Electroless Ni plating is applied to form bumps and UBM layer for flip chip interconnection. Characteristics of electroless Ni are also investigated. Zincate pretreatment is analyzed and plated layer characteristics are investigated according to variables like temperature, pH and heat treatment. Electroless Ni plating rate and composition were investigated as a function of temperature and $H^{+}$ ions concentration. Based on these observations, characteristics dependence to each variables and optimum electroless Ni plating conditions for flip-chip interconnection are suggested. Electroless Ni has 10 wt% P, 60μΩ-cm resistivity, 500HV hardness and amorphous structure. Stress in electroless Ni was quantitatively analyzed using laser scanning instrument. It showed that extrinsic stress by CTE mismatch between electroless Ni and Si substrate was tensile and dependent to P contents. Intrinsic stress was compressive and dependent to film microstructure. After interconnection of electroless Ni bumps by ACF flip chip method, we achieved low-cost flip chip process and showed their advantages and possibility in microelectronic package applications.
무전해 니켈 도금법을 이용하여 플립칩 공정에 응용하기 위한 범프와 UBM층을 형성하고 특성을 조사하였다. Ni도금 전 Al패드위의 zincate처리 효과를 해석하고 도금 변수인 온도, pH 등에 따른 도금 속도, 도금층의 조성과 다른 도금층의 특성 변화를 관찰하였다. 이를 통해 각 변수들이 도금층의 특성에 미치는 영향과 전자패키지 응용시 요구되는 무전해 니켈 도금 조건을 제시하였다. 도금직후의 니켈은 P가 약 10 wt% 포함되며, 60 μΩ-cm의 비저항, 500 HV의 경도의 비정질 결정구조를 갖는다. 레이저를 이용하여 무전해 니켈의 응력을 정량적으로 분석하였다. 열응력의 경우, 무전해 니켈의 P의 양에 따른 열팽창계수와 탄성계수의 변화에 큰 영향을 받으며 인장응력으로 작용한다. 고유응력의 경우, 압축응력으로 관찰되며 필름의 미세구조에 따라 변화한다. 무전해 범프를 실제 테스트 칩에 형성한 후, ACF(Anisotropic Conductive Film) 플립칩 접속하여 저가형 플립칩 공정을 개발하고, 무전해 니켈 범프의 장점과 미세 전자 패키징 응용의 가능성을 제시하였다.
