JP2001274289A - フリップチップ用パッケージ及びその製造方法 - Google Patents
フリップチップ用パッケージ及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 密着性が良好であると共に、運搬・保管中の
チップ付け性の劣化を長期間防止できるフリップチップ
用パッケージ及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 本発明のフリップチップ用パッケージＰ
は、アルミナを主成分とする３０ｍｍ×３０ｍｍ×１ｍ
ｍｔの大きさであるシート２と、該シート２上に設けら
れた電極用パッド１と、から構成されている。そして、
上記電極用パッド１は、上記シート２上に設けられ、モ
リブデンを主成分とするφ０．１ｍｍの下地メタライズ
層１１と、該下地メタライズ層１１の外表面を覆うよう
に設けられ、全体がＮｉ−Ｂメッキで形成されている厚
さ３．２〜７．０μｍのＮｉメッキ層１２と、該Ｎｉメ
ッキ層１２の外表面を覆うように設けられた厚さ０．０
５μｍのＡｕメッキ層１３と、からなる。そして、上記
Ｎｉ−Ｂメッキ層１２中のＮｉ−Ｂメッキの平均粒径は
１μｍ以上であり、最大粒径は６μｍ以下である。
チップ付け性の劣化を長期間防止できるフリップチップ
用パッケージ及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 本発明のフリップチップ用パッケージＰ
は、アルミナを主成分とする３０ｍｍ×３０ｍｍ×１ｍ
ｍｔの大きさであるシート２と、該シート２上に設けら
れた電極用パッド１と、から構成されている。そして、
上記電極用パッド１は、上記シート２上に設けられ、モ
リブデンを主成分とするφ０．１ｍｍの下地メタライズ
層１１と、該下地メタライズ層１１の外表面を覆うよう
に設けられ、全体がＮｉ−Ｂメッキで形成されている厚
さ３．２〜７．０μｍのＮｉメッキ層１２と、該Ｎｉメ
ッキ層１２の外表面を覆うように設けられた厚さ０．０
５μｍのＡｕメッキ層１３と、からなる。そして、上記
Ｎｉ−Ｂメッキ層１２中のＮｉ−Ｂメッキの平均粒径は
１μｍ以上であり、最大粒径は６μｍ以下である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、フリップチップ用
パッケージ及びその製造方法に関し、更に詳しくは、密
着性が良好であると共に、環境中で酸化による運搬・保
管中のチップ付け性の劣化を長期間防止することができ
るフリップチップ用パッケージ及びその製造方法に関す
る。
パッケージ及びその製造方法に関し、更に詳しくは、密
着性が良好であると共に、環境中で酸化による運搬・保
管中のチップ付け性の劣化を長期間防止することができ
るフリップチップ用パッケージ及びその製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より、半導体集積回路チップの実装
方式として、フリップチップ法が広く採用されている。
フリップチップ法とは、図１に示すように、フリップチ
ップ用パッケージＰの電極用パッド１と、集積回路チッ
プ５の電極用パッド４とが一致するようにして重ね、次
いで加熱することにより、予め集積回路チップ５の電極
用パッド４やフリップチップ用パッケージＰの電極用パ
ッド１に設けておいたはんだ３を溶融させてはんだ付け
を行って、電極用パッド間の電気的接続を行うものであ
る。
方式として、フリップチップ法が広く採用されている。
フリップチップ法とは、図１に示すように、フリップチ
ップ用パッケージＰの電極用パッド１と、集積回路チッ
プ５の電極用パッド４とが一致するようにして重ね、次
いで加熱することにより、予め集積回路チップ５の電極
用パッド４やフリップチップ用パッケージＰの電極用パ
ッド１に設けておいたはんだ３を溶融させてはんだ付け
を行って、電極用パッド間の電気的接続を行うものであ
る。
【０００３】かかるフリップチップ法において使用する
フリップチップ用パッケージは、通常は、セラミック等
により形成されたシートと、該シート上に設けられた電
極用パッドと、から構成されている。そして、上記電極
用パッドは、モリブデン、タングステン等の高融点金属
粉末を主体とするメタライズペーストを印刷し、同時焼
成することにより設けられている下地メタライズ層と、
該下地メタライズ層の表面に公知のメッキ法により設け
られているＮｉメッキ層と、を有している。
フリップチップ用パッケージは、通常は、セラミック等
により形成されたシートと、該シート上に設けられた電
極用パッドと、から構成されている。そして、上記電極
用パッドは、モリブデン、タングステン等の高融点金属
粉末を主体とするメタライズペーストを印刷し、同時焼
成することにより設けられている下地メタライズ層と、
該下地メタライズ層の表面に公知のメッキ法により設け
られているＮｉメッキ層と、を有している。
【０００４】そして、ニッケル−ホウ素（以下、「Ｎｉ
−Ｂ」という。）メッキは、はんだとの濡れ性がよく、
はんだと接触した場合でも容易にはんだが濡れるので好
ましいことから、従来よりフリップチップ用パッケージ
ＰのＮｉメッキ層１２を構成するメッキとして利用され
ている。例えば、特開平９−２８３８７８号公報には、
Ｎｉ−Ｂメッキ後、金（Ａｕ）メッキを施工して３５０
℃以上に加熱することにより、ＮｉをＡｕ層に拡散させ
てＡｕ−Ｎｉ層を形成して密着強度を向上させる技術が
開示されている。また、特開平１１−１６３０４２号公
報には、Ｎｉ−Ｂメッキの厚みを２．５〜８μｍとする
ことにより、フリップチップ接続におけるはんだ中のボ
イドの発生を低減し、密着強度を向上させる技術が開示
されている。
−Ｂ」という。）メッキは、はんだとの濡れ性がよく、
はんだと接触した場合でも容易にはんだが濡れるので好
ましいことから、従来よりフリップチップ用パッケージ
ＰのＮｉメッキ層１２を構成するメッキとして利用され
ている。例えば、特開平９−２８３８７８号公報には、
Ｎｉ−Ｂメッキ後、金（Ａｕ）メッキを施工して３５０
℃以上に加熱することにより、ＮｉをＡｕ層に拡散させ
てＡｕ−Ｎｉ層を形成して密着強度を向上させる技術が
開示されている。また、特開平１１−１６３０４２号公
報には、Ｎｉ−Ｂメッキの厚みを２．５〜８μｍとする
ことにより、フリップチップ接続におけるはんだ中のボ
イドの発生を低減し、密着強度を向上させる技術が開示
されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、Ｎｉ−Ｂメッ
キを行って焼結することによりＮｉメッキ層を形成する
際、形成条件によっては、Ｎｉ−Ｂメッキの粒成長が抑
えられてＮｉ−Ｂメッキの粒径が小さくなり、焼付後に
Ｎｉ−Ｂメッキの表面積が大きくなるため酸化し易くな
るという問題点がある。その結果、輸送・保管状況によ
っては、輸送・保管中にＮｉ−Ｂメッキの環境中での酸
化が進行し、フリップチップ用パッケージのチップ付け
性が低下するという問題点がある。また、上記のように
密着強度を向上させるために、Ｎｉ−Ｂメッキ後、Ａｕ
メッキを施工してＡｕ−Ｎｉ層を形成する場合、環境中
で酸化されたＮｉ−ＢメッキはＡｕとの密着性が低下す
るので、焼結によりＡｕが凝集（Ａｕ凝集）し、Ｎｉ−
Ｂメッキの露出が多くなる結果、環境中で酸化が進行
し、フリップチップ用パッケージのチップ付け性が低下
するという問題点がある。これに対し、Ｎｉ−Ｂメッキ
に関する上記先行文献において、Ｎｉ−Ｂメッキの粒
径、Ｎｉ−Ｂメッキ層の形成条件とＮｉ−Ｂメッキの環
境中での酸化、チップ付け性等との関係については触れ
られていない。
キを行って焼結することによりＮｉメッキ層を形成する
際、形成条件によっては、Ｎｉ−Ｂメッキの粒成長が抑
えられてＮｉ−Ｂメッキの粒径が小さくなり、焼付後に
Ｎｉ−Ｂメッキの表面積が大きくなるため酸化し易くな
るという問題点がある。その結果、輸送・保管状況によ
っては、輸送・保管中にＮｉ−Ｂメッキの環境中での酸
化が進行し、フリップチップ用パッケージのチップ付け
性が低下するという問題点がある。また、上記のように
密着強度を向上させるために、Ｎｉ−Ｂメッキ後、Ａｕ
メッキを施工してＡｕ−Ｎｉ層を形成する場合、環境中
で酸化されたＮｉ−ＢメッキはＡｕとの密着性が低下す
るので、焼結によりＡｕが凝集（Ａｕ凝集）し、Ｎｉ−
Ｂメッキの露出が多くなる結果、環境中で酸化が進行
し、フリップチップ用パッケージのチップ付け性が低下
するという問題点がある。これに対し、Ｎｉ−Ｂメッキ
に関する上記先行文献において、Ｎｉ−Ｂメッキの粒
径、Ｎｉ−Ｂメッキ層の形成条件とＮｉ−Ｂメッキの環
境中での酸化、チップ付け性等との関係については触れ
られていない。
【０００６】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
であり、密着性が良好であると共に、環境中で酸化によ
る運搬・保管中のチップ付け性の劣化を長期間防止する
ことができるフリップチップ用パッケージ及びその製造
方法を提供することを目的とする。
であり、密着性が良好であると共に、環境中で酸化によ
る運搬・保管中のチップ付け性の劣化を長期間防止する
ことができるフリップチップ用パッケージ及びその製造
方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者は上記実情に鑑
みてフリップチップ用パッケージ及びその製造方法につ
いて検討した結果、フリップチップ用パッケージ上の電
極用パッドの表面にＮｉ−Ｂメッキを行い、次いで焼結
温度を８１０〜８４０℃として焼結を行って、Ｎｉ−Ｂ
メッキ層を構成するＮｉ−Ｂメッキの平均粒径を１μｍ
以上とすることにより、上記目的を達成できることを見
出して本発明を完成するに至った。
みてフリップチップ用パッケージ及びその製造方法につ
いて検討した結果、フリップチップ用パッケージ上の電
極用パッドの表面にＮｉ−Ｂメッキを行い、次いで焼結
温度を８１０〜８４０℃として焼結を行って、Ｎｉ−Ｂ
メッキ層を構成するＮｉ−Ｂメッキの平均粒径を１μｍ
以上とすることにより、上記目的を達成できることを見
出して本発明を完成するに至った。
【０００８】本第１発明のフリップチップ用パッケージ
は、下地メタライズ層と、該下地メタライズ層の表面に
設けられたＮｉメッキ層と、を有する電極用パッドを備
えるフリップチップ用パッケージにおいて、上記Ｎｉメ
ッキ層の少なくとも最表面はＮｉ−Ｂメッキで構成され
ており、且つ該Ｎｉ−Ｂメッキの平均粒径が１μｍ以上
であることを特徴とする。
は、下地メタライズ層と、該下地メタライズ層の表面に
設けられたＮｉメッキ層と、を有する電極用パッドを備
えるフリップチップ用パッケージにおいて、上記Ｎｉメ
ッキ層の少なくとも最表面はＮｉ−Ｂメッキで構成され
ており、且つ該Ｎｉ−Ｂメッキの平均粒径が１μｍ以上
であることを特徴とする。
【０００９】本第１発明のフリップチップ用パッケージ
における「Ｎｉ−Ｂメッキの平均粒径」とは、Ｎｉ−Ｂ
メッキ表面を走査型顕微鏡（ＳＥＭ）で観察し、図３に
示す方法により求められるものである。即ち、図３に示
すＳＥＭ写真において、ラインＡ〜Ｄ上のＮｉ−Ｂメッ
キ粒子の数の合計と、ラインＡ〜Ｄの長さ（ｍｍ）の合
計を求め、これを以下に示す式に代入して計算するもの
である。この平均粒径は通常１μｍ以上、好ましくは
１．０５〜１．５μｍ、更に好ましくは１．２〜１．５
μｍ、最も好ましくは１．３〜１．５μｍである。この
平均粒径が１μｍ未満では、Ｎｉ−Ｂメッキ層の表面積
が大きくなる結果、輸送・保管の際に環境中でＮｉ−Ｂ
メッキ層の酸化が進行し、チップ付け性が低下してしま
うので好ましくない。
における「Ｎｉ−Ｂメッキの平均粒径」とは、Ｎｉ−Ｂ
メッキ表面を走査型顕微鏡（ＳＥＭ）で観察し、図３に
示す方法により求められるものである。即ち、図３に示
すＳＥＭ写真において、ラインＡ〜Ｄ上のＮｉ−Ｂメッ
キ粒子の数の合計と、ラインＡ〜Ｄの長さ（ｍｍ）の合
計を求め、これを以下に示す式に代入して計算するもの
である。この平均粒径は通常１μｍ以上、好ましくは
１．０５〜１．５μｍ、更に好ましくは１．２〜１．５
μｍ、最も好ましくは１．３〜１．５μｍである。この
平均粒径が１μｍ未満では、Ｎｉ−Ｂメッキ層の表面積
が大きくなる結果、輸送・保管の際に環境中でＮｉ−Ｂ
メッキ層の酸化が進行し、チップ付け性が低下してしま
うので好ましくない。
【００１０】 平均粒径（μｍ）＝Ａ×１０4／（Ｂ×写真倍率） Ａ：ラインＡ〜Ｄの長さ（ｍｍ）の合計 Ｂ：ラインＡ〜Ｄ上に位置する粒子の数
【００１１】また、本第１発明のフリップチップ用パッ
ケージにおけるＮｉ−Ｂメッキの粒径は、平均粒径が上
記範囲にある限り特に限定はないが、本第２発明に示す
ように、粒成長を抑えて最大粒径を６μｍ以下とする
と、粒界（Ｎｉ粒の境界）にボイドが発生することを抑
制することができる。これにより、Ｎｉメッキ層のはん
だ濡れ性が低下することを防止して、環境中で酸化によ
る運搬・保管中のチップ付け性の劣化を長期間防止する
ことができるので好ましい。
ケージにおけるＮｉ−Ｂメッキの粒径は、平均粒径が上
記範囲にある限り特に限定はないが、本第２発明に示す
ように、粒成長を抑えて最大粒径を６μｍ以下とする
と、粒界（Ｎｉ粒の境界）にボイドが発生することを抑
制することができる。これにより、Ｎｉメッキ層のはん
だ濡れ性が低下することを防止して、環境中で酸化によ
る運搬・保管中のチップ付け性の劣化を長期間防止する
ことができるので好ましい。
【００１２】本第１発明の上記「Ｎｉメッキ層」は、通
常、その全体がＮｉ−Ｂメッキにより形成されているこ
とが好ましいが、少なくともＮｉメッキ層の最表面がＮ
ｉ−Ｂメッキで形成されていればよい。即ち、Ｎｉメッ
キ層の下層をＮｉや、あるいはＮｉ−ＰメッキやＮｉ−
Ｃｏメッキ等のＮｉ合金メッキにより形成した後、最表
層をＮｉ−Ｂメッキにより形成することもできる。ま
た、本第１発明の上記「Ｎｉメッキ層」の厚さについて
は特に限定はないが、通常２．５〜８μｍ、好ましくは
３〜７μｍ、更に好ましくは３．２〜６μｍ、最も好ま
しくは３．６〜６μｍである。この厚さが２．５μｍ未
満では、下地メタライズ層が部分的に露出してＮｉメッ
キ層にピンホールが生じ、はんだが濡れにくくなる場合
があるので好ましくない。
常、その全体がＮｉ−Ｂメッキにより形成されているこ
とが好ましいが、少なくともＮｉメッキ層の最表面がＮ
ｉ−Ｂメッキで形成されていればよい。即ち、Ｎｉメッ
キ層の下層をＮｉや、あるいはＮｉ−ＰメッキやＮｉ−
Ｃｏメッキ等のＮｉ合金メッキにより形成した後、最表
層をＮｉ−Ｂメッキにより形成することもできる。ま
た、本第１発明の上記「Ｎｉメッキ層」の厚さについて
は特に限定はないが、通常２．５〜８μｍ、好ましくは
３〜７μｍ、更に好ましくは３．２〜６μｍ、最も好ま
しくは３．６〜６μｍである。この厚さが２．５μｍ未
満では、下地メタライズ層が部分的に露出してＮｉメッ
キ層にピンホールが生じ、はんだが濡れにくくなる場合
があるので好ましくない。
【００１３】また、上記Ｎｉメッキ層の上には、何も設
けないようにしてもよいが、本第３発明に示すように、
上記Ｎｉ−Ｂメッキ層の上に、置換Ａｕメッキ等により
Ａｕメッキ層を形成することもできる。このようなＡｕ
メッキ層とは、Ａｕのみで構成されるものだけでなく、
Ａｕ−Ｎｉメッキ層のように、Ａｕと他の金属との合金
によるメッキ層も含む。上記Ａｕメッキ層は、例えばＡ
ｕ−Ｎｉ層の場合、Ａｕメッキ層形成後に熱処理等を施
して、ＡｕとＮｉの相互拡散を促す等の方法により形成
することができる。このようなＡｕメッキ層を設けるこ
とにより、下層のＮｉ−Ｂメッキ層の酸化を更に防止し
て、チップ付け性を向上及び安定化させることができる
と共に、ボイド発生を低減し、密着強度を高めることが
できるので好ましい。Ａｕメッキ層をＮｉ−Ｂメッキ層
の上に設ける場合、その厚さは通常０．０１〜０．５μ
ｍ、好ましくは０．０１〜０．３μｍ、更に好ましくは
０．０１〜０．２μｍ、最も好ましくは０．０３〜０．
１μｍである。厚さが０．０１μｍ未満では、下層のＮ
ｉ−Ｂメッキ層の酸化防止効果が十分に発揮し得ない場
合があるので好ましくなく、０．５μｍを超えると、Ｐ
ｂ−Ｓｎはんだに含まれるＳｎとの間で脆いＡｕ−Ｓｎ
金属間化合物を生成し、接合強度が劣化する場合がある
ので好ましくない。
けないようにしてもよいが、本第３発明に示すように、
上記Ｎｉ−Ｂメッキ層の上に、置換Ａｕメッキ等により
Ａｕメッキ層を形成することもできる。このようなＡｕ
メッキ層とは、Ａｕのみで構成されるものだけでなく、
Ａｕ−Ｎｉメッキ層のように、Ａｕと他の金属との合金
によるメッキ層も含む。上記Ａｕメッキ層は、例えばＡ
ｕ−Ｎｉ層の場合、Ａｕメッキ層形成後に熱処理等を施
して、ＡｕとＮｉの相互拡散を促す等の方法により形成
することができる。このようなＡｕメッキ層を設けるこ
とにより、下層のＮｉ−Ｂメッキ層の酸化を更に防止し
て、チップ付け性を向上及び安定化させることができる
と共に、ボイド発生を低減し、密着強度を高めることが
できるので好ましい。Ａｕメッキ層をＮｉ−Ｂメッキ層
の上に設ける場合、その厚さは通常０．０１〜０．５μ
ｍ、好ましくは０．０１〜０．３μｍ、更に好ましくは
０．０１〜０．２μｍ、最も好ましくは０．０３〜０．
１μｍである。厚さが０．０１μｍ未満では、下層のＮ
ｉ−Ｂメッキ層の酸化防止効果が十分に発揮し得ない場
合があるので好ましくなく、０．５μｍを超えると、Ｐ
ｂ−Ｓｎはんだに含まれるＳｎとの間で脆いＡｕ−Ｓｎ
金属間化合物を生成し、接合強度が劣化する場合がある
ので好ましくない。
【００１４】本第４発明のフリップチップ用パッケージ
の製造方法は、フリップチップ用パッケージ上に設けら
れた下地メタライズ層の表面にＮｉ−Ｂメッキを行い、
次いで最大焼結温度を８１０〜８４０℃として焼結を行
うことを特徴とする。本第４発明のフリップチップ用パ
ッケージの製造方法において、下地メタライズ層の表面
にＮｉ−Ｂメッキを行う方法については特に限定はな
く、金属層からなる電極用パッド群の表面に直接Ｎｉ−
Ｂメッキを行うだけでなく、下地メタライズ層の表面
に、Ｎｉや、あるいはＮｉ−Ｐメッキ、Ｎｉ−Ｃｏメッ
キ等のＮｉ合金メッキによりＮｉメッキ層の下層を形成
した後、Ｎｉメッキ層の最表層にＮｉ−Ｂメッキを行う
場合も含む。
の製造方法は、フリップチップ用パッケージ上に設けら
れた下地メタライズ層の表面にＮｉ−Ｂメッキを行い、
次いで最大焼結温度を８１０〜８４０℃として焼結を行
うことを特徴とする。本第４発明のフリップチップ用パ
ッケージの製造方法において、下地メタライズ層の表面
にＮｉ−Ｂメッキを行う方法については特に限定はな
く、金属層からなる電極用パッド群の表面に直接Ｎｉ−
Ｂメッキを行うだけでなく、下地メタライズ層の表面
に、Ｎｉや、あるいはＮｉ−Ｐメッキ、Ｎｉ−Ｃｏメッ
キ等のＮｉ合金メッキによりＮｉメッキ層の下層を形成
した後、Ｎｉメッキ層の最表層にＮｉ−Ｂメッキを行う
場合も含む。
【００１５】本第４発明のフリップチップ用パッケージ
の製造方法において、Ｎｉ−Ｂメッキ後の最大焼結温度
は、通常８１０〜８４０℃、好ましくは８２０〜８４０
℃、更に好ましくは８２５〜８４０℃、最も好ましくは
８３０〜８４０℃である。焼結温度が８１０℃未満であ
ると、Ｎｉ−Ｂメッキが粒成長せず、焼結後にＮｉ−Ｂ
メッキの表面積が大きくなる結果、輸送・保管の際に環
境中でＮｉ−Ｂメッキ層の酸化が進行し、フリップチッ
プ用パッケージのチップ付け性が低下し、また、続いて
Ａｕメッキ層を形成する場合、Ａｕメッキの密着が悪く
なるので好ましくない。一方、８４０℃を超えると、粒
成長が過多となる結果、粒界にボイドが発生することに
より、はんだ濡れ性が劣化することから好ましくない。
の製造方法において、Ｎｉ−Ｂメッキ後の最大焼結温度
は、通常８１０〜８４０℃、好ましくは８２０〜８４０
℃、更に好ましくは８２５〜８４０℃、最も好ましくは
８３０〜８４０℃である。焼結温度が８１０℃未満であ
ると、Ｎｉ−Ｂメッキが粒成長せず、焼結後にＮｉ−Ｂ
メッキの表面積が大きくなる結果、輸送・保管の際に環
境中でＮｉ−Ｂメッキ層の酸化が進行し、フリップチッ
プ用パッケージのチップ付け性が低下し、また、続いて
Ａｕメッキ層を形成する場合、Ａｕメッキの密着が悪く
なるので好ましくない。一方、８４０℃を超えると、粒
成長が過多となる結果、粒界にボイドが発生することに
より、はんだ濡れ性が劣化することから好ましくない。
【００１６】本第４発明のフリップチップ用パッケージ
の製造方法において、焼結により形成されたＮｉメッキ
層を構成するＮｉ−Ｂメッキの粒径については、本第５
発明に示すように、平均粒径を１μｍ以上とすると、Ｎ
ｉメッキ層の酸化を防止し、密着性が良好であると共
に、運搬・保管中のチップ付け性の劣化を長期間防止す
ることができることから好ましい。また、本第６発明に
示すように、Ｎｉ−Ｂメッキの最大粒径を６μｍ以下と
すると、粒界にボイドが発生することによるはんだ濡れ
性の低下を抑制することができるので好ましい。
の製造方法において、焼結により形成されたＮｉメッキ
層を構成するＮｉ−Ｂメッキの粒径については、本第５
発明に示すように、平均粒径を１μｍ以上とすると、Ｎ
ｉメッキ層の酸化を防止し、密着性が良好であると共
に、運搬・保管中のチップ付け性の劣化を長期間防止す
ることができることから好ましい。また、本第６発明に
示すように、Ｎｉ−Ｂメッキの最大粒径を６μｍ以下と
すると、粒界にボイドが発生することによるはんだ濡れ
性の低下を抑制することができるので好ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明について、実施例及
び比較例を挙げて具体的に説明する。 （１）本実施例のフリップチップ用パッケージの構成及
び製造 以下の試験に用いる本実施例及び比較例のフリップチッ
プ用パッケージの構成を、以下の図２に示す。本実施例
のフリップチップ用パッケージＰは、アルミナ（Ａｌ2
Ｏ3）を主成分とする３０ｍｍ×３０ｍｍ×１ｍｍｔの
大きさであるシート２と、該シート２上に設けられた電
極用パッド１と、から構成されている。そして、上記電
極用パッド１は、上記シート２上に設けられ、モリブデ
ンを主成分とするφ０．１ｍｍの大きさである下地メタ
ライズ層１１と、該下地メタライズ層１１の外表面を覆
うように設けられ、全体がＮｉ−Ｂメッキで形成されて
いる厚さ３．２〜７．０μｍのＮｉメッキ層１２と、該
Ｎｉメッキ層１２の外表面覆うように設けられた厚さ
０．０５μｍのＡｕメッキ層１３と、からなる。
び比較例を挙げて具体的に説明する。 （１）本実施例のフリップチップ用パッケージの構成及
び製造 以下の試験に用いる本実施例及び比較例のフリップチッ
プ用パッケージの構成を、以下の図２に示す。本実施例
のフリップチップ用パッケージＰは、アルミナ（Ａｌ2
Ｏ3）を主成分とする３０ｍｍ×３０ｍｍ×１ｍｍｔの
大きさであるシート２と、該シート２上に設けられた電
極用パッド１と、から構成されている。そして、上記電
極用パッド１は、上記シート２上に設けられ、モリブデ
ンを主成分とするφ０．１ｍｍの大きさである下地メタ
ライズ層１１と、該下地メタライズ層１１の外表面を覆
うように設けられ、全体がＮｉ−Ｂメッキで形成されて
いる厚さ３．２〜７．０μｍのＮｉメッキ層１２と、該
Ｎｉメッキ層１２の外表面覆うように設けられた厚さ
０．０５μｍのＡｕメッキ層１３と、からなる。
【００１８】本実施例及び比較例のフリップチップ用パ
ッケージＰは、次の方法により製造した。上記シート２
上に、下地メタライズ層１１を構成するモリブデン等の
高融点金属粉末を主体とするメタライズペーストをスク
リーン印刷により印刷し、該シート２と共に１５００℃
で同時焼成して下地メタライズ層１１を形成した。次い
で、無電解メッキ法により、該下地メタライズ層１１の
表面にＮｉ−Ｂメッキを施し、その後、以下の表１に示
す焼結温度により焼結を行ってＮｉメッキ層１２を形成
した。更に、無電解メッキ法により、該Ｎｉメッキ層１
２の表面にＡｕメッキ層１３を形成して、本実施例及び
比較例のフリップチップ用パッケージＰを製造した。
ッケージＰは、次の方法により製造した。上記シート２
上に、下地メタライズ層１１を構成するモリブデン等の
高融点金属粉末を主体とするメタライズペーストをスク
リーン印刷により印刷し、該シート２と共に１５００℃
で同時焼成して下地メタライズ層１１を形成した。次い
で、無電解メッキ法により、該下地メタライズ層１１の
表面にＮｉ−Ｂメッキを施し、その後、以下の表１に示
す焼結温度により焼結を行ってＮｉメッキ層１２を形成
した。更に、無電解メッキ法により、該Ｎｉメッキ層１
２の表面にＡｕメッキ層１３を形成して、本実施例及び
比較例のフリップチップ用パッケージＰを製造した。
【００１９】（２）本実施例のフリップチップ用パッケ
ージの性能評価 焼結温度として、表１に示す各最大焼結温度で焼結した
フリップチップ用パッケージを実施例１〜３及び比較例
１〜３とした。そして、これら実施例１〜３及び比較例
１〜３の各フリップチップ用パッケージのＮｉメッキ層
１２の表面状態を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により
観察してＡｕ凝集の有無を調べた。その観察結果を図４
〜８に示した。図４〜８において、（ａ）はＮｉ焼結後
の表面状態のＳＥＭ写真であり、（ｂ）はＡｕベーキン
グ後の表面状態のＳＥＭ写真である。
ージの性能評価 焼結温度として、表１に示す各最大焼結温度で焼結した
フリップチップ用パッケージを実施例１〜３及び比較例
１〜３とした。そして、これら実施例１〜３及び比較例
１〜３の各フリップチップ用パッケージのＮｉメッキ層
１２の表面状態を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により
観察してＡｕ凝集の有無を調べた。その観察結果を図４
〜８に示した。図４〜８において、（ａ）はＮｉ焼結後
の表面状態のＳＥＭ写真であり、（ｂ）はＡｕベーキン
グ後の表面状態のＳＥＭ写真である。
【００２０】また、実施例１〜３及び比較例１〜３のＮ
ｉ−Ｂメッキ層４２のＮｉ−Ｂメッキの平均粒径（μ
ｍ）を図３に示す方法により求めた。更に、上記図４〜
図８のＳＥＭ写真中のＮｉ−Ｂメッキの粒子のうち、大
きい方から１０個の粒径を測定することにより、Ｎｉ−
Ｂメッキの最大粒径（μｍ）を求めた。更に、ダミーチ
ップをはんだ付け後、引張試験を行うことによりプレー
ナーモード発生率（％）を求めた。これらの結果を以下
の表１にまとめた。尚、表１の「Ａｕ凝集」及び「ボイ
ド発生」の項において、「○」はＡｕ凝集やボイド発生
が認められなかったことを意味し、「×」はＡｕ凝集や
ボイド発生が認められたことを意味する。また、比較例
３では、Ｎｉメッキ層にボイドが発生したため、プレー
ナーモード発生率（％）の試験を行うことができなかっ
た。
ｉ−Ｂメッキ層４２のＮｉ−Ｂメッキの平均粒径（μ
ｍ）を図３に示す方法により求めた。更に、上記図４〜
図８のＳＥＭ写真中のＮｉ−Ｂメッキの粒子のうち、大
きい方から１０個の粒径を測定することにより、Ｎｉ−
Ｂメッキの最大粒径（μｍ）を求めた。更に、ダミーチ
ップをはんだ付け後、引張試験を行うことによりプレー
ナーモード発生率（％）を求めた。これらの結果を以下
の表１にまとめた。尚、表１の「Ａｕ凝集」及び「ボイ
ド発生」の項において、「○」はＡｕ凝集やボイド発生
が認められなかったことを意味し、「×」はＡｕ凝集や
ボイド発生が認められたことを意味する。また、比較例
３では、Ｎｉメッキ層にボイドが発生したため、プレー
ナーモード発生率（％）の試験を行うことができなかっ
た。
【００２１】
【表１】
【００２２】（４）実施例の効果 表１、図７及び図８より、最大焼結温度が７９１℃の比
較例１及び８０５℃の比較例２では、Ｎｉ−Ｂメッキの
最大粒径が１．５〜２．０μｍと小さいことから、粒界
にボイドの発生は認められなかったが、Ｎｉ−Ｂメッキ
の平均粒径が０．８１、０．９２μｍといずれも小さい
ことから、Ｎｉ−Ｂメッキ層が環境中で酸化が進行する
ことにより、焼結後にＡｕ凝集が発生していることがＳ
ＥＭ観察により判った。また、プレーナモードとは、引
っ張り試験後にはんだが電極パッド１との界面近傍で破
壊したモードを指し、はんだの濡れ性不良に起因するボ
イドが電極パッド１との界面付近に多数存在すること
が、このモードの発生の原因と考えられるが、このプレ
ーナーモード発生率もそれぞれ９０％、８５％と高い値
を示している。これらの結果より、最大焼結温度が低い
比較例１及び２の各フリップチップ用パッケージの場
合、Ｎｉ−Ｂメッキ層が環境中で酸化することにより、
はんだ濡れ性が低下してチップ付け性が劣化するおそれ
があることが判る。また、最大焼結温度が８４５℃の比
較例３では、Ｎｉ−Ｂメッキの平均粒径が１．６０μｍ
と大きい反面、Ｎｉ−Ｂメッキの最大粒径が６．５μｍ
と大きいことから、粒界にボイドの発生は認められた。
この結果より、最大焼結温度が高い比較例３のフリップ
チップ用パッケージの場合でも、ボイドの発生により、
はんだ濡れ性が低下してチップ付け性が劣化するおそれ
があることが判る。
較例１及び８０５℃の比較例２では、Ｎｉ−Ｂメッキの
最大粒径が１．５〜２．０μｍと小さいことから、粒界
にボイドの発生は認められなかったが、Ｎｉ−Ｂメッキ
の平均粒径が０．８１、０．９２μｍといずれも小さい
ことから、Ｎｉ−Ｂメッキ層が環境中で酸化が進行する
ことにより、焼結後にＡｕ凝集が発生していることがＳ
ＥＭ観察により判った。また、プレーナモードとは、引
っ張り試験後にはんだが電極パッド１との界面近傍で破
壊したモードを指し、はんだの濡れ性不良に起因するボ
イドが電極パッド１との界面付近に多数存在すること
が、このモードの発生の原因と考えられるが、このプレ
ーナーモード発生率もそれぞれ９０％、８５％と高い値
を示している。これらの結果より、最大焼結温度が低い
比較例１及び２の各フリップチップ用パッケージの場
合、Ｎｉ−Ｂメッキ層が環境中で酸化することにより、
はんだ濡れ性が低下してチップ付け性が劣化するおそれ
があることが判る。また、最大焼結温度が８４５℃の比
較例３では、Ｎｉ−Ｂメッキの平均粒径が１．６０μｍ
と大きい反面、Ｎｉ−Ｂメッキの最大粒径が６．５μｍ
と大きいことから、粒界にボイドの発生は認められた。
この結果より、最大焼結温度が高い比較例３のフリップ
チップ用パッケージの場合でも、ボイドの発生により、
はんだ濡れ性が低下してチップ付け性が劣化するおそれ
があることが判る。
【００２３】これに対し、表１及び図４〜図６から判る
ように、最大焼結温度が８１５℃〜８３５℃である実施
例１〜３では、Ｎｉ−Ｂメッキの平均粒径が１．１２〜
１．５０μｍと、比較例１及び２よりも大きく、また、
Ｎｉ−Ｂメッキの最大粒径が３．０〜６．０μｍと、比
較例３より小さい値となっている。これにより、焼結後
のＮｉ−Ｂメッキ層をＳＥＭ観察してもＡｕ凝集が認め
られず、粒界にボイドの発生も認められなかった。ま
た、プレーナーモードの発生も認められなかった。これ
らの結果より、実施例１〜３の各フリップチップ用パッ
ケージは比較例１〜３と比較して、環境中での酸化を抑
制し、チップ付け性の劣化を長期間防止することができ
る安定性に優れたフリップチップ用パッケージであるこ
とが判る。
ように、最大焼結温度が８１５℃〜８３５℃である実施
例１〜３では、Ｎｉ−Ｂメッキの平均粒径が１．１２〜
１．５０μｍと、比較例１及び２よりも大きく、また、
Ｎｉ−Ｂメッキの最大粒径が３．０〜６．０μｍと、比
較例３より小さい値となっている。これにより、焼結後
のＮｉ−Ｂメッキ層をＳＥＭ観察してもＡｕ凝集が認め
られず、粒界にボイドの発生も認められなかった。ま
た、プレーナーモードの発生も認められなかった。これ
らの結果より、実施例１〜３の各フリップチップ用パッ
ケージは比較例１〜３と比較して、環境中での酸化を抑
制し、チップ付け性の劣化を長期間防止することができ
る安定性に優れたフリップチップ用パッケージであるこ
とが判る。
【００２４】尚、本発明においては、前記具体的実施例
に示すものに限られず、目的、用途に応じて本発明の範
囲内で種々変更した実施例とすることができる。
に示すものに限られず、目的、用途に応じて本発明の範
囲内で種々変更した実施例とすることができる。
【００２５】
【発明の効果】本第１発明のフリップチップ用パッケー
ジによれば、Ｎｉ−Ｂメッキ層を構成するＮｉ−Ｂメッ
キの平均粒径を１μｍ以上とすることにより、焼付後の
Ｎｉ−Ｂメッキの酸化を抑制し、後続作業するＡｕメッ
キとの密着性を高めることができる。これにより、密着
性が良好とすることができると共に、運搬・保管中のチ
ップ付け性の劣化を長期間防止することができる。ま
た、本第２発明に示すように、Ｎｉ−Ｂメッキの最大粒
径を６μｍ以下とすることにより、粒界にボイドが発生
することを抑制し、Ｎｉメッキ層のはんだ濡れ性が低下
することを防止することができる。更に、本第３発明に
示すように、Ｎｉメッキ層上にＡｕメッキ層を形成する
ことにより、チップ付け性を向上及び安定化させること
ができると共に、ボイド発生を低減し、密着強度を高め
ることができるので好ましい。更に、本第４発明乃至第
６発明のフリップチップ用パッケージの製造方法によれ
ば、Ｎｉ−Ｂメッキ後の最大焼結温度を８１０〜８４０
℃とすることにより、上記のように優れた特性を有する
フリップチップ用パッケージを製造することができる。
ジによれば、Ｎｉ−Ｂメッキ層を構成するＮｉ−Ｂメッ
キの平均粒径を１μｍ以上とすることにより、焼付後の
Ｎｉ−Ｂメッキの酸化を抑制し、後続作業するＡｕメッ
キとの密着性を高めることができる。これにより、密着
性が良好とすることができると共に、運搬・保管中のチ
ップ付け性の劣化を長期間防止することができる。ま
た、本第２発明に示すように、Ｎｉ−Ｂメッキの最大粒
径を６μｍ以下とすることにより、粒界にボイドが発生
することを抑制し、Ｎｉメッキ層のはんだ濡れ性が低下
することを防止することができる。更に、本第３発明に
示すように、Ｎｉメッキ層上にＡｕメッキ層を形成する
ことにより、チップ付け性を向上及び安定化させること
ができると共に、ボイド発生を低減し、密着強度を高め
ることができるので好ましい。更に、本第４発明乃至第
６発明のフリップチップ用パッケージの製造方法によれ
ば、Ｎｉ−Ｂメッキ後の最大焼結温度を８１０〜８４０
℃とすることにより、上記のように優れた特性を有する
フリップチップ用パッケージを製造することができる。
【図１】フリップチップ法の工程（及び）を示す断
面模式図である。
面模式図である。
【図２】本実施例のフリップチップ用パッケージの拡大
断面図である。
断面図である。
【図３】本発明のＮｉ−Ｂメッキの平均粒径の求め方の
説明図である。
説明図である。
【図４】実施例１のフリップチップ用パッケージのＮｉ
メッキ層のＳＥＭ写真（（ａ）Ｎｉ焼結後、（ｂ）Ａｕ
ベーキング後）である。
メッキ層のＳＥＭ写真（（ａ）Ｎｉ焼結後、（ｂ）Ａｕ
ベーキング後）である。
【図５】実施例２のフリップチップ用パッケージのＮｉ
メッキ層のＳＥＭ写真（（ａ）Ｎｉ焼結後、（ｂ）Ａｕ
ベーキング後）である。
メッキ層のＳＥＭ写真（（ａ）Ｎｉ焼結後、（ｂ）Ａｕ
ベーキング後）である。
【図６】実施例３のフリップチップ用パッケージのＮｉ
メッキ層のＳＥＭ写真（（ａ）Ｎｉ焼結後、（ｂ）Ａｕ
ベーキング後）である。
メッキ層のＳＥＭ写真（（ａ）Ｎｉ焼結後、（ｂ）Ａｕ
ベーキング後）である。
【図７】比較例１のフリップチップ用パッケージのＮｉ
メッキ層のＳＥＭ写真（（ａ）Ｎｉ焼結後、（ｂ）Ａｕ
ベーキング後）である。
メッキ層のＳＥＭ写真（（ａ）Ｎｉ焼結後、（ｂ）Ａｕ
ベーキング後）である。
【図８】比較例２のフリップチップ用パッケージのＮｉ
メッキ層のＳＥＭ写真（（ａ）Ｎｉ焼結後、（ｂ）Ａｕ
ベーキング後）である。
メッキ層のＳＥＭ写真（（ａ）Ｎｉ焼結後、（ｂ）Ａｕ
ベーキング後）である。
Ｐ；フリップチップ用パッケージ、１；フリップチップ
用パッケージの電極用パッド、１１；下地メタライズ
層、１２；Ｎｉメッキ層、１３；Ａｕメッキ層、２；シ
ート、３；はんだ、４；集積回路チップの電極用パッ
ド、５；集積回路チップ。
用パッケージの電極用パッド、１１；下地メタライズ
層、１２；Ｎｉメッキ層、１３；Ａｕメッキ層、２；シ
ート、３；はんだ、４；集積回路チップの電極用パッ
ド、５；集積回路チップ。
Claims (6)
- 【請求項１】 下地メタライズ層と、該下地メタライズ
層の表面に設けられたニッケルメッキ層と、を有する電
極用パッドを備えるフリップチップ用パッケージにおい
て、上記ニッケルメッキ層の少なくとも最表面はニッケ
ル−ホウ素メッキで構成されており、且つ該ニッケル−
ホウ素メッキの平均粒径が１μｍ以上であることを特徴
とするフリップチップ用パッケージ。 - 【請求項２】 上記ニッケル−ホウ素メッキの最大粒径
が６μｍ以下である請求項１記載のフリップチップ用パ
ッケージ。 - 【請求項３】 上記ニッケルメッキ層上に金メッキ層を
有する請求項１又は２に記載のフリップチップ用パッケ
ージ。 - 【請求項４】 フリップチップ用パッケージ上に設けら
れた下地メタライズ層の表面にニッケル−ホウ素メッキ
を行い、次いで最大焼結温度を８１０〜８４０℃として
焼結を行うことを特徴とするフリップチップ用パッケー
ジの製造方法。 - 【請求項５】 焼結後の上記ニッケル−ホウ素メッキの
平均粒径を１μｍ以上とする請求項４記載のフリップチ
ップ用パッケージの製造方法。 - 【請求項６】 焼結後の上記ニッケル−ホウ素メッキの
最大粒径を６μｍ以下とする請求項４又は５に記載のフ
リップチップ用パッケージの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000082168A JP4602507B2 (ja) | 2000-03-23 | 2000-03-23 | フリップチップ用パッケージ及びその製造方法 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000082168A JP4602507B2 (ja) | 2000-03-23 | 2000-03-23 | フリップチップ用パッケージ及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001274289A true JP2001274289A (ja) | 2001-10-05 |
| JP4602507B2 JP4602507B2 (ja) | 2010-12-22 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000082168A Expired - Fee Related JP4602507B2 (ja) | 2000-03-23 | 2000-03-23 | フリップチップ用パッケージ及びその製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4602507B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004056159A1 (ja) * | 2002-12-16 | 2004-07-01 | Japan Science And Technology Agency | プラズマ生成装置、プラズマ制御方法及び基板製造方法 |
| JP2014143288A (ja) * | 2013-01-23 | 2014-08-07 | Seiko Instruments Inc | 電子デバイス、発振器及び電子デバイスの製造方法 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH046296A (ja) * | 1990-04-23 | 1992-01-10 | Furukawa Electric Co Ltd:The | ニッケルめっき銅線とその製造方法 |
| JPH07297337A (ja) * | 1994-04-21 | 1995-11-10 | Hitachi Ltd | セラミック配線板のめっき方法 |
| JPH09283878A (ja) * | 1996-04-11 | 1997-10-31 | Ngk Spark Plug Co Ltd | パッドを備えるセラミック基板、端子部材を備えるセラミック基板およびそれらの製造方法 |
| JPH10242203A (ja) * | 1997-02-25 | 1998-09-11 | Matsushita Electric Works Ltd | 回路基板及びその製造方法 |
| JPH1186930A (ja) * | 1997-09-12 | 1999-03-30 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 中継基板及びその製造方法 |
| JPH11163042A (ja) * | 1996-11-15 | 1999-06-18 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 配線基板及びその製造方法 |
| JPH11307677A (ja) * | 1998-04-20 | 1999-11-05 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 配線基板およびその製造方法 |
| JPH11354666A (ja) * | 1998-06-10 | 1999-12-24 | Noge Denki Kogyo:Kk | 樹脂封止パッケージおよび端子形成用基板 |
| JP2000277653A (ja) * | 1999-03-24 | 2000-10-06 | Kyocera Corp | 配線基板の製造方法 |
-
2000
- 2000-03-23 JP JP2000082168A patent/JP4602507B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2014143288A (ja) * | 2013-01-23 | 2014-08-07 | Seiko Instruments Inc | 電子デバイス、発振器及び電子デバイスの製造方法 |
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