JP2004128262A - Solder coat ball and method for manufacturingthe the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide solder coat balls each of which has an Sn-An group solder layer in which generation of voids is suppressed at the time of heat melting and a method of manufacturing these solder coat balls. <P>SOLUTION: The method of manufacturing the solder coat balls 50 includes a processor for preparing ball-like cores 2, and a process for forming a solder layer 4 containing Sn And Ag so as to surround each core 2. The process for forming the solder layer 4 includes a process for forming a 1st solder layer containing alloy of Sn and Ag by using an electrolytic plating method using a plating solution containing 10-25g/l tris-(3-hydroxy propyl) phosphine, 15-25g/l organic sulfonic acid Sn, 0.3-1.5g/l organic sulfonic acid Ag, 50-100g/l organic sulfonic acid, and ammonium. The mass percentage of Ag in the 1st solder layer is 0.5 to 2.5%. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＢＧＡなどの半導体装置の入出力端子等として用いられるはんだ被覆ボールおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンピュータ機器の高性能・小型化や情報ネットワーク機器の普及に伴い、それらに用いられるプリント基板も、より高密度実装化が要求されるようになった。従来、高密度表面実装部品は、部品周囲にリード端子を持つＱＦＰ（Ｑｕａｒｄ　Ｆｌａｔｐａｃｋ　Ｐａｃｋａｇｅ）などが多く用いられていたが、近年、比較的小型で、多ピン化が可能なＢＧＡ（Ｂａｌｌ　Ｇｒｉｄ　Ａｒｒａｙ）が用いられるようになっている。また、水晶振動子と温度補償用のＩＣとを積み重ねる際のスペーサ部材としての用途もある。
【０００３】
ＢＧＡ（Ｂａｌｌ　Ｇｒｉｄ　Ａｒｒａｙ）は、図２（ａ）および（ｂ）に示すように、ＬＳＩチップの下面に、インターポーザ６２を介して、はんだ被覆ボール５０が接合されたＬＳＩパッケージである。はんだ被覆ボール５０は、インターポーザ６２の一方の面に格子配列状に配列されており、パッケージの入出力端子である。このはんだ被覆ボール５０は、例えば直径が０．１〜１．０ｍｍ程度の微小球であり、例えば金属からなる球の表面に、はんだ層が形成されて構成されている。
【０００４】
電解めっき法により、鉛−錫系の材料を用いて上記はんだ層を形成した場合、はんだ被覆ボールを加熱溶融してインターポーザのパッドに接合すると、装着されたはんだ層の内部にボイド（空隙）が形成されるという問題がある。ボイドの発生により、インターポーザとはんだ被覆ボールとの間で接続不良または位置ずれが生じるため、ＢＧＡの信頼性の低下が問題になる。
【０００５】
本願出願人は、上記ボイドの原因が、電解めっきによって形成されたはんだ層中に吸蔵される水素ガスにあり、この水素ガスの発生量を低減させることにより、ボイドの発生を抑制できることを見出した。これに基づいて、本願出願人は、めっき液中の鉛および錫のイオン濃度と、電解めっきを行う際の電流密度とを制御することにより、はんだ層中に吸蔵される水素ガス量を低減させて、ボイドの発生を低減する方法を開示している（特許文献１）。
【０００６】
近年、鉛を含むはんだは、無鉛はんだ（Ｐｂフリーはんだ）に置き換えられつつある。無鉛はんだとしては、例えばＳｎ−Ａｇ系はんだ、またはＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系はんだなどが用いられている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−２７０８３６号公報（第２頁および３頁）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
電解めっき方法を用いてＳｎ−Ａｇ系はんだ層を有するはんだ被覆ボールを作製し、これを加熱溶融すると、上述した鉛−錫系のはんだ層を有するはんだ被覆ボールの場合と同様にボイドが発生した。後述するように本発明者が検討した結果、このボイドは鉛−錫系とは異なり、水素ガス以外の要因によって発生しており、Ｓｎ−Ａｇ系に特有の問題であることが分かった。
【０００９】
本発明は上記諸点に鑑みてなされたものであり、加熱溶融時におけるボイドの発生が抑制されたＳｎ−Ａｇ系はんだ層を有するはんだ被覆ボールの簡易な製造方法および、はんだ被覆ボールを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のはんだ被覆ボールの製造方法は、ボール状のコアを用意する工程と、前記コアを包囲するようにＳｎおよびＡｇを含むはんだ層を形成する工程とを包含し、前記はんだ層を形成する工程は、トリス（３−ヒドロキシプロピル）フォスフィン１０〜２５ｇ／ｌ、有機スルホン酸Ｓｎ１５〜２５ｇ／ｌ、有機スルホン酸Ａｇ０．３〜１．５ｇ／ｌ、有機スルホン酸５０〜１００ｇ／ｌ、およびアンモニアを含むめっき液を用いて電解めっき法により、ＳｎとＡｇとの合金を含む第１のはんだ層を形成する工程を含み、前記第１のはんだ層のＡｇの質量百分率が０．５％以上２．５％以下であり、これにより上記の課題が解決される。
【００１１】
前記めっき液は、チオ尿素３〜１２ｇ／ｌをさらに含むことが好ましい。
【００１２】
前記はんだ層を形成する工程は、さらに、Ａｇを含む第２のはんだ層を形成する工程を含んでもよい。
【００１３】
前記第２のはんだ層は、例えば電解めっき法、蒸着法またはコロイド法によって形成される。
【００１４】
前記第２のはんだ層は電解めっき法によって形成され、かつ厚さが０．５μｍ以下であることが好ましい。
【００１５】
前記はんだ層のＡｇの質量百分率が３．０％以上４．０％以下であることが好ましい。
【００１６】
前記第１のはんだ層は、厚さが３μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましい。
【００１７】
前記コアは、例えばＣｕ、Ａｌ、または樹脂で形成されている。
【００１８】
前記はんだ層のＡｇの質量百分率は、例えば３．５％である。
【００１９】
前記コアは、直径が０．０５ｍｍ以上１ｍｍ以下であることが好ましい。
【００２０】
はんだ被覆ボールは、上述の方法で製造されることが好ましい。
【００２１】
本発明のはんだ被覆ボールは、ボール状のコアと、前記コアを包囲するように設けられたＳｎおよびＡｇを含むはんだ層とを有するはんだ被覆ボールであって、前記はんだ層は、ＳｎとＡｇとの合金から形成された第１のはんだ層を含み、前記第１のはんだ層のＡｇの質量百分率が０．５％以上２．５％以下であり、かつ、前記はんだ層に含まれる水分量が、標準状態の水蒸気量で１００μｌ／ｇ以下であり、これにより、上記の課題が解決される。
【００２２】
前記はんだ層が、前記第１のはんだ層を包囲するように設けられた第２のはんだ層をさらに含む場合、前記第２のはんだ層はＡｇを含み、厚さが０．５μｍ以下であることが好ましい。
【００２３】
前記はんだ層のＡｇの質量百分率が、３．０％以上４．０％以下であることが好ましい。
【００２４】
前記第１のはんだ層は、厚さが３μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましい。
【００２５】
前記コアは例えばＣｕ、Ａｌ、または樹脂で形成されている。
【００２６】
前記はんだ層のＡｇの質量百分率は例えば３．５％である。
【００２７】
前記コアは、直径が０．０５ｍｍ以上１ｍｍ以下であることが好ましい。
【００２８】
【発明の実施の形態】
本願発明者らは、電解めっき法を用いて形成されたＳｎ−Ａｇ系のはんだ層を備えるはんだ被覆ボールを加熱溶融した場合に発生するボイドの原因を証明するために、加熱溶融時にはんだ層から放出されるガスの分析を行った。この結果、放出ガスの主成分が水蒸気であることを見出した。本願発明者らは、この事実に基づいて以下に示す知見を得た。
【００２９】
放出ガスの主成分である水蒸気は、電解めっき法によってはんだ層を形成した際、はんだ層にトラップされた水分が、加熱溶融時に気化したものである。加熱溶融時に、水蒸気がはんだ層から放出され、その結果、ボイドが形成された。さらに、はんだ層に水分（加熱によって水蒸気を発生させる成分）がトラップされる原因は、主として、はんだ層に含まれるＡｇ成分にあり、例えば、電解めっき工程でＡｇの加水分解生成物（例えばＡｇ（ＯＨ））が形成されたことによると考えられる。
【００３０】
上述した知見に基づいて、以下に説明する本発明に至った。
【００３１】
本発明のはんだ被覆ボールは、ボール状のコアと、コアを包囲するように設けられた、ＳｎおよびＡｇを含むはんだ層とを有しており、はんだ層に含まれる水分量が、標準状態の水蒸気量で１００μｌ／ｇ以下であるように制御されている。
【００３２】
図１（ａ）および（ｂ）に、本発明の一実施形態のはんだ被覆ボール５０の断面図を示す。
【００３３】
図１（ａ）に示すはんだ被覆ボール５０は、コア２と、ＳｎとＡｇとの合金から形成されたはんだ層４とを備えている。図１（ｂ）に示すはんだ被覆ボール５０は、コア２と、はんだ層４とを備え、はんだ層４は、ＳｎとＡｇとの合金から形成されたはんだ層６（第１のはんだ層）と、Ａｇから形成された層８（第２のはんだ層）とで構成されている。第２のはんだ層８は、第１のはんだ層６を包囲するように設けられている。
【００３４】
図１（ｂ）に示すように、はんだ層４を多層構造にする場合であっても、実質的に、図１（ａ）に示すＳｎとＡｇとの合金ではんだ層４を構成した場合と同様のはんだを、少なくとも接合状態において実現することができる。なお、はんだ層４を多層構造にする場合、はんだ層４を構成する各層の厚さを制御することにより、はんだ層４の組成を制御できる。
【００３５】
本発明のはんだ被覆ボールが備えるはんだ層は、少なくともＳｎとＡｇとの合金から形成されたはんだ層を含んでいれば、図１（ａ）に示すように単層で形成されていてもよいし、図１（ｂ）に示すように多層で形成されていてもよい。
【００３６】
はんだ被覆ボール５０は、はんだ層４に含まれる水分量が上記のように十分低く制御されているので、はんだ層４を加熱溶融した際にボイドが形成されるのを十分抑制できる。後の実施例で説明するが、はんだ層４に含まれる水分量が上記の値以下に制御されている場合、はんだ被覆ボール５０の接合強度の低下および位置ずれなどの不具合を十分に抑制できることが実験的に確認された。
【００３７】
本明細書において水分量とは、昇温脱離ガス分析装置（ＴＤＳ：Ｔｈｅｒｍａｌ　Ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ（ＥＭＤ−ＷＡ１００Ｓ電子科学（株）製））を用いて以下に説明する方法で測定したものをいう。はんだ被覆ボールを２×１０−６Ｐａ以下に排気した雰囲気下に配置し、０．５℃／ｓｅｃの速さで室温から６００℃まで昇温する。この間に発生するガスの質量を成分毎に四重極質量分析装置で測定する。質量数が１８のガス成分を水として、その総量を求め、標準状態の体積に換算する。これをはんだ層４の質量で割ったものを水分量（μｌ／ｇ）とする。なお、はんだ層４の質量は、はんだ被覆ボール５０の質量から、コア２の質量を引き算して求めた。このはんだ層４の質量は、１００個オーダーのサンプルの平均値である。１００個オーダーのはんだ被覆ボール５０およびコア２の質量は、それぞれ、精密天秤を用いて測定されている。
【００３８】
次に、図１（ａ）に示したはんだ被覆ボール５０の製造方法を説明する。
【００３９】
まず、ボール状のコア２を用意する。
【００４０】
次に、コア２を包囲するように、ＳｎとＡｇとの合金からなるはんだ層４を電解めっき法を用いて形成する。めっき液には、トリス（３−ヒドロキシプロピル）フォスフィン１０〜２５ｇ／ｌ、有機スルホン酸Ｓｎ１５〜２５ｇ／ｌ、有機スルホン酸Ａｇを０．３〜１．５ｇ／ｌ、有機スルホン酸５０〜１００ｇ／ｌおよびアンモニアを含む溶液を用いる。アンモニアは溶液のＰＨを調整するために添加されている。ＰＨは３．５〜５．０に調整されていることが好ましい。有機スルホン酸Ｓｎ、有機スルホン酸Ａｇ、および有機スルホン酸としては、それぞれ、後述の実施例で説明されているメタンスルホン酸Ｓｎ、メタンスルホン酸Ａｇおよびメタンスルホン酸が好適に使用される。また、上記めっき液は、チオ尿素３〜１２ｇ／ｌをさらに含んでいることがより好ましい。なお、このめっき液の詳細は、特開２０００−３４５９３号公報に説明されている。
【００４１】
上記のめっき液を用いて、Ａｇ質量百分率が２．５％以下の範囲になるように、はんだ層４を形成する。なお、電解めっきは、電流密度を０．１〜０．６Ａ／ｄｍ２とし、めっき液の温度２０〜３０℃に制御して行うことが好ましい。
【００４２】
以上説明した方法により、はんだ層４に含まれる水分量が、標準状態の水蒸気量で１００μｌ／ｇ以下であるように制御されたはんだ被覆ボール５０が作製される。上述した所定のめっき液を用いて電解めっきを行うことにより、特別な処理を別途行うことなく、はんだ層４に含まれる水分量を十分低くすることができる。
【００４３】
はんだ層４のＡｇ質量百分率を、２．５％を超えるように設定したい場合には、図１（ｂ）に示したように、はんだ層４を多層構造にすればよい。はんだ層４のＡｇ質量百分率が２．５％よりも大きい場合、はんだ層４を溶融したときに結晶構造がより微細化される。従って、はんだ被覆ボール５０の接合強度を高くすることができる。
【００４４】
はんだ層が多層構造であるはんだ被覆ボール５０は、上述の製造方法と同様の方法で第１のはんだ層６を形成した後、Ａｇを含む第２のはんだ層８を形成することによって作製される。はんだ層４を多層構造にする場合、第１のはんだ層６のＡｇ質量百分率を０．５％以上にすることが好ましい。第１のはんだ層６のＡｇ質量百分率を０．５％以上にすれば、第１のはんだ層６の表面粗さを十分小さくすることができるので、第２のはんだ層８との密着性を高くすることができる。Ａｇからなる第２のはんだ層８は、例えば電解めっき法、蒸着法、またはコロイド法によって形成される。
【００４５】
電解めっき法で第２のはんだ層８を形成する場合、第２のはんだ層８の厚さを０．５μｍ以下に設定する。上述したように、電解めっき法で形成されたはんだ層に水分がトラップされる理由は、主として、Ａｇ成分にあると考えられるため、Ａｇ層の厚さを十分小さくすることによって、はんだ層にトラップされる水分量を少なくすることができるからである。
【００４６】
第２のはんだ層８を電解めっき法以外の方法で形成する場合、必ずしも厚さを０．５μｍ以下に設定する必要はないが、厚さを上記の値以下とすれば、溶融時にはんだ層が均一組成になりやすいので異常粒の形成を抑制できる。
【００４７】
以上説明した方法により、はんだ層４のＡｇ質量百分率が２．５％を上回り、かつ、はんだ層４に含まれる水分量が、標準状態の水蒸気量で１００μｌ／ｇ以下であるように制御されたはんだ被覆ボール５０が作製される。
【００４８】
なお、第１のはんだ層６および第２のはんだ層８の厚さは、目的とするはんだの組成比に基づいて決定される。また、図１（ｂ）に示したはんだ被覆ボール５０は、第１のはんだ層６がＡｇ層であり、第２のはんだ層８がＳｎとＡｇとの合金層であってもよいが、耐酸化性に優れた方を外側（第２のはんだ層８）に形成することが好ましい。すなわち、ＳｎとＡｇとの合金層は様々な組成粒が混在しているので、ＳｎとＡｇとの合金層を第２のはんだ層８とした場合、はんだ被覆ボールを大気中に長い時間放置すると、表面の酸化が進行しやすく、腐食による変形や、はんだ接合時の濡れ性が低下し、接合強度が低下してしまう。従って、第１のはんだ層６をＳｎとＡｇとの合金層とし、第２のはんだ層８をＡｇ層をとする方が好ましい。
【００４９】
また、はんだ層４におけるＡｇの質量百分率は、３．０％以上４．０％以下であることが好ましい。はんだ層４に含まれるＡｇの質量百分率が約３．５％であれば、加熱によってＳｎ−Ａｇの二元共晶反応が起こり、単一の融点（約２２１℃）が得られるからである。後で説明するように、はんだ層の成分を共晶組成に設定すると、接合強度を十分に高くすることができるなど、様々な利点が得られる。また、Ａｇの質量百分率が４．０％を超えると、加熱によって数十μｍの粗大なＡｇ３Ｓｎ板状初晶（または針状初晶）が晶出し、はんだ層に亀裂などを生じさせる原因になるので、Ａｇの質量百分率は４．０％以下が好ましい（「鉛フリーはんだ付け技術　環境調和型実装の切り札」菅沼克昭著、工業調査会出版、（２００１年１月２０日）参照）。
【００５０】
コア２は、例えばＣｕで形成される。コア２をＣｕで形成した場合、加熱時にコア２からはんだ層４にＣｕが拡散し、このＣｕと、はんだ層４に含まれているＳｎおよびＡｇとが、はんだを構成する材料となる。すなわちＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系のはんだが得られる。
【００５１】
コア２をＣｕで形成する場合、はんだ層４に含まれるＡｇの質量百分率を２．０％以上４．０％以下、より好ましくは、約３．５％に設定することが望ましい。はんだ層４に含まれるＡｇの質量百分率が上記の値であれば、加熱によってＳｎ−Ａｇ−Ｃｕの三元共晶反応が起こり、単一の融点（約２１６℃）が得られるからである。また、この融点（約２１６℃）は、Ｓｎ−Ａｇの二元共晶の融点（約２２１℃）よりも低い。融点は、昇温速度２℃／分で測定したＤＴＡ曲線のオンセット温度（溶融開始温度）とした。
【００５２】
なお、はんだ層の成分を共晶組成に設定すると、様々な利点が得られる。例えば、はんだ層を溶融状態にした場合に流動性が高く、作業性に優れる。また、固化したはんだの組成および組織の均一性が高いので、機械的な強度が高く、せん断強さ、引っ張り強さおよび耐衝撃性が高い。従って、共晶組成を有するはんだ層を用いることが好ましい。
【００５３】
コア２の材料はＣｕに限られない。コア２は例えばＡｌなどの金属で形成してもよいし、樹脂で形成してもよい。コア２を樹脂で形成する場合には、コア２の表面にＮｉなどの金属層を例えば無電解めっき法で形成し、その上にはんだ層４を例えば電解めっき法で形成することが好ましい。
【００５４】
コア２の直径は、典型的には、０．０５ｍｍ以上１ｍｍ以下の範囲にある。コア２のサイズが上記の範囲にある場合、接合時の強度を十分高くすることができる。また、十分高い密度で基板等に接合することができる。ＳｎとＡｇとの合金で形成されたはんだ層４または６の厚さは、典型的には、３μｍ以上５０μｍ以下である。
【００５５】
はんだ被覆ボール５０は、ＢＧＡやＣＳＰ（Ｃｈｉｐ　ｓｉｚｅ　ｐａｃｋａｇｅ）などの入出力端子に用いられる。図２に、はんだ被覆ボール５０を備えるＢＧＡの一例を示す。図２（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、ＢＧＡ７０の斜視図および断面図である。図２（ａ）および（ｂ）に示すように、ＢＧＡ７０は、インターポーザ６２と、インターポーザ６２の一方の面に搭載された半導体チップ６４と、他方の面に接合された複数のはんだ被覆ボール５０とを備えている。はんだ被覆ボール５０は、図２（ａ）に示すように、インターポーザ６２の面に格子状に配列されている。半導体チップ６４は、樹脂６６によって封止されている。半導体チップ６４は、金属ワイヤ６８およびインターポーザ６２内に形成された配線６９を介して、はんだ被覆ボール５０と電気的に接続されている。
【００５６】
上述したように本発明のはんだ被覆ボール５０は、加熱溶融した際にボイドが形成されるのが十分抑制されるので、インターポーザ６２にはんだ被覆ボール５０を固定する際の接続不良や、位置ずれを抑制できるため、ＢＧＡの信頼性を高くすることができる。
【００５７】
以下、少なくとも半導体チップを含む素子または装置において、はんだ被覆ボールが使用され得る接続構造を総称して半導体接続構造と呼ぶ。この半導体接続構造は、以下に説明する方法で形成される。
【００５８】
まず図３（ａ）に示すように、はんだ被覆ボール５０と、このはんだ被覆ボール５０を接合する所望の基板２０とを用意する。基板２０は、例えば、ＢＧＡ（図２）やＣＳＰのインターポーザであり、基板２０の主面には、導電材料で形成されたパッド１８が設けられている。パッド１８は例えば、Ｃｕ層１２と、Ｎｉめっき層１４と、Ａｕめっき層１６との積層体で構成される。次に、はんだ被覆ボール５０をパッド１８上に配置した状態で、はんだ被覆ボール５０を加熱することによって、図３（ｂ）に示すようにはんだ層４を溶融させる。溶融状態にあるはんだ層を図３（ｂ）では４Ａで示す。次に、この溶融状態にあるはんだ層４Ａを冷却して固化させて、パッド１８に接合する。以上により、半導体接続構造が形成される。
【００５９】
この半導体接続構造では、基板２０に対するはんだ被覆ボール５０の接合強度が高く、また、位置ずれなどの不具合が生じにくい。従って、信頼性の高い半導体接続構造が提供される。
【００６０】
以下、実施例を説明する。
【００６１】
（実施例１）
実施例１のはんだ被覆ボール５０は、はんだ層４が、単一のＳｎとＡｇとの合金層で構成されている。以下、実施例１のはんだ被覆ボール５０の製造方法を説明する。
【００６２】
まず、直径０．８５ｍｍの球状の銅コア２を用意する。また、トリス（３−ヒドロキシプロピル）フォスフィンを１５ｇ／ｌ、メタンスルホン酸Ｓｎ（Ｓｎとして２４ｇ／ｌ）、メタンスルホン酸Ａｇ（Ａｇとして０．７ｇ／ｌ）、メタンスルホン酸を６０ｇ／ｌ、およびチオ尿素５ｇ／ｌを含む溶液を用意し、アンモニア塩を添加して、ＰＨ４．０に調整されためっき液を用意する。
【００６３】
上記めっき液を用い、Ｓｎを陽極電極として電流密度０．３０Ａ／ｄｍ２、浴温３０℃でめっきを行い、ＳｎとＡｇとの合金めっき層（厚さ３５μｍ）４を銅コア２の表面に形成する。上記電解めっき工程は、バレル容器の中で処理される。
【００６４】
以上の方法により、実施例１のはんだ被覆ボール（はんだ層４のＡｇの質量百分率が１．８％）が作製された。
【００６５】
（実施例２）
実施例２のはんだ被覆ボール５０も実施例１と同様に、はんだ層４が、単一のＳｎとＡｇとの合金層で構成されている。以下、実施例２のはんだ被覆ボール５０の製造方法を説明する。
【００６６】
まず、直径０．６０ｍｍの球状の銅コア２を用意する。また、トリス（３−ヒドロキシプロピル）フォスフィンを２０ｇ／ｌ、メタンスルホン酸Ｓｎ（Ｓｎとして２４ｇ／ｌ）、メタンスルホン酸Ａｇ（Ａｇとして０．９５ｇ／ｌ）、メタンスルホン酸を７０ｇ／ｌ、およびチオ尿素５ｇ／ｌを含む溶液を用意し、アンモニア塩を添加して、ＰＨ４．０に調整されためっき液を用意する。
【００６７】
上記めっき液を用い、Ｓｎを陽極電極として電流密度０．３０Ａ／ｄｍ２、浴温２０℃でめっきし、ＳｎとＡｇとの合金めっき層（厚さ２０μｍ）４を銅コア２の表面に形成する。上記電解めっき工程は、バレル容器の中で処理される。
【００６８】
以上の方法により、実施例２のはんだ被覆ボール（Ａｇの質量百分率２．４％）が作製された。
【００６９】
（実施例３）
実施例３のはんだ被覆ボール５０は、はんだ層４が、ＳｎとＡｇとの合金層６と、Ａｇ層８との２層で構成されている。以下、実施例３のはんだ被覆ボール５０の製造方法を説明する。
【００７０】
まず、直径０．５０ｍｍの球状の銅コア２を用意する。また、トリス（３−ヒドロキシプロピル）フォスフィンを１３ｇ／ｌ、メタンスルホン酸Ｓｎ（Ｓｎとして２４ｇ／ｌ）、メタンスルホン酸Ａｇ（Ａｇとして０．４ｇ／ｌ）、およびメタンスルホン酸を５０ｇ／ｌを含む溶液を用意し、アンモニアを添加して、ＰＨ４．０に調整されためっき液を用意する。
【００７１】
上記めっき液を用い、Ｓｎを陽極電極として電流密度０．３０Ａ／ｄｍ２、浴温３０℃でめっきし、ＳｎとＡｇとの合金層（厚さ１０μｍ）６を銅コア２の表面に形成する。合金層６におけるＡｇの質量百分率は１．０％である。
【００７２】
次に、ヨウ化銀めっき浴を用いて電解めっき法により、上記合金層６の上にＡｇ層（厚さ０．１７μｍ）８を形成する。電解めっき工程は、バレル容器の中で処理される。
【００７３】
以上の方法により、実施例３のはんだ被覆ボールが作製された。このはんだ被覆ボールのはんだ層４は、ＳｎとＡｇとの合金層６とＡｇ層８とで構成され、はんだ層４におけるＡｇの質量百分率は３．５％である。
【００７４】
比較のために、以下に説明する比較例１〜３のはんだ被覆ボールを作製した。
【００７５】
（比較例１）
比較例１のはんだ被覆ボールは、以下のめっき液を用いて電解めっきを行うことにおいて実施例１と異なる。比較例１で用いためっき液は、メタンスルホン酸Ｓｎ（Ｓｎとして２０ｇ／ｌ）、メタンスルホン酸Ａｇ（Ａｇとして０．３ｇ／ｌ）、およびメタンスルホン酸（１００ｇ／ｌ）を含み、ＰＨが１．０未満に調整されている。
【００７６】
上記めっき液を用い、浴温を２５℃とする以外は実施例１と同様の条件でめっきし、ＳｎとＡｇとの合金めっき層（厚さ３５μｍ）を銅コアの表面に形成する。以上の方法により、比較例１のはんだ被覆ボール（Ａｇの質量百分率１．８％）が作製された。
【００７７】
（比較例２）
比較例２のはんだ被覆ボールは、以下のめっき液を用いて電解めっきを行うことにおいて実施例２と異なる。比較例２で用いためっき液は、硫酸Ｓｎ（Ｓｎとして１７ｇ／ｌ）、硫酸Ａｇ（Ａｇとして０．４ｇ／ｌ）、およびヨウ化カリウム（２００ｇ／ｌ）を含み、ＰＨが９．０に調整されている。
【００７８】
上記めっき液を用い、浴温を２５℃とする以外は実施例２と同様の条件でめっきし、ＳｎとＡｇとの合金めっき層（厚さ２０μｍ）を銅コアの表面に形成する。以上の方法により、比較例２のはんだ被覆ボール（Ａｇの質量百分率２．４％）が作製された。
【００７９】
（比較例３）
比較例３のはんだ被覆ボールは、ＳｎとＡｇとの合金めっき用に以下のめっき液を用いることにおいて実施例３と異なる。比較例３で用いためっき液は、メタンスルホン酸Ｓｎ（Ｓｎとして１８ｇ／ｌ）、メタンスルホン酸Ａｇ（Ａｇとして０．２ｇ／ｌ）、およびメタンスルホン酸（１００ｇ／ｌ）を含み、ＰＨが１．０未満に調整されている。
【００８０】
上記めっき液を用い、浴温を２５℃とする以外は実施例３と同様の条件でめっきし、ＳｎとＡｇとの合金めっき層（厚さ１０μｍ）を銅コアの表面に形成する。合金めっき層におけるＡｇの質量百分率は１．０％である。
【００８１】
さらに、実施例３と同様のヨウ化銀めっき浴を用いて、上記合金めっき層の上にＡｇ層（厚さ０．１７μｍ）を形成する。
【００８２】
以上の方法により、比較例３のはんだ被覆ボールが作製された。このはんだ被覆ボールのはんだ層は、ＳｎとＡｇとの合金めっき層とＡｇ層とで構成され、はんだ層におけるＡｇの質量百分率は３．５％である。
【００８３】
（評価）
実施例および比較例のはんだ被覆ボールを評価するために、それぞれのはんだ被覆ボールに含まれる水分量を測定した。また、それぞれのはんだ被覆ボールを加熱溶融し、発生したボイドの数および最大直径を測定した。さらに、接合実験を行った。
【００８４】
ボイドの最大直径およびボイド数は、以下のようにして測定した。まず図４（ａ）に示すように、主面にフラックス３２が配置されたＣｕ基板３０の上に、はんだ被覆ボールを配置した。次に、図４（ｂ）に示すように、２５０℃で１０秒間加熱することにより、はんだ層４を溶融させた（溶融はんだ４Ａ）。次に、図４（ｃ）に示すように、はんだ被覆ボールのＣｕコア部分を除去した。Ｃｕコアが除去された破面を上部から写真撮影すると共に、この破面に形成されたボイドの数および最大直径を測定した。ボイド数の測定には、直径１０μｍ以上のボイドを対象とした。
【００８５】
接合実験は、以下のようにして行った。１００個のはんだ被覆ボールを図４（ａ）に示すようにＣｕ基板３０の上に配置した。次に図４（ｂ）に示すように、はんだ層４を加熱溶融させた後、冷却して固化し、基板３０に接合させた。なお、加熱溶融は、上述したはんだ被覆ボールを配置した基板３０を、内部が２５０℃、かつ、窒素雰囲気に置換されたオーブンに１０秒間静置することによって行った。その後オーブンから取り出して、室温まで放冷した。
【００８６】
上記の方法で得られた１００個のはんだ被覆ボールのうち、基板３０から外れた（落下した）ものの数を数えた。
【００８７】
（結果）
実施例１〜３および比較例１〜３の水分量、ボイド数およびボイドの最大直径の測定結果、ならびに、接合実験における落下個数を下記の表１に示す。
【００８８】
【表１】

Figure 2004128262
【００８９】
表１から分かるように、実施例１〜３のはんだ被覆ボールはいずれも水分量が１００μｌ／ｇ以下であったのに対し、比較例１〜３のはんだ被覆ボールはいずれも２００μｌ／ｇであった。
【００９０】
表１から分かるように、実施例１〜３の場合、全くボイドが観察されなかったのに対し、比較例１〜３の場合、直径６０〜８０μｍのボイドが１２〜１６個／ｍｍ２観察された。これにより、水分量が１００μｌ／ｇ以下である本実施例のはんだ被覆ボールでは、ボイドの発生が効果的に抑制されたことが確認できた。また、表１から分かるように、実施例１〜３の場合、接合不良が全く確認されなかったのに対して、比較例１〜３の場合では接合不良が確認された。これにより、本実施例のはんだ被覆ボールでは、より確実に接合可能であることが分かった。
【００９１】
【発明の効果】
本発明により、加熱溶融時におけるボイドの発生が抑制されたＳｎ−Ａｇ系はんだ層を有するはんだ被覆ボールを簡易な製造方法で作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）および（ｂ）は、本発明の一実施形態のはんだ被覆ボールの断面図である。
【図２】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、本発明のはんだ被覆ボールを用いたＢＧＡの斜視図および断面図である。
【図３】（ａ）および（ｂ）は、本発明の半導体接続構造の形成方法を説明する図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、ボイドの確認方法を説明する図である。
【符号の説明】
２　コア
４　はんだ層
４Ａ　溶融状態にあるはんだ層
６　第１金属層
８　第２金属層
１２　Ｃｕ層
１４　Ｎｉめっき層
１６　Ａｕめっき層
１８　パッド
２０　基板
３０　基板
３２　フラックス
５０　はんだ被覆ボール
６２　インターポーザ
６４　半導体チップ
６６　樹脂
６８　金属ワイヤ
７０　ＢＧＡ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a solder-coated ball used as an input / output terminal of a semiconductor device such as a BGA, and a method of manufacturing the ball.
[0002]
[Prior art]
With the high performance and miniaturization of computer equipment and the spread of information network equipment, the printed circuit boards used for them have also been required to have higher density packaging. Conventionally, as a high-density surface mount component, a QFP (Quad Flatpack Package) having lead terminals around the component has been often used, but in recent years, a BGA (Ball Grid Array) which is relatively small and can have a large number of pins has been used. Is used. There is also a use as a spacer member when stacking a quartz oscillator and an IC for temperature compensation.
[0003]
As shown in FIGS. 2A and 2B, the BGA (Ball Grid Array) is an LSI package in which a solder-coated ball 50 is joined to the lower surface of an LSI chip via an interposer 62. The solder-coated balls 50 are arranged in a grid pattern on one surface of the interposer 62, and are input / output terminals of the package. The solder-coated ball 50 is, for example, a microsphere having a diameter of about 0.1 to 1.0 mm, and is formed by, for example, forming a solder layer on the surface of a sphere made of metal.
[0004]
When the above-mentioned solder layer is formed using a lead-tin-based material by an electrolytic plating method, when the solder-coated ball is heated and melted and joined to the interposer pad, voids (voids) are formed inside the mounted solder layer. There is a problem of being formed. The occurrence of voids causes a connection failure or misalignment between the interposer and the solder-covered ball, so that the reliability of the BGA is reduced.
[0005]
The present applicant has found that the cause of the void is hydrogen gas occluded in the solder layer formed by electrolytic plating, and that the generation of voids can be suppressed by reducing the amount of generated hydrogen gas. . Based on this, the present applicant reduced the amount of hydrogen gas occluded in the solder layer by controlling the ion concentrations of lead and tin in the plating solution and the current density when performing electrolytic plating. Thus, a method for reducing the generation of voids is disclosed (Patent Document 1).
[0006]
In recent years, solder containing lead is being replaced by lead-free solder (Pb-free solder). As the lead-free solder, for example, Sn-Ag-based solder or Sn-Ag-Cu-based solder is used.
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-10-270736 (Pages 2 and 3)
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
When a solder-coated ball having a Sn-Ag-based solder layer was prepared by using an electrolytic plating method, and this was heated and melted, voids were generated as in the case of the solder-coated ball having a lead-tin-based solder layer described above. . As will be described later, as a result of an examination by the present inventors, it has been found that, unlike the lead-tin system, this void is generated by factors other than hydrogen gas, and is a problem unique to the Sn-Ag system.
[0009]
The present invention has been made in view of the above points, and provides a simple method of manufacturing a solder-coated ball having an Sn-Ag-based solder layer in which generation of voids during heating and melting is suppressed, and a solder-coated ball. With the goal.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The method for producing a solder-coated ball of the present invention includes a step of preparing a ball-shaped core and a step of forming a solder layer containing Sn and Ag so as to surround the core, and forming the solder layer. The process comprises 10-25 g / l of tris (3-hydroxypropyl) phosphine, 15-25 g / l of organic sulfonic acid Sn, 0.3-1.5 g / l of organic sulfonic acid Ag, 50-100 g / l of organic sulfonic acid, and ammonia Forming a first solder layer containing an alloy of Sn and Ag by an electroplating method using a plating solution containing: wherein the mass percentage of Ag in the first solder layer is 0.5% or more and 2% or more. 0.5% or less, thereby solving the above-mentioned problem.
[0011]
It is preferable that the plating solution further contains 3 to 12 g / l of thiourea.
[0012]
The step of forming the solder layer may further include a step of forming a second solder layer containing Ag.
[0013]
The second solder layer is formed by, for example, an electrolytic plating method, a vapor deposition method, or a colloid method.
[0014]
Preferably, the second solder layer is formed by an electrolytic plating method and has a thickness of 0.5 μm or less.
[0015]
It is preferable that the mass percentage of Ag in the solder layer is 3.0% or more and 4.0% or less.
[0016]
It is preferable that the first solder layer has a thickness of 3 μm or more and 50 μm or less.
[0017]
The core is formed of, for example, Cu, Al, or resin.
[0018]
The mass percentage of Ag in the solder layer is, for example, 3.5%.
[0019]
The core preferably has a diameter of 0.05 mm or more and 1 mm or less.
[0020]
Preferably, the solder-coated ball is manufactured by the method described above.
[0021]
The solder-coated ball of the present invention is a solder-coated ball having a ball-shaped core and a solder layer including Sn and Ag provided so as to surround the core, wherein the solder layer includes Sn and Ag. A first solder layer formed from an alloy of the following, wherein the mass percentage of Ag of the first solder layer is 0.5% or more and 2.5% or less, and the amount of water contained in the solder layer is The amount of water vapor in a standard state is 100 μl / g or less, which solves the above-mentioned problem.
[0022]
When the solder layer further includes a second solder layer provided so as to surround the first solder layer, the second solder layer includes Ag and has a thickness of 0.5 μm or less. Is preferred.
[0023]
It is preferable that the mass percentage of Ag in the solder layer is not less than 3.0% and not more than 4.0%.
[0024]
It is preferable that the first solder layer has a thickness of 3 μm or more and 50 μm or less.
[0025]
The core is formed of, for example, Cu, Al, or resin.
[0026]
The mass percentage of Ag in the solder layer is, for example, 3.5%.
[0027]
The core preferably has a diameter of 0.05 mm or more and 1 mm or less.
[0028]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
In order to prove the cause of voids generated when a solder-coated ball provided with a Sn-Ag-based solder layer formed by using an electrolytic plating method is melted by heating, the inventors of the present invention used a solder layer during heating and melting. The released gas was analyzed. As a result, it was found that the main component of the released gas was water vapor. The present inventors have obtained the following findings based on this fact.
[0029]
The water vapor, which is the main component of the released gas, is the water trapped in the solder layer when the solder layer was formed by the electrolytic plating method, and was vaporized at the time of heating and melting. Upon heating and melting, water vapor was released from the solder layer, resulting in the formation of voids. Furthermore, the cause of trapping of moisture (a component that generates steam by heating) in the solder layer is mainly due to the Ag component contained in the solder layer. For example, a hydrolysis product of Ag (for example, Ag ( OH)).
[0030]
Based on the above findings, the present invention described below has been achieved.
[0031]
The solder-coated ball of the present invention has a ball-shaped core and a solder layer containing Sn and Ag provided so as to surround the core, and the amount of water contained in the solder layer is in a standard state. The amount of water vapor is controlled to be 100 μl / g or less.
[0032]
1A and 1B are cross-sectional views of a solder-coated ball 50 according to one embodiment of the present invention.
[0033]
A solder-coated ball 50 shown in FIG. 1A includes a core 2 and a solder layer 4 formed of an alloy of Sn and Ag. The solder-coated ball 50 shown in FIG. 1B includes a core 2 and a solder layer 4, and the solder layer 4 includes a solder layer 6 (first solder layer) formed of an alloy of Sn and Ag. , And a layer 8 (second solder layer) formed of Ag. The second solder layer 8 is provided so as to surround the first solder layer 6.
[0034]
As shown in FIG. 1B, even when the solder layer 4 has a multi-layer structure, the case where the solder layer 4 is substantially made of an alloy of Sn and Ag shown in FIG. Similar solder can be realized at least in the joined state. When the solder layer 4 has a multilayer structure, the composition of the solder layer 4 can be controlled by controlling the thickness of each layer constituting the solder layer 4.
[0035]
The solder layer included in the solder-coated ball of the present invention may be formed as a single layer as shown in FIG. 1A as long as the solder layer includes at least a solder layer formed of an alloy of Sn and Ag. , As shown in FIG. 1 (b).
[0036]
Since the amount of moisture contained in the solder layer 4 of the solder-coated ball 50 is controlled to be sufficiently low as described above, the formation of voids when the solder layer 4 is heated and melted can be sufficiently suppressed. As will be described in a later example, when the amount of water contained in the solder layer 4 is controlled to be equal to or less than the above value, it is possible to sufficiently suppress problems such as a decrease in bonding strength and displacement of the solder-coated ball 50. Confirmed experimentally.
[0037]
In the present specification, the water content is measured by a method described below using a thermal desorption gas analyzer (TDS: Thermal Desorption Spectrometer (manufactured by EMD-WA100S Electronic Science Co., Ltd.)). The solder-coated ball is placed in an atmosphere evacuated to 2 × 10 −6 Pa or less, and the temperature is raised from room temperature to 600 ° C. at a rate of 0.5 ° C./sec. The mass of the gas generated during this time is measured for each component by a quadrupole mass spectrometer. The total amount of the gas components having a mass number of 18 is determined as water and converted to a standard volume. The value obtained by dividing this by the mass of the solder layer 4 is defined as the water content (μl / g). The mass of the solder layer 4 was obtained by subtracting the mass of the core 2 from the mass of the solder-coated ball 50. The mass of the solder layer 4 is an average value of the order of 100 samples. The masses of the order of 100 solder-coated balls 50 and cores 2 are each measured using a precision balance.
[0038]
Next, a method of manufacturing the solder-coated ball 50 shown in FIG.
[0039]
First, a ball-shaped core 2 is prepared.
[0040]
Next, a solder layer 4 made of an alloy of Sn and Ag is formed using an electrolytic plating method so as to surround the core 2. The plating solution contains 10 to 25 g / l of tris (3-hydroxypropyl) phosphine, 15 to 25 g / l of organic sulfonic acid Sn, 0.3 to 1.5 g / l of organic sulfonic acid Ag, and 50 to 100 g / of organic sulfonic acid. A solution containing 1 and ammonia is used. Ammonia is added to adjust the pH of the solution. It is preferable that PH is adjusted to 3.5 to 5.0. As the organic sulfonic acid Sn, the organic sulfonic acid Ag, and the organic sulfonic acid, methanesulfonic acid Sn, methanesulfonic acid Ag, and methanesulfonic acid described in Examples below are suitably used, respectively. More preferably, the plating solution further contains 3 to 12 g / l of thiourea. The details of the plating solution are described in JP-A-2000-34593.
[0041]
The solder layer 4 is formed using the above plating solution so that the Ag mass percentage is in the range of 2.5% or less. In addition, it is preferable to perform electroplating by controlling the current density to 0.1 to 0.6 A / dm 2 and the temperature of the plating solution to 20 to 30 ° C.
[0042]
According to the method described above, the solder-coated ball 50 in which the amount of water contained in the solder layer 4 is controlled so as to be 100 μl / g or less in the standard amount of water vapor is produced. By performing electrolytic plating using the above-described predetermined plating solution, the amount of water contained in the solder layer 4 can be sufficiently reduced without performing special treatment.
[0043]
When it is desired to set the Ag mass percentage of the solder layer 4 to exceed 2.5%, the solder layer 4 may have a multilayer structure as shown in FIG. When the Ag mass percentage of the solder layer 4 is larger than 2.5%, the crystal structure becomes finer when the solder layer 4 is melted. Therefore, the bonding strength of the solder-coated ball 50 can be increased.
[0044]
The solder-coated ball 50 in which the solder layer has a multilayer structure is manufactured by forming the first solder layer 6 by the same method as the above-described manufacturing method, and then forming the second solder layer 8 containing Ag. . When the solder layer 4 has a multilayer structure, the first solder layer 6 preferably has an Ag mass percentage of 0.5% or more. If the mass percentage of Ag of the first solder layer 6 is 0.5% or more, the surface roughness of the first solder layer 6 can be sufficiently reduced, so that the adhesion to the second solder layer 8 can be improved. Can be higher. The second solder layer 8 made of Ag is formed by, for example, an electrolytic plating method, a vapor deposition method, or a colloid method.
[0045]
When forming the second solder layer 8 by the electrolytic plating method, the thickness of the second solder layer 8 is set to 0.5 μm or less. As described above, the reason why moisture is trapped in the solder layer formed by the electrolytic plating method is considered to be mainly due to the Ag component. Therefore, by reducing the thickness of the Ag layer sufficiently, the trapping of the solder layer is performed. This is because the amount of water to be produced can be reduced.
[0046]
When the second solder layer 8 is formed by a method other than the electroplating method, the thickness does not necessarily need to be set to 0.5 μm or less. Since the composition tends to be uniform, the formation of abnormal grains can be suppressed.
[0047]
According to the method described above, the Ag mass percentage of the solder layer 4 was controlled to be more than 2.5%, and the amount of water contained in the solder layer 4 was controlled to be 100 μl / g or less in a standard water vapor amount. A solder-coated ball 50 is produced.
[0048]
Note that the thicknesses of the first solder layer 6 and the second solder layer 8 are determined based on a target solder composition ratio. In the solder-coated ball 50 shown in FIG. 1B, the first solder layer 6 may be an Ag layer and the second solder layer 8 may be an alloy layer of Sn and Ag. It is preferable to form the layer having the better chemistry on the outside (the second solder layer 8). That is, since the alloy layer of Sn and Ag contains various composition grains, when the alloy layer of Sn and Ag is used as the second solder layer 8, if the solder-coated ball is left in the air for a long time, Oxidation of the surface is apt to progress, resulting in deformation due to corrosion and reduced wettability during solder bonding, resulting in reduced bonding strength. Therefore, it is preferable that the first solder layer 6 be an alloy layer of Sn and Ag, and the second solder layer 8 be an Ag layer.
[0049]
Further, the mass percentage of Ag in the solder layer 4 is preferably 3.0% or more and 4.0% or less. If the mass percentage of Ag contained in the solder layer 4 is about 3.5%, a binary eutectic reaction of Sn-Ag occurs by heating, and a single melting point (about 221 ° C.) is obtained. As will be described later, when the components of the solder layer are set to have a eutectic composition, various advantages such as a sufficiently high joining strength can be obtained. When the mass percentage of Ag exceeds 4.0%, a coarse Ag 3 Sn plate-like primary crystal (or needle-like primary crystal) having a size of several tens of μm is crystallized by heating, causing a crack or the like in the solder layer. Therefore, the mass percentage of Ag is preferably 4.0% or less (refer to “Prime-free soldering technology, a trump card for environmentally friendly mounting”, Katsuaki Suganuma, published by the Industrial Research Institute, January 20, 2001).
[0050]
The core 2 is formed of, for example, Cu. When the core 2 is formed of Cu, Cu diffuses from the core 2 to the solder layer 4 during heating, and the Cu and Sn and Ag contained in the solder layer 4 become materials constituting the solder. That is, a Sn-Ag-Cu-based solder is obtained.
[0051]
When the core 2 is formed of Cu, the mass percentage of Ag contained in the solder layer 4 is desirably set to 2.0% or more and 4.0% or less, more preferably, about 3.5%. If the mass percentage of Ag contained in the solder layer 4 is the above value, the ternary eutectic reaction of Sn—Ag—Cu occurs by heating, and a single melting point (about 216 ° C.) is obtained. The melting point (about 216 ° C.) is lower than the melting point of the binary eutectic of Sn—Ag (about 221 ° C.). The melting point was the onset temperature (melting start temperature) of the DTA curve measured at a heating rate of 2 ° C./min.
[0052]
When the components of the solder layer are set to the eutectic composition, various advantages can be obtained. For example, when the solder layer is in a molten state, the fluidity is high and the workability is excellent. Further, since the composition and structure of the solidified solder are high, the mechanical strength is high, and the shear strength, tensile strength, and impact resistance are high. Therefore, it is preferable to use a solder layer having a eutectic composition.
[0053]
The material of the core 2 is not limited to Cu. The core 2 may be formed of a metal such as Al, for example, or may be formed of a resin. When the core 2 is formed of a resin, it is preferable that a metal layer such as Ni is formed on the surface of the core 2 by, for example, an electroless plating method, and the solder layer 4 is formed thereon by, for example, an electrolytic plating method.
[0054]
The diameter of the core 2 is typically in the range from 0.05 mm to 1 mm. When the size of the core 2 is in the above range, the strength at the time of joining can be sufficiently increased. Further, it can be bonded to a substrate or the like at a sufficiently high density. The thickness of the solder layer 4 or 6 formed of an alloy of Sn and Ag is typically 3 μm or more and 50 μm or less.
[0055]
The solder-coated balls 50 are used for input / output terminals such as BGA and CSP (Chip Size Package). FIG. 2 shows an example of a BGA including the solder-coated balls 50. 2A and 2B are a perspective view and a cross-sectional view of the BGA 70, respectively. As shown in FIGS. 2A and 2B, the BGA 70 includes an interposer 62, a semiconductor chip 64 mounted on one surface of the interposer 62, and a plurality of solder balls 50 bonded to the other surface. It has. As shown in FIG. 2A, the solder-coated balls 50 are arranged in a lattice pattern on the surface of the interposer 62. The semiconductor chip 64 is sealed with a resin 66. The semiconductor chip 64 is electrically connected to the solder-coated ball 50 via a metal wire 68 and a wiring 69 formed in the interposer 62.
[0056]
As described above, in the solder-coated ball 50 of the present invention, the formation of voids when heated and melted is sufficiently suppressed, so that the connection failure and the displacement when fixing the solder-coated ball 50 to the interposer 62 are reduced. Since the BGA can be suppressed, the reliability of the BGA can be increased.
[0057]
Hereinafter, in an element or a device including at least a semiconductor chip, a connection structure in which a solder-coated ball can be used is collectively referred to as a semiconductor connection structure. This semiconductor connection structure is formed by a method described below.
[0058]
First, as shown in FIG. 3A, a solder-coated ball 50 and a desired substrate 20 to which the solder-coated ball 50 is bonded are prepared. The substrate 20 is, for example, an interposer such as a BGA (FIG. 2) or a CSP, and a pad 18 formed of a conductive material is provided on a main surface of the substrate 20. The pad 18 is formed of, for example, a laminate of the Cu layer 12, the Ni plating layer 14, and the Au plating layer 16. Next, in a state where the solder-coated balls 50 are arranged on the pads 18, the solder-coated balls 50 are heated to melt the solder layer 4 as shown in FIG. The solder layer in the molten state is indicated by 4A in FIG. Next, the molten solder layer 4 </ b> A is cooled and solidified, and is bonded to the pad 18. As described above, a semiconductor connection structure is formed.
[0059]
In this semiconductor connection structure, the bonding strength of the solder-coated ball 50 to the substrate 20 is high, and problems such as displacement are unlikely to occur. Therefore, a highly reliable semiconductor connection structure is provided.
[0060]
Hereinafter, examples will be described.
[0061]
(Example 1)
In the solder-coated ball 50 of the first embodiment, the solder layer 4 is composed of a single alloy layer of Sn and Ag. Hereinafter, a method of manufacturing the solder-coated ball 50 of the first embodiment will be described.
[0062]
First, a spherical copper core 2 having a diameter of 0.85 mm is prepared. Also, 15 g / l of tris (3-hydroxypropyl) phosphine, Sn methanesulfonic acid (24 g / l as Sn), Ag methanesulfonic acid (0.7 g / l as Ag), 60 g / l methanesulfonic acid, and A solution containing 5 g / l of thiourea is prepared, and an ammonia salt is added to prepare a plating solution adjusted to pH 4.0.
[0063]
Using the above plating solution, plating was performed at a current density of 0.30 A / dm 2 and a bath temperature of 30 ° C. using Sn as an anode electrode to form an alloy plating layer (thickness: 35 μm) 4 of Sn and Ag on the surface of the copper core 2. I do. The electrolytic plating process is performed in a barrel container.
[0064]
By the above method, the solder-coated ball of Example 1 (the mass percentage of Ag of the solder layer 4 was 1.8%) was produced.
[0065]
(Example 2)
Similarly to the first embodiment, the solder-coated ball 50 of the second embodiment has the solder layer 4 formed of a single alloy layer of Sn and Ag. Hereinafter, a method for manufacturing the solder-coated ball 50 of the second embodiment will be described.
[0066]
First, a spherical copper core 2 having a diameter of 0.60 mm is prepared. Also, 20 g / l of tris (3-hydroxypropyl) phosphine, Sn methanesulfonic acid (24 g / l as Sn), Ag methanesulfonic acid (0.95 g / l as Ag), 70 g / l methanesulfonic acid, and A solution containing 5 g / l of thiourea is prepared, and an ammonia salt is added to prepare a plating solution adjusted to pH 4.0.
[0067]
Using the above plating solution, plating is performed at a current density of 0.30 A / dm 2 and a bath temperature of 20 ° C. using Sn as an anode electrode to form an alloy plating layer (thickness: 20 μm) 4 of Sn and Ag on the surface of the copper core 2. . The electrolytic plating process is performed in a barrel container.
[0068]
By the above method, the solder-coated ball of Example 2 (Ag mass percentage: 2.4%) was produced.
[0069]
(Example 3)
In the solder-coated ball 50 of the third embodiment, the solder layer 4 is composed of two layers: an alloy layer 6 of Sn and Ag, and an Ag layer 8. Hereinafter, a method for manufacturing the solder-coated ball 50 of the third embodiment will be described.
[0070]
First, a spherical copper core 2 having a diameter of 0.50 mm is prepared. Also, 13 g / l of tris (3-hydroxypropyl) phosphine, Sn of methanesulfonic acid (24 g / l as Sn), Ag of methanesulfonic acid (0.4 g / l as Ag), and 50 g / l of methanesulfonic acid. A solution containing the solution is prepared, and ammonia is added to prepare a plating solution adjusted to pH 4.0.
[0071]
Using the above plating solution, plating is performed at a current density of 0.30 A / dm 2 and a bath temperature of 30 ° C. using Sn as an anode electrode to form an alloy layer (10 μm thick) 6 of Sn and Ag on the surface of the copper core 2. The mass percentage of Ag in the alloy layer 6 is 1.0%.
[0072]
Next, an Ag layer (thickness 0.17 μm) 8 is formed on the alloy layer 6 by an electrolytic plating method using a silver iodide plating bath. The electrolytic plating process is performed in a barrel container.
[0073]
With the above method, the solder-coated ball of Example 3 was produced. The solder layer 4 of the solder-covered ball is composed of an alloy layer 6 of Sn and Ag and an Ag layer 8, and the mass percentage of Ag in the solder layer 4 is 3.5%.
[0074]
For comparison, solder-coated balls of Comparative Examples 1 to 3 described below were produced.
[0075]
(Comparative Example 1)
The solder-coated ball of Comparative Example 1 is different from that of Example 1 in that electrolytic plating is performed using the following plating solution. The plating solution used in Comparative Example 1 contained methanesulfonic acid Sn (20 g / l as Sn), Ag methanesulfonic acid (0.3 g / l as Ag), and methanesulfonic acid (100 g / l). It is adjusted to less than 1.0.
[0076]
Using the above plating solution, plating is performed under the same conditions as in Example 1 except that the bath temperature is set to 25 ° C., and an alloy plating layer of Sn and Ag (thickness: 35 μm) is formed on the surface of the copper core. By the above method, the solder-coated ball of Comparative Example 1 (1.8% by mass of Ag) was produced.
[0077]
(Comparative Example 2)
The solder-coated ball of Comparative Example 2 is different from that of Example 2 in that electrolytic plating is performed using the following plating solution. The plating solution used in Comparative Example 2 contained Sn sulfate (17 g / l as Sn), Ag sulfate (0.4 g / l as Ag), and potassium iodide (200 g / l), and had a PH of 9.0. Has been adjusted.
[0078]
Using the above plating solution, plating is performed under the same conditions as in Example 2 except that the bath temperature is set to 25 ° C., and an alloy plating layer of Sn and Ag (thickness: 20 μm) is formed on the surface of the copper core. By the above method, the solder-coated ball of Comparative Example 2 (2.4% by mass of Ag) was produced.
[0079]
(Comparative Example 3)
The solder-coated ball of Comparative Example 3 differs from Example 3 in that the following plating solution is used for alloy plating of Sn and Ag. The plating solution used in Comparative Example 3 contained methanesulfonic acid Sn (18 g / l as Sn), Ag methanesulfonic acid (0.2 g / l as Ag), and methanesulfonic acid (100 g / l). It is adjusted to less than 1.0.
[0080]
Using the above plating solution, plating is performed under the same conditions as in Example 3 except that the bath temperature is 25 ° C., and an alloy plating layer of Sn and Ag (thickness: 10 μm) is formed on the surface of the copper core. The mass percentage of Ag in the alloy plating layer is 1.0%.
[0081]
Further, using the same silver iodide plating bath as in Example 3, an Ag layer (0.17 μm in thickness) is formed on the alloy plating layer.
[0082]
By the above method, the solder-coated ball of Comparative Example 3 was produced. The solder layer of this solder-coated ball is composed of an alloy plating layer of Sn and Ag and an Ag layer, and the mass percentage of Ag in the solder layer is 3.5%.
[0083]
(Evaluation)
In order to evaluate the solder-coated balls of Examples and Comparative Examples, the amount of water contained in each solder-coated ball was measured. Further, each solder-coated ball was heated and melted, and the number of voids generated and the maximum diameter were measured. Further, a joining experiment was performed.
[0084]
The maximum diameter and the number of voids were measured as follows. First, as shown in FIG. 4A, solder-coated balls were arranged on a Cu substrate 30 on which a flux 32 was arranged on a main surface. Next, as shown in FIG. 4B, the solder layer 4 was melted by heating at 250 ° C. for 10 seconds (molten solder 4A). Next, as shown in FIG. 4C, the Cu core portion of the solder-coated ball was removed. A photograph of the fractured surface from which the Cu core had been removed was taken from above, and the number and maximum diameter of voids formed in the fractured surface were measured. In measuring the number of voids, voids having a diameter of 10 μm or more were targeted.
[0085]
The joining experiment was performed as follows. One hundred solder-coated balls were arranged on the Cu substrate 30 as shown in FIG. Next, as shown in FIG. 4B, the solder layer 4 was heated and melted, then cooled and solidified, and joined to the substrate 30. The heating and melting were performed by leaving the substrate 30 on which the above-mentioned solder-coated balls were placed in an oven at 250 ° C. and replaced with a nitrogen atmosphere for 10 seconds. Then, it was taken out of the oven and allowed to cool to room temperature.
[0086]
Of the 100 solder-coated balls obtained by the above method, the number of balls that came off (dropped) from the substrate 30 were counted.
[0087]
(result)
Table 1 shows the measurement results of the water content, the number of voids and the maximum diameter of the voids in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3, and the number of drops in the joining experiment.
[0088]
[Table 1]
Figure 2004128262
[0089]
As can be seen from Table 1, the solder-coated balls of Examples 1 to 3 all had a water content of 100 μl / g or less, whereas the solder-coated balls of Comparative Examples 1 to 3 all had a water content of 200 μl / g. Was.
[0090]
As seen from Table 1, in Examples 1-3, whereas did not at all voids observed in the case of Comparative Examples 1 to 3, voids having a diameter of 60~80μm is 12 to 16 / mm 2 observed Was. As a result, it was confirmed that the generation of voids was effectively suppressed in the solder-coated ball of this example having a water content of 100 μl / g or less. Further, as can be seen from Table 1, in Examples 1 to 3, no bonding failure was confirmed at all, whereas in Comparative Examples 1 to 3, bonding failure was confirmed. As a result, it was found that the solder-coated balls of the present example could be joined more reliably.
[0091]
【The invention's effect】
According to the present invention, a solder-coated ball having an Sn—Ag-based solder layer in which generation of voids during heating and melting is suppressed can be manufactured by a simple manufacturing method.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A and 1B are cross-sectional views of a solder-coated ball according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 2A and 2B are a perspective view and a cross-sectional view of a BGA using the solder-coated ball of the present invention, respectively.
FIGS. 3A and 3B are diagrams illustrating a method for forming a semiconductor connection structure according to the present invention.
FIGS. 4A, 4B, and 4C are diagrams for explaining a method of confirming a void; FIGS.
[Explanation of symbols]
2 core 4 solder layer 4A molten solder layer 6 first metal layer 8 second metal layer 12 Cu layer 14 Ni plating layer 16 Au plating layer 18 pad 20 substrate 30 substrate 32 flux 50 solder covered ball 62 interposer 64 semiconductor chip 66 Resin 68 Metal wire 70 BGA

Claims (18)

ボール状のコアを用意する工程と、
前記コアを包囲するようにＳｎおよびＡｇを含むはんだ層を形成する工程とを包含し、
前記はんだ層を形成する工程は、
トリス（３−ヒドロキシプロピル）フォスフィン１０〜２５ｇ／ｌ、有機スルホン酸Ｓｎ１５〜２５ｇ／ｌ、有機スルホン酸Ａｇ０．３〜１．５ｇ／ｌ、
有機スルホン酸５０〜１００ｇ／ｌ、およびアンモニアを含むめっき液を用いて電解めっき法により、ＳｎとＡｇとの合金を含む第１のはんだ層を形成する工程を含み、
前記第１のはんだ層のＡｇの質量百分率が０．５％以上２．５％以下である、はんだ被覆ボールの製造方法。A step of preparing a ball-shaped core;
Forming a solder layer containing Sn and Ag so as to surround the core,
The step of forming the solder layer,
Tris (3-hydroxypropyl) phosphine 10-25 g / l, organic sulfonic acid Sn 15-25 g / l, organic sulfonic acid Ag 0.3-1.5 g / l,
Forming a first solder layer containing an alloy of Sn and Ag by electrolytic plating using a plating solution containing 50 to 100 g / l of organic sulfonic acid and ammonia,
A method for producing a solder-coated ball, wherein the mass percentage of Ag in the first solder layer is 0.5% or more and 2.5% or less. 前記めっき液は、チオ尿素３〜１２ｇ／ｌをさらに含む、請求項１に記載のはんだ被覆ボールの製造方法。The method of claim 1, wherein the plating solution further contains 3 to 12 g / l of thiourea. 前記はんだ層を形成する工程は、さらに、Ａｇを含む第２のはんだ層を形成する工程を含む、請求項１または２に記載のはんだ被覆ボールの製造方法。3. The method of manufacturing a solder-coated ball according to claim 1, wherein the step of forming the solder layer further includes a step of forming a second solder layer containing Ag. 4. 前記第２のはんだ層は、電解めっき法、蒸着法またはコロイド法によって形成される、請求項３に記載のはんだ被覆ボールの製造方法。4. The method of claim 3, wherein the second solder layer is formed by an electrolytic plating method, a vapor deposition method, or a colloid method. 5. 前記第２のはんだ層は電解めっき法によって形成され、かつ厚さが０．５μｍ以下である、請求項４に記載のはんだ被覆ボールの製造方法。The method according to claim 4, wherein the second solder layer is formed by an electrolytic plating method and has a thickness of 0.5 µm or less. 前記はんだ層のＡｇの質量百分率が３．０％以上４．０％以下である、請求項３から５のいずれかに記載のはんだ被覆ボールの製造方法。The method for producing a solder-coated ball according to any one of claims 3 to 5, wherein the mass percentage of Ag in the solder layer is from 3.0% to 4.0%. 前記第１のはんだ層は、厚さが３μｍ以上５０μｍ以下である、請求項１から６のいずれかに記載のはんだ被覆ボールの製造方法。The method of manufacturing a solder-coated ball according to claim 1, wherein the first solder layer has a thickness of 3 μm or more and 50 μm or less. 前記コアはＣｕ、Ａｌ、または樹脂で形成されている、請求項１から７のいずれかに記載のはんだ被覆ボールの製造方法。The method for manufacturing a solder-coated ball according to claim 1, wherein the core is formed of Cu, Al, or a resin. 前記はんだ層のＡｇの質量百分率が３．５％である、請求項３から８のいずれかに記載のはんだ被覆ボールの製造方法。The method for producing a solder-coated ball according to any one of claims 3 to 8, wherein the mass percentage of Ag in the solder layer is 3.5%. 前記コアは、直径が０．０５ｍｍ以上１ｍｍ以下である、請求項１から９のいずれかに記載のはんだ被覆ボールの製造方法。The method for producing a solder-coated ball according to any one of claims 1 to 9, wherein the core has a diameter of 0.05 mm or more and 1 mm or less. 請求項１から１０のいずれかに記載の方法で製造された、はんだ被覆ボール。A solder-coated ball manufactured by the method according to claim 1. ボール状のコアと、
前記コアを包囲するように設けられたＳｎおよびＡｇを含むはんだ層とを有するはんだ被覆ボールであって、
前記はんだ層は、ＳｎとＡｇとの合金から形成された第１のはんだ層を含み、前記第１のはんだ層のＡｇの質量百分率が０．５％以上２．５％以下であり、かつ、前記はんだ層に含まれる水分量が、標準状態の水蒸気量で１００μｌ／ｇ以下である、はんだ被覆ボール。A ball-shaped core,
A solder-coated ball having a solder layer containing Sn and Ag provided to surround the core,
The solder layer includes a first solder layer formed of an alloy of Sn and Ag, wherein the mass percentage of Ag of the first solder layer is 0.5% or more and 2.5% or less, and A solder-coated ball, wherein the amount of water contained in the solder layer is 100 μl / g or less in a standard amount of water vapor. 前記はんだ層は、前記第１のはんだ層を包囲するように設けられた第２のはんだ層をさらに含み、
前記第２のはんだ層はＡｇを含み、厚さが０．５μｍ以下である、請求項１２に記載のはんだ被覆ボール。The solder layer further includes a second solder layer provided so as to surround the first solder layer,
13. The solder-coated ball according to claim 12, wherein the second solder layer contains Ag and has a thickness of 0.5 μm or less. 前記はんだ層のＡｇの質量百分率が、３．０％以上４．０％以下である、請求項１３に記載のはんだ被覆ボール。14. The solder-coated ball according to claim 13, wherein the mass percentage of Ag in the solder layer is 3.0% or more and 4.0% or less. 前記第１のはんだ層は、厚さが３μｍ以上５０μｍ以下である、請求項１２から１４のいずれかに記載のはんだ被覆ボール。15. The solder-coated ball according to claim 12, wherein the first solder layer has a thickness of 3 μm or more and 50 μm or less. 前記コアはＣｕ、Ａｌ、または樹脂で形成されている、請求項１２から１５のいずれかに記載のはんだ被覆ボール。The solder-coated ball according to any one of claims 12 to 15, wherein the core is formed of Cu, Al, or a resin. 前記はんだ層のＡｇの質量百分率が３．５％である、請求項１４から１６のいずれかに記載のはんだ被覆ボール。17. The solder-coated ball according to claim 14, wherein the mass percentage of Ag in the solder layer is 3.5%. 前記コアは、直径が０．０５ｍｍ以上１ｍｍ以下である、請求項１２から１７のいずれかに記載のはんだ被覆ボール。The solder-coated ball according to any one of claims 12 to 17, wherein the core has a diameter of 0.05 mm or more and 1 mm or less.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006126527A1 (en) * 2005-05-27 2006-11-30 Neomax Materials Co., Ltd. Silver-coated ball and method for manufacturing same
KR100792663B1 (en) 2006-12-01 2008-01-09 주식회사 동부하이텍 Preparation method of plastic conductive particles having multi-coating layer for electronic package and plastic conductive particles manufactured thereby
JP2010087456A (en) * 2008-10-02 2010-04-15 Samsung Electro-Mechanics Co Ltd Semiconductor package having bump ball
JP2011206815A (en) * 2010-03-30 2011-10-20 Hitachi Metals Ltd Method for manufacturing compound ball for electronic component
WO2012056977A1 (en) * 2010-10-27 2012-05-03 昭和電工株式会社 Method for producing solder balls
JP2014103382A (en) * 2012-11-16 2014-06-05 Samsung Electro-Mechanics Co Ltd Solder ball, printed circuit board using the same, and semiconductor package

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006126527A1 (en) * 2005-05-27 2006-11-30 Neomax Materials Co., Ltd. Silver-coated ball and method for manufacturing same
KR100792663B1 (en) 2006-12-01 2008-01-09 주식회사 동부하이텍 Preparation method of plastic conductive particles having multi-coating layer for electronic package and plastic conductive particles manufactured thereby
JP2010087456A (en) * 2008-10-02 2010-04-15 Samsung Electro-Mechanics Co Ltd Semiconductor package having bump ball
JP2011206815A (en) * 2010-03-30 2011-10-20 Hitachi Metals Ltd Method for manufacturing compound ball for electronic component
WO2012056977A1 (en) * 2010-10-27 2012-05-03 昭和電工株式会社 Method for producing solder balls
JP2014103382A (en) * 2012-11-16 2014-06-05 Samsung Electro-Mechanics Co Ltd Solder ball, printed circuit board using the same, and semiconductor package

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