JP2011029395A - 電子部品用複合ボールの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明は、Cuの球体からなるコアボールを用意する工程と、前記コアボールの表面を還元性水溶液で洗浄する第1洗浄処理工程と、前記コアボールを包囲するようにNi下地めっき層を形成する第1めっき処理工程と、前記下地めっき層の表面を還元性水溶液で洗浄する第2洗浄処理工程と、前記下地めっき層を包囲するようにはんだめっき層を形成する第2めっき処理工程と、前記はんだめっき層の表面を洗浄する第3洗浄処理工程を経る電子部品用複合ボールの製造方法である。
【選択図】図1
Description
特許文献1に開示される電子部品用複合ボールは、コアボールの表面にNi下地めっき層とはんだめっき層の2層を形成したものであり、コアボールを脱脂等の前処理後、Ni下地めっき層とはんだめっき層を電気めっきで連続的に形成することにより、均一な膜厚のめっき層が得ることができるとされている。
Ni下地めっき層を形成したボールを一旦保管すると、Ni下地めっき層表面に酸化皮膜が形成されたり、コアボール表面に塵等のめっき層の形成に有害な不純物が付着したりすることで、次工程ではんだめっき層を形成する際にめっき皮膜の密着性の低下や、めっき皮膜が形成できないというめっき未着の問題を引き起こすことがあり、電子部品用複合ボールを電子部品に適用したときに接続信頼性上大きな問題である。
前記コアボールの表面を還元性水溶液で洗浄する第1洗浄処理工程と、
前記コアボールを包囲するようにNi下地めっき層を形成する第1めっき処理工程と、
前記Ni下地めっき層の表面を還元性水溶液で洗浄する第2洗浄処理工程と、
前記下地めっき層を包囲するようにはんだめっき層を形成する第2めっき処理工程と、
前記はんだめっき層の表面を洗浄する第3洗浄処理工程
を経る電子部品用複合ボールの製造方法である。
前記コアボールは、溶融させて表面張力により球状凝固したボールであることが好ましい。
(1)Cuの球体からなるコアボールを用意する工程
先ず、本発明は、Cuの球体からなるコアボールを用意する。
本発明において対象とするコアボールの素材は、Cuを用いる。Cuを用いる理由として、はんだ溶融温度以上の融点を有するからである。コアボールのサイズは、電子部品用としては、30μm〜1500μmの直径を有するものが多く用いられる。1500μmを超えるサイズのものは、電子部品用途としては多くなく、30μmよりも小径のサイズでは、ハンドリング性の問題からあまり用途が多くないからである。
次に、本発明は、コアボールの表面を、還元性水溶液で洗浄する第1洗浄工程を設ける。Ni下地めっき層形成前のコアボールは、長期間の保管等により、表面に酸化皮膜が形成されたり、コアボール表面に塵等のめっき層の形成に有害な不純物が付着している場合がある。本発明では、コアボール表面に形成するNi下地層を密着性に優れ且つ均一に形成するために、コアボール表面の酸化皮膜や不純物を予め除去しておく。
また、還元性水溶液を形成するための還元剤の種類としては、硫酸、硝酸、リン酸、ヒドラジンなどの無機酸や、メタンスルフォン酸、有機スルフォン酸、シュウ酸、酢酸、クエン酸、アスコルビン酸などの水溶性有機酸を用いることができる。
また、コアボール表面を粗さないために、還元性水溶液は常温(20〜25℃)で使用することが好ましい。
本発明は、第1洗浄処理工程後に、前記コアボールを包囲するようにNi下地めっき層を形成する第1めっき処理工程を設ける。
Ni下地めっき層を形成する方法としては、電解めっき法、無電解めっき法など適宜選択できる。電解めっき法では、均一にめっきを施すために、例えば、回転バレル装置や傾斜バレル装置、高速回転めっき装置等を用いることができる。また、めっき液はワット浴やスルファミン酸浴を用いることができる。
Ni下地めっき層は、Cuの球体からなるコアボールからのCu拡散防止のためにバリア層としてコアボールを包囲するように形成するものであり、Ni下地めっき層の厚さは薄すぎるとバリア層としての機能を果たさないため、2μm以上が好ましい。
本発明は、第1めっき処理工程でNi下地めっき層を形成した後に、Ni下地めっき層表面を還元性水溶液で洗浄する第2洗浄工程を設ける。第1めっき処理工程でNi下地めっき層を形成したボールは、長期間の保管等により、表面に酸化皮膜が形成されたり、塵等のめっき層の形成に有害な不純物が付着している場合がある。本発明では、Ni下地めっき層表面に形成するはんだめっき層を密着性に優れ且つ均一に形成するために、Ni下地めっき層表面の酸化皮膜や不純物を予め除去しておく。
また、還元性水溶液を形成するための還元剤の種類としては、硫酸、硝酸、リン酸、ヒドラジンなどの無機酸や、メタンスルフォン酸、有機スルフォン酸、シュウ酸、酢酸、クエン酸、アスコルビン酸などの水溶性有機酸を用いることができる。
また、Ni下地めっき層の表面を粗さないために、還元性水溶液は常温(20〜25℃)で使用することが好ましい。
本発明は、第2洗浄処理工程後に、前記下地めっき層を包囲するようにはんだめっき層を形成する第2めっき処理工程を設ける。
はんだめっき層を形成する方法としては、第1めっき処理工程と同様な方法でよく、電解めっき法、無電解めっき法などを適宜選択できる。電解めっき法では、均一にめっきを施すために、例えば、回転バレル装置や傾斜バレル装置、高速回転めっき装置等を用いることができる。また、めっき液には、メタンスルフォン酸系のめっき液が使用できる。
本発明において対象とするはんだめっきのはんだ組成は、電子部品として典型的なSn、Sn−Bi、Sn−Ag、Sn−Ag−Cu、Sn−Au、Sn−Cu等が適用でき、通常融点が300℃以下のものが使用される。また、はんだめっき層の厚さは、0.01μmから50μmの厚さが典型的であり、要求特性に基づいて適宜選択される。
最後に、本発明は、はんだめっき層を形成した後にはんだめっき層の表面を洗浄する第3洗浄処理工程を設ける。
これは、はんだめっき層を形成した後、はんだめっき液がはんだめっき層を腐食する場合があるため、水洗浄を行なう必要がある。洗浄の方法としては、第1および第2洗浄処理工程と同様の方法でもよく、ビーカーやはんだめっき処理工程で用いた容器中で攪拌等により行なうとよい。
Claims (2)
- Cuの球体からなるコアボールを用意する工程と、
前記コアボールの表面を還元性水溶液で洗浄する第1洗浄処理工程と、
前記コアボールを包囲するようにNi下地めっき層を形成する第1めっき処理工程と、
前記下地めっき層の表面を還元性水溶液で洗浄する第2洗浄処理工程と、
前記下地めっき層を包囲するようにはんだめっき層を形成する第2めっき処理工程と、
前記はんだめっき層の表面を洗浄する第3洗浄処理工程
を経ることを特徴とする電子部品用複合ボールの製造方法。 - 前記コアボールは、溶融させて表面張力により球状凝固したボールであることを特徴とする請求項1に記載の電子部品用複合ボールの製造方法。
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