JP3227851B2 - 低α線Pb合金はんだ材およびはんだ膜 - Google Patents

低α線Pb合金はんだ材およびはんだ膜

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JP3227851B2 JP35419892A JP35419892A JP3227851B2 JP 3227851 B2 JP3227851 B2 JP 3227851B2 JP 35419892 A JP35419892 A JP 35419892A JP 35419892 A JP35419892 A JP 35419892A JP 3227851 B2 JP3227851 B2 JP 3227851B2
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秀昭 吉田
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Mitsubishi Materials Corp
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、IC,LSIなどの
Siチップを基板、リードフレーム、セラミックスパッ
ケージなどにダイボンディングしたり、セラミックスパ
ッケージを金属製あるいはセラミックス製リッドで封止
したりするときに使用する半導体装置組立用低α線Pb
合金はんだ材およびはんだ膜に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、ICやLSIなど半導体装置の組
立には、メモリーエラーの発生を防止する目的で、表面
から放射されるα粒子のカウント数を1cm2 当り0.5
カウント/時(以下、CPHと記す)とし、Sn:1〜
65%、In:1〜65%、のうち1種または2種、さ
らに必要に応じてSb:1〜15%、Ag:1〜10
%、のうち1種または2種を含有し、残りがPbおよび
不可避不純物からなる組成(以上、重量%、以下%は重
量%を示す)を有するPb合金で構成されたはんだ材は
知られている(特開昭58−151037号公報、特公
昭62−54597号公報、特開平3−207596号
公報などを参照)。
【0003】これらα粒子のカウント数の少ないPb合
金はんだ材を製造するには、238Uの崩壊核種である210
Pbの少ない鉱山の鉱石を採取段階から厳選して汚染に
注意しながら精練し、真空溶解および帯域溶融法で精製
して得られた特殊なPbをPb原料として用いている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、210Pb含有
量の少ない鉱石の埋蔵量にも限界があり、かかる鉱山の
鉱石を探すことは年々難しくなってこの鉱石から得られ
たPbの価格も上昇し、そのため、放射性α粒子のカウ
ント数の少ないPb合金はんだを大量に安価に供給する
ことは年々難しくなっている。
【0005】そこで、通常のPb原料に含まれる210
bを遠心分離装置により5ppb 未満に減らし、この210
Pb:5ppb 未満のPb原料を用いて放射性α粒子のカ
ウント数の少ないPb合金はんだを製造することも考え
られるが、かかる方法を用いて210Pb含有量を減らし
たPb原料は高価格になりすぎるため、民生用の電子機
器産業分野では使用することができない。
【0006】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
通常のPb原料を用いても放射性α粒子カウント数の少
ないPb合金はんだを得るべく研究を行った結果、通常
のPb原料を用い、これにSn:1〜65%、In:1
〜65%のうち1種または2種を添加し、さらに、必要
に応じてSb:1〜15%、Ag:1〜10%のうち1
種または2種を添加し、溶解して得られたPb合金はん
だに、さらに、Na,Sr,K,Cr,Nb,Mn,
V,Ta,Si,Zr,Baのうち1種または2種以上
を合計で10〜5000ppm 含有せしめると、放射性α
粒子のカウント数は0.5CPH/cm2 以下に低下す
るという研究結果が得られたのである。
【0007】この発明は、かかる研究結果にもとづいて
なされたものであって、Sn:1〜65%、In:1〜
65%、のうち1種または2種、さらに必要に応じて、
Sb:1〜15%、Ag:1〜10%、のうち1種また
は2種、を含有し、残りがPbおよび不可避不純物から
なる組成のPb合金で構成されたはんだ材に、Na,S
r,K,Cr,Nb,Mn,V,Ta,Si,Zr,B
aのうち1種または2種以上を合計で10〜5000pp
m 含有せしめてなるPb合金はんだ材に特徴を有するも
のである。
【0008】この発明のPb合金はんだに含まれるN
a,Sr,K,Cr,Nb,Mn,V,Ta,Si,Z
rおよびBaのうち1種または2種以上を合計で10〜
5000ppm に限定した理由は、これら成分が10ppm
未満含まれていても上記放射性α粒子のカウント数を下
げるに十分な効果が得られないからであり、一方、50
00ppm を越えて含有するとはんだ付け性が低下して好
ましくないことによるものである。
【0009】さらに、この発明のPb合金はんだ材は、
蒸着膜、メッキ膜などのはんだ膜としても使用すること
ができる。
【0010】
【実施例】実施例1 市販の高純度Pbをさらに帯域溶融法により精製して得
られた純度:99.9995%のPbをPb原料として
用意した。
【0011】一方、いずれも5ナインの純度を有するS
n,In,Sb,Agを用意し、さらに5ナインの純度
を有するNa,Sr,K,Cr,Nb,Mn,V,T
a,Si,Zr,Ba(以下、これらの金属を「その他
金属」と総称する)を用意した。
【0012】上記Pb,Sn,In,Sb,Agおよび
その他金属をAr雰囲気中にて溶解し、表1〜表3に示
される成分組成に溶製し、鋳造してインゴットとし、こ
れを圧延して厚さ:1mmの薄板とすることにより本発明
Pb合金はんだ材(以下、本発明はんだ材という)1〜
21、比較Pb合金はんだ材(以下、比較はんだ材とい
う)1〜11および従来Pb合金はんだ材(以下、従来
はんだ材という)1〜4を作製した。
【0013】これら本発明はんだ材1〜21、比較はん
だ材1〜11および従来はんだ材1〜4が放射する2〜
10MeVのα粒子のカウント数をガスフロー型α線カ
ウンターで測定し、その測定結果をα線量として表1〜
表3に示した。
【0014】
【表1】
【0015】
【表2】
【0016】
【表3】
【0017】表1〜表3に示される結果から、その他金
属を含む本発明はんだ材1〜21は、その他金属を含ま
ない従来はんだ材1に比べて、α線量が格段に減少して
いることがわかる。しかし、比較はんだ材1〜11に見
られるように、その他金属の合計量が10ppm 未満含有
しても十分なα線量の減少効果が得られないこともわか
る。
【0018】実施例2 4インチSiウエハーを用意し、この4インチSiウエ
ハーの表面に、表3のPb−10%Snからなる成分組
成の従来はんだ1:100gおよびその他金属の各元
素:0.02gを同時に蒸着し、表4に示される成分組
成の本発明はんだ蒸着膜1〜11を形成した。
【0019】一方、比較のために、表3の従来はんだ
1:100gをそのまま上記4インチSiウエハー表面
に蒸着し、従来はんだ蒸着膜1を形成した。
【0020】上記本発明はんだ蒸着膜1〜11および従
来はんだ蒸着膜1のα線量を実施例1と同様にして測定
し、その測定結果を表4に示した。
【0021】
【表4】
【0022】表4に示される結果から、その他金属を同
時に蒸着して得られた本発明はんだ蒸着膜1〜11は、
その他金属を含まない従来はんだ蒸着膜1に比べてα線
量が格段に減少していることがわかる。
【0023】なお、はんだ膜については蒸着はんだ膜に
ついての実施例を示したが、湿式メッキはんだ膜につい
ても同じ効果が得られた。
【0024】
【発明の効果】上述のように、この発明は、通常のPb
を原料として用いることにより低α線Pb合金はんだを
製造できるので、半導体装置組立用低α線Pb合金はん
だ材を安価に提供することができ、電子機器産業の発展
に大いに貢献しうるものである。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H01L 23/50 H01L 23/50 E (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23K 35/26 C22C 11/00 - 11/10

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量%で、Sn:1〜65%、In:1
    〜65%のうち1種または2種を含有し、 さらに、Na,Sr,K,Cr,Nb,Mn,V,T
    a,Si,Zr,Baのうち1種または2種以上を合計
    で10〜5000ppm 含有し、残りがPbおよび不可避
    不純物からなる組成を有することを特徴とする低α線P
    b合金はんだ材。
  2. 【請求項2】 重量%で、Sn:1〜65%、In:1
    〜65%のうち1種または2種を含有し、 さらに、Sb:1〜15%、Ag:1〜10%のうち1
    種または2種を含有し、 さらに、Na,Sr,K,Cr,Nb,Mn,V,T
    a,Si,Zr,Baのうち1種または2種以上を合計
    で10〜5000ppm 含有し、残りがPbおよび不可避
    不純物からなる組成を有することを特徴とする低α線P
    b合金はんだ材。
  3. 【請求項3】 請求項1または2記載の成分組成を有す
    る低α線Pb合金はんだ材で構成されることを特徴とす
    るはんだ膜。
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