JP3314269B2 - 複合マイクロボールとその製造方法 - Google Patents
複合マイクロボールとその製造方法Info
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- H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
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- H01L2224/73201—Location after the connecting process on the same surface
- H01L2224/73203—Bump and layer connectors
- H01L2224/73204—Bump and layer connectors the bump connector being embedded into the layer connector
Landscapes
- Wire Bonding (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内部電極用の複合
マイクロボールとその製造方法に関する。
マイクロボールとその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】次世代高密度パッケージでは、いわゆる
多ピン、狭ピッチになり、特に内部電極の在り方が重要
な役割となることが予想されている。ピッチ寸法で言え
ば，今の先端レベルのパッケージ品で用いられている２
００〜１２０μｍピッチ以下の必要性が予測されてい
る。
多ピン、狭ピッチになり、特に内部電極の在り方が重要
な役割となることが予想されている。ピッチ寸法で言え
ば，今の先端レベルのパッケージ品で用いられている２
００〜１２０μｍピッチ以下の必要性が予測されてい
る。
【０００３】ここまで実装密度が高まると、チップ・サ
イズ・パッケージ（ＣＳＰ）やべアチップ実装での電極
における電気的不安定要因が致命的になる可能性が有
る。
イズ・パッケージ（ＣＳＰ）やべアチップ実装での電極
における電気的不安定要因が致命的になる可能性が有
る。
【０００４】従来のめっきや印刷によるバンプ形成で
は、寸法精度的にも空孔等による電気特性のバラツキの
発生不安により信頼性を確保する事は出来ない。
は、寸法精度的にも空孔等による電気特性のバラツキの
発生不安により信頼性を確保する事は出来ない。
【０００５】しかしながら、実装の高密度化は次第に加
速され、パッケージ当たり数千個から一万個以上の電極
の形成が必要になり、内部電極の形成方法は重大な技術
課題になりつつある。
速され、パッケージ当たり数千個から一万個以上の電極
の形成が必要になり、内部電極の形成方法は重大な技術
課題になりつつある。
【０００６】一般的には、その接続はフリップチップ方
式であり、図６に示すように種々の工法が提案されてい
る。
式であり、図６に示すように種々の工法が提案されてい
る。
【０００７】図６（ａ）はスタッド（鋲打ち）バンプ接
合（Stud Bump Bonding)と呼ばれる工法を示す部分断面
図である。図６（ａ）に示すように、ＩＣチップ５１の
裏面には、絶縁膜５８から窪んだチップ電極５９が形成
されている。一方、基板５２上には、基板電極６１が形
成され、その上に半球状の半田６２が設けられている。
この半田６２に、チップ電極５９に接触したバンプ５３
が打ち込まれて、チップ電極５９と基板電極６１とを接
続している。
合（Stud Bump Bonding)と呼ばれる工法を示す部分断面
図である。図６（ａ）に示すように、ＩＣチップ５１の
裏面には、絶縁膜５８から窪んだチップ電極５９が形成
されている。一方、基板５２上には、基板電極６１が形
成され、その上に半球状の半田６２が設けられている。
この半田６２に、チップ電極５９に接触したバンプ５３
が打ち込まれて、チップ電極５９と基板電極６１とを接
続している。
【０００８】図６（ｂ）は金バンプ半田付け（Gold Bum
p Bonding)と呼ばれる工法を示す部分断面図である。図
６（ｂ）に示すように、ＩＣチップ５１の裏面には、絶
縁膜５８から窪んだチップ電極５９が形成されている。
一方、基板５２上には、基板電極６１が形成され、その
上に半球状の導電性ペースト６４が設けられている。こ
の導電性ペースト６４に、金バンプ５３´が加圧され
て、接合される。
p Bonding)と呼ばれる工法を示す部分断面図である。図
６（ｂ）に示すように、ＩＣチップ５１の裏面には、絶
縁膜５８から窪んだチップ電極５９が形成されている。
一方、基板５２上には、基板電極６１が形成され、その
上に半球状の導電性ペースト６４が設けられている。こ
の導電性ペースト６４に、金バンプ５３´が加圧され
て、接合される。
【０００９】図６（ｃ）は金−金内部接合（Gold to Go
ld Interconnecting) と呼ばれる工法を示す部分断面図
である。図６（ｃ）に示すように、ＩＣチップ５１の裏
面には、絶縁膜５８から窪んだチップ電極５９が形成さ
れている。一方、基板５２上には、金電極６５が形成さ
れている。これらのチップ電極５９と金電極６５間に金
バンプ５４が挟み込まれて、チップ電極５９と基板に形
成された金電極６５とが接続されている。
ld Interconnecting) と呼ばれる工法を示す部分断面図
である。図６（ｃ）に示すように、ＩＣチップ５１の裏
面には、絶縁膜５８から窪んだチップ電極５９が形成さ
れている。一方、基板５２上には、金電極６５が形成さ
れている。これらのチップ電極５９と金電極６５間に金
バンプ５４が挟み込まれて、チップ電極５９と基板に形
成された金電極６５とが接続されている。
【００１０】図６（ｄ）はマイクロバンプ接合（Micro
Bump Bonding) と呼ばれる工法を示す部分断面図であ
る。図６（ｄ）に示すように、ＩＣチップ５１の裏面に
は、絶縁膜５８から窪んだチップ電極５９が形成されて
いる。一方、基板５２上には、基板電極６１が形成され
ている。これらのチップ電極５９と基板電極６５間にバ
ンプ５３が挟み込まれて、さらに、これらの接合部の周
囲を紫外線硬化型接着剤６６で覆って、チップ電極５９
と基板に形成された基板電極６１とが接続されている。
Bump Bonding) と呼ばれる工法を示す部分断面図であ
る。図６（ｄ）に示すように、ＩＣチップ５１の裏面に
は、絶縁膜５８から窪んだチップ電極５９が形成されて
いる。一方、基板５２上には、基板電極６１が形成され
ている。これらのチップ電極５９と基板電極６５間にバ
ンプ５３が挟み込まれて、さらに、これらの接合部の周
囲を紫外線硬化型接着剤６６で覆って、チップ電極５９
と基板に形成された基板電極６１とが接続されている。
【００１１】図６（ｅ）は異方性導電膜（Anisotropic
Conductive Film, ACF) を用いた工法を示す部分断面図
である。図６（ｅ）に示すように、ＩＣチップ５１の裏
面には、絶縁膜５８から窪んだチップ電極５９が形成さ
れている。一方、基板５２上には、基板電極６１が形成
されている。これらのチップ電極５９と基板電極６５間
にバンプ５６が挟み込まれて、さらに、これらの接合部
の周囲を異方性導電膜６７で覆って、チップ電極５９と
基板に形成された基板電極６１とが接続されている。
Conductive Film, ACF) を用いた工法を示す部分断面図
である。図６（ｅ）に示すように、ＩＣチップ５１の裏
面には、絶縁膜５８から窪んだチップ電極５９が形成さ
れている。一方、基板５２上には、基板電極６１が形成
されている。これらのチップ電極５９と基板電極６５間
にバンプ５６が挟み込まれて、さらに、これらの接合部
の周囲を異方性導電膜６７で覆って、チップ電極５９と
基板に形成された基板電極６１とが接続されている。
【００１２】図６（ｆ）はフリップチップ接合（Flip c
hip Attach、通称Ｃ４法）と呼ばれる工法を示す部分断
面図である。図６（ｆ）に示すように、ＩＣチップ５１
の裏面には、絶縁膜５８から窪んだ形状でかつマイクロ
ボールを受け入れ可能なように、電極６８が形成されて
いる。一方、基板５２上には、基板電極６１が形成され
ている。これらの電極６８と基板電極６５間にマイクロ
ボール５７が挟み込まれて、さらに、マイクロボール５
７は、半田６９によって基板電極６１に接合され、チッ
プ電極５９と基板に形成された基板電極６１とが接続さ
れている。
hip Attach、通称Ｃ４法）と呼ばれる工法を示す部分断
面図である。図６（ｆ）に示すように、ＩＣチップ５１
の裏面には、絶縁膜５８から窪んだ形状でかつマイクロ
ボールを受け入れ可能なように、電極６８が形成されて
いる。一方、基板５２上には、基板電極６１が形成され
ている。これらの電極６８と基板電極６５間にマイクロ
ボール５７が挟み込まれて、さらに、マイクロボール５
７は、半田６９によって基板電極６１に接合され、チッ
プ電極５９と基板に形成された基板電極６１とが接続さ
れている。
【００１３】図６に示された従来のフリップチップ工法
の内、精度、性能などから図６（ｆ）に示したＣ４法と
よばれる工法が最も優れているといわれている。
の内、精度、性能などから図６（ｆ）に示したＣ４法と
よばれる工法が最も優れているといわれている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、Ｃ４法を用い
て量産汎用のパッケージに組み込むとすれば、その価格
が如何に低く抑えられるプロセスかが重要な点となる。
て量産汎用のパッケージに組み込むとすれば、その価格
が如何に低く抑えられるプロセスかが重要な点となる。
【００１５】従来に比べ高価になればなる程、採用の可
能性は減じられる。
能性は減じられる。
【００１６】一方、マイクロボールの高さのばらつき、
即ち、コプラナリテイーの点では、コアボールの銅が精
密に出来ていれば良い。また、接続性やセルフアライメ
ントに対しては、半田そのものの量、即ち、絶対量（体
積的にも大切）も重要な因子である。このセルフアライ
メント等に関しては、大澤 直著の「半田付技術なぜな
ぜ１００問」、第１０６頁、工業調査会、１９９６年発
行によれば、Ｃ４法において、マイクロボールを備えた
素子を、基板に搭載する際に、半田の表面張力によっ
て、多少の位置ずれがあっても、自発的に素子への位置
修正がなされ、このことは、実際の表面実装では極めて
大切であることが示されている。
即ち、コプラナリテイーの点では、コアボールの銅が精
密に出来ていれば良い。また、接続性やセルフアライメ
ントに対しては、半田そのものの量、即ち、絶対量（体
積的にも大切）も重要な因子である。このセルフアライ
メント等に関しては、大澤 直著の「半田付技術なぜな
ぜ１００問」、第１０６頁、工業調査会、１９９６年発
行によれば、Ｃ４法において、マイクロボールを備えた
素子を、基板に搭載する際に、半田の表面張力によっ
て、多少の位置ずれがあっても、自発的に素子への位置
修正がなされ、このことは、実際の表面実装では極めて
大切であることが示されている。
【００１７】そこで、本発明者らは、コアボールを有す
る複合ボールでは、その半田被覆層の厚さは表面張力を
決める因子の内で最も大きなものであると推定した。そ
して，複合ボールの球の片面に対し、半田被覆層が２０
μｍ以上あればかなり自発的な位置修正があるので、安
心出来、全体の電極密度の数から許される範囲で半田被
覆層の厚みを多く施すのが良いと考えられた。
る複合ボールでは、その半田被覆層の厚さは表面張力を
決める因子の内で最も大きなものであると推定した。そ
して，複合ボールの球の片面に対し、半田被覆層が２０
μｍ以上あればかなり自発的な位置修正があるので、安
心出来、全体の電極密度の数から許される範囲で半田被
覆層の厚みを多く施すのが良いと考えられた。
【００１８】従って，精密な直径に仕上げられた、高電
気伝導を有するコアを備え、外周位にマウント時に充分
濡れ性に対して不安の無い半田量を持つ複合ボールが求
められている。
気伝導を有するコアを備え、外周位にマウント時に充分
濡れ性に対して不安の無い半田量を持つ複合ボールが求
められている。
【００１９】そこで、本発明の一技術的課題は、実際に
表面実装の容易で濡れ性に対して不安のない十分な厚み
の半田被覆層を備えた複合マイクロボールを提供するこ
とにある。
表面実装の容易で濡れ性に対して不安のない十分な厚み
の半田被覆層を備えた複合マイクロボールを提供するこ
とにある。
【００２０】また、本発明のもう一つの技術的課題は、
前記複合マイクロボールを容易に製造する方法を提供す
ることにある。
前記複合マイクロボールを容易に製造する方法を提供す
ることにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、銅をコ
アボールとするマイクロボールにおいて、前記コアボー
ルは、３０μｍ以上で１２０μｍ以下の充分に均一な直
径を有し、前記マイクロボールは、最表皮に外周位厚み
として２０μｍ以上有する半田被覆層を有し且つ前記半
田被覆層は有機物やその化合物からなるめっき光沢剤を
含まず、半田の溶ける温度に晒されてもガス発生の無
い、良好な転がり性を備えている事を特徴とする複合マ
イクロボールが得られる。
アボールとするマイクロボールにおいて、前記コアボー
ルは、３０μｍ以上で１２０μｍ以下の充分に均一な直
径を有し、前記マイクロボールは、最表皮に外周位厚み
として２０μｍ以上有する半田被覆層を有し且つ前記半
田被覆層は有機物やその化合物からなるめっき光沢剤を
含まず、半田の溶ける温度に晒されてもガス発生の無
い、良好な転がり性を備えている事を特徴とする複合マ
イクロボールが得られる。
【００２２】ここで、本発明において，半田被覆層の厚
みは、特に４０μｍ以上であることが好ましい。
みは、特に４０μｍ以上であることが好ましい。
【００２３】また、本発明によれば、前記複合マイクロ
ボールにおいて、前記複合マイクロボールの被覆層が、
前記コアボール側の第一層に下地層、前記下地層上の第
二層に半田被覆層を有し、前記下地層がニッケル層、若
しくは、ニッケル一次層に金からなる二次層から成るこ
とを特徴とする複合マイクロボールが得られる。
ボールにおいて、前記複合マイクロボールの被覆層が、
前記コアボール側の第一層に下地層、前記下地層上の第
二層に半田被覆層を有し、前記下地層がニッケル層、若
しくは、ニッケル一次層に金からなる二次層から成るこ
とを特徴とする複合マイクロボールが得られる。
【００２４】また、本発明によれば、前記複合マイクロ
ボールにおいて、前記半田は主成分がＰｂＳｎ、ＣｕＳ
ｎ、ＡｇＳｎ，及びＳｎＺｎのうちの少なくても一種か
らなる半田である事を特徴とする複合マイクロボールが
得られる。
ボールにおいて、前記半田は主成分がＰｂＳｎ、ＣｕＳ
ｎ、ＡｇＳｎ，及びＳｎＺｎのうちの少なくても一種か
らなる半田である事を特徴とする複合マイクロボールが
得られる。
【００２５】さらに、本発明によれば、前記複合マイク
ロボールを製造する方法において、溶融法により得られ
た半田線材若しくは半田板材を所定量精密に切断あるい
は切り抜いて半田小片を形成し、前記半田小片を加熱・
振動しながら銅コアボールの最外皮として塗して包むこ
とによって、前記半田被覆層を前記銅コアボールの最外
皮に形成する事を特徴とする複合マイクロボールの製造
方法が得られる。
ロボールを製造する方法において、溶融法により得られ
た半田線材若しくは半田板材を所定量精密に切断あるい
は切り抜いて半田小片を形成し、前記半田小片を加熱・
振動しながら銅コアボールの最外皮として塗して包むこ
とによって、前記半田被覆層を前記銅コアボールの最外
皮に形成する事を特徴とする複合マイクロボールの製造
方法が得られる。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら、説明する。
て図面を参照しながら、説明する。
【００２７】図１は本発明の実施の形態による複合マイ
クロボールを製造するための装置の側面図、図２は図１
の装置の正面図である。
クロボールを製造するための装置の側面図、図２は図１
の装置の正面図である。
【００２８】図１及び図２を参照すると、複合マイクロ
ボールの製造装置１０は、黒鉛製のボート１と、このボ
ート１の両側底部が載置されて搬送される搬送方向に対
して左右一対のベルトコンベア４と、コンベアの搬送方
向中央部の位置で、ボートの下方から振動伝達棒３を介
して振動を与える振動装置２とを備えている。また、こ
の振動装置２が配置された領域は、ボート１が半田溶融
温度に加熱される半田溶融領域５も含む。
ボールの製造装置１０は、黒鉛製のボート１と、このボ
ート１の両側底部が載置されて搬送される搬送方向に対
して左右一対のベルトコンベア４と、コンベアの搬送方
向中央部の位置で、ボートの下方から振動伝達棒３を介
して振動を与える振動装置２とを備えている。また、こ
の振動装置２が配置された領域は、ボート１が半田溶融
温度に加熱される半田溶融領域５も含む。
【００２９】図３は図１及び図２に示した黒鉛製のボー
ト１を示す斜視図である。図３に示すように、ボート１
には、表面に多数のディンプル形状の孔（以下、ディン
プルと呼ぶ）１２が多数設けられている。このボート１
は、半田の付着を考慮し、且つ耐熱性からその材質とし
て高密度黒鉛を用いている。
ト１を示す斜視図である。図３に示すように、ボート１
には、表面に多数のディンプル形状の孔（以下、ディン
プルと呼ぶ）１２が多数設けられている。このボート１
は、半田の付着を考慮し、且つ耐熱性からその材質とし
て高密度黒鉛を用いている。
【００３０】本発明の実施の形態による複合マイクロボ
ールを製造する方法は、黒鉛製のボート１を皿として，
溶融半田に精密銅コアボールを塗すようにして芯として
銅を溶融半田に挿入させる方法である。
ールを製造する方法は、黒鉛製のボート１を皿として，
溶融半田に精密銅コアボールを塗すようにして芯として
銅を溶融半田に挿入させる方法である。
【００３１】ここで，本発明において用いられる半田の
組成は、ＰｂＳｎ、ＣｕＳｎ、ＡｇＳｎ、及びＳｎＺｎ
のうちの少なくとも一種からなる半田であり、基本的に
ＪＩＳ Ｚ３２８２に定められた組成のものを全て用い
ることができる。しかし、現在において、Ｐｂフリーが
唱えられているものの、本発明が求める内部電極では、
その安定性、信頼性において危険を冒すことは当分困難
で、実質的にＰｂ系主体の半田と考えて良い。勿論、近
い将来ＡｇＳｎ系も有力視されており、その場合でも本
発明の有効性は損なわれない。この半田の溶融温度は、
概ね１４０〜３００℃程度の（融点）温度範囲にある。
そして、半田は、板材若しくは線材を加工して得た精密
秤量小片を用いる。なお、半田が板材であれば、精密圧
延を施し、例えば、２０〜３０μｍにした後、プレス打
ち抜きにより容易に得られる。
組成は、ＰｂＳｎ、ＣｕＳｎ、ＡｇＳｎ、及びＳｎＺｎ
のうちの少なくとも一種からなる半田であり、基本的に
ＪＩＳ Ｚ３２８２に定められた組成のものを全て用い
ることができる。しかし、現在において、Ｐｂフリーが
唱えられているものの、本発明が求める内部電極では、
その安定性、信頼性において危険を冒すことは当分困難
で、実質的にＰｂ系主体の半田と考えて良い。勿論、近
い将来ＡｇＳｎ系も有力視されており、その場合でも本
発明の有効性は損なわれない。この半田の溶融温度は、
概ね１４０〜３００℃程度の（融点）温度範囲にある。
そして、半田は、板材若しくは線材を加工して得た精密
秤量小片を用いる。なお、半田が板材であれば、精密圧
延を施し、例えば、２０〜３０μｍにした後、プレス打
ち抜きにより容易に得られる。
【００３２】また、本発明において用いられる銅コアボ
ール１３は、回転プラズマ電極法により球体に加工した
後、篩分で粗選別を行った後、傾斜選別法により更に選
別精度を高める。これは従来粉末冶金にて行われた比較
的一般的な方法である。この組み合わせで凡そ±３μｍ
以内、しっかりした管理の元で行えば±２μｍ以内に直
径精度を制御出来、本発明が求める高密度パッケージに
おける内部電極に実用上用いる事が出来る精度になる。
ール１３は、回転プラズマ電極法により球体に加工した
後、篩分で粗選別を行った後、傾斜選別法により更に選
別精度を高める。これは従来粉末冶金にて行われた比較
的一般的な方法である。この組み合わせで凡そ±３μｍ
以内、しっかりした管理の元で行えば±２μｍ以内に直
径精度を制御出来、本発明が求める高密度パッケージに
おける内部電極に実用上用いる事が出来る精度になる。
【００３３】また、この銅コアボールには、表面に半田
被覆層が設けられる前に、半田との濡れ性及び後の熱履
歴における脆性化合物（ＣｕＳｎなど）形成防止のため
の下地層が形成される。この下地層としての下地ニッケ
ル若しくは、ニッケル下地金のめっきは、極一般的に行
われるめっきの方法で良く、電気ニッケルが好ましい。
一方，無電解ニッケルの場合は、後の半田との濡れ性を
考慮しニッケル／ボロン系が良い。
被覆層が設けられる前に、半田との濡れ性及び後の熱履
歴における脆性化合物（ＣｕＳｎなど）形成防止のため
の下地層が形成される。この下地層としての下地ニッケ
ル若しくは、ニッケル下地金のめっきは、極一般的に行
われるめっきの方法で良く、電気ニッケルが好ましい。
一方，無電解ニッケルの場合は、後の半田との濡れ性を
考慮しニッケル／ボロン系が良い。
【００３４】図４は図１の装置を用いた複合マイクロボ
ールの製造前の状態を示す断面図である。また、図５は
図４の状態から、複合マイクロボールの製造された時の
状態を示す断面図である。
ールの製造前の状態を示す断面図である。また、図５は
図４の状態から、複合マイクロボールの製造された時の
状態を示す断面図である。
【００３５】図４に示すように、図３に示す黒鉛製のボ
ート１に、銅コアボール１３がサイズ上充分落とし込め
るデインプル１２が形成されている。このディンプル１
２は、その底部は円錐の先端のようにはせず、ドリルの
平坦部が残ったままのフラット形状でよい。
ート１に、銅コアボール１３がサイズ上充分落とし込め
るデインプル１２が形成されている。このディンプル１
２は、その底部は円錐の先端のようにはせず、ドリルの
平坦部が残ったままのフラット形状でよい。
【００３６】更に、図５に示すように、ディンプル１２
内に、銅コアボール１３の周囲に同心円状に半田被覆層
１４が形成された複合マイクロボール１５が示されてい
る。
内に、銅コアボール１３の周囲に同心円状に半田被覆層
１４が形成された複合マイクロボール１５が示されてい
る。
【００３７】次に、本発明の実施の形態による複合マイ
クロボールの具体的製法について、図１乃至図５を用い
て説明する。
クロボールの具体的製法について、図１乃至図５を用い
て説明する。
【００３８】まず、図３に示すように、市販の例えば東
洋炭素（株）製１１Ｇ−７０若しくはＩＳＥＭ−３から
なる黒鉛製のボート１を用いた。
洋炭素（株）製１１Ｇ−７０若しくはＩＳＥＭ−３から
なる黒鉛製のボート１を用いた。
【００３９】次に、黒鉛製のボート１の凹部状に窪みと
なったディンプル１２に、図４に示すように、精密に加
工した銅コアボール１３を入れ、高周波により所望の温
度にこれらを加熱する。
なったディンプル１２に、図４に示すように、精密に加
工した銅コアボール１３を入れ、高周波により所望の温
度にこれらを加熱する。
【００４０】次いで、図１及び図２に示すような振動装
置２に連結した振動伝達棒３により、先のボート１に振
幅の小さい振動を与える。この後、図４に示すように、
精密秤量した半田小片１４を、ピッカーによりディンプ
ル１２毎に投入し、全体をその時、使用する半田の組成
から決まる融点（実際は＋２０〜３０℃）で数分保持
し、図１に示す半田溶融温度領域５からさらに下流の冷
却領域に移す。ここで、精密秤量半田小片１４は、市販
の例えば、千住金属製、板材若しくは線材を加工して作
製しても良く、重量精度の精密な小片を得られれば良
い。
置２に連結した振動伝達棒３により、先のボート１に振
幅の小さい振動を与える。この後、図４に示すように、
精密秤量した半田小片１４を、ピッカーによりディンプ
ル１２毎に投入し、全体をその時、使用する半田の組成
から決まる融点（実際は＋２０〜３０℃）で数分保持
し、図１に示す半田溶融温度領域５からさらに下流の冷
却領域に移す。ここで、精密秤量半田小片１４は、市販
の例えば、千住金属製、板材若しくは線材を加工して作
製しても良く、重量精度の精密な小片を得られれば良
い。
【００４１】図５に示すように、正しく半田が溶融し、
振動が伝われば、その結果として、銅コアボール１３は
半田で塗される状態になり、半田は充分な転がり性を有
する球状になる。その球状半田のほぼ、中心に銅コアボ
ール１３が位置される事になり、本発明の実施の形態に
よる複合マイクロボール１５が形成される。
振動が伝われば、その結果として、銅コアボール１３は
半田で塗される状態になり、半田は充分な転がり性を有
する球状になる。その球状半田のほぼ、中心に銅コアボ
ール１３が位置される事になり、本発明の実施の形態に
よる複合マイクロボール１５が形成される。
【００４２】この時、銅コアボールには、下地層が予め
形成されている。この下地層はめっきが容易で濡れ性の
良いニッケル、若しくはニッケル下地に金めっきを施し
ておくのが良く、実際出来上がった複合マイクロボール
１５を２２０℃、２０分保持しても、断面のＥＰＭＡ観
察ではそれぞれの組成金属、例えば、Ｓｎなどが侵入し
た形跡は見られなかった。
形成されている。この下地層はめっきが容易で濡れ性の
良いニッケル、若しくはニッケル下地に金めっきを施し
ておくのが良く、実際出来上がった複合マイクロボール
１５を２２０℃、２０分保持しても、断面のＥＰＭＡ観
察ではそれぞれの組成金属、例えば、Ｓｎなどが侵入し
た形跡は見られなかった。
【００４３】なお、前記実装密度の高いパッケージ（Ｐ
ＫＧ）における内部電極において、半田被覆層１４´
は、概ね２０μｍ以上あれば、セルフアライメントの効
く事は言われているが、更に厚く半田被覆を施す事によ
り、組立時のパッドへの半田をＺＥＲＯ若しくは極端に
減らす事が出来パッケージのプロセスコストで優位性を
保てる可能性が期待できる。
ＫＧ）における内部電極において、半田被覆層１４´
は、概ね２０μｍ以上あれば、セルフアライメントの効
く事は言われているが、更に厚く半田被覆を施す事によ
り、組立時のパッドへの半田をＺＥＲＯ若しくは極端に
減らす事が出来パッケージのプロセスコストで優位性を
保てる可能性が期待できる。
【００４４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
実際に表面実装の容易で濡れ性に対して不安のない十分
な厚みの半田被覆層を備えた複合マイクロボールを提供
することができる。
実際に表面実装の容易で濡れ性に対して不安のない十分
な厚みの半田被覆層を備えた複合マイクロボールを提供
することができる。
【００４５】さらに、本発明によれば、前記複合マイク
ロボールを容易に製造する方法を提供することができ
る。
ロボールを容易に製造する方法を提供することができ
る。
【図１】本発明の実施の形態による複合マイクロボール
を製造するための装置の側面図である。
を製造するための装置の側面図である。
【図２】図１の装置の正面図である。
【図３】図１及び図２に示した黒鉛製のボート１を示す
斜視図である。
斜視図である。
【図４】図１の装置を用いた複合マイクロボールの製造
前の状態を示す断面図である。
前の状態を示す断面図である。
【図５】図４の状態から、複合マイクロボールの製造さ
れた時の状態を示す断面図である。
れた時の状態を示す断面図である。
【図６】（ａ）はスタッド（鋲打ち）バンプ接合（Stud
Bump Bonding)と呼ばれる工法を示す断面図である。
（ｂ）は金バンプ半田付け（Gold Bump Bonding)と呼ば
れる工法を示す断面図である。（ｃ）は金−金内部接合
（Gold to Gold Interconnecting) と呼ばれる工法を示
す断面図である。（ｄ）はマイクロバンプ接合（Micro
bump Bonding) と呼ばれる工法を示す断面図である。
（ｅ）は異方性導電膜（Anisotropic Conductive Film,
ACF) を用いた工法を示す断面図である。（ｆ）はフリ
ップチップ接合（Flip Chip Attach、通称Ｃ４法）と呼
ばれる工法を示す断面図である。
Bump Bonding)と呼ばれる工法を示す断面図である。
（ｂ）は金バンプ半田付け（Gold Bump Bonding)と呼ば
れる工法を示す断面図である。（ｃ）は金−金内部接合
（Gold to Gold Interconnecting) と呼ばれる工法を示
す断面図である。（ｄ）はマイクロバンプ接合（Micro
bump Bonding) と呼ばれる工法を示す断面図である。
（ｅ）は異方性導電膜（Anisotropic Conductive Film,
ACF) を用いた工法を示す断面図である。（ｆ）はフリ
ップチップ接合（Flip Chip Attach、通称Ｃ４法）と呼
ばれる工法を示す断面図である。
１０ 複合マイクロボール製造装置 １ ボート ４ ベルトコンベア ３ 振動伝達棒 ２ 振動装置 ５ 半田溶融領域 １２ ディンプル １３ 銅コアボール １４ 被覆層用ハンダ １４´ 半田被覆層 １５ 複合マイクロボール １６ 振動していることを示す ５１ ＩＣチップ ５２ 基板 ５３，５５，５６ バンプ ５３´ 金バンプ ５４ 金バンプ ５７ マイクロボール ５８ 絶縁膜 ５９ チップ電極 ６１ 基板電極 ６２，６９ 半田 ６４ 導電性ペースト ６５ 金電極 ６６ 紫外線硬化型接着剤 ６７ 異方性導電膜 ６８ 電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−312240（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−139097（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−191073（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−199506（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−79404（ＪＰ，Ａ) 国際公開95／24113（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/60 H01L 21/60 311
Claims (4)
- 【請求項１】 銅をコアボールとするマイクロボールに
おいて、前記コアボールは、３０μｍ以上で１２０μｍ
以下の充分に均一な直径を有し、前記マイクロボール
は、最表皮に外周位厚みとして２０μｍ以上有する半田
被覆層を有し且つ前記半田被覆層は有機物やその化合物
からなるめっき光沢剤を含まず、半田の溶ける温度に晒
されてもガス発生の無い、良好な転がり性を備えている
事を特徴とする複合マイクロボール。 - 【請求項２】 請求項１記載の複合マイクロボールにお
いて、前記複合マイクロボールの被覆層は、前記コアボ
ール側の第一層に下地層と、前記下地層上の第二層に前
記半田被覆層とを有し、前記下地層は、ニッケル層、若
しくは、ニッケル一次層に金からなる二次層から成るこ
とを特徴とする複合マイクロボール。 - 【請求項３】 請求項２記載の複合マイクロボールにお
いて、前記半田は主成分がＰｂＳｎ、ＣｕＳｎ、ＡｇＳ
ｎ，及びＳｎＺｎのうちの少なくても一種の半田からな
る事を特徴とする複合マイクロボール。 - 【請求項４】 請求項１記載の複合マイクロボールを製
造する方法において、溶融法により得られた半田線材若
しくは半田板材を所定量精密に切断あるいは切り抜いて
半田小片を形成し、前記半田小片を加熱・振動しながら
前記コアボールの最外皮として塗して包むことによっ
て、前記半田被覆層を前記コアボールの最外皮に形成す
る事を特徴とする複合マイクロボールの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP37349498A JP3314269B2 (ja) | 1998-12-28 | 1998-12-28 | 複合マイクロボールとその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP37349498A JP3314269B2 (ja) | 1998-12-28 | 1998-12-28 | 複合マイクロボールとその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000195889A JP2000195889A (ja) | 2000-07-14 |
| JP3314269B2 true JP3314269B2 (ja) | 2002-08-12 |
Family
ID=18502260
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP37349498A Expired - Lifetime JP3314269B2 (ja) | 1998-12-28 | 1998-12-28 | 複合マイクロボールとその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3314269B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5690554B2 (ja) * | 2010-10-27 | 2015-03-25 | 昭和電工株式会社 | はんだボールの製造方法 |
-
1998
- 1998-12-28 JP JP37349498A patent/JP3314269B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000195889A (ja) | 2000-07-14 |
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