JP5003551B2 - Pb-Sn solder alloy powder for paste and Pb-Sn solder alloy ball - Google Patents
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Description
この発明は、窪み、凹凸、ボイドなどが発生することの少ないはんだバンプを形成するためのペースト用Ｐｂ−Ｓｎはんだ合金粉末に関するものであり、またこの発明は窪み、凹凸、ボイドなどが発生することの少ないはんだバンプを形成するためのＰｂ−Ｓｎはんだ合金ボールに関するものであり、さらにこの発明は前記ペースト用Ｐｂ−Ｓｎはんだ合金粉末を含むはんだペーストに関するものである。 The present invention relates to a Pb-Sn solder alloy powder for paste for forming solder bumps that are less likely to have dents, irregularities, voids, etc., and the present invention has dents, irregularities, voids, etc. The present invention relates to a Pb—Sn solder alloy ball for forming solder bumps with less solder, and further relates to a solder paste containing the Pb—Sn solder alloy powder for paste.
半導体の集積度および処理速度が増すにつれ、半導体パッケージの形態もますます進化し、高密度実装技術は飛躍的に向上している。この高密度実装において必要不可欠な技術がフリップチップ実装技術である。フリップチップ実装技術とは、基板と半導体チップとを実装する手法の一つで、チップのアクティブ面（トランジスタが形成されている面） と基板面とに、はんだバンプ（小突起）を形成して、フリップして（ひっくり返して）接合する技術であって、チップと基板とは最短距離で接続される。 As the degree of integration and processing speed of semiconductors increase, the shape of semiconductor packages has also evolved, and high-density packaging technology has improved dramatically. A technology indispensable in this high-density mounting is a flip chip mounting technology. Flip chip mounting technology is a technique for mounting a substrate and a semiconductor chip. Solder bumps (small protrusions) are formed on the active surface of the chip (the surface on which the transistor is formed) and the substrate surface. This is a technique of flipping (turning over) and joining the chip and the substrate at the shortest distance.
これまで主流であったワイヤボンディング実装は、接合端子がチップ周辺のみの“列配置”であったのに対し、この手法はチップの“面配置”で単位面積当たりの端子数が圧倒的に多く設置出来るため、チップの小型化・薄型化・高速化に寄与している。また、接合部の距離が短いため、電気的ノイズについても圧倒的に有利となる。 Wire bonding mounting, which has been the mainstream until now, was a “column arrangement” where the bonding terminals were only around the chip, but this method has an overwhelmingly large number of terminals per unit area due to the “surface arrangement” of the chip. Because it can be installed, it contributes to miniaturization, thinning, and high speed of chips. Moreover, since the distance of a junction part is short, it becomes overwhelmingly advantageous also about an electrical noise.
前記はんだバンプを形成するためのはんだ合金として、Ｓｎ：１〜６５質量％を含有し、残部がＰｂおよび不可避不純物からなる成分組成を有するＰｂ−Ｓｎはんだ合金が知られている。 As a solder alloy for forming the solder bump, there is known a Pb—Sn solder alloy containing Sn: 1 to 65% by mass and having the remainder composed of Pb and inevitable impurities.
前記はんだバンプの形成方法としては、蒸着法、メッキ法、印刷法、ボールマウント法などがあるが、量産性、コストの面から印刷法が有利と考えられている。しかし、最近では、ハンダボールを用いたボールマウント法も、バンプ形成後のバンプ高さバラツキが小さいということより注目を集めており、ボールマウント法も高密度フリップチップバンプ用として採用されつつある。
印刷法は、パターンが形成されたステンシルを使い印刷する方法やステンシルの代わりにパターン付きレジストフィルムを使用する方法がある。所定のパターンに所定のはんだペーストをウエハや基板のＵＢＭ（アンダーバンプメタル)上に印刷塗布した後、リフローし、はんだバンプを形成する。このＵＢＭの最表面は、ＣｕやＣｕにＯＳＰ処理(有機膜処理)を施したもの、Ａｕ／Ｎｉメッキ処理やＳｎメッキ処理を施したものがある。前記はんだペーストはＳｎ：１〜６５質量％を含有し、残部がＰｂおよび不可避不純物からなる成分組成を有するＰｂ−Ｓｎはんだ合金粉末とフラックスからなり、前記はんだペーストは粘度が６０〜２５０Ｐａ・ｓの範囲内にあることが好ましく、このはんだペーストは平均粒径：０．１〜６０μｍのＰｂ−Ｓｎはんだ合金粉末：８５〜９５質量％を含有し、残部がフラックスからなる配合組成を有し、前記フラックスは活性剤：０．０５〜１０．０質量％、溶剤：２０〜５５質量％、増粘剤：１．０〜１０質量％を含有し、残部がロジンからなる配合組成を有していることが知られている。
また、ボールマウント法は、ウエハや基板のＵＢＭ（アンダーバンプメタル）上にフラックスを印刷や転写やディスペンスなどにより供給し、この上にハンダボールをマウンター(ボール搭載機)を用いて搭載した後、リフローし、はんだバンプを形成する方法である（特許文献１、２参照）。
As a printing method, there are a method of printing using a stencil on which a pattern is formed, and a method of using a resist film with a pattern instead of the stencil. A predetermined solder paste is printed in a predetermined pattern on a UBM (under bump metal) on a wafer or substrate, and then reflowed to form solder bumps. The outermost surface of this UBM includes Cu, Cu subjected to OSP treatment (organic film treatment), and Au / Ni plating treatment or Sn plating treatment. The solder paste contains Sn: 1 to 65% by mass, and the balance is composed of Pb—Sn solder alloy powder having a component composition composed of Pb and inevitable impurities and a flux, and the solder paste has a viscosity of 60 to 250 Pa · s. Preferably, the solder paste contains a Pb—Sn solder alloy powder having an average particle size of 0.1 to 60 μm: 85 to 95% by mass, and the balance is composed of a flux. The flux contains activator: 0.05 to 10.0% by mass, solvent: 20 to 55% by mass, thickener: 1.0 to 10% by mass, and the balance is composed of rosin. It is known.
In the ball mounting method, a flux is supplied on a UBM (under bump metal) of a wafer or a substrate by printing, transferring, or dispensing, and a solder ball is mounted thereon using a mounter (ball mounting machine). This is a method of reflowing and forming solder bumps (see Patent Documents 1 and 2).
従来のＳｎ：１〜６５質量％を含有し、残部がＰｂおよび不可避不純物からなる成分組成を有するＰｂ−Ｓｎはんだ合金粉末をフラックスに混合して得られたはんだペーストを使用して作製した微小はんだバンプは、印刷条件やリフロー条件をいかに変えようとも、バンプ内部にバンプサイズの３０％以上の空孔（以下、この空孔をボイドという）が発生し、また、バンプサイズの１０％以上のボイド数もバンプ総数に対して４％以上発生することがあり、このため、基板に実装した後の信頼性試験において、熱ひずみや衝撃によりボイドが起点となりクラックが進行するなど長期信頼性が得られないという問題があった。
また、バンプ表面にバンプ直径に対して１０〜５０％ほどの球状の窪みがバンプ総数に対して５％前後発生することがあり、この窪みが発生すると、バンプ高さ不足による接合不良が発生するので好ましくない。更には、バンプ表面に小さな凹凸が生じ、表面の表面積が増大し、表面が酸化されやすく、フリップチップ実装における接合時（リフロー時）に、もう一方のバンプとの接合界面にボイドが発生することがあるので好ましくない。
さらに、ウエハや基板のＵＢＭ（アンダーバンプメタル）上にフラックスを印刷や転写やディスペンスなどにより供給し、この上に従来のＳｎ：１〜６５質量％を含有し、残部がＰｂおよび不可避不純物からなる成分組成を有するＰｂ−Ｓｎはんだ合金ボールをマウンター（ボール搭載機）を用いて搭載した後、リフローすることにより形成したはんだバンプにも同じような現象が見られるので好ましくなかった。
Micro solder prepared using a solder paste obtained by mixing Pb—Sn solder alloy powder containing conventional Sn: 1 to 65% by mass with the balance consisting of Pb and inevitable impurities in a flux. Regardless of how the printing conditions and reflow conditions are changed, the bumps generate voids of 30% or more of the bump size (hereinafter referred to as voids) inside the bumps, and voids of 10% or more of the bump size. The number of bumps may be 4% or more with respect to the total number of bumps. For this reason, in reliability tests after mounting on a substrate, long-term reliability is obtained, such as cracks starting from voids due to thermal strain and impact. There was no problem.
Further, a spherical recess of about 10 to 50% with respect to the bump diameter may occur on the bump surface around 5% with respect to the total number of bumps. If this recess is generated, bonding failure due to insufficient bump height occurs. Therefore, it is not preferable. In addition, small bumps are generated on the bump surface, the surface area of the surface increases, the surface is easily oxidized, and voids are generated at the bonding interface with the other bump during bonding in flip chip mounting (during reflow). This is not preferable.
Further, a flux is supplied onto the UBM (under bump metal) of the wafer or the substrate by printing, transferring or dispensing, and the conventional Sn: 1 to 65% by mass is contained on the balance, and the balance is made of Pb and inevitable impurities. Since the same phenomenon was seen in the solder bump formed by mounting a Pb—Sn solder alloy ball having a component composition using a mounter (ball mounting machine) and then reflowing, it was not preferable.
そこで、本発明者らは、バンプ内部のボイド、バンプ表面の窪み、凹凸などの発生が少ないはんだバンプを形成すべく研究を行った。その結果、
（イ）Ｐｂ−Ｓｎ合金はんだペーストに含まれるＰｂ−Ｓｎはんだ合金粉末に不可避不純物として含まれるＮｉがはんだバンプのボイド、窪み、凹凸などの発生に大きく影響を及ぼし、従来のＰｂ−Ｓｎはんだ合金粉末にはＮｉが２ｐｐｍを越えて含まれていたが、Ｎｉ含有量が２ｐｐｍ以下のＰｂ−Ｓｎはんだ合金粉末に市販のフラックスを配合して得られたペーストを使用して得られたはんだバンプには、ボイド、窪み、凹凸などの発生が極めて少なくなる、
（ロ）Ｎｉ含有量が２ｐｐｍ以下のＰｂ−Ｓｎはんだ合金ボールを使用して作製したバンプにも、ボイド、窪み、凹凸などの発生が極めて少なくなる、などの研究結果が得られたのである。
Therefore, the present inventors have studied to form solder bumps with less generation of voids inside the bumps, bumps on the bump surface, and irregularities. as a result,
(B) Ni contained as an inevitable impurity in the Pb-Sn solder alloy powder contained in the Pb-Sn alloy solder paste greatly affects the generation of voids, dents, irregularities, etc. of the solder bump, and the conventional Pb-Sn solder alloy Although the powder contained Ni exceeding 2 ppm, the solder bump obtained by using a paste obtained by blending a commercial flux with a Pb-Sn solder alloy powder having a Ni content of 2 ppm or less Is extremely less likely to have voids, dents, or irregularities.
(B) Research results such as the occurrence of voids, dents, irregularities and the like are extremely reduced also in bumps produced using Pb—Sn solder alloy balls having a Ni content of 2 ppm or less.
この発明は、かかる研究結果に基づいてなされたものであって、
（１）Ｓｎ：１〜６５質量％を含有し、残りがＰｂおよび不可避不純物からなり、前記不可避不純物として含まれるＮｉが２ｐｐｍ以下であるＰｂ−Ｓｎはんだ合金粉末。
（２）Ｓｎ：１〜６５質量％を含有し、残りがＰｂおよび不可避不純物からなり、前記不可避不純物として含まれるＮｉが２ｐｐｍ以下であるＰｂ−Ｓｎはんだ合金ボール、
（３）前記（１）記載のＰｂ−Ｓｎはんだ合金粉末：８５〜９５質量％を含有し、残部がフラックスからなるはんだペースト、に特徴を有するものである。
The present invention has been made based on the results of such research,
(1) Pb—Sn solder alloy powder containing Sn: 1 to 65% by mass, the balance being Pb and inevitable impurities, and Ni contained as the inevitable impurities being 2 ppm or less.
(2) Sn: Pb—Sn solder alloy ball containing 1 to 65% by mass, the remainder consisting of Pb and inevitable impurities, and Ni contained as the inevitable impurities is 2 ppm or less,
(3) Pb—Sn solder alloy powder as described in (1) above: It is characterized by a solder paste containing 85 to 95% by mass and the balance being flux.
前記不可避不純物として含まれるＮｉが２ｐｐｍ以下であるこの発明のＰｂ−Ｓｎはんだ合金粉末は、Ｎｉ含有量が２ｐｐｍ以下のＰｂ原料およびＮｉが２ｐｐｍ以下のＳｎ原料を選び出し、このＰｂ原料およびＳｎ原料を溶解し、得られた溶湯を不活性ガスアトマイズすることにより作製することができる。そして、この発明のＰｂ−Ｓｎはんだ合金粉末の粒径は平均粒径：２〜１５μｍの範囲内にあることが好ましい。 The Pb-Sn solder alloy powder of this invention in which Ni contained as the inevitable impurities is 2 ppm or less is selected from a Pb raw material having a Ni content of 2 ppm or less and a Sn raw material having Ni of 2 ppm or less, and the Pb raw material and the Sn raw material are selected. It can produce by melt | dissolving and inert gas atomizing the obtained molten metal. And it is preferable that the particle diameter of the Pb-Sn solder alloy powder of this invention exists in the range of average particle diameter: 2-15 micrometers.
この発明のＰｂ−Ｓｎはんだ合金粉末を含むはんだペーストおよびはんだボールを使用して形成したはんだバンプは、バンプ内部にボイドの発生が少なくさらにバンプ表面に窪み、凹凸などの発生が少ないことから接合信頼性が高く、半導体最終製品の不良品発生率も減少してコストを低減することができ、産業上優れた効果をもたらすものである。 Solder bumps formed using the solder paste and solder balls containing the Pb—Sn solder alloy powder of the present invention have less voids inside the bumps, and are less likely to have depressions and irregularities on the bump surface. Therefore, it is possible to reduce the generation rate of defective products of the final semiconductor product and reduce the cost.
実施例１
市販のＰｂ原料およびＳｎ原料の中からＮｉが２ｐｐｍ以下であるＰｂ原料およびＳｎ原料を選び出し、このＰｂ原料およびＳｎ原料を溶解し、得られた溶湯を不活性ガスアトマイズすることにより表１に示される平均粒径を有し、Ｓｎ：１０質量％を含有し、残部がＰｂおよび不可避不純物を有し、前記不可避不純物として含まれるＮｉ量が表１に示される本発明Ｐｂ−Ｓｎはんだ合金粉末１〜５を作製した。前記不可避不純物として含まれるＮｉ量はＩＣＰ分析装置（高周波アルゴンプラズマ発光分光分析装置（Ｓｅｉｋｏ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ ＳＰＳ１７００ＨＶＲ））を用い、ＪＩＳ Ｚ ３１９０に準拠して測定した。
さらに、市販のＰｂ原料およびＳｎ原料を選別せずに溶解し、得られた溶湯を不活性ガスアトマイズすることにより表１に示される平均粒径を有し、Ｓｎ：１０質量％を含有し、残部がＰｂおよび不可避不純物を有する従来Ｐｂ−Ｓｎはんだ合金粉末１〜２を作製し、不可避不純物として含まれるＮｉ量を同様にして求め、その結果を表１に示した。
Example 1
As shown in Table 1, a Pb raw material and an Sn raw material having Ni of 2 ppm or less are selected from commercially available Pb raw materials and Sn raw materials, the Pb raw material and the Sn raw material are melted, and the obtained molten metal is subjected to inert gas atomization. Pb-Sn solder alloy powder 1 to 1 of the present invention having an average particle diameter, containing Sn: 10% by mass, the balance having Pb and inevitable impurities, and the amount of Ni contained as the inevitable impurities shown in Table 1 5 was produced. The amount of Ni contained as the inevitable impurities was measured according to JIS Z 3190 using an ICP analyzer (high-frequency argon plasma emission spectroscopic analyzer (Seiko instrument SPS1700HVR)).
Furthermore, it melt | dissolves without selecting a commercially available Pb raw material and Sn raw material, and has the average particle diameter shown in Table 1 by carrying out inert gas atomization of the obtained molten metal, Sn: It contains 10 mass%, The remainder The conventional Pb—Sn solder alloy powders 1 and 2 having Pb and inevitable impurities were prepared, the amount of Ni contained as inevitable impurities was determined in the same manner, and the results are shown in Table 1.
さらに、市販のＲＭＡタイプのフラックスを用意し、表１に示される本発明Ｐｂ−Ｓｎはんだ合金粉末１〜５および従来Ｐｂ−Ｓｎはんだ合金粉末１〜２と市販されているフラックス（ＲＭＡタイプ）を、ハンダ粉末：フラックス＝８９質量％：１１質量％の混合比で混錬することによりいずれも粘度：約２００Ｐａ・ｓを有する本発明はんだペースト１〜５および従来はんだペースト１〜２を作製した。これらはんだペーストをパターン形成されたメタルマスク（開口径：１２０μｍ、厚み：７０μｍ）を用いて、ウエハ（シリコン基板／Ａｌ／ＮｉＶ／Ｃｕにより構成されたＵＢＭ（アンダーバンプメタル）を有する）に印刷し、ベルト炉を使用し、窒素雰囲気中、最大温度：３４０℃の条件のリフロー処理を行った後、形成された１０００個のバンプについて、バンプ表面に形成された５μｍ以上の径を有する窪みの数および凹凸の有無を光学顕微鏡（×２００倍）にて観察し、その結果を表２に示した。さらにバンプ内部のボイドを透過Ｘ線を用いて観察し、バンプ径の１０％以上の大きさを有するボイドの数を測定し、その結果を表２に示した。 Furthermore, a commercially available RMA type flux is prepared, and the flux (RMA type) commercially available with the present invention Pb-Sn solder alloy powders 1 to 5 and the conventional Pb-Sn solder alloy powders 1 to 2 shown in Table 1. The present solder pastes 1 to 5 and the conventional solder pastes 1 and 2 each having a viscosity of about 200 Pa · s were prepared by kneading at a mixing ratio of solder powder: flux = 89 mass%: 11 mass%. These solder pastes are printed on a wafer (having UBM (under bump metal) made of silicon substrate / Al / NiV / Cu) using a patterned metal mask (opening diameter: 120 μm, thickness: 70 μm). The number of depressions having a diameter of 5 μm or more formed on the bump surface of 1000 bumps formed after performing a reflow process under the condition of maximum temperature: 340 ° C. in a nitrogen atmosphere using a belt furnace Further, the presence or absence of unevenness was observed with an optical microscope (× 200 times), and the results are shown in Table 2. Furthermore, the voids inside the bumps were observed using transmission X-rays, and the number of voids having a size of 10% or more of the bump diameter was measured. The results are shown in Table 2.
表１〜２に示される結果から、本発明Ｐｂ−Ｓｎはんだ合金粉末１〜５を含むはんだペーストは、従来Ｐｂ−Ｓｎはんだ合金粉末１を含むはんだペーストに比べて窪みおよび凹凸の発生が無く、さらにボイドの発生数が少ないことがわかる。 From the results shown in Tables 1 and 2, the solder paste containing the Pb-Sn solder alloy powders 1 to 5 of the present invention has no dents and irregularities compared to the solder paste containing the conventional Pb-Sn solder alloy powder 1, Further, it can be seen that the number of voids is small.
実施例２
市販のＰｂ原料およびＳｎ原料の中からＮｉが２ｐｐｍ以下であるＰｂ原料およびＳｎ原料を選び出し、このＰｂ原料およびＳｎ原料を溶解し、得られた溶湯を不活性ガスアトマイズすることにより表３に示される平均粒径を有し、Ｓｎ：６３質量％を含有し、残部がＰｂおよび不可避不純物を有し、前記不可避不純物として含まれるＮｉ量が表３に示される本発明Ｐｂ−Ｓｎはんだ合金粉末６〜１０を作製した。前記不可避不純物として含まれるＮｉ量はＩＣＰ分析装置（高周波アルゴンプラズマ発光分光分析装置（Ｓｅｉｋｏ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ ＳＰＳ１７００ＨＶＲ））を用い、ＪＩＳ Ｚ ３１９０に準拠して測定した。
さらに、市販のＰｂ原料およびＳｎ原料を選別せずに溶解し、得られた溶湯を不活性ガスアトマイズすることにより表３に示される平均粒径を有し、Ｓｎ：６３質量％を含有し、残部がＰｂおよび不可避不純物を有する従来Ｐｂ−Ｓｎはんだ合金粉末３〜４を作製し、不可避不純物として含まれるＮｉ量を同様にして求め、その結果を表３に示した。
さらに、市販のＰｂ原料およびＳｎ原料を選別せずに溶解し、得られた溶湯を不活性ガスアトマイズすることにより表３に示される平均粒径を有し、Ｓｎ：６３質量％を含有し、残部がＰｂおよび不可避不純物を有する従来Ｐｂ−Ｓｎはんだ合金粉末３〜４を作製し、不可避不純物として含まれるＮｉ量を同様にして求め、その結果を表３に示した。
Example 2
As shown in Table 3, a Pb raw material and an Sn raw material having Ni of 2 ppm or less are selected from commercially available Pb raw materials and Sn raw materials, the Pb raw material and the Sn raw material are melted, and the obtained molten metal is subjected to inert gas atomization. Pb-Sn solder alloy powders 6 to 6 of the present invention having an average particle diameter, containing Sn: 63% by mass, the balance having Pb and inevitable impurities, and the amount of Ni contained as the inevitable impurities shown in Table 3 10 was produced. The amount of Ni contained as the inevitable impurities was measured according to JIS Z 3190 using an ICP analyzer (high-frequency argon plasma emission spectroscopic analyzer (Seiko instrument SPS1700HVR)).
Furthermore, it melt | dissolves without selecting a commercially available Pb raw material and Sn raw material, and has the average particle diameter shown in Table 3 by carrying out inert gas atomization of the obtained molten metal, Sn: 63 mass% is contained, The remainder Conventional Pb—Sn solder alloy powders 3 to 4 having Pb and inevitable impurities were prepared, and the amount of Ni contained as inevitable impurities was determined in the same manner, and the results are shown in Table 3.
Furthermore, it melt | dissolves without selecting a commercially available Pb raw material and Sn raw material, and has the average particle diameter shown in Table 3 by carrying out inert gas atomization of the obtained molten metal, Sn: 63 mass% is contained, The remainder Conventional Pb—Sn solder alloy powders 3 to 4 having Pb and inevitable impurities were prepared, and the amount of Ni contained as inevitable impurities was determined in the same manner, and the results are shown in Table 3.
さらに、市販のＲＡタイプのフラックスを用意し、表３に示される本発明Ｐｂ−Ｓｎはんだ合金粉末６〜１０および従来Ｐｂ−Ｓｎはんだ合金粉末３〜４と市販されているフラックス（ＲＡタイプ）を、ハンダ粉末：フラックス＝８９．５質量％：１０．５質量％の混合比で混錬することによりいずれも粘度：約２５０Ｐａ・ｓを有する本発明はんだペースト６〜１０および従来はんだペースト３〜４を作製した。これらはんだペーストをパターン形成されたメタルマスク（開口径：１２０μｍ、厚み：７０μｍ）を用いて、ウエハ（シリコン基板／Ａｌ／ＮｉＶ／Ｃｕにより構成されたＵＢＭを有する）に印刷し、ベルト炉を使用し、窒素雰囲気中、最大温度：２３０℃の条件のリフロー処理を行った後、形成された１０００個のバンプについて、バンプ表面に形成された５μｍ以上の径を有する窪みの数および凹凸の有無を光学顕微鏡（×２００倍）にて観察し、その結果を表４に示した。さらにバンプ内部のボイドを透過Ｘ線を用いて観察し、バンプ径の１０％以上の大きさを有するボイドの数を測定し、その結果を表４に示した。 Furthermore, a commercially available RA type flux is prepared, and the flux (RA type) of the present invention Pb-Sn solder alloy powders 6 to 10 and conventional Pb-Sn solder alloy powders 3 to 4 shown in Table 3 are used. Solder powder: Flux = 89.5 mass%: Solder pastes of the present invention having a viscosity of about 250 Pa · s by mixing at a mixing ratio of 10.5 mass%: 10.5 mass%: 6 to 10 and conventional solder pastes 3 to 4 Was made. These solder pastes are printed on a wafer (having a UBM composed of silicon substrate / Al / NiV / Cu) using a patterned metal mask (opening diameter: 120 μm, thickness: 70 μm), and a belt furnace is used. Then, after performing reflow treatment under the condition of maximum temperature: 230 ° C. in a nitrogen atmosphere, the number of depressions having a diameter of 5 μm or more formed on the bump surface and the presence / absence of irregularities are determined for the 1000 bumps formed. The results were observed with an optical microscope (× 200), and the results are shown in Table 4. Furthermore, the voids inside the bumps were observed using transmission X-rays, and the number of voids having a size of 10% or more of the bump diameter was measured. The results are shown in Table 4.
表３〜４に示される結果から、本発明Ｐｂ−Ｓｎはんだ合金粉末６〜１０を含むはんだペーストは、従来Ｐｂ−Ｓｎはんだ合金粉末３〜４を含むはんだペーストに比べて窪みおよび凹凸の発生が無く、さらにボイドの発生数が少ないことがわかる。 From the results shown in Tables 3 to 4, the solder paste containing the Pb—Sn solder alloy powders 6 to 10 of the present invention has dents and irregularities compared to the solder paste containing the conventional Pb—Sn solder alloy powders 3 to 4. It can be seen that there are fewer voids.
実施例３
市販のＰｂ原料およびＳｎ原料の中からＮｉが２ｐｐｍ以下であるＰｂ原料およびＳｎ原料を選び出し、このＰｂ原料およびＳｎ原料を溶解し、得られた溶湯を不活性ガス中にて穴のあいた純度カーボンモールドに注入し、溶湯表面に圧力を加えることにより溶滴としてＰｂ−Ｓｎはんだ合金の融点より高い温度に設定されたシリコンオイル中に滴下し、冷却することにより表５に示される平均粒径を有し、Ｓｎ：５質量％を含有し、残部がＰｂおよび不可避不純物を有し、前記不可避不純物として含まれるＮｉ量が表５に示される本発明Ｐｂ−Ｓｎはんだ合金ボール１〜５を作製した。前記不可避不純物として含まれるＮｉ量はＩＣＰ分析装置（高周波アルゴンプラズマ発光分光分析装置（Ｓｅｉｋｏ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ ＳＰＳ１７００ＨＶＲ））を用い、ＪＩＳ Ｚ ３１９０に準拠して測定した。
さらに、市販のＰｂ原料およびＳｎ原料を選別せずに溶解し、得られた溶湯を不活性ガス中にて穴のあいた純度カーボンモールドに注入し、溶湯表面に圧力を加えることにより溶滴としてＰｂ−Ｓｎはんだ合金の融点より高い温度に設定されたシリコンオイル中に滴下し、冷却することにより表５に示される平均粒径を有し、Ｓｎ：５質量％を含有し、残部がＰｂおよび不可避不純物を有する従来Ｐｂ−Ｓｎはんだ合金ボール１〜２を作製し、不可避不純物として含まれるＮｉ量を同様にして求め、その結果を表５に示した。
Example 3
Pb raw material and Sn raw material with Ni of 2 ppm or less are selected from commercially available Pb raw material and Sn raw material, the Pb raw material and Sn raw material are melted, and the obtained molten metal is a purity carbon having a hole in an inert gas. By pouring into the mold and applying pressure to the surface of the molten metal, the droplets are dropped into silicon oil set at a temperature higher than the melting point of the Pb-Sn solder alloy, and the average particle size shown in Table 5 is obtained by cooling. Inventive Pb-Sn solder alloy balls 1 to 5 containing Sn: 5% by mass, the balance having Pb and inevitable impurities, and the amount of Ni contained as the inevitable impurities shown in Table 5 were prepared. . The amount of Ni contained as the inevitable impurities was measured according to JIS Z 3190 using an ICP analyzer (high-frequency argon plasma emission spectroscopic analyzer (Seiko instrument SPS1700HVR)).
Further, commercially available Pb raw material and Sn raw material are melted without sorting, and the obtained molten metal is poured into a purity carbon mold having a hole in an inert gas, and pressure is applied to the molten metal surface to form Pb as a droplet. -It is dropped into silicon oil set to a temperature higher than the melting point of Sn solder alloy, and has the average particle size shown in Table 5 by cooling and contains Sn: 5% by mass, the balance being Pb and inevitable Conventional Pb—Sn solder alloy balls 1 and 2 having impurities were prepared, and the amount of Ni contained as an inevitable impurity was determined in the same manner, and the results are shown in Table 5.
さらに、ウエハ（シリコン基板／Ａｌ／ＴｉＷ／ＮｉＶ／Ｃｕにより構成されたＵＢＭを有する）のＵＢＭ上に、市販のフラックスを印刷し、その上に表５に示される本発明Ｐｂ−Ｓｎはんだ合金ボール１〜５および従来Ｐｂ−Ｓｎはんだ合金ボール１をボール搭載機を用いて搭載した。その後、ベルト炉を使用し、窒素雰囲気中、最大温度：３４５℃の条件のリフロー処理を行った後、形成された１０００個のバンプについて、表面の５μｍ以上の径を有する窪み数、凹凸の有無を光学顕微鏡（×２００倍）にて観察し、さらにバンプ径の１０％以上の大きさを有するボイドを透過Ｘ線を用いて観察し、バンプ径の１０％以上の大きさを有するボイドの数を測定し、その結果を表５に示した。 Further, a commercially available flux is printed on a UBM of a wafer (having a UBM composed of silicon substrate / Al / TiW / NiV / Cu), and the Pb-Sn solder alloy balls of the present invention shown in Table 5 are printed thereon. 1 to 5 and a conventional Pb—Sn solder alloy ball 1 were mounted using a ball mounting machine. Then, after using a belt furnace and performing a reflow process under the condition of maximum temperature: 345 ° C. in a nitrogen atmosphere, the number of dents having a diameter of 5 μm or more on the surface and presence / absence of irregularities on the formed 1000 bumps Is observed with an optical microscope (× 200 times), and a void having a size of 10% or more of the bump diameter is observed using a transmission X-ray, and the number of voids having a size of 10% or more of the bump diameter is observed. The results are shown in Table 5.
表５に示される結果から、本発明Ｐｂ−Ｓｎはんだ合金ボール１〜５は、従来Ｐｂ−Ｓｎはんだ合金ボール１〜２に比べて窪みの数が少なく、さらに凹凸の発生が無く、さらにボイドの発生数が少ないことがわかる。 From the results shown in Table 5, the Pb—Sn solder alloy balls 1 to 5 of the present invention have fewer dents than the conventional Pb—Sn solder alloy balls 1 to 2, and there are no irregularities, and voids are further generated. It can be seen that the number of occurrences is small.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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