JP5176893B2

JP5176893B2 - はんだボール

Info

Publication number: JP5176893B2
Application number: JP2008294066A
Authority: JP
Inventors: 亮太田; 武之板橋
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 2008-11-18
Filing date: 2008-11-18
Publication date: 2013-04-03
Anticipated expiration: 2028-11-18
Also published as: JP2010120030A; US8020745B2; US20100127044A1

Description

本発明は、はんだボールに関する。

近年、電子機器の高速通信化、大容量処理化、多機能化、携帯化が急速に進んでおり、半導体集積回路用パッケージの表面実装技術（ＢＧＡ（ＢａｌｌＧｒｉｄＡｒｒａｙ）／ＣＳＰ（ＣｈｉｐＳｃａｌｅＰａｃｋａｇｅ））等の進展により、微細配線化や多ピン化を実現させ、これらの高速化、携帯化等が実現されてきた。

従来のＱＦＰ（ＱｕａｄＦｌａｔＰａｃｋａｇｅ）やＳＯＰ（ＳｍａｌｌＯｕｔｌｉｎｅＰａｃｋａｇｅ）のような金属のリードフレームを用いた接合法と異なり、ＢＧＡ／ＣＳＰでは、はんだボールによりバンプを形成し、このバンプでプリント基板に直接、ハンダ付けをする手法が多くなっている。

バンプ形成技術としては、ボールマウント方式が主流となっており、はんだボールをボールマウンタにより機械的にパッケージ基板に搭載し、その後、リフローすることによりハンダを形成する。ボールマウントは、はんだボールを専用治具に真空吸着し、フラックスをボールあるいは基板側に塗布する。その後、はんだボールを基板に搭載し、外観検査を経てリフローする。

このボールマウンタのプロセスでは、搭載するはんだボール同士が微接着してマウンタ治具に吸着されない、マウンタ治具に複数個付着してしまい、不具合を起こすなどの問題がある。はんだボールの微接着は、摩擦帯電によって発生する。

また、はんだボールマウント後の光学式検査機によるはんだボールの認識が行われるが、光学的な認識では、表面状態が光沢の状態で焦点を合わせるのが一般的である。ＳｎやＰｂは、酸化することで変色し、表面の黄化が進行してしまう。はんだボールの酸化が進行し、表面の黄化が進むとボール搭載認識の光学式検査機が誤動作を起こすなどの問題も発生し、歩留まりを低下させている。

はんだボールの変色防止としては、ステアリン酸やステアリン酸アミドのような脂肪族炭化水素系滑剤や高級脂肪族アマイド系滑剤を溶剤に希釈し、はんだボールを浸漬することで表面に被覆する技術が特許文献１に開示されている。これは、はんだボールの輸送時やマウント中の振動や揺れによってはんだボールが摩擦され、帯電することを抑制し、変色を防止するものである。この表面処理技術によって接合強度不足やハンダバンプ形成箇所付近の汚染を改善する効果があると示している。

しかし、表面処理剤に関して、ステアリン酸及びステアリン酸アマイド以外に具体的な記載がなく、また、限定されているこれらの有機化合物種を用いた表面処理では、十分に変色を抑制することができず、前記したような摩擦帯電に起因するはんだボール同士の微接着により発生するマウントエラーを完全に防止することは困難である。さらに、高密度での実装を実現するために基板電極ピッチが微細化し、はんだボールの小径化に伴い、微接着などの問題が起こりやすくなってきている。このような背景からも従来技術では対応が困難である。

近年では、２００６年に施行されたＲｏＨＳ指令（ＲｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎｏｆＨａｚａｒｄｏｕｓＳｕｂｓｔａｎｃｅｓ）により従来のＳｎ−Ｐｂ系のハンダの代替として鉛フリーはんだボールが主流であり、合金の組成に関しては、Ｓｎ−Ａｇ系やＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系などが用いられている。また、近年のレアメタルの価格高騰により組成の低Ａｇ化やＳｎ−Ｚｎ系なども検討が進んでいる。

しかし、Ｓｎ−Ｐｂ系のハンダと比べて、Ｐｂフリーのハンダ組成は、濡れ性が劣るというもある。また、リフロー温度が高くなっていることも酸化を進行させ、濡れ性を低下させることから、接合信頼性の問題を生じさせている。

このため、はんだボールの表面を被覆する処理には、はんだボールの摩擦を抑制し、変色を防止する他に、はんだボール表面の酸化膜を還元し、除去する作用を有する表面処理が求められている。

特許第３５０３５２３号公報

本発明の目的は、はんだボールの微接着及び変色を防止してボールマウントプロセスでの歩留まりを向上させるともに、はんだボールの表面の酸化膜を還元し、はんだボールの接合信頼性を向上させることにある。

本発明のはんだボールは、その表面に環状構造及び鎖状の炭化水素基を有する有機化合物を被覆することを特徴とする。

また、この有機化合物は、環状構造及び鎖状の炭化水素基を有するソルビタン脂肪酸エステル、ビタミン又はビタミン誘導体であることを特徴とする。

本発明によれば、はんだボールの摩擦帯電に起因する微接着、及び、はんだボールの表面の酸化に伴う変色を防止してボールマウントプロセスでの歩留まりを向上させるともに、はんだボールの表面の酸化膜を還元し、はんだボールの接合信頼性を向上させることができる。

また、本発明によれば、はんだボールのボールマウンタ治具への過剰な付着を防止することができる。

また、本発明によれば、はんだボールの搭載認識における誤動作を予防することができ、歩留まりを向上させることができる。

本発明は、電子部品を配線基盤に搭載する接合用はんだボールに関する。

本発明のはんだボールは、粒径が１０００μｍ以下の大きさで用いるＢＧＡ／ＣＳＰ用途の他、フリップチップといった半導体パッケージの接続形態においても１０〜１００μｍ程度のマイクロボールにも用いられる。ハンダの組成については、鉛フリーハンダ組成が主流であり、Ｓｎ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系、Ｓｎ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｉｎ−Ｂｉ系、Ｓｎ−Ｚｎ−Ａｌ系、Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｇｅ系などが挙げられる。電子情報技術産業協会（ＪＥＩＴＡ）ではＳｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕを標準組成として推奨している。また、近年では高実装密度化を進める手段として、ＢＧＡを基にした三次元実装が検討されている。三次元実装の形態としては、ＣｏＣ（ＣｈｉｐｏｎＣｈｉｐ）やＰｏＰ（ＰａｃｋａｇｅｏｎＰａｃｋａｇｅ）などがあるが、リフロー時に通常のはんだボールでは積層するパッケージやチップの間隔が確保しにくいことや、電極ピッチが狭くなるにことからはんだボール同士の接合部が短絡する問題が起こるため、熱伝導性、電気伝導性、スタンドオフ（取り付け高さ）効果に優れた金属コアはんだボールや樹脂コアはんだボールが注目されており、これらの金属コアや樹脂コアのはんだボールにも適用できる技術である。特に、金属コアはんだボールとしては、銅コアはんだボールが多く用いられている。

以下、本発明のはんだボールの特徴を列挙する。

ここで、前記ビタミン誘導体は、下記一般式（１）又は（２）（式中、Ｒ^１〜Ｒ^７は、水素又は炭素数８〜２０の鎖状の炭化水素基を表し、Ｒ^１〜Ｒ^４のうち、少なくとも１つが炭化水素基であり、又は、Ｒ^５〜Ｒ^７のうち、少なくとも１つが炭化水素基である）で示されることを特徴とする。

前記ビタミン誘導体は、アスコルビン酸誘導体、ピリドキシン酸誘導体又はこれらの混合物であることを特徴とする。

前記ビタミン誘導体は、アスコルビン酸ジパルミチル、ピリドキシン酸ジパルミチル又はこれらの混合物であることを特徴とする。

前記ビタミン誘導体の被覆量は、０．０３〜５０ｍｇ／ｍ^２であることが望ましい。

前記ビタミンは、ビタミンＡ、ビタミンＥ又はビタミンＫであることが望ましい。

はんだボールの表面処理剤としては、次の物質を例示することができる。

環状構造及び鎖状の炭化水素基を有するソルビタン脂肪酸エステルとしては、モノラウリン酸ソルビタン、セスキラウリン酸ソルビタン、トリラウリン酸ソルビタン、モノミリスチン酸ソルビタン、セスキミリスチン酸ソルビタン、トリミリスチン酸ソルビタン、モノパルミチン酸ソルビタン、セスキパルミチン酸ソルビタン、トリパルミチン酸ソルビタン、モノステアリン酸ソルビタン、セスキステアリン酸ソルビタン、トリステアリン酸ソルビタン、モノオレイン酸ソルビタン、セスキオレイン酸ソルビタン、トリオレイン酸ソルビタン、モノアラキジン酸ソルビタン、セスキアラキジン酸ソルビタン、トリアラキジン酸ソルビタンなどがある。ここで、ソルビタン脂肪酸エステルは、環状構造を有するソルビタンと、鎖状の炭化水素基を有する脂肪酸エステルとが結合した分子構造を有する。

環状構造及び鎖状の炭化水素基を有するビタミン又はビタミン誘導体としては、ビタミンＡであるレチノール、レチナール及びレチノレン酸、ビタミンＥであるトコフェロール及びトコトリエノール、ビタミンＫであるフィロキノン、メナキノン及びメナジオン、ビタミンＢ_６誘導体であるモノカプリル酸ピリドキシン、ジカプリル酸ピリドキシン、ピリドキシン酸モノパルミチル及びピリドキシン酸ジパルミチル、ビタミンＣ誘導体であるアスコルビン酸モノパルミチル、アスコルビン酸ジパルミチル、アスコルビン酸モノステアリル、アスコルビン酸ジステアリル、アスコルビン酸テトライソパルミチル、テトラヘキシルデカン酸アスコルビルなどがある。また、これらの化合物の混合物を用いても良い。ここで、ビタミンＡ、ビタミンＥ及びビタミンＫは、分子内に環状構造及び鎖状の炭化水素基を有する。また、ビタミンＢ_６誘導体、ビタミンＣ誘導体はそれぞれ、分子内に環状構造を有するビタミンＢ_６（ピリドキシン）又はビタミンＣ（アスコルビン酸）と、鎖状の炭化水素基を有する脂肪酸エステルとが結合した分子構造を有する。

上記の環状構造は、五員環又は六員環が望ましいが、酸素、窒素等を含む複素環式化合物（ヘテロ環式化合物）でも、環式炭化水素でもよい。

上記の鎖状の炭化水素基は、飽和炭化水素基又は不飽和炭化水素基であれば、特に限定されるものではないが、直鎖構造を有することが望ましい。

はんだボール表面に前記化合物を被覆する方法としては、溶媒に該化合物を希釈した溶液にはんだボールに浸漬する湿式法が挙げられ、溶媒を乾燥によって除去して表面処理剤を定着することが望ましい。該化合物を溶解しやすい溶媒としては、揮発性を有する有機溶剤が好ましく、特に、メタノール、エタノール、２−プロパノール、アセトン、２−ブタノンなどの有極性溶媒が挙げられる。

このほか、スプレーによりはんだボール表面に溶液を塗布し乾燥させて表面処理剤を被覆するスプレー法などでも良い。また、乾式でもはんだボールの表面に被覆することは可能であり、容器の内壁に該化合物を薄く付着させておき、容器にはんだボールを入れて容器を回転させてはんだボール表面に被覆するローテート法などがある。はんだボールの表面に該化合物を被覆する方法はどのような手法でも良い。はんだボールを外観したときに表面処理剤の被覆斑がなく、流動性などの特性が均一に得られることが望ましい。

表面処理剤の被覆量に関しては、はんだボールの粒径に関係なく、表面積に対して前記化合物が０．０３〜５０ｍｇ／ｍ^２被覆されていることが好ましい。この被覆量は、はんだボールを被覆している表面処理剤の膜厚にすると、０．２ｎｍ〜約３０ｎｍとなる。

表面処理剤の被覆量が０．０３ｍｇ／ｍ^２以下では、はんだボール同士の摩擦による帯電を十分に抑制することはできなくなり、微接着が発生してしまう。

これに対して、５０ｍｇ／ｍ^２を超えると過剰な表面処理剤が粉末として析出して、はんだボールの微接着を促進してしまい流動性も低下する問題がある。

以下、本発明を実施例により詳細に説明する。本実施例で用いたはんだボールは、ＵＤＳ法（ＵｎｉｆｏｒｍＤｒｏｐｐｌｅｔＳｐｒａｙＭｅｔｈｏｄ）で作製した合金組成（単位：重量パーセント）Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕを標準として用いているが、これに限定されるものではなく、油中造粒法で作製したはんだボールやその他の合金組成のはんだボールにも適用できる。
（実施例１〜９）
実施例１〜９では、Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕの粒径４５０μｍのはんだボールに対して表面処理を施し、流動性評価を行った。表面処理剤には、モノラウリン酸モルビタン、モノパルミチン酸ソルビタン、モノステアリン酸ソルビタン、トリステアリン酸ソルビタン、トリオレイン酸ソルビタン、レチノール、トコフェロール、ピリドキシン酸ジパルミチル、アスコルビン酸ジパルミチルをそれぞれ用い、はんだボールに対して４．４ｍｇ／ｍ^２被覆できるように２−プロパノールに表面処理剤を溶解させた処理液を作製する。

次に、はんだボール１０ｇに対して処理液０．８ｇを添加し、十分にはんだボールに浸漬させてから１００℃の乾燥機に１０分間入れて表面処理剤をはんだボールに被覆した。

このようにして作製して得られたはんだボール同士の摩擦の評価には、ＪＩＳＺ２５０２に定められた流動性試験方法を参考にした。はんだボールの粒径に合わせて金属漏斗のオリフィス径が異なる金属漏斗（表面はニッケル鍍金）を準備し、本実施例でははんだボール１０ｇを漏斗に入れ、はんだボールが漏斗から落下する時間を測定して流動性を測定した。はんだボールが落下に要する時間が短いほど、はんだボール同士の摩擦が少ないことを示す。また、流動性が劣るはんだボールでは、漏斗から落下する際に詰まりが発生してしまう。この落下時間を５回測定し、この平均時間（秒）を流動時間と定めた。

比較例１、２では、表面処理を施していない未処理のはんだボールと、ステアリン酸アミドを実施例１と同じ表面処理法により４．４ｍｇ／ｍ^２被覆したはんだボールとを用い、実施例１と同じ流動時間の測定を行った。

ここで、流動時間が短いほど、流動度（流動性）が高いということができる。

実施例１〜９及び比較例１、２の結果を表１に示す。表１から明らかなように、実施例１で示した本発明のはんだボールは、比較例１の表面処理を施さないはんだボールと比べて流動度が向上しており、はんだボール同士の摩擦を低減できたことがわかる。比較例１のはんだボールでは、流動度測定の際にオリフィスに目詰まりが２回発生したのに対して、本実施例のはんだボールでは、流動度が向上したため、目詰まりが発生しなかった。

さらに、特許文献１の実施例に記載されている代表的なはんだボールの表面被覆剤であるステアリン酸アミドを被覆した比較例２のはんだボールと比べても、本実施例のはんだボールは流動度が高く、摩擦を更に低減できることがわかった。

（実施例１０〜１５）
実施例１０〜１５では、Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕのはんだボールの粒径３０μｍ、７０μｍ、２５０μｍ、３００μｍ、４５０μｍ、１０００μｍのものに対して表面処理を施し、流動性評価を行った。表面処理剤には実施例８で効果が得られたピリドキシン酸ジパルミチルを用い、はんだボールに対して前記手法により４．４ｍｇ／ｍ^２被覆した。流動度の評価は、はんだボールの粒径により漏斗のオリフィス径及びサンプル量を変えて測定した。３０μｍのはんだボールの場合は、オリフィス径０．２ｍｍ、サンプル量０．２５ｇであり、７０μｍはんだボールではオリフィス径０．３ｍｍ、サンプル量０．５ｇ、１５０μｍはんだボールではオリフィス径０．７ｍｍ、サンプル量１ｇ、３００μｍはんだボールではオリフィス径１．４ｍｍ、サンプル量５ｇ、４５０μｍはんだボールではオリフィス径２．０ｍｍ、サンプル量１０ｇ、１０００μｍはんだボールではオリフィス径３．０ｍｍ、サンプル量１５ｇで流動時間を測定した。

比較例３〜１４では、実施例と同じ粒径において表面処理を施していない未処理のはんだボール、及びステアリン酸アミドを実施例１と同じ表面処理法により４．４ｍｇ／ｍ^２被覆したはんだボールを用い、実施例１０〜１５で示した漏斗を用いて流動時間の測定を行った。

実施例１０〜１５及び比較例３〜１４の結果を表２に示す。表２から明らかなように、実施例１０〜１５で示した本発明のはんだボールは、粒径３０〜１０００μｍの範囲において比較例の表面処理を施さないはんだボール、ステアリン酸アミドを表面処理として施したはんだボールと比べて流動度が向上しており、はんだボール同士の摩擦を低減できていることがわかる。

また、実施例には記載していないが、３００μｍの樹脂コアはんだボール、及び銅コアはんだボールを用いてピリドキシン酸ジパルミチルの表面処理を施し、４．４ｍｇ／ｍ^２被覆して流動時間の測定を行った。

その結果、表面処理を施さない樹脂コアはんだボールの流動度を基準として、樹脂コアはんだボールの場合、流動度が約１０％向上し、銅コアはんだボールの場合、流動度が約１５％向上することを確認できた。

（実施例１６〜２５）
実施例１６〜２５では、Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕの粒径４５０μｍのはんだボールに対して表面処理を施し、流動性評価を行った。表面処理剤にはビタミンＢ_６誘導体であるモノカプリル酸ピリドキシン、ジカプリル酸ピリドキシン、ピリドキシン酸モノパルミチル、ピリドキシン酸ジパルミチル、ビタミンＣ誘導体のアスコルビン酸モノパルミチル、アスコルビン酸ジパルミチル、アスコルビン酸モノステアリル、アスコルビン酸ジステアリル、アスコルビン酸テトライソパルミチル、テトラヘキシルデカン酸アスコルビルをそれぞれ用い、はんだボールに対して４．４ｍｇ／ｍ^２被覆した。上記のように表面処理を施したはんだボールに関して、実施例１と同じ流動時間の測定を行った。

実施例１６〜２５の結果を表３に示す。表３から明らかなように、実施例１６〜２５で示した本発明のはんだボールは、ビタミンＣ誘導体及びビタミンＢ_６誘導体を表面処理することにより、比較例１の表面処理を施さないはんだボールと比べて流動度を向上することができる。すなわち、はんだボール同士の摩擦を低減できたことがわかる。

また、代表的なはんだボールの表面被覆剤であるステアリン酸アミドを被覆した比較例２のはんだボールと比べても、本実施例のはんだボールは流動度が高く、摩擦を更に低減できることがわかった。

（実施例２６〜２９）
実施例２６〜２９では、Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕのはんだボールの粒径７０μｍ、４５０μｍを用い、表面処理剤の被覆量を変えて流動性評価を行った。表面処理剤には実施例９で効果が得られたアスコルビン酸ジパルミチルを用い、はんだボールに対して前記手法により０．０３〜５０ｍｇ／ｍ^２の範囲で被覆した。流動度の評価は、はんだボールの粒径が７０μｍのものについては、漏斗のオリフィス径が０．３ｍｍ、サンプル量が０．５ｇで評価し、はんだボールの粒径が４５０μｍのものについては、漏斗のオリフィス径が２．０ｍｍ、サンプル量が１０ｇで評価した。

比較例１５、１６では、実施例と同じ粒径において表面処理剤の被覆量を１．３８ｍｇ／ｍ^２及び８８．８ｍｇ／ｍ^２のはんだボールを用い、前記実施例と同じ流動時間の測定を行なった。

実施例２６〜２９並びに比較例１５及び１６の結果を表４に示す。表４から明らかなように、実施例２６〜２９で示した本発明のはんだボールは、表面処理剤の被覆量が０．０３〜５０ｍｇ／ｍ^２の範囲において、比較例１及び４の表面処理を施さないはんだボールと比べて、大幅に流動度が向上しており、はんだボール同士の摩擦を低減できていることがわかる。

また、比較例１５では、表面処理剤の被覆量が少ないため、流動度が改善されず、目詰まりが生じている。

これに対して、比較例１６では表面処理剤の被覆量が過多であり、はんだボール表面に被覆しきれない表面処理剤が粉末として観察され、品質管理など問題が発生する。表面処理剤が更に過剰に被覆されると、流動度も低下する結果となることもわかった。このことから、はんだボールに対する表面処理剤の被覆量は０．０３〜５０ｍｇ／ｍ^２の範囲が好ましい。

（実施例３０、３１）
実施例３０及び３１では、Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕのはんだボールの粒径３００μｍを用い、表面処理剤にピリドキシン酸ジパルミチル及びアスコルビン酸ジパルミチルの表面処理を施し、４．４ｍｇ／ｍ^２被覆して転動試験を行った。

転動試験においては、静電防止対応の樹脂製容器にはんだボールを１０ｇ採取し、大気雰囲気中にて回転数６０／ｍｉｎ、１０時間転がした後のはんだボールの表面酸化による黄化度を測定した。通常、はんだボール表面は５ｎｍ程度の自然酸化膜に覆われている。転動により、この酸化膜が破壊されて新生面が生成すると、より強固な酸化膜が生成してしまい、酸化による変色が発生する。変色が大きい場合、黄色から黒色に変化する。

比較例１７では、実施例と同じ粒径において表面処理を施していない未処理のはんだボールについて転動試験を実施し、黄化度の測定を行った。

実施例３０及び３１並びに比較例１７の結果を表５に示す。

表５から明らかなように、実施例３０及び３１で示した本発明のはんだボールは、転動試験によっても、はんだボール同士、さらには容器との摩擦を大幅に低減している。このことから、はんだボール表面での酸化が進行しにくいため、黄化度が増加しないことがわかる。

このため、はんだボール搭載認識の光学式検査機が誤動作せず、歩留まりの低下を防止することができる。そして、はんだボールの表面の酸化が抑制できることから、リフロー時における濡れ不良に起因する接合強度不足もなく、信頼性が高いはんだボールを得ることができる。

これに対して、比較例１７の表面処理を施していないはんだボールでは、転動試験後の黄化度が大幅に増加していることから、はんだボールの表面酸化が進行したものと推察される。このようなはんだボールでは、搭載認識での誤動作やリフロー工程での接合不良、さらには、摩擦が抑制されないことに起因するはんだボール同士の微接着が発生し、歩留まりが低下してしまう。

（実施例３２、３３）
実施例３２、３３においては、Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕのはんだボールの粒径３００μｍを用い、表面処理剤にピリドキシン酸ジパルミチル及びアスコルビン酸ジパルミチルによる表面処理を施し、４．４ｍｇ／ｍ^２被覆して温湿度サイクル試験を行った。温湿度サイクル試験は、ＪＩＳＣ００２５に定められた温度変化試験方法に準拠して実施し、試験後のはんだボールの黄化度により表面における酸化の進行程度を評価した。

比較例１８及び１９では、実施例と同じ粒径において表面処理を施していない未処理のはんだボール、及びステアリン酸アミドによる表面処理を施したはんだボールの温湿度サイクル試験を実施し、黄化度の測定を行った。

実施例３２及び３３並びに比較例１８及び１９の結果を表６に示す。

表６から明らかなように、実施例３２及び３３で示した本発明のはんだボールは、温湿度サイクル試験によってもはんだボール表面の酸化が抑制されることから、黄化度が増加しない。これははんだボールの表面処理剤が疎水性を示すため、はんだボールの表面に、直接、蒸気が接触を防止するため、酸化が進行しにくい。

このため、はんだボール搭載認識の光学式検査機が誤動作せず、歩留まりの低下を防止することができる。そして、はんだボールの表面の酸化を抑制することができる。さらに、リフロー時における濡れ不良に起因する接合強度不足もなく、信頼性が高いはんだボールを得ることができる。

これに対して、比較例１８の表面処理を施していないはんだボールでは、温湿度サイクル試験後の黄化度が大幅に増加していることから、はんだボールの表面酸化が進行しているものと推察される。

また、比較例１９で示すように、表面処理剤としてステアリン酸アミドを用いたはんだボールでは温湿度サイクル試験における酸化を抑制できず、黄化度が増加してしまう。このようなはんだボールでは、搭載認識での誤動作やリフロー工程での濡れ性低下による接合不良が発生し、歩留まりが低下してしまう。本実施例で用いたビタミン誘導体にははんだボール表面に形成されている酸化膜を還元する働きがあり、リフロー工程時にフラックス性を具備し、接合面の濡れ性を改善する機能があるため、ステアリン酸アミド等と比べて接合信頼性を向上できる。

以上の実施例の結果から、本発明のはんだボールは、摩擦を抑制し、はんだボール同士及びボールマウンタ治具に対して摩擦帯電に起因する微接着を防止することがわかる。また、本発明のはんだボールは、表面の酸化を抑制する働きがあり、はんだボールの変色を防止することから、ボール搭載認識の誤動作を予防し、歩留まりを向上させることができる。さらには、ビタミン誘導体を表面処理剤として用いることでリフリー工程における濡れ性を向上させ、接合信頼性が向上するはんだボールを得ることができる。

ＢＧＡ／ＣＳＰ用はんだボール及びＦＣ用はんだボールに適用できる。

Claims

はんだボールの表面に、環状構造及び鎖状の炭化水素基を有する有機化合物を被覆したものであって、前記有機化合物が、環状構造及び鎖状の炭化水素基を有するソルビタン脂肪酸エステル、ビタミンＡ、ビタミンＥ、ビタミンＫ又はビタミン誘導体であり、前記ビタミン誘導体が、アスコルビン酸ジパルミチル、ピリドキシン酸ジパルミチル又はこれらの混合物であることを特徴とするはんだボール。
前記ビタミン誘導体の被覆量が０．０３〜５０ｍｇ／ｍ^２であることを特徴とする請求項１記載のはんだボール。