JP5447745B1 - Cuボール - Google Patents
Cuボール Download PDFInfo
- Publication number
- JP5447745B1 JP5447745B1 JP2013539041A JP2013539041A JP5447745B1 JP 5447745 B1 JP5447745 B1 JP 5447745B1 JP 2013539041 A JP2013539041 A JP 2013539041A JP 2013539041 A JP2013539041 A JP 2013539041A JP 5447745 B1 JP5447745 B1 JP 5447745B1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ball
- balls
- oxide film
- less
- thickness
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 claims description 40
- 238000009736 wetting Methods 0.000 abstract description 5
- 238000005476 soldering Methods 0.000 abstract description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 18
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 description 11
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 10
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 9
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 7
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 7
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 6
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 6
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 4
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 4
- 238000000879 optical micrograph Methods 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 3
- 239000002932 luster Substances 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052776 Thorium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000005260 alpha ray Effects 0.000 description 2
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- RSWGJHLUYNHPMX-UHFFFAOYSA-N Abietic-Saeure Natural products C12CCC(C(C)C)=CC2=CCC2C1(C)CCCC2(C)C(O)=O RSWGJHLUYNHPMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017944 Ag—Cu Inorganic materials 0.000 description 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KHPCPRHQVVSZAH-HUOMCSJISA-N Rosin Natural products O(C/C=C/c1ccccc1)[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O1 KHPCPRHQVVSZAH-HUOMCSJISA-N 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000921 elemental analysis Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 1
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- KHPCPRHQVVSZAH-UHFFFAOYSA-N trans-cinnamyl beta-D-glucopyranoside Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OCC=CC1=CC=CC=C1 KHPCPRHQVVSZAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
- B23K35/302—Cu as the principal constituent
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
- B22F1/06—Metallic powder characterised by the shape of the particles
- B22F1/065—Spherical particles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/02—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
- B23K35/0222—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape for use in soldering, brazing
- B23K35/0244—Powders, particles or spheres; Preforms made therefrom
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C9/00—Alloys based on copper
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/48—Manufacture or treatment of parts, e.g. containers, prior to assembly of the devices, using processes not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326
- H01L21/4814—Conductive parts
- H01L21/4846—Leads on or in insulating or insulated substrates, e.g. metallisation
- H01L21/4853—Connection or disconnection of other leads to or from a metallisation, e.g. pins, wires, bumps
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
- H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
- H01L23/498—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
- H01L23/49811—Additional leads joined to the metallisation on the insulating substrate, e.g. pins, bumps, wires, flat leads
- H01L23/49816—Spherical bumps on the substrate for external connection, e.g. ball grid arrays [BGA]
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
- B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
- B22F9/06—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
- B22F9/08—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
- B22F9/082—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/12—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
- H01L2224/13—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
- H01L2224/13001—Core members of the bump connector
- H01L2224/13099—Material
- H01L2224/131—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
- H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
- H01L2224/161—Disposition
- H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/16221—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/16225—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
- H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
- H01L2224/161—Disposition
- H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/16221—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/16225—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
- H01L2224/16227—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation the bump connector connecting to a bond pad of the item
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
- H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
- H01L23/498—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
- H01L23/49866—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers characterised by the materials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/10—Bump connectors ; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/12—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
- H01L24/13—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/10—Bump connectors ; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
- H01L24/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/151—Die mounting substrate
- H01L2924/153—Connection portion
- H01L2924/1531—Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface
- H01L2924/15311—Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface being a ball array, e.g. BGA
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
- H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
- H05K2201/10227—Other objects, e.g. metallic pieces
- H05K2201/10234—Metallic balls
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
- H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
- H05K2201/10613—Details of electrical connections of non-printed components, e.g. special leads
- H05K2201/10621—Components characterised by their electrical contacts
- H05K2201/10734—Ball grid array [BGA]; Bump grid array
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
- H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
- H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
- H05K3/341—Surface mounted components
- H05K3/3431—Leadless components
- H05K3/3436—Leadless components having an array of bottom contacts, e.g. pad grid array or ball grid array components
Abstract
はんだ付けの際のCuボールの濡れ不良を抑制するため、ボール表面の酸化膜の膜厚を判定する指標として明度を規定し、明度を55以上とする。また、明度を正確に測定するにはCuボールの真球度が高い方がよく、真球度を高くするにはCuボールの純度を99.995%以下とする。明度が55以上の場合、Cuボールの表面に形成された酸化膜の膜厚は8nm以下が好ましい。
Description
(1)各Cuボールは、純度が99.9%以上99.995%以下であり、真球度が0.95以上であり、直径が1〜1000μmであり、55以上の明度を呈することを特徴とする、電極に接合されるアライメント性に優れたCuボール。
本発明に係るCuボールは明度が55以上である。ここに、明度とは、L*a*b*表色系のL*値(以下、単に、L*値と言うこともある。)である。明度が55以上であるとCuボールの酸化膜が薄いことになり、アライメント性が高まる。CCDカメラなどで撮影した画像によりはんだボールの欠損や位置ずれが確認される場合、これらの確認の精度も高まる。また、レーザ波長計によりはんだバンプの高さばらつきが測定される場合、高さばらつきの測定精度も向上する。この結果、電子部品の検査精度が向上して電子部品の製品歩留まりが向上する。
・Cuボールの純度が99.995%以下
本発明に係るCuボールは純度が99.995%以下である。つまり、本発明に係るCuボールはCuを除く元素(以下、適宜、「不純物元素」という。)の含有量が50ppm以上である。Cuボールを構成するCuの純度がこの範囲であると、Cuボールの真球度が高まるための十分な量の結晶核が溶融Cu中に確保されることになる。また、真球度が高まると、明度の測定誤差が低減される。Cuボールの純度が低いと真球度が高まる理由は以下のように詳述される。
本発明に係るCuボールは酸化膜の膜厚が8nm以下であることが好ましい。膜厚が8nm以下であると、酸化膜が薄いために濡れ不良が抑制されてアライメント性が高まる。Cuボールを電極と接合するはんだペーストは通常フラックスを含有する。フラックスはその主成分であるロジンにより8nm以下の薄い酸化膜を溶解除去する。したがって、本発明に係るCuボールは濡れ不良を抑制することができるため、(セルフ)アライメント性が優れる。つまり、Cuボールの搭載直後は電極の中央からわずかに外れていても、リフロー時は軟化したはんだペーストが表面張力により電極の全面で均一になる際に、Cuボールが電極の中央に移動する。また、酸化膜の膜厚が8nm以下であると、Cuボールの電気伝導度や熱伝導率が高まる。
本発明に係るCuボールの形状は、明度の測定誤差が低減する観点から、真球度が高い方が好ましい。また、真球度が高いと、スタンドオフ高さの誤差を低減することができる。Cuボールの真球度が0.95未満であると、Cuボールが不定形状になるため、バンプ形成時に高さが不均一なバンプが形成され、接合不良が発生する可能性が高まる。真球度は、より好ましくは0.990以上である。本発明において真球度とは、真球からのずれを表す。真球度は、例えば、最小二乗中心法(LSC法)、最小領域中心法(MZC法)、最大内接中心法(MIC法)、最小外接円中心法(MCC法)など種々の方法で求められる。
本発明に係るCuボールの直径は1〜1000μmであることが好ましい。この範囲にあると、球状のCuボールが安定して製造され、また、端子間が狭ピッチである場合の接続短絡が抑制される。Cuボールの直径が1μm以上であると、球状のCuボールを安定して製造できる。また、Cuボールの直径が1000μm以下であると、端子間が狭ピッチである場合の接続短絡を抑制することができる。ここで、例えば、本発明に係るCuボールがCuペースト中のCuとして用いられるような場合、「Cuボール」は「Cuパウダ」と称されてもよい。「Cuボール」が「Cuパウダ」と称されるような場合、一般的に、Cuボールの直径は1〜300μmである。
材料となるCu材はセラミックのような耐熱性の板(以下、「耐熱板」という。)に置かれ、耐熱板とともに炉中で加熱される。耐熱板には底部が半球状となった多数の円形の溝が設けられている。溝の直径や深さは、Cuボールの粒径に応じて適宜設定されており、例えば、直径が0.8mmであり、深さが0.88mmである。また、Cu細線が切断されて得られたチップ形状のCu材(以下、「チップ材」という。)は、耐熱板の溝内に一個ずつ投入される。溝内にチップ材が投入された耐熱板は、アンモニア分解ガスが充填された炉内で1000℃程度に昇温され、30〜60分間加熱処理が行われる。このとき炉内温度がCuの融点以上になると、チップ材は溶融して球状となる。その後、炉内が冷却され、耐熱板の溝内でCuボールが成形される。
本発明に係るCuボールは、保管環境の温度や湿度によっては雰囲気中の酸素と反応して表面に酸化膜を形成する。このため、製造直後のCuボールは、大気中で保管する場合には常温、常湿で保管することが好ましい。本発明においては、常温および常湿は、JIS Z 8703に従い、各々5〜35℃、45〜85%の範囲とする。また、Cuボールの酸化を極力抑制する場合には、HeやArなどの不活性ガス、窒素ガス、またはクリーンルームと同じ環境下で保存することが特に好ましい。
なお、本発明に係るCuボールは、はんだペーストで電極に電気的に接合されることにより、電子部品のはんだ継手に用いられることができる。
真球度はCNC画像測定システムで測定された。装置は、ミツトヨ社製のウルトラクイックビジョン、ULTRA QV350−PROである。
前述のように作製されたCuボールについて、作製直後(作製してから1分未満。)の明度および酸化膜の膜厚が以下の条件で測定された。そして、はんだペースト(千住金属工業株式会社製:M705−GRN360−K2−V)が100μm厚のメタルマスクにより印刷された30個の電極の各々にCuボールが搭載され、リフローによりCuボールが電極に接合されてはんだバンプが作製された。リフローは、ピーク温度245℃、N2雰囲気の条件で行われた。なお、酸素濃度は100ppm以下であるため、リフローによる酸化膜厚の増加は明度の測定に影響を及ぼさない。その後、作製されたはんだバンプについて、明度および酸化膜の膜厚の測定、アライメント性の評価、ならびに位置ずれ平均の測定が行われた。位置ずれ平均は、アライメント性を数値化して客観的に評価するための値である。結果は表2に示される。各測定および各評価の詳細は以下に示されるとおりである。
明度は、MINOLTA製 SPECTROPHOTOMETER CM−3500dを用いて、D65光源、10度視野でJIS Z 8722「色の測定方法−反射及び透過物体色」に準じて分光透過率を測定し、色彩値(L*,a*,b*)から求められた。なお、色彩値(L*、a*、b*)は、JIS Z 8729「色の表示方法−L*a*b*表色系及びL*u*v*表色系」にて規定されているものである。
Cuボールの酸化膜の膜厚は、以下の装置および条件で測定された。なお、酸化膜厚測定値はSiO2換算により求めた。
測定条件:Beam Voltage:10kV,試料電流:10nA(Arイオン銃を用いたスパッタ深さの測定法は、ISO/TR 15969に準拠。)
・アライメント性の評価
はんだバンプが形成された30個の電極のすべてが光学顕微鏡により40倍で撮影された。図4は、本発明のCuボール11が搭載されたはんだバンプ10の光学顕微鏡写真である。図5は、比較例のCuボール21が搭載されたはんだバンプ20の光学顕微鏡写真である。これらの写真は、はんだペースト12、22が印刷された電極13、23にCuボール11、21が搭載された状態を、Cuボール11、21側から撮影した写真である。写真の倍率は40倍である。
×:1個以上位置ずれが発生した。
電極の中心とリフロー後Cuボールの中心との間の距離は、KEYENCE製VH−S30を用いた円心間距離測定により、30個のはんだバンプについて測定された。30個の測定結果の平均が位置ずれ平均である。本実施例では、位置ずれ平均が30μm以下であれば、実装時に優れたアライメント性を有することとした。
実施例2〜6および比較例1〜4では、表2に示す保管条件で保管した後のCuボールについて、実施例1と同様の評価が行われた。結果が表2に示される。
Claims (3)
- 各Cuボールは、純度が99.9%以上99.995%以下であり、真球度が0.95以上であり、直径が1〜1000μmであり、55以上の明度を呈することを特徴とする、電極に接合されるアライメント性に優れたCuボール。
- 表面の酸化膜の膜厚が8nm以下である、請求項1に記載のCuボール。
- 請求項1または2に記載のCuボールを使用して得たはんだ継手。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2013/050424 WO2014109052A1 (ja) | 2013-01-11 | 2013-01-11 | Cuボール |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP5447745B1 true JP5447745B1 (ja) | 2014-03-19 |
JPWO2014109052A1 JPWO2014109052A1 (ja) | 2017-01-19 |
Family
ID=50614425
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013539041A Active JP5447745B1 (ja) | 2013-01-11 | 2013-01-11 | Cuボール |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20150336216A1 (ja) |
EP (1) | EP2944400A4 (ja) |
JP (1) | JP5447745B1 (ja) |
KR (2) | KR20150097808A (ja) |
CN (2) | CN104994974A (ja) |
TW (1) | TWI595948B (ja) |
WO (1) | WO2014109052A1 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016170904A1 (ja) * | 2015-04-22 | 2016-10-27 | 日立金属株式会社 | 金属粒子およびその製造方法、被覆金属粒子、金属粉体 |
KR20170095841A (ko) * | 2014-11-05 | 2017-08-23 | 센주긴조쿠고교 가부시키가이샤 | 납땜 재료, 납땜 페이스트, 폼 납땜, 납땜 이음 및 납땜 재료의 관리 방법 |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016068123A (ja) * | 2014-09-30 | 2016-05-09 | 住友金属鉱山株式会社 | Au−Sn−Ag系はんだ合金及びこれを用いて封止若しくは接合された電子機器並びに該電子機器を搭載した電子装置 |
JP6459472B2 (ja) * | 2014-12-15 | 2019-01-30 | 住友金属鉱山株式会社 | エネルギー吸収量が制御されたPbフリーAu−Ge系はんだ合金及びこれを用いて封止若しくは接合された電子部品 |
JP5850199B1 (ja) * | 2015-06-29 | 2016-02-03 | 千住金属工業株式会社 | はんだ材料、はんだ継手およびはんだ材料の検査方法 |
JP5935938B1 (ja) * | 2015-12-28 | 2016-06-15 | 千住金属工業株式会社 | 導電接合シートおよび導電接合シートの製造方法。 |
JP6232157B1 (ja) | 2017-03-31 | 2017-11-15 | 日新製鋼株式会社 | 水蒸気処理製品の品質評価方法 |
JP6717356B2 (ja) * | 2018-03-27 | 2020-07-01 | 日立金属株式会社 | 金属粒子の製造方法 |
JP6439893B1 (ja) | 2018-05-25 | 2018-12-19 | 千住金属工業株式会社 | ハンダボール、ハンダ継手および接合方法 |
CN113165123B (zh) * | 2019-05-27 | 2022-03-01 | 千住金属工业株式会社 | 焊料合金、焊膏、焊球、焊料预制件和焊料接头 |
KR20230036062A (ko) | 2020-07-08 | 2023-03-14 | 미쓰이금속광업주식회사 | 미세 금속 선상체 |
Family Cites Families (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6280241A (ja) * | 1985-10-01 | 1987-04-13 | Tanaka Denshi Kogyo Kk | 半導体素子のボンデイング用銅線 |
JP3032927B2 (ja) * | 1993-02-05 | 2000-04-17 | 日鉄鉱業株式会社 | 表面に金属酸化物膜を有する金属又は金属化合物粉体 |
WO1995024113A1 (fr) | 1994-03-01 | 1995-09-08 | Sumitomo Special Metals Company Limited | Boule en cuivre et procede de production de cette derniere |
CA2215402A1 (en) * | 1995-03-14 | 1996-09-19 | Takafumi Atarashi | Powder having multilayer film on its surface and process for preparing the same |
JP3503523B2 (ja) * | 1999-04-09 | 2004-03-08 | 千住金属工業株式会社 | はんだボールおよびはんだボールの被覆方法 |
JP2001244286A (ja) * | 2000-02-29 | 2001-09-07 | Fujitsu Ltd | 球状電極、半導体デバイスの突起電極および実装基板の形成方法 |
JP2002248596A (ja) * | 2001-02-27 | 2002-09-03 | Toshiba Tungaloy Co Ltd | 耐酸化性に優れる鉛レス半田ボール |
JP3748846B2 (ja) * | 2002-10-16 | 2006-02-22 | 福田金属箔粉工業株式会社 | 電気・電子回路部品の接続端子として用いられる複合合金金属球及びその製造方法 |
JP2004263205A (ja) * | 2003-01-31 | 2004-09-24 | Toho Titanium Co Ltd | 金属微粉末およびその製造方法ならびにこの金属微粉末を用いた導電ペースト |
JP4003185B2 (ja) * | 2003-06-12 | 2007-11-07 | 日立金属株式会社 | 金属微小球 |
US6911618B1 (en) * | 2004-02-03 | 2005-06-28 | Hitachi Metals, Ltd. | Method of producing minute metal balls |
JP2007160401A (ja) * | 2005-11-15 | 2007-06-28 | Hitachi Metals Ltd | はんだ合金、はんだボールおよびそれを用いたはんだ接合部 |
JP4470917B2 (ja) * | 2006-06-29 | 2010-06-02 | ソニー株式会社 | 電極集電体、電池用電極及び二次電池 |
JP5418894B2 (ja) * | 2009-07-24 | 2014-02-19 | 日立金属株式会社 | 電子部品用複合ボールの製造方法 |
KR101308828B1 (ko) * | 2010-12-06 | 2013-09-13 | 히타치 긴조쿠 가부시키가이샤 | 금속 미소구의 제조방법 |
WO2012120982A1 (ja) * | 2011-03-07 | 2012-09-13 | Jx日鉱日石金属株式会社 | α線量が少ない銅又は銅合金及び銅又は銅合金を原料とするボンディングワイヤ |
CN102601380B (zh) * | 2011-12-21 | 2015-05-20 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种立方铜粉及其制备方法 |
KR101989661B1 (ko) * | 2012-12-06 | 2019-06-14 | 센주긴조쿠고교 가부시키가이샤 | Cu 볼 |
-
2013
- 2013-01-11 CN CN201380070219.2A patent/CN104994974A/zh active Pending
- 2013-01-11 KR KR1020157021286A patent/KR20150097808A/ko active Application Filing
- 2013-01-11 WO PCT/JP2013/050424 patent/WO2014109052A1/ja active Application Filing
- 2013-01-11 KR KR1020167001997A patent/KR102036959B1/ko active IP Right Grant
- 2013-01-11 JP JP2013539041A patent/JP5447745B1/ja active Active
- 2013-01-11 EP EP13870796.3A patent/EP2944400A4/en not_active Withdrawn
- 2013-01-11 CN CN201710742046.4A patent/CN107579007A/zh active Pending
- 2013-01-11 US US14/759,360 patent/US20150336216A1/en not_active Abandoned
- 2013-12-30 TW TW102148968A patent/TWI595948B/zh active
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20170095841A (ko) * | 2014-11-05 | 2017-08-23 | 센주긴조쿠고교 가부시키가이샤 | 납땜 재료, 납땜 페이스트, 폼 납땜, 납땜 이음 및 납땜 재료의 관리 방법 |
KR101912550B1 (ko) * | 2014-11-05 | 2018-10-26 | 센주긴조쿠고교 가부시키가이샤 | 납땜 재료, 납땜 페이스트, 폼 납땜, 납땜 이음 및 납땜 재료의 관리 방법 |
US10717157B2 (en) | 2014-11-05 | 2020-07-21 | Senju Metal Industry Co., Ltd. | Solder material, solder paste, solder preform, solder joint and method of managing the solder material |
WO2016170904A1 (ja) * | 2015-04-22 | 2016-10-27 | 日立金属株式会社 | 金属粒子およびその製造方法、被覆金属粒子、金属粉体 |
JPWO2016170904A1 (ja) * | 2015-04-22 | 2017-04-27 | 日立金属株式会社 | 金属粒子およびその製造方法、被覆金属粒子、金属粉体 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN104994974A (zh) | 2015-10-21 |
JPWO2014109052A1 (ja) | 2017-01-19 |
EP2944400A4 (en) | 2016-10-05 |
KR20160015397A (ko) | 2016-02-12 |
TW201446362A (zh) | 2014-12-16 |
TWI595948B (zh) | 2017-08-21 |
KR20150097808A (ko) | 2015-08-26 |
KR102036959B1 (ko) | 2019-10-25 |
EP2944400A1 (en) | 2015-11-18 |
CN107579007A (zh) | 2018-01-12 |
WO2014109052A1 (ja) | 2014-07-17 |
US20150336216A1 (en) | 2015-11-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5447745B1 (ja) | Cuボール | |
JP5435182B1 (ja) | Cuボール | |
JP5846341B1 (ja) | はんだ材料、はんだペースト、フォームはんだ、はんだ継手、およびはんだ材料の管理方法 | |
TWI527643B (zh) | Copper balls, copper ball, soft solder joints, soft solder paste and foam solder | |
JP5967316B2 (ja) | Cu核ボール、はんだペースト、フォームはんだ及びはんだ継手 | |
JP5408401B1 (ja) | Cu核ボール | |
JP6485580B1 (ja) | Cu核ボール、はんだ継手、はんだペースト及びフォームはんだ | |
TWI761683B (zh) | Cu核球、焊接頭、焊膏及泡沫焊料 | |
JP5585750B1 (ja) | Cu核ボール、はんだ継手、フォームはんだ、およびはんだペースト | |
US11185950B2 (en) | Cu ball, Osp-treated Cu ball, Cu core ball, solder joint, solder paste, formed solder, and method for manufacturing Cu ball | |
KR101550560B1 (ko) | Cu 코어 볼, 땜납 이음, 폼 땜납 및 땜납 페이스트 | |
JP2019076928A (ja) | 核材料およびはんだ継手およびバンプ電極の形成方法 | |
JP6572998B1 (ja) | Cu核ボール、はんだ継手、はんだペースト及びフォームはんだ | |
JP6485581B1 (ja) | Cu核ボール、はんだ継手、はんだペースト及びフォームはんだ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20131203 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20131216 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5447745 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |