JP6004253B2 - ペースト用はんだ合金粉末、ペースト及びこれを用いたはんだバンプ - Google Patents
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Description
すなわち、鉛フリーはんだとして代表的なSnAgCu系はんだ合金粉末をペースト化し、そのペーストを用いて印刷・リフロー処理を行い、はんだバンプを形成すると、はんだバンプにニードル状の突起が発生してバンプ形状不良となる場合があった。このニードル状の突起は、隣接する他のはんだバンプに接触してショートを引き起こすおそれがあり、特に、近年のファインピッチのはんだバンプでは、隣接するバンプ同士が近接しており、ニードル状の突起の発生が大きな問題となる。また、ニードル状の突起が生じるとバンプ高さの均一性が悪くなり、フリップチップ接合時のアッセンブリの際に接合ができなくなる不都合もあった。
ニードル状の突起は、合金を構成するβ−Sn、Ag3Sn、Cu6Sn5のうち、Ag3Snが粗大化して板状になったものが、凝固時にバンプから出て発生したものであるが、このペースト用はんだ合金粉末では、Biが50〜1000質量ppm含有されており、明確な機構は、現時点では分かっていないが、この含有量範囲のBi添加により、はんだ組織が微細化した、又はAg3Snの粗大化を抑制したものと考えられる。
なお、Ag及びCuの含有量を上記範囲とした理由は、業界において、Ag含有量が多い鉛フリー合金の主成分としては、Sn3Ag0.5Cu,Sn4Ag0.5Cu合金が一般的であるためである。
第3の発明に係るはんだバンプは、上記第1の発明のペースト用はんだ合金粉末を用いて形成されたことを特徴とする。
すなわち、これらのバンプ用はんだペースト及びはんだバンプでは、上記第1の発明のペースト用はんだ合金粉末を用いて形成されているので、ニードル状の突起が生じず、良好なバンプ形状を有しており、ファインピッチのフリップチップであっても良好な接合が可能である。
すなわち、本発明に係るペースト用はんだ合金粉末、ペースト及びこれを用いたはんだバンプによれば、Biを50〜1000質量ppm含有しているので、ニードル状の突起の発生を抑制し、良好なバンプ形状を得ることができる。したがって、本発明によれば、ファインピッチの高密度フリップチップであっても良好な接合ができ、信頼性の高い高密度実装が可能になる。
なお、1stリフローの後に、バンプ形状を整えるため、ドライフィルムFを除去後、RMAポストフラックスを塗布し、再度2ndリフローを行ってはんだバンプBを得ている。
また、上記アンダーバンプメタルUBMは、Cu又はCuにOSP(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である。
このように作製したはんだバンプは、例えば直径約100μm、高さ約70μmである。また、バンプピッチは、例えば150μmである。
ニードル状の突起は、合金を構成するβ−Sn、Ag3Sn、Cu6Sn5のうち、Ag3Snが粗大化して板状になったものが、凝固時にバンプから出て発生したものであるが、このペースト用はんだ合金粉末では、Biが50〜1000質量ppm含有されており、明確な機構は、現時点では分かっていないが、この含有量範囲のBi添加により、はんだ組織が微細化した、又はAg3Snの粗大化を抑制したものと考えられる。
なお、各実施例及び比較例において、測定したバンプ数はそれぞれ756個とした。
なお、良好な通常のバンプ形状の例について、SEM写真を図3に示す。また、検討の中で見つかったニードル状の突起が発生しているバンプ形状の例について、SEM写真を図4に示す。
Claims (3)
- フラックスと混合されてバンプ用はんだペーストに使用されるペースト用はんだ合金粉末であって、
Ag:2.8〜4.2重量%、Cu:0.4〜0.6重量%を含有し、
さらに、Biを50〜1000質量ppm含有し、残部がSn及び不可避不純物からなる成分組成を有していることを特徴とするペースト用はんだ合金粉末。 - 請求項1に記載のペースト用はんだ合金粉末と、フラックスとを混合したことを特徴とするバンプ用はんだペースト。
- 請求項1に記載のペースト用はんだ合金粉末を用いて形成されたことを特徴とするはんだバンプ。
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