JPH02159047A - フラックスレス接合方法 - Google Patents
フラックスレス接合方法Info
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Classifications
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- 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
- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L2224/81—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector
-
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- H01L2224/81—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector
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- H01L2224/81193—Arrangement of the bump connectors prior to mounting wherein the bump connectors are disposed on both the semiconductor or solid-state body and another item or body to be connected to the semiconductor or solid-state body
Landscapes
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
- Wire Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
本発明は大型電算機等に使用される半導体部品やその周
辺部品のはんだ付けに関し 室温状態で部品搭載時にフラックスを全く用いずに接合
できることを目的とし。
辺部品のはんだ付けに関し 室温状態で部品搭載時にフラックスを全く用いずに接合
できることを目的とし。
室温以下で動作させる半導体等の部品のはんだ付けにお
いて、接合しようとする２つの部品のそれぞれの接合部
に１合金化させたときの融点が室温以下となる２種類の
金属Ａと金属Ｂを、一方の部品の接合部には金属Ａを、
他方の部品の接合部には金属Ｂを付与し、該金属Ａと金
属Ｂを該接合部にて、室温状態で直接相対して突き合わ
せて溶融合金化させ、該部品の動作温度に冷却する過程
で接合部を凝固させるように構成する。
いて、接合しようとする２つの部品のそれぞれの接合部
に１合金化させたときの融点が室温以下となる２種類の
金属Ａと金属Ｂを、一方の部品の接合部には金属Ａを、
他方の部品の接合部には金属Ｂを付与し、該金属Ａと金
属Ｂを該接合部にて、室温状態で直接相対して突き合わ
せて溶融合金化させ、該部品の動作温度に冷却する過程
で接合部を凝固させるように構成する。
本発明は大型電算機などに使われる半導体部品やその周
辺部品のはんだ付けに関する。
辺部品のはんだ付けに関する。
はんだ付けは通常フラックスを用いて加熱することで行
うが、フラックス残渣の洗浄が非常に難しいため、フラ
ックス残渣によるはんだ接合部あるいは部品そのものに
悪影響を及ぼす恐れがある。
うが、フラックス残渣の洗浄が非常に難しいため、フラ
ックス残渣によるはんだ接合部あるいは部品そのものに
悪影響を及ぼす恐れがある。
このため、フラックスを用いないで接合する方法を開発
する必要がある。
する必要がある。
従来のはんだ付は方法を第４図に示す。
図中、１３は部品、１４は基板、１５ははんだ付は用メ
タライズ、１６は各種はんだ、１７はフラックスである
。
タライズ、１６は各種はんだ、１７はフラックスである
。
先ず、第４図（ａ）に示すように１部品１３及び基板１
４の上にはんだ付は用のメタライズ１５を形成する。
４の上にはんだ付は用のメタライズ１５を形成する。
続いて、第４図（ｂ）に示すように９部品１３及び基板
１４のはんだ付は用メタライズの上に蒸着。
１４のはんだ付は用メタライズの上に蒸着。
めっき、ペースト印刷などの方法でＰｂ−５ｎ系はんだ
１６を供給し、はんだ表面にフラックス１７を塗布する
。
１６を供給し、はんだ表面にフラックス１７を塗布する
。
次に、第４図（Ｃ）に示すように９部品１３と基板１４
を突き合わせて２００°Ｃ前後に加熱し、溶融接合する
。
を突き合わせて２００°Ｃ前後に加熱し、溶融接合する
。
最後に、第４図（ｄ）に示すように、トリクレンなどの
溶剤で全体の洗浄を行う。
溶剤で全体の洗浄を行う。
ところが、小さな隙間などに入り込んだフラックス残渣
を取り除くことは非常に困難であり、この残存したフラ
ックス成分によるはんだ接合部や部品そのものへの悪影
響が懸念される。
を取り除くことは非常に困難であり、この残存したフラ
ックス成分によるはんだ接合部や部品そのものへの悪影
響が懸念される。
フラックスは部品表面の酸化膜を除去し９表面を酸化性
雰囲気から被覆する目的で、電子部品ではロジン系のも
のが広く使われているが、トリクレンなどの有機溶剤で
洗浄した場合に、主要活性成分であるアミノ酸塩などの
イオン性物質が溶は難く９部品や基板上に残ってしまう
。
雰囲気から被覆する目的で、電子部品ではロジン系のも
のが広く使われているが、トリクレンなどの有機溶剤で
洗浄した場合に、主要活性成分であるアミノ酸塩などの
イオン性物質が溶は難く９部品や基板上に残ってしまう
。
したがって、フラックスは部品や基板上に残渣として残
った場合、水分などの影響により、イオン性物質が解離
して２部品や基板の腐食、或いは電気絶縁破壊を起こし
て１部品の動作不良等の問題を生じていた。
った場合、水分などの影響により、イオン性物質が解離
して２部品や基板の腐食、或いは電気絶縁破壊を起こし
て１部品の動作不良等の問題を生じていた。
本発明は、このフラックスによる悪影響を除くために、
室温状態で部品搭載時にフラックスを全く用いずに接合
する方法を提供することを目的とする。
室温状態で部品搭載時にフラックスを全く用いずに接合
する方法を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段］
第１図は１本発明の原理説明図である。
図において、１は部品、２は基板； ３ははんだ付は用
メタライズ、４及び５は合金化すると融点が室温以下に
なる２種の金属である。６は合金である。
メタライズ、４及び５は合金化すると融点が室温以下に
なる２種の金属である。６は合金である。
第１図（ａ）に示すように２部品ｌの接合部に形成した
はんだ付は用メタライズ３の上に金属Ａ４を、又、基板
２の接合部に形成したはんだ付は用メタライズ３の上に
金属Ｂ５を付ける。
はんだ付は用メタライズ３の上に金属Ａ４を、又、基板
２の接合部に形成したはんだ付は用メタライズ３の上に
金属Ｂ５を付ける。
次に、第１図（ｂ）に示すように２部品１と基板２の２
種の合金系金属Ａ４と金属Ｂ５が相対する位置で突きあ
わせ、軽く圧力を掛ける。
種の合金系金属Ａ４と金属Ｂ５が相対する位置で突きあ
わせ、軽く圧力を掛ける。
すると、第１図（Ｃ）に示すように、２種の合金系金属
Ａ４と金属Ｂ５の接触部の境界付近で拡散が始まり、は
んだ溶融する。
Ａ４と金属Ｂ５の接触部の境界付近で拡散が始まり、は
んだ溶融する。
これを低温域中に置いて凝固させれば１合金６となり、
はんだの接合が完了する。
はんだの接合が完了する。
本発明では、第１図（ｂ）に示したように１合金の融点
が室温以下になる２種類の金属ＡとＢを突き合わせ、軽
く圧力を加えるようにして９合金を作るようにしている
。
が室温以下になる２種類の金属ＡとＢを突き合わせ、軽
く圧力を加えるようにして９合金を作るようにしている
。
従って、半導体部品の接合部にこの２種類の金属を使用
すれば２部品の動作温度に冷却する過程で接合部を凝固
して接合でき、又１作動中も室温状態に戻すことにより
、はんだ接合部の金属疲労を取り除き、接合部の劣化を
防止できる。
すれば２部品の動作温度に冷却する過程で接合部を凝固
して接合でき、又１作動中も室温状態に戻すことにより
、はんだ接合部の金属疲労を取り除き、接合部の劣化を
防止できる。
更に、フラックスを使用しないため、フラックス残渣に
よる接合部の損傷がなく、信顛性が向上する。
よる接合部の損傷がなく、信顛性が向上する。
第２図は本発明の一実施例の工程順説明図である。
図において、７はシリコンチップ、８はアルミす基板、
９ははんだ付は用にメタライズした金（八ｕ）、 １０
はインジウム（Ｉｎ）、 １１はガリウム（Ｇａ）。
９ははんだ付は用にメタライズした金（八ｕ）、 １０
はインジウム（Ｉｎ）、 １１はガリウム（Ｇａ）。
１２はインジウム・ガリウム合金である。
ここでは１合金化して融点が室温以下になる金属として
、 ＩｎとＧａを使用した。
、 ＩｎとＧａを使用した。
先ず、第２図（ａ）で示すように、シリコンチップ７と
アルミナ基板８の双方の端子領域にはんだ付は用メタラ
イズとしてＡｕ９を１ 、０００人の厚さに蒸着し、そ
の上にＩｎ１Ｏを１００μの厚さに蒸着する。
アルミナ基板８の双方の端子領域にはんだ付は用メタラ
イズとしてＡｕ９を１ 、０００人の厚さに蒸着し、そ
の上にＩｎ１Ｏを１００μの厚さに蒸着する。
次に、アルミナ基板８の端子領域のＩｎｌ０の上に。
蒸着したＩｎと同一サイズで厚さがＩＩＩＩＩｌのＧａ
片１１を載せる。
片１１を載せる。
この場合に、シリコンチップ７とアルミナ基板８の双方
の端子領域のＡｕ９の上に蒸着したＩｎ１Ｏの総量は、
Ｇａ片１１とＩｎｌ０の合計量の容積比で約１７％。
の端子領域のＡｕ９の上に蒸着したＩｎ１Ｏの総量は、
Ｇａ片１１とＩｎｌ０の合計量の容積比で約１７％。
重量比で約２４％となり９第３図に示したインジウム・
ガリウム金相図で表されるように１合金化した状態の場
合には、２０°Ｃにおいて溶融状態となっている。
ガリウム金相図で表されるように１合金化した状態の場
合には、２０°Ｃにおいて溶融状態となっている。
従って、第２図（ｂ）に示すように、アルミナ基板８の
端子領域上に載せたＧａ片１１の上に、シリコンチップ
７のＩｎ側を下にして、 Ｉｎｌ０とＧａ１ｌを突き合
わせ、軽り２０〜１００ｇ／ｃｄの圧力を加えると。
端子領域上に載せたＧａ片１１の上に、シリコンチップ
７のＩｎ側を下にして、 Ｉｎｌ０とＧａ１ｌを突き合
わせ、軽り２０〜１００ｇ／ｃｄの圧力を加えると。
第２図（Ｃ）に示すように、 Ｉｎｌ０とＧａ１ｌが溶
融してＩｎＧａ合金１２となり、これを０°Ｃで５分間
放置すると、凝固して溶融接合が完了する。
融してＩｎＧａ合金１２となり、これを０°Ｃで５分間
放置すると、凝固して溶融接合が完了する。
以上説明したように２本発明によれば、はんだ付けの際
にフラックスを用いないため、フシックス成分による腐
食や絶縁破壊などの悪影響が生じない。又、温度を掛け
なくて済み１部品の動作中にはんだ接合部が受けた金属
疲労も室温に戻せば完全に回復される等の効果がある。
にフラックスを用いないため、フシックス成分による腐
食や絶縁破壊などの悪影響が生じない。又、温度を掛け
なくて済み１部品の動作中にはんだ接合部が受けた金属
疲労も室温に戻せば完全に回復される等の効果がある。
第１図は本発明の原理説明図。
第２図は本発明の１実施例の工程順説明図。
第３図はインジウム・ガリウム金相図。
第４図ははんだ付けの従来例の説明図
である。
図において。
１は部品。
２は基板。
３ははんだ付は用メタライズ。
４は金属Ａ。
５は金属Ｂ。
６は合金。
７はシリコンチップ。
８はアルミナ基板。
９は金。
１０はインジウム。
１１はガリウム。
１２はインジウム・ガリウム合金
圧 勾
本発明の原理説明図
第 １ 図
凡
カ
本光明の工程ｎｌ！ｊ説明図
第２図
Ｉｎ 重量ヒしくφ）
イソシ゛ウム・が’／ウム金相口
躬
Claims (1)
- 室温以下で動作させる半導体等の部品のはんだ付けにお
いて，接合しようとする２つの部品のそれぞれの接合部
に，合金化させたときの融点が室温以下となる２種類の
金属Ａと金属Ｂを，一方の部品の接合部には金属Ａを、
他方の部品の接合部には金属Ｂを付与し，該金属Ａと金
属Ｂを該接合部にて，室温状態で直接相対して突き合わ
せて溶融合金化させ，該部品の動作温度に冷却する過程
で接合部を凝固させることを特徴とするフラックスレス
接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63314150A JP2626001B2 (ja) | 1988-12-13 | 1988-12-13 | フラックスレス接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63314150A JP2626001B2 (ja) | 1988-12-13 | 1988-12-13 | フラックスレス接合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02159047A true JPH02159047A (ja) | 1990-06-19 |
| JP2626001B2 JP2626001B2 (ja) | 1997-07-02 |
Family
ID=18049831
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63314150A Expired - Lifetime JP2626001B2 (ja) | 1988-12-13 | 1988-12-13 | フラックスレス接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2626001B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04240741A (ja) * | 1991-01-24 | 1992-08-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置 |
| US5440454A (en) * | 1993-10-14 | 1995-08-08 | Fujitsu Limited | Electrical connecting device and method for making same |
| JPH0878474A (ja) * | 1994-08-31 | 1996-03-22 | Nec Corp | 基板の接続構造及びその接続方法 |
| US5610371A (en) * | 1994-03-15 | 1997-03-11 | Fujitsu Limited | Electrical connecting device and method for making same |
| US6734556B2 (en) | 2000-07-17 | 2004-05-11 | Rohm Co., Ltd. | Semiconductor device with chip-on-chip construction joined via a low-melting point metal layer |
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| JP2008034719A (ja) * | 2006-07-31 | 2008-02-14 | Fujifilm Corp | 電気配線構造、液体吐出ヘッド、液体吐出装置、及び画像形成装置 |
-
1988
- 1988-12-13 JP JP63314150A patent/JP2626001B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (11)
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|---|---|---|---|---|
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| JP2008034719A (ja) * | 2006-07-31 | 2008-02-14 | Fujifilm Corp | 電気配線構造、液体吐出ヘッド、液体吐出装置、及び画像形成装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2626001B2 (ja) | 1997-07-02 |
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