JPH07299591A - 複合半田材料の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】半導体実装作業中における溶断性が良好である
と共に、半導体チップを基板上に水平に固着させること
が出来、且つ半田の広がり性を良好に維持することが出
来、更にワイヤー又はテープ状に伸線，圧延加工する際
の断線トラブルを大幅に低減することが可能な複合半田
材料の製造方法を提供する。 【構成】Pb-Ag-Snからなる半田材料を用いて鋳造した半
田ビレットａの一端から設けた空洞部ａ₁ に、冷間加工
後の複合半田材料中のフィラー含有量が0.001〜0.6 重
量％になるよう、フィラー含有半田圧延材ｄからプレス
加工した円形加工品ｅを積層充填し、空洞部ａ₁ の入口
は半田ビレットａと同質の半田材料ａ₂で栓をし、複合
半田ビレットａ’を作製した。この複合半田ビレット
ａ’を150℃に加熱して押出しに供し、直径１mmの押出
材を得、更に伸線機を用いて直径0.3 mmの複合半田ワイ
ヤーを得た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はパワートランジスタ等に
おける電子部品の接続に用いる接続材料の製造方法、詳
しくは半導体チップの基板への固着に用いる冷間加工し
てなるワイヤー又はテープ状複合半田材料の製造方法に
関する。

【０００２】

【従来技術の技術とその問題点】従来から、半導体チッ
プを基板に固着する際の接続材料として、半田にフィラ
ーを混入させた複合半田が知られている。例えば、特開
平２−１５１３８９号公報には、チップ部品を回路基板
に接続する際の半田の凝集分離を防止する為に、半田に
微細導電性物質を混合した半田クリームが開示されてい
る。また特開昭６３−５８９４５号公報には、半導体チ
ップとリードフレームを接続する際の半田のクリープ寿
命，疲労寿命向上の為に、固体粒子が分散した溶融半田
を接触させた半田バンプ形成方法が開示されている。

【０００３】一方、半導体チップを基板に固着する際、
フィラーを混入させない通常の合金半田をワイヤー又は
テープ状に加工して半導体実装用に供し、所定量に溶断
しながら半導体チップと基板の接続に用いている。しか
し乍らこの場合、ワイヤー又はテープの所定量をチップ
と基板の間に供給して固化させた時、チップの水平度が
悪いという欠点を有する。ここで、溶融半田の固化後の
厚みを一定に保つことによりチップの水平度を保つこと
は、その接続部分において所定の耐熱サイクル性が保持
され、半導体の発熱に伴う温度変化による半導体チップ
の剥離やそれに伴う導通不良を防ぐ点で有用である。

【０００４】この対応として半導体チップと基板を接続
する際、半導体チップを水平に維持する為、半田にフィ
ラーを混入させて冷間加工を行い必要な形状寸法に仕上
げたワイヤー又はテープ状の複合半田を用いることが検
討されている。ここで、ワイヤー又はテープ状にした複
合半田を用いた半導体チップを基板に固着する方法を図
７を参照して説明する。テープ又はワイヤー状の複合半
田材料Ａは、半田本体100 の先端部分を所定の送り量を
もって加熱基板Ｂ方向へ送りながら溶融せしめて非溶融
半田を引き離すことにより、適量の溶融半田101 を基板
Ｂ上に載せ該溶融半田101 中のフィラー110 の各粒子11
1 により溶融半田101 の厚みを一定に保持して、溶融半
田101 上にセットする半導体チップＣを基板Ｂ上に水平
に固着させようとするものである。

【０００５】本出願人は特願平４−２８５９６８号にお
いて、ワイヤー状複合半田の製造方法の一例を先に提案
した。これを図８で説明する。この方法は、周知の半田
材料を用いて所定径の筒状に成形した半田管200 の管路
201 内に粉末210 を適量入れ、その半田管200 を伸線加
工するをもって複合半田本体Ａ’を成形すると同時に、
該半田本体Ａ’の断面中央部分に粉末210 を充填せしめ
る方法である。この方法では伸線中に断線が多いという
欠点を有すると共に、粉末210 が均一に分散しないため
半導体チップの水平度を保つことの信頼性に欠けるとい
う欠点が生じていた。前記伸線中の断線を防止する目的
で上記粉末に代えて金属線を用いることも考えられる
が、この場合、半導体実装作業中に複合半田材料の溶断
が出来ないという欠点を有する。

【０００６】特開昭６３−１１２０９１号公報には、半
田粉末に１０重量％のＮｉ粉末を添加して押出しにより
ワイヤー状複合半田を作ることが開示されている。しか
し乍らこれにより得られた複合半田は、半田の広がり性
が悪いという欠点を有すると共に、半導体実装作業中の
複合半田材料の溶断性及び半導体チップの水平度を保つ
ことに不十分である。またワイヤーに伸線中、断線が多
いという欠点を有する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ここに本発明は、下記
（１）〜（４）に記載される目的を同時に達成し得る複
合半田材料を提供することを目的とする。 （１）半導体実装作業中における複合半田材料の溶断性
が良いこと。ワイヤー又はテープ状複合半田材料を加熱
基板方向へ送りながら溶融せしめて非溶融半田を引き離
す際、フィラーが連結していると種々のトラブルが生じ
る。極端な場合には溶断が不可能となる。この為、溶断
性が良いことを目的とする。 （２）半導体実装作業中、半導体チップが基板上で水平
に固着すること。半導体チップが基板上で水平に固着す
ることは、その接続部分において所定の耐熱サイクル性
が保持され、半導体の発熱に伴う温度変化による半導体
チップの剥離やそれに伴う導通不良を防ぐ点で有用であ
る。この為、半導体チップが基板上で水平に固着するこ
とを目的とする。 （３）半田広がり性が良いこと。ワイヤー又はテープ状
複合半田材料中にフィラーを含有させると半田広がり性
が低下してくる。この時、半導体チップの必要箇所に半
田材料が供給されずトラブルが発生する。この為、半田
広がり性が良いことを目的とする。 （４）冷間加工性が良好なこと。ワイヤー又はテープ状
複合半田材料を製造するに際して、フィラーを含有して
いるため伸線又は圧延加工中に材料が切断するというト
ラブルが発生する。この為、冷間加工性が良好なことを
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者等が鋭意研究を
重ねた結果、フィラーを含有した複合半田ビレットを所
定の方法により作製して押出工程に供すること、及び、
複合半田材料中のフィラー含有量を所定の範囲内に設定
することにより、コンテナー内での複合半田材料の流動
効果と相俟って前述の目的（１）〜（４）を同時に達成
し得ることを知見し、本発明を完成させるに至った。こ
こに本発明は次の通りである。 （第１発明）半田材料中にフィラーを含有した複合半田
ビレットを押出加工したのち冷間加工する複合半田材料
の製造方法において、前記複合半田ビレットが、半田ビ
レットの軸方向に設けた空洞部にフィラー含有半田圧延
材の円形加工品を積層充填してなり、冷間加工した複合
半田材料中のフィラー含有量が０．００１〜０．６重量
％であることを特徴とするワイヤー又はテープ状複合半
田材料の製造方法。 （第２発明）半田材料中にフィラーを含有した複合半田
ビレットを押出加工したのち冷間加工する複合半田材料
の製造方法において、前記複合半田ビレットがフィラー
含有半田圧延材の円形加工品を積層加圧してなり、冷間
加工した複合半田材料中のフィラー含有量が０．００１
〜０．６重量％であることを特徴とするワイヤー又はテ
ープ状複合半田材料の製造方法。

【０００９】（第３発明）半田材料中にフィラーを含有
した複合半田ビレットを押出加工したのち冷間加工する
複合半田材料の製造方法において、前記複合半田ビレッ
トが、半田ビレットの軸方向に設けた空洞部にフィラー
含有半田冷間加工材を加圧充填してなり、冷間加工した
複合半田材料中のフィラー含有量が０．００１〜０．６
重量％であることを特徴とするワイヤー又はテープ状複
合半田材料の製造方法。 （第４発明）上記第３発明における空洞部へのフィラー
含有半田冷間加工材の加圧力が１kg／cm² 以上であるこ
とを特徴とする複合半田材料の製造方法。 （第５発明）半田材料中にフィラーを含有した複合半田
ビレットを押出加工したのち冷間加工する複合半田材料
の製造方法において、前記複合半田ビレットがフィラー
含有半田冷間加工材を加圧成形してなり、冷間加工した
複合半田材料中のフィラー含有量が０．００１〜０．６
重量％であることを特徴とするワイヤー又はテープ状複
合半田材料の製造方法。

【００１０】（第６発明）上記第３発明，第４発明，第
５発明におけるフィラー含有半田冷間加工材が、フィラ
ー含有半田圧延材を５cm² 以下に細断してなるものであ
ることを特徴とするテープ状複合半田材料の製造方法。 （第７発明）上記第３発明，第４発明，第５発明におけ
るフィラー含有半田冷間加工材が、フィラー含有半田伸
線材を５cm以下に細断してなるものであることを特徴と
するワイヤー状複合半田材料の製造方法。

【００１１】

【作用】以下、本発明の更に詳細な構成とその作用につ
いて説明する。 （１）フィラー （ａ）ここでいうフィラーとは、使用する半田材料より
高融点（少なくとも５０℃以上）のものをいう。 （ｂ）材質の例示 金属粒子：Ｃｕ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｗ 酸化物：Ａｌ₂ Ｏ₃ 、ＴｉＯ₂ 、Ｃｒ₂ Ｏ₃ 、ＺｒＯ
₂ その他：炭化物、窒化物、ホウ化物、等が挙げられ
る。 尚、半田との濡れ性の点から金属粒子、酸化物が好まし
く用いられる。 （ｃ）形状、寸法 寸法：５〜１００μｍのものが好ましく使用される。 形状：不定型及び球状のものが使用出来るが球状の方が
好ましい。

【００１２】（２）半田 Ｐｂ−Ｓｎ、Ｐｂ−Ａｇ−Ｓｎ等の周知の半田材料が使
用出来る。 （３）冷間加工後の複合半田材料中のフィラー含有量
は、０．００１〜０．６重量％であることが必要であ
る。フィラー含有量が０．００１重量％未満ではフィラ
ーの含有効果が小さく、半導体チップを基板上に固着し
たとき半導体チップの水平度が悪くなる。フィラー含有
量が０．６重量％を超えると、半田の濡れ広がり性が劣
化する。更に、複合半田材料の溶断性、半導体チップの
水平度の点でも効果が低下してくる。この理由は、フィ
ラーの分散性が悪くなりフィラー同士が連結して前記ト
ラブルを引き起こしているものと考えられる。

【００１３】（４）ワイヤー又はテープ 本発明においてワイヤーとは伸線加工を施したものをい
い、断面形状が丸、六角、四角、その他異形の形状のも
のをいう。またテープとは圧延加工を施されたものをい
い、断面形状は一般的には長方形のものである。 （５）フィラー含有半田冷間加工材 本発明においてフィラー含有半田冷間加工材とは、フィ
ラーを含有した半田材がワイヤー又はテープ状に加工さ
れたものをいう。その後、適宜細断されているほうが好
ましい。より好ましくはテープ状の場合５cm² 以下であ
り、ワイヤー状の場合５cm以下である。細断しておく方
が加圧充填、加圧成形に対して好ましい。

【００１４】（６）フィラー含有半田圧延材 本発明においてフィラー含有半田圧延材とは、圧延工程
を経たフィラー含有半田材料であればよい。該圧延材の
製造方法として、２枚の半田テープによってフィラーを
挟み圧延する方法や、フィラーを含有させた半田ビレッ
トをテープ状に押し出した後に圧延する方法が例示出来
る。 （７）フィラー含有半田圧延材の円形加工品 本発明においてフィラー含有半田圧延材の円形加工品と
は、前述のフィラー含有半田圧延材を円形に加工したも
のをいう。円形に加工するに際しては打抜きにより行う
ことが好ましい。

【００１５】（８）フィラー含有半田伸線材 本発明においてフィラー含有半田伸線材とは、伸線工程
を経たフィラー含有半田材料であればよい。該伸線材の
製造方法として、フィラーを含有した複合半田ビレット
を押出加工に供し、該押出線材を伸線加工する方法が例
示できる。

【００１６】（９）第１発明 （ａ）半田ビレットの軸方向にドリルにて１本以上の非
貫通穴を空ける。通常は１本で十分である。 （ｂ）該軸穴の入口に若干の高さを残してフィラー含有
半田圧延材の円形加工品を積層充填する。未充填の高さ
は１０mm程度が好ましい。 （ｃ）未充填の入口部分にはその高さに対応した栓をす
るが、該栓は半田ビレットと同材質が好ましい。 （ｄ）上記の様にして得られた複合半田ビレットを常法
に従って押出加工した後に伸線又は圧延加工を行い、外
径又は厚みが３０〜３００μｍの複合半田ワイヤー又は
テープを得ることが出来る。 （ｅ）機構の推定 半田ビレットにフィラーを含有させるに際して、フィラ
ー含有冷間加工材を用いることにより、押出工程を経て
複合半田材料中でのフィラーの分散性が特に良好になっ
ていると考えられる。ワイヤー中のフィラーの濃淡が激
しくなるとフィラーの淡い部分ではフィラー含有効果が
小さく半導体チップの水平度が悪くなり、フィラーの濃
い部分では溶断性、濡れ広がり性、冷間加工性において
トラブルの基になるものと考えられる。

【００１７】（１０）第２発明 （ａ）半田圧延材の円形加工品を積層加圧する方法とし
ては、型の中に該円形加工品を積層充填したのちプレス
で加圧することにより円柱状の複合半田ビレットを得る
ことが出来る。この時、温度は室温でも十分であるが、
該円形加工品を５０〜１００℃に加温すると、より強固
に接合した円柱状複合半田ビレットを得ることが出来
る。

【００１８】（１１）第３発明 （ａ）第１発明においてビレット空洞部にフィラー含有
半田圧延材の円形加工品を積層充填する方法に代えて、
フィラー含有半田冷間加工材を加圧充填する。

【００１９】（１２）第４発明 （ａ）第３発明における冷間加工材の加圧充填に際し、
加圧力を１kg／cm2 以上とする。得られた複合半田材料
が空洞のないワイヤー又はテープ状となり、本発明の目
的達成に好ましい。

【００２０】（１３）第５発明 （ａ）フィラー含有半田冷間加工材を型の中で加圧成形
して円柱状の複合半田ビレットとする。この時、温度は
室温でも十分であるが、前記冷間加工材を５０〜１００
℃に加温すると、より強固に接合した円柱状の複合半田
ビレットを得ることが出来る。

【００２１】（１４）第６、７発明 （ａ）第３発明、第４発明、第５発明で用いた冷間加工
材が圧延材の場合は５cm² 以下に、伸線材の場合は５cm
以下に、夫々細断する。加圧充填、加圧成形に対して好
ましい。

【００２２】

【実施例】

（実施例１）まず図１-(1)に示すように、２．５重量％
Ａｇ、５重量％Ｓｎ、残部Ｐｂからなる半田材料を用い
て直径３０mm×長さ１００mmの半田ビレットａを鋳造し
た。この半田ビレットａの一端から直径１０mm×長さ９
０mmの軸穴を１本、ドリルを用いて加工し空洞部ａ₁ を
形成した。次に、粒径７０μｍのフィラー（ここではＮ
ｉ粉末）ｂ、及び、半田ビレットａと同一組成の半田テ
ープｃを２枚準備し、図１-(2)又は(3) に示すようにフ
ィラーｂをテープｃ，ｃ間に挟みローラで圧延すること
により、図１-(4)に示すようなフィラー含有半田圧延材
ｄを作製した。この圧延材ｄから直径９．５mmの円形加
工品ｅをプレス加工により作製し（図１-(5)）、この円
形加工品ｅを、冷間加工後における複合半田材料中のフ
ィラー含有量が表１記載量となるように、上記半田ビレ
ットａの空洞部ａ₁ に積層充填し（図１-(6)）、空洞部
ａ₁ の入口部分は半田ビレットａと同一組成の厚さ１０
mmの半田材料ａ₂ で栓をして図１-(7)に示す複合半田ビ
レットａ’を作製した。さらに、この複合半田ビレット
ａ’を１５０℃に加熱して押出しに供し、直径１mmの押
出材を得た。更に伸線機を用いて直径０．３mmの複合半
田ワイヤーを得た。この伸線加工時の断線回数を測定す
ると共に、ここで得られた複合半田ワイヤーを用いて前
述した図７に示す手順で半導体チップを基板上に固着
し、その際の加熱による溶断の良否を判定した溶断テス
ト、チップが固化したときの水平度の良否を判定した半
導体チップの水平度テスト、複合半田の広がり性の良否
を判定した半田広がり性試験を行った。結果を表４に示
す。

【００２３】（実施例２〜４／比較例１１〜１２）ビレ
ット空洞部ａ₁ の径を変えて複合半田材料中のフィラー
含有量を表１記載のように調整したこと以外は実施例１
と同様にして複合半田ワイヤー得て測定に供した。その
結果を表４／表５に示す。

【００２４】（実施例５〜８／比較例１３〜１４）上記
円形加工品ｅをビレット空洞部ａ₁ に積層充填すること
に代えて、図２-(1)〜(3) に示すように、前述のフィラ
ー含有半田圧延材ｄを細断して５cm² 以下の小片ｆとし
てビレット空洞部ａ₁ に加圧充填したこと以外は実施例
２と同様にして複合半田ワイヤーを得て測定に供した。
その結果を表４／表５に示す。

【００２５】（実施例９）上記フィラー含有半田圧延材
ｄを細断して５cm² 以下の小片ｆとすることに代えて、
図３-(1)〜(4) に示すように、フィラー含有半田伸線材
ｇを５cm以下の小片ｈとして用いたこと以外は実施例６
と同様にして複合半田ワイヤー得て測定に供した。その
結果を表４に示す。

【００２６】（実施例１０〜１３／比較例１５〜１６）
空洞部にフィラー含有半田圧延材の円形加工品を積層充
填して複合半田ビレットを得ることに代えて、図４-(1)
〜(2) に示すように、フィラー含有半田圧延材ｄの円形
加工品ｅを型ｉの中で積層加圧して直径３０mm×長さ１
００mmの複合半田ビレットａ’を成形したこと以外は実
施例１と同様にして複合半田ワイヤー得て測定に供し
た。その結果を表４／表５に示す。

【００２７】（実施例１４〜１７／比較例１７〜１８）
空洞部にフィラー含有半田圧延材の円形加工品を積層充
填して複合半田ビレットを得ることに代えて、図５-(1)
〜(3) に示すように、フィラー含有半田圧延材ｄを細断
して５cm² 以下の小片ｆとして型ｉの中で加圧成形して
直径３０mm×長さ１００mmの複合半田ビレットａ’を成
形したこと以外は実施例２と同様にして複合半田ワイヤ
ーを得て測定に供した。その結果を表４／表５に示す。

【００２８】（実施例１８）フィラー含有半田圧延材ｄ
を細断した小片ｆを用いることに代えて、図６-(1)〜
(3) に示すように、フィラー含有半田伸線材ｇを５cm以
下の小片ｈとして用いたこと以外は実施例１５と同様に
して複合半田ワイヤー得て測定に供した。その結果を表
４に示す。

【００２９】（実施例１９）実施例１５と同様にして複
合半田ビレットａ’を作製した後、厚さ１．０mm×幅２
０mmの押出材を得、さらに押出圧延により厚さ０．３mm
×幅２０mmのテープを得たこと以外は実施例１５と同様
にして複合半田テープを得て測定に供した。その結果を
表４に示す。

【００３０】（実施例２０〜２２）フィラーとしてＮｉ
粉末に代えて表１，表２に示す材質を用いたこと以外は
実施例１５と同様にして複合半田ワイヤー得て測定に供
した。その結果を表４に示す。

【００３１】（実施例２３）ビレット空洞部ａ₁ の径を
変えると共に円形加工品ｅの大きさを表２中に記載のよ
うに変えたこと以外は実施例２と同様にして複合半田ワ
イヤー得て測定に供した。その結果を表４に示す。

【００３２】（実施例２４）フィラー含有半田圧延材ｄ
を細断して表２中に記載した寸法の小片としたこと以外
は実施例６と同様にして複合半田ワイヤーを得て測定に
供した。その結果を表４に示す。

【００３３】（実施例２５）円形加工品ｅの大きさを表
２中に記載のように変えたこと以外は実施例１１と同様
にして複合半田ワイヤーを得て測定に供した。その結果
を表４に示す。

【００３４】（実施例２６）フィラー含有半田圧延材ｄ
を細断して表２中に記載した寸法の小片としたこと以外
は実施例１５と同様にして複合半田ワイヤーを得て測定
に供した。その結果を表４に示す。

【００３５】（実施例２７）フィラー含有半田伸線材ｇ
を細断して表２中に記載した寸法の小片としたこと以外
は実施例２６と同様にして複合半田ワイヤーを得て測定
に供した。その結果を表４に示す。

【００３６】（実施例２８〜２９）前述の小片ｆをビレ
ット空洞部ａ₁ へ充填する際の加圧力を表２中に記載の
ようにしたこと以外は実施例６と同様にして複合半田ワ
イヤーを得て測定に供した。その結果を表４に示す。

【００３７】（比較例１）半田ビレットａに代えて所定
内径を有し外径３０mm×長さ５００mmの半田管を用いた
こと、空洞部への充填材料としてＮｉ粉末をフィラー含
有量が表＊記載量になるよう加圧して充填したこと、押
出加工に代えてドローベンチで直径１mm迄加工したこと
以外は実施例１と同様にしてワイヤー状複合半田材料を
得て測定に供した。その結果を表５に示す。

【００３８】（比較例２）半田管への充填材料としてＮ
ｉ粉末に代えてＮｉ粉末と半田粉の混合粉末を１：１の
重量比で用いたこと以外は比較例１と同様にしてワイヤ
ー状複合半田材料を得て測定に供した。その結果を表５
に示す。

【００３９】（比較例３）充填粉末に代えて金属線を用
いたこと以外は比較例１と同様にしてワイヤー状複合半
田材料を得て測定に供した。その結果を表５に示す。

【００４０】（比較例４）ビレット空洞部に円形加工品
を充填することに代えて空洞部のない半田ビレットを用
いること以外は実施例１と同様にしてワイヤー状複合半
田材料を得て測定に供した。その結果を表５に示す。

【００４１】（比較例５〜６）ビレット空洞部に円形加
工品を充填することに代えて該空洞部にＮｉ粉末のみを
加圧して充填したこと以外は実施例２と同様にしてワイ
ヤー状複合半田材料を得て測定に供した。その結果を表
５に示す。

【００４２】（比較例７〜８）ビレット空洞部にＮｉ粉
末のみを加圧して充填したことに代えてＮｉ粉末と半田
粉末の混合粉末を１：１の重量比で加圧して充填したこ
と以外は実施例２と同様にしてワイヤー状複合半田材料
を得た。その結果を表５に示す。

【００４３】（比較例９〜１０）Ｎｉ含有半田冷間加工
材を加圧成形して複合半田ビレットを作製する方法に代
えて、Ｎｉ粉末と半田粉末の混合粉末を１：１の重量比
で加圧成形して複合半田ビレットを作製すること以外は
実施例１５と同様にしてワイヤー状複合半田材料を得
た。その結果を表５に示す。

【００４４】

【表１】

【００４５】

【表２】

【００４６】

【表３】

【００４７】

【表４】

【００４８】

【表５】

【００４９】測定方法は以下の通りである。 ［冷間加工性］ワイヤーの場合、直径１mmから０．３mm
迄に伸線加工する際の重量１Kg当りの断線回数を示す。
テープの場合、圧延に際して特段の不都合が生じない場
合、良好と評価した。

【００５０】［溶断性］３７０℃に加熱した銅製リード
フレームに、ワイヤー又はテープを押し付けた後引上げ
操作を行い溶融部を残す方法でワイヤー又はテープを１
０カ所溶断し、溶断の可否を調べ、以下のように評価し
た。 ○：全て溶断性良好なもの △：１カ所でもフィラーが連結し半田から露出して溶断
されたもの ×：１カ所でも溶断不可能なもの

【００５１】［半導体チップの水平度テスト］複合半田
ワイヤー又はテープを所定長さに溶断した後、銅製リー
ドフレームと一定寸法の半導体チップを図７の通り接合
した。固化した後、工具顕微鏡を用いて水平に対する半
導体チップの傾き量を水平度として１０個測定し、以下
のように評価した。 ◎：全て傾き量が０．１mm未満のもの ○：全て傾き量が０．２mm未満のもの ×：１個でも傾き量が０．５mm以上のもの △：水平度が○と×の中間のもの

【００５２】［半田広がり性］３７０℃に加熱した銅製
リードフレームにワイヤー又はテープを押し付け、送り
量を３mmとした時の半田広がり面積を１０個測定し、以
下のように評価した。 ○：全て３０mm² 以上のもの ×：１個でも２０mm² 以下のものがあるとき △：○と×の中間のもの

【００５３】表１〜５から明らかなように、冷間加工後
の複合材料中のフィラー含有量が０．００１〜０．６重
量％であって、（イ）半田ビレットの空洞部にフィラー
含有半田圧延材の円形加工品を積層充填した複合半田ビ
レットを冷間加工してなる第１発明の実施例１〜４，２
３、（ロ）フィラー含有半田圧延材の円形加工品を積層
加圧した複合半田ビレットを冷間加工してなる第２発明
の実施例１０〜１３，２５、（ハ）半田ビレットの空洞
部にフィラー含有半田冷間加工材を加圧充填した複合半
田ビレットを冷間加工してなる第３発明の実施例５〜
９，２４，２８〜２９，（ニ）フィラー含有半田冷間加
工材を加圧成形した複合半田ビレットを冷間加工してな
る第５発明の実施例１４〜２２，２６〜２７は何れも、
半導体実装作業中における溶断性が全て良好、半導体チ
ップの傾き量が０．２mm未満、半田広がり性が全て３０
mm² 以上であると共に、冷間加工時のワイヤー断線回数
も１回以下と良好であることが判る。

【００５４】また上記夫々の実施例において、冷間加工
後の複合材料中のフィラー含有量が０．０２〜０．１重
量％である実施例２〜３，６〜７，９，１１〜１２，１
５〜１６，１８〜２９は、半導体チップの傾き量が全て
０．１mm未満であり、半導体チップの水平度の点でより
良好であることがわかる。

【００５５】また、上記第３発明，第４発明，第５発明
におけるフィラー含有半田冷間加工材の寸法が５cm² 以
下又は５cm以下の小片である第６発明，第７発明の実施
例５〜９，１４〜２２は、同寸法が１０〜１０³ cm² で
ある実施例２４，２６〜２７に比べ、冷間加工時のワイ
ヤー断線回数が０回であり冷間加工性の点でより良好で
あることが判る。

【００５６】また、上記第３発明におけるフィラー含有
半田冷間加工材の加圧力が１kg／cm ² 以上である第４発
明の実施例５〜９，２９は、同加圧力が１kg／cm² 未満
である実施例２８に比べ、冷間加工時のワイヤー断線回
数が０回であり冷間加工性の点でより良好であることが
判る。

【００５７】また、上記第１発明，第２発明においてフ
ィラー含有冷間加工材（この場合、円形加工品）の寸法
が５cm² 以下である実施例１〜４，１０〜１３は、同寸
法が１０〜１０³ cm² である実施例２３，２５に比べ、
冷間加工時のワイヤー断線回数が０回であり冷間加工性
の点でより良好であることが判る。

【００５８】これに対し、複合材料中のフィラー含有量
が本発明の範囲内（０．００１〜０．６重量％）であっ
ても、押出加工を行わない比較例１〜２においては、半
導体実装作業中における溶断性に劣り、半導体チップの
傾き量が０．５mm以上、半田広がり性が２０〜３０mm²
であると共に、冷間加工時のワイヤー断線回数も６回以
上であることが判る。

【００５９】フィラーに代えて金属線を充填した比較例
３にあっては冷間加工性には優れるものの実装作業中の
溶断が不可能であり、フィラーを含有しない比較例４に
あっては実装作業中の溶断性，半田広がり性，冷間加工
性には優れるものの半導体チップの傾き量が０．５mm以
上であり、夫々使用に供し得ないことが判る。

【００６０】また、半田材料中にフィラーを含有した複
合半田ビレットを押出加工したのち冷間加工する比較例
５〜１８では、冷間加工後の複合材料中のフィラー含有
量が０．００１重量％未満である比較例５，７，９，１
１，１３，１５，１７にあっては実装作業中の溶断性，
半田広がり性，冷間加工性には優れるものの、半導体チ
ップの水平度に劣り、他方、冷間加工後の複合材料中の
フィラー含有量が０．６重量％を越える比較例６，８，
１０，１２，１４，１６，１８にあっては実装作業中の
溶断性，半導体チップの水平度，半田広がり性，冷間加
工性の全ての点に劣り、夫々使用に供し得ないことが判
る。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、半田材料
中にフィラーを含有した複合半田ビレットを押出加工し
たのち冷間加工する複合半田材料の製造方法において、
冷間加工した複合材料中のフィラー含有量が０．００１
〜０．６重量％となるよう、所定の方法によって複合半
田ビレットを成形し、得られた複合半田ビレットを押出
加工したのち冷間加工によりワイヤー状又はテープ状に
作製するものとしたので、得られた複合半田ワイヤー又
はテープ中にフィラーを均一に分散して含有させること
ができる。よって、半導体実装作業中における複合半田
材料の溶断性が良好であると共に半導体チップを基板上
に水平に固着させることが出来、且つ半田の広がり性を
良好に維持することが出来、更にワイヤー状に伸線加工
する際又はテープ状に圧延加工する際の断線トラブルを
大幅に低減することが可能となった。従って、電子部品
の接合や半導体チップの基板への固着に用いるに極めて
有用なワイヤー又はテープ状複合半田材料を効率よく製
造し得る方法として好適に利用出来る。

【００６２】また請求項４に係る発明の如く、半田ビレ
ットの空洞部にフィラー含有半田冷間加工材を加圧充填
すると共にその加圧力を１kg／cm² 以上として複合半田
ビレットを作製した場合は、同加圧力が１kg／cm² 未満
である場合に比べ、冷間加工性の点でより良好である。

【００６３】また請求項６又は請求項７に係る発明の如
く、複合半田ビレットの作製に際し、半田ビレットの空
洞部にフィラー含有半田冷間加工材を加圧充填する、若
しくは、フィラー含有半田冷間加工材を加圧成形して複
合半田ビレットを作製する場合において、フィラー含有
半田冷間加工材を、フィラー含有半田圧延材を５cm²以
下に細断してなるものとする、若しくはフィラー含有半
田伸線材を５cm以下に細断してなるものとした場合は、
同寸法が５cm² 又は５cmを越えるものである場合に比
べ、冷間加工性の点でより良好である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造方法における複合半田ビレット成
形の一例を示す簡略図。

【図２】本発明の製造方法における複合半田ビレット成
形の他例を示す簡略図。

【図３】本発明の製造方法における複合半田ビレット成
形の他例を示す簡略図。

【図４】本発明の製造方法における複合半田ビレット成
形の他例を示す簡略図。

【図５】本発明の製造方法における複合半田ビレット成
形の他例を示す簡略図。

【図６】本発明の製造方法における複合半田ビレット成
形の他例を示す簡略図。

【図７】複合半田材料を用いて半導体チップを基板に固
着する手順を示す簡略図。

【図８】従来の複合半田材料を示す拡大斜視図。

【符号の説明】

ａ：半田ビレット ａ₁ ：空洞部 ａ’：複合半田ビレット ｂ：フィラー ｃ：半田テープ ｄ：フィラー含有半田圧延材 ｅ：円形加工品 ｆ：フィラー含有半田圧延材を細断した小片 ｇ：フィラー含有半田伸線材 ｈ：フィラー含有半田伸線材を細断した小片 Ａ：ワイヤー状の複合半田材料 Ｂ：基板 Ｃ：半導体チップ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半田材料中にフィラーを含有した複合半
   田ビレットを押出加工したのち冷間加工する複合半田材
   料の製造方法において、前記複合半田ビレットが、半田
   ビレットの軸方向に設けた空洞部にフィラー含有半田圧
   延材の円形加工品を積層充填してなり、冷間加工した複
   合半田材料中のフィラー含有量が０．００１〜０．６重
   量％であることを特徴とするワイヤー又はテープ状複合
   半田材料の製造方法。
2. 【請求項２】 半田材料中にフィラーを含有した複合半
   田ビレットを押出加工したのち冷間加工する複合半田材
   料の製造方法において、前記複合半田ビレットがフィラ
   ー含有半田圧延材の円形加工品を積層加圧してなり、冷
   間加工した複合半田材料中のフィラー含有量が０．００
   １〜０．６重量％であることを特徴とするワイヤー又は
   テープ状複合半田材料の製造方法。
3. 【請求項３】 半田材料中にフィラーを含有した複合半
   田ビレットを押出加工したのち冷間加工する複合半田材
   料の製造方法において、前記複合半田ビレットが、半田
   ビレットの軸方向に設けた空洞部にフィラー含有半田冷
   間加工材を加圧充填してなり、冷間加工した複合半田材
   料中のフィラー含有量が０．００１〜０．６重量％であ
   ることを特徴とするワイヤー又はテープ状複合半田材料
   の製造方法。
4. 【請求項４】 上記空洞部におけるフィラー含有半田冷
   間加工材の加圧力が１kg／cm² 以上であることを特徴と
   する請求項３記載の複合半田材料の製造方法。
5. 【請求項５】 半田材料中にフィラーを含有した複合半
   田ビレットを押出加工したのち冷間加工する複合半田材
   料の製造方法において、前記複合半田ビレットがフィラ
   ー含有半田冷間加工材を加圧成形してなり、冷間加工し
   た複合半田材料中のフィラー含有量が０．００１〜０．
   ６重量％であることを特徴とするワイヤー又はテープ状
   複合半田材料の製造方法。
6. 【請求項６】 上記フィラー含有半田冷間加工材が、フ
   ィラー含有半田圧延材を細断して５cm² 以下のものであ
   ることを特徴とする請求項３又は請求項４又は請求項５
   記載のテープ状複合半田材料の製造方法。
7. 【請求項７】 上記フィラー含有半田冷間加工材が、フ
   ィラー含有半田伸線材を細断して５cm以下のものである
   ことを特徴とする請求項３又は請求項４又は請求項５記
   載のワイヤー状複合半田材料の製造方法。