JP2010056267A - 接合不良のないバンプの形成方法 - Google Patents
接合不良のないバンプの形成方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010056267A JP2010056267A JP2008219196A JP2008219196A JP2010056267A JP 2010056267 A JP2010056267 A JP 2010056267A JP 2008219196 A JP2008219196 A JP 2008219196A JP 2008219196 A JP2008219196 A JP 2008219196A JP 2010056267 A JP2010056267 A JP 2010056267A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- underlayer
- forming
- alloy
- lead
- bump
- 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.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 230000007547 defect Effects 0.000 title claims abstract description 6
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 48
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 48
- 229910020836 Sn-Ag Inorganic materials 0.000 claims abstract description 47
- 229910020988 Sn—Ag Inorganic materials 0.000 claims abstract description 47
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims abstract description 31
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 22
- 230000005260 alpha ray Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 6
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 claims description 54
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract description 12
- 238000005476 soldering Methods 0.000 abstract description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 33
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 19
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 17
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 8
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 5
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 4
- SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N silver(1+) nitrate Chemical compound [Ag+].[O-]N(=O)=O SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N thiourea Chemical compound NC(N)=S UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- HPGGPRDJHPYFRM-UHFFFAOYSA-J tin(iv) chloride Chemical compound Cl[Sn](Cl)(Cl)Cl HPGGPRDJHPYFRM-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 3
- KWSLGOVYXMQPPX-UHFFFAOYSA-N 5-[3-(trifluoromethyl)phenyl]-2h-tetrazole Chemical compound FC(F)(F)C1=CC=CC(C2=NNN=N2)=C1 KWSLGOVYXMQPPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Natural products NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- CQLFBEKRDQMJLZ-UHFFFAOYSA-M silver acetate Chemical compound [Ag+].CC([O-])=O CQLFBEKRDQMJLZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229940071536 silver acetate Drugs 0.000 description 2
- 229910001961 silver nitrate Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001379 sodium hypophosphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001316 Ag alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- PWKSKIMOESPYIA-BYPYZUCNSA-N L-N-acetyl-Cysteine Chemical compound CC(=O)N[C@@H](CS)C(O)=O PWKSKIMOESPYIA-BYPYZUCNSA-N 0.000 description 1
- 229910020220 Pb—Sn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910007637 SnAg Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- UFULAYFCSOUIOV-UHFFFAOYSA-N cysteamine Chemical compound NCCS UFULAYFCSOUIOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- H01L2224/11—Manufacturing methods
Landscapes
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
- Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)
Abstract
【解決手段】基板に下地層を形成し、この下地層に鉛フリーはんだバンプを形成する方法において、前記下地層はSn−Ag合金下地層であり、前記Sn−Ag合金下地層は、Sn下地層の上にAg層を形成した複合層を加熱してAgをSn下地層に拡散させるかまたは置換めっき法によりSn−Ag合金下地層を形成することができ、このSn−Ag合金下地層は、α線放射量が0.02cph/cm2以下の低α線放射量を示すことが好まく、このSn−Ag合金下地層の上に鉛フリーはんだペーストを塗布してリフロー処理することにより接合不良のないバンプを形成する。
【選択図】なし
Description
(イ)Sn−Ag合金下地層は、Sn下地層に比べて鉛フリーはんだに対する濡れ性が一層優れ、したがって、Cu配線5に対して一層確実に接合して接合不良のないバンプを形成することができる、
(ロ)このSn−Ag合金下地層を形成するには、図1に示されるように置換メッキにより形成されたSn下地層2の上に極めて薄いAg層9を形成し、このAg層9およびSn下地層2からなる複合層を加熱してAgをSn下地層2に拡散させることにより図2に示されるようにSn−Ag合金下地層10を形成することができ、また、このSn−Ag合金下地層10はSn−Ag合金を置換めっきすることにより直接Cu配線5に形成することができる、
(ハ)形成されたSn−Ag合金下地層10から放射されるα線量についてもバンプと同様に少ないことが好ましく、0.02cph/cm2以下の低α線放射量を示すことが好ましい、などの研究結果が得られたのである。
(1)基板の上に形成されているCu配線に下地層を形成し、この下地層上に鉛フリーはんだバンプを形成する方法において、前記下地層はSn−Ag合金下地層である接合不良のないバンプの形成方法、
(2)前記Sn−Ag合金下地層は、置換めっき法によりSn下地層を形成し、このSn下地層の上にAg層を形成して複合層を形成し、得られた複合層を加熱してAgをSn下地層に拡散させることにより形成する前記(1)記載の接合不良のないバンプの形成方法、
(3)前記Sn−Ag合金下地層は、置換めっき法によりSn−Ag合金下地層を形成する前記(1)記載の接合不良のないバンプの形成方法、
(4)前記Sn−Ag合金下地層は、α線放射量が0.02cph/cm2以下の低α線放射量を示す前記(1)、(2)または(3)記載の接合不良のないバンプの形成方法、に特徴を有するものである。
この発明の接合不良のないバンプの形成方法は、図3に示されるように、従来のSn下地層2に代えてSn−Ag合金下地層10を形成する点が相違する。このSn−Ag合金下地層10を形成するには、先に述べたように、図1に示されるように置換メッキにより形成されたSn下地層2の上にさらに極めて薄いAg層9を形成し、このAg層9およびSn下地層2からなる複合層を加熱してAgをSn下地層2に拡散させることにより図2に示されるようにSn−Ag合金下地層10を形成する。このSn−Ag合金下地層10はSn−Ag合金を置換めっきすることにより直接Cu配線5に形成することによっても形成することができる。
次に、図2に示されるソルダーレジスト6とソルダーレジスト6の間の溝7内部に形成されたSn−Ag合金下地層10の上に、図3に示されるようにはんだペースト8を印刷法などの方法により充填する。鉛フリーはんだペースト8は鉛フリーはんだ粉末にフラックスを混合したもの従来法で使用されたものと同じであり、市販されている。この図3に示される鉛フリーはんだペースト8を充填したものをリフロー処理すると、鉛フリーはんだペースト8は溶融し、図4に示されるようにSn−Ag合金下地層10の上に接合不良のないバンプ3が生成する。このとき形成されるSn−Ag合金下地層10はAg:2〜5質量%を含有し、残部がSnおよび不可避不純物からなる成分組成を有することが好ましい。Sn−Ag合金下地層に含まれるAgを2〜5質量%に定めたのは、Ag含有量が2質量%未満では鉛フリーはんだペーストに対する十分な濡れ性が得られないからであり、一方、5質量%を超えて含有すると融点が上昇して鉛フリーはんだペーストのリフロー処理温度程度の加熱では下地層として機能しなくなるので好ましくないからである。
前記Sn−Ag合金下地層は、通常、市販の置換めっき液を購入し、この置換めっき液を使用してSn−Ag合金下地層を形成している。しかし、市販の置換めっき液を使用して形成したSn−Ag合金下地層からは大量のα線が放射され、半導体装置の誤作動を引き起こすことがある。したがって、この発明で使用する置換めっき液はα線放射量の少ないSn原料およびAg原料を使用して作製した置換めっき液を使用する必要があり、この置換めっき液を使用して形成したSn−Ag合金下地層から放射されるα線放射量を0.02cph/cm2以下に抑える必要がある。
塩化錫:10g/L、チオ尿素酸:80g/L、塩酸:15g/Lおよび次亜リン酸Na:15g/Lを含むSn置換めっき液、
硝酸銀:2g/L、N−アセチル−L−システイン:4.9g/L、2−アミノエタンチオール:7.9g/Lを含むAg置換めっき液、
塩化錫:10g/L、酢酸銀:1.3g/L、チオ尿素酸:80g/L、塩酸:15g/Lおよび次亜リン酸Na:15g/Lを含むSnAg置換めっき液を作製した。
さらに、純度:99.99質量%以上の純銅板を用意した。
純銅板を温度:65℃に加熱されたSn置換めっき液に10分間浸漬してSn置換めっき層を形成し、さらにこのSn置換めっき層を形成した純銅板を温度:25℃に保持された先のAg置換めっき液に1分間浸漬してSn置換めっき層の上にAg置換めっき層を形成して複合めっき層を形成し、この複合めっき層を温度:240℃で10秒間に加熱することによりSn−Ag合金下地層を形成した。このSn−Ag合金下地層のα線放射量を測定した結果、0.02cph/cm2以下であった。
さらに、平均粒径:4.5μmを有し、Ag:3質量%、Cu:0.5質量%を含有し、残部がSnおよび不可避不純物からなる成分組成を有する鉛フリーはんだ合金粉末とフラックスとからなる市販の鉛フリーはんだペーストを用意した。
この市販の鉛フリーはんだペースト:0.001mm3を、Sn−Ag合金下地層を形成した純銅板の上に載せ、純銅板を温度:240℃で2分間保持し、鉛フリーはんだペーストに含まれる鉛フリーはんだ粉末が溶融してSn−Ag合金下地層を形成した純銅板の上に予め用意した直径:0.6mmのパターンを完全に覆う時間を測定し、その結果を表1に示して濡れ性を評価した。
純銅板を温度:65℃に加熱された先のSn−Ag置換めっき液に10分間浸漬して純銅板の表面にSn―Ag合金下地層を形成した。このSn−Ag合金下地層のα線放射量を測定した結果、0.02cph/cm2以下であった。さらに、実施例1で用意した市販のはんだペースト:0.001mm3を、Sn−Ag合金層を形成した純銅板の上に載せ、純銅板を温度:240℃で2分間保持し、鉛フリーはんだペーストに含まれる鉛フリーはんだ粉末が溶融してSn−Ag合金下地層を形成した純銅板の上に予め用意した直径:0.6mmのパターンを完全に覆う時間を測定し、その結果を表1に示して濡れ性を評価した。
純銅板を温度:65℃に加熱されたSn置換めっき液に10分間浸漬して純銅板の上にSn下地層を形成した。このSn下地層のα線放射量を測定した結果、0.02cph/cm2以下であった。実施例1で用意した市販のはんだペースト:0.001mm3を、Sn下地層を形成した純銅板の上に載せ、純銅板を温度:240℃で2分間保持し、ペーストに含まれる鉛フリーはんだ合金が溶融してSn下地層を形成した純銅板の上に予め用意した直径:0.6mmのパターンを完全に覆う時間を測定し、その結果を表1に示して濡れ性を評価した。
Claims (4)
- 基板の上に形成されているCu配線に下地層を形成し、この下地層上に鉛フリーはんだバンプを形成する方法において、前記下地層はSn−Ag合金下地層であることを特徴とする接合不良のないバンプの形成方法。
- 前記Sn−Ag合金下地層は、置換めっき法によりSn下地層を形成し、このSn下地層の上にAg層を形成して複合層を形成し、得られた複合層を加熱してAgをSn下地層に拡散させることにより形成することを特徴とする請求項1記載の接合不良のないバンプの形成方法。
- 前記Sn−Ag合金下地層は、置換めっき法によりSn−Ag合金下地層を形成することを特徴とする請求項1記載の接合不良のないバンプの形成方法。
- 前記Sn−Ag合金下地層は、α線放射量が0.02cph/cm2以下の低α線放射量を示すことを特徴とする請求項1、2または3記載の接合不良のないバンプの形成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008219196A JP5056674B2 (ja) | 2008-08-28 | 2008-08-28 | 接合不良のないバンプの形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008219196A JP5056674B2 (ja) | 2008-08-28 | 2008-08-28 | 接合不良のないバンプの形成方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010056267A true JP2010056267A (ja) | 2010-03-11 |
JP5056674B2 JP5056674B2 (ja) | 2012-10-24 |
Family
ID=42071877
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008219196A Expired - Fee Related JP5056674B2 (ja) | 2008-08-28 | 2008-08-28 | 接合不良のないバンプの形成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5056674B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011111854A1 (ja) | 2010-03-12 | 2011-09-15 | 日清オイリオグループ株式会社 | 皮膚外用組成物、化粧料、及び洗浄剤 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000195885A (ja) * | 1998-12-24 | 2000-07-14 | Fujitsu Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
JP2004079891A (ja) * | 2002-08-21 | 2004-03-11 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 配線基板、及び、配線基板の製造方法 |
-
2008
- 2008-08-28 JP JP2008219196A patent/JP5056674B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000195885A (ja) * | 1998-12-24 | 2000-07-14 | Fujitsu Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
JP2004079891A (ja) * | 2002-08-21 | 2004-03-11 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 配線基板、及び、配線基板の製造方法 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011111854A1 (ja) | 2010-03-12 | 2011-09-15 | 日清オイリオグループ株式会社 | 皮膚外用組成物、化粧料、及び洗浄剤 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5056674B2 (ja) | 2012-10-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5585751B1 (ja) | Cuボール、Cu核ボール、はんだ継手、はんだペースト、およびフォームはんだ | |
KR100790978B1 (ko) | 저온에서의 접합 방법, 및 이를 이용한 반도체 패키지 실장 방법 | |
JP6280875B2 (ja) | はんだバンプの形成方法およびはんだバンプ | |
PH12014502831B1 (en) | Lead-free solder ball | |
WO2012131861A1 (ja) | 鉛フリーはんだボール | |
JP5724411B2 (ja) | はんだ、はんだ付け方法及び半導体装置 | |
JP5004549B2 (ja) | 電子部品の基板への搭載方法及びはんだ面の形成方法 | |
JPWO2009110458A1 (ja) | 鉛フリーはんだ接続構造体およびはんだボール | |
JP6439893B1 (ja) | ハンダボール、ハンダ継手および接合方法 | |
CN109789518A (zh) | 包括Sn、Bi和Mn、Sb、Cu中的至少一种的无铅焊料合金及其用于将电子元件焊接至基板的用途 | |
WO2015178374A1 (ja) | はんだバンプの形成方法及びはんだボール固定用はんだペースト | |
JP2007059485A (ja) | 半導体装置、基板及び半導体装置の製造方法 | |
WO2016038686A1 (ja) | Cuカラム、Cu核カラム、はんだ継手およびシリコン貫通電極 | |
TWI242866B (en) | Process of forming lead-free bumps on electronic component | |
JP2010129664A (ja) | 電子装置及びその製造方法 | |
KR102114590B1 (ko) | 땜납 볼, 땜납 조인트 및 접합 방법 | |
JP2009224700A (ja) | 接合材料及びそれを用いた接合方法 | |
JP5056674B2 (ja) | 接合不良のないバンプの形成方法 | |
JP6784053B2 (ja) | 電子装置の製造方法 | |
TW201343311A (zh) | 無鉛焊料錫球 | |
JP2008147375A (ja) | 半導体装置、回路配線基板及び半導体装置の製造方法 | |
JP6455091B2 (ja) | 電子装置及び電子装置の製造方法 | |
JP6020433B2 (ja) | 電子装置 | |
KR101988890B1 (ko) | 솔더 온 패드의 제조방법 및 그를 이용한 플립 칩 본딩 방법 | |
JP2012061508A (ja) | 接合材料 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110330 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120427 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120507 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120615 |
|
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: 20120703 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120716 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150810 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5056674 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |