JP2590869B2 - ハンダ用メッキ液の製造方法 - Google Patents

ハンダ用メッキ液の製造方法

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JP2590869B2 JP62083673A JP8367387A JP2590869B2 JP 2590869 B2 JP2590869 B2 JP 2590869B2 JP 62083673 A JP62083673 A JP 62083673A JP 8367387 A JP8367387 A JP 8367387A JP 2590869 B2 JP2590869 B2 JP 2590869B2
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寛人 内田
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業分野) 本発明は通常のICは勿論のこと、大容量メモリー素子
である256K RAM式或はそれ以上のメモリーや各種超LSI
等の半導体装置の部品、基板等にハンダ用合金をメツキ
するのに適した芳香族スルフオン酸及びその鉛塩、錫塩
を含む低α放射能のハンダ用メツキ液に関する。
(従来技術とその問題点) 従来は鉛及び錫中のα線発生源であるU,Thを多量に含
む化合物を用いて調製したハンダ用メツキ液はメツキ後
にハンダ電着物からα線を多数発生するため、いわゆる
メモリーデバイスのソフトエラーを惹起していた。
従来技術の一例について述べる。すなわち、従来法に
よつて調製されたハンダ用メツキ液を用いて作成された
ハンダ膜中には、U,Th等の放射性同位元素が100ppb以上
も含有されており、これは放射性α粒子のカウント数と
して数CPH/cm2〜数100CPH/cm2に相当するものである。
このように、予備精製を施さない放射性同位元素の含有
量が高い鉛、錫化合物を主成分とするハンダ用メツキ液
を半導体装置組立に用いると、作成されたハンダ膜から
発する放射性α粒子がメモリーエラーの原因となり、信
頼性の乏しいものとなつていた。
本発明者らは、上記の従来技術の問題点を解決し、半
導体装置のメモリーエラーの発生を抑制するハンダ用メ
ツキ液を提供すべく研究を重ねた結果、メツキによつて
形成されたハンダ膜の主成分であるPb,Sn中に不可避不
純物として含まれている放射性同位元素のU,Th量を20pp
b未満とすると、放射性α粒子のカウント数を0.1CPH/cm
2以下に抑制できることを見出し、本発明に到達した。
(発明の構成) 本発明によれば、次の一般式 (式中、R1及びR2は同一又は異なっていてもよく、それ
ぞれ水素原子、水酸基、低級アルキル基及びスルフォン
酸基よりなる群の中から選ばれる)で表わされる芳香族
スルフォン酸ならびに該芳香族スルフォン酸の鉛塩およ
び錫塩を含有するハンダ用メッキ液の製造方法であっ
て、いずれも下記〜の工程により製造された高純度
の前記芳香族スルフォン酸の鉛塩および錫塩を前記芳香
族スルフォン酸に溶解させることを特徴とする、放射性
同位元素の含有量が20ppb未満で、放射性α粒子のカウ
ント数が0.1CPH/cm2未満のハンダ用メッキ液の製造方法
が提供される。
純度が99.99%以上の鉛および/または錫を高純度硝
酸水溶液に溶解し、 得られた溶液の遊離硝酸濃度を5〜10モルに調整し、 濃度調整した溶液を陰イオン交換樹脂で精製して、溶
液中のUおよびThの含有量を低減させ、 精製した溶液に芳香族スルフォン酸を反応させた後、
中和して、放射性同位元素の含有量が20ppb未満で、放
射性α粒子のカウント数が0.1CPH/cm2未満である高純度
の芳香族スルフォン酸の鉛塩および/または錫塩を生成
させる。
次に、本発明のハンダ用メッキ液の製造方法について
詳しく説明する。
まず、99.99%(4ナイン)以上の品位を有する鉛を
高純度の濃硝酸にて溶解し、該鉛中に含まれるU,Thの放
射性同位元素を錯陰イオンとした後、純水にて遊離硝酸
濃度を5〜10モル濃度に調整して次工程の陰イオン交換
樹脂浄液処理におけるU,Thの吸着効率を向上させ、次い
で該陰イオン交換樹脂浄液処理を行い得られたU,Th含有
量の低減した溶液に上記一般式で表わされる芳香族スル
フオン酸を加え、アルカリにて中和後、濃縮・過・分
離することにより、α線発生量の少ない芳香族スルフオ
ン酸鉛が得られる。同様に、99.99%(4ナイン)以上
の品位を有する錫を高純度の冷希硝酸にて溶解した後遊
離硝酸濃度を5〜10モル濃度に調整して次工程の陰イオ
ン交換樹脂浄液処理におけるU,Thの吸着効率を向上さ
せ、次いで該陰イオン交換樹脂浄液処理を行い得られた
U,Th含有量の低減した溶液に上記一般式で表わされる芳
香族スルフオン酸を加え、アルカリにて中和後、濃縮・
過・分離することにより、α線発生量の少ない芳香族
スルフオン酸錫が得られる。
このようにして得られた芳香族スルフオン酸鉛、芳香
族スルフオン酸錫はいずれもU,Thの放射性同位元素の含
有量が20ppb未満であり、かつ放射性α粒子のカウント
数が0.1CPH/cm2未満である。
上記のα線発生量の低い芳香族スルフオン酸鉛、芳香
族スルフオン酸錫及び芳香族スルフオン酸を組成成分と
して含有する水溶液を電解液とし、低α線の放射性ハン
ダ板を陽極に、メツキを行う基板を陰極にそれぞれ接続
することにより、該基板上にα線発生量が少なく、メモ
リーエラー発生を著しく抑制するハンダ合金をメツキす
ることができる。
添付図面は本発明の一実施例の断面概略図である。図
において、1はハンダ板,2はメツキ液,3は配線基板であ
る。
次に本発明を実施例によつてより具体的に説明する
が、以下の実施例は本発明の範囲を限定するものではな
い。
実施例1 4ナイン以上の品位を有する鉛濃硝酸で溶解し、純水
で遊離硝酸濃度を、5モル〜10モル濃度に調整し、次い
で該溶液を陰イオン交換樹脂たとえば、ダイヤイオン
(商品名)を充填した塔を通過させ、該溶液中のU,Thを
吸着除去せしめた後、芳香族スルフォン酸としてP−フ
ェノールスルフォン酸を添加し、さらに苛性ソーダ,ま
たはアンモニヤ水で中和後、該溶液を濃縮し、析出した
沈殿を過・分離・乾燥することにより、芳香族スルホ
ン酸鉛を得た。同様に、4ナイン以上の品位を有する錫
を冷希硝酸に溶解し、さらに遊離硝酸濃度を、5モル〜
10モル濃度に調整し、次いで該溶液を陰イオン交換樹脂
にたとえば、ダイヤイオン(商品名)を充填した塔を通
過させ、該溶液中のU,Thを吸着除去せしめた後、芳香族
スルフォン酸としてP−フェノールスルフォン酸を添加
し、さらに苛性ソーダ,またはアンモニヤ水で中和後、
該溶液を濃縮し、析出した沈殿を過・分離・乾燥する
ことにより、芳香族スルフオン酸錫を得た。これら金属
塩の放射性同位元素の含有量を分析したところ、いずれ
も20ppb未満であり、またα粒子のカウント数も0.1CPH/
cm2未満であることが確認された。これら、鉛及び錫の
芳香族スルフオン酸塩をそれぞれ芳香族スルフォン酸
(P−フェノールスルフォン酸)の水溶液に溶解して、
芳香族スルフォン酸、その錫塩および鉛塩を第1表に示
す濃度で含有するハンダ用メッキ液を調製した。得られ
たメッキ液の放射性同元素の含有量および放射性α粒子
のカウント数は、それぞれ第1表に示す通りであった。
このハンダ用メッキ液を用いて、放射性同位元素含有量
20ppb未満でα粒子カウント数0.1CPH/cm2未満であるPb9
0%,Sn10%の組成のハンダ板を陽極に、基板を陰極に、
それぞれ接続し、電流密度60A/cm2としてメッキを行っ
て、基板上に89%Pb−11%Snの組成のハンダ膜を作製し
た。このハンダ膜中のU、Th等の放射性同位元素の含有
量は20ppb未満であり、かつ放射性α粒子のカウント数
が0.1CPH/cm2未満であることが確認された。このメッキ
液を用いて作成したメモリーはソフトエラーの発生が著
しく低下していることが確認された。
実施例2 実施例1と同様にして得た、いずれも放射性同位元素
の含有量が20ppb未満、放射性α粒子カウント数が0.1CP
H/cm2未満である芳香族スルフォン酸鉛および芳香族ス
ルフォン酸錫を芳香族スルフォン酸(P−フェノールス
ルフォン酸)の水溶液に溶解して、芳香族スルフォン
酸、その鉛塩および鉛塩を第1表に示す濃度で含有する
ハンダ用メッキ液を調製した。このメッキ液を用いて、
実施例1と同様に低α線の90%Pb−10%Snのハンダ板を
陽極に、基板を陰極にして電解を行い、基板上に89%Pb
−11%Snのハンダ膜を作製した。このハンダ膜中のU、
Th等の放射性同位元素の含有量は20ppb未満であり、か
つ放射性α粒子のカウント数が0.1CPH/cm2未満であるこ
とが確認された。
なお、芳香族スルフオン酸として、P−フエノールス
ルフオン酸、ベンゼンスルフオン酸、P−トルエンスル
フオン酸を使用する実施例、及び同じくP−フエノール
スルフオン酸、ベンゼンスルフオン酸、P−トルエンス
ルフオン酸を使用する比較例を、第1表にそれぞれ実施
例1〜5及び比較例1〜4として併せ示す。実施例1〜
5においては、4ナイン以上の高純度の鉛、錫を硝酸に
溶解させた後、本発明の方法に従って予備精製してから
芳香族スルフォン酸と反応させたのに対し、比較例1〜
4では4ナイン以上の高純度の鉛、錫を硝酸に溶解させ
た後、何ら予備精製せずに芳香族スルフォン酸と反応さ
せたものである。
比較例5 純水で遊離硝酸濃度を1〜4モルに調整した以外は、
実施例1と同様に、4ナイン以上の品位を有する鉛およ
び錫を使用して、鉛および錫のP−フェノールスルフォ
ン酸塩を調製した。これらの鉛および錫のP−フェノー
ルスルフォン酸塩の放射性同位体元素の含有量はいずれ
も100〜150ppbであり、またα粒子のカウント数は1.3〜
4.9CPH/cm2であることが確認された。
実施例1と同様にしてメッキ液を調製し、同様の方法
でメッキを行った。このメッキ板を用いて作成したメモ
リーではソフトエラーの発生が認められた。
比較例6 純水で遊離硝酸濃度を11〜12モルに調整した以外は、
実施例1と同様に、4ナイン以上の品位を有する鉛およ
び錫を使用して、鉛および錫のP−フェノールスルフォ
ン酸塩を調製した。これらの鉛および錫のP−フェノー
ルスルフォン酸塩の放射性同位体元素の含有量はいずれ
も150〜210ppbであり、またα粒子のカウント数は1.7〜
5.0CPH/cm2であることが確認された。
実施例1と同様にしてメッキ液を調製し、同様の方法
でメッキを行った。このメッキ板を用いて作成したメモ
リーではソフトエラーの発生が認められた。
(発明の効果) 本発明は以上から明らかであるように、次の構成要
件、すなわち、 (a) 4ナイン以上の品位を有する鉛及び錫を用いて
純度の高い硝酸で溶解する。
(b) 純水で遊離硝酸濃度を5〜10モル濃度に調整す
る。
(c) 陰イオン交換樹脂浄液処理を行う。
(d) 発生α線量の低い芳香族スルフオン酸鉛,芳香
族スルフオン酸錫塩及び芳香族スルフオン酸を含む水溶
液を電解液とする。
の組合わせからなる、放射性同位元素の含有量が20ppb
未満、かつ放射性α粒子のカウント数が0.1CPH/cm2未満
であることを特徴とする高純度のハンダ用メッキ液の製
造方法を提供するものである。本発明の方法により製造
されたハンダ用メッキ液を使用することによつてメモリ
ーエラーの発生を著しく抑制するハンダ膜を形成するこ
とができるので、大容量メモリー素子である256K RAM
式或はそれ以上のメモリーや各種超LSI等の半導体装置
の部品、基板等にハンダ用合金をメツキすることが可能
である。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明のメツキ液を収納した電解槽の断面図であ
る。図において、1はハンダ板,2はメツキ液,3は配線基
板である。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−227722(JP,A) 特開 昭62−6793(JP,A) 特公 昭49−16176(JP,B1)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】次の一般式 (式中、R1及びR2は同一又は異なっていてもよく、それ
    ぞれ水素原子、水酸基、低級アルキル基及びスルフォン
    酸基よりなる群の中から選ばれる)で表わされる芳香族
    スルフォン酸ならびに該芳香族スルフォン酸の鉛塩およ
    び錫塩を含有するハンダ用メッキ液の製造方法であっ
    て、下記〜の工程からなることを特徴とする、放射
    性同位元素の含有量が20ppb未満で、放射性α粒子のカ
    ウント数が0.1CPH/cm2未満のハンダ用メッキ液の製造方
    法。 純度が99.99%以上の鉛および/または錫を高純度硝
    酸水溶液に溶解し、 得られた溶液の遊離硝酸濃度を5〜10モルに調整し、 濃度調整した溶液を陰イオン交換樹脂で精製して、溶
    液中のUおよびThの含有量を低減させ、 精製した溶液に芳香族スルフォン酸を反応させた後、
    中和および濃縮し、析出した沈殿を分離および乾燥し
    て、芳香族スルフォン酸鉛および芳香族スルフォン酸錫
    を取得し、 こうして得た芳香族スルフォン酸鉛と芳香族スルフォ
    ン酸錫を、前記芳香族スルフォン酸を含む水溶液に溶解
    させる。
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