JPH0631486A - 複合半田インゴットの製造方法 - Google Patents
複合半田インゴットの製造方法Info
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- JPH0631486A JPH0631486A JP4194096A JP19409692A JPH0631486A JP H0631486 A JPH0631486 A JP H0631486A JP 4194096 A JP4194096 A JP 4194096A JP 19409692 A JP19409692 A JP 19409692A JP H0631486 A JPH0631486 A JP H0631486A
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- H—ELECTRICITY
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- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
- H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
- H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
- H05K3/3457—Solder materials or compositions; Methods of application thereof
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- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】半田よりも高融点の粉末を含有せる複合半田を
作製するための半田インゴッドの製造において、溶融状
の半田内に添加せる粉末の各粒子を半田中にて均一に分
散させることができるようにする。 【構成】半田よりも高融点の材質（Cu，Ni，Mo，Ｗ，セ
ラミック，アルミナ，ガラス，BN等）からなる粉末ａの
各粒子a1，a1…表面に、半田とぬれ易い金属（Cu，Ni，
Au，Ag）の膜を形成する。これをフラックスｂで練った
ものを、PbSn，PbAgSn等からなる半田ｃを加熱，溶融さ
せた中に入れる。溶融状半田ｃ’を攪拌して前記各粒子
a1，a1…を均一に分散させて得た母材ｄ’を、型Ｋ内に
充填し冷却，固化させて、粉末ａの粒子a1密度が均一な
複合半田インゴッドｄを得る。
作製するための半田インゴッドの製造において、溶融状
の半田内に添加せる粉末の各粒子を半田中にて均一に分
散させることができるようにする。 【構成】半田よりも高融点の材質（Cu，Ni，Mo，Ｗ，セ
ラミック，アルミナ，ガラス，BN等）からなる粉末ａの
各粒子a1，a1…表面に、半田とぬれ易い金属（Cu，Ni，
Au，Ag）の膜を形成する。これをフラックスｂで練った
ものを、PbSn，PbAgSn等からなる半田ｃを加熱，溶融さ
せた中に入れる。溶融状半田ｃ’を攪拌して前記各粒子
a1，a1…を均一に分散させて得た母材ｄ’を、型Ｋ内に
充填し冷却，固化させて、粉末ａの粒子a1密度が均一な
複合半田インゴッドｄを得る。
Description
【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、詳しくは、
半導体チップの基板への固着等に用いる複合半田を成形
するための、半田インゴットの製造方法に関する。
における電子部品の接続に用いる接続材料、詳しくは、
半導体チップの基板への固着等に用いる複合半田を成形
するための、半田インゴットの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、半導体チップを基板上に固着
する際に用いる接続材料として、周知な半田材料を用い
て所定形状に作製される半田本体中に、半田よりも高融
点の材質からなる粉末を散在状に混入せしめた複合半田
が知られている。
する際に用いる接続材料として、周知な半田材料を用い
て所定形状に作製される半田本体中に、半田よりも高融
点の材質からなる粉末を散在状に混入せしめた複合半田
が知られている。
【０００３】この複合半田は、適量を基板Ｃ上に載せた
状態で加熱し溶融させると、前記粉末の各粒子によって
溶融せる半田の厚み（高さ）を一定に保持し、該半田上
にセットする半導体チップを基板上に水平に固着させる
ものである。
状態で加熱し溶融させると、前記粉末の各粒子によって
溶融せる半田の厚み（高さ）を一定に保持し、該半田上
にセットする半導体チップを基板上に水平に固着させる
ものである。
【０００４】この様に、半導体チップを基板上に水平に
接続する、即ち、半田溶融後の厚み（高さ）を一定に保
つことは、その接続部分において所定の熱サイクル強度
が保持され、温度変化による半導体チップの剥離や導通
不良を防ぐ点で有用である。
接続する、即ち、半田溶融後の厚み（高さ）を一定に保
つことは、その接続部分において所定の熱サイクル強度
が保持され、温度変化による半導体チップの剥離や導通
不良を防ぐ点で有用である。
【０００５】上述の複合半田を作製するには、図５に示
すように、溶融状の半田100 中に、半田よりも高融点な
材質の粉末200 を入れ、これを攪拌した後、冷却，固化
させて半田インゴッドを製造し、さらにこのインゴッド
からテープ状，ペレット状等の製品を成形する方法が用
いられる。
すように、溶融状の半田100 中に、半田よりも高融点な
材質の粉末200 を入れ、これを攪拌した後、冷却，固化
させて半田インゴッドを製造し、さらにこのインゴッド
からテープ状，ペレット状等の製品を成形する方法が用
いられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし乍ら、上記従来
の方法によれば、溶融状の半田100 中に粉末200 を入れ
て攪拌する際、粉末200 の各粒子201 ，201 …を溶融状
半田100 中に均一に分散させることができず（図５
(ロ) 参照）、得られたインゴッド中に粒子が偏在して
しまう。
の方法によれば、溶融状の半田100 中に粉末200 を入れ
て攪拌する際、粉末200 の各粒子201 ，201 …を溶融状
半田100 中に均一に分散させることができず（図５
(ロ) 参照）、得られたインゴッド中に粒子が偏在して
しまう。
【０００７】そのようなインゴッドから作製した複合半
田300 を用いて半導体チップＸを基板Ｙ上に固着した場
合、図６に示すように、粒子201 の密度が高い部分では
半田が厚く、密度の低い部分では薄くなる。よって、半
田が薄い部分では所定の熱サイクル強度が得られず、温
度変化による半導体チップＸの剥離や導通不良が生じる
欠点があった。
田300 を用いて半導体チップＸを基板Ｙ上に固着した場
合、図６に示すように、粒子201 の密度が高い部分では
半田が厚く、密度の低い部分では薄くなる。よって、半
田が薄い部分では所定の熱サイクル強度が得られず、温
度変化による半導体チップＸの剥離や導通不良が生じる
欠点があった。
【０００８】本発明は上述の従来事情に鑑みてなされた
ものであり、その目的とするところは、半田よりも高融
点の粉末を含有せる複合半田を作製するための半田イン
ゴッドの製造において、混入する粉末の各粒子を、溶融
状の半田中にて均一に分散させることが可能な方法を提
供することである。
ものであり、その目的とするところは、半田よりも高融
点の粉末を含有せる複合半田を作製するための半田イン
ゴッドの製造において、混入する粉末の各粒子を、溶融
状の半田中にて均一に分散させることが可能な方法を提
供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、本発明に係る複合半田インゴッドの製造方法は、
半田よりも高融点の材質からなる粉末の粒子表面に、半
田とぬれ易い金属の膜を形成し、これをフラックスで練
ったものを溶融状半田中に入れ、該溶融状半田を攪拌し
て前記粒子を分散させた後、冷却，固化させることを特
徴とする。
めに、本発明に係る複合半田インゴッドの製造方法は、
半田よりも高融点の材質からなる粉末の粒子表面に、半
田とぬれ易い金属の膜を形成し、これをフラックスで練
ったものを溶融状半田中に入れ、該溶融状半田を攪拌し
て前記粒子を分散させた後、冷却，固化させることを特
徴とする。
【００１０】
【作用】本発明の製造方法によれば、粉末の粒子表面に
半田とぬれ易い金属膜を形成すると同時に、その金属膜
表面に酸化膜が形成されることをフラックスが防ぐ。よ
って、溶融状半田中における粉末粒子のゆきわたりやす
さが飛躍的に向上し、溶融状半田中に粉末を入れて攪拌
すれば、各粒子が均一に分散し、得られたインゴッドに
おける粒子密度が均一化する。
半田とぬれ易い金属膜を形成すると同時に、その金属膜
表面に酸化膜が形成されることをフラックスが防ぐ。よ
って、溶融状半田中における粉末粒子のゆきわたりやす
さが飛躍的に向上し、溶融状半田中に粉末を入れて攪拌
すれば、各粒子が均一に分散し、得られたインゴッドに
おける粒子密度が均一化する。
【００１１】
【実施例】以下、本発明製造方法の一実施例を、図１を
参照して説明する。図１（イ）は、半田よりも高融点の
材質、例えばＣｕ，Ｎｉ，Ｍｏ，Ｗ，セラミック，アル
ミナ，ガラス，ＢＮ等の粉体からなる粉末ａを表す。
参照して説明する。図１（イ）は、半田よりも高融点の
材質、例えばＣｕ，Ｎｉ，Ｍｏ，Ｗ，セラミック，アル
ミナ，ガラス，ＢＮ等の粉体からなる粉末ａを表す。
【００１２】（第１工程…図１ (ロ) ）上記の粉末ａ
を、半田とぬれ易い金属（Ｎｉ，Ｃｕ，Ａｕ，Ａｇ等）
のイオンを含んだ溶液中に浸漬せしめて、周知な電気メ
ッキ，無電解メッキ法によりメッキ処理するをもって、
各粒子a1，a1…の表面に前記金属（Ｎｉ，Ｃｕ，Ａｕ，
Ａｇ等）の膜を形成する。
を、半田とぬれ易い金属（Ｎｉ，Ｃｕ，Ａｕ，Ａｇ等）
のイオンを含んだ溶液中に浸漬せしめて、周知な電気メ
ッキ，無電解メッキ法によりメッキ処理するをもって、
各粒子a1，a1…の表面に前記金属（Ｎｉ，Ｃｕ，Ａｕ，
Ａｇ等）の膜を形成する。
【００１３】（第２工程…図１ (ハ) ）表面に前記金属
膜を形成した各粒子a1，a1…をフラックスｂと一緒に練
り、各粒子a1，a1…表面をフラックス処理することで、
金属膜表面に酸化膜が成形されることを防ぐ。これによ
り得られた粒子a1は、表面に半田とぬれ易い金属膜を有
すると共に、その金属膜表面に酸化膜が形成されること
をフラックス膜が防ぐことから、溶融状半田ｃ’中にお
けるゆきわたりやすさが飛躍的に向上する。
膜を形成した各粒子a1，a1…をフラックスｂと一緒に練
り、各粒子a1，a1…表面をフラックス処理することで、
金属膜表面に酸化膜が成形されることを防ぐ。これによ
り得られた粒子a1は、表面に半田とぬれ易い金属膜を有
すると共に、その金属膜表面に酸化膜が形成されること
をフラックス膜が防ぐことから、溶融状半田ｃ’中にお
けるゆきわたりやすさが飛躍的に向上する。
【００１４】（第３工程…図１ (ニ) ， (ホ) ）各粒子
a1，a1…の表面に金属膜を有すると共にその表面をフラ
ックス処理した粉末ａを、フラックスｂと共に溶融状半
田ｃ’中に入れ、攪拌して各粒子a1，a1…を溶融状半田
ｃ’中に均一に分散させ、インゴッド成形用の母材ｄ’
を得る。溶融状半田ｃ’は、PbSn，PbAgSn等の周知な材
料からなる半田ｃを加熱して半溶融状としたものであ
る。
a1，a1…の表面に金属膜を有すると共にその表面をフラ
ックス処理した粉末ａを、フラックスｂと共に溶融状半
田ｃ’中に入れ、攪拌して各粒子a1，a1…を溶融状半田
ｃ’中に均一に分散させ、インゴッド成形用の母材ｄ’
を得る。溶融状半田ｃ’は、PbSn，PbAgSn等の周知な材
料からなる半田ｃを加熱して半溶融状としたものであ
る。
【００１５】（第４工程…図１ (ヘ) ， (ト) ）前記工
程で得られた母材ｄ’を適宜な型Ｋに流し込み、冷却，
固化させる。固化後、型Ｋから取り出して、半田ｃ内に
おける粉末ａの粒子密度が均一なインゴッドｄを得る。
程で得られた母材ｄ’を適宜な型Ｋに流し込み、冷却，
固化させる。固化後、型Ｋから取り出して、半田ｃ内に
おける粉末ａの粒子密度が均一なインゴッドｄを得る。
【００１６】以上のようにして得られた複合半田インゴ
ッドｄは、図２に示すように、押出し成形等の周知な成
形方法により適宜形状の基材を作製し、さらにこれを圧
延処理する工程を経て、製品（複合半田）に成形され
る。この複合半田は、例えば図３（ａ）に示すペレット
状或いはリボン状，（ｂ）に示すテープ状や、或いは不
図示のペレット状，ワイヤ状等の所望形状に作製され、
上記半田ｃからなる半田本体１中に、粉末ａの各粒子a
1，a1…が均一に分散している。
ッドｄは、図２に示すように、押出し成形等の周知な成
形方法により適宜形状の基材を作製し、さらにこれを圧
延処理する工程を経て、製品（複合半田）に成形され
る。この複合半田は、例えば図３（ａ）に示すペレット
状或いはリボン状，（ｂ）に示すテープ状や、或いは不
図示のペレット状，ワイヤ状等の所望形状に作製され、
上記半田ｃからなる半田本体１中に、粉末ａの各粒子a
1，a1…が均一に分散している。
【００１７】この様にして得られたペレット形状の複合
半田Ａを用いて、半導体チップＸを基板Ｙ上に固定する
場合について、図４を参照して説明する。
半田Ａを用いて、半導体チップＸを基板Ｙ上に固定する
場合について、図４を参照して説明する。
【００１８】まず、前述の如く作製した複合半田Ａにお
ける半田本体１の先端部分を基板Ｙに近付け（図４
(イ) ）、該部分を加熱，溶融するせしめて、適量の溶
融状半田１’を基板Ｙ上に載せる（図４ (ロ) 〜 (ハ)
）。この時、半田本体１内に含有せる粉末ａの各粒子a
1，a1…が、部分的に偏在するようなことなく、溶融状
半田１’中にて均一に分散する。
ける半田本体１の先端部分を基板Ｙに近付け（図４
(イ) ）、該部分を加熱，溶融するせしめて、適量の溶
融状半田１’を基板Ｙ上に載せる（図４ (ロ) 〜 (ハ)
）。この時、半田本体１内に含有せる粉末ａの各粒子a
1，a1…が、部分的に偏在するようなことなく、溶融状
半田１’中にて均一に分散する。
【００１９】この状態で溶融状半田１’上に半導体チッ
プＸをセットすれば、該半田１’中の各粒子a1，a1…が
水平方向に整列して溶融状半田１’の厚み（高さ）を一
定に保持し、半導体チップを基板上に水平に固着せしめ
る（図４ (ニ) ）。
プＸをセットすれば、該半田１’中の各粒子a1，a1…が
水平方向に整列して溶融状半田１’の厚み（高さ）を一
定に保持し、半導体チップを基板上に水平に固着せしめ
る（図４ (ニ) ）。
【００２０】従って、半導体チップＸを基板Ｙに接続し
た状態において、その接続部分、即ち、固化後の複合半
田に部分的に薄肉な箇所が形成されず、該接続部分全域
で所定の熱サイクル強度を得られる。よって、温度変化
による半導体チップＸの剥離や導通不良が生じる虞れの
ない、信頼性の高い半導体装置Ｚが提供される。
た状態において、その接続部分、即ち、固化後の複合半
田に部分的に薄肉な箇所が形成されず、該接続部分全域
で所定の熱サイクル強度を得られる。よって、温度変化
による半導体チップＸの剥離や導通不良が生じる虞れの
ない、信頼性の高い半導体装置Ｚが提供される。
【００２１】尚、複合半田は前述の形状のものに限定さ
れず、例えば、シート状に作製して使用時に所望寸法の
チップ状に切断したり、若しくは予めチップ状に成形す
るなど、その外観形状については任意である。
れず、例えば、シート状に作製して使用時に所望寸法の
チップ状に切断したり、若しくは予めチップ状に成形す
るなど、その外観形状については任意である。
【００２２】また、上記説明では半導体チップＸを基板
Ｙ上に固定するための接合材料について説明したが、本
発明に係る複合半田はこれに限定されず、各種電子部品
の接続に使用可能であり、接続しようとする二部材の大
きさに合わせて半田本体や粉末の大きさ，形状等を適宜
に変更するものである。
Ｙ上に固定するための接合材料について説明したが、本
発明に係る複合半田はこれに限定されず、各種電子部品
の接続に使用可能であり、接続しようとする二部材の大
きさに合わせて半田本体や粉末の大きさ，形状等を適宜
に変更するものである。
【００２３】尚、図１，４，５においては便宜上、粉末
ａの各粒子a1，a1…を拡大して表したが、実際には図
３，６に示すような直径20μ，50μ，100 μといった極
微小なものであることは、いうまでもない。
ａの各粒子a1，a1…を拡大して表したが、実際には図
３，６に示すような直径20μ，50μ，100 μといった極
微小なものであることは、いうまでもない。
【００２４】
【発明の効果】本発明の製造方法によれば、半田より高
融点な粉末の粒子を、溶融状半田中に均一に分散させ
て、粒子密度が均一な複合半田インゴッドを成形でき、
そのインゴッドから作製する複合半田中の粒子密度を均
一なものとし得る。この複合半田を加熱，溶融せしめて
電子部品の接続を行えば、粉末の各粒子が接続しようと
する二部材間に均一に分散して、半田の厚み（高さ）を
均一に保持し、接続後における熱サイクル強度の低下を
より確実に防止する。
融点な粉末の粒子を、溶融状半田中に均一に分散させ
て、粒子密度が均一な複合半田インゴッドを成形でき、
そのインゴッドから作製する複合半田中の粒子密度を均
一なものとし得る。この複合半田を加熱，溶融せしめて
電子部品の接続を行えば、粉末の各粒子が接続しようと
する二部材間に均一に分散して、半田の厚み（高さ）を
均一に保持し、接続後における熱サイクル強度の低下を
より確実に防止する。
【００２５】従って、所定の熱サイクル強度を備えた信
頼性の高い半導体装置の提供に際し、該半導体装置の作
製に必要不可欠な複合半田を得るための半田インゴッド
の製造に極めて有用である。
頼性の高い半導体装置の提供に際し、該半導体装置の作
製に必要不可欠な複合半田を得るための半田インゴッド
の製造に極めて有用である。
【図１】本発明に係る半田インゴッド製造方法の一実施
例を表す簡略図。
例を表す簡略図。
【図２】本発明方法で得られた半田インゴッドを用いて
複合半田を作製する過程を表すブロック図。
複合半田を作製する過程を表すブロック図。
【図３】本発明で得られた半田インゴッドから作製した
複合半田の斜視図。
複合半田の斜視図。
【図４】図３(a) に係る複合半田の使用方法を説明する
断面図。
断面図。
【図５】従来の複合半田インゴッドの製造方法を表す簡
略図。
略図。
【図６】従来方法で得られたインゴッドから作製した複
合半田の使用状態を表す断面図。
合半田の使用状態を表す断面図。
ａ：粉末 a1：粒子 ｂ：
フラックス ｃ：半田 ｄ：インゴッド Ａ：複合半田 １：半田本体 Ｘ：半導体チップ Ｙ：基板 Ｚ：
半導体装置
フラックス ｃ：半田 ｄ：インゴッド Ａ：複合半田 １：半田本体 Ｘ：半導体チップ Ｙ：基板 Ｚ：
半導体装置
Claims (1)
- 【請求項１】 半田よりも高融点の材質からなる粉末の
夫々の粒子表面に、半田とぬれ易い金属の膜を形成し、
これら粒子をフラックスと一緒に練ったものを溶融状半
田中に入れ、該溶融状半田を攪拌して前記各粒子を分散
させた後、冷却，固化させることを特徴とする複合半田
用インゴットの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4194096A JPH0631486A (ja) | 1992-07-21 | 1992-07-21 | 複合半田インゴットの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4194096A JPH0631486A (ja) | 1992-07-21 | 1992-07-21 | 複合半田インゴットの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0631486A true JPH0631486A (ja) | 1994-02-08 |
Family
ID=16318884
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4194096A Pending JPH0631486A (ja) | 1992-07-21 | 1992-07-21 | 複合半田インゴットの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0631486A (ja) |
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1992
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