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JP2007081141A - Cu core ball and manufacturing method thereof - Google Patents

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JP2007081141A
JP2007081141A JP2005267220A JP2005267220A JP2007081141A JP 2007081141 A JP2007081141 A JP 2007081141A JP 2005267220 A JP2005267220 A JP 2005267220A JP 2005267220 A JP2005267220 A JP 2005267220A JP 2007081141 A JP2007081141 A JP 2007081141A
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JP
Japan
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core ball
core
plating
alloy
based film
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Application number
JP2005267220A
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Japanese (ja)
Inventor
Yukihiro Yamamoto
幸弘 山本
Masamoto Tanaka
将元 田中
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Nippon Steel Chemical and Materials Co Ltd
Original Assignee
Nippon Steel Materials Co Ltd
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Publication date
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Abstract

【課題】適切な下地層を形成したCuコアボール及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】Cuを主成分とする芯ボール1とその表面にSn系皮膜3を有するCuコアボールであって、前記芯ボールとSn系皮膜の間に6質量%超15質量%以下のPを含有するNi−P非晶質合金下地層2を有することを特徴とするCuコアボール、及びその製造方法である。これにより、150℃500時間の耐熱試験でのシェア強度低下率の小さい信頼性の高いCuコアボールとすることができる。
【選択図】図1
To provide a Cu core ball on which an appropriate underlayer is formed and a method for producing the same.
A Cu core ball having a core ball 1 containing Cu as a main component and an Sn-based coating 3 on the surface thereof, and more than 6 mass% and not more than 15 mass% of P between the core ball and the Sn-based coating. A Cu core ball characterized by having an Ni—P amorphous alloy underlayer 2 containing Ni, and a method for manufacturing the same. Thereby, it can be set as the reliable Cu core ball | bowl with a small shear strength fall rate in the 150 degreeC 500-hour heat test.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、半導体装置の入出力端子用バンプに用いられる複合マイクロボールに関し、特にCuコア半田ボールとその製造方法に関する。   The present invention relates to a composite microball used for input / output terminal bumps of a semiconductor device, and more particularly to a Cu core solder ball and a manufacturing method thereof.

次世代高密度パッケージでは、多ピン化・狭ピッチ化が進み、いずれは200〜120μm以下のピッチが必要となると予測されている。そうなると、実装密度の高まりにより、チップサイズパッケージ(CSP)やベアチップ実装での電極の信頼性の確保が重大な課題となる。その際に、半導体装置の入出力端子として用いられるのが、複合マイクロボールである。複合マイクロボールは、フリップチップ接合時に内部のコアボールがリフロー温度で溶融することが無く、チップとプリント基板(PCB)との距離が保たれ、高い接合信頼性が得られる。製造法としては、一般にめっき法が用いられている。しかし、コアボールとなる材料の径が200μm以下となると、めっき時にぶどうの房のように貼り付いてしまう傾向が強く、均一な撹拌・低電流量による長時間に渡るめっき時間という具合に、長時間とコストのかかる作業である。   In next-generation high-density packages, the number of pins and the pitch are reduced, and it is predicted that a pitch of 200 to 120 μm or less will be required. Then, as the mounting density increases, ensuring the reliability of the electrodes in chip size package (CSP) and bare chip mounting becomes a serious issue. At that time, a composite microball is used as an input / output terminal of the semiconductor device. In the composite microball, the inner core ball does not melt at the reflow temperature at the time of flip chip bonding, the distance between the chip and the printed circuit board (PCB) is maintained, and high bonding reliability is obtained. As a manufacturing method, a plating method is generally used. However, when the diameter of the core ball material is 200 μm or less, it tends to stick like a bunch of grapes at the time of plating, and the plating time over a long time due to uniform stirring and low current amount is long. This is a time consuming and expensive operation.

また、チップ上に回路が密集しているため、半導体装置から発生する熱に対する耐熱性も保証する必要がある。   In addition, since circuits are densely arranged on the chip, it is necessary to guarantee heat resistance against heat generated from the semiconductor device.

半導体素子の接合端子特に内部電極として使用するので、ヒートサイクルに対し信頼性のある半導体パッケージとするために、銅コア半田ボールが相応しく、直径0.04〜0.1mmのCuコアの周りにPbSn、CuSn、AgSn、SnZn、SnBi、Biの半田をコーティングすることが提案されている。Cu周りには、Cu拡散防止のバリア膜としてニッケル電気めっき、半田層にはSn無電解めっきも提案されている(特許文献1、特許文献2)。同様の目的で、タングステンコアボールも半田めっきしたボールとして提案されている(特許文献3)。半田との濡れ性や後の熱履歴における脆性化合物形成防止のため、Cuコアボールを電気Ni下地膜又は無電解Ni−B膜をめっき後、小さな穴の開いた黒鉛板に、Cuコアと一定の量の半田線材の切った小片を入れ、加熱し半田被覆ボールを得る方法が提案されている(特許文献4)。バリア膜としてNi−P膜を使用したCuコア半田ボールの例については、余り取上げられておらず、半田濡れ性が良くないと言われている(特許文献4)。コアとして銅、金、又は、これらの内の少なくとも一種類を含む合金を選び、電気Niめっき下地膜、Snめっき膜、Agめっき膜の構造を作り上げたもの(特許文献5)もある。また、Cuコアボールを用いずに、これと同等の高温耐久性を得るために半田成分(Sn−Pb)にCuを含有させた半田ボールも提案されている(特許文献6)。   Since it is used as a junction terminal of a semiconductor element, particularly as an internal electrode, a copper core solder ball is suitable for making a semiconductor package reliable for heat cycle, and a PbSn around a Cu core having a diameter of 0.04 to 0.1 mm. It has been proposed to coat a solder of CuSn, AgSn, SnZn, SnBi and Bi. Around the Cu, nickel electroplating is proposed as a barrier film for preventing Cu diffusion, and Sn electroless plating is proposed as a solder layer (Patent Documents 1 and 2). For the same purpose, a tungsten core ball has also been proposed as a solder plated ball (Patent Document 3). In order to prevent the formation of brittle compounds in the wettability with solder and subsequent thermal history, Cu core balls are plated with an electric Ni underlayer film or electroless Ni-B film, and then fixed on the graphite plate with small holes and the Cu core. A method has been proposed in which a small piece of solder wire of the amount is put and heated to obtain a solder-coated ball (Patent Document 4). An example of a Cu core solder ball using a Ni-P film as a barrier film is not so much taken up and is said to have poor solder wettability (Patent Document 4). There is also one in which copper, gold, or an alloy containing at least one of these is selected as the core, and a structure of an electric Ni plating base film, an Sn plating film, and an Ag plating film is created (Patent Document 5). Also, a solder ball in which Cu is contained in a solder component (Sn—Pb) has been proposed in order to obtain a high temperature durability equivalent to this without using a Cu core ball (Patent Document 6).

特開平11−74311号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-74311 特開平10−163404号公報JP-A-10-163404 特開平11−135570号公報JP-A-11-135570 特開2000−195889号公報JP 2000-195889 A 特開2001−319994号公報JP 2001-319994 A 特開2001−274275号公報JP 2001-274275 A

Ni系下地層を形成した場合、NiがCuの拡散防止効果を持つと言われている。しかし、バリア膜としてNi−P膜を使用したCuコア半田ボールは、半田濡れ性が良くないと言われている。また、Ni−B膜の利用もあるが、還元剤として用いられるボロン系化合物はNi−P系のリン化合物の2〜4倍程度高価格である。   When a Ni-based underlayer is formed, it is said that Ni has a Cu diffusion preventing effect. However, it is said that a Cu core solder ball using a Ni-P film as a barrier film does not have good solder wettability. Although a Ni-B film is also used, a boron compound used as a reducing agent is about 2 to 4 times more expensive than a Ni-P phosphorus compound.

そこで、本発明は、上述した課題を解決するために、適切な下地層を形成したCuコアボール及びその製造方法を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a Cu core ball on which an appropriate underlayer is formed and a method for manufacturing the same in order to solve the above-described problems.

本発明の要旨は、以下のとおりである。   The gist of the present invention is as follows.

第1の発明は、Cuを主成分とする芯ボールとその表面にSn系皮膜を有するCuコアボールであって、前記芯ボールとSn系皮膜の間に6質量%超15質量%以下のPを含有するNi−P非晶質合金下地層を有するCuコアボールである。   A first invention is a core ball having Cu as a main component and a Cu core ball having a Sn-based film on the surface thereof, and more than 6 mass% and not more than 15 mass% of P between the core ball and the Sn-based film. Cu core ball having a Ni—P amorphous alloy underlayer containing Ni.

第2の発明は、下地層のSn系皮膜側表面に凸凹を有する第1の発明に記載のCuコアボールである。   2nd invention is Cu core ball | bowl as described in 1st invention which has unevenness in the Sn system membrane | film | coat side surface of a base layer.

第3の発明は、前記下地層の厚さが0.001〜15μmである第1又は第2の発明に記載のCuコアボールである。   3rd invention is Cu core ball | bowl as described in 1st or 2nd invention whose thickness of the said foundation | substrate layer is 0.001-15 micrometers.

第4の発明は、Sn系皮膜が、SnとAg、Cu、P、B、Ni、Bi、Zn、、Pd、Auから選ばれる1種以上との合金である第1の発明に記載のCuコアボールである。   A fourth invention is the Cu according to the first invention, wherein the Sn-based film is an alloy of Sn and one or more selected from Ag, Cu, P, B, Ni, Bi, Zn, Pd, and Au. It is a core ball.

第5の発明は、前記Sn系皮膜が、Sn層とAg、Cu、P、B、Ni、Bi、Zn、、Pd、Auから選ばれる1種以上の金属層、合金層又はSn合金層の1種又は2種以上との2層以上の多層皮膜である第1の発明に記載のCuコアボールである。   According to a fifth aspect of the present invention, the Sn-based film comprises an Sn layer and one or more metal layers, alloy layers, or Sn alloy layers selected from Ag, Cu, P, B, Ni, Bi, Zn, Pd, and Au. It is Cu core ball | bowl as described in 1st invention which is a multilayer coating of 2 or more layers with 1 type or 2 types or more.

第6の発明は、Sn系皮膜の厚さが1〜50μmである第1、第3又は第4の発明に記載のCuコアボールである。   6th invention is Cu core ball | bowl as described in 1st, 3rd or 4th invention whose thickness of Sn system membrane | film | coat is 1-50 micrometers.

第7の発明は、前記芯ボールの成分が、99質量%以上のCuである第1の発明に記載のCuコアボールである。   7th invention is Cu core ball | bowl as described in 1st invention whose component of the said core ball is 99 mass% or more of Cu.

第8の発明は、前記芯ボールの成分が、CuとZn、Sn、P、Ni、Au、Mo、Wの内の1種以上との合金である第1の発明に記載のCuコアボールである。   An eighth invention is the Cu core ball according to the first invention, wherein the component of the core ball is an alloy of Cu and one or more of Zn, Sn, P, Ni, Au, Mo, and W. is there.

第9の発明は、前記芯ボールの直径が1〜1000μmである第1、第6又は第7の発明に記載のCuコアボールである。   A ninth invention is the Cu core ball according to the first, sixth or seventh invention, wherein the core ball has a diameter of 1-1000 μm.

第10の発明は、Cuを主成分とする芯ボールの表面に6質量%超15質量%以下のPを含有するNi−P非晶質合金下地層を形成した後、Sn系皮膜を形成するCuコアボールの製造方法であって、前記Sn系皮膜を形成する際に、回転駆動され内部に陰極リードを備えたバレルの中に前記下地層を有するコアボールを入れ、そのバレルの周面近辺にアノードを備えたSn系めっき浴中で、電気めっき時の印加電圧を0.1〜2.0Vの所定値に維持したまま、電流値が電解開始時の電流値の1/3以下に低下するまで、バレルの回転の他に撹拌手段を加えて撹拌をして、電気めっきによる前記コアボール同士の凝集を防止し、一旦電流値が低下した後は、印加電圧の調節により凝集が出ない電流値まで上げると共に、バレルの回転のみの撹拌として、所定の皮膜厚みまで電気めっきすることを特徴とするCuコアボールの製造方法である。   According to a tenth aspect of the present invention, an Sn-based film is formed after forming a Ni-P amorphous alloy underlayer containing more than 6 mass% and 15 mass% or less P on the surface of a core ball containing Cu as a main component. A method of manufacturing a Cu core ball, wherein when forming the Sn-based film, the core ball having the base layer is placed in a barrel that is rotationally driven and has a cathode lead therein, and the vicinity of the peripheral surface of the barrel In an Sn-based plating bath equipped with an anode, the current value decreased to 1/3 or less of the current value at the start of electrolysis while maintaining the applied voltage during electroplating at a predetermined value of 0.1 to 2.0 V. Until then, stirring is performed by adding stirring means in addition to the rotation of the barrel to prevent aggregation of the core balls due to electroplating, and once the current value has decreased, aggregation does not occur by adjusting the applied voltage. As well as increasing the current value, only rotating the barrel A 拌 a method of manufacturing a Cu core ball, characterized in that the electroplating to a predetermined film thickness.

第11に発明は、前記Ni−P非晶質合金下地層の形成方法が無電解めっき法である第9の発明に記載のCuコアボールの製造方法である。   The eleventh aspect of the present invention is the method for producing a Cu core ball according to the ninth aspect, wherein the formation method of the Ni—P amorphous alloy underlayer is an electroless plating method.

第12の発明は、前記Ni−P非晶質合金下地層の形成方法が電解めっき法である第9の発明に記載のCuコアボールの製造方法である。   A twelfth aspect of the invention is a method for producing a Cu core ball according to the ninth aspect of the invention, wherein the formation method of the Ni—P amorphous alloy underlayer is an electrolytic plating method.

第13の発明は、第1〜第9に記載のいずれかのCuコアボールをバンプに用いてなる半導体装置である。   A thirteenth aspect of the invention is a semiconductor device using any one of the first to ninth Cu core balls as a bump.

本発明のCuコアボールは、150℃500時間の耐熱試験でのシェア強度低下率の小さい信頼性の高いCuコアボールであり、また、本発明のCuコアボールの製造方法は、微粒子のバレルめっきの際に生じ易い、微粒子同士の貼り付きを無くし、比較的短時間でスムーズに効率良くめっき皮膜を成長できる。   The Cu core ball of the present invention is a highly reliable Cu core ball with a small reduction in shear strength in a heat resistance test at 150 ° C. for 500 hours, and the method for producing the Cu core ball of the present invention includes fine particle barrel plating. In this case, it is possible to eliminate the sticking between fine particles, which is likely to occur, and to grow a plating film smoothly and efficiently in a relatively short time.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the following embodiments.

本発明によるCuコアボールは、Cuを主成分とする芯ボール(以下コアとも称する)、そのコアを取り囲んで所定の下地膜、そして、その上にSn系皮膜を有するものとする。ここで、Sn系皮膜は、Sn系合金の一層の皮膜であっても良いし、Snと他の合金成分やSn合金の多層皮膜であっても良い。Snと他の合金成分やSn合金との多層皮膜とする場合は、基板電極上にCuコアボールのバンプを形成するためのリフロー工程において、Snと他の合金成分やSn合金とが溶融拡散し合って、均一な合金層を形成する。   The Cu core ball according to the present invention has a core ball containing Cu as a main component (hereinafter also referred to as a core), a predetermined base film surrounding the core, and an Sn-based film thereon. Here, the Sn-based coating may be a single-layer coating of Sn-based alloy, or may be a multilayer coating of Sn and other alloy components or Sn alloy. When a multilayer coating of Sn and other alloy components or Sn alloys is used, Sn and other alloy components or Sn alloys melt and diffuse in the reflow process for forming bumps of Cu core balls on the substrate electrodes. Accordingly, a uniform alloy layer is formed.

図1に本発明による一実施形態のCuコアボールの断面模式図を示す。図1に示したCuコアボールは、中心にあるのがCuを主成分とする芯ボール(コア)1である。その周りに下地膜の金属または金属合金材料2、その周りに半田材料3、さらにその周りに別の半田材料4となる。半田材料4は無い場合もあり、例えば、半田がSn合金のみの場合である。   FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of a Cu core ball according to an embodiment of the present invention. In the Cu core ball shown in FIG. 1, a core ball (core) 1 having Cu as a main component is at the center. A metal or metal alloy material 2 of the base film is formed around it, a solder material 3 is formed around it, and another solder material 4 is formed around it. The solder material 4 may be absent, for example, when the solder is only Sn alloy.

コアボールの成分は、Cuが主成分(即ち、Cuの含有率が50質量%以上)であれば特に限定するものではないが、Cu含有率99質量%以上のボール、又はCuとZn、Sn、P、Ni、Au、Mo、Wの内の1種以上との合金のボールである場合が使用し易い。Cu含有率が低過ぎると折角のCuの持つ熱伝導性や電気伝導性が失われてしまう。   The component of the core ball is not particularly limited as long as Cu is the main component (that is, the Cu content is 50% by mass or more), but the ball having a Cu content of 99% by mass or more, or Cu and Zn, Sn , P, Ni, Au, Mo, and W are easy to use in the case of an alloy ball with one or more of them. If the Cu content is too low, the thermal conductivity and electrical conductivity of the corner Cu will be lost.

コアボールの直径については、1〜1000μmが好ましい。これより小さいと取り扱いは困難で、現実的な大きさではない。1000μm径より大きいと、微細ボールの範疇には入らない。主として直径40〜200μmが今後の使用が見込まれる大きさである。   About the diameter of a core ball, 1-1000 micrometers is preferable. If it is smaller than this, handling is difficult and it is not a realistic size. If the diameter is larger than 1000 μm, it does not fall within the category of fine balls. A diameter of 40 to 200 μm is a size that is expected to be used in the future.

本発明の特徴である下地層は、6質量%超15質量%以下のPを含有するNi−P非晶質合金下地層である。Pの含有率が6質量%以下であると、非晶質とはならず結晶質のNiがCuの拡散を阻止する。そのためNi−P膜の外側のSn系皮膜中で界面反応層((Ag,Ni)Sn3合金)が成長し、シェア強度が低下する。P含有率が6質量%を超えると、Niによるバリア効果が充分ではないので、Cuが僅かずつNi−P膜を通過してSn系皮膜中に拡散するので、上述の界面反応層の生成を抑制する。Sn系皮膜としての半田が例えばSn−3.5Agであれば、Cuとの間で成長の遅いCu6Sn5系の金属間化合物ができる。この金属間化合物により、150℃500時間以上の耐熱試験でシェア強度の低下は非常に少なくなる。このような下地Ni−P膜の作用により、高温環境下でのシェア強度の減少率が小さくなるものと考えられる。したがって、高温信頼性が高くなる。P含有量が15質量%を超えるNi−P膜は工業的にまだ作られていない。結晶質のNi系下地層でも厚みが薄い場合、例えば0.001μm未満ではCuが拡散しSn系皮膜中にしみ出て来ることがある。しかし、余りに薄いメッキ膜は制御し難く、安定して極薄結晶質Ni系下地層を形成することは困難である。 The underlayer which is a feature of the present invention is a Ni—P amorphous alloy underlayer containing P of more than 6 mass% and 15 mass% or less. When the P content is 6% by mass or less, the amorphous Ni does not become amorphous but the crystalline Ni prevents diffusion of Cu. Therefore, an interface reaction layer ((Ag, Ni) Sn 3 alloy) grows in the Sn-based film outside the Ni—P film, and the shear strength decreases. When the P content exceeds 6% by mass, the barrier effect due to Ni is not sufficient, and Cu gradually passes through the Ni-P film and diffuses into the Sn-based film. Suppress. If the solder as the Sn-based film is, for example, Sn-3.5Ag, a Cu 6 Sn 5 -based intermetallic compound that grows slowly with Cu can be formed. With this intermetallic compound, the decrease in shear strength is extremely reduced in a heat resistance test at 150 ° C. for 500 hours or longer. It is considered that the rate of decrease in the shear strength under a high temperature environment is reduced by the action of such a base Ni—P film. Therefore, high temperature reliability is improved. An Ni-P film having a P content exceeding 15% by mass has not yet been produced industrially. If the crystalline Ni-based underlayer is thin, for example, if it is less than 0.001 μm, Cu may diffuse and ooze into the Sn-based film. However, it is difficult to control a too thin plating film, and it is difficult to stably form an ultrathin crystalline Ni-based underlayer.

そして、下地層のSn系皮膜側表面に凸凹を有することが好ましい。Sn系皮膜が凸凹をある程度埋めながら製膜されるため、アンカー効果が働き、皮膜密着性が確保される。   And it is preferable to have unevenness in the Sn system film side surface of a foundation layer. Since the Sn-based film is formed while filling the unevenness to some extent, the anchor effect works and the film adhesion is ensured.

下地層の厚さは0.001〜15μmであり、これより薄いと効果が無く、15μmより厚いと界面反応層抑制効果が飽和すると共に処理コストが増大する。好ましくは0.5〜2μmである。   The thickness of the underlayer is 0.001 to 15 μm, and if it is thinner than this, there is no effect, and if it is thicker than 15 μm, the interface reaction layer suppressing effect is saturated and the processing cost increases. Preferably it is 0.5-2 micrometers.

なお、我々の検討結果ではNi−P膜の半田濡れ性が劣ってはいなかった。   In our study results, the solder wettability of the Ni-P film was not inferior.

電気NiめっきやNi−Bめっきの下地層では、めっき表面が平坦で、Sn系めっき層のアンカー効果は期待できない。Ni−Bでは、一般にBは0.2%程度の含有率であり、量的に考えてもバリア性は薄いと考えられる。   In the ground layer of electric Ni plating or Ni-B plating, the plating surface is flat, and the anchor effect of the Sn-based plating layer cannot be expected. In Ni-B, the content of B is generally about 0.2%, and it is considered that the barrier property is thin even in terms of quantity.

Sn系皮膜の成分は、SnとAg、Cu、P、B、Ni、Bi、Zn、Pd、Auから選ばれる1種以上との合金である。また、Sn系皮膜が、Sn層とAg、Cu、P、B、Ni、Bi、Zn、Pd、Auから選ばれる1種以上の金属層、合金層又はSn合金層の1種又は2種以上との2層以上の多層皮膜であることもある。多層皮膜とした場合は、バンプ形成時のリフロー工程において、多層皮膜が溶融混合して、全体として均一なSn系半田合金となる。上記の元素は一般にSnと合金をつくる元素であり、半田材料として使用されるものである。また含有率は、それぞれの元素により異なるが、0.1〜30質量%である。   The component of the Sn-based film is an alloy of Sn and one or more selected from Ag, Cu, P, B, Ni, Bi, Zn, Pd, and Au. In addition, the Sn-based film is an Sn layer and at least one metal layer selected from Ag, Cu, P, B, Ni, Bi, Zn, Pd, and Au, an alloy layer, or an Sn alloy layer. And may be a multilayer coating of two or more layers. In the case of a multilayer coating, the multilayer coating melts and mixes in the reflow process at the time of bump formation, resulting in a uniform Sn-based solder alloy as a whole. The above elements are generally elements that form an alloy with Sn, and are used as solder materials. Moreover, although content rate changes with each elements, it is 0.1-30 mass%.

そして、Sn系皮膜の厚さは1〜50μmであることが好ましい。この範囲より薄いと半田として役に立たない。50μmより厚いとCuボールの大きさと比較して厚過ぎて、バンプ形成時に溶融流出して隣接する電極やバンプ等と接触する恐れがある。   And it is preferable that the thickness of a Sn-type membrane | film | coat is 1-50 micrometers. If it is thinner than this range, it will not be useful as solder. If it is thicker than 50 μm, it is too thick as compared with the size of the Cu ball, and there is a possibility that it melts and flows out at the time of bump formation and comes into contact with an adjacent electrode or bump.

次に、本発明のCuコアボールの製造方法について説明する。   Next, the manufacturing method of the Cu core ball of the present invention will be described.

直径が1〜1000μmの所望径のCuボールを用意する。このCuボールの成分は、99質量%以上のCu、又は、CuとZn、Sn、P、Ni、Auの内の1種以上との合金を選ぶことができる。また、ダミーボールも用意する。ダミーボールの径と量は特に指定は無く、めっき装置に合った径と量を選べばよい。ダミーボールの選定基準としては、よく撹拌できるものであれば十分であり、直径0.8〜5mm程度が手頃である。単一径でも何種類か直径の異なるものを混ぜても良い。材質は特に問わないが、鉄球が安価で扱い易いものであるため好適である。場合によっては、セラミックス製、銅製、ガラス製等でも良い。鉄球は、購入した状態では錆止めに油が付いているので、十分にアルカリ脱脂を行なう。アセトン等の有機溶剤で洗浄しても良い。市販の脱脂液を使用しても良い。また、一般の洗剤も使用できる。次に、表面酸化膜の除去のため希硫酸で30秒〜5分間活性化処理を行なう。Cuコアボールも同一のアルカリ脱脂と同一の活性化処理をする。ダミーボールは、めっきする微粒子と一緒にバレルめっき浴に入れ、Cuコア同士が団子状にならない様にする。   A Cu ball having a desired diameter of 1 to 1000 μm is prepared. As the component of the Cu ball, 99% by mass or more of Cu or an alloy of Cu and one or more of Zn, Sn, P, Ni, and Au can be selected. A dummy ball is also prepared. The diameter and quantity of the dummy ball are not particularly specified, and the diameter and quantity suitable for the plating apparatus can be selected. As a selection criterion for the dummy ball, it is sufficient if it can be well stirred, and a diameter of about 0.8 to 5 mm is reasonable. A single diameter or several different diameters may be mixed. The material is not particularly limited, but is suitable because an iron ball is inexpensive and easy to handle. Depending on the case, it may be made of ceramics, copper, glass or the like. The iron ball is fully degreased because it is oiled with rust prevention when purchased. You may wash | clean with organic solvents, such as acetone. A commercially available degreasing solution may be used. A general detergent can also be used. Next, activation treatment is performed with dilute sulfuric acid for 30 seconds to 5 minutes to remove the surface oxide film. Cu core balls are also subjected to the same activation treatment as the same alkaline degreasing. The dummy balls are placed in a barrel plating bath together with fine particles to be plated so that the Cu cores do not form dumplings.

洗浄後、非晶質Ni−Pめっきをする。無電解めっきの場合は、Ni−Pめっき液にダミーボールとCuコアボールとを同時にめっき液に投入し、強撹拌する。1〜5分間で1〜2μm厚のめっき膜ができる。Ni−P無電解めっきの場合は、全て市販品の無電解めっき液を使用できる。Ni−P下地層中のP含有率が6質量%超15質量%以下となる無電解めっき浴組成、めっき条件を適宜選択すれば良い。Ni−P電気めっきの場合は、東京鍍金材料共同組合技術委員会編集、「めっき技術ガイドブック」359頁、昭和42年刊に記載があるように、ニッケル塩、亜リン酸、リン酸の混合溶液を使用してめっきを形成する。   After washing, amorphous Ni—P plating is performed. In the case of electroless plating, a dummy ball and a Cu core ball are simultaneously put into the plating solution in the Ni—P plating solution, and are vigorously stirred. A plating film having a thickness of 1 to 2 μm can be formed in 1 to 5 minutes. In the case of Ni-P electroless plating, all commercially available electroless plating solutions can be used. What is necessary is just to select suitably the electroless-plating bath composition and plating conditions in which P content rate in a Ni-P base layer will be more than 6 mass% and 15 mass% or less. In the case of Ni-P electroplating, a mixed solution of nickel salt, phosphorous acid and phosphoric acid, as described in the “Technical Guidebook for Plating Technology”, page 359, published in 1959, edited by the Technical Committee of the Tokyo Sheet Metal Cooperative Association To form the plating.

Ni−P下地層の厚さは0.001〜15μmとする。好ましくは、0.5〜2.0μm厚である。   The thickness of the Ni—P underlayer is 0.001 to 15 μm. Preferably, the thickness is 0.5 to 2.0 μm.

次に、Ni−P下地層を形成したCuコアボールにSn系皮膜を施す。Sn系皮膜としては、SnとAg、Cu、P、B、Ni、Bi、Zn、Pd、Auの内の1種類以上との半田合金の皮膜としても良いし、また、Sn層とAg、Cu、P、B、Ni、Bi、Zn、Pd、Auから選ばれる1種類以上の金属層、合金層又はSn合金層の1種又は2種以上との2層以上の多層皮膜としても良い。   Next, an Sn-based film is applied to the Cu core ball on which the Ni—P underlayer is formed. The Sn-based film may be a solder alloy film of Sn and Ag, Cu, P, B, Ni, Bi, Zn, Pd, or Au, or Sn layer and Ag, Cu. , P, B, Ni, Bi, Zn, Pd, Au may be used as a multilayer coating of two or more layers including one or more of metal layers, alloy layers, or Sn alloy layers.

Sn系皮膜の形成方法は、特に限定するものではないが、電気めっき法によるのが簡便で効率が良い。基本的なものとしてSnの電気めっきについて説明する。めっき液の基本組成は、硫酸第一錫を使用した硫酸系の錫めっき液である。この場合は、市販の光沢剤を添加しても良い。これで上記のNi−P合金めっきされたコアボールに錫めっきを行なう。めっき装置は、バレルめっき装置であれば特に限定するものではないが、斜め型バレルめっき装置が作業性の観点から好ましい。温度は常温である。その時の電流値の時間変化を図2(b)、(c)に示した。十分な撹拌が行なわれている状態での電流値である。ここで特徴的なのは、Ni−P下地層の場合は、錫のめっき開始時に非常に貼り付きが激しく、電流のオンオフと強い撹拌条件が必要である。しかし10分〜120分すると電流値が最初の設定の三分の一以下に下がり、貼り付きも無くなってしまうことを知見した。その後は、電流値を上げてめっき速度を上げてやれば、容易にめっき速度が上げられる。いずれの場合も電圧の最適範囲は、0.1〜2Vの所定値である。装置によっては内部抵抗のため、さらに高電圧が必要であろう。一応の目安としての電位差である。撹拌については、ダミーボールの使用やバレルの回転の他に撹拌手段を加えて撹拌をして、電気めっきによる前記コアボール同士の凝集を防止し、一旦電流値が低下した後は、印加電圧の調節により凝集が出ない電流値まで上げると共に、バレルの回転のみの撹拌として、所定の皮膜厚みまで電気めっきすると説明したが、バレルの回転以外による撹拌としては、超音波の発信子の利用、撹拌プロペラを入れての撹拌、丸棒で突っつく事で粒子の凝集を砕く撹拌がある。どれでも相応しい手段を選べばよい。   The method for forming the Sn-based film is not particularly limited, but the electroplating method is simple and efficient. The basic electroplating of Sn will be described. The basic composition of the plating solution is a sulfuric acid-based tin plating solution using stannous sulfate. In this case, a commercially available brightener may be added. Thus, tin plating is performed on the core ball plated with the Ni-P alloy. The plating apparatus is not particularly limited as long as it is a barrel plating apparatus, but an oblique barrel plating apparatus is preferable from the viewpoint of workability. The temperature is room temperature. The time change of the current value at that time is shown in FIGS. It is a current value in a state where sufficient stirring is performed. What is characteristic here is that, in the case of a Ni—P underlayer, sticking is very intense at the start of tin plating, and current on / off and strong stirring conditions are required. However, it was found that the current value dropped to one-third or less of the initial setting after 10 minutes to 120 minutes, and the sticking disappeared. Thereafter, the plating rate can be easily increased by increasing the current value and increasing the plating rate. In any case, the optimum voltage range is a predetermined value of 0.1 to 2V. Some devices may require higher voltages due to internal resistance. This is a potential difference as a guide. For stirring, in addition to the use of dummy balls and rotation of the barrel, stirring is performed by adding stirring means to prevent aggregation of the core balls due to electroplating. It has been explained that the electroplating is performed up to a predetermined film thickness as the stirring only by rotating the barrel and the current value is set so as not to agglomerate by adjustment. However, as stirring other than the rotation of the barrel, use of an ultrasonic transmitter, stirring There is agitation with a propeller and agitation to break up agglomeration of particles by sticking with a round bar. Any method should be chosen.

半田合金組成として、Sn系皮膜を例えばSn−Ag合金とするために、Snめっき層上にSn−Ag合金めっきを行っても良い。アルカノールスルホン酸系めっき液で市販品がある。ここで、他のAgめっき液を使用してもかまわない。常温で使用するものは、低コストを目標にしている。これを所定量めっきして、Sn層の付着量と合わせて、例えばSn−3.5%Agの組成とする。勿論、Sn単独めっきを行なわず、最初からSn−Ag合金めっきを行っても良い。また、Sn−Ag以外の半田合金組成としても良いことは言うまでもない。   As the solder alloy composition, Sn—Ag alloy plating may be performed on the Sn plating layer in order to make the Sn-based film into, for example, a Sn—Ag alloy. There are commercially available alkanol sulfonic acid plating solutions. Here, other Ag plating solutions may be used. Those that are used at room temperature are aimed at low cost. A predetermined amount of this is plated and combined with the amount of Sn layer deposited, for example, a composition of Sn-3.5% Ag. Of course, Sn-Ag alloy plating may be performed from the beginning without performing Sn single plating. It goes without saying that a solder alloy composition other than Sn-Ag may be used.

また、合金めっきが困難な半田組成であっても、各組成元素をそれぞれめっきすることで多層皮膜を形成すれば、バンプ形成時のリフロー工程で多層皮膜が溶融されることで所定の半田組成とできる利点がある。   Moreover, even if the solder composition is difficult to alloy, if a multilayer coating is formed by plating each composition element, the multilayer coating is melted in the reflow process at the time of bump formation. There are advantages you can do.

このようにして作製したCuコアボールは、バンプに用いると、表面に半田を有するので、半導体素子や基板に形成された電極との接合性に優れると共に、コアのCuボールがスペーサの役割を果たすため、基板と半導体素子の間隔を確実に一定値に保つことができる。   The Cu core ball produced in this way has solder on the surface when used for bumps, so that it has excellent bondability with semiconductor elements and electrodes formed on a substrate, and the core Cu ball serves as a spacer. Therefore, the distance between the substrate and the semiconductor element can be reliably maintained at a constant value.

直径150μmのCuボールを用意した。ダミーボールの鉄球(0.5mmから5.0mm径等各種あるが、装置に適したサイズを選ぶ。)は、購入した状態では錆止めに油が付いているので、十分にアルカリ脱脂を行なった。市販の脱脂液を使用した。次に、表面酸化膜の除去のため、10%希硫酸で3〜5分間活性化処理を行った。Cuボールも同一の活性化処理をした。洗浄後、Ni又はNi合金でめっきした。   A Cu ball having a diameter of 150 μm was prepared. The dummy ball iron balls (various sizes from 0.5mm to 5.0mm, etc., but choose a size suitable for the device) are fully degreased with alkali since the rust stopper is oiled when purchased. . A commercially available degreasing solution was used. Next, in order to remove the surface oxide film, activation treatment was performed with 10% dilute sulfuric acid for 3 to 5 minutes. Cu balls were also subjected to the same activation treatment. After washing, it was plated with Ni or Ni alloy.

Ni電気めっきの場合は、ワット浴を用いてCuボール30gに対し常温で電圧4Vの条件で0.5μm厚までバレルめっきした。   In the case of Ni electroplating, barrel plating was performed to a thickness of 0.5 μm on a Cu ball 30 g using a watt bath at room temperature and a voltage of 4V.

無電解めっきの場合は、Ni−Pめっき液又はNi−Bめっき液にダミーボールとCuコアとを同時にめっき液に投入し、強撹拌した。Cuボールとダミーボールの投入比は特に限定するものではなく、攪拌中満遍なく粒子が回っていれば良い。1〜5分間で1〜2μm厚のめっき膜ができた。無電解めっき液は、全て市販品を使用した。   In the case of electroless plating, a dummy ball and a Cu core were simultaneously added to the plating solution in the Ni—P plating solution or the Ni—B plating solution, and the mixture was vigorously stirred. The throwing ratio between the Cu ball and the dummy ball is not particularly limited, and it is sufficient that the particles rotate evenly during stirring. A plating film having a thickness of 1 to 2 μm was formed in 1 to 5 minutes. Commercially available products were used for all electroless plating solutions.

Ni−6.5%Pを使用したものを実施例1、Ni−11%Pを実施例2、電気Niめっきで下地膜形成したものを比較例1、無電解Ni−Bを使用したものを比較例2とする。NiめっきとNi−B系の場合はSn電気めっき開始時の電流値変化が類似していた。また、下地処理を行なわないものを比較例3とした。下地めっきを行なったCuコアボールのSEM写真での表面観察では、Ni−P系のめっきでは、ボール表面に凸凹があった。それ以外の電気Niめっき、無電解Ni−Bめっき、Cuコアそのままのボールは、表面が滑らかであった。なお、得られた各下地層をX線回折で調査したところ、スペクトルの半値幅からNi−P系は非晶質膜であり、Ni、Ni−B系は結晶質あることが判った。   Example 1 using Ni-6.5% P, Example 2 using Ni-11% P, Comparative Example 1 using Ni-B plating and Comparative Example 1 Using electroless Ni-B This is referred to as Comparative Example 2. In the case of Ni plating and Ni-B system, the current value change at the start of Sn electroplating was similar. In addition, Comparative Example 3 was not subjected to the ground treatment. According to the surface observation in the SEM photograph of the Cu core ball subjected to the base plating, the Ni-P plating had irregularities on the ball surface. The other electric Ni plating, electroless Ni-B plating, and the balls with the Cu core as they were had a smooth surface. When the obtained underlayers were examined by X-ray diffraction, it was found from the half width of the spectrum that the Ni—P system was an amorphous film and the Ni and Ni—B systems were crystalline.

Sn系皮膜層としては、Sn層とSn−Ag合金めっき層の2層めっきとした。まず、Snめっき層は、電気Snバレルめっきで25μm厚めっきした。硫酸第一錫を使用した硫酸系の錫めっき液(Sn濃度40g/L)である。この場合は、市販の光沢剤(トップセリーナMU、トップセリーナR:奥野製薬)10mL/Lを使用した。上記のNi又は、Ni−P、Ni−B合金の下地層を有するボール及びCuボールに錫めっきを行った。温度は常温で、錫の全めっき時間は4〜6時間であった。その時の電流値の時間変化を図2に示した。Ni下地層については示していないが、Ni−B下地層の場合と類似しており省略した。   As the Sn-based coating layer, a two-layer plating of a Sn layer and a Sn—Ag alloy plating layer was used. First, the Sn plating layer was plated with a thickness of 25 μm by electric Sn barrel plating. This is a sulfuric acid-based tin plating solution (Sn concentration 40 g / L) using stannous sulfate. In this case, a commercially available brightener (Top Serina MU, Top Serena R: Okuno Pharmaceutical) 10 mL / L was used. Tin plating was performed on the balls and Cu balls having the underlayer of Ni, Ni-P, or Ni-B alloy. The temperature was room temperature, and the total plating time of tin was 4 to 6 hours. The time change of the current value at that time is shown in FIG. The Ni underlayer is not shown, but is omitted because it is similar to the Ni-B underlayer.

ここで特徴的なのは、Ni−Pめっきの場合は、錫のめっき時に非常に貼り付きが激しかった。しかし10分〜120分すると電流値が下がり、貼り付きも無くなってしまうことを知見した。これで後は、電流値を上げてめっき速度を上げてやれば容易にめっき速度が上げられることが判った。Ni、Ni−B系の下地層を有するCuボールや直接CuボールにSnめっきした場合は、電流値の変化も無く貼り付きも少なかった。いずれの場合も電解開始電圧は、1Vとした。   What is characteristic here is that in the case of Ni-P plating, sticking was extremely intense during tin plating. However, it was found that the current value decreased and sticking disappeared after 10 to 120 minutes. Thereafter, it was found that the plating rate could be easily increased by increasing the current value to increase the plating rate. When Sn plating was applied to Cu balls having Ni or Ni-B base layers or directly to Cu balls, there was no change in current value and there was little sticking. In either case, the electrolysis start voltage was 1V.

Sn系皮膜層をSn−Ag合金とするために、第二層としてSn−Ag合金めっきを行った。アルカノールスルホン酸系めっき液で市販品(UTB TS 140BASE:石原薬品)である。60分弱めっきして、第一層のSn層と合わせて、全体でSn−3.5%Agとなるように調整した。   In order to make the Sn-based coating layer an Sn—Ag alloy, Sn—Ag alloy plating was performed as the second layer. It is a commercial product (UTB TS 140BASE: Ishihara Yakuhin) with an alkanol sulfonic acid plating solution. Plating was performed for 60 minutes, and the total was adjusted to Sn-3.5% Ag together with the first Sn layer.

Ni−P系の下地めっきの場合には、Cuを主成分とする芯ボールの表面にNi−P合金下地層を形成した後、Sn系合金皮膜を形成する際に、回転駆動され内部に陰極リードを備えたバレルの中に前記下地層を有するコアボールを入れ、そのバレルの周面近辺にアノードを備えたSn系めっき浴中で電気めっき時の電流値が、電解開始時の電流値の1/3以下に低下するまで激しく撹拌して前記コアボール同士の貼り付きを防止し、一旦電流値が低下した後、印加電圧の調節により凝集が出ない電流値まで上げて、所定の皮膜厚みまで電気めっきするという方法をとった。   In the case of Ni-P base plating, a Ni-P alloy base layer is formed on the surface of a core ball containing Cu as a main component, and then, when an Sn-based alloy film is formed, it is rotationally driven and has a cathode inside. A core ball having the base layer is placed in a barrel provided with a lead, and the current value at the time of electroplating in the Sn-based plating bath having an anode near the peripheral surface of the barrel is the current value at the start of electrolysis. Stir vigorously until it falls to 1/3 or less to prevent the core balls from sticking to each other, and once the current value has been lowered, it is raised to a current value that does not cause aggregation by adjusting the applied voltage to obtain a predetermined film thickness The method of electroplating was taken.

ここで撹拌については、バレルの回転の他に撹拌手段を加えて撹拌をして、電気めっきによるコアボール同士の凝集を防止し、一旦電流値が低下した後は、印加電圧の調節により凝集が出ない電流値まで上げると共に、バレルの回転のみの撹拌として、所定の皮膜厚みまで電気めっきすると説明したが、バレルの回転以外による撹拌としては、超音波の発信子の利用、撹拌プロペラを入れての撹拌、丸棒で突っつく事で粒子の凝集を砕く撹拌がある。どれでも相応しい手段を選べばよい。今回は、丸棒で突っつく事で粒子の凝集を砕く撹拌とした。   As for the stirring, in addition to the rotation of the barrel, stirring is performed by adding stirring means to prevent the core balls from aggregating due to electroplating. Once the current value has decreased, the agglomeration can be achieved by adjusting the applied voltage. It was explained that the electroplating was performed up to the specified film thickness as the stirring only for the rotation of the barrel while raising the current value so that it did not come out, but for the stirring other than the rotation of the barrel, the use of an ultrasonic transmitter, a stirring propeller was put in And agitation that breaks up the agglomeration of particles by sticking with a round bar. Any method should be chosen. This time, the agitation was performed by crushing the particles with a round bar.

結果を表1により説明する。それぞれの元素分析値、シェア強度、150℃500時間耐熱試験後でのシェア強度、シェア強度の減少率を表1に示した。シェア強度の測定は、開口径120μmのNi/AuのUBM(Under Bump Metal)上に水溶性フラックスを塗布し、作製したCuコア半田ボールを搭載し、250℃でリフローし、洗浄後ボール高さの下から3分の1のところでシェア強度を測定した。   The results are described in Table 1. Table 1 shows the respective elemental analysis values, shear strength, shear strength after a heat test at 150 ° C. for 500 hours, and the reduction rate of the shear strength. The shear strength is measured by applying a water-soluble flux on Ni / Au UBM (Under Bump Metal) with an opening diameter of 120 μm, mounting the prepared Cu core solder balls, reflowing at 250 ° C., and ball height after cleaning. The shear strength was measured at one third from the bottom.

Sn系皮膜層は、元素分析値からそれぞれSn−3.5±1.0%Agに収まっていることが判る。Ni膜の種類により、ボール作り立て時にプリント基板のUBMに搭載した時のシェア強度と、搭載後150℃500時間耐熱試験した後に測定したシェア強度との差をみると、Ni−11%Pでの減少率が最も低いことが判る。このデータから見て、NiのCu拡散バリアとしての効果が、P濃度が高い場合には、効かないと解釈できる。Ni−P膜中のPの量によりCuコアからしみ出て来るCuが調整できることがわかった。このわずかなCuの染み出しがNi−11%P膜の耐熱性の大きい理由と考えられる。Ni−6.5%Pについては、NiがCuの染み出しをブロックする作用が強くなるため、シェア強度低下率がやや大きくなった。比較例1〜2については、Niめっき表面がつるつるであり、半田めっきが容易であったが、耐熱試験後のシェア強度がよくなかった。比較例3は、Niが全く無いものであり、耐熱試験後のシェア強度がよくなく、経時変化によりいずれはCuコアが結果的に全部拡散してしまい、さらに長時間の使用になった場合の信頼性が問題となる。Ni−P系では、結晶性が強くなるとCuの拡散をブロックする傾向があり、非晶質的であるほどCuの拡散のブロックが弱いと判断できる。   It can be seen from the elemental analysis values that the Sn-based coating layer is within Sn-3.5 ± 1.0% Ag. Depending on the type of Ni film, the difference between the shear strength when it is mounted on the UBM of the printed circuit board at the time of ball preparation and the shear strength measured after a heat resistance test at 150 ° C. for 500 hours after mounting is as follows. It can be seen that the rate of decrease is the lowest. From this data, it can be interpreted that the effect of Ni as a Cu diffusion barrier does not work when the P concentration is high. It was found that Cu oozing from the Cu core can be adjusted by the amount of P in the Ni-P film. This slight Cu exudation is considered to be the reason why the Ni-11% P film has high heat resistance. For Ni-6.5% P, the effect of Ni blocking the seepage of Cu was strengthened, so the rate of decrease in the shear strength was slightly increased. In Comparative Examples 1 and 2, the Ni plating surface was smooth and solder plating was easy, but the shear strength after the heat resistance test was not good. In Comparative Example 3, there is no Ni at all, the shear strength after the heat resistance test is not good, and the Cu core eventually diffuses as a result of the change over time, and further when it is used for a long time. Reliability becomes a problem. In the Ni-P system, when the crystallinity becomes strong, there is a tendency to block the diffusion of Cu, and it can be judged that the block of the diffusion of Cu is weaker as it is amorphous.

下地層としての電気Ni−Pめっき膜も電気Ni−Bめっき膜も、それぞれの無電解めっき膜とほぼ同様の結果であった。また、他のSn系合金皮膜の場合も、Sn−Ag系皮膜とほぼ同様な結果が得られた。   Both the electric Ni—P plating film and the electric Ni—B plating film as the underlayer had substantially the same results as the respective electroless plating films. In addition, in the case of other Sn-based alloy films, almost the same results as the Sn-Ag-based films were obtained.

Figure 2007081141
Figure 2007081141

本発明のCuコアボールの断面模式図の一例。An example of the cross-sectional schematic diagram of Cu core ball of this invention. 下地膜の差と錫めっきでの電流値の変動。The difference in the base film and the fluctuation of the current value in tin plating.

符号の説明Explanation of symbols

1 コア(芯ボール)
2 下地層
3 Sn層
4 Sn以外の半田合金成分層
1 Core (core ball)
2 Underlayer 3 Sn layer 4 Solder alloy component layer other than Sn

Claims (13)

Cuを主成分とする芯ボールとその表面にSn系皮膜を有するCuコアボールであって、前記芯ボールとSn系皮膜の間に6質量%超15質量%以下のPを含有するNi−P非晶質合金下地層を有することを特徴とするCuコアボール。   Ni-P, which is a core ball mainly composed of Cu and a Cu core ball having a Sn-based film on the surface thereof, and containing more than 6 mass% and not more than 15 mass% of P between the core ball and the Sn-based film. A Cu core ball comprising an amorphous alloy underlayer. 前記下地層のSn系皮膜側表面に凸凹を有する請求項1記載のCuコアボール。   The Cu core ball according to claim 1, wherein the underlayer has an uneven surface on the Sn-based film side surface. 前記下地層の厚さが0.001〜15μmである請求項1又は2に記載のCuコアボール。   The Cu core ball according to claim 1 or 2, wherein the thickness of the underlayer is 0.001 to 15 µm. 前記Sn系皮膜が、SnとAg、Cu、P、B、Ni、Bi、Zn、Pd、Auから選ばれる1種以上との合金である請求項1記載のCuコアボール。   The Cu core ball according to claim 1, wherein the Sn-based film is an alloy of Sn and one or more selected from Ag, Cu, P, B, Ni, Bi, Zn, Pd, and Au. 前記Sn系皮膜が、Sn層とAg、Cu、P、B、Ni、Bi、Zn、Pd、Auから選ばれる1種以上の金属層、合金層又はSn合金層の1種又は2種以上との2層以上の多層皮膜である請求項1記載のCuコアボール。   The Sn-based film is composed of an Sn layer and at least one metal layer selected from Ag, Cu, P, B, Ni, Bi, Zn, Pd, and Au, an alloy layer, or an Sn alloy layer. The Cu core ball according to claim 1, wherein the Cu core ball is a multilayer coating of two or more layers. 前記Sn系皮膜の厚さが1〜50μmである請求項1、3又は4に記載のCuコアボール。   The Cu core ball according to claim 1, 3 or 4, wherein the Sn-based film has a thickness of 1 to 50 μm. 前記芯ボールの成分が、99質量%以上のCuである請求項1記載のCuコアボール。   The Cu core ball according to claim 1, wherein a component of the core ball is 99% by mass or more of Cu. 前記芯ボールの成分が、CuとZn、Sn、P、Ni、Au、Mo、Wの内の1種以上との合金である請求項1記載のCuコアボール。   The Cu core ball according to claim 1, wherein the core ball component is an alloy of Cu and one or more of Zn, Sn, P, Ni, Au, Mo, and W. 前記芯ボールの直径が1〜1000μmである請求項1、6又は7に記載のCuコアボール。   The Cu core ball according to claim 1, 6 or 7, wherein the core ball has a diameter of 1 to 1000 μm. Cuを主成分とする芯ボールの表面に6質量%超15質量%以下のPを含有するNi−P非晶質合金下地層を形成した後、Sn系皮膜を形成するCuコアボールの製造方法であって、前記Sn系皮膜を形成する際に、回転駆動され内部に陰極リードを備えたバレルの中に前記下地層を有するコアボールを入れ、そのバレルの周面近辺にアノードを備えたSn系めっき浴中で、電気めっき時の印加電圧を0.1〜2.0Vの所定値に維持したまま、電流値が電解開始時の電流値の1/3以下に低下するまで、バレルの回転の他に撹拌手段を加えて撹拌をして、電気めっきによる前記コアボール同士の凝集を防止し、一旦電流値が低下した後は、印加電圧の調節により凝集が出ない電流値まで上げると共に、バレルの回転のみの撹拌として、所定の皮膜厚みまで電気めっきすることを特徴とするCuコアボールの製造方法。   A method for producing a Cu core ball, in which a Ni-P amorphous alloy underlayer containing P of more than 6% by mass and 15% by mass or less is formed on the surface of a core ball containing Cu as a main component, and then an Sn-based film is formed. When forming the Sn-based film, a core ball having the base layer is placed in a barrel that is rotationally driven and includes a cathode lead, and an Sn is provided in the vicinity of the peripheral surface of the barrel. Rotating the barrel until the current value drops to 1/3 or less of the current value at the start of electrolysis while maintaining the applied voltage at the time of electroplating at a predetermined value of 0.1 to 2.0 V in the plating bath In addition, stirring is performed by adding a stirring means to prevent aggregation between the core balls by electroplating, and once the current value has decreased, it is increased to a current value at which aggregation does not occur by adjusting the applied voltage, Predetermined as stirring only for barrel rotation Method for manufacturing a Cu core ball, characterized in that the electroplated to film thickness. 前記Ni−P非晶質合金下地層の形成方法が無電解めっき法である請求項9記載のCuコアボールの製造方法。   The method for producing a Cu core ball according to claim 9, wherein the formation method of the Ni—P amorphous alloy underlayer is an electroless plating method. 前記Ni−P非晶質合金下地層の形成方法が電解めっき法である請求項9記載のCuコアボールの製造方法。   The method for producing a Cu core ball according to claim 9, wherein the formation method of the Ni—P amorphous alloy underlayer is an electrolytic plating method. 請求項1〜9に記載のいずれかのCuコアボールをバンプに用いてなる半導体装置。   A semiconductor device comprising the Cu core ball according to claim 1 as a bump.
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