エレショー技報 2001/2/9 第10号
（有）安部実装技術研究所
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内容
■現在我国で最も広く使用されている鉛フリーはんだ合金
■海外SMT技術情報「フリップチップ実装試作」
■無料出展受付期限のお知らせ
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広報担当者又は営業担当者の方にも御転送ください。
www.eleshow.com/に出展し、かつ、本E-mail技術情報（現在隔週発行で
すが、来月から毎週発行予定です）に載せてください（現在無料です）。
5000名以上の方に届きますので大きな効果があります。この機会に出展
をご検討ください。月々わずかの費用で、社運を変えてください。
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■現在我国で最も広く使用されている鉛フリーはんだ合金の紹介
鉛フリーハンダ Ni配合Sn-Cu系SN100Cで
採用実績500万台突破（総生産累計） （株）日本スペリア社
Ni配合のSn-Cu系ハンダSN100Cは、コンピュータ・モバイル・家電・AV・車
載・電子部品（メッキ）等の広いジャンルで採用実績500万台（総生産累計）
を突破。
第30回インターネプコンショーで採用製品を出展し、据置型ビデオ（松下
電器産業(株)AVC社ビデオ事業部様）をはじめ、大反響をいただきました。
詳細はwww.eleshow.com/の5-5-10各種はんだをご覧下さい。
（背景説明 文責 安部可伸）
ウェーブ用鉛フリーはんだ選定の第1条件は価格といえるでしょう。リフロ
ーの場合、ソルダーペースト価格中のはんだ合金の占める割合はSn-Pb共
晶はんだの場合で約1割に過ぎず又、ソルダーペーストの大部分が製品の
一部となるのに反し、ウェーブの場合はドロス除去やはんだ合金の取替え
等で大量に必要となるからです。
第２の条件の融点ですが、リフローと異なり基板や部品との接触時間が数
秒と短いことから、基板や部品にダメージを与える可能性は低く、融点は少
々高くても問題となりません。このような理由からSn-Cu系が最もふさわしい
（詳しくは当社発行の「海外鉛フリーはんだ付け実装技術動向2000」を御参
照ください）わけですが、日本スペリア社はSn-Cu等にNiを添加することで、
流動性を向上（特許取得済）するなど、より使いやすくした結果が上記の実
績につながったと解釈しています。
ソルダーペーストについても特許契約をIOWAと結ぶなど、海外技術情報をう
まく活用したといえるでしょう。
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■海外SMT技術情報
フリップチップ実装試作
FCは従来不可能であった小型化、高速化を可能にするが、それらの利点
をフルに活用するには新しい試作品を必要とする。FCの占める面積と高さ
は最小である。リードフレーム、ワイヤーボンドのループ、アレーの中間層
を除き、トータル高さを最小にする。ワイヤーボンドに比べFC配線の低イ
ンダクタンスと低キャパシタンスによる高速特性は大きな利点である。し
かしこれらの特長を生かし、生産するにはしばしば新しい課題に直面する。
設計者は高機能のハイブリット回路のレイアウトで、配線長さ合わせ、ク
ロストーク、温度に適合した部品など多くの課題に取組んできたが、FCに
よる超過密で問題はさらに増幅される。
FC実装で実現された配線抵抗、インダクタンス、キャパシタンスの減少量
は、使用されるFC技術あるいはレイアウトで異なる。FCのインダクタンス
は0.3〜7.9H、キャパシタンスは2.5〜6.2pF、伝達時間は51〜243psのデ
ータがFCを内蔵するBGAで得られたとIBMは報告している。
能動デバイスはソケット型にすることで交換でき、配線もリペアし易くな
った。
我々の試作品の手法
1995年にHyComp社が設立された。FCハイブリッドやMCM（マルチチップモ
ジュール）の試作を行うためである。我々の初期の研究では接着剤を使っ
たFC実装が試作品に最適と結論した。ごく少量の試作品を作るには、ウェ
ハーではなく、単一のダイから出発する方が効率的なことが明らかとなっ
た。FC試作品を作る場合少量だが色々な種類のチップを必要とする。ほと
んどのFC実装方法は、少品種多量生産向きである。量産ではウェハーレベ
ルの加工が有利である。しかし、少量の場合は、個々のダイにバンプ形成
する方が、速く安く自由度がある。
我々は金バンプダイと接着剤接合の組合せが、速く、安く、除去や置換も
容易であることを見出した。
個々のダイを金バンプして、パッドとの良好な接合を得ることができる。
従来の熱超音波金ボールボンディング装置がバンプ形成装置として使える。
金ボールの直上でワイヤを切断すると金のスタッドが残る。それはパッド
のアルミナ被膜を貫通して永久的な接続を形成している。この金スタッド
バンプは試作用として、いくつかの利点がある。スタッドバンプはワイヤ
ーボンド用として設計されたチップにそのまま適用でき、ワイヤーボンド
のプログラムがあれば、数分間でバンプ形成済ICが得られる。
金スタッドバンプの基材への接合は多くの方法が可能である。導電性ある
いは非伝導性接着剤、金-金熱超音波接合などがあるが、試作用には銀入
り接着剤が有利であることを見出した。基板には印刷で、スタッドバンプ
には転写で塗布できる。規定の温度で硬化でき、取り外しや置換も容易で
ある。
スタッドバンプ/導電性接着剤で接合したFC接合部は最終工程前に十分検
査される。最終工程であるアンダーフィルをされない限り、ダイの取り外
しと交換が可能である。特にディップ方式の場合、接着剤はスタッドのみ
に付着し、パッドには直接付着しないので、取り外しが容易に行われる。
いくつかの試作品製作テクニック
試作品の要求する万能的な目的を達成するには、実装技術だけでは十分
ではない。それらの多くはレイアウトやチップ配置に関するテクニックであ
る。以後の例は、多くの顧客設計技術者との試作経験から得たものである。
同時・並列方法
二つのチップを基板上に並べる設計は最も簡単であり、接合後作動させる。
この方法は異なる実装技術を、同一環境ストレステストで比較する時有用
である。同一のICを異なる実装法で接続、あるいはFC、ワイヤーボンド、
SMTなど実装方法の直接比較ができる。
選択的・並列方法
完全に機能する回路の中に、あえて単純化せずに、二者択一可能なチップ
用ランドを並べて作る方法である。異なる実装技術、異なるチップ、あるいは
それらの組み合わせを比較するために使われる。例えば同じICをFC接合あ
るいはワイヤーボンド接合にして、また異なるICを同様にして、電気的性能を
比較する。
この手法は、例えばFCの速度優位性を直接に比較するために使われる。し
かしこの手法も最終製品では使わないので、コストと開発時間を必要とす
る。
選択的・前後面手法
置換
差し換え手法
マルチランド基板での差し換え
不良チップの活用
より詳しくは、www.eleshow.com/の海外技術情報をクリックし、
2001.2月号をご覧下さい。
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■無料出展受付期限のお知らせ
これまで、http://www.eleshow.com/の未出展ブースに出展の場合、出展料
を6ヶ月間無料とさせていただきましたが、本年3月末日をもちまして、本サ
ービスを終了させていただきますのでよろしくお願いします。