| 2003/6/17
第50号 エレショー技報 （有）安部実装技術研究所 ================================================================= 内容 ■CCD顕微鏡 ■新製品の紹介「極細熱電対線・極薄熱電対線」 ■海外技術情報「FC/CSP/BGAのバンプ形成＆実装技術」 ================================================================= 最新の傾向として、まずインターネットで検索して製品を購入したい人が 8割以上という結果が出ています。 どんなに良いホームページを作成してもアクセスされなければ、意味があり ません。 eleshow.com/ は本業界で、最もアクセス数の多いサイトの一つです。 ================================================================= ■CCD顕微鏡 サーマトロニクス貿易株式会社 特徴：・900万画素のカラー画像。 ・高視野、高解像度 ・300万画素×3(RGB) コメント：先日写真を見せていただきましたが、IC内にポンディングされた 金ワイヤが立体的にシャープに観察でき、これまでに経験したことのない 現実の姿がよく分る顕微鏡だと感じました。 （安部可伸） 詳しくは www.eleshow.com/の6-5-8をご覧ください。 ================================================================ 新製品の紹介 「極細熱電対線・極薄熱電対線」 従来の熱電対線を改善し、当社が独自に開発販売しております熱電対線を ご紹介します。 従来の先端がボール状の熱電対線の場合、測定部分への接触面積が小さく （流入熱量が少なく）、逆に熱電対線そのものの表面積が大きく（放出熱 量が大きく）、正確に測定出来ませんでした。また、微細部分への接着が 出来ないという問題点もありました。 これを改善するため、当社は熱容量が少なく、微細部分にも取り付け可能 な極細熱電対線を開発製作しています。テープで接着するだけでも正確に 測温でき、ウェハー等にも最適です。(特許2件出願中） 詳細は http://www.eleshow.com/booth/blk06/c05/b19/index.html ご覧ください。実験データ及び価格表を掲載しております。 ================================================================= ■海外技術情報 「FC/CSP/BGAのバンプ形成＆実装技術」 序言 FCからBGAまでエリアアレイパッケージは、ICと部品レベルで大変有益であ る。エリアアレイパッケージ技術のより成功のため、はんだとはんだ付の 分類・性質・制限などを理解しておくことが大切である。 はんだの規準（特性） はんだの濡れ性は別として、実装組立の終わりに結合が変形していてはなら ない。第2の規準は信頼性である。接合は作動期間中、部品間の熱膨張係数 の差を吸収するに十分なスタンドオフと十分な耐疲労性を持つ必要がある。 前者ははんだが適当な機械的強度（せん断、引張、クリープ、疲労など） を持つことを、後者は接続の高さが特定の値以上であることを必要とする。 このことは、軽い部品の場合ははんだの表面張力により、重い部品の場合 はスペーサーとしての高融点はんだにより達成されている。エリアアレイ パッケージに対して、はんだは二段階で供給される。第一段はパッケージ上 への予備積載で、通常はバンプ形成で行われる。バンプしたパッケージは次 段階の実装のため搭載される。この時、はんだが追加されることがある。は んだをコートするか、あるいはペーストが塗布される。 はんだ合金形成方法 1.FCのバンプ形成とはんだ付に使われる合金 部品中のFCに対しては、バンプ形成とその結合に高融点はんだが必要である （97Pb3Snあるいは95Pb5Sn）。それは次の共晶によるはんだ付で溶解しない ためである。FCオンボード（FCOBと略）用の直接チップ搭載（DCAと略）応用 では、FCのバンプ形成および次段階のパッケージのコートにしばしば共晶は んだが使われる。ある例では81Pb19Inはんだが、Ni/Auとの適合性と耐疲労性 とから選ばれる。Au‐Sn系がある種のFC実装に使われる（金バンプやNiバン プのキャップとして80An20Sn共晶）。ワイヤーバンプ形成の場合には 97.5Sn2.5Agがオプションとして使われた。 2.BGA、CSPのバンプ形成とはんだ付に使われる合金 重い部品（セラミックカラムグリッドアレー（CCGA）やCBGAでは、カラムや ボールに使われるのは高融点の90Pb10Snである。そのカラムはエリアアレイ パッケージの上に鋳造（casting）か共晶接合で取付けられる。CBGAでは、 90Pb10Snボールが共晶ではんだ付されるのが普通である。基板レベルのはん だ付において、90Pb10Snの高融点がスタンドオフを確保する。PBGAのように 軽い部品では、共晶あるいは62Sn36Pb2Agでバンプ形成され、基板にはフラッ クスのみあるいは同種のペーストではんだ付される。CSPの場合には、PBGAと 同様な合金が使われる。しかし接合はペーストの使用が推奨される。 （表略） 3.鉛フリーはんだ 鉛の毒性のためはんだから鉛を除く努力がなされている。 鉛フリーはんだがエリアアレイパッケージで共晶の代替として使われるであろ う。高融点はんだについては、まだ候補が無い。しかし殆どのデータがSMT応 用に関するものであり、エリアアレイパッケージに直接関係したデータを取ら なければならない。 はんだバンプ形成と挑戦 エリアアレイパッケージのバンプ形成は次の四群に分類される。 1.積み上げ方式 ＊蒸着バンプ形成 IBMのC4技術では、Mo製マスクを用いてAlパッド上に、Cr,50Cr50Cu,Cu,Auの順 に蒸着を行ってバンプ形成する。必要な時はリフローを加える。Motorolaは ウェハにバンプ形成するE3技術を開発した（図2参照）。バンプは純鉛であり 先端のみ純Snである。はんだ付時までリフローは行わない。 一般に蒸着プロセスは、金属マスクの制限から荒いピッチの低I/Oデバイスに 向いている。はんだの組成や容積に関しては高品質であるが、高コストが問題 である。 （図略） ＊電気メッキバンプ形成 ウェハバンプ形成には電気メッキが最もよく使われる。最初にウェハ全体を シード金属で金属化する。光レジストでマスクして電気はんだメッキを行い、 ついでレジストと金属層を除く。フラックスを用いてリフローしバンプを形 成する。この方法では完成したバンプに、寸法のバラツキが生じることがある。 原因は不明確だが、はんだの移動と推定されている。リフロー時にフラックス やメッキの不純物が発泡し、隣のはんだと接触するとはんだの移動が避けられ ない。 2.液状はんだ移転プロセス このプロセスでは液状はんだでウェハ上に形成する。 ＊メニスカスバンプ形成 これははんだ浸漬法である。低価格の代替法であるが、FCオンフレキのように、 かなり薄いはんだ層が必要な時にのみ使用される。ウェハ段階のバンプ形成は、 はんだに濡れるUBM（バンプ下合金）としての電解Niに基ずいている。他方Alパッ ドの上に非常に均一な層（80Au20Sn）が、良く管理された浸漬法で可能である （Ni15μを加えて32±5μ）。 この技術のバンプはフレキに（レーザーファイバー溶接法）ではんだ付できる。 FCのバンプ側に接着剤をつけ、三層フレキ材（ポリイミド層で挟んだ銅箔）を置 く。このプロセスでは、ファイバーで抑えながらレーザーパルスで加熱し、はん だ付する。同時に温度測定を行いながら過熱を防いでいる。ポリイミド層がNd： YAGレーザー（1064nm）に透明なことを利用している。このプロセスは逐次加工法 であり、生産速度が遅いことが問題である。 ＊はんだジェットバンプ形成（メタルジェットとも） はんだジェットは、溶融はんだの液滴をオリフィスから追い出すプロセスである。 最も成功している駆動方式は、図3に示したような圧電応力である。 BGAはんだバンプ形成にジェットが利用できることをSandia Natl. Labo.が報告し た。結果を図4（省略：バンプ外観良好）に示した。BGAのパッドに合わせた20×20 の開口を持つグラファイト板を用い、1ショットで400ケのはんだ滴が作られる。 BGA基材はオリフィス板の2.5mm下にあり、180℃に暖められている。最も安定な φ0.75mmの液滴が、φ0.35mmのオリフィスで205℃で作られている。温度により液滴 の径は多少変えることが出来る。 他の方法も試みられた。IBMは図5に示したようなMicro Dynamic Solder Pump （MDSP）を開発し、パルス電流と磁場を使って液滴(図5)を作る。φ0.1mmまでの 液滴が形成される。 より詳しくは www.eleshow.com/ の海外技術情報の2003.6.17号をご覧下 さい。詳しく書いてあります。 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ ■本メールの配信をご希望の方がいらっしゃいましたら、「エレショー技 報配信希望」と記入し、E-mailアドレス、TEL、FAX番号、会社名、氏名を ご記入の上、E-mail anbe@anbesmt.co.jp までご連絡ください。（何名 でも結構です） ■登録削除方法 以後ご不要の場合は、お手数をお掛けしますが本メールをご返送下さい。 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 発行:（有）安部実装技術研究所 編集長：安部 可伸 TEL +81-(0)45-922-6070 E-mail anbe@anbesmt.co.jp -━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ Copyright(C)1999-2000 ANBE SOLDERING TECHNOLOGIES Ltd. 許可無く転載することを禁じます。 |