(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各Ｃｕボールは、純度が９９．９％以上９９．９９５％以下であり、真球度が０．９５以上であり、直径が１〜１０００μｍであり、５５以上の明度を呈することを特徴とする、電極に接合されるアライメント性に優れたＣｕボール。
【請求項２】
表面の酸化膜の膜厚が８ｎｍ以下である、請求項１に記載のＣｕボール。
【請求項５】
請求項１または２に記載のＣｕボールを使用して得たはんだ継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品等のはんだ付けに用いられるＣｕボールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、小型情報機器の発達により、搭載される電子部品の急速な小型化が進行している。電子部品は、小型化の要求により接続端子の狭小化や実装面積の縮小に対応するため、裏面に電極が設置されたボールグリッドアレイ（以下、「ＢＧＡ」と称する。）が適用されている。【０００３】
ＢＧＡを適用した電子部品には、例えば半導体パッケージがある。半導体パッケージでは、電極を有する半導体チップが樹脂で封止されている。半導体チップの電極には、はんだバンプが形成されている。このはんだバンプは、はんだボールを半導体チップの電極に接合することによって形成されている。ＢＧＡを適用したパッケージは、各はんだバンプがプリント基板の導電性ランドに接触するように、プリント基板上に置かれ、加熱により溶融したはんだバンプとランドとが接合することにより、プリント基板に搭載される。また、更なる高密度実装の要求に対応するため、半導体パッケージが高さ方向に積み重ねられた３次元高密度実装が検討されている。【０００４】
しかし、３次元高密度実装がなされたパッケージにＢＧＡが適用されると、パッケージの自重によりはんだボールが潰れてしまい、電極間で接続短絡が発生する。これは、高密度実装を行う上での支障となる。【０００５】
そこで、電子部品の電極にはんだペーストでＣｕボールが電気的に接合されたはんだバンプが検討されている。Ｃｕボールを有するはんだバンプは、電子部品がプリント基板に実装される際、半導体パッケージの重量がはんだバンプに加わっても、はんだ合金の融点では溶融しないＣｕボールによりパッケージを支えることができる。したがって、パッケージの自重によりはんだバンプが潰れることがない。関連技術として例えば特許文献１が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第９５／２４１１３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１で開示されたＣｕボールは、真球度を高めるためにＣｕ個片を非酸化性雰囲気内で溶融して製造されているために高い純度が要求されているが、位置合わせ精度を表すアライメント性については一切検討されていない。【０００８】
Ｃｕボールを用いてＢＧＡを適用した電子部品は、プリント基板に搭載される際、Ｃｕボールが電極から脱落すると接合不良として取り扱われる。また、Ｃｕボールが電極の所定の位置からずれて接合された場合、Ｃｕバンプを含めた各電極の高さがばらつく。高さが高い電極はランドと接合することができるが、高さが低い電極はランドと接合することができない。Ｃｕボールが所定の位置からずれて接合された電子部品も不良として取り扱われる。したがって、Ｃｕボールはアライメント性が高いレベルで要求されている。【０００９】
本発明の課題は優れたアライメント性を有するＣｕボールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、Ｃｕボールのアライメント性を高めるために、Ｃｕボールの接合形態に着目した。具体的には、Ｃｕボールがはんだペースト中のはんだ粒子で電極と電気的に接合されていることに鑑み、Ｃｕボールの表面状態がはんだペースト中のはんだ粒子との濡れ性に影響を及ぼすことに着目した。そして、本発明者らは、Ｃｕボールが酸化されやすい性質を有することに起因して、Ｃｕボール表面の酸化膜の膜厚が薄いほどはんだペースト中のはんだ粒子との濡れ性が高く、優れたアライメント性を有する知見を得た。【００１１】
ここで、Ｃｕボールのアライメント性を高めるために、Ｃｕボールが酸素濃度や酸化膜の膜厚のみで規定された場合、作製されたＣｕボールの全てに対してこれらが測定される必要があり、高価な設備や長い測定時間が必要となる。したがって、Ｃｕボールを酸素濃度や酸化膜の膜厚のみで規定することは現実的ではない。サンプルを抽出して酸素濃度や酸化膜の膜厚が測定されたとしても、これらが測定されていないＣｕボールがアライメント性に優れるとは限らない。【００１２】
そこで、本発明者らは、Ｃｕボールの酸化膜の状態を何らかの指標で規定することによりアライメント性を高めることを検討した。【００１３】
Ｃｕボールは、酸化膜の膜厚が７０〜１００ｎｍ程度にまで厚くなると黄土色に変色するため、黄色度で規定されることによりアライメント性が高められるとも思われる。しかし、そのような厚い酸化膜は、高温多湿の環境下で長時間放置されてようやく形成されるものである。２０〜４０℃程度で保管されたＣｕボールは、高湿度の環境化であってもこのような厚い酸化膜が形成されることはない。したがって、このようなＣｕボールが黄色度で規定されても、アライメント性が高まるとは考え難い。本発明者らは、この点について調査したところ、はんだボールと同様に黄色度により規定することは困難であるとの知見を得た。【００１４】
２０〜４０℃程度で保管されたＣｕボールは、酸化膜の膜厚が概ね４０ｎｍ以下程度である。このとき、Ｃｕボールは褐色に変色する。このため、Ｃｕボールは、赤色度で規定されることによりアライメント性が高められるとも思われる。しかし、Ｃｕはそもそも赤みを帯びているため、Ｃｕボールが酸化膜により褐色に変色したとしても、Ｃｕボールは酸化の程度を精度よく判定され得ないと考えられる。本発明者らは、この点についても調査したところ、Ｃｕボールが赤色度で規定されても、Ｃｕボールのアライメント性を高めることができない知見も得た。【００１５】
そこで、本発明者らは、Ｃｕボールが酸化すると金属光沢が失われる点に着目し、Ｃｕボールの酸化の程度を規定する指標としてＣｕボールを明度で規定することにより、Ｃｕボールの濡れ不良を抑制してアライメント性が飛躍的に向上する知見を得た。また、本発明者らは、明度がより正確に測定されるためにはＣｕボールの高い真球度が要求されることを考慮し、偶然にも、Ｃｕボールの純度が９９．９９５％以下の場合に真球度が高まる知見を得て本発明を完成した。【００１６】
その知見に基づき完成させた発明の要旨は、次の通りである。
（１）各Ｃｕボールは、純度が９９．９％以上９９．９９５％以下であり、真球度が０．９５以上であり、直径が１〜１０００μｍであり、５５以上の明度を呈することを特徴とする、電極に接合されるアライメント性に優れたＣｕボール。【００１７】
（２）表面の酸化膜の膜厚が８ｎｍ以下である、上記（１）に記載のＣｕボール。【００１９】
（３）上記（１）または（２）に記載のＣｕボールを使用して得たはんだ継手。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、純度が９９．９％のＣｕペレットを用いて製造したＣｕボールのＳＥＭ写真である。
【図２】図２は、純度が９９．９９５％以下のＣｕワイヤを用いて製造したＣｕボールのＳＥＭ写真である。
【図３】図３は、純度が９９．９９５％を超えるＣｕ板を用いて製造したＣｕボールのＳＥＭ写真である。
【図４】図４は、本発明のＣｕボールが搭載されたはんだバンプの光学顕微鏡写真である。
【図５】図５は、比較例のＣｕボールが搭載されたはんだバンプの光学顕微鏡写真である。
【図６】図６は、Ｌ＊値と酸化膜の膜厚との関係を示すグラフである。
【図７】図７は、ｂ＊値と酸化膜の膜厚との関係を示すグラフである。
【図８】図８は、ａ＊値とＣｕボールの酸化膜厚との関係を示すグラフである。
【図９】図９は、Ｌ＊値と電極にＣｕボールを搭載した後のＣｕボールの位置ずれ平均との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明は以下で詳述される。本明細書において、Ｃｕボールの組成に関する単位（ｐｐｍ、ｐｐｂ、および％）は、特に指定しない限りＣｕボールの質量に対する割合（質量ｐｐｍ、質量ｐｐｂ、および質量％）を表す。
【００２２】
・明度が５５以上
本発明に係るＣｕボールは明度が５５以上である。ここに、明度とは、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系のＬ＊値（以下、単に、Ｌ＊値と言うこともある。）である。明度が５５以上であるとＣｕボールの酸化膜が薄いことになり、アライメント性が高まる。ＣＣＤカメラなどで撮影した画像によりはんだボールの欠損や位置ずれが確認される場合、これらの確認の精度も高まる。また、レーザ波長計によりはんだバンプの高さばらつきが測定される場合、高さばらつきの測定精度も向上する。この結果、電子部品の検査精度が向上して電子部品の製品歩留まりが向上する。
【００２３】
明度が５５未満であると、主としてＣｕ２Ｏで構成される厚い酸化膜がＣｕボールの表面に形成されていることになり、はんだペースト中のはんだ粒子との濡れ不良が発生してアライメント性が低下する。厚い酸化膜が形成されるとＣｕボールは金属光沢を失うため、電子部品の検査精度は劣化する。また、厚い酸化膜の形成によりＣｕボールの電気伝導度や熱伝導率が低下する。
【００２４】
本発明に係るＣｕボールの効果がより一層高まるため、明度は、好ましくは５７以上であり、より好ましくは５９以上である。明度の上限に関しては、Ｃｕが元来有する金属光沢による明度が上限値となるため、好ましくは７０以下である。
・Ｃｕボールの純度が９９．９９５％以下
本発明に係るＣｕボールは純度が９９．９９５％以下である。つまり、本発明に係るＣｕボールはＣｕを除く元素（以下、適宜、「不純物元素」という。）の含有量が５０ｐｐｍ以上である。Ｃｕボールを構成するＣｕの純度がこの範囲であると、Ｃｕボールの真球度が高まるための十分な量の結晶核が溶融Ｃｕ中に確保されることになる。また、真球度が高まると、明度の測定誤差が低減される。Ｃｕボールの純度が低いと真球度が高まる理由は以下のように詳述される。
【００２５】
Ｃｕボールを製造する際、所定形状の小片に形成されたＣｕ材は、加熱により溶融し、溶融Ｃｕが表面張力によって球形となり、これが凝固してＣｕボールとなる。溶融Ｃｕが液体状態から凝固する過程において、結晶粒が球形の溶融Ｃｕ中で成長する。この際、不純物元素が多いと、この不純物元素が結晶核となって結晶粒の成長が抑制される。したがって、球形の溶融Ｃｕは、成長が抑制された微細結晶粒によって真球度が高いＣｕボールとなる。一方不純物元素が少ないと、相対的に結晶核となるものが少なく、粒成長が抑制されずにある方向性をもって成長する。この結果、球形の溶融Ｃｕは表面の一部分が突出して凝固してしまう。このようなＣｕボールは、真球度が低い。不純物としては、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｚｎ、Ａｓ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ａｕ、Ｐ、Ｓ、Ｕ、Ｔｈなどが考えられる。
【００２６】
純度の下限値は特に限定されないが、純度の低下によるＣｕボールの電気電導度や熱伝導率の劣化を抑制する観点から、好ましくは９９．９％である。つまり、好ましくはＣｕを除くＣｕボールの不純物の含有量は合計で１０００ｐｐｍ以下である。
【００２７】
不純物元素としては、前述のように、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｚｎ、Ａｓ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ａｕ、Ｐ、Ｓ、Ｕ、Ｔｈなどが考えられる。本発明に係るＣｕボールは、不純物の中でも特にＰｂおよびＢｉを不純物として含有することが好ましい。これらの含有量は合計で１ｐｐｍ以上であることが好ましい。通常、Ｃｕ材のＰｂおよび／またはＢｉの含有量は合計で１ｐｐｍ以上である。Ｃｕボールの製造において、ＣｕがＰｂおよびＢｉの沸点以上の温度に加熱されることはない。つまり、ＰｂおよびＢｉの含有量が大きく減少することはない。このように、ＰｂおよびＢｉはＣｕボールを製造した後でもある程度の量が残存するため含有量の測定誤差が少ない。したがって、ＰｂやＢｉは、不純物元素の含有量を推定するために重要な元素である。このような観点からも、ＰｂおよびＢｉの含有量は合計で１ｐｐｍ以上であることが好ましい。Ｐｂおよび／またはＢｉの含有量は、より好ましくは合計で１０ｐｐｍ以上である。上限は特に限定されないが、Ｃｕボールの電気電導度の劣化を抑制する観点から、より好ましくはＰｂおよびＢｉの合計で１０００ｐｐｍ未満である。
【００２８】
・酸化膜の膜厚が８ｎｍ以下
本発明に係るＣｕボールは酸化膜の膜厚が８ｎｍ以下であることが好ましい。膜厚が８ｎｍ以下であると、酸化膜が薄いために濡れ不良が抑制されてアライメント性が高まる。Ｃｕボールを電極と接合するはんだペーストは通常フラックスを含有する。フラックスはその主成分であるロジンにより８ｎｍ以下の薄い酸化膜を溶解除去する。したがって、本発明に係るＣｕボールは濡れ不良を抑制することができるため、（セルフ）アライメント性が優れる。つまり、Ｃｕボールの搭載直後は電極の中央からわずかに外れていても、リフロー時は軟化したはんだペーストが表面張力により電極の全面で均一になる際に、Ｃｕボールが電極の中央に移動する。また、酸化膜の膜厚が８ｎｍ以下であると、Ｃｕボールの電気伝導度や熱伝導率が高まる。
【００２９】
このような効果をより一層高めるため、酸化膜の膜厚は、好ましくは７ｎｍ以下であり、より好ましくは６ｎｍ以下である。酸化膜の膜厚の下限値は特に限定されず、薄ければ薄いほど濡れ不良を低減することができる。
【００３０】
・Ｃｕボールの真球度：０．９５以上
本発明に係るＣｕボールの形状は、明度の測定誤差が低減する観点から、真球度が高い方が好ましい。また、真球度が高いと、スタンドオフ高さの誤差を低減することができる。Ｃｕボールの真球度が０．９５未満であると、Ｃｕボールが不定形状になるため、バンプ形成時に高さが不均一なバンプが形成され、接合不良が発生する可能性が高まる。真球度は、より好ましくは０．９９０以上である。本発明において真球度とは、真球からのずれを表す。真球度は、例えば、最小二乗中心法（ＬＳＣ法）、最小領域中心法（ＭＺＣ法）、最大内接中心法（ＭＩＣ法）、最小外接円中心法（ＭＣＣ法）など種々の方法で求められる。
【００３１】
・Ｃｕボールの直径：１〜１０００μｍ
本発明に係るＣｕボールの直径は１〜１０００μｍであることが好ましい。この範囲にあると、球状のＣｕボールが安定して製造され、また、端子間が狭ピッチである場合の接続短絡が抑制される。Ｃｕボールの直径が１μｍ以上であると、球状のＣｕボールを安定して製造できる。また、Ｃｕボールの直径が１０００μｍ以下であると、端子間が狭ピッチである場合の接続短絡を抑制することができる。ここで、例えば、本発明に係るＣｕボールがＣｕペースト中のＣｕとして用いられるような場合、「Ｃｕボール」は「Ｃｕパウダ」と称されてもよい。「Ｃｕボール」が「Ｃｕパウダ」と称されるような場合、一般的に、Ｃｕボールの直径は１〜３００μｍである。
【００３２】
本発明に係るＣｕボールの製造方法の一例を説明する。
材料となるＣｕ材はセラミックのような耐熱性の板（以下、「耐熱板」という。）に置かれ、耐熱板とともに炉中で加熱される。耐熱板には底部が半球状となった多数の円形の溝が設けられている。溝の直径や深さは、Ｃｕボールの粒径に応じて適宜設定されており、例えば、直径が０．８ｍｍであり、深さが０．８８ｍｍである。また、Ｃｕ細線が切断されて得られたチップ形状のＣｕ材（以下、「チップ材」という。）は、耐熱板の溝内に一個ずつ投入される。溝内にチップ材が投入された耐熱板は、アンモニア分解ガスが充填された炉内で１０００℃程度に昇温され、３０〜６０分間加熱処理が行われる。このとき炉内温度がＣｕの融点以上になると、チップ材は溶融して球状となる。その後、炉内が冷却され、耐熱板の溝内でＣｕボールが成形される。
【００３３】
また、別の方法としては、るつぼの底部に設けられたオリフィスから溶融Ｃｕの液滴が滴下され、この液滴が冷却されてＣｕボールが造粒されるアトマイズ法や、熱プラズマによってＣｕカットメタルを１０００℃以上に加熱する造粒方法がある。
【００３４】
Ｃｕボールの原料であるＣｕ材としては、例えばペレット、ワイヤ、ピラーなどを用いることができる。Ｃｕ材の純度は、Ｃｕボールの純度を下げすぎないようにする観点から９９〜９９．９９５％でよい。
【００３５】
・Ｃｕボールの保管方法
本発明に係るＣｕボールは、保管環境の温度や湿度によっては雰囲気中の酸素と反応して表面に酸化膜を形成する。このため、製造直後のＣｕボールは、大気中で保管する場合には常温、常湿で保管することが好ましい。本発明においては、常温および常湿は、ＪＩＳ  Ｚ  ８７０３に従い、各々５〜３５℃、４５〜８５％の範囲とする。また、Ｃｕボールの酸化を極力抑制する場合には、ＨｅやＡｒなどの不活性ガス、窒素ガス、またはクリーンルームと同じ環境下で保存することが特に好ましい。
【００３６】
また、本発明で規定する純度はＣｕカラムやＣｕピラーに応用されてもよい。
なお、本発明に係るＣｕボールは、はんだペーストで電極に電気的に接合されることにより、電子部品のはんだ継手に用いられることができる。
【００３７】
本発明に係るＣｕボールは、低α線材を使用することによりα線量が低減する。このような低α線のＣｕボールは、メモリ周辺のはんだバンプとして用いられるとソフトエラーを抑制することが可能になる。低α線のＣｕボールが製造されるには、従来のアトマイズ法で製造される際に、Ｃｕ材が８００〜１０００℃程度で３０〜６０分間加熱処理が施され、Ｃｕの溶融温度を１１００〜１３００℃程度に上げる処理が施される。また、製造されたＣｕボールは、別途Ｃｕの融点未満である８００〜９００℃で再加熱処理が行われてもよい。これにより、２１０Ｐｏなどの放射性同位元素が揮発してα線量が低下する。
【実施例】
【００３８】
以下に本発明の実施例を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。本実施例では、Ｌ＊値と酸化膜の膜厚とアライメント性との関係を調査するため、敢えて、種々の条件でＣｕボールが保管された。そして、Ｌ＊値が異なる種々のＣｕボールを用いて以下の検討が行われた。【００３９】
まず、明度が正確に測定されるため、真球度が高いＣｕボールの作製条件を調査した。純度が９９．９％のＣｕペレット、純度が９９．９９５％以下のＣｕワイヤ、および純度が９９．９９５％を超えるＣｕ板を準備した。各々をるつぼの中に投入した後、るつぼの温度を１２００℃に昇温し、４５分間加熱処理を行い、るつぼ底部に設けたオリフィスから溶融Ｃｕの液滴を滴下し、液滴を冷却してＣｕボールを造粒した。これにより平均粒径が２５０μｍのＣｕボールを作製した。作製したＣｕボールの元素分析結果および真球度を表１に示す。以下に、真球度の測定方法を詳述する。【００４０】
・真球度
真球度はＣＮＣ画像測定システムで測定された。装置は、ミツトヨ社製のウルトラクイックビジョン、ＵＬＴＲＡ  ＱＶ３５０−ＰＲＯである。【００４１】
また、作製された各々のＣｕボールのＳＥＭ写真は図１〜３に示される。図１は、純度が９９．９％のＣｕペレットを用いて製造したＣｕボールのＳＥＭ写真である。図２は、純度が９９．９９５％以下のＣｕワイヤを用いて製造したＣｕボールのＳＥＭ写真である。図３は、純度が９９．９９５％を超えるＣｕ板を用いて製造したＣｕボールのＳＥＭ写真である。ＳＥＭ写真の倍率は１００倍である。【００４２】
【表１】
0005447745.tif 000002
【００４３】
表１、図１および２に示すように、純度が９９．９％のＣｕペレットおよび９９．９９５％以下のＣｕワイヤを用いたＣｕボールは、いずれも真球度が０．９９０以上を示した。一方、表１および図３に示すように、純度が９９．９９５％を超えるＣｕ板を用いたＣｕボールは、真球度が０．９５を下回った。このため、以下に示す実施例および比較例では、いずれも９９．９％のＣｕペレットで製造したＣｕボールを用いて種々の検討を行った。【００４４】
実施例１
前述のように作製されたＣｕボールについて、作製直後（作製してから１分未満。）の明度および酸化膜の膜厚が以下の条件で測定された。そして、はんだペースト（千住金属工業株式会社製：Ｍ７０５−ＧＲＮ３６０−Ｋ２−Ｖ）が１００μｍ厚のメタルマスクにより印刷された３０個の電極の各々にＣｕボールが搭載され、リフローによりＣｕボールが電極に接合されてはんだバンプが作製された。リフローは、ピーク温度２４５℃、Ｎ２雰囲気の条件で行われた。なお、酸素濃度は１００ｐｐｍ以下であるため、リフローによる酸化膜厚の増加は明度の測定に影響を及ぼさない。その後、作製されたはんだバンプについて、明度および酸化膜の膜厚の測定、アライメント性の評価、ならびに位置ずれ平均の測定が行われた。位置ずれ平均は、アライメント性を数値化して客観的に評価するための値である。結果は表２に示される。各測定および各評価の詳細は以下に示されるとおりである。【００４５】
・明度の測定
明度は、ＭＩＮＯＬＴＡ製  ＳＰＥＣＴＲＯＰＨＯＴＯＭＥＴＥＲ  ＣＭ−３５００ｄを用いて、Ｄ６５光源、１０度視野でＪＩＳ  Ｚ  ８７２２「色の測定方法−反射及び透過物体色」に準じて分光透過率を測定し、色彩値（Ｌ＊，ａ＊，ｂ＊）から求められた。なお、色彩値（Ｌ＊、ａ＊、ｂ＊）は、ＪＩＳ  Ｚ  ８７２９「色の表示方法−Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系及びＬ＊ｕ＊ｖ＊表色系」にて規定されているものである。【００４６】
・酸化膜の膜厚の測定
Ｃｕボールの酸化膜の膜厚は、以下の装置および条件で測定された。なお、酸化膜厚測定値はＳｉＯ２換算により求めた。【００４７】
測定装置：ＵＬＶＡＣ−ＰＨＩ，ＩＮＣ．製  走査型ＦＥオージェ電子分光分析装置
測定条件：Ｂｅａｍ  Ｖｏｌｔａｇｅ：１０ｋＶ，試料電流：１０ｎＡ（Ａｒイオン銃を用いたスパッタ深さの測定法は、ＩＳＯ／ＴＲ  １５９６９に準拠。）
・アライメント性の評価
はんだバンプが形成された３０個の電極のすべてが光学顕微鏡により４０倍で撮影された。図４は、本発明のＣｕボール１１が搭載されたはんだバンプ１０の光学顕微鏡写真である。図５は、比較例のＣｕボール２１が搭載されたはんだバンプ２０の光学顕微鏡写真である。これらの写真は、はんだペースト１２、２２が印刷された電極１３、２３にＣｕボール１１、２１が搭載された状態を、Ｃｕボール１１、２１側から撮影した写真である。写真の倍率は４０倍である。【００４８】
図４に示すように、本発明に係るＣｕボール１１は電極１３の中央に搭載されており、位置ずれが発生していない。一方、図５に示すように、比較例のＣｕボール２１は電極２３からはみ出ており、位置ずれが発生している。本実施例では、Ｃｕボール２１が電極２３から少しでもはみ出しているものを、位置ずれが発生したものとして取り扱った。そして、Ｃｕボールの位置ずれが発生している個数によりアライメント性が評価された。【００４９】
○：３０個すべてにおいて位置ずれが発生しなかった。
×：１個以上位置ずれが発生した。【００５０】
・位置ずれ平均の測定
電極の中心とリフロー後Ｃｕボールの中心との間の距離は、ＫＥＹＥＮＣＥ製ＶＨ−Ｓ３０を用いた円心間距離測定により、３０個のはんだバンプについて測定された。３０個の測定結果の平均が位置ずれ平均である。本実施例では、位置ずれ平均が３０μｍ以下であれば、実装時に優れたアライメント性を有することとした。【００５１】
実施例２〜６および比較例１〜４
実施例２〜６および比較例１〜４では、表２に示す保管条件で保管した後のＣｕボールについて、実施例１と同様の評価が行われた。結果が表２に示される。【００５２】
なお、表２中、「室温」とは２０℃である。また、「室温」および「２００℃」で測定が行われた時の湿度はいずれも５０％である。【００５３】
【表２】
0005447745.tif 000003
【００５４】
表２に示すように、Ｌ＊値が５５以上を示す実施例１〜６ではアライメント性がすべて○であり、位置ずれ平均がいずれも３０μｍ以下であった。一方、Ｌ＊値が５５未満を示す比較例１〜４ではアライメント性が×であり、位置ずれ平均いずれも４０μｍを上回った。【００５５】
図６は、Ｌ＊値と酸化膜の膜厚との関係を示すグラフである。図６に示すように、Ｌ＊値が５５以上であると酸化膜の膜厚が８ｎｍ以下であり、アライメント性が○であった。しかし、Ｌ＊値が５５未満であると酸化膜の膜厚が８ｎｍを上回り、アライメント性が×であった。【００５６】
参考として、Ｃｕボールの酸化の程度を黄色度で判定できるか否かが調査された。図７は、ｂ＊値と酸化膜の膜厚との関係を示すグラフである。Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系はんだボールのように、黄色度では酸化膜の膜厚との相関関係は示されなかった。このため、Ｃｕボールは、黄色度を用いて判定することができないことが明らかになった。【００５７】
またＣｕボールの酸化の程度を赤色度で判定できるか否かについても調査された。図８は、ａ＊値と酸化膜の膜厚との関係を示すグラフである。結果は、赤色度では酸化膜の膜厚との相関関係は示されなかった。このため、Ｃｕボールは、赤色度を用いて判定することができないことが明らかになった。【００５８】
表６の結果に基づいて、Ｌ＊値と搭載されたＣｕボール位置ずれ平均との関係が図に示された。図９は、Ｌ＊値と電極へＣｕボールを搭載した際のＣｕボールの位置ずれ平均との関係を示すグラフである。Ｌ＊値が高いほど、Ｃｕボールの位置ずれ平均は小さい値を示した。このため、Ｌ＊値と電極へＣｕボールを搭載した際のＣｕボールの位置ずれに相関関係があることがわかった。また、図９に示すように、Ｌ＊値が５５以上では、少なくとも位置ずれ平均は３０μｍ以下であることが明らかになった。【００５９】
図６および図９に示すように、本発明に係るＣｕボールは、Ｌ＊値によりＣｕボールの酸化の程度を判定可能であることが明らかになった。
【要約】
優れたアライメント性を有するＣｕボールを提供する。
はんだ付けの際のＣｕボールの濡れ不良を抑制するため、ボール表面の酸化膜の膜厚を判定する指標として明度を規定し、明度を５５以上とする。また、明度を正確に測定するにはＣｕボールの真球度が高い方がよく、真球度を高くするにはＣｕボールの純度を９９．９９５％以下とする。明度が５５以上の場合、Ｃｕボールの表面に形成された酸化膜の膜厚は８ｎｍ以下が好ましい。【図６】
0005447745.tif 000004
【図７】
0005447745.tif 000005
【図８】
0005447745.tif 000006
【図９】
0005447745.tif 000007
【図１】
0005447745.tif 000008
【図２】
0005447745.tif 000009
【図３】
0005447745.tif 000010
【図４】
0005447745.tif 000011
【図５】
0005447745.tif 000012