(57)【要約】【課題】ボイドの少ないはんだバンプを形成する。【解決手段】基板上の電極パッドを露出するレジスト層の開口部に、はんだ粉末とフラックスとを混合してなる第１はんだペーストを塗布して熱処理することにより、はんだ粉末を溶融凝集させて、電極パッド上に載置状態のはんだ塊を形成する第１工程と、該第１工程の後に開口部内に第２はんだペーストを塗布して熱処理することにより、はんだ塊とともに第２はんだペースト中のはんだ粉末を溶融させ、電極パッドの表面に接合したはんだバンプを形成する第２工程とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上の電極パッドを露出するレジスト層の開口部に、はんだ粉末とフラックスとを混合してなる第１はんだペーストを塗布して熱処理することにより、前記はんだ粉末を溶融凝集させて、前記電極パッド上に載置状態のはんだ塊を形成する第１工程と、該第１工程の後に前記開口部内に第２はんだペーストを塗布して熱処理することにより、前記はんだ塊とともに第２はんだペースト中のはんだ粉末を溶融させ、前記電極パッドの表面に接合したはんだバンプを形成する第２工程とを有することを特徴とするはんだバンプ形成方法。
【請求項２】
前記第１はんだペースト中のフラックスは、酸価値が５０ｍｇ／ｇＫＯＨ以下、かつハロゲン含有量が０．００１質量％以下であり、前記第２はんだペースト中のフラックスは、酸価値が１００ｍｇ／ｇＫＯＨ以上、又はハロゲン含有量が０．０１質量％以上であることを特徴とする請求項１記載のはんだバンプ形成方法。
【請求項３】
前記第２はんだペースト中のはんだ粉末の平均粒径は１μｍ以上であり、前記第１はんだペースト中のはんだ粉末の平均粒径は、前記第２はんだペースト中のはんだ粉末の平均粒径よりも大きいことを特徴とする請求項１又は２記載のはんだバンプ形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体デバイスをフリップチップ実装等により基板に接続するために用いられるはんだバンプを形成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品の小サイズ化に伴い、電子部品接合用に用いられるはんだバンプのバンプ間距離（以下ピッチという）が狭くなり、従来のステンシルマスクを用いるはんだペースト印刷方法では印刷時に印刷されたはんだペーストの形状が崩れ、隣り合うはんだペーストが繋がってしまうブリッジとよばれる問題や、ステンシルマスクと電子基板が離れる際にステンシルマスク開口部からはんだペーストが抜けず、結果としてステンシルマスク開口部にはんだペーストが残り、電子基板にはんだペーストが残らないミッシングバンプという問題が発生する。
また、生産性を上げるために、電子基板のサイズは益々大きくなるが、狭ピッチ化が進むに連れ、ステンシルマスクを電子基板の所望の位置に精度良く搭載することがより困難になり、はんだペーストを印刷した際に位置ズレが生じるなどの問題が発生していた。
【０００３】
これらの課題を解決するためにステンシルマスクを用いずに、基板の表面に、電極の部分に開口部を形成したソルダーレジスト層（ソルダーレジストパターン層）が被覆され、そのソルダーレジスト層の上に、開口部を囲むようにダムを形成し、このダムによって囲まれた開口部内の電極上にはんだペーストを充填し、充填したはんだペーストを加熱してはんだバンプを形成する方法が開示されている。この場合、ダムは、フィルム状のフォトレジスト、ドライフィルムレジストを基板表面に圧着させ、あるいは液状のフォトレジストをスピンコーターなどによって塗布して硬化させ、フォトマスクを介して露光処理及び現像処理を行なうことによって形成される。以上のような方法を用いて狭ピッチ時のバンプ形成を行うようにしている。
【０００４】
しかしながら狭ピッチになるほど、基板の電極界面ではんだバンプに発生するボイドと呼ばれる空孔の影響が大きくなり、ボイドが発生することではんだバンプの接合強度が低下する。
特許文献１では、ウエハ上に形成した金属製のバンプ下地パッド上に、はんだ粉末及びフラックスを混合してなる下地形成用ペーストを塗布して予め下地層を形成しておき、その下地層上に、下地形成用ペーストよりもフラックスの割合を少なくしたバンプ形成用ペーストを塗布し、リフロー処理してはんだバンプを形成している。この場合、フラックス含有量の多い下地形成用ペーストにより、パット表面の清浄度がフラックスにより向上され、はんだが濡れ広がり易くなる。また下地層が薄く形成されるため大きなボイドの発生を防ぐことが出来、結果として大きなボイドの無いバンプを形成することが出来る。
【０００５】
また特許文献２に開示のはんだバンプ形成方法では、基板上に設けたパッド上に平均粒径５μｍ以下のはんだ粉末及びフラックスを混合してなる下地形成用ペーストを塗布し、リフロー処理して厚み２０μｍ以下の下地層を形成する下地形成工程と、平均粒径が下地形成用ペーストよりも大きいはんだ粉末及びフラックスを混合してなるバンプ形成用ペーストを下地形成層上に塗布し、リフロー処理してはんだバンプを形成するバンプ形成工程とを備えている。
この場合、下地層を形成する際にパッド上にはんだ粉末を均一に塗布することで、パット上にフラックスのみが存在する箇所をなくし、はんだが溶融する際にパッドにぬれ広がり易くなり、はんだとパット界面にボイドが補足され難くしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−４９２９号公報
【特許文献２】特開２０１５−２３１２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、パッドにはんだペーストを塗布し、リフローすることで下地層を形成する場合、複数のはんだ粉末がパッドに接触し濡れるために、どうしてもフラックスもしくはガス成分を巻き込み易くなり、結果としてボイドが発生する。この場合、たとえ下地層形成の段階では、小さなボイドであっても、下地層上にはんだペーストを印刷してリフロー処理を行うと、下地層に存在するボイドを核として、ボイドが成長し、結果として大きなボイドが発生し得る。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ボイドの少ないはんだバンプを形成することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のはんだバンプ形成方法は、基板上の電極パッドを露出するレジスト層の開口部に、はんだ粉末とフラックスとを混合してなる第１はんだペーストを塗布して熱処理することにより、前記はんだ粉末を溶融凝集させて、前記電極パッド上に載置状態のはんだ塊を形成する第１工程と、該第１工程の後に前記開口部内に第２はんだペーストを塗布して熱処理することにより、前記はんだ塊とともに第２はんだペースト中のはんだ粉末を溶融させ、前記電極パッドの表面に接合したはんだバンプを形成する第２工程とを有する。
【００１０】
本発明のはんだバンプ形成方法によれば、第１工程において形成されるはんだ塊は、電極パッド上に載置された状態であって、ほとんど接合していない。したがって、はんだ塊が電極パッドにほぼ一点で接触した状態である。そして、第２工程においてはんだペーストを塗布してリフロー処理すると、第１工程で形成されたはんだ塊が電極パッドの表面で徐々に溶融し、第２工程で塗布したはんだペーストもはんだ塊の溶融に伴って、これに凝集しながら溶融し、全体として一体になったはんだバンプを電極パッド上に形成する。この第２工程において、はんだ塊は、電極パッドに接触している一点から徐々に濡れ広がりながら電極パッドの全面に溶融接合するので、ボイドの少ないはんだバンプを得ることができる。はんだ塊が複数生じた場合でも、はんだ粉末に対して大きい塊状であり、それらはんだ塊がほぼ一点で電極パッドに接触した状態となるので、電極パッドへのはんだの接触箇所が少なくなり、ボイドを少なくすることができる。
【００１１】
本発明のはんだバンプ形成方法において、前記第１はんだペースト中のフラックスは、酸価値が５０ｍｇ／ｇＫＯＨ以下、かつハロゲン含有量が０．００１質量％以下であり、前記第２はんだペースト中のフラックスは、酸価値が１００ｍｇ／ｇＫＯＨ以上、又はハロゲン含有量が０．０１質量％以上であるとよい。
【００１２】
第１はんだペーストでは、酸価値及びハロゲン含有量が低いフラックスを用いることにより、電極パッドへの活性が弱くなり、このため、第１工程におけるリフロー処理ではんだペーストが溶融した際に電極パッドに接合することが少なく、電極パッド上に載置状態のはんだ塊を形成することができる。この場合、酸価値が５０ｍｇ／ｇＫＯＨを超える場合、あるいはハロゲン含有量が０．００１質量％を超える場合、活性が増すことによりボイドの発生が多くなるおそれがある。これらの下限値は、少なくともはんだ粉末を溶融させ得る量（＞０）である必要がある。
一方、第２はんだペースト中のフラックスにおいては、酸価値が１００ｍｇ／ｇＫＯＨ未満、かつハロゲン含有量が０．０１質量％未満であると、活性が低くなることにより電極パッドへの接合が不完全になるおそれがある。
【００１３】
本発明のはんだバンプ形成方法において、前記第２はんだペースト中のはんだ粉末の平均粒径は１μｍ以上であり、前記第１はんだペースト中のはんだ粉末の平均粒径は、前記第２はんだペースト中のはんだ粉末の平均粒径よりも大きいとよい。
【００１４】
第２はんだペースト中のはんだ粉末の平均粒径が１μｍ以下と小さいので、はんだバンプの高さばらつきを抑え、均一な形状・大きさのはんだバンプを形成することができる。これに対して、第１はんだペースト中のはんだ粉末は、第２はんだペーストのはんだ粉末よりも大きいために溶融凝集しやすく、速やかにはんだ塊を形成することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のはんだバンプ形成方法によれば、ボイドの少ないはんだバンプを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係るはんだバンプ形成方法の実施形態を示すフローチャートである。
【図２】図１のはんだバンプ形成方法のうち、レジスト層形成工程、第１はんだペースト充填工程、第１熱処理工程、第２はんだペースト充填工程ごとの変化を示す断面図である。
【図３】図１のはんだバンプ形成方法のうち、第２熱処理工程、レジスト層除去・洗浄工程における変化を示す断面図である。
【図４】実施例における第２はんだペースト充填工程ではんだ塊の上に第２はんだペーストを充填した状態の断面写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係るはんだバンプ形成方法の実施形態について説明する。
図３（ｆ）は本発明の方法が適用されるはんだバンプを示しており、基板１の電極パッド２の上にはんだバンプ３が形成されている。
基板１は、シリコンウエハ又は樹脂絶縁基板等からなり、表面に回路層、絶縁層等が形成されるものであり、図３（ｆ）では、基板１の表面に電極パッド２が積層され、この電極パッド２の周囲の基板１の表面に絶縁層４が形成されている。
電極パッド２は銅又は銅合金を用いるのが好適であるが、ニッケル又はニッケル合金を用いてもよい。また、はんだバンプ３となるはんだの材料としては、Ｓｎ−Ａｇ合金、Ｐｂ−Ｓｎ合金、Ｓｎ−Ｂｉ合金、Ｓｎ−Ｚｎ合金、Ｓｎ−Ｓｂ合金、Ｓｎ−Ｃｕ合金、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金等、Ｓｎと添加成分からなるＳｎ系合金が好適である。
【００１８】
次に、このように構成されたはんだバンプ３を基板１の上に形成する方法について説明する。
このはんだバンプ形成方法においては、図１のフロー図に示すように、基板１上に、電極パッド２を露出させた絶縁層４が形成されており、この絶縁層４の上にドライフィルム等からなるレジスト層５を形成するレジスト層形成工程（Ｓ１）、第１はんだペースト３１をレジスト層５の孔部５１内に充填する第１はんだペースト充填工程（Ｓ２）、孔部５１内の第１はんだペースト３１を加熱してはんだ塊３４を形成する第１熱処理工程（Ｓ３）、孔部５１の上部に第２はんだペースト３５を充填する第２はんだペースト充填工程（Ｓ４）、孔部５１内のはんだ塊３５及び第２はんだペースト３５を加熱してはんだバンプ３を形成する第２熱処理工程（Ｓ５）、レジスト層除去工程（Ｓ６）、洗浄工程（Ｓ７）を経て、電極パッド２の上にはんだバンプ３が形成された基板１を得ることができる。なお、本発明では、第１はんだペースト充填工程（Ｓ２）及び第１熱処理工程（Ｓ３）を第１工程、第２はんだペースト充填工程（Ｓ４）及び第２熱処理工程（Ｓ５）を第２工程と称している。
図２及び図３は、その一連の形成過程での断面の変化を工程順に示したものである。以下、その工程ごとに説明する。
【００１９】
＜レジスト層形成工程＞
図２（ａ）に示すように、基板１表面の絶縁層４の上にレジスト層５を形成し、電極パッド２をレジスト層５の孔部５１を介して露出させておく。この場合、レジスト層５は、基板１の表面にアクリル系感光材等からなるドライフィルムを積層して、感光処理することにより形成できる。各孔部５１は、基板１表面の絶縁層４とその上のレジスト層５とにより形成されるが、絶縁層４の開口よりレジスト層５の開口が大きく形成されている。そして、これら絶縁層４及びレジスト層５のそれぞれの開口径は、電極パッド２の外径（又は幅）、電極パッド２上に形成すべきはんだバンプ３の大きさ、外径等に応じて設定される。例えば、レジスト層５の孔部５１の開口径は３５μｍ〜８０μｍ、厚みが２０μｍ〜１００μｍ以下、絶縁層４の開口径は２５μｍ〜７０μｍ以下、厚みが１０μｍ〜２５μｍ以下、開口のピッチが５０μｍ〜１００μｍとされる。
なお、電極パッド２に対して通常行われるＯＳＰ（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｓｏｌｄｅｒｂｉｌｉｔｙ  Ｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｖｅ）処理等の表面処理は行わないことが好ましい。ＯＳＰ処理は電極パッド２表面に水溶性フラックスで有機膜を形成することにより、電極パッド２の表面の酸化を防ぐ処理であるが、その処理をしないことで、後述する第１はんだペースト３１が電極パッド２に濡れにくい状態としておくとよい。
【００２０】
＜第１はんだペースト充填工程＞
スクリーン印刷により、レジスト層５の上から第１はんだペースト３１を塗布して、図２（ｂ）に示すように孔部５１内に第１はんだペースト３１を充填する。第１はんだペースト３１としては、後述する第２はんだペースト３５に比べて、はんだ粉末の平均粒径が大きく、フラックスの活性が低く、フラックス比率（フラックスの含有割合）が大きいものが用いられる。
【００２１】
具体的には、第１はんだペースト３１は、平均粒径６μｍ以上１１μｍ以下のはんだ粉末３２と、フラックス３３とを含有し、フラックス比率が２０質量％以上４０質量％以下とされるものであることが好ましい。
はんだ粉末３２は、材料としては前述した合金の中から選択され、粉末製造方法、ガスアトマイズ法、水アトマイズ法、遠心力アトマイズ法、油中分散法等によって製造されるものであり、平均粒径６μｍ以上１１μｍ以下で分級したものとされる。このはんだ粉末の平均粒径は、６μｍ未満では、後述する熱処理工程で溶融しにくく、大きい方が溶融しやすいが、孔部５１が小さいファインピッチに対応するには最大１１μｍとするのが好ましい。
はんだ粉末の平均粒径は６μｍ〜１１μｍの範囲内とされるが、８μｍ〜１１μｍの範囲内であることがより好ましい。
【００２２】
フラックス３３としては、ロジン等の樹脂分、活性剤、チキソ剤、溶剤等を含有しており、酸価値が５０ｍｇ／ｇＫＯＨ以下、かつハロゲン含有量が０．００１質量％以下の低活性のものが用いられる。酸価値が５０ｍｇ／ｇＫＯＨを超える場合、あるいはハロゲン含有量が０．００１質量％を超える場合、活性が増すことにより、はんだの電極パッド２への濡れが生じる結果としてボイドの発生が多くなるおそれがある。ただし、少なくともはんだ粉末を溶融させ得るものである必要がある。したがって、酸価値は０ｍｇ／ｇＫＯＨを超え５０ｍｇ／ｇＫＯＨ以下、ハロゲン含有量も０質量％を超え０．００１質量％以下とされる。
なお、フラックス３３のハロゲン含有量は、ＪＩＳ  Ｚ  ３１９７の電位差滴定法により検出されるハロゲン含有量であり、ハロゲンとしては、塩素及び／又は臭素が挙げられる。
酸価値は、１０ｍｇ／ｇＫＯＨ〜５０ｍｇ／ｇＫＯＨであることがより好ましく、３０ｍｇ／ｇＫＯＨ〜５０ｍｇ／ｇＫＯＨであることがさらに好ましい。ハロゲン含有量は、０．０００５質量％以下であることがより好ましい。
【００２３】
また、フラックス比率は、２０質量％未満では、はんだペースト３１中のはんだ粉末３２の含有量が多くなり過ぎるため、後述の第２はんだペースト３５の充填量が相対的に少なくなる結果、はんだバンプ３の高さばらつきが大きくなるおそれがある。また、フラックス比率が４０質量％を超えると、相対的にはんだ粉末３２の量が少なくなって分散される結果、その後の熱処理での円滑な溶融凝集が損なわれ、適切なはんだ塊３４を形成することが難しく、また、後の第２はんだペースト３５中のはんだ粉末３６も電極パッド２に接触し易くなるため、ボイドを低減させることが難しい。
第１はんだペースト３１の粘度は、特に限定されるものではないが、はんだペースト中におけるはんだ粉末の均一分散性、及び印刷性の観点から、２０Ｐａ・ｓ以上１００Ｐａ・ｓ以下が好ましい。
このように構成された第１はんだペースト３１をレジスト層５の上から塗布して、孔部５１に充填した状態が図２（ｂ）である。
【００２４】
＜第１熱処理工程＞
次に、孔部５１内の第１はんだペースト３１を加熱して溶融させる。この第１熱処理工程は、窒素雰囲気あるいは低酸素雰囲気または還元雰囲気中で第１はんだペースト３１に用いられているはんだの融点（液相線温度）より３０℃〜５０℃高い温度にて加熱する。
この第１熱処理により、図２（ｃ）に示すように、溶融したはんだが電極パッド２の上で凝集しながら表面張力によってはんだ塊３４を形成する。この場合、第１はんだペースト３１は、その活性が低いため、フラックス３３と電極パッド２表面の酸化膜との反応が弱く、はんだ塊３４が電極パッド２表面に接合することが抑制され、その結果、図２（ｃ）に示すように、はんだ塊３４が電極パッド２に接合せずに、その上に載置された状態となる。この時はんだ塊３４は孔部５１の容積の１５％〜４０％を占めるサイズとなる。また、この図２（ｃ）に示すように、第１熱処理によってフラックス３３の一部が揮発して若干のフラックス残渣３３´が残り、孔部５１の上部には空間が形成される。
【００２５】
＜第２はんだペースト充填工程＞
次に、スクリーン印刷により、レジスト層５の上から第２はんだペースト３５を塗布して、図２（ｄ）に示すように、孔部５１の上部の空間内に第２はんだペースト３５を充填する。この第２はんだペースト３５は、第１はんだペースト３１よりも、はんだ粉末の平均粒径が小さく、フラックスの活性が高く、フラックス比率が小さいものが用いられる。
具体的には、第２はんだペースト３５は、粒径１μｍ以上のはんだ粉末３６と、フラックス３７とを含有し、フラックス比率が６質量％以上２０質量％未満とされるものであることが好ましい。
【００２６】
はんだ粉末３６は第１はんだペースト３１に用いられるはんだ粉末３２と同様の材料、方法によって製造される。このはんだ粉末３６の平均粒径が１μｍ未満では比表面積が大きい、つまりはんだ粉末の表面酸化膜が多くなり、結果として熱処理時のはんだ粉末の溶融が困難となり、溶融ばらつきが生じる。このため形成されるバンプに高さばらつきが生じる。また、ファインピッチに対応した高さばらつきの小さいはんだバンプ３を得るには５μｍ以下とするのが好ましい。粒径が小さいので、孔部５１に緊密に充填され、次の第２熱処理工程後に形成されるはんだバンプ３の形状、大きさが均一になり、その高さばらつきが小さく抑えられる。
したがって、平均粒径は、１μｍ〜５μｍであることがより好ましく、３μｍ〜５μｍであることがさらに好ましい。
【００２７】
フラックス３７は、第１はんだペースト３１に用いられるものと同様の原料が用いられるが、その酸価値が１００ｍｇ／ｇＫＯＨ以上、あるいはハロゲン含有量が０．０１質量％以上の高活性のものが用いられる。酸価値が１００ｍｇ／ｇＫＯＨ未満でハロゲン含有量も０．０１質量％未満の場合、活性が低いことにより、次の第２熱処理工程において、電極パッド２へのはんだバンプ３の接合が不十分になり、その後の洗浄工程でバンプが脱落し易くなるとともにバンプ高さばらつきが大きくなるおそれがある。また酸価値が４００ｍｇ／ｇＫＯＨを超え、またはハロゲン含有量が１．０質量％を超えると、はんだペースト充填工程などの室温環境下におけるペースト使用時において、はんだ粉末とフラックス中の活性剤の反応が急速に進み、はんだペーストが劣化するという問題が生じる。
また、フラックス比率は６質量％未満であると、電極パッド２へのはんだバンプ３の接合が不十分になり易く、２０質量％を超えるとはんだバンプ３の高さばらつきが大きくなる傾向にある。
なお、第１はんだペースト熱処理工程後は、フラックス残渣３３´が付着しているが、これを洗浄することなく、第２はんだペースト充填工程に移行することが好ましい。この段階でフラックス残渣３３´を洗浄すると、はんだ塊３４も電極パッド２に接合していないので、フラックス残渣３３´と一緒に脱落してしまうおそれがあるからである。
酸価値は、１００ｍｇ／ｇＫＯＨ〜４００ｍｇ／ｇＫＯＨであることが好ましく、１００ｍｇ／ｇＫＯＨ〜２００ｍｇ／ｇＫＯＨであることがさらに好ましい。ハロゲン含有量は、０．０１質量％〜１．０質量％であることが好ましく、０．０１質量％〜０．５質量％であることがさらに好ましい。
【００２８】
＜第２熱処理工程＞
次に、孔５１内のはんだ塊３４及び第２はんだペースト３５を加熱して溶融させる。この第２熱処理工程も、窒素雰囲気あるいは低酸素雰囲気または還元雰囲気中ではんだの融点（液相線温度）より３０℃〜５０℃高い温度にて加熱する。
この第２熱処理により、電極パッド２上に載置状態のはんだ塊３４及びその上に充填された第２はんだペースト３５のはんだが溶融し、また、フラックスの活性が高いために、電極パッド２表面の酸化膜を還元して、電極パッド２表面に溶融はんだを濡れ広がらせながら反応させ、これらの間に金属間化合物を形成して両者を接合する。このとき、はんだ塊３４の電極パッド２表面への接触が一点で始まり、徐々に半径方向外方に濡れ広がっていくので、還元反応等により水蒸気等のガスが発生したとしても、はんだが濡れ広がるにつれて半径方向外方に押し出される。このため、はんだバンプ３と電極パッド２との間にガスが閉じ込められることが少なく、ボイドの発生を確実に防止することができる。
この第２熱処理によりはんだが固化すると、図３（ｅ）に示すように、孔部５１内にはんだバンプ３が形成される。符号３７´は、フラックス残渣である。
【００２９】
＜レジスト層除去工程、洗浄工程＞
その後、レジスト層５を除去し、洗浄してフラックス残渣３７´を除去することにより、図３（ｆ）に示すように電極パッド２の上にはんだバンプ３が形成された基板１が得られる。
このような工程を経て形成されるはんだバンプ３は、第１はんだペースト３１によって電極パッド２に接合しない状態で載置されるはんだ塊３４を形成した後、粒径の小さいはんだ粉末３６を用いた第２はんだペースト３５を充填して全体を熱処理することにより、ボイドの発生を防止するとともに、高さばらつきの少ないはんだバンプ３を形成することができる。
したがって、フリップチップ実装において接合信頼性が高く、かつファインピッチ化に適用可能な高精度のはんだバンプ３を得ることができる。
【実施例】
【００３０】
表１に示す配合（いずれの数値も質量％を示す）のフラックスを用いて、表２に示す活性（酸価値、ハロゲン含有率）、はんだ粉末の平均粒径、フラックス比率で種々の第１はんだペースト及び第２はんだペーストを作製した。いずれの試料においても、はんだ粉末としては、Ｓｎ−３．０質量％Ａｇ−０．５質量％Ｃｕからなる組成のものを用いた。
フラックスの酸価値及びハロゲン含有率は、ＪＩＳ  Ｚ  ３１９７に準拠して測定した。
はんだ粉末の平均粒径とは、レーザー回折散乱法を用いた粒度分布測定装置（堀場製作所社製、レーザー回折／散乱式粒子径分布測定装置ＬＡ−９５０）にて測定した体積累積中位径(Ｍｅｄｉａｎ径、Ｄ50)により表している。
【００３１】
【表１】
2018098373.tif 000003
【００３２】
【表２】
2018098373.tif 000004
【００３３】
そして、絶縁層の孔部の開口径が３０μｍ、絶縁層の厚みが１０μｍ、絶縁層の上のレジスト層の開口径が３８μｍ、その厚みが３０μｍ、ピッチが５０μｍで３０００個の孔部を有する基板を用意した。この場合、電極パッドである銅へのＯＳＰ処理は実施しなかった。そして、基板の孔部に第１はんだペーストを充填した後、窒素中で２１７℃以上の時間が３０秒、かつ最高温度２４０℃にて第１熱処理し、その後、第２はんだペーストを充填して、窒素中で２１７℃以上の時間が３０秒、かつ最高温度２４０℃にて第２熱処理をした。次に６０〜８０℃に加熱した剥離液中に浸漬することでレジスト層を除去した後、６０〜８０℃に加熱したフラックス洗浄液に浸漬することでフラックス残渣を除去し、水洗工程を経て、はんだバンプを形成した。
得られたはんだバンプについて、最大ボイド面積率、ミッシングバンプ発生率、バンプ高さばらつきを比較した。
【００３４】
最大ボイド面積率は、電極パッドとの界面に発生したボイドを界面に直交する方向から透過型Ｘ線により観察し、各試料ごとに、５００個のはんだバンプ中の最大の面積を有するボイドについて、電極パッドとの界面の面積に対する比率を求めた。
ミッシングバンプ発生率は、電極パッド上にはんだバンプが存在しない箇所の個数を数え、３０００個中の比率を求めた。
バンプ高さばらつきは、各試料ごとに５００個のはんだバンプの高さを三次元測定器により測定し、その高さばらつきを求めた。
これらの結果を表３に示す。
【００３５】
【表３】
2018098373.tif 000005
【００３６】
表３中、比較例１及び比較例２は、第２はんだペーストの熱処理においてはんだ粉末の溶融が不完全なものが多発し、そのため、洗浄工程ではんだが流れ出てしまったものが多く発生した。なお、比較例１は全てのはんだが流れ出してしまったためボイド及びバンプ高さばらつきが測定出来なかった。また比較例２は第２はんだペースト中のはんだ粉末の溶融が不完全であり、溶融にばらつきがある。よって形成されるバンプ高さにばらつきがあり、バンプ高さばらつきが大きくなっている。
比較例３〜６は、はんだバンプは形成されていたものの、大きなボイドが発生した。第１はんだペーストの熱処理により形成されるべきはんだ塊が電極パッドに接合してしまったためと考えられる。
これに対して、実施例のものは、ボイドが小さく、ミッシングバンプの発生も少ないものであった。図４は、実施例１６の第２はんだペースト充填工程ではんだ塊の上に第２はんだペーストを充填した状態の断面写真であり、電極パッドの上に大きなはんだ塊が載置されている。最も大きなはんだ塊の付近にも球状のはんだ塊が視られるが、上部のはんだペースト中のはんだ粉末より大きい塊であり、このようなはんだ塊が１個だけでなく複数個生じたとしても、電極パッドへのはんだの接触箇所が少なくなり、ボイドを少なくすることができる。
【符号の説明】
【００３７】
１  基板
２  電極パッド
３  はんだバンプ
４  絶縁層
５  レジスト層
３１  第１はんだペースト
３２，３６  はんだ粉末
３３，３７  フラックス
３４  はんだ塊
３５  第２はんだペースト
５１  孔部
【図１】
2018098373.tif 000006
【図２】
2018098373.tif 000007
【図３】
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【図４】
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