JPH11317416A - 複合マイクロボールとその製造方法と製造装置 - Google Patents
複合マイクロボールとその製造方法と製造装置Info
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- JPH11317416A JPH11317416A JP10367742A JP36774298A JPH11317416A JP H11317416 A JPH11317416 A JP H11317416A JP 10367742 A JP10367742 A JP 10367742A JP 36774298 A JP36774298 A JP 36774298A JP H11317416 A JPH11317416 A JP H11317416A
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- composite microball
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 球体に厚い、２０μｍ以上の安定した成膜が
出来て、仕上がり形状が球形で転がり性の良いめっきを
備えた複合マイクロボールとその製造方法と製造装置と
を提供すること。 【解決手段】 銅をコアボールとするマイクロボールに
おいて、前記コアボールは、３０μｍ以上で１２０μｍ
以下の均一な直径を有し、前記マイクロボールは、最表
皮に片側２０μｍ以上の均一な厚さの半田めっき層を有
し、外径が５０〜２００μｍの範囲内にある。この複合
マイクロボールは、陰極２７側に配置された前記コアボ
ールを回転させて、通電非通電を行うとともに、直径が
３００〜１０００μｍ未満のダミーボールを、非めっき
コアボールが５〜２０％（容積比）以内になるように構
成させながら、成膜中のボール付着を解消し均一なはん
だめっき層を形成する。
出来て、仕上がり形状が球形で転がり性の良いめっきを
備えた複合マイクロボールとその製造方法と製造装置と
を提供すること。 【解決手段】 銅をコアボールとするマイクロボールに
おいて、前記コアボールは、３０μｍ以上で１２０μｍ
以下の均一な直径を有し、前記マイクロボールは、最表
皮に片側２０μｍ以上の均一な厚さの半田めっき層を有
し、外径が５０〜２００μｍの範囲内にある。この複合
マイクロボールは、陰極２７側に配置された前記コアボ
ールを回転させて、通電非通電を行うとともに、直径が
３００〜１０００μｍ未満のダミーボールを、非めっき
コアボールが５〜２０％（容積比）以内になるように構
成させながら、成膜中のボール付着を解消し均一なはん
だめっき層を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体パッケージ
における半導体素子の内部接続電極に用いるフリップチ
ップ用マイクロボール及びその製造方法と製造装置に関
する。
における半導体素子の内部接続電極に用いるフリップチ
ップ用マイクロボール及びその製造方法と製造装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子情報機器の高性能化と高密度
化、即ち、携帯化の動きが一層急激になっている。これ
を支えるキーテクノロジーとして、電子部品や半導体チ
ップの表面実装の重要性がますますたかまってきてい
る。
化、即ち、携帯化の動きが一層急激になっている。これ
を支えるキーテクノロジーとして、電子部品や半導体チ
ップの表面実装の重要性がますますたかまってきてい
る。
【０００３】最近の技術の流れとしては、フリップチッ
プ方式によるチップサイズパッケージが主流になりつつ
ある。チップと基板との距離、即ち、接続長はその組み
立て上、凡そ４０μｍ以上必要である。少なくとも３０
μｍ未満では実用上組み立てることは不可能である。
プ方式によるチップサイズパッケージが主流になりつつ
ある。チップと基板との距離、即ち、接続長はその組み
立て上、凡そ４０μｍ以上必要である。少なくとも３０
μｍ未満では実用上組み立てることは不可能である。
【０００４】フリップチップ方式によれば、チップに設
けられる内部電極は、半田、金あるいは金合金の線材を
熔接、切断によりフリップチソプ接続として形成されて
いる。さらに、より慣習的には、ワイヤーボンディング
（以下、ＷＢと呼ぶ）で接続してきたが、その高実装密
度化の要求が厳しく限界にきている。
けられる内部電極は、半田、金あるいは金合金の線材を
熔接、切断によりフリップチソプ接続として形成されて
いる。さらに、より慣習的には、ワイヤーボンディング
（以下、ＷＢと呼ぶ）で接続してきたが、その高実装密
度化の要求が厳しく限界にきている。
【０００５】今、市場で求められているものも、このこ
とからより短くしかも電気的に安定な、熱的にも充分で
あるという要件を満たしているものが求められている。
ちなみに、接続長は実質１２０μｍ以下が必須となって
きている。
とからより短くしかも電気的に安定な、熱的にも充分で
あるという要件を満たしているものが求められている。
ちなみに、接続長は実質１２０μｍ以下が必須となって
きている。
【０００６】近い将来５００ピン以上、外部動作周波数
が２５０ＭＨｚ以上の領域をカバーしなければならない
のが実情である。
が２５０ＭＨｚ以上の領域をカバーしなければならない
のが実情である。
【０００７】なお、フリップチップの工法には、スタッ
ドバンプボンデイング、異方性導電膜、金バンプソルダ
ーリング等種々その方式は、知られているが、通称Ｃ４
法（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｃｏ１１ａｐｓｅ Ｃｈｉ
ｐ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）が最も信頼性に優れている
事は判っている。ただし、このＣ４法における今日的要
求レべルでは、所望のめっきされた球体を得る事が大切
である。
ドバンプボンデイング、異方性導電膜、金バンプソルダ
ーリング等種々その方式は、知られているが、通称Ｃ４
法（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｃｏ１１ａｐｓｅ Ｃｈｉ
ｐ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）が最も信頼性に優れている
事は判っている。ただし、このＣ４法における今日的要
求レべルでは、所望のめっきされた球体を得る事が大切
である。
【０００８】上記したように、フリップチップ方式のＣ
４法においては、めっきされた球体が必要である。その
めっきの膜厚、例えば、１０μｍ以上で均一成膜性を備
えることも、外表皮、例えば、裂皮が無く転がり性が優
れていることも大切である。
４法においては、めっきされた球体が必要である。その
めっきの膜厚、例えば、１０μｍ以上で均一成膜性を備
えることも、外表皮、例えば、裂皮が無く転がり性が優
れていることも大切である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、微小粉
体等へのめっき技術でさえ、さまざま検討されてきた
が、少なくとも１００μｍ以下のサイズについては成功
事例が僅かである。
体等へのめっき技術でさえ、さまざま検討されてきた
が、少なくとも１００μｍ以下のサイズについては成功
事例が僅かである。
【００１０】一方、懸濁電気めっきによる、１００μｍ
以下の微粒子めっきについて検討されてはいるが、半田
（軟質）で球形が必要で膜の厚いものは得られてない。
以下の微粒子めっきについて検討されてはいるが、半田
（軟質）で球形が必要で膜の厚いものは得られてない。
【００１１】そこで、本発明の技術的課題は、球体に厚
い（片側１０μｍ以上の）安定した成膜が出来て、仕上
がり形状が球形で転がり性の良いめっき層を備えた複合
マイクロボールとその製造方法と製造装置とを提供する
ことにある。
い（片側１０μｍ以上の）安定した成膜が出来て、仕上
がり形状が球形で転がり性の良いめっき層を備えた複合
マイクロボールとその製造方法と製造装置とを提供する
ことにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、銅をコ
アボールとするマイクロボールにおいて、前記コアボー
ルは、３０μｍ以上で１２０μｍ以下の均一な直径を有
し、前記マイクロボールは、最表皮に１０μｍ以上の均
一な厚さの半田めっき層を有し、外径が５０〜２００μ
ｍの範囲内にあることを特徴とする複合マイクロボール
が得られる。
アボールとするマイクロボールにおいて、前記コアボー
ルは、３０μｍ以上で１２０μｍ以下の均一な直径を有
し、前記マイクロボールは、最表皮に１０μｍ以上の均
一な厚さの半田めっき層を有し、外径が５０〜２００μ
ｍの範囲内にあることを特徴とする複合マイクロボール
が得られる。
【００１３】ここで，本発明においては、前記半田めっ
き層の厚さは、片側で、２０μｍ以上が好ましく、ま
た、外径が５０〜１８０μｍであることがより好まし
い。
き層の厚さは、片側で、２０μｍ以上が好ましく、ま
た、外径が５０〜１８０μｍであることがより好まし
い。
【００１４】また、本発明によれば、前記複合マイクロ
ボールにおいて、前記複合マイクロボールの被覆層が、
前記コアボール側の第一層に下地層、前記下地層上の第
二層に半田被覆層を有し、前記半田被覆層の膜厚のバラ
ツキが当該第二層の１０％以内であることを特徴とする
複合マイクロボールが得られる。
ボールにおいて、前記複合マイクロボールの被覆層が、
前記コアボール側の第一層に下地層、前記下地層上の第
二層に半田被覆層を有し、前記半田被覆層の膜厚のバラ
ツキが当該第二層の１０％以内であることを特徴とする
複合マイクロボールが得られる。
【００１５】また、本発明によれば、前記複合マイクロ
ボールにおいて、前記第一層はコバルト及びニッケルの
内の少なくとも一種から実質的になることを特徴とする
複合マイクロボールが得られる。
ボールにおいて、前記第一層はコバルト及びニッケルの
内の少なくとも一種から実質的になることを特徴とする
複合マイクロボールが得られる。
【００１６】ここで、本発明の前記複合マイクロボール
において、前記第一層は、コバルト又はニッケル／コバ
ルト合金からなることが好ましい。
において、前記第一層は、コバルト又はニッケル／コバ
ルト合金からなることが好ましい。
【００１７】また、本発明によれば、前記複合マイクロ
ボールにおいて、前記第二層は、インジュウム及び金の
内の少なくとも一種を含む単体または合金からなること
を特徴とする複合マイクロボールが得られる。
ボールにおいて、前記第二層は、インジュウム及び金の
内の少なくとも一種を含む単体または合金からなること
を特徴とする複合マイクロボールが得られる。
【００１８】また、本発明によれば、前記複合マイクロ
ボールにおいて、前記半田は、ＰｂＳｎ、ＣｕＳｎ、Ａ
ｇＳｎ、及びＳｎＺｎの内の少なくとも一種からなるこ
とを特徴とする複合マイクロボールが得られる。
ボールにおいて、前記半田は、ＰｂＳｎ、ＣｕＳｎ、Ａ
ｇＳｎ、及びＳｎＺｎの内の少なくとも一種からなるこ
とを特徴とする複合マイクロボールが得られる。
【００１９】また、本発明によれば、前記複合マイクロ
ボールを製造する方法であって、陰極側に配置された前
記コアボールを回転させて、通電非通電を行うととも
に、直径が３００〜１０００μｍ未満のダミーボール
を、非めっきコアボールが５〜２０％（容積比）以内に
なるように構成させながら、成膜中のボール付着を解消
し均一なはんだめっき層を形成することを特徴とする複
合マイクロボールの製造方法が得られる。
ボールを製造する方法であって、陰極側に配置された前
記コアボールを回転させて、通電非通電を行うととも
に、直径が３００〜１０００μｍ未満のダミーボール
を、非めっきコアボールが５〜２０％（容積比）以内に
なるように構成させながら、成膜中のボール付着を解消
し均一なはんだめっき層を形成することを特徴とする複
合マイクロボールの製造方法が得られる。
【００２０】また、本発明によれば、前記複合マイクロ
ボールの製造方法において、前記通電条件は、電流密度
で１．０Ａ／ｄｍ2 未満で行うことを特徴とする複合マ
イクロボールの製造方法が得られる。
ボールの製造方法において、前記通電条件は、電流密度
で１．０Ａ／ｄｍ2 未満で行うことを特徴とする複合マ
イクロボールの製造方法が得られる。
【００２１】また、本発明によれば、前記複合マイクロ
ボールの製造方法において、前記はんだめっき液とし
て、アルカノ一ルスルフオン酸系浴で、電流密度１．０
Ａ／ｄｍ2 以下とする事で安定した２０μｍ以上の膜厚
を形成させることを特徴とする複合マイクロボールの製
造方法が得られる。
ボールの製造方法において、前記はんだめっき液とし
て、アルカノ一ルスルフオン酸系浴で、電流密度１．０
Ａ／ｄｍ2 以下とする事で安定した２０μｍ以上の膜厚
を形成させることを特徴とする複合マイクロボールの製
造方法が得られる。
【００２２】また、本発明によれば、前記複合マイクロ
ボールの製造方法において、陰極側に配置された前記コ
アボールを回転させて、通電、非通電を交互に行うとと
もに、非通電時に前記陰極にめっきされたボール同士の
付着を振動によって解除させながら、成膜中のボール付
着を解消し均一な半田メッキ層を形成することを特徴と
した複合マイクロボールの製造方法が得られる。
ボールの製造方法において、陰極側に配置された前記コ
アボールを回転させて、通電、非通電を交互に行うとと
もに、非通電時に前記陰極にめっきされたボール同士の
付着を振動によって解除させながら、成膜中のボール付
着を解消し均一な半田メッキ層を形成することを特徴と
した複合マイクロボールの製造方法が得られる。
【００２３】また、本発明によれば、前記複合マイクロ
ボールの製造方法において、前記半田めっき液として、
フッ酸系ホウフッ化浴に、ホウフッ化水素酸をＰｂ、Ｓ
ｎの総和に対し、０．０１〜０．２モル％添加したもの
を用い、電流密度３．０Ａ／ｄｍ2 以下とすることで安
定した１０μｍ以上の膜厚を形成させることを特徴とす
る複合マイクロボールの製造方法が得られる。
ボールの製造方法において、前記半田めっき液として、
フッ酸系ホウフッ化浴に、ホウフッ化水素酸をＰｂ、Ｓ
ｎの総和に対し、０．０１〜０．２モル％添加したもの
を用い、電流密度３．０Ａ／ｄｍ2 以下とすることで安
定した１０μｍ以上の膜厚を形成させることを特徴とす
る複合マイクロボールの製造方法が得られる。
【００２４】更に、本発明によれば、前記複合マイクロ
ボールを製造する装置であって、前記コアボールに通
電、非通電が交互に行える機構を備えた回転陰極と、前
記回転陰極の内側に配置された半田を含む陰極と、非通
電時に前記陰極にめっきされたボール同士の付着を解除
させる振動機構とを有する電気めっき装置からなること
を特徴とする複合マイクロボールの製造装置が得られ
る。
ボールを製造する装置であって、前記コアボールに通
電、非通電が交互に行える機構を備えた回転陰極と、前
記回転陰極の内側に配置された半田を含む陰極と、非通
電時に前記陰極にめっきされたボール同士の付着を解除
させる振動機構とを有する電気めっき装置からなること
を特徴とする複合マイクロボールの製造装置が得られ
る。
【００２５】ここで、本発明において、めっきの際の電
流密度は、表面の精度をさらによくするには、１Ａ／ｄ
ｍ2 以下が好ましい。
流密度は、表面の精度をさらによくするには、１Ａ／ｄ
ｍ2 以下が好ましい。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
て図面を参照して説明する。
【００２７】（第１の実施の形態）図１は本発明の第１
の実施の形態による複合マイクロボールの製造装置とし
て電気めっき装置の概略構成を示す断面図である。図１
に示すように、電気めっき装置１０は、内槽１とその外
側に形成された外槽２とを備えている。内槽１は、側部
のみに、導電性材料からなる陰極３が形成され、残りの
部分が絶縁材料からなり、底部下端には、第１の振動装
置４が設けられている。また、内槽１内には、めっき液
５が満たされ、このめっき液５に陽極６が浸されてい
る。また、陰極３に接するように、溶液中に銅（Ｃｕ）
ボール７が底に沈められている。外槽２の外部には、第
２の振動装置８が設けられている。また、外槽２内で、
内槽の外側には、冷却液１３等が充填されており、ま
た、外槽２と内槽１の開口部付近は、内槽１を外槽２に
対して、間隔をおいて相対回転可能に保持する間隙保持
部材１４が設けられている。間隙保持部材１４は、ま
た、内槽１の外側面で受けたの振動を内槽１を通して、
内部のめっき液５等に伝達可能に構成されている。
の実施の形態による複合マイクロボールの製造装置とし
て電気めっき装置の概略構成を示す断面図である。図１
に示すように、電気めっき装置１０は、内槽１とその外
側に形成された外槽２とを備えている。内槽１は、側部
のみに、導電性材料からなる陰極３が形成され、残りの
部分が絶縁材料からなり、底部下端には、第１の振動装
置４が設けられている。また、内槽１内には、めっき液
５が満たされ、このめっき液５に陽極６が浸されてい
る。また、陰極３に接するように、溶液中に銅（Ｃｕ）
ボール７が底に沈められている。外槽２の外部には、第
２の振動装置８が設けられている。また、外槽２内で、
内槽の外側には、冷却液１３等が充填されており、ま
た、外槽２と内槽１の開口部付近は、内槽１を外槽２に
対して、間隔をおいて相対回転可能に保持する間隙保持
部材１４が設けられている。間隙保持部材１４は、ま
た、内槽１の外側面で受けたの振動を内槽１を通して、
内部のめっき液５等に伝達可能に構成されている。
【００２８】第１及び第２の振動装置４、８は、取り付
け面に垂直に働く振動装置であり、矢印１１及び１２で
示されるそれぞれの振動方向Ｄ１、Ｄ２は、直角もしく
は垂直、または平行のいずれでもなく、鋭角を形成する
方向で、例えば、ねじれの位置等であっても良い。
け面に垂直に働く振動装置であり、矢印１１及び１２で
示されるそれぞれの振動方向Ｄ１、Ｄ２は、直角もしく
は垂直、または平行のいずれでもなく、鋭角を形成する
方向で、例えば、ねじれの位置等であっても良い。
【００２９】本発明の実施の形態において用いられるコ
アボールは、微小径ボールである。この微小径ボール
は、ブラズマ回転電極法やプラズマによる球状化処理装
置の市販品がある。得られた球形体を精密分級により所
望のコアボールを調粒する。分級には、薄板にマイクロ
ドリルや放電加工（精密電極）で穿孔したものにより篩
分、分級しても良いし、画像処理により選別したもので
も良い。凡そ３０μｍ以上で１２０μｍ以下の直径±５
％以内の精密な銅ボールからなるコアボールが得られて
いる。
アボールは、微小径ボールである。この微小径ボール
は、ブラズマ回転電極法やプラズマによる球状化処理装
置の市販品がある。得られた球形体を精密分級により所
望のコアボールを調粒する。分級には、薄板にマイクロ
ドリルや放電加工（精密電極）で穿孔したものにより篩
分、分級しても良いし、画像処理により選別したもので
も良い。凡そ３０μｍ以上で１２０μｍ以下の直径±５
％以内の精密な銅ボールからなるコアボールが得られて
いる。
【００３０】次に、コアボール表面にめっきを施す。め
っきは先述した通り、微小球にめっきが施されるとその
表面積と全体の体積が急増するため、撹拌でのボールの
挙動が変化する。さらに、電気めっきするための大切な
要因である電流密度が大きく変化するためこの制御が欠
かせない。また、めっき層である半田が析出すればする
ほど半田どおしの接触による半田されたボール、即ち、
複合マイクロボールの付着が増大され、その結果パッケ
ージ組み立て時に個別に所望の位置に接合させねばなら
ない所望するボールが実質的には得られない。即ち、製
品歩留が大幅に低下し、実用上採用できない。要する
に、１０μｍ以上の厚めっきが安定して得られることが
眼目である。
っきは先述した通り、微小球にめっきが施されるとその
表面積と全体の体積が急増するため、撹拌でのボールの
挙動が変化する。さらに、電気めっきするための大切な
要因である電流密度が大きく変化するためこの制御が欠
かせない。また、めっき層である半田が析出すればする
ほど半田どおしの接触による半田されたボール、即ち、
複合マイクロボールの付着が増大され、その結果パッケ
ージ組み立て時に個別に所望の位置に接合させねばなら
ない所望するボールが実質的には得られない。即ち、製
品歩留が大幅に低下し、実用上採用できない。要する
に、１０μｍ以上の厚めっきが安定して得られることが
眼目である。
【００３１】本発明者らは、各種試験装置を作製し検討
した。その結果、成膜を連続的に行なうのは困難で、一
旦、一定量を成膜させた後、電源を切って成膜を中止
し、さらにその時点で付着している複合マイクロボール
を陰極と共に３次元的に振動させて分離、解離させ、再
び通電させる事で、前記析出させた半田層の上に追加の
半田層を析出、成長させる。この操作を繰り返し行なう
ことで、はんためっきされたボールの相互の付着を殆ど
発生させずに、所望のめっきを施す事ができるようにな
った。
した。その結果、成膜を連続的に行なうのは困難で、一
旦、一定量を成膜させた後、電源を切って成膜を中止
し、さらにその時点で付着している複合マイクロボール
を陰極と共に３次元的に振動させて分離、解離させ、再
び通電させる事で、前記析出させた半田層の上に追加の
半田層を析出、成長させる。この操作を繰り返し行なう
ことで、はんためっきされたボールの相互の付着を殆ど
発生させずに、所望のめっきを施す事ができるようにな
った。
【００３２】ここで、本発明において、３次元的とは、
単に一方向の往復振動だけでは充分な分離、解離を行な
え無いので、一般的な一方向振動機である第１の振動装
置４をめっき浴の底面に設置し、その浴を振動により動
きが阻害されない程度のフレキシブルな接続により更に
外郭に固定外槽２に接続し、その外槽を、例えば、第２
の振動装置８によって、第１の振動装置４に対して４５
度に傾斜させて、第１及び第２の振動装置４、８を同時
に振動させる事で、内部のボールが非通電時に個別に浴
槽底に沈降させることをいう。
単に一方向の往復振動だけでは充分な分離、解離を行な
え無いので、一般的な一方向振動機である第１の振動装
置４をめっき浴の底面に設置し、その浴を振動により動
きが阻害されない程度のフレキシブルな接続により更に
外郭に固定外槽２に接続し、その外槽を、例えば、第２
の振動装置８によって、第１の振動装置４に対して４５
度に傾斜させて、第１及び第２の振動装置４、８を同時
に振動させる事で、内部のボールが非通電時に個別に浴
槽底に沈降させることをいう。
【００３３】本発明において、めっき液は一般的なホウ
フッ化浴系で良く、特に注意するべきことは、反応制御
剤として添加するホウフッ化水素酸をＰｂ、Ｓｎの総和
に対し、０．０１〜０．２モル％にすることで劣化速度
を抑えることができることが分った。ここで、ホウフッ
化鉛、ホウフッ化錫だけでは、膜質が悪い。また、これ
らの塩類だけでは、めっきの成長に芳しくないのは、通
例である。ホウフッ化水素酸は高価であり、この目的の
条件開発に適した添加量の範囲を探すことが大切で、種
々実験し、最適条件域を見出だしたものである。しか
も、この範囲は、ＰｂＳｎの濃度を過度に低下すること
もない範囲にし得たので、実用上大切な要素となる。
フッ化浴系で良く、特に注意するべきことは、反応制御
剤として添加するホウフッ化水素酸をＰｂ、Ｓｎの総和
に対し、０．０１〜０．２モル％にすることで劣化速度
を抑えることができることが分った。ここで、ホウフッ
化鉛、ホウフッ化錫だけでは、膜質が悪い。また、これ
らの塩類だけでは、めっきの成長に芳しくないのは、通
例である。ホウフッ化水素酸は高価であり、この目的の
条件開発に適した添加量の範囲を探すことが大切で、種
々実験し、最適条件域を見出だしたものである。しか
も、この範囲は、ＰｂＳｎの濃度を過度に低下すること
もない範囲にし得たので、実用上大切な要素となる。
【００３４】前記半田の他、ＣｕＳｎ、ＡｇＳｎ、Ｓｎ
Ｚｎも同様な装置で可能であり、もちろん、本発明の効
果を期待できる。当然環境問題を考慮し鉛を用いないこ
ともできる。
Ｚｎも同様な装置で可能であり、もちろん、本発明の効
果を期待できる。当然環境問題を考慮し鉛を用いないこ
ともできる。
【００３５】次に、本発明の実施の形態による複合マイ
クロボールの製造例について説明する。
クロボールの製造例について説明する。
【００３６】プラズマ球状化処理装置により６０±５μ
ｍの、真球度も表面滑らかさも良好な銅コアボール素球
を得た。次いで銅箔に放電加工により穿孔して５５μｍ
と６５μｍのパンチングメタル（網）を作製し、この２
枚の網により６０±２．５μｍの銅コアボールとした。
６０μｍ銅ボールと呼ぶ。図１に示す電気めっき装置に
表１に示すめっき液を充填した。
ｍの、真球度も表面滑らかさも良好な銅コアボール素球
を得た。次いで銅箔に放電加工により穿孔して５５μｍ
と６５μｍのパンチングメタル（網）を作製し、この２
枚の網により６０±２．５μｍの銅コアボールとした。
６０μｍ銅ボールと呼ぶ。図１に示す電気めっき装置に
表１に示すめっき液を充填した。
【００３７】
【表１】
【００３８】６０μｍ銅ボールを脱脂等の前処理を充分
行なった後、めっき液とほぼ同じ液系で活性化処理を
し、６０μｍ銅ボールを１００ｃｃとボール同士の付着
防止のためにダミーボールとしてφ２００μｍの鉄製ボ
ールを銅ボールと同容積を内槽１のめっき液の飛沫に注
意しながらし、全体の容積を８００ｃｃとした。浴液温
度は、１４〜２２℃で、図１の内外槽１、２間に冷却液
１３を循環させて制御し、内槽１の中心から若干偏芯し
て取付けた図示しない撹拌機で凡そ５００〜７００ｒｐ
ｍで、液面にコアの生じない様に注意しながら、撹拌し
た。同時に内槽１を撹拌機と逆の方向に槽自体を回転し
た。底外側に振動装置を設置した内槽を回転しながら凡
そ３Ａ／ｄｍ2 通電し、１０〜２０秒めっきした後、電
源を切り、内外槽１、２に設けられた２種類の振動装置
を同時に作動させ、めっきされたボールを個別に回収し
た。これにより、非通電時に半田膜の成長した複合マイ
クロボールが分離、解離する。
行なった後、めっき液とほぼ同じ液系で活性化処理を
し、６０μｍ銅ボールを１００ｃｃとボール同士の付着
防止のためにダミーボールとしてφ２００μｍの鉄製ボ
ールを銅ボールと同容積を内槽１のめっき液の飛沫に注
意しながらし、全体の容積を８００ｃｃとした。浴液温
度は、１４〜２２℃で、図１の内外槽１、２間に冷却液
１３を循環させて制御し、内槽１の中心から若干偏芯し
て取付けた図示しない撹拌機で凡そ５００〜７００ｒｐ
ｍで、液面にコアの生じない様に注意しながら、撹拌し
た。同時に内槽１を撹拌機と逆の方向に槽自体を回転し
た。底外側に振動装置を設置した内槽を回転しながら凡
そ３Ａ／ｄｍ2 通電し、１０〜２０秒めっきした後、電
源を切り、内外槽１、２に設けられた２種類の振動装置
を同時に作動させ、めっきされたボールを個別に回収し
た。これにより、非通電時に半田膜の成長した複合マイ
クロボールが分離、解離する。
【００３９】前処理が不充分ではめっきが良好に進まぬ
事と、６０μｍ銅ボールが小さい事から、液の表面に浮
遊することがあり注意が要る。この時、ホウフッ化水素
酸は０．０１モル％程度でも効果はあるが、０．２モル
％を越えるとめっきの成長速度がむしろ低下する。
事と、６０μｍ銅ボールが小さい事から、液の表面に浮
遊することがあり注意が要る。この時、ホウフッ化水素
酸は０．０１モル％程度でも効果はあるが、０．２モル
％を越えるとめっきの成長速度がむしろ低下する。
【００４０】出来た複合マイクロボールを中央から切断
し、断面観察したところ、半田めっき厚は、１２μｍで
あり、実質的な半田被覆層の厚さのバラツキは、概ね１
μｍであった。しかも、個別に平面を転がすと良く転が
った。
し、断面観察したところ、半田めっき厚は、１２μｍで
あり、実質的な半田被覆層の厚さのバラツキは、概ね１
μｍであった。しかも、個別に平面を転がすと良く転が
った。
【００４１】（第２の実施の形態）本発明の第２実施の
形態による複合マイクロボールは、外径が５０〜２００
μｍの範囲内にあり、直径が３０μｍ以上で１２０μｍ
以下の銅からなるコアボールと、その上又は最表皮に片
側２０μｍ以上の均一な厚さの半田めっき層を有する。
また、銅コアボール表面と半田めっき層との間にコバル
トから実質的になる下地層が形成されている。
形態による複合マイクロボールは、外径が５０〜２００
μｍの範囲内にあり、直径が３０μｍ以上で１２０μｍ
以下の銅からなるコアボールと、その上又は最表皮に片
側２０μｍ以上の均一な厚さの半田めっき層を有する。
また、銅コアボール表面と半田めっき層との間にコバル
トから実質的になる下地層が形成されている。
【００４２】この複合マイクロボールは、平坦で５度以
上の傾斜面での良好な転がり性を備えている。
上の傾斜面での良好な転がり性を備えている。
【００４３】本発明の第２の実施の形態による複合マイ
クロボールとしては、半田めっき層の厚みは、１０μｍ
以上有れば半導体パッケージ用としてマウントは可能だ
が、２０μｍ以上あれば尚好ましく実装後のバンブとし
てのセルフアライメントの効き方が安定で、フラックス
の有無による差の無い良好な被覆層といえる。少なくて
も１０μｍ未満では高密度実装即ち沢山のボールを近接
してマウントさせるには、ボール同士の接触不安よりセ
ルフアライメントの有効性を優先させて良く実際大切で
ある。
クロボールとしては、半田めっき層の厚みは、１０μｍ
以上有れば半導体パッケージ用としてマウントは可能だ
が、２０μｍ以上あれば尚好ましく実装後のバンブとし
てのセルフアライメントの効き方が安定で、フラックス
の有無による差の無い良好な被覆層といえる。少なくて
も１０μｍ未満では高密度実装即ち沢山のボールを近接
してマウントさせるには、ボール同士の接触不安よりセ
ルフアライメントの有効性を優先させて良く実際大切で
ある。
【００４４】また、下地層は、特にコアボール中のＣｕ
とめつき層のＳｎとが反応し、脆化層の生成を防ぐため
に設けられている。
とめつき層のＳｎとが反応し、脆化層の生成を防ぐため
に設けられている。
【００４５】即ち、本発明者らは、種々の実験を行った
結果、コバルトめっき又はニッケル／コバルト合金めっ
きを行った場合でも、２００〜２５０℃での溶融実験に
より、コアボールの銅と下地層の外表皮にあるはんだめ
っき中のＳｎの反応は、被覆ボールの断面観察による銅
／下地層界面にＳｎ侵入の痕跡がみられず、有効である
事が分かり、コバルト膜又はニッケル／コバルト合金膜
を上記下地層とした。
結果、コバルトめっき又はニッケル／コバルト合金めっ
きを行った場合でも、２００〜２５０℃での溶融実験に
より、コアボールの銅と下地層の外表皮にあるはんだめ
っき中のＳｎの反応は、被覆ボールの断面観察による銅
／下地層界面にＳｎ侵入の痕跡がみられず、有効である
事が分かり、コバルト膜又はニッケル／コバルト合金膜
を上記下地層とした。
【００４６】図２（ａ）及び（ｂ）は本発明の実施の形
態による複合マイクロボールの製造装置を示す断面図
で、（ａ）は正逆回転状態、（ｂ）は回転停止状態を示
している。図３は図２の複合マイクロボール製造装置の
陰極部分を示す断面図である。
態による複合マイクロボールの製造装置を示す断面図
で、（ａ）は正逆回転状態、（ｂ）は回転停止状態を示
している。図３は図２の複合マイクロボール製造装置の
陰極部分を示す断面図である。
【００４７】図２（ａ）に示すように、複合マイクロボ
ールの製造装置２０は、電解槽をなす回転ドーム２１
と、回転ドーム２１内に収容される陽極２２と、めっき
液等を供給する供給ノズル２３を備えている。回転ドー
ム２１は、中心軸２４の周囲に回転する構成となってい
る。また、回転ドーム２１は、円錐台形状の外内周面を
備えた透明絶縁樹脂材料からなるカバー２５と、絶縁性
樹脂のテトラフルオロエチレン樹脂（テフロン）からな
る底板２６と、カバー２５及び底板との境界部に設けら
れたリング状のチタンからなる陰極２７及び多孔質リン
グ２８とを備えている。
ールの製造装置２０は、電解槽をなす回転ドーム２１
と、回転ドーム２１内に収容される陽極２２と、めっき
液等を供給する供給ノズル２３を備えている。回転ドー
ム２１は、中心軸２４の周囲に回転する構成となってい
る。また、回転ドーム２１は、円錐台形状の外内周面を
備えた透明絶縁樹脂材料からなるカバー２５と、絶縁性
樹脂のテトラフルオロエチレン樹脂（テフロン）からな
る底板２６と、カバー２５及び底板との境界部に設けら
れたリング状のチタンからなる陰極２７及び多孔質リン
グ２８とを備えている。
【００４８】多孔質リング２８は、フィルター状のセラ
ミックス又はポリプロピレン焼結体等のプラスチックス
からなる。
ミックス又はポリプロピレン焼結体等のプラスチックス
からなる。
【００４９】回転ドーム２１内には、供給ノズル２３か
らめっき液３１が供給され、多孔質リングを通して排出
される構成となっている。尚、排出されためっき液３１
は、調整処理されて再び供給ノズル２３に供給される構
成と成っている。
らめっき液３１が供給され、多孔質リングを通して排出
される構成となっている。尚、排出されためっき液３１
は、調整処理されて再び供給ノズル２３に供給される構
成と成っている。
【００５０】被処理物３０は、下地めっきされた銅マイ
クロボールと、ダミーボールとの混合物から構成されて
いる。
クロボールと、ダミーボールとの混合物から構成されて
いる。
【００５１】回転ドーム２１の外周囲から多孔質リング
２８を通してめっき液３１が回転ドーム２１から排出さ
れ、その量に見合う新規循環めっき液が上部の供給ノズ
ル２３から導入される。
２８を通してめっき液３１が回転ドーム２１から排出さ
れ、その量に見合う新規循環めっき液が上部の供給ノズ
ル２３から導入される。
【００５２】被めっき物３０、即ち、コアボールの銅ボ
ールと後述するダミーボールが混在した物（相）が回転
ドーム２１の中心軸２４回りの矢印３２に示される正逆
回転に従って運動する構造になつている。
ールと後述するダミーボールが混在した物（相）が回転
ドーム２１の中心軸２４回りの矢印３２に示される正逆
回転に従って運動する構造になつている。
【００５３】また、陰極２７は、めっき液３１が回転ド
ーム２１の回転時には、回転ドーム２１の回転外周に位
置する様になっている処の最外周の位置にあり、しかも
めっき浴の底板２６より、ポーラス構造部分を介して設
定される。従って、回転ドーム２１の回転時に図２
（ａ）に示される状態になる。
ーム２１の回転時には、回転ドーム２１の回転外周に位
置する様になっている処の最外周の位置にあり、しかも
めっき浴の底板２６より、ポーラス構造部分を介して設
定される。従って、回転ドーム２１の回転時に図２
（ａ）に示される状態になる。
【００５４】この時通電し、陰極２７から電荷を受け浴
内のコアボール達に電荷を渡すことにより、図２に示す
ように、荷電されたボールにめっき液中の陽イオンであ
るＰｂ、Ｓｎがコアボール表面に析出する。しかし、こ
のまま通電を続けると、析出金属と共にコアボールが陰
極とで凝集し、一体的に固まってしまうので、本発明の
目的で最も大切な目的を阻害する事態となる。
内のコアボール達に電荷を渡すことにより、図２に示す
ように、荷電されたボールにめっき液中の陽イオンであ
るＰｂ、Ｓｎがコアボール表面に析出する。しかし、こ
のまま通電を続けると、析出金属と共にコアボールが陰
極とで凝集し、一体的に固まってしまうので、本発明の
目的で最も大切な目的を阻害する事態となる。
【００５５】しかし、図２（ｂ）に示すように、一定時
間通電後、一旦通電を中止しドーム回転も停止する事
で、陰極との付着無くボール同士の析出金属による付着
も無い条件が得られる。
間通電後、一旦通電を中止しドーム回転も停止する事
で、陰極との付着無くボール同士の析出金属による付着
も無い条件が得られる。
【００５６】但し、是ほど小さいボールにコアボールよ
りかなり大きい体積分のめっき層を行うには、めつきを
連続的に継続するのは無理である。よって、図２（ｂ）
の様に回転ドーム２１の回転停止により、陰極２７から
下部にあたるドームの底板２６上にボール達を流動落下
させ、凝集し実際に剥がれ難くなる寸前にボールを個々
に分離解体させる。
りかなり大きい体積分のめっき層を行うには、めつきを
連続的に継続するのは無理である。よって、図２（ｂ）
の様に回転ドーム２１の回転停止により、陰極２７から
下部にあたるドームの底板２６上にボール達を流動落下
させ、凝集し実際に剥がれ難くなる寸前にボールを個々
に分離解体させる。
【００５７】次いで、回転ドーム２１を逆転させ通電さ
せて追加のめっき層生成を促す事で、陰極面も何も付着
されてない面が表面に出て電荷受け渡しがスムーズにな
る。また、ボールも一旦個々になった訳で新たに荷電さ
れるに初期と同等の状態で荷電される事となる。
せて追加のめっき層生成を促す事で、陰極面も何も付着
されてない面が表面に出て電荷受け渡しがスムーズにな
る。また、ボールも一旦個々になった訳で新たに荷電さ
れるに初期と同等の状態で荷電される事となる。
【００５８】基本的には、上述した動作で正転、逆転に
よる電極面が通電、非通電を交互に行う事が出来る事、
めっきされたボールどおしの付着、凝集を解消させるこ
とができる。
よる電極面が通電、非通電を交互に行う事が出来る事、
めっきされたボールどおしの付着、凝集を解消させるこ
とができる。
【００５９】しかし、ここで、ダミーボールとコアボー
ルとは、唯そのまま混合して、供給すれば良いのではな
く、実際には、第１に付着防止と空隙率の安定化の為の
ダミーボールの充填適正化が必要である。
ルとは、唯そのまま混合して、供給すれば良いのではな
く、実際には、第１に付着防止と空隙率の安定化の為の
ダミーボールの充填適正化が必要である。
【００６０】ここで、本発明の第２の実施の形態による
複合マイクロボールは、既に市場に出回っている、ＢＧ
Ａ（ボールグリッドアレイ）用の５００〜７００μｍの
様な大きな直径ボールとは、めっきやその流動化条件の
制御が全く異なっていた。そこで、本発明者らは、さま
ざまな試験を実施し、適正条件を見いだした。
複合マイクロボールは、既に市場に出回っている、ＢＧ
Ａ（ボールグリッドアレイ）用の５００〜７００μｍの
様な大きな直径ボールとは、めっきやその流動化条件の
制御が全く異なっていた。そこで、本発明者らは、さま
ざまな試験を実施し、適正条件を見いだした。
【００６１】つまり、コアボールが３０〜１２０μｍの
サイズの場合、ダミーボールはそのサイズは３００〜１
０００μｍが良く、１０００μｍ以上では内周壁に付着
するミストやめっきされたボールを掻き落とし難く、し
かも付着したボールの分離をさせ難く、実際１．１ｍｍ
直径のボールで試験した処、付着率は大きく増加し、本
発明に比べてΦ７０μｍのコアボールで約８％悪化した
結果が得られた。 尚、付着したボールは、厳密には瞬
時に付着が起こっているものと推定され、この２〜３個
付着した時点で速やかに分離させるのに、径の大きいボ
ールでは、却って良好な結果が得られないと判断した。
サイズの場合、ダミーボールはそのサイズは３００〜１
０００μｍが良く、１０００μｍ以上では内周壁に付着
するミストやめっきされたボールを掻き落とし難く、し
かも付着したボールの分離をさせ難く、実際１．１ｍｍ
直径のボールで試験した処、付着率は大きく増加し、本
発明に比べてΦ７０μｍのコアボールで約８％悪化した
結果が得られた。 尚、付着したボールは、厳密には瞬
時に付着が起こっているものと推定され、この２〜３個
付着した時点で速やかに分離させるのに、径の大きいボ
ールでは、却って良好な結果が得られないと判断した。
【００６２】また、ダミーボールは、多ければ良い訳で
はなく、生産性も失われるため、実用上は適正領域を定
める事は重要である。このダミーボールが多いことは、
付着率低減に有効である。しかし、極端に多いとダミー
ボールに成膜しためっき層に取り込まれる危険が増大
し、実際に、ダミーボール及びコアボールを含む全量に
対して、コアボールの比率を４％にした場合ボール回収
率は１０乃至１５％低減し、且つボール表面の性状に凹
凸が増え好ましくない。一方、全量に対してコアボール
の比率を２０％を越えるとボール同士のめっきでの付着
が急増し、例えば３０％では、殆どのボールが付着して
しまい、良品回収を計量し難い程になった。
はなく、生産性も失われるため、実用上は適正領域を定
める事は重要である。このダミーボールが多いことは、
付着率低減に有効である。しかし、極端に多いとダミー
ボールに成膜しためっき層に取り込まれる危険が増大
し、実際に、ダミーボール及びコアボールを含む全量に
対して、コアボールの比率を４％にした場合ボール回収
率は１０乃至１５％低減し、且つボール表面の性状に凹
凸が増え好ましくない。一方、全量に対してコアボール
の比率を２０％を越えるとボール同士のめっきでの付着
が急増し、例えば３０％では、殆どのボールが付着して
しまい、良品回収を計量し難い程になった。
【００６３】本発明の第２の実施の形態におけるコアボ
ール直径では、ダミーボールは、容積比で５〜２０％の
範囲に調整する事で殆ど問題無くめっきが進行するとい
う結果が得られた。
ール直径では、ダミーボールは、容積比で５〜２０％の
範囲に調整する事で殆ど問題無くめっきが進行するとい
う結果が得られた。
【００６４】また、コアボール及びダミーボールの表面
積の総計で計算した電流密度で見ると、一般的にめっき
層の厚いめっきを行う場合数Ａ／ｄｍ2 程度の実例多い
が、本発明の実施の形態に用いたコアボールは、極めて
小さいため付着が著しく増大し、長時間の継続めっきは
不可能であった。
積の総計で計算した電流密度で見ると、一般的にめっき
層の厚いめっきを行う場合数Ａ／ｄｍ2 程度の実例多い
が、本発明の実施の形態に用いたコアボールは、極めて
小さいため付着が著しく増大し、長時間の継続めっきは
不可能であった。
【００６５】従って、少なくても１．０Ａ／ｄｍ2 以
上、特に３Ａ／ｄｍ2 以上では極めて凝集が多く、光沢
剤のめつき層中に混在し易くなり実装時の熱に晒される
際、ガスの発生を伴うため不都合である。さらに、電流
密度が、０．６Ａ／ｄｍ2 を越えると２０μｍ以上の成
膜が実質的にはコアボールの投入量の減少やめっき液組
成の変更など問題多く、実用的でないことが判明した。
上、特に３Ａ／ｄｍ2 以上では極めて凝集が多く、光沢
剤のめつき層中に混在し易くなり実装時の熱に晒される
際、ガスの発生を伴うため不都合である。さらに、電流
密度が、０．６Ａ／ｄｍ2 を越えると２０μｍ以上の成
膜が実質的にはコアボールの投入量の減少やめっき液組
成の変更など問題多く、実用的でないことが判明した。
【００６６】そして、本発明者らの、実験結果からは
０．６Ａ／ｄｍ2 未満の電流密度で制御すれば１０μｍ
以上、特に２０μｍ以上の安定成膜に極めて有効である
事が判明した。
０．６Ａ／ｄｍ2 未満の電流密度で制御すれば１０μｍ
以上、特に２０μｍ以上の安定成膜に極めて有効である
事が判明した。
【００６７】尚、リードＳＢ−９０Ｈという商品名のめ
っき液を使用しても、本発明以外の他例と同じ条件設定
ではめっき焼き付けの起こる領域になってしまう。
っき液を使用しても、本発明以外の他例と同じ条件設定
ではめっき焼き付けの起こる領域になってしまう。
【００６８】本発明の実施の形態による複合マイクロボ
ールの製造例について説明する。
ールの製造例について説明する。
【００６９】第１の実施の形態と同様にして、７０μｍ
銅ボールを得た。次に、通常の電気めっき装置に表２に
示すめっき液を充填供給して、表面に厚さ１〜２μｍの
コバルトめっき膜からなる下地層を形成した。浴操作
は、電流密度０．５〜５Ａ／ｄｍ2 とし、浴温を２０〜
２２℃に保った。なお、下地層としてニッケル／コバル
合金めっき膜を形成する場合には、下記表３に示すめっ
き液及びめっき条件で形成することができる。
銅ボールを得た。次に、通常の電気めっき装置に表２に
示すめっき液を充填供給して、表面に厚さ１〜２μｍの
コバルトめっき膜からなる下地層を形成した。浴操作
は、電流密度０．５〜５Ａ／ｄｍ2 とし、浴温を２０〜
２２℃に保った。なお、下地層としてニッケル／コバル
合金めっき膜を形成する場合には、下記表３に示すめっ
き液及びめっき条件で形成することができる。
【００７０】
【表２】
【００７１】
【表３】
【００７２】次にこのボールに図２に示す電気めっき装
置を用い、下記表４に示すめっき液を充填供給して、半
田めっきを施した。被めっき物としてのボールは、平均
直径７０μｍの銅球の表面に下地層として１〜２μｍの
コバルト膜が形成されており、このコアボールの１．９
９ｇと平均直径４００μｍの鋼球からなるダミーボール
を２２２ｇとを混合して用いた。
置を用い、下記表４に示すめっき液を充填供給して、半
田めっきを施した。被めっき物としてのボールは、平均
直径７０μｍの銅球の表面に下地層として１〜２μｍの
コバルト膜が形成されており、このコアボールの１．９
９ｇと平均直径４００μｍの鋼球からなるダミーボール
を２２２ｇとを混合して用いた。
【００７３】
【表４】
【００７４】浴操作は、電流１０〜１５Ａ、電圧３〜７
Ｖ、所要総時間６．０Ｈｒの条件で、電流密度０．２２
／ｄｍ2 とし、浴温を２０〜２２℃に保った。また、回
転ドーム２１の運転条件は、４．５秒回転１秒休止、正
転逆転方式、で通電は回転開始後１秒後から２．５秒間
行い、ドーム回転数は、概ね４００ｒｐｍであった。
Ｖ、所要総時間６．０Ｈｒの条件で、電流密度０．２２
／ｄｍ2 とし、浴温を２０〜２２℃に保った。また、回
転ドーム２１の運転条件は、４．５秒回転１秒休止、正
転逆転方式、で通電は回転開始後１秒後から２．５秒間
行い、ドーム回転数は、概ね４００ｒｐｍであった。
【００７５】ここで、はんだめっき開発の最も難しいこ
とは、これほど小さい球体にその体積を充分越えるだけ
の厚いはんだめっき層をボール同士の付着を抑えていか
に効率良く得るかである。
とは、これほど小さい球体にその体積を充分越えるだけ
の厚いはんだめっき層をボール同士の付着を抑えていか
に効率良く得るかである。
【００７６】また、既述べたこと以外に留意しなければ
ならないこと、陰極への付着を抑える効果のひとつに、
電極自体を構成するチタン陰極の面精度である。多くの
実験結果から電極面の鏡面仕上げは当然行うが、めっき
操作で付着、生成した不要物をペーパーなどで除去した
後、鏡面仕上げ直後比較的濃度の高い（１５〜２５％程
度）苛性ソーダに１０〜２０分浸漬させ自然性酸化膜を
生成させる。この後、新たなキズなど付けぬ様注意しな
がら充分水洗浄して取り付ける事が大切である。
ならないこと、陰極への付着を抑える効果のひとつに、
電極自体を構成するチタン陰極の面精度である。多くの
実験結果から電極面の鏡面仕上げは当然行うが、めっき
操作で付着、生成した不要物をペーパーなどで除去した
後、鏡面仕上げ直後比較的濃度の高い（１５〜２５％程
度）苛性ソーダに１０〜２０分浸漬させ自然性酸化膜を
生成させる。この後、新たなキズなど付けぬ様注意しな
がら充分水洗浄して取り付ける事が大切である。
【００７７】以上のように製造した本発明の第２の実施
の形態による複合マイクロボールにおいては、以下の精
度の複合マイクロボールが得られた。
の形態による複合マイクロボールにおいては、以下の精
度の複合マイクロボールが得られた。
【００７８】まず、外周めっき層は１〜３μｍの極めて
微小なバラツキしか無い均一なめっきが出来、しかも２
０μｍ以上のめっき厚が得られた。
微小なバラツキしか無い均一なめっきが出来、しかも２
０μｍ以上のめっき厚が得られた。
【００７９】また、しかも転がり性を見ると、ボールを
マウントさせる場合に必要なことが多い要件である、平
坦な傾斜面で５度以上の傾斜角度を有する傾斜面を良好
に転がる。大きい、例えば、ＢＧＡ用ボール（直径５０
０〜７００μｍ）でも６〜７度の傾斜面を転がれば良い
とされており、本発明の第２の実施の形態による複合マ
イクロボールの転がり性は実用上充分といえる。
マウントさせる場合に必要なことが多い要件である、平
坦な傾斜面で５度以上の傾斜角度を有する傾斜面を良好
に転がる。大きい、例えば、ＢＧＡ用ボール（直径５０
０〜７００μｍ）でも６〜７度の傾斜面を転がれば良い
とされており、本発明の第２の実施の形態による複合マ
イクロボールの転がり性は実用上充分といえる。
【００８０】さらに、以上の精度が得られた結果、複合
マイクロボールは半導体パッケージにおける半導体素子
の接続電極に用いるボールとして今まで以上に高密度実
装に供し得る。
マイクロボールは半導体パッケージにおける半導体素子
の接続電極に用いるボールとして今まで以上に高密度実
装に供し得る。
【００８１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
球体に厚い、例えば、片側１０μｍ以上の安定した成膜
が出来て、仕上がり形状が球形で転がり性の良いめっき
を備えた複合マイクロボールとその製造方法とを提供す
ることができる。
球体に厚い、例えば、片側１０μｍ以上の安定した成膜
が出来て、仕上がり形状が球形で転がり性の良いめっき
を備えた複合マイクロボールとその製造方法とを提供す
ることができる。
【００８２】また、本発明によれば、前記複合マイクロ
ボールの製造方法を実施するための製造装置を提供する
ことができる。
ボールの製造方法を実施するための製造装置を提供する
ことができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態による複合マイクロ
ボールの製造装置の概略構成を示す図である。
ボールの製造装置の概略構成を示す図である。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は本発明の実施の形態による
複合マイクロボールの製造装置を示す断面図で、（ａ）
は正逆回転状態、（ｂ）は回転停止状態を夫々示してい
る。
複合マイクロボールの製造装置を示す断面図で、（ａ）
は正逆回転状態、（ｂ）は回転停止状態を夫々示してい
る。
【図３】図２の複合マイクロボール製造装置の陰極部分
を示す断面図である。
を示す断面図である。
１ 内槽 ２ 外槽 ３ 陰極（電極（−）） ４ 第１の振動装置 ５ めっき液 ６ 陽極（電極（＋）） ７ Ｃｕボール ８ 第２の振動装置 １０ 電気めっき装置 １３ 冷却液 １４ 間隙保持部材 ２０ 複合マイクロボールの製造装置 ２１ 回転ドーム ２２ 陽極 ２３ 供給ノズル ２４ 中心軸 ２５ カバー ２６ 底板 ２７ 陰極 ２８ 多孔質リング ３０ 被処理物 ３１ めっき液 ３２ 矢印
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ２５Ｄ 7/12 Ｃ２５Ｄ 7/12 Ｈ０１Ｌ 21/92 ６０２Ｄ ６０３Ｂ (72)発明者 山口 稔 富山県富山市岩瀬古志町２番地 東京タン グステン株式会社富山製作所内
Claims (11)
- 【請求項１】 銅をコアボールとするマイクロボールに
おいて、前記コアボールは、３０μｍ以上で１２０μｍ
以下の均一な直径を有し、前記マイクロボールは、最表
皮に１０μｍ以上の均一な厚さの半田めっき層を有し、
外径が５０〜２００μｍの範囲内にあることを特徴とす
る複合マイクロボール。 - 【請求項２】 請求項１記載の複合マイクロボールにお
いて、前記複合マイクロボールの被覆層が、前記コアボ
ール側の第一層に下地層、前記下地層上の第二層に半田
被覆層を有し、前記半田被覆層の膜厚のバラツキが当該
第二層の１０％以内であることを特徴とする複合マイク
ロボール。 - 【請求項３】 請求項２記載の複合マイクロボールにお
いて、前記第一層はコバルト及びニッケルの内の少なく
とも一種から実質的になることを特徴とする複合マイク
ロボール。 - 【請求項４】 請求項２記載の複合マイクロボールにお
いて、前記第二層は、インジュウム及び金の内の少なく
とも一種を含む単体または合金からなることを特徴とす
る複合マイクロボール。 - 【請求項５】 請求項２記載の複合マイクロボールにお
いて、前記半田は、ＰｂＳｎ、ＣｕＳｎ、ＡｇＳｎ、及
びＳｎＺｎの内の少なくとも一種からなることを特徴と
する複合マイクロボール。 - 【請求項６】 請求項１記載の複合マイクロボールを製
造する方法であって、陰極側に配置された前記コアボー
ルを回転させて、通電非通電を行うとともに、直径が３
００〜１０００μｍ未満のダミーボールを、非めっきコ
アボールが５〜２０％（容積比）以内になるように構成
させながら、成膜中のボール付着を解消し均一なはんだ
めっき層を形成することを特徴とする複合マイクロボー
ルの製造方法。 - 【請求項７】 請求項６記載の複合マイクロボールの製
造方法において、前記通電条件は、電流密度で１．０Ａ
／ｄｍ2 未満で行うことを特徴とする複合マイクロボー
ルの製造方法。 - 【請求項８】 請求項６記載の複合マイクロボールの製
造方法において、前記はんだめっき液として、アルカノ
一ルスルフオン酸系浴で、電流密度１．０Ａ／ｄｍ2 以
下とする事で安定した２０μｍ以上の膜厚を形成させる
ことを特徴とする複合マイクロボールの製造方法。 - 【請求項９】 請求項６記載の複合マイクロボールの製
造方法において、陰極側に配置された前記コアボールを
回転させて、通電、非通電を交互に行うとともに、非通
電時に前記陰極にめっきされたボール同士の付着を振動
によって解除させながら、成膜中のボール付着を解消し
均一な半田メッキ層を形成することを特徴とした複合マ
イクロボールの製造方法。 - 【請求項１０】 請求項９記載の複合マイクロボールの
製造方法において、前記半田めっき液として、フッ酸系
ホウフッ化浴に、ホウフッ化水素酸をＰｂ、Ｓｎの総和
に対し、０．０１〜０．２モル％添加したものを用い、
電流密度３．０Ａ／ｄｍ2 以下とすることで安定した１
０μｍ以上の膜厚を形成させることを特徴とする複合マ
イクロボールの製造方法。 - 【請求項１１】 請求項１記載の複合マイクロボールを
製造する装置であって、前記コアボールに通電、非通電
が交互に行える機構を備えた回転陰極と、前記回転陰極
の内側に配置された半田を含む陰極と、非通電時に前記
陰極にめっきされたボール同士の付着を解除させる振動
機構とを有する電気めっき装置からなることを特徴とす
る複合マイクロボールの製造装置。
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