(11−5) Ni合金基体
ある程度のはんだとの反応性(=濡れ性と接合性)を保持しつつできるだけ反応の小さい(IMC成長の遅い)電極材料が接合界面の
強度、信頼性上望ましいと思われる。
単体ではPt、Niなどが限界であり、これ以上の改善には合金化が考えられる。
それにはNiのような比較的反応性(及びSnへの溶解)の小さい金属を、Snと反応しにくい、高融点金属と合金化することが考えられる。
ただしCu含有はんだではCu6Sn5が形成されるかどうかも問題である、Fe−Ni合金ではCu6Sn5は形成されないとされる。
*特許3682758(特開2000−195885):富士通ではNi−Cr、Ni−W、Ni−Moが請求されている。
(11−5−1) 高融点金属との合金基体
(A) Ni−V
Ni−V合金はUBM用としてスッパッタで製作される。
NiとVはいずれもSnとIMCを形成する。
Chen
Sn−0.7CuとNi−7Vの固相反応
160℃、180℃、210℃ではCu6Sn5だけ。
210℃ではCu6Sn5、Ni3Sn4のほかに4元系Q相形成、Q相はN3Sn4のナノ結晶と
アモルファス相の混合物。210℃で更にエージングするとQは直接はんだに接触するようになり、すでにあるQ内にNi3Sn4が核生成し、
Ni−V/Q/Ni3Sn4/Q/Ni3Sn4/Cu6Sn/Sn−Cuとなる。
Chen
Sn、Sn−Ag
250℃、12h
V>5%以上でNi3Sn4のほかに3元系相Tが生じる。
L/Ni3Sn4/T/Ni−V
Chen
時間間違いか?
T/Ni3Sn4/T/Ni3Sn4
固体アモルファス化反応
Chen
Sn−patch
Ni(V)を基礎とするUBMでのNi(V)層でのSnリッチ領域
Cu6Sn5の粒界付近の拡散の速い場所に形成。
Niがはんだ中へ、はんだのSnがNi(V)へ拡散し、
リフローで結晶質NiとアモルファスSnリッチ相が形成され、熱エージングで
アモルファスなSnリッチ相とV2Sn3相となる。Snパッチ領域はやがてNi層全体に
拡大していく。
200℃、1000h
石川
NiV
Zeng
6つの場合
AuのNi(V)消費加速
Zeng プレゼン
? 写真はCu/Ti
Lu
Al/Ni(V)/CuのUBMにはんだのCu量を変えてみているが、UBMのCuの厚さが不明で評価が難しい。
(B) Ni−Mo
国立台湾科技大顔
270℃、2h
240℃、2h
劉
論文
Ni-2.0Mo
生成IMCは
Sn(Ni3Sn4)、SAC305(上Cu6Sn5、下Ni3Sn4)、Sn−9Zn(Ni5Zn21)
a:Sn/Ni-0.7Mo、b:SAC/Niー2.0Mo、c:Sn-9Zn/Ni-2.5Mo
(C) 無電解Ni-W−P
Dong
無電解NiWP/置換0.1μmAu
Yang
Sn−3.5AgとNi−W−P
6−7wt%P、14−16wt%W
Ni−W−Pはボイドが生成せず、成長も遅い。
Chen
(D) Ni-Co
Ni−Co合金基体
阪大山本
カップリング Ni/Sn−Ag/Au/Ni−20Co
Sn/Co−Ni
Sn Ni−Co
Chao
Chen SnCu/NiCo
Co-P
Ni−Co
Sn Ni−Co
Chao
Ni−Co−P
阪大Daito
SAC305
無電解Co−P/Au、Ni−Co−P/Au、Ni−P/Au、Auはフラッシュ
Chen
SnCu/NiCo
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