電子部品装置及び電子部品装置の製造方法
【課題】半田バンプを介して回路配線基板に電子部品が接続されてなる電子部品装置であって、前記電子部品の回路のオープン不良の発生を防止すると共に、半田の濡れ性を確保しつつ、前記配線回路基板と前記電子部品との接合信頼性の低下を防止することができる電子部品装置、及び当該電子部品装置の製造方法を提供する。
【解決手段】電子部品装置６０は、銅（Ｃｕ）を含む電極４１を主面に備えた回路配線基板４０と、錫（Ｓｎ）を含み、前記電極に接続される外部接続部３４を主面に備えた電子部品３０と、を有し、前記電極４１と前記外部接続部３４との界面の一部に、錫（Ｓｎ）と親和性を有する金属部５０が形成されていることを特徴とする。
【解決手段】電子部品装置６０は、銅（Ｃｕ）を含む電極４１を主面に備えた回路配線基板４０と、錫（Ｓｎ）を含み、前記電極に接続される外部接続部３４を主面に備えた電子部品３０と、を有し、前記電極４１と前記外部接続部３４との界面の一部に、錫（Ｓｎ）と親和性を有する金属部５０が形成されていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品装置及び電子部品装置の製造方法に関し、より具体的には、例えばエリアアレイ型と呼ばれるＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）又はＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）等のパッケージ型半導体装置が配線回路基板に実装されてなる電子部品装置、及び当該電子部品装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の電子機器の小型化・高密度化・高機能化に伴い、電子部品の小型化・薄型化が要求されている。そこで、半導体装置として、小型化により実装面積を低減させた高密度実装に優れ、高機能化に伴う入出力ピン数の増加に対応可能なパッケージとして、ボール・グリッド・アレイ（ＢＧＡ：Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）又はＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）等の表面実装型パッケージが提案されている。
【０００３】
ＢＧＡ型半導体装置においては、上面に半導体素子が載置・固着された支持基板（パッケージ基板）の下面に、所謂半田バンプと称される球状の外部接続用突起電極が複数グリッド状に配設されている。支持基板は、配線回路基板（マザーボード）上に半田バンプを介して搭載され、支持基板の電極は、半田バンプを介して配線回路基板の配線部に接続される。
【０００４】
ＢＧＡ型半導体装置は、図１に示す方法により、配線回路基板に実装される。
【０００５】
図１（ａ）に示すように、先ず、ガラスエポキシ樹脂等の絶縁性樹脂を基材とし、その表面に銅（Ｃｕ）等からなる導電層が選択的に配設された配線用基板を複数積層して形成された支持基板（パッケージ基板）１０が用意される。
【０００６】
支持基板１０において、図示を省略する半導体素子が実装される主面と反対側の主面上には、銅（Ｃｕ）を主成分とする銅（Ｃｕ）層部がフォトリソグラフィー法等により形成され、当該銅（Ｃｕ）層部上には、例えばニッケル（Ｎｉ）を主成分とするニッケル（Ｎｉ）層及び金（Ａｕ）を主成分とする金（Ａｕ）層部がこの順にめっき法により積層されて、これにより電極部２が形成されている。なお、支持基板１０の当該主面であって、電極部２が形成されていない箇所には、ポリイミド等の絶縁膜３が形成されている。
【０００７】
電極部２上には、錫（Ｓｎ）及び鉛（Ｐｂ）が例えば約６対４の割合で構成された共晶半田から成る球状の外部接続用突起電極たる半田バンプ４が形成されている。錫（Ｓｎ）及び鉛（Ｐｂ）から構成された共晶半田は、温度変化に伴う伸びが大きく、また、疲労寿命特性に優れる。なお、支持基板１０と後述する配線回路基板（マザーボード）２０とが半田バンプ４を介して接合されるまで、半田バンプ４の融点以上の温度、例えば２００℃以上の温度でのリフロー加熱処理が、施される。
【０００８】
なお、電極部２を構成するニッケル（Ｎｉ）層と半田バンプ４の接合界面には、錫（Ｓｎ）−ニッケル（Ｎｉ）から成るバリア層６が形成されている。
【０００９】
一方、ガラスエポキシ樹脂等の絶縁性樹脂を基材とし、その表面に銅（Ｃｕ）等からなる導電層が選択的に配設された配線回路基板２０が、支持基板１０の下方に用意される。
【００１０】
配線回路基板２０の主面であって、支持基板１０に対向している面上には、銅（Ｃｕ）から成る電極２１が形成されている。また、配線回路基板２０の当該主面であって、電極２１が形成されていない箇所には、ソルダーレジスト膜２２が形成されている。
【００１１】
そして、支持基板１０に接合された半田バンプ４と、配線回路基板２０の主面上に形成された電極２１とを位置合わせした後に、図１（ｂ）に示すように、配線回路基板２０の電極２１に、支持基板１０に接合された半田バンプ４が接合される。
【００１２】
このようにして、半田バンプ４を介して回路配線基板２０に電気的に接続された半導体パッケージは、リードを介して回路配線基板２０に接合される場合に比し、リードの配線長を短くできるため、高速電気特性に優れる。
【００１３】
また、半田バンプ４の径が小さいほど、半田バンプ４のピッチを微細にすることができり、例えば、半田バンプ４の径が６００乃至７５０μｍの場合、半田バンプ４のピッチを１乃至１．５ｍｍ程度にできる。即ち、半田バンプ４は支持基板１０の下面全面に亘り多数形成することができるため、多ピン構造とするのに好適である。
【００１４】
ところで、近年、環境保全の観点から、半田バンプとして、鉛（Ｐｂ）成分を含まない所謂鉛（Ｐｂ）フリー半田として、錫（Ｓｎ）を主成分とした半田材料、例えば、錫（Ｓｎ）−銀（Ａｇ）−銅（Ｃｕ）等から成る半田材料の使用が進められてきている。
【００１５】
なお、その他、半導体チップと、リードフレームの一部であるリード部およびタブ部と、前記半導体チップと前記タブ部を接続するダイボンド半田接続部と、前記半導体チップを封止する樹脂封止部を有する半導体装置であって、前記ダイボンド半田接続部は、鉛（Ｐｂ）フリーのベース半田と鉛（Ｐｂ）フリーの金属を有し、前記ベース半田は錫（Ｓｎ）単体若しくは錫（Ｓｎ）を主成分とする化合物であり、前記鉛（Ｐｂ）フリー金属は２６０℃において溶融しない金属であり、さらに前記鉛（Ｐｂ）フリー金属同士は金属結合せず、前記ベース半田内で前記鉛（Ｐｂ）フリー金属が浮島状に分布している半導体装置が提案されている。（特許文献１参照）
また、基板上に多数の島状半田ペースト領域を形成し、各島状半田ペースト領域に金属ボールを配置し、その後基板上の半田を溶融させる半田ボールの製造方法が提案されている。（特許文献２参照）
更に、錫（Ｓｎ）を主成分とする２種類以上の合金粉末をフラックスと混合して、全体として所望の重量比になるように構成し、銅（Ｃｕ）ランドと電子部品間で半田の組成を傾斜分布させ、銅（Ｃｕ）ランドに対しては濡れ性を向上させ、電子部品に対しては半田付け強度を向上させたことを特徴とするクリーム半田も提案されている。（特許文献３参照）
【特許文献１】特開２００５−２５２０２９号公報
【特許文献２】特開２００７−３６０８２号公報
【特許文献３】特開平９−２９５１８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、（Ｓｎ）−銀（Ａｇ）−銅（Ｃｕ）等から成る半田等、鉛（Ｐｂ）成分を含まない所謂鉛（Ｐｂ）フリー半田の融点は、２１７℃であり、鉛（Ｐｂ）成分が含有された錫（Ｓｎ）−鉛（Ｐｂ）共晶半田の融点である１８３℃よりも４０℃以上高い。従って、支持基板１０を、配線回路基板２０上に半田バンプ４を介して搭載する場合、以下の問題が発生するおそれがある。
【００１７】
第１に、回路配線基板２０の反りの有無や熱膨張特性の如何に拘わらず、回路配線基板２０に、ＢＧＡ型半導体装置の支持基板１０をそのまま接合・実装しているため、回路配線基板２０とＢＧＡ型半導体装置の構成部品との熱膨張率の相違に起因して、回路配線基板２０に対するＢＧＡ型半導体装置の支持基板１０の実装構造に変形が生じるおそれがある。
【００１８】
特に、ＢＧＡ型半導体装置の支持基板１０の外周部分において、当該変形の影響が大きい。例えば、支持基板１０の一辺が３０ｍｍ以上の大型パッケージにおいて、回路のオープン不良を起こすおそれがある。
【００１９】
第２に、（Ｓｎ）−銀（Ａｇ）−銅（Ｃｕ）等、鉛（Ｐｂ）成分を含まない所謂鉛（Ｐｂ）フリー半田は、錫（Ｓｎ）−鉛（Ｐｂ）共晶半田と機械的性質が相違し、鉛（Ｐｂ）フリー半田の弾性率（ヤング率）や引張強さ等は、錫（Ｓｎ）−鉛（Ｐｂ）共晶半田の弾性率（ヤング率）や引張強さ等に比し大きい一方、疲労寿命特性に影響する伸び特性は低い。
【００２０】
従って、半田バンプと配線回路基板２０の電極２１との接合界面に作用する応力は大きくなり、支持基板１０の外周部分において、回路のオープン不良が発生するおそれがある。
【００２１】
第３に、半田バンプが（Ｓｎ）−銀（Ａｇ）−銅（Ｃｕ）からなる場合、支持基板１０と配線回路基板２０との接合の際に、半田バンプと配線回路基板２０の銅（Ｃｕ）から成る電極２１との接合界面に、硬くて脆い材料である銅錫（ＣｕＳｎ）合金層が反応層として形成される。当該銅錫（ＣｕＳｎ）合金層は、支持基板１０と配線回路基板２０との接合過程において成長するが、硬くて脆いため、落下衝撃といった動的歪みに対して弱く、支持基板１０と配線回路基板２０との接合信頼性の低下を招くおそれがある。
【００２２】
また、銅（Ｃｕ）から成る電極２１上に予めバリアメタルを形成し、かかる銅錫（ＣｕＳｎ）合金層の問題に対応することが考えられるが、この場合、バリアメタルにより半田の濡れ性の低下を招くおそれがある。
【００２３】
そこで、本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであって、半田バンプを介して回路配線基板に電子部品が接続されてなる電子部品装置であって、前記電子部品の回路のオープン不良の発生を防止すると共に、半田の濡れ性を確保しつつ、前記配線回路基板と前記電子部品との接合信頼性の低下を防止することができる電子部品装置、及び当該電子部品装置の製造方法を提供することを本発明の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明の一観点によれば、銅（Ｃｕ）を含む電極を主面に備えた回路配線基板と、錫（Ｓｎ）を含み、前記電極に接続される外部接続部を主面に備えた電子部品と、を有し、前記電極と前記外部接続部との界面の一部に、錫（Ｓｎ）と親和性を有する金属部が形成されていることを特徴とする電子部品装置が提供される。
【００２５】
本発明の別の観点によれば、電子部品装置の製造方法であって、回路配線基板の主面に設けられた銅（Ｃｕ）を含む電極上に、錫（Ｓｎ）と親和性を有する金属部を形成する工程と、加熱しながら、前記錫（Ｓｎ）を含む電子部品の主面に設けられた外部接続部を、前記電極に接続し、前記金属部を介在させて前記外部接続部と前記電極とを接合する工程と、を含むことを特徴とする電子部品装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、半田バンプを介して回路配線基板に電子部品が接続されてなる電子部品装置であって、前記電子部品の回路のオープン不良の発生を防止すると共に、半田の濡れ性を確保しつつ、前記配線回路基板と前記電子部品との接合信頼性の低下を防止することができる電子部品装置、及び当該電子部品装置の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００２８】
先ず、本発明の実施の形態に係る電子部品装置の構造について説明し、次いで、当該電子部品装置の製造方法について説明する。
【００２９】
［電子部品装置の構造］
まず、図２を参照して、本発明の実施の形態に係る電子部品装置の基本構造を説明し、次に、図３乃至図５を参照して、該構造の具体的構造を説明する。
【００３０】
１．基本構造
図２に示すように、本発明の実施の形態に係る電子部品装置６０にあっては、支持基板（パッケージ基板）３０が、外部接続部たる半田バンプ３４を介して回路配線基板（マザーボード）４０に電気的に接続されている。
【００３１】
支持基板３０は、ガラスエポキシ樹脂等の絶縁性樹脂を基材とし、その表面に銅（Ｃｕ）等からなる導電層が選択的に配設された配線用基板を複数積層して形成されている。
【００３２】
支持基板１０において、図示を省略する半導体素子が実装される主面と反対側の主面上には、銅（Ｃｕ）を主成分とする銅（Ｃｕ）層部がフォトリソグラフィー法等により形成され、当該銅（Ｃｕ）層部上には、例えばニッケル（Ｎｉ）を主成分とするニッケル（Ｎｉ）層及び金（Ａｕ）を主成分とする金（Ａｕ）層部がこの順にめっき法により積層されて、これにより電極部３２が形成されている。なお、支持基板３０の当該主面であって、電極部３２が形成されていない箇所には、ポリイミド等の絶縁膜３３が形成されている。
【００３３】
電極部３２上には、球状の外部接続用突起電極たる半田バンプ３４が形成されている。半田バンプ３４は、錫（Ｓｎ）を主成分とし、鉛（Ｐｂ）を含有しない。例えば、ビスマス（Ｂｉ）、インジウム（Ｉｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、銀（Ａｇ）、アンチモン（Ｓｂ）、銅（Ｃｕ）、及びニッケル（Ｎｉ）等から選択された少なくとも一種以上の金属が、半田バンプ３４の添加成分として含まれていてもよい。半田バンプ３４は、例えば、融点が２１７℃の錫（Ｓｎ）−３．０銀（Ａｇ）−０．５銅（Ｃｕ）からなってもよい。
【００３４】
半田ボール３４が加熱融合されて、支持基板３０が、回路配線基板４０に電気的に接続される。
【００３５】
なお、電極部３２を構成するニッケル（Ｎｉ）層と半田バンプ３４の接合界面には、錫（Ｓｎ）−ニッケル（Ｎｉ）から成るバリア層３６が形成されている。
【００３６】
支持基板３０の下方には、ガラスエポキシ樹脂等の絶縁性樹脂を基材とし、その表面に銅（Ｃｕ）等からなる導電層が選択的に配設された配線回路基板４０が設けられている。
【００３７】
配線回路基板４０の主面であって、支持基板３０に対向している面上には、銅（Ｃｕ）から成る電極４１が形成されている。配線回路基板４０の当該主面であって、電極４１が形成されていない箇所には、ソルダーレジスト膜４２が形成されている。
【００３８】
電極４１上には、半田バンプ３４の主成分である錫（Ｓｎ）と親和性の高い金属からなる金属部５０が島状（凹凸状）に部分的に被覆形成されている。即ち、電極４１と半田バンプ３４との界面の一部に、金属部５０が形成されている。
【００３９】
金属部５０は、例えば、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）等、錫（Ｓｎ）との親和性が高い金属材料からなる。
【００４０】
従って、金属部５０により、電極４１の構成材料である銅（Ｃｕ）と、半田バンプ３４の構成材料である錫（Ｓｎ）との反応成長を抑制することができ、半田バンプ３４中の錫（Ｓｎ）が銅（Ｃｕ）からなる電極４１に拡散することを抑制することができる。
【００４１】
よって、錫（Ｓｎ）と銅（Ｃｕ）との化合物層が厚く形成されると、半田バンプ３４と電極４１との接合は脆くなるが、本例のように金属部５０を設けることにより、金属部５０が設けられた箇所においては、錫（Ｓｎ）と銅（Ｃｕ）との化合物層の厚さを薄くすることができる。硬くて脆い錫（Ｓｎ）と銅（Ｃｕ）との化合物層の成長を抑制することができるため、落下衝撃によって生じる動的歪みを緩和でき、クラックの発生を防止することができるため、支持基板１０と配線回路基板４０との接合信頼性の低下を防止することができる。
【００４２】
また、回路配線基板４０とＢＧＡ型半導体装置の構成部品との熱膨張率の相違に起因して生じる半田バンプにかかる応力を緩和でき、回路配線基板４０に対するＢＧＡ型半導体装置の支持基板１０の実装構造の変形を防止することができる。
【００４３】
更に、電極４１上において、金属部５０は島状（凹凸状）に部分的に被覆形成されているため、金属部５０が設けられていない箇所では、半田バンプ３４中の錫（Ｓｎ）の銅（Ｃｕ）からなる電極４１に対する濡れ性を確保でき、半田溶融時において半田成分中の錫（Ｓｎ）と銅（Ｃｕ）が接触し、錫（Ｓｎ）と銅（Ｃｕ）との化合物層が形成され、錫（Ｓｎ）と銅（Ｃｕ）とは接合し、合金化することができる。
【００４４】
即ち、本発明の実施の形態によれば、半田バンプ３４中の錫（Ｓｎ）の銅（Ｃｕ）からなる電極４１に対する濡れ性を確保しつつ、配線回路基板４０と支持基板３０との接合信頼性の低下を招く錫（Ｓｎ）と銅（Ｃｕ）との化合物層の成長を抑制することができる。
【００４５】
このような、本発明の実施の形態に係る電子部品装置６０は、例えば、サーバ装置、ストレージ装置、ネットワーク基幹機器、携帯端末、パーソナル・コンピュータ等に搭載することができる。
【００４６】
２．具体的構造
次に、上述の基本構造を備えた電子部品装置における回路配線基板４０の具体的構造（第１の例乃至第３の例）について、図３乃至図５を参照して説明する。なお、図３乃至図５において、図２に示した箇所と同じ箇所には同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００４７】
図３に示す第１の例に係る配線回路基板４０Ａにおいては、銅（Ｃｕ）からなる電極４１上に、半田バンプ３４（図２参照）の主成分である錫（Ｓｎ）と親和性の高い金属からなる金属部５０Ａが、無電解めっき法により、島状（凹凸状）に部分的に被覆形成されている。
【００４８】
金属部５０Ａは、例えば、コバルト（Ｃｏ）、コバルト（Ｃｏ）−タングステン（Ｗ）、コバルト（Ｃｏ）−リン（Ｐ）、コバルト（Ｃｏ）−ホウ素（Ｂ）、コバルト（Ｃｏ）−ニッケル（Ｎｉ）等のコバルト（Ｃｏ）基の材料、又はニッケル（Ｎｉ）−リン（Ｐ）、ニッケル（Ｎｉ）−ホウ素（Ｂ）、ニッケル（Ｎｉ）−鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）−マンガン（Ｍｎ）、等のニッケル（Ｎｉ）基の材料からなる。
【００４９】
詳細は後述するが、フォトリソグラフィー技術を用いてレジストマスクを形成し、開口している電極４１上に、無電解めっき法により金属部５０Ａが部分的に被覆されている。
【００５０】
図４に示す第２の例に係る配線回路基板４０Ｂにおいては、銅（Ｃｕ）からなる電極４１上に、銅（Ｃｕ）からなるシード層４５が例えばスパッタリング法により形成されている。そして、シード層４５上に、半田バンプ３４（図２参照）の主成分である錫（Ｓｎ）と親和性の高い金属からなる金属部５０Ｂが、電解めっき法により、島状（凹凸状）に部分的に被覆形成されている。
【００５１】
金属部５０Ｂは、例えば、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）−マンガン（Ｍｎ）等、錫（Ｓｎ）との親和性が高い金属材料からなる。
【００５２】
詳細は後述するが、電解めっきにおいて電流密度及びめっき時間を調整することにより、銅（Ｃｕ）からなるシード層４５上に金属部５０Ｂが部分的に被覆されている。
【００５３】
図５に示す第３の例に係る配線回路基板４０Ｃでは、銅（Ｃｕ）からなる電極４１’に、高さが約１μｍの頂部を有する凸部４１’ａが部分的に形成されており、電極４１’の上面が粗面化されている。そして、凸部４１’ａに、金属部５０Ｃが、例えば電解めっき法により形成されている。なお、図５（ｂ）は、図５（ａ）において点線Ａで囲んだ部分を拡大して示す。
【００５４】
詳細は後述するが、凸部４１’ａは、例えば、無機酸化物砥石粉末が設けられたサンドブラスト等の機械研磨法又はアルゴン（Ａｒ）プラズマ等の気相式若しくは酸性溶液等の液相式のエッチング法等により形成される。金属部５０Ｃは、例えば、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）−マンガン（Ｍｎ）等、錫（Ｓｎ）との親和性が高い金属材料からなる。
【００５５】
図３又は図４に示す構造は、無電解めっき又は電解めっき法を用いているため、当該構造を容易に形成することができる。一方、図５に示す構造は、電極４１’上に部分的に凸部４１’ａが形成されているため、確実に金属部５０Ｃを形成することができ、より確実に錫（Ｓｎ）と銅（Ｃｕ）との化合物層の成長を抑制することができる。
【００５６】
図６に、金属部５０Ａ（５０Ｂ又は５０Ｃ）が形成された電極４１（シード層４５、又は電極４１’）を上側から見た状態を示す。図６に示すように、電極４１（シード層４５又は電極４１’）の上面において、金属部５０Ａ（５０Ｂ又は５０Ｃ）が部分的に形成されている。
【００５７】
本発明の発明者は、金属部５０Ａ（５０Ｂ又は５０Ｃ）の全面積の、電極４１（シード層４５又は電極４１’）の上面の面積に対する割合、即ち、電極４１（シード層４５又は電極４１’）の上面の面積／金属部５０Ａ（５０Ｂ又は５０Ｃ）の全面積につき、シミュレーションを行った結果、当該割合が約３０乃至７０％である場合が望ましいことを把握した。これについて、図７を参照して説明する。
【００５８】
図７は、本発明の発明者のシミュレーション結果に基づく、金属部５０Ａ（５０Ｂ又は５０Ｃ）の全面積の、電極４１（シード層４５又は電極４１’）の上面の面積に対する割合と、（１）線Ｂで示す、半田バンプ３４（図２参照）と電極４１（シード層４５又は電極４１’）との引張応力（密着力）及び、（２）線Ｃで示す、半田バンプ３４と金属部５０Ａ（５０Ｂ又は５０Ｃ）との接合界面と平行方向の応力たる剪断応力と、の関係を示す。
【００５９】
なお、図７に示すグラフにおいて、左側の縦軸は、半田バンプ３４（図２参照）と電極４１（シード層４５又は電極４１’）との引張応力（ＭＰａ）を、右側の縦軸は、半田バンプ３４と金属部５０Ａ（５０Ｂ又は５０Ｃ）との接合界面と平行方向の応力たる剪断応力（ＭＰａ）を示す。
【００６０】
図７に示すように、金属部５０Ａ（５０Ｂ又は５０Ｃ）の全面積の、電極４１（シード層４５又は電極４１’）の上面の面積に対する割合が約３０乃至７０％のときに、半田バンプ３４（図２参照）と電極４１（シード層４５又は電極４１’）との引張応力（密着力）が約４０ＭＰａ以上であって、半田バンプ３４と金属部５０Ａ（５０Ｂ又は５０Ｃ）との接合界面と平行方向の応力たる剪断応力が約５０ＭＰａ以上となり、望ましいことが分かる。
【００６１】
なお、詳細は後述するが、図３に示す例の金属部５０Ａの全面積の、電極４１の上面の面積に対する割合は、無電解めっき法において用いられるレジストマスクの開口率によって調整することができる。また、図４に示す例の金属部５０Ｂの全面積の、シード層４５の上面の面積に対する割合は、電解めっき法における、電流密度とめっき時間によって調整することができる。
【００６２】
［電子部品装置の製造方法］
次に、上述の第１乃至第３の例に係る配線回路基板４０Ａ乃至４０Ｃを備えた電子部品装置の製造方法について説明する。
【００６３】
１．配線回路基板４０Ａを備えた電子部品装置の製造方法
図８乃至図１１を参照して、配線回路基板４０Ａを備えた電子部品装置の製造方法について説明する。
【００６４】
まず、図８（ａ）に示すように、ガラスエポキシ樹脂等の絶縁性樹脂を基材とし、その表面に銅（Ｃｕ）等からなる導電層が選択的に配設された配線回路基板４０が用意される。配線回路基板４０の一方の主面（上面）上には、銅（Ｃｕ）から成る電極４１が形成されている。配線回路基板４０の当該主面であって、電極４１が形成されていない箇所には、ソルダーレジスト膜４２が形成されている。
【００６５】
次に、図８（ｂ）に示すように、電極４１及びソルダーレジスト膜４２上に、感光性ドライフィルムレジスト７０を形成する。
【００６６】
次いで、図９（ｃ）に示すように、露光処理・現像処理により、電極４１上面が部分的に開口するように感光性ドライフィルムレジスト７０をパターニングする。このとき、電極４１の上面の面積に対する、開口部の面積の割合を調整することにより、後述する工程で形成される金属部５０Ａの配設面積を調整することができる。電極４１の上面の面積に対する、開口部の面積の割合は、例えば約３０乃至７０％に設定することができる。
【００６７】
しかる後、図９（ｄ）に示すように、感光性ドライフィルムレジスト７０の開口部に、半田バンプ３４（図２参照）の主成分である錫（Ｓｎ）と親和性の高い金属からなる金属部５０Ａを、無電解めっき法により形成する。
【００６８】
金属部５０Ａは、例えば、コバルト（Ｃｏ）、コバルト（Ｃｏ）−タングステン（Ｗ）、コバルト（Ｃｏ）−リン（Ｐ）、コバルト（Ｃｏ）−ホウ素（Ｂ）、コバルト（Ｃｏ）−ニッケル（Ｎｉ）等のコバルト（Ｃｏ）基の材料、又はニッケル（Ｎｉ）−リン（Ｐ）、ニッケル（Ｎｉ）−ホウ素（Ｂ）、ニッケル（Ｎｉ）−鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）−マンガン（Ｍｎ）、等のニッケル（Ｎｉ）基の材料からなる。
【００６９】
また、めっき条件として、例えば、めっき浴の温度を９０℃に、ｐHを９．３に、また、めっき時間を２０分に設定することができる。
【００７０】
次いで、図９（ｄ）に示すように感光性ドライフィルムレジスト７０を剥離すると、図１０（ｅ）に示すように、銅（Ｃｕ）からなる電極４１上に、半田バンプ３４（図２参照）の主成分である錫（Ｓｎ）と親和性の高い金属からなる金属部５０Ａが、島状（凹凸状）に部分的に被覆形成されてなる構造が形成される。
【００７１】
しかる後、金属部５０Ａが形成された電極４１上に錫（Ｓｎ）−３．０銀（Ａｇ）−０．５銅（Ｃｕ）からなる半田ペーストをスクリーン印刷法により形成する。
【００７２】
一方、図１０（ｆ）に示すように、図示を所略する半導体素子が実装された支持基板３０が用意される。
【００７３】
支持基板３０は、ガラスエポキシ樹脂等の絶縁性樹脂を基材とし、その表面に銅（Ｃｕ）等からなる導電層が選択的に配設された配線用基板を複数積層して形成されている。
【００７４】
支持基板３０において、図示を省略する半導体素子が実装される主面と反対側の主面上には、銅（Ｃｕ）を主成分とする銅（Ｃｕ）層部がフォトリソグラフィー法等により形成され、当該銅（Ｃｕ）層部上には、例えばニッケル（Ｎｉ）を主成分とするニッケル（Ｎｉ）層及び金（Ａｕ）を主成分とする金（Ａｕ）層部がこの順にめっき法により積層されて、これにより電極部３２が形成されている。なお、支持基板３０の当該主面であって、電極部３２が形成されていない箇所には、ポリイミド等の絶縁膜３３が形成されている。
【００７５】
電極部３２上には、球状の外部接続用突起電極たる半田バンプ３４が形成されている。半田バンプ３４は、錫（Ｓｎ）を主成分とし、鉛（Ｐｂ）を含有せず、ビスマス（Ｂｉ）、インジウム（Ｉｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、銀（Ａｇ）、アンチモン（Ｓｂ）、銅（Ｃｕ）、及びニッケル（Ｎｉ）等から選択された少なくとも一種以上の金属からなる添加成分を含んでなる。半田バンプ３４は、例えば、錫（Ｓｎ）−３．０銀（Ａｇ）−０．５銅（Ｃｕ）からなってもよい。
【００７６】
なお、電極部３２を構成するニッケル（Ｎｉ）層と半田バンプ３４の接合界面には、錫（Ｓｎ）−ニッケル（Ｎｉ）から成るバリア層３６が形成されている。
【００７７】
図１０（ｆ）に示すように、支持基板３０に接合された半田バンプ３４と、配線回路基板４０の主面上に形成された電極４１とを位置合わせして両者を接続し、窒素雰囲気下にあるコンベア炉において、半田バンプ３４の融点（約２１７℃）以上、最高温度２５０℃以下の温度条件の下、約２分間リフロー加熱処理を施し、半田バンプ３４を加熱融合する。
【００７８】
その結果、図１１（ｇ）に示すように、半田バンプ３４と電極４１とが金属部５０Ａを介在させて接合し、支持基板３０が、半田バンプ３４を介して回路配線基板４０に接続されてなる電子部品装置を製造することができる。
【００７９】
本発明の発明者は、上記の無電解めっき法を用いて金属部５０Ａが形成された回路配線基板４０を備えた電子部品装置と、金属部５０Ａが形成されていない回路配線基板を備えた電子部品装置とにつき、２種類の信頼性試験を行った。
【００８０】
第１に、約３０分間−（マイナス）５５℃の環境下に配設し、次いで、約３０分間１２５℃の環境下に配設するという温度サイクルを５００回繰り返し、抵抗上昇等の有無を確認した。
【００８１】
金属部５０Ａが形成されていない回路配線基板を備えた５つの電子部品装置のうち、３個が抵抗上昇等、信頼性の低下が見られた。
【００８２】
また、無電解めっき法を用い、更に、電極４１の上面の面積に対する金属部５０Ａの配設面積の割合が、約３０％未満又は７０％以上の場合には、金属部５０Ａが形成された回路配線基板４０を備えた５つの電子部品装置のうち、３個が抵抗上昇等、信頼性の低下が見られた。
【００８３】
一方、無電解めっき法を用い、更に、電極４１の上面の面積に対する金属部５０Ａの配設面積の割合が、約３０％乃至７０％の場合には、金属部５０Ａが形成された回路配線基板４０を備えた５つの電子部品装置のどれにも抵抗上昇等、信頼性の低下は発見されなかった。
【００８４】
第２に、高さ約１０ｃｍからの自由落下衝撃試験を２００サイクル繰り返し、抵抗上昇等の有無を確認した。
【００８５】
金属部５０Ａが形成されていない回路配線基板を備えた５つの電子部品装置のうち、４個が抵抗上昇等、信頼性の低下が見られた。
【００８６】
また、無電解めっき法を用い、更に、電極４１の上面の面積に対する金属部５０Ａの配設面積の割合が、約３０％未満又は７０％以上の場合には、金属部５０Ａが形成された回路配線基板４０を備えた５つの電子部品装置の全てに抵抗上昇等、信頼性の低下が見られた。
【００８７】
一方、無電解めっき法を用い、更に、電極４１の上面の面積に対する金属部５０Ａの配設面積の割合が、約３０％乃至７０％の場合には、金属部５０Ａが形成された回路配線基板４０を備えた５つの電子部品装置のどれにも抵抗上昇等、信頼性の低下は発見されなかった。
【００８８】
このように、図８乃至図１１に示す方法によれば、信頼性の高い電子部品装置を簡易な方法により、製造することができる。
【００８９】
２．配線回路基板４０Ｂを備えた電子部品装置の製造方法
図１２乃至図１６を参照して、配線回路基板４０Ｂを備えた電子部品装置の製造方法について説明する。なお、図１２乃至図１６において、図８乃至図１１を参照して説明した箇所と同じ箇所については、同じ符号を付してその説明を省略する。
【００９０】
まず、図１２（ａ）に示すように、配線回路基板４０が用意される。配線回路基板４０の一方の主面（上面）上には、銅（Ｃｕ）から成る電極４１が形成されている。配線回路基板４０の当該主面であって、電極４１が形成されていない箇所には、ソルダーレジスト膜４２が形成されている。
【００９１】
次いで、図１２（ｂ）に示すように、電極４１及びソルダーレジスト膜４２上に、銅（Ｃｕ）からなるシード層４５を例えばスパッタリング法により形成する。
【００９２】
次に、図１３（ｃ）に示すように、シード層４５上に、感光性ドライフィルムレジスト７０を形成する。
【００９３】
次いで、図１３（ｄ）に示すように、露光処理・現像処理により、電極４１が位置する箇所における感光性ドライフィルムレジスト７０が部分的に開口するように、感光性ドライフィルムレジスト７０をパターニングする。
【００９４】
しかる後、図１４（ｅ）に示すように、感光性ドライフィルムレジスト７０の開口部に、半田バンプ３４（図２参照）の主成分である錫（Ｓｎ）と親和性の高い金属からなる金属部５０Ｂを、電解めっき法により形成する。
【００９５】
金属部５０Ｂは、例えば、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）−マンガン（Ｍｎ）等、錫（Ｓｎ）との親和性が高い金属材料からなる。
【００９６】
当該電解めっきにおいて電流密度及びめっき時間を調整することにより、金属部５０Ｂの全面積の、シード層４５の上面の面積に対する割合を約３０乃至７０％に設定することができる。
【００９７】
例えば、金属部５０Ｂの形成にあたり、ニッケル（Ｎｉ）めっきを形成する場合、めっき条件として、めっき浴の温度を約５０℃、電流密度を約１乃至５Ａ／ｄｍ２、めっき時間を約１０分に設定することができる。また、ニッケル（Ｎｉ）の含有量が約８０ｗｔ％であるニッケル（Ｎｉ）−コバルト（Ｃｏ）合金のめっきを形成する場合、めっき浴の温度を約５０℃、電流密度を約１０Ａ／ｄｍ２、めっき時間を約１分に設定することができる。更に、ニッケル（Ｎｉ）の含有量が約４２ｗｔ％であるニッケル（Ｎｉ）−鉄（Ｆｅ）合金のめっきを形成する場合、めっき浴の温度を約５０℃、電流密度を約１０Ａ／ｄｍ２、めっき時間を約１分に設定することができる。
【００９８】
次いで、図１４（ｆ）に示すように感光性ドライフィルムレジスト７０を剥離すると、図１５（ｇ）に示すように、銅（Ｃｕ）からなるシード層４５上に、半田バンプ３４（図２参照）の主成分である錫（Ｓｎ）と親和性の高い金属からなる金属部５０Ｂが、島状（凹凸状）に部分的に被覆形成されてなる構造が形成される。
【００９９】
しかる後、金属部５０Ａが形成されたシード層４５上に錫（Ｓｎ）−３．０銀（Ａｇ）−０．５銅（Ｃｕ）からなる半田ペーストをスクリーン印刷法により形成する。
【０１００】
一方、図１５（ｈ）に示すように、図示を所略する半導体素子が実装された支持基板３０が用意される。
【０１０１】
支持基板３０において、図示を省略する半導体素子が実装される主面と反対側の主面上には、銅（Ｃｕ）を主成分とする銅（Ｃｕ）層部がフォトリソグラフィー法等により形成され、当該銅（Ｃｕ）層部上には、例えばニッケル（Ｎｉ）を主成分とするニッケル（Ｎｉ）層及び金（Ａｕ）を主成分とする金（Ａｕ）層部がこの順にめっき法により積層されて、これにより電極部３２が形成されている。なお、支持基板３０の当該主面であって、電極部３２が形成されていない箇所には、ポリイミド等の絶縁膜３３が形成されている。
【０１０２】
電極部３２上には、球状の外部接続用突起電極たる半田バンプ３４が形成されている。半田バンプ３４は、錫（Ｓｎ）を主成分とし、鉛（Ｐｂ）を含有せず、ビスマス（Ｂｉ）、インジウム（Ｉｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、銀（Ａｇ）、アンチモン（Ｓｂ）、銅（Ｃｕ）、及びニッケル（Ｎｉ）等から選択された少なくとも一種以上の金属からなる添加成分を含んでなる。半田バンプ３４は、例えば、錫（Ｓｎ）−３．０銀（Ａｇ）−０．５銅（Ｃｕ）からなってもよい。
【０１０３】
なお、電極部３２を構成するニッケル（Ｎｉ）層と半田バンプ３４の接合界面には、錫（Ｓｎ）−ニッケル（Ｎｉ）から成るバリア層３６が形成されている。
【０１０４】
図１５（ｈ）に示すように、支持基板３０に接合された半田バンプ３４と、配線回路基板４０の主面上に形成された電極４１とを位置合わせして両者を接続し、窒素雰囲気下にあるコンベア炉において、半田バンプ３４の融点（約２１７℃）以上、最高温度２５０℃以下の温度条件の下、約２分間リフロー加熱処理を施し、半田バンプ３４を加熱融合する。
【０１０５】
その結果、図１６（ｉ）に示すように、半田バンプ３４と電極４１とが金属部５０Ｂを介在させて接合し、支持基板３０が、半田バンプ３４を介して回路配線基板４０に接続されてなる電子部品装置を製造することができる。
【０１０６】
本発明の発明者は、上記の電解めっき法を用いて金属部５０Ｂが形成された回路配線基板４０を備えた電子部品装置と、金属部５０Ｂが形成されていない回路配線基板を備えた電子部品装置とにつき、２種類の信頼性試験を行った。
【０１０７】
第１に、約３０分間−（マイナス）５５℃の環境下に配設し、次いで、約３０分間１２５℃の環境下に配設するという温度サイクルを５００回繰り返し、抵抗上昇等の有無を確認した。
【０１０８】
金属部５０Ｂが形成されていない回路配線基板を備えた５つの電子部品装置のうち、３個が抵抗上昇等、信頼性の低下が見られた。
【０１０９】
また、電解めっき法を用いてニッケル（Ｎｉ）めっきにより金属部５０Ｂを形成し、更に、電極４１の上面の面積に対する金属部５０Ｂの配設面積の割合が、約３０％未満又は７０％以上の場合には、金属部５０Ｂが形成された回路配線基板４０を備えた５つの電子部品装置のうち、３個が抵抗上昇等、信頼性の低下が見られた。
【０１１０】
一方、電解めっき法を用いてニッケル（Ｎｉ）めっきにより金属部５０Ｂを形成し、更に、電極４１の上面の面積に対する金属部５０Ｂの配設面積の割合が、約３０％乃至７０％の場合には、金属部５０Ｂが形成された回路配線基板４０を備えた５つの電子部品装置のどれにも抵抗上昇等、信頼性の低下は発見されなかった。
【０１１１】
また、電解めっき法を用いてニッケル（Ｎｉ）−コバルト（Ｃｏ）合金のめっきにより金属部５０Ｂを形成した場合には、金属部５０Ｂが形成された回路配線基板４０を備えた５つの電子部品装置のどれにも抵抗上昇等、信頼性の低下は発見されなかった。
【０１１２】
また、電解めっき法を用いてニッケル（Ｎｉ）−鉄（Ｆｅ）合金のめっきにより金属部５０Ｂを形成した場合には、金属部５０Ｂが形成された回路配線基板４０を備えた５つの電子部品装置のどれにも抵抗上昇等、信頼性の低下は発見されなかった。
【０１１３】
第２に、高さ約１０ｃｍからの自由落下衝撃試験を２００サイクル繰り返し、抵抗上昇等の有無を確認した。
【０１１４】
金属部５０Ｂが形成されていない回路配線基板を備えた５つの電子部品装置のうち、４個が抵抗上昇等、信頼性の低下が見られた。
【０１１５】
また、電解めっき法を用いてニッケル（Ｎｉ）めっきにより金属部５０Ｂを形成し、更に、電極４１の上面の面積に対する金属部５０Ｂの配設面積の割合が、約３０％未満又は７０％以上の場合には、金属部５０Ｂが形成された回路配線基板４０を備えた５つの電子部品装置の全てに抵抗上昇等、信頼性の低下が見られた。
【０１１６】
一方、電解めっき法を用いてニッケル（Ｎｉ）めっきにより金属部５０Ｂを形成し、更に、電極４１の上面の面積に対する金属部５０Ｂの配設面積の割合が、約３０％乃至７０％の場合には、金属部５０Ｂが形成された回路配線基板４０を備えた５つの電子部品装置のどれにも抵抗上昇等、信頼性の低下は発見されなかった。
【０１１７】
また、電解めっき法を用いてニッケル（Ｎｉ）−コバルト（Ｃｏ）合金のめっきにより金属部５０Ｂを形成した場合には、金属部５０Ｂが形成された回路配線基板４０を備えた５つの電子部品装置のどれにも抵抗上昇等、信頼性の低下は発見されなかった。
【０１１８】
また、電解めっき法を用いてニッケル（Ｎｉ）−鉄（Ｆｅ）合金のめっきにより金属部５０Ｂを形成した場合には、金属部５０Ｂが形成された回路配線基板４０を備えた５つの電子部品装置のどれにも抵抗上昇等、信頼性の低下は発見されなかった。
【０１１９】
このように、図１２乃至図１６に示す方法によれば、信頼性の高い電子部品装置を簡易な方法により、製造することができる。
【０１２０】
３．配線回路基板４０Ｃを備えた電子部品装置の製造方法
図１７乃至図１９を参照して、配線回路基板４０Ｃを備えた電子部品装置の製造方法について説明する。なお、図１７乃至図１９において、図８乃至図１６を参照して説明した箇所と同じ箇所については、同じ符号を付してその説明を省略する。
【０１２１】
まず、図１７（ａ）に示すように、配線回路基板４０Ｃが用意される。配線回路基板４０Ｃの一方の主面（上面）上には、銅（Ｃｕ）から成る電極４１’が形成されている。配線回路基板４０Ｃの当該主面であって、電極４１’が形成されていない箇所には、ソルダーレジスト膜４２が形成されている。
【０１２２】
次に、図１７（ｂ）に示すように、機械研磨法又はエッチング法等により、電極４１’に、高さが約１μｍの頂部を有する凸部４１’ａを部分的に形成して、電極４１’の上面を粗面化する。
【０１２３】
機械研磨法として、例えば、アルミナ等の無機酸化物砥石粉末が設けられたサンドブラストを用いることができる。＃１２０のサンドブラストを用いることにより、高さが約５μｍの頂部を有する凸部４１’ａを形成することができる。また、エッチング法として、例えば、アルゴン（Ａｒ）プラズマ等の気相式若しくは酸性溶液等の液相式のエッチング法を用いて凸部４１’ａを形成することができる。
【０１２４】
しかる後、例えば電解めっき法により、凸部４１’ａに、金属部５０Ｃを形成する。金属部５０Ｃは、例えば、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）−マンガン（Ｍｎ）等、錫（Ｓｎ）との親和性が高い金属材料からなる。金属部５０Ｃの形成にあたり、ニッケル（Ｎｉ）めっきを形成する場合、めっき条件として、めっき浴の温度を約５０℃、電流密度を約１乃至５Ａ／ｄｍ２、めっき時間を約５分に設定することができる。
【０１２５】
このようにして、図１８（ｃ）に示すように、銅（Ｃｕ）からなる電極４１’の凸部４１’ａ上に、半田バンプ３４（図２参照）の主成分である錫（Ｓｎ）と親和性の高い金属からなる金属部５０Ｃが、島状（凹凸状）に部分的に被覆形成されてなる構造が形成される。なお、電極４１’の凸部４１’ａ上への金属部５０Ｃの形成にあっては、無電解めっき法を用いてもよい。
【０１２６】
しかる後、金属部５０Ｃが形成された電極４１’上に錫（Ｓｎ）−３．０銀（Ａｇ）−０．５銅（Ｃｕ）からなる半田ペーストをスクリーン印刷法により形成する。
【０１２７】
一方、図１８（ｄ）に示すように、図示を所略する半導体素子が実装された支持基板３０が用意される。
【０１２８】
支持基板３０において、図示を省略する半導体素子が実装される主面と反対側の主面上には、銅（Ｃｕ）を主成分とする銅（Ｃｕ）層部がフォトリソグラフィー法等により形成され、当該銅（Ｃｕ）層部上には、例えばニッケル（Ｎｉ）を主成分とするニッケル（Ｎｉ）層及び金（Ａｕ）を主成分とする金（Ａｕ）層部がこの順にめっき法により積層されて、これにより電極部３２が形成されている。なお、支持基板３０の当該主面であって、電極部３２が形成されていない箇所には、ポリイミド等の絶縁膜３３が形成されている。
【０１２９】
電極部３２上には、球状の外部接続用突起電極たる半田バンプ３４が形成されている。半田バンプ３４は、錫（Ｓｎ）を主成分とし、鉛（Ｐｂ）を含有せず、ビスマス（Ｂｉ）、インジウム（Ｉｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、銀（Ａｇ）、アンチモン（Ｓｂ）、銅（Ｃｕ）、及びニッケル（Ｎｉ）等から選択された少なくとも一種以上の金属からなる添加成分を含んでなる。半田バンプ３４は、例えば、錫（Ｓｎ）−３．０銀（Ａｇ）−０．５銅（Ｃｕ）からなってもよい。
【０１３０】
なお、電極部３２を構成するニッケル（Ｎｉ）層と半田バンプ３４の接合界面には、錫（Ｓｎ）−ニッケル（Ｎｉ）から成るバリア層３６が形成されている。
【０１３１】
図１８（ｄ）に示すように、支持基板３０に接合された半田バンプ３４と、配線回路基板４０Ｃの主面上に形成された電極４１’とを位置合わせして両者を接続し、窒素雰囲気下にあるコンベア炉において、半田バンプ３４の融点（約２１７℃）以上、最高温度２５０℃以下の温度条件の下、約２分間リフロー加熱処理を施し、半田バンプ３４を加熱融合する。
【０１３２】
その結果、図１９（ｅ）に示すように、半田バンプ３４と電極４１とが金属部５０Ｃを介在させて接合し、支持基板３０が、半田バンプ３４を介して回路配線基板４０Ｃに接続されてなる電子部品装置を製造することができる。
【０１３３】
本発明の発明者は、上記の電解めっき法を用いて金属部５０Ｃが形成された回路配線基板４０を備えた電子部品装置と、金属部５０Ｃが形成されていない回路配線基板を備えた電子部品装置とにつき、２種類の信頼性試験を行った。
【０１３４】
第１に、約３０分間−（マイナス）５５℃の環境下に配設し、次いで、約３０分間１２５℃の環境下に配設するという温度サイクルを５００回繰り返し、抵抗上昇等の有無を確認した。
【０１３５】
金属部５０Ｃが形成されていない回路配線基板を備えた５つの電子部品装置のうち、３個が抵抗上昇等、信頼性の低下が見られた。
【０１３６】
一方、アルミナ＃１２０のサンドブラストを用いて、高さが約１μｍの頂部を有する凸部４１’ａを形成し、当該凸部４１’ａに、電解めっき法により、ニッケル（Ｎｉ）の金属部５０Ｃが形成された回路配線基板４０Ｃを備えた５つの電子部品装置のどれにも抵抗上昇等、信頼性の低下は発見されなかった。
【０１３７】
第２に、高さ約１０ｃｍからの自由落下衝撃試験を２００サイクル繰り返し、抵抗上昇等の有無を確認した。
【０１３８】
金属部５０Ｃが形成されていない回路配線基板を備えた５つの電子部品装置のうち、４個が抵抗上昇等、信頼性の低下が見られた。
【０１３９】
一方、アルミナ＃１２０のサンドブラストを用いて、高さが約１μｍの頂部を有する凸部４１’ａを形成し、当該凸部４１’ａに、電解めっき法により、ニッケル（Ｎｉ）の金属部５０Ｃが形成された回路配線基板４０Ｃを備えた５つの電子部品装置のどれにも抵抗上昇等、信頼性の低下は発見されなかった。
【０１４０】
このようにして、図１７乃至図１９に示す方法により、信頼性の高い電子部品装置を製造することができる。
【０１４１】
以上、本発明の実施の形態について詳述したが、本発明は特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。
【０１４２】
また、上述の例では、支持基板３０と回路配線基板４０とは、半田バンプ３４を介して接続されているが、本発明はかかる例に限定されない。
【０１４３】
例えば、錫（Ｓｎ）を主成分とし、ビスマス（Ｂｉ）、インジウム（Ｉｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、銀（Ａｇ）、アンチモン（Ｓｂ）、銅（Ｃｕ）、及びニッケル（Ｎｉ）等から選択された少なくとも一種以上の金属からなる添加成分を含んでなる半田ペーストにより、支持基板３０と回路配線基板４０とが接続されてなる構造に対しても、本発明を適用することができる。
【０１４４】
以上の説明に関し、更に以下の項を開示する。
（付記１）
銅（Ｃｕ）を含む電極を主面に備えた回路配線基板と、
錫（Ｓｎ）を含み、前記電極に接続される外部接続部を主面に備えた電子部品と、を有し、
前記電極と前記外部接続部との界面の一部に、錫（Ｓｎ）と親和性を有する金属部が形成されていることを特徴とする電子部品装置。
（付記２）
付記１記載の電子部品装置であって、
前記金属部は、前記回路配線基板の前記電極上に島状に形成されていることを特徴とする電子部品装置。
（付記３）
付記１又は２いずれか一項記載の電子部品装置であって、
前記金属部は、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、又はマンガン（Ｍｎ）を含むことを特徴とする電子部品装置。
（付記４）
付記１乃至３いずれか一項記載の電子部品装置であって、
前記金属部の全面積の、前記電極の上面の面積に対する割合は、約３０乃至７０％であることを特徴とする電子部品装置。
（付記５）
銅（Ｃｕ）を含む電極が主面に設けられ、
錫（Ｓｎ）を含む電子部品の外部接続部が前記電極に接続されて前記電子部品が実装される回路配線基板であって、
前記電極上に、前記錫（Ｓｎ）と親和性を有する金属部が形成されていることを特徴とする回路配線基板。
（付記６）
電子部品装置の製造方法であって、
回路配線基板の主面に設けられた銅（Ｃｕ）を含む電極上に、錫（Ｓｎ）と親和性を有する金属部を形成する工程と、
加熱しながら、前記錫（Ｓｎ）を含む電子部品の主面に設けられた外部接続部を、前記電極に接続し、前記金属部を介在させて前記外部接続部と前記電極とを接合する工程と、を含むことを特徴とする電子部品装置の製造方法。
（付記７）
付記６記載の電子部品装置の製造方法であって、
前記金属部は、無電解めっき法により、前記回路配線基板の前記電極上に島状に形成されることを特徴とする電子部品装置の製造方法。
（付記８）
付記６記載の電子部品装置の製造方法であって、
前記金属部を形成する工程の前に、前記電極上に凸部を形成する工程を更に有し、
前記金属部を形成する工程において、前記金属部は前記凸部上に電解めっき法又は無電解めっき法により形成されることを特徴とする電子部品装置の製造方法。
（付記９）
付記８記載の電子部品装置の製造方法であって、
前記凸部は、機械研磨法又はエッチング法によって、前記電極上に形成されることを特徴する電子部品装置の製造方法。
【図面の簡単な説明】
【０１４５】
【図１】ＢＧＡ型半導体装置を配線回路基板に実装する工程を説明するための図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る電子部品装置の基本構造を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る電子部品装置における回路配線基板の構造（その１）を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る電子部品装置における回路配線基板の構造（その２）を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る電子部品装置における回路配線基板の構造（その３）を示す図である。
【図６】金属部が形成された電極（シード層）を上側から見た状態を示す図である。
【図７】本発明の発明者のシミュレーション結果を示すグラフである。
【図８】配線回路基板４０Ａを備えた電子部品装置の製造方法を説明するための図（その１）である。
【図９】配線回路基板４０Ａを備えた電子部品装置の製造方法を説明するための図（その２）である。
【図１０】配線回路基板４０Ａを備えた電子部品装置の製造方法を説明するための図（その３）である。
【図１１】配線回路基板４０Ａを備えた電子部品装置の製造方法を説明するための図（その４）である。
【図１２】配線回路基板４０Ｂを備えた電子部品装置の製造方法を説明するための図（その１）である。
【図１３】配線回路基板４０Ｂを備えた電子部品装置の製造方法を説明するための図（その２）である。
【図１４】配線回路基板４０Ｂを備えた電子部品装置の製造方法を説明するための図（その３）である。
【図１５】配線回路基板４０Ｂを備えた電子部品装置の製造方法を説明するための図（その４）である。
【図１６】配線回路基板４０Ｂを備えた電子部品装置の製造方法を説明するための図（その５）である。
【図１７】配線回路基板４０Ｃを備えた電子部品装置の製造方法を説明するための図（その１）である。
【図１８】配線回路基板４０Ｃを備えた電子部品装置の製造方法を説明するための図（その２）である。
【図１９】配線回路基板４０Ｃを備えた電子部品装置の製造方法を説明するための図（その３）である。
【符号の説明】
【０１４６】
３０ 支持基板
３４ 半田バンプ
４０ 回路配線基板
４１、４１’ 電極
４１’ａ 凸部
４５ シード層
５０、５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ 金属部
６０ 電子部品装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品装置及び電子部品装置の製造方法に関し、より具体的には、例えばエリアアレイ型と呼ばれるＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）又はＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）等のパッケージ型半導体装置が配線回路基板に実装されてなる電子部品装置、及び当該電子部品装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の電子機器の小型化・高密度化・高機能化に伴い、電子部品の小型化・薄型化が要求されている。そこで、半導体装置として、小型化により実装面積を低減させた高密度実装に優れ、高機能化に伴う入出力ピン数の増加に対応可能なパッケージとして、ボール・グリッド・アレイ（ＢＧＡ：Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）又はＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）等の表面実装型パッケージが提案されている。
【０００３】
ＢＧＡ型半導体装置においては、上面に半導体素子が載置・固着された支持基板（パッケージ基板）の下面に、所謂半田バンプと称される球状の外部接続用突起電極が複数グリッド状に配設されている。支持基板は、配線回路基板（マザーボード）上に半田バンプを介して搭載され、支持基板の電極は、半田バンプを介して配線回路基板の配線部に接続される。
【０００４】
ＢＧＡ型半導体装置は、図１に示す方法により、配線回路基板に実装される。
【０００５】
図１（ａ）に示すように、先ず、ガラスエポキシ樹脂等の絶縁性樹脂を基材とし、その表面に銅（Ｃｕ）等からなる導電層が選択的に配設された配線用基板を複数積層して形成された支持基板（パッケージ基板）１０が用意される。
【０００６】
支持基板１０において、図示を省略する半導体素子が実装される主面と反対側の主面上には、銅（Ｃｕ）を主成分とする銅（Ｃｕ）層部がフォトリソグラフィー法等により形成され、当該銅（Ｃｕ）層部上には、例えばニッケル（Ｎｉ）を主成分とするニッケル（Ｎｉ）層及び金（Ａｕ）を主成分とする金（Ａｕ）層部がこの順にめっき法により積層されて、これにより電極部２が形成されている。なお、支持基板１０の当該主面であって、電極部２が形成されていない箇所には、ポリイミド等の絶縁膜３が形成されている。
【０００７】
電極部２上には、錫（Ｓｎ）及び鉛（Ｐｂ）が例えば約６対４の割合で構成された共晶半田から成る球状の外部接続用突起電極たる半田バンプ４が形成されている。錫（Ｓｎ）及び鉛（Ｐｂ）から構成された共晶半田は、温度変化に伴う伸びが大きく、また、疲労寿命特性に優れる。なお、支持基板１０と後述する配線回路基板（マザーボード）２０とが半田バンプ４を介して接合されるまで、半田バンプ４の融点以上の温度、例えば２００℃以上の温度でのリフロー加熱処理が、施される。
【０００８】
なお、電極部２を構成するニッケル（Ｎｉ）層と半田バンプ４の接合界面には、錫（Ｓｎ）−ニッケル（Ｎｉ）から成るバリア層６が形成されている。
【０００９】
一方、ガラスエポキシ樹脂等の絶縁性樹脂を基材とし、その表面に銅（Ｃｕ）等からなる導電層が選択的に配設された配線回路基板２０が、支持基板１０の下方に用意される。
【００１０】
配線回路基板２０の主面であって、支持基板１０に対向している面上には、銅（Ｃｕ）から成る電極２１が形成されている。また、配線回路基板２０の当該主面であって、電極２１が形成されていない箇所には、ソルダーレジスト膜２２が形成されている。
【００１１】
そして、支持基板１０に接合された半田バンプ４と、配線回路基板２０の主面上に形成された電極２１とを位置合わせした後に、図１（ｂ）に示すように、配線回路基板２０の電極２１に、支持基板１０に接合された半田バンプ４が接合される。
【００１２】
このようにして、半田バンプ４を介して回路配線基板２０に電気的に接続された半導体パッケージは、リードを介して回路配線基板２０に接合される場合に比し、リードの配線長を短くできるため、高速電気特性に優れる。
【００１３】
また、半田バンプ４の径が小さいほど、半田バンプ４のピッチを微細にすることができり、例えば、半田バンプ４の径が６００乃至７５０μｍの場合、半田バンプ４のピッチを１乃至１．５ｍｍ程度にできる。即ち、半田バンプ４は支持基板１０の下面全面に亘り多数形成することができるため、多ピン構造とするのに好適である。
【００１４】
ところで、近年、環境保全の観点から、半田バンプとして、鉛（Ｐｂ）成分を含まない所謂鉛（Ｐｂ）フリー半田として、錫（Ｓｎ）を主成分とした半田材料、例えば、錫（Ｓｎ）−銀（Ａｇ）−銅（Ｃｕ）等から成る半田材料の使用が進められてきている。
【００１５】
なお、その他、半導体チップと、リードフレームの一部であるリード部およびタブ部と、前記半導体チップと前記タブ部を接続するダイボンド半田接続部と、前記半導体チップを封止する樹脂封止部を有する半導体装置であって、前記ダイボンド半田接続部は、鉛（Ｐｂ）フリーのベース半田と鉛（Ｐｂ）フリーの金属を有し、前記ベース半田は錫（Ｓｎ）単体若しくは錫（Ｓｎ）を主成分とする化合物であり、前記鉛（Ｐｂ）フリー金属は２６０℃において溶融しない金属であり、さらに前記鉛（Ｐｂ）フリー金属同士は金属結合せず、前記ベース半田内で前記鉛（Ｐｂ）フリー金属が浮島状に分布している半導体装置が提案されている。（特許文献１参照）
また、基板上に多数の島状半田ペースト領域を形成し、各島状半田ペースト領域に金属ボールを配置し、その後基板上の半田を溶融させる半田ボールの製造方法が提案されている。（特許文献２参照）
更に、錫（Ｓｎ）を主成分とする２種類以上の合金粉末をフラックスと混合して、全体として所望の重量比になるように構成し、銅（Ｃｕ）ランドと電子部品間で半田の組成を傾斜分布させ、銅（Ｃｕ）ランドに対しては濡れ性を向上させ、電子部品に対しては半田付け強度を向上させたことを特徴とするクリーム半田も提案されている。（特許文献３参照）
【特許文献１】特開２００５−２５２０２９号公報
【特許文献２】特開２００７−３６０８２号公報
【特許文献３】特開平９−２９５１８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、（Ｓｎ）−銀（Ａｇ）−銅（Ｃｕ）等から成る半田等、鉛（Ｐｂ）成分を含まない所謂鉛（Ｐｂ）フリー半田の融点は、２１７℃であり、鉛（Ｐｂ）成分が含有された錫（Ｓｎ）−鉛（Ｐｂ）共晶半田の融点である１８３℃よりも４０℃以上高い。従って、支持基板１０を、配線回路基板２０上に半田バンプ４を介して搭載する場合、以下の問題が発生するおそれがある。
【００１７】
第１に、回路配線基板２０の反りの有無や熱膨張特性の如何に拘わらず、回路配線基板２０に、ＢＧＡ型半導体装置の支持基板１０をそのまま接合・実装しているため、回路配線基板２０とＢＧＡ型半導体装置の構成部品との熱膨張率の相違に起因して、回路配線基板２０に対するＢＧＡ型半導体装置の支持基板１０の実装構造に変形が生じるおそれがある。
【００１８】
特に、ＢＧＡ型半導体装置の支持基板１０の外周部分において、当該変形の影響が大きい。例えば、支持基板１０の一辺が３０ｍｍ以上の大型パッケージにおいて、回路のオープン不良を起こすおそれがある。
【００１９】
第２に、（Ｓｎ）−銀（Ａｇ）−銅（Ｃｕ）等、鉛（Ｐｂ）成分を含まない所謂鉛（Ｐｂ）フリー半田は、錫（Ｓｎ）−鉛（Ｐｂ）共晶半田と機械的性質が相違し、鉛（Ｐｂ）フリー半田の弾性率（ヤング率）や引張強さ等は、錫（Ｓｎ）−鉛（Ｐｂ）共晶半田の弾性率（ヤング率）や引張強さ等に比し大きい一方、疲労寿命特性に影響する伸び特性は低い。
【００２０】
従って、半田バンプと配線回路基板２０の電極２１との接合界面に作用する応力は大きくなり、支持基板１０の外周部分において、回路のオープン不良が発生するおそれがある。
【００２１】
第３に、半田バンプが（Ｓｎ）−銀（Ａｇ）−銅（Ｃｕ）からなる場合、支持基板１０と配線回路基板２０との接合の際に、半田バンプと配線回路基板２０の銅（Ｃｕ）から成る電極２１との接合界面に、硬くて脆い材料である銅錫（ＣｕＳｎ）合金層が反応層として形成される。当該銅錫（ＣｕＳｎ）合金層は、支持基板１０と配線回路基板２０との接合過程において成長するが、硬くて脆いため、落下衝撃といった動的歪みに対して弱く、支持基板１０と配線回路基板２０との接合信頼性の低下を招くおそれがある。
【００２２】
また、銅（Ｃｕ）から成る電極２１上に予めバリアメタルを形成し、かかる銅錫（ＣｕＳｎ）合金層の問題に対応することが考えられるが、この場合、バリアメタルにより半田の濡れ性の低下を招くおそれがある。
【００２３】
そこで、本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであって、半田バンプを介して回路配線基板に電子部品が接続されてなる電子部品装置であって、前記電子部品の回路のオープン不良の発生を防止すると共に、半田の濡れ性を確保しつつ、前記配線回路基板と前記電子部品との接合信頼性の低下を防止することができる電子部品装置、及び当該電子部品装置の製造方法を提供することを本発明の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明の一観点によれば、銅（Ｃｕ）を含む電極を主面に備えた回路配線基板と、錫（Ｓｎ）を含み、前記電極に接続される外部接続部を主面に備えた電子部品と、を有し、前記電極と前記外部接続部との界面の一部に、錫（Ｓｎ）と親和性を有する金属部が形成されていることを特徴とする電子部品装置が提供される。
【００２５】
本発明の別の観点によれば、電子部品装置の製造方法であって、回路配線基板の主面に設けられた銅（Ｃｕ）を含む電極上に、錫（Ｓｎ）と親和性を有する金属部を形成する工程と、加熱しながら、前記錫（Ｓｎ）を含む電子部品の主面に設けられた外部接続部を、前記電極に接続し、前記金属部を介在させて前記外部接続部と前記電極とを接合する工程と、を含むことを特徴とする電子部品装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、半田バンプを介して回路配線基板に電子部品が接続されてなる電子部品装置であって、前記電子部品の回路のオープン不良の発生を防止すると共に、半田の濡れ性を確保しつつ、前記配線回路基板と前記電子部品との接合信頼性の低下を防止することができる電子部品装置、及び当該電子部品装置の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００２８】
先ず、本発明の実施の形態に係る電子部品装置の構造について説明し、次いで、当該電子部品装置の製造方法について説明する。
【００２９】
［電子部品装置の構造］
まず、図２を参照して、本発明の実施の形態に係る電子部品装置の基本構造を説明し、次に、図３乃至図５を参照して、該構造の具体的構造を説明する。
【００３０】
１．基本構造
図２に示すように、本発明の実施の形態に係る電子部品装置６０にあっては、支持基板（パッケージ基板）３０が、外部接続部たる半田バンプ３４を介して回路配線基板（マザーボード）４０に電気的に接続されている。
【００３１】
支持基板３０は、ガラスエポキシ樹脂等の絶縁性樹脂を基材とし、その表面に銅（Ｃｕ）等からなる導電層が選択的に配設された配線用基板を複数積層して形成されている。
【００３２】
支持基板１０において、図示を省略する半導体素子が実装される主面と反対側の主面上には、銅（Ｃｕ）を主成分とする銅（Ｃｕ）層部がフォトリソグラフィー法等により形成され、当該銅（Ｃｕ）層部上には、例えばニッケル（Ｎｉ）を主成分とするニッケル（Ｎｉ）層及び金（Ａｕ）を主成分とする金（Ａｕ）層部がこの順にめっき法により積層されて、これにより電極部３２が形成されている。なお、支持基板３０の当該主面であって、電極部３２が形成されていない箇所には、ポリイミド等の絶縁膜３３が形成されている。
【００３３】
電極部３２上には、球状の外部接続用突起電極たる半田バンプ３４が形成されている。半田バンプ３４は、錫（Ｓｎ）を主成分とし、鉛（Ｐｂ）を含有しない。例えば、ビスマス（Ｂｉ）、インジウム（Ｉｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、銀（Ａｇ）、アンチモン（Ｓｂ）、銅（Ｃｕ）、及びニッケル（Ｎｉ）等から選択された少なくとも一種以上の金属が、半田バンプ３４の添加成分として含まれていてもよい。半田バンプ３４は、例えば、融点が２１７℃の錫（Ｓｎ）−３．０銀（Ａｇ）−０．５銅（Ｃｕ）からなってもよい。
【００３４】
半田ボール３４が加熱融合されて、支持基板３０が、回路配線基板４０に電気的に接続される。
【００３５】
なお、電極部３２を構成するニッケル（Ｎｉ）層と半田バンプ３４の接合界面には、錫（Ｓｎ）−ニッケル（Ｎｉ）から成るバリア層３６が形成されている。
【００３６】
支持基板３０の下方には、ガラスエポキシ樹脂等の絶縁性樹脂を基材とし、その表面に銅（Ｃｕ）等からなる導電層が選択的に配設された配線回路基板４０が設けられている。
【００３７】
配線回路基板４０の主面であって、支持基板３０に対向している面上には、銅（Ｃｕ）から成る電極４１が形成されている。配線回路基板４０の当該主面であって、電極４１が形成されていない箇所には、ソルダーレジスト膜４２が形成されている。
【００３８】
電極４１上には、半田バンプ３４の主成分である錫（Ｓｎ）と親和性の高い金属からなる金属部５０が島状（凹凸状）に部分的に被覆形成されている。即ち、電極４１と半田バンプ３４との界面の一部に、金属部５０が形成されている。
【００３９】
金属部５０は、例えば、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）等、錫（Ｓｎ）との親和性が高い金属材料からなる。
【００４０】
従って、金属部５０により、電極４１の構成材料である銅（Ｃｕ）と、半田バンプ３４の構成材料である錫（Ｓｎ）との反応成長を抑制することができ、半田バンプ３４中の錫（Ｓｎ）が銅（Ｃｕ）からなる電極４１に拡散することを抑制することができる。
【００４１】
よって、錫（Ｓｎ）と銅（Ｃｕ）との化合物層が厚く形成されると、半田バンプ３４と電極４１との接合は脆くなるが、本例のように金属部５０を設けることにより、金属部５０が設けられた箇所においては、錫（Ｓｎ）と銅（Ｃｕ）との化合物層の厚さを薄くすることができる。硬くて脆い錫（Ｓｎ）と銅（Ｃｕ）との化合物層の成長を抑制することができるため、落下衝撃によって生じる動的歪みを緩和でき、クラックの発生を防止することができるため、支持基板１０と配線回路基板４０との接合信頼性の低下を防止することができる。
【００４２】
また、回路配線基板４０とＢＧＡ型半導体装置の構成部品との熱膨張率の相違に起因して生じる半田バンプにかかる応力を緩和でき、回路配線基板４０に対するＢＧＡ型半導体装置の支持基板１０の実装構造の変形を防止することができる。
【００４３】
更に、電極４１上において、金属部５０は島状（凹凸状）に部分的に被覆形成されているため、金属部５０が設けられていない箇所では、半田バンプ３４中の錫（Ｓｎ）の銅（Ｃｕ）からなる電極４１に対する濡れ性を確保でき、半田溶融時において半田成分中の錫（Ｓｎ）と銅（Ｃｕ）が接触し、錫（Ｓｎ）と銅（Ｃｕ）との化合物層が形成され、錫（Ｓｎ）と銅（Ｃｕ）とは接合し、合金化することができる。
【００４４】
即ち、本発明の実施の形態によれば、半田バンプ３４中の錫（Ｓｎ）の銅（Ｃｕ）からなる電極４１に対する濡れ性を確保しつつ、配線回路基板４０と支持基板３０との接合信頼性の低下を招く錫（Ｓｎ）と銅（Ｃｕ）との化合物層の成長を抑制することができる。
【００４５】
このような、本発明の実施の形態に係る電子部品装置６０は、例えば、サーバ装置、ストレージ装置、ネットワーク基幹機器、携帯端末、パーソナル・コンピュータ等に搭載することができる。
【００４６】
２．具体的構造
次に、上述の基本構造を備えた電子部品装置における回路配線基板４０の具体的構造（第１の例乃至第３の例）について、図３乃至図５を参照して説明する。なお、図３乃至図５において、図２に示した箇所と同じ箇所には同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００４７】
図３に示す第１の例に係る配線回路基板４０Ａにおいては、銅（Ｃｕ）からなる電極４１上に、半田バンプ３４（図２参照）の主成分である錫（Ｓｎ）と親和性の高い金属からなる金属部５０Ａが、無電解めっき法により、島状（凹凸状）に部分的に被覆形成されている。
【００４８】
金属部５０Ａは、例えば、コバルト（Ｃｏ）、コバルト（Ｃｏ）−タングステン（Ｗ）、コバルト（Ｃｏ）−リン（Ｐ）、コバルト（Ｃｏ）−ホウ素（Ｂ）、コバルト（Ｃｏ）−ニッケル（Ｎｉ）等のコバルト（Ｃｏ）基の材料、又はニッケル（Ｎｉ）−リン（Ｐ）、ニッケル（Ｎｉ）−ホウ素（Ｂ）、ニッケル（Ｎｉ）−鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）−マンガン（Ｍｎ）、等のニッケル（Ｎｉ）基の材料からなる。
【００４９】
詳細は後述するが、フォトリソグラフィー技術を用いてレジストマスクを形成し、開口している電極４１上に、無電解めっき法により金属部５０Ａが部分的に被覆されている。
【００５０】
図４に示す第２の例に係る配線回路基板４０Ｂにおいては、銅（Ｃｕ）からなる電極４１上に、銅（Ｃｕ）からなるシード層４５が例えばスパッタリング法により形成されている。そして、シード層４５上に、半田バンプ３４（図２参照）の主成分である錫（Ｓｎ）と親和性の高い金属からなる金属部５０Ｂが、電解めっき法により、島状（凹凸状）に部分的に被覆形成されている。
【００５１】
金属部５０Ｂは、例えば、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）−マンガン（Ｍｎ）等、錫（Ｓｎ）との親和性が高い金属材料からなる。
【００５２】
詳細は後述するが、電解めっきにおいて電流密度及びめっき時間を調整することにより、銅（Ｃｕ）からなるシード層４５上に金属部５０Ｂが部分的に被覆されている。
【００５３】
図５に示す第３の例に係る配線回路基板４０Ｃでは、銅（Ｃｕ）からなる電極４１’に、高さが約１μｍの頂部を有する凸部４１’ａが部分的に形成されており、電極４１’の上面が粗面化されている。そして、凸部４１’ａに、金属部５０Ｃが、例えば電解めっき法により形成されている。なお、図５（ｂ）は、図５（ａ）において点線Ａで囲んだ部分を拡大して示す。
【００５４】
詳細は後述するが、凸部４１’ａは、例えば、無機酸化物砥石粉末が設けられたサンドブラスト等の機械研磨法又はアルゴン（Ａｒ）プラズマ等の気相式若しくは酸性溶液等の液相式のエッチング法等により形成される。金属部５０Ｃは、例えば、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）−マンガン（Ｍｎ）等、錫（Ｓｎ）との親和性が高い金属材料からなる。
【００５５】
図３又は図４に示す構造は、無電解めっき又は電解めっき法を用いているため、当該構造を容易に形成することができる。一方、図５に示す構造は、電極４１’上に部分的に凸部４１’ａが形成されているため、確実に金属部５０Ｃを形成することができ、より確実に錫（Ｓｎ）と銅（Ｃｕ）との化合物層の成長を抑制することができる。
【００５６】
図６に、金属部５０Ａ（５０Ｂ又は５０Ｃ）が形成された電極４１（シード層４５、又は電極４１’）を上側から見た状態を示す。図６に示すように、電極４１（シード層４５又は電極４１’）の上面において、金属部５０Ａ（５０Ｂ又は５０Ｃ）が部分的に形成されている。
【００５７】
本発明の発明者は、金属部５０Ａ（５０Ｂ又は５０Ｃ）の全面積の、電極４１（シード層４５又は電極４１’）の上面の面積に対する割合、即ち、電極４１（シード層４５又は電極４１’）の上面の面積／金属部５０Ａ（５０Ｂ又は５０Ｃ）の全面積につき、シミュレーションを行った結果、当該割合が約３０乃至７０％である場合が望ましいことを把握した。これについて、図７を参照して説明する。
【００５８】
図７は、本発明の発明者のシミュレーション結果に基づく、金属部５０Ａ（５０Ｂ又は５０Ｃ）の全面積の、電極４１（シード層４５又は電極４１’）の上面の面積に対する割合と、（１）線Ｂで示す、半田バンプ３４（図２参照）と電極４１（シード層４５又は電極４１’）との引張応力（密着力）及び、（２）線Ｃで示す、半田バンプ３４と金属部５０Ａ（５０Ｂ又は５０Ｃ）との接合界面と平行方向の応力たる剪断応力と、の関係を示す。
【００５９】
なお、図７に示すグラフにおいて、左側の縦軸は、半田バンプ３４（図２参照）と電極４１（シード層４５又は電極４１’）との引張応力（ＭＰａ）を、右側の縦軸は、半田バンプ３４と金属部５０Ａ（５０Ｂ又は５０Ｃ）との接合界面と平行方向の応力たる剪断応力（ＭＰａ）を示す。
【００６０】
図７に示すように、金属部５０Ａ（５０Ｂ又は５０Ｃ）の全面積の、電極４１（シード層４５又は電極４１’）の上面の面積に対する割合が約３０乃至７０％のときに、半田バンプ３４（図２参照）と電極４１（シード層４５又は電極４１’）との引張応力（密着力）が約４０ＭＰａ以上であって、半田バンプ３４と金属部５０Ａ（５０Ｂ又は５０Ｃ）との接合界面と平行方向の応力たる剪断応力が約５０ＭＰａ以上となり、望ましいことが分かる。
【００６１】
なお、詳細は後述するが、図３に示す例の金属部５０Ａの全面積の、電極４１の上面の面積に対する割合は、無電解めっき法において用いられるレジストマスクの開口率によって調整することができる。また、図４に示す例の金属部５０Ｂの全面積の、シード層４５の上面の面積に対する割合は、電解めっき法における、電流密度とめっき時間によって調整することができる。
【００６２】
［電子部品装置の製造方法］
次に、上述の第１乃至第３の例に係る配線回路基板４０Ａ乃至４０Ｃを備えた電子部品装置の製造方法について説明する。
【００６３】
１．配線回路基板４０Ａを備えた電子部品装置の製造方法
図８乃至図１１を参照して、配線回路基板４０Ａを備えた電子部品装置の製造方法について説明する。
【００６４】
まず、図８（ａ）に示すように、ガラスエポキシ樹脂等の絶縁性樹脂を基材とし、その表面に銅（Ｃｕ）等からなる導電層が選択的に配設された配線回路基板４０が用意される。配線回路基板４０の一方の主面（上面）上には、銅（Ｃｕ）から成る電極４１が形成されている。配線回路基板４０の当該主面であって、電極４１が形成されていない箇所には、ソルダーレジスト膜４２が形成されている。
【００６５】
次に、図８（ｂ）に示すように、電極４１及びソルダーレジスト膜４２上に、感光性ドライフィルムレジスト７０を形成する。
【００６６】
次いで、図９（ｃ）に示すように、露光処理・現像処理により、電極４１上面が部分的に開口するように感光性ドライフィルムレジスト７０をパターニングする。このとき、電極４１の上面の面積に対する、開口部の面積の割合を調整することにより、後述する工程で形成される金属部５０Ａの配設面積を調整することができる。電極４１の上面の面積に対する、開口部の面積の割合は、例えば約３０乃至７０％に設定することができる。
【００６７】
しかる後、図９（ｄ）に示すように、感光性ドライフィルムレジスト７０の開口部に、半田バンプ３４（図２参照）の主成分である錫（Ｓｎ）と親和性の高い金属からなる金属部５０Ａを、無電解めっき法により形成する。
【００６８】
金属部５０Ａは、例えば、コバルト（Ｃｏ）、コバルト（Ｃｏ）−タングステン（Ｗ）、コバルト（Ｃｏ）−リン（Ｐ）、コバルト（Ｃｏ）−ホウ素（Ｂ）、コバルト（Ｃｏ）−ニッケル（Ｎｉ）等のコバルト（Ｃｏ）基の材料、又はニッケル（Ｎｉ）−リン（Ｐ）、ニッケル（Ｎｉ）−ホウ素（Ｂ）、ニッケル（Ｎｉ）−鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）−マンガン（Ｍｎ）、等のニッケル（Ｎｉ）基の材料からなる。
【００６９】
また、めっき条件として、例えば、めっき浴の温度を９０℃に、ｐHを９．３に、また、めっき時間を２０分に設定することができる。
【００７０】
次いで、図９（ｄ）に示すように感光性ドライフィルムレジスト７０を剥離すると、図１０（ｅ）に示すように、銅（Ｃｕ）からなる電極４１上に、半田バンプ３４（図２参照）の主成分である錫（Ｓｎ）と親和性の高い金属からなる金属部５０Ａが、島状（凹凸状）に部分的に被覆形成されてなる構造が形成される。
【００７１】
しかる後、金属部５０Ａが形成された電極４１上に錫（Ｓｎ）−３．０銀（Ａｇ）−０．５銅（Ｃｕ）からなる半田ペーストをスクリーン印刷法により形成する。
【００７２】
一方、図１０（ｆ）に示すように、図示を所略する半導体素子が実装された支持基板３０が用意される。
【００７３】
支持基板３０は、ガラスエポキシ樹脂等の絶縁性樹脂を基材とし、その表面に銅（Ｃｕ）等からなる導電層が選択的に配設された配線用基板を複数積層して形成されている。
【００７４】
支持基板３０において、図示を省略する半導体素子が実装される主面と反対側の主面上には、銅（Ｃｕ）を主成分とする銅（Ｃｕ）層部がフォトリソグラフィー法等により形成され、当該銅（Ｃｕ）層部上には、例えばニッケル（Ｎｉ）を主成分とするニッケル（Ｎｉ）層及び金（Ａｕ）を主成分とする金（Ａｕ）層部がこの順にめっき法により積層されて、これにより電極部３２が形成されている。なお、支持基板３０の当該主面であって、電極部３２が形成されていない箇所には、ポリイミド等の絶縁膜３３が形成されている。
【００７５】
電極部３２上には、球状の外部接続用突起電極たる半田バンプ３４が形成されている。半田バンプ３４は、錫（Ｓｎ）を主成分とし、鉛（Ｐｂ）を含有せず、ビスマス（Ｂｉ）、インジウム（Ｉｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、銀（Ａｇ）、アンチモン（Ｓｂ）、銅（Ｃｕ）、及びニッケル（Ｎｉ）等から選択された少なくとも一種以上の金属からなる添加成分を含んでなる。半田バンプ３４は、例えば、錫（Ｓｎ）−３．０銀（Ａｇ）−０．５銅（Ｃｕ）からなってもよい。
【００７６】
なお、電極部３２を構成するニッケル（Ｎｉ）層と半田バンプ３４の接合界面には、錫（Ｓｎ）−ニッケル（Ｎｉ）から成るバリア層３６が形成されている。
【００７７】
図１０（ｆ）に示すように、支持基板３０に接合された半田バンプ３４と、配線回路基板４０の主面上に形成された電極４１とを位置合わせして両者を接続し、窒素雰囲気下にあるコンベア炉において、半田バンプ３４の融点（約２１７℃）以上、最高温度２５０℃以下の温度条件の下、約２分間リフロー加熱処理を施し、半田バンプ３４を加熱融合する。
【００７８】
その結果、図１１（ｇ）に示すように、半田バンプ３４と電極４１とが金属部５０Ａを介在させて接合し、支持基板３０が、半田バンプ３４を介して回路配線基板４０に接続されてなる電子部品装置を製造することができる。
【００７９】
本発明の発明者は、上記の無電解めっき法を用いて金属部５０Ａが形成された回路配線基板４０を備えた電子部品装置と、金属部５０Ａが形成されていない回路配線基板を備えた電子部品装置とにつき、２種類の信頼性試験を行った。
【００８０】
第１に、約３０分間−（マイナス）５５℃の環境下に配設し、次いで、約３０分間１２５℃の環境下に配設するという温度サイクルを５００回繰り返し、抵抗上昇等の有無を確認した。
【００８１】
金属部５０Ａが形成されていない回路配線基板を備えた５つの電子部品装置のうち、３個が抵抗上昇等、信頼性の低下が見られた。
【００８２】
また、無電解めっき法を用い、更に、電極４１の上面の面積に対する金属部５０Ａの配設面積の割合が、約３０％未満又は７０％以上の場合には、金属部５０Ａが形成された回路配線基板４０を備えた５つの電子部品装置のうち、３個が抵抗上昇等、信頼性の低下が見られた。
【００８３】
一方、無電解めっき法を用い、更に、電極４１の上面の面積に対する金属部５０Ａの配設面積の割合が、約３０％乃至７０％の場合には、金属部５０Ａが形成された回路配線基板４０を備えた５つの電子部品装置のどれにも抵抗上昇等、信頼性の低下は発見されなかった。
【００８４】
第２に、高さ約１０ｃｍからの自由落下衝撃試験を２００サイクル繰り返し、抵抗上昇等の有無を確認した。
【００８５】
金属部５０Ａが形成されていない回路配線基板を備えた５つの電子部品装置のうち、４個が抵抗上昇等、信頼性の低下が見られた。
【００８６】
また、無電解めっき法を用い、更に、電極４１の上面の面積に対する金属部５０Ａの配設面積の割合が、約３０％未満又は７０％以上の場合には、金属部５０Ａが形成された回路配線基板４０を備えた５つの電子部品装置の全てに抵抗上昇等、信頼性の低下が見られた。
【００８７】
一方、無電解めっき法を用い、更に、電極４１の上面の面積に対する金属部５０Ａの配設面積の割合が、約３０％乃至７０％の場合には、金属部５０Ａが形成された回路配線基板４０を備えた５つの電子部品装置のどれにも抵抗上昇等、信頼性の低下は発見されなかった。
【００８８】
このように、図８乃至図１１に示す方法によれば、信頼性の高い電子部品装置を簡易な方法により、製造することができる。
【００８９】
２．配線回路基板４０Ｂを備えた電子部品装置の製造方法
図１２乃至図１６を参照して、配線回路基板４０Ｂを備えた電子部品装置の製造方法について説明する。なお、図１２乃至図１６において、図８乃至図１１を参照して説明した箇所と同じ箇所については、同じ符号を付してその説明を省略する。
【００９０】
まず、図１２（ａ）に示すように、配線回路基板４０が用意される。配線回路基板４０の一方の主面（上面）上には、銅（Ｃｕ）から成る電極４１が形成されている。配線回路基板４０の当該主面であって、電極４１が形成されていない箇所には、ソルダーレジスト膜４２が形成されている。
【００９１】
次いで、図１２（ｂ）に示すように、電極４１及びソルダーレジスト膜４２上に、銅（Ｃｕ）からなるシード層４５を例えばスパッタリング法により形成する。
【００９２】
次に、図１３（ｃ）に示すように、シード層４５上に、感光性ドライフィルムレジスト７０を形成する。
【００９３】
次いで、図１３（ｄ）に示すように、露光処理・現像処理により、電極４１が位置する箇所における感光性ドライフィルムレジスト７０が部分的に開口するように、感光性ドライフィルムレジスト７０をパターニングする。
【００９４】
しかる後、図１４（ｅ）に示すように、感光性ドライフィルムレジスト７０の開口部に、半田バンプ３４（図２参照）の主成分である錫（Ｓｎ）と親和性の高い金属からなる金属部５０Ｂを、電解めっき法により形成する。
【００９５】
金属部５０Ｂは、例えば、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）−マンガン（Ｍｎ）等、錫（Ｓｎ）との親和性が高い金属材料からなる。
【００９６】
当該電解めっきにおいて電流密度及びめっき時間を調整することにより、金属部５０Ｂの全面積の、シード層４５の上面の面積に対する割合を約３０乃至７０％に設定することができる。
【００９７】
例えば、金属部５０Ｂの形成にあたり、ニッケル（Ｎｉ）めっきを形成する場合、めっき条件として、めっき浴の温度を約５０℃、電流密度を約１乃至５Ａ／ｄｍ２、めっき時間を約１０分に設定することができる。また、ニッケル（Ｎｉ）の含有量が約８０ｗｔ％であるニッケル（Ｎｉ）−コバルト（Ｃｏ）合金のめっきを形成する場合、めっき浴の温度を約５０℃、電流密度を約１０Ａ／ｄｍ２、めっき時間を約１分に設定することができる。更に、ニッケル（Ｎｉ）の含有量が約４２ｗｔ％であるニッケル（Ｎｉ）−鉄（Ｆｅ）合金のめっきを形成する場合、めっき浴の温度を約５０℃、電流密度を約１０Ａ／ｄｍ２、めっき時間を約１分に設定することができる。
【００９８】
次いで、図１４（ｆ）に示すように感光性ドライフィルムレジスト７０を剥離すると、図１５（ｇ）に示すように、銅（Ｃｕ）からなるシード層４５上に、半田バンプ３４（図２参照）の主成分である錫（Ｓｎ）と親和性の高い金属からなる金属部５０Ｂが、島状（凹凸状）に部分的に被覆形成されてなる構造が形成される。
【００９９】
しかる後、金属部５０Ａが形成されたシード層４５上に錫（Ｓｎ）−３．０銀（Ａｇ）−０．５銅（Ｃｕ）からなる半田ペーストをスクリーン印刷法により形成する。
【０１００】
一方、図１５（ｈ）に示すように、図示を所略する半導体素子が実装された支持基板３０が用意される。
【０１０１】
支持基板３０において、図示を省略する半導体素子が実装される主面と反対側の主面上には、銅（Ｃｕ）を主成分とする銅（Ｃｕ）層部がフォトリソグラフィー法等により形成され、当該銅（Ｃｕ）層部上には、例えばニッケル（Ｎｉ）を主成分とするニッケル（Ｎｉ）層及び金（Ａｕ）を主成分とする金（Ａｕ）層部がこの順にめっき法により積層されて、これにより電極部３２が形成されている。なお、支持基板３０の当該主面であって、電極部３２が形成されていない箇所には、ポリイミド等の絶縁膜３３が形成されている。
【０１０２】
電極部３２上には、球状の外部接続用突起電極たる半田バンプ３４が形成されている。半田バンプ３４は、錫（Ｓｎ）を主成分とし、鉛（Ｐｂ）を含有せず、ビスマス（Ｂｉ）、インジウム（Ｉｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、銀（Ａｇ）、アンチモン（Ｓｂ）、銅（Ｃｕ）、及びニッケル（Ｎｉ）等から選択された少なくとも一種以上の金属からなる添加成分を含んでなる。半田バンプ３４は、例えば、錫（Ｓｎ）−３．０銀（Ａｇ）−０．５銅（Ｃｕ）からなってもよい。
【０１０３】
なお、電極部３２を構成するニッケル（Ｎｉ）層と半田バンプ３４の接合界面には、錫（Ｓｎ）−ニッケル（Ｎｉ）から成るバリア層３６が形成されている。
【０１０４】
図１５（ｈ）に示すように、支持基板３０に接合された半田バンプ３４と、配線回路基板４０の主面上に形成された電極４１とを位置合わせして両者を接続し、窒素雰囲気下にあるコンベア炉において、半田バンプ３４の融点（約２１７℃）以上、最高温度２５０℃以下の温度条件の下、約２分間リフロー加熱処理を施し、半田バンプ３４を加熱融合する。
【０１０５】
その結果、図１６（ｉ）に示すように、半田バンプ３４と電極４１とが金属部５０Ｂを介在させて接合し、支持基板３０が、半田バンプ３４を介して回路配線基板４０に接続されてなる電子部品装置を製造することができる。
【０１０６】
本発明の発明者は、上記の電解めっき法を用いて金属部５０Ｂが形成された回路配線基板４０を備えた電子部品装置と、金属部５０Ｂが形成されていない回路配線基板を備えた電子部品装置とにつき、２種類の信頼性試験を行った。
【０１０７】
第１に、約３０分間−（マイナス）５５℃の環境下に配設し、次いで、約３０分間１２５℃の環境下に配設するという温度サイクルを５００回繰り返し、抵抗上昇等の有無を確認した。
【０１０８】
金属部５０Ｂが形成されていない回路配線基板を備えた５つの電子部品装置のうち、３個が抵抗上昇等、信頼性の低下が見られた。
【０１０９】
また、電解めっき法を用いてニッケル（Ｎｉ）めっきにより金属部５０Ｂを形成し、更に、電極４１の上面の面積に対する金属部５０Ｂの配設面積の割合が、約３０％未満又は７０％以上の場合には、金属部５０Ｂが形成された回路配線基板４０を備えた５つの電子部品装置のうち、３個が抵抗上昇等、信頼性の低下が見られた。
【０１１０】
一方、電解めっき法を用いてニッケル（Ｎｉ）めっきにより金属部５０Ｂを形成し、更に、電極４１の上面の面積に対する金属部５０Ｂの配設面積の割合が、約３０％乃至７０％の場合には、金属部５０Ｂが形成された回路配線基板４０を備えた５つの電子部品装置のどれにも抵抗上昇等、信頼性の低下は発見されなかった。
【０１１１】
また、電解めっき法を用いてニッケル（Ｎｉ）−コバルト（Ｃｏ）合金のめっきにより金属部５０Ｂを形成した場合には、金属部５０Ｂが形成された回路配線基板４０を備えた５つの電子部品装置のどれにも抵抗上昇等、信頼性の低下は発見されなかった。
【０１１２】
また、電解めっき法を用いてニッケル（Ｎｉ）−鉄（Ｆｅ）合金のめっきにより金属部５０Ｂを形成した場合には、金属部５０Ｂが形成された回路配線基板４０を備えた５つの電子部品装置のどれにも抵抗上昇等、信頼性の低下は発見されなかった。
【０１１３】
第２に、高さ約１０ｃｍからの自由落下衝撃試験を２００サイクル繰り返し、抵抗上昇等の有無を確認した。
【０１１４】
金属部５０Ｂが形成されていない回路配線基板を備えた５つの電子部品装置のうち、４個が抵抗上昇等、信頼性の低下が見られた。
【０１１５】
また、電解めっき法を用いてニッケル（Ｎｉ）めっきにより金属部５０Ｂを形成し、更に、電極４１の上面の面積に対する金属部５０Ｂの配設面積の割合が、約３０％未満又は７０％以上の場合には、金属部５０Ｂが形成された回路配線基板４０を備えた５つの電子部品装置の全てに抵抗上昇等、信頼性の低下が見られた。
【０１１６】
一方、電解めっき法を用いてニッケル（Ｎｉ）めっきにより金属部５０Ｂを形成し、更に、電極４１の上面の面積に対する金属部５０Ｂの配設面積の割合が、約３０％乃至７０％の場合には、金属部５０Ｂが形成された回路配線基板４０を備えた５つの電子部品装置のどれにも抵抗上昇等、信頼性の低下は発見されなかった。
【０１１７】
また、電解めっき法を用いてニッケル（Ｎｉ）−コバルト（Ｃｏ）合金のめっきにより金属部５０Ｂを形成した場合には、金属部５０Ｂが形成された回路配線基板４０を備えた５つの電子部品装置のどれにも抵抗上昇等、信頼性の低下は発見されなかった。
【０１１８】
また、電解めっき法を用いてニッケル（Ｎｉ）−鉄（Ｆｅ）合金のめっきにより金属部５０Ｂを形成した場合には、金属部５０Ｂが形成された回路配線基板４０を備えた５つの電子部品装置のどれにも抵抗上昇等、信頼性の低下は発見されなかった。
【０１１９】
このように、図１２乃至図１６に示す方法によれば、信頼性の高い電子部品装置を簡易な方法により、製造することができる。
【０１２０】
３．配線回路基板４０Ｃを備えた電子部品装置の製造方法
図１７乃至図１９を参照して、配線回路基板４０Ｃを備えた電子部品装置の製造方法について説明する。なお、図１７乃至図１９において、図８乃至図１６を参照して説明した箇所と同じ箇所については、同じ符号を付してその説明を省略する。
【０１２１】
まず、図１７（ａ）に示すように、配線回路基板４０Ｃが用意される。配線回路基板４０Ｃの一方の主面（上面）上には、銅（Ｃｕ）から成る電極４１’が形成されている。配線回路基板４０Ｃの当該主面であって、電極４１’が形成されていない箇所には、ソルダーレジスト膜４２が形成されている。
【０１２２】
次に、図１７（ｂ）に示すように、機械研磨法又はエッチング法等により、電極４１’に、高さが約１μｍの頂部を有する凸部４１’ａを部分的に形成して、電極４１’の上面を粗面化する。
【０１２３】
機械研磨法として、例えば、アルミナ等の無機酸化物砥石粉末が設けられたサンドブラストを用いることができる。＃１２０のサンドブラストを用いることにより、高さが約５μｍの頂部を有する凸部４１’ａを形成することができる。また、エッチング法として、例えば、アルゴン（Ａｒ）プラズマ等の気相式若しくは酸性溶液等の液相式のエッチング法を用いて凸部４１’ａを形成することができる。
【０１２４】
しかる後、例えば電解めっき法により、凸部４１’ａに、金属部５０Ｃを形成する。金属部５０Ｃは、例えば、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）−マンガン（Ｍｎ）等、錫（Ｓｎ）との親和性が高い金属材料からなる。金属部５０Ｃの形成にあたり、ニッケル（Ｎｉ）めっきを形成する場合、めっき条件として、めっき浴の温度を約５０℃、電流密度を約１乃至５Ａ／ｄｍ２、めっき時間を約５分に設定することができる。
【０１２５】
このようにして、図１８（ｃ）に示すように、銅（Ｃｕ）からなる電極４１’の凸部４１’ａ上に、半田バンプ３４（図２参照）の主成分である錫（Ｓｎ）と親和性の高い金属からなる金属部５０Ｃが、島状（凹凸状）に部分的に被覆形成されてなる構造が形成される。なお、電極４１’の凸部４１’ａ上への金属部５０Ｃの形成にあっては、無電解めっき法を用いてもよい。
【０１２６】
しかる後、金属部５０Ｃが形成された電極４１’上に錫（Ｓｎ）−３．０銀（Ａｇ）−０．５銅（Ｃｕ）からなる半田ペーストをスクリーン印刷法により形成する。
【０１２７】
一方、図１８（ｄ）に示すように、図示を所略する半導体素子が実装された支持基板３０が用意される。
【０１２８】
支持基板３０において、図示を省略する半導体素子が実装される主面と反対側の主面上には、銅（Ｃｕ）を主成分とする銅（Ｃｕ）層部がフォトリソグラフィー法等により形成され、当該銅（Ｃｕ）層部上には、例えばニッケル（Ｎｉ）を主成分とするニッケル（Ｎｉ）層及び金（Ａｕ）を主成分とする金（Ａｕ）層部がこの順にめっき法により積層されて、これにより電極部３２が形成されている。なお、支持基板３０の当該主面であって、電極部３２が形成されていない箇所には、ポリイミド等の絶縁膜３３が形成されている。
【０１２９】
電極部３２上には、球状の外部接続用突起電極たる半田バンプ３４が形成されている。半田バンプ３４は、錫（Ｓｎ）を主成分とし、鉛（Ｐｂ）を含有せず、ビスマス（Ｂｉ）、インジウム（Ｉｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、銀（Ａｇ）、アンチモン（Ｓｂ）、銅（Ｃｕ）、及びニッケル（Ｎｉ）等から選択された少なくとも一種以上の金属からなる添加成分を含んでなる。半田バンプ３４は、例えば、錫（Ｓｎ）−３．０銀（Ａｇ）−０．５銅（Ｃｕ）からなってもよい。
【０１３０】
なお、電極部３２を構成するニッケル（Ｎｉ）層と半田バンプ３４の接合界面には、錫（Ｓｎ）−ニッケル（Ｎｉ）から成るバリア層３６が形成されている。
【０１３１】
図１８（ｄ）に示すように、支持基板３０に接合された半田バンプ３４と、配線回路基板４０Ｃの主面上に形成された電極４１’とを位置合わせして両者を接続し、窒素雰囲気下にあるコンベア炉において、半田バンプ３４の融点（約２１７℃）以上、最高温度２５０℃以下の温度条件の下、約２分間リフロー加熱処理を施し、半田バンプ３４を加熱融合する。
【０１３２】
その結果、図１９（ｅ）に示すように、半田バンプ３４と電極４１とが金属部５０Ｃを介在させて接合し、支持基板３０が、半田バンプ３４を介して回路配線基板４０Ｃに接続されてなる電子部品装置を製造することができる。
【０１３３】
本発明の発明者は、上記の電解めっき法を用いて金属部５０Ｃが形成された回路配線基板４０を備えた電子部品装置と、金属部５０Ｃが形成されていない回路配線基板を備えた電子部品装置とにつき、２種類の信頼性試験を行った。
【０１３４】
第１に、約３０分間−（マイナス）５５℃の環境下に配設し、次いで、約３０分間１２５℃の環境下に配設するという温度サイクルを５００回繰り返し、抵抗上昇等の有無を確認した。
【０１３５】
金属部５０Ｃが形成されていない回路配線基板を備えた５つの電子部品装置のうち、３個が抵抗上昇等、信頼性の低下が見られた。
【０１３６】
一方、アルミナ＃１２０のサンドブラストを用いて、高さが約１μｍの頂部を有する凸部４１’ａを形成し、当該凸部４１’ａに、電解めっき法により、ニッケル（Ｎｉ）の金属部５０Ｃが形成された回路配線基板４０Ｃを備えた５つの電子部品装置のどれにも抵抗上昇等、信頼性の低下は発見されなかった。
【０１３７】
第２に、高さ約１０ｃｍからの自由落下衝撃試験を２００サイクル繰り返し、抵抗上昇等の有無を確認した。
【０１３８】
金属部５０Ｃが形成されていない回路配線基板を備えた５つの電子部品装置のうち、４個が抵抗上昇等、信頼性の低下が見られた。
【０１３９】
一方、アルミナ＃１２０のサンドブラストを用いて、高さが約１μｍの頂部を有する凸部４１’ａを形成し、当該凸部４１’ａに、電解めっき法により、ニッケル（Ｎｉ）の金属部５０Ｃが形成された回路配線基板４０Ｃを備えた５つの電子部品装置のどれにも抵抗上昇等、信頼性の低下は発見されなかった。
【０１４０】
このようにして、図１７乃至図１９に示す方法により、信頼性の高い電子部品装置を製造することができる。
【０１４１】
以上、本発明の実施の形態について詳述したが、本発明は特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。
【０１４２】
また、上述の例では、支持基板３０と回路配線基板４０とは、半田バンプ３４を介して接続されているが、本発明はかかる例に限定されない。
【０１４３】
例えば、錫（Ｓｎ）を主成分とし、ビスマス（Ｂｉ）、インジウム（Ｉｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、銀（Ａｇ）、アンチモン（Ｓｂ）、銅（Ｃｕ）、及びニッケル（Ｎｉ）等から選択された少なくとも一種以上の金属からなる添加成分を含んでなる半田ペーストにより、支持基板３０と回路配線基板４０とが接続されてなる構造に対しても、本発明を適用することができる。
【０１４４】
以上の説明に関し、更に以下の項を開示する。
（付記１）
銅（Ｃｕ）を含む電極を主面に備えた回路配線基板と、
錫（Ｓｎ）を含み、前記電極に接続される外部接続部を主面に備えた電子部品と、を有し、
前記電極と前記外部接続部との界面の一部に、錫（Ｓｎ）と親和性を有する金属部が形成されていることを特徴とする電子部品装置。
（付記２）
付記１記載の電子部品装置であって、
前記金属部は、前記回路配線基板の前記電極上に島状に形成されていることを特徴とする電子部品装置。
（付記３）
付記１又は２いずれか一項記載の電子部品装置であって、
前記金属部は、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、又はマンガン（Ｍｎ）を含むことを特徴とする電子部品装置。
（付記４）
付記１乃至３いずれか一項記載の電子部品装置であって、
前記金属部の全面積の、前記電極の上面の面積に対する割合は、約３０乃至７０％であることを特徴とする電子部品装置。
（付記５）
銅（Ｃｕ）を含む電極が主面に設けられ、
錫（Ｓｎ）を含む電子部品の外部接続部が前記電極に接続されて前記電子部品が実装される回路配線基板であって、
前記電極上に、前記錫（Ｓｎ）と親和性を有する金属部が形成されていることを特徴とする回路配線基板。
（付記６）
電子部品装置の製造方法であって、
回路配線基板の主面に設けられた銅（Ｃｕ）を含む電極上に、錫（Ｓｎ）と親和性を有する金属部を形成する工程と、
加熱しながら、前記錫（Ｓｎ）を含む電子部品の主面に設けられた外部接続部を、前記電極に接続し、前記金属部を介在させて前記外部接続部と前記電極とを接合する工程と、を含むことを特徴とする電子部品装置の製造方法。
（付記７）
付記６記載の電子部品装置の製造方法であって、
前記金属部は、無電解めっき法により、前記回路配線基板の前記電極上に島状に形成されることを特徴とする電子部品装置の製造方法。
（付記８）
付記６記載の電子部品装置の製造方法であって、
前記金属部を形成する工程の前に、前記電極上に凸部を形成する工程を更に有し、
前記金属部を形成する工程において、前記金属部は前記凸部上に電解めっき法又は無電解めっき法により形成されることを特徴とする電子部品装置の製造方法。
（付記９）
付記８記載の電子部品装置の製造方法であって、
前記凸部は、機械研磨法又はエッチング法によって、前記電極上に形成されることを特徴する電子部品装置の製造方法。
【図面の簡単な説明】
【０１４５】
【図１】ＢＧＡ型半導体装置を配線回路基板に実装する工程を説明するための図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る電子部品装置の基本構造を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る電子部品装置における回路配線基板の構造（その１）を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る電子部品装置における回路配線基板の構造（その２）を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る電子部品装置における回路配線基板の構造（その３）を示す図である。
【図６】金属部が形成された電極（シード層）を上側から見た状態を示す図である。
【図７】本発明の発明者のシミュレーション結果を示すグラフである。
【図８】配線回路基板４０Ａを備えた電子部品装置の製造方法を説明するための図（その１）である。
【図９】配線回路基板４０Ａを備えた電子部品装置の製造方法を説明するための図（その２）である。
【図１０】配線回路基板４０Ａを備えた電子部品装置の製造方法を説明するための図（その３）である。
【図１１】配線回路基板４０Ａを備えた電子部品装置の製造方法を説明するための図（その４）である。
【図１２】配線回路基板４０Ｂを備えた電子部品装置の製造方法を説明するための図（その１）である。
【図１３】配線回路基板４０Ｂを備えた電子部品装置の製造方法を説明するための図（その２）である。
【図１４】配線回路基板４０Ｂを備えた電子部品装置の製造方法を説明するための図（その３）である。
【図１５】配線回路基板４０Ｂを備えた電子部品装置の製造方法を説明するための図（その４）である。
【図１６】配線回路基板４０Ｂを備えた電子部品装置の製造方法を説明するための図（その５）である。
【図１７】配線回路基板４０Ｃを備えた電子部品装置の製造方法を説明するための図（その１）である。
【図１８】配線回路基板４０Ｃを備えた電子部品装置の製造方法を説明するための図（その２）である。
【図１９】配線回路基板４０Ｃを備えた電子部品装置の製造方法を説明するための図（その３）である。
【符号の説明】
【０１４６】
３０ 支持基板
３４ 半田バンプ
４０ 回路配線基板
４１、４１’ 電極
４１’ａ 凸部
４５ シード層
５０、５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ 金属部
６０ 電子部品装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅（Ｃｕ）を含む電極を主面に備えた回路配線基板と、
錫（Ｓｎ）を含み、前記電極に接続される外部接続部を主面に備えた電子部品と、を有し、
前記電極と前記外部接続部との界面の一部に、錫（Ｓｎ）と親和性を有する金属部が形成されていることを特徴とする電子部品装置。
【請求項２】
請求項１記載の電子部品装置であって、
前記金属部は、前記回路配線基板の前記電極上に島状に形成されていることを特徴とする電子部品装置。
【請求項３】
請求項１又は２いずれか一項記載の電子部品装置であって、
前記金属部は、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、又はマンガン（Ｍｎ）を含むことを特徴とする電子部品装置。
【請求項４】
電子部品装置の製造方法であって、
回路配線基板の主面に設けられた銅（Ｃｕ）を含む電極上に、錫（Ｓｎ）と親和性を有する金属部を形成する工程と、
加熱しながら、前記錫（Ｓｎ）を含む電子部品の主面に設けられた外部接続部を、前記電極に接続し、前記金属部を介在させて前記外部接続部と前記電極とを接合する工程と、を含むことを特徴とする電子部品装置の製造方法。
【請求項５】
請求項４記載の電子部品装置の製造方法であって、
前記金属部を形成する工程の前に、前記電極上に凸部を形成する工程を更に有し、
前記金属部を形成する工程において、前記金属部は前記凸部上に電解めっき法又は無電解めっき法により形成されることを特徴とする電子部品装置の製造方法。
【請求項１】
銅（Ｃｕ）を含む電極を主面に備えた回路配線基板と、
錫（Ｓｎ）を含み、前記電極に接続される外部接続部を主面に備えた電子部品と、を有し、
前記電極と前記外部接続部との界面の一部に、錫（Ｓｎ）と親和性を有する金属部が形成されていることを特徴とする電子部品装置。
【請求項２】
請求項１記載の電子部品装置であって、
前記金属部は、前記回路配線基板の前記電極上に島状に形成されていることを特徴とする電子部品装置。
【請求項３】
請求項１又は２いずれか一項記載の電子部品装置であって、
前記金属部は、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、又はマンガン（Ｍｎ）を含むことを特徴とする電子部品装置。
【請求項４】
電子部品装置の製造方法であって、
回路配線基板の主面に設けられた銅（Ｃｕ）を含む電極上に、錫（Ｓｎ）と親和性を有する金属部を形成する工程と、
加熱しながら、前記錫（Ｓｎ）を含む電子部品の主面に設けられた外部接続部を、前記電極に接続し、前記金属部を介在させて前記外部接続部と前記電極とを接合する工程と、を含むことを特徴とする電子部品装置の製造方法。
【請求項５】
請求項４記載の電子部品装置の製造方法であって、
前記金属部を形成する工程の前に、前記電極上に凸部を形成する工程を更に有し、
前記金属部を形成する工程において、前記金属部は前記凸部上に電解めっき法又は無電解めっき法により形成されることを特徴とする電子部品装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２００９−２５３０５４（Ｐ２００９−２５３０５４Ａ）
【公開日】平成２１年１０月２９日（２００９．１０．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−９９７５３（Ｐ２００８−９９７５３）
【出願日】平成２０年４月７日（２００８．４．７）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月２９日（２００９．１０．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月７日（２００８．４．７）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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