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特許7560543電子基板のアセンブリのための、表面上が金属化され、較正された複合はんだボール
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-09-24
(45)【発行日】2024-10-02
(54)【発明の名称】電子基板のアセンブリのための、表面上が金属化され、較正された複合はんだボール
(51)【国際特許分類】
C23C 28/02 20060101AFI20240925BHJP
C25D 5/56 20060101ALI20240925BHJP
C25D 7/00 20060101ALI20240925BHJP
H05K 3/34 20060101ALI20240925BHJP
【ＦＩ】
C23C28/02
C25D5/56 A
C25D7/00 H
C25D7/00 R
H05K3/34 512C
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2022515075
(86)(22)【出願日】2020-09-11
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2023-02-09
(86)【国際出願番号】 EP2020075498
(87)【国際公開番号】W WO2021048374
(87)【国際公開日】2021-03-18
【審査請求日】2023-06-20
(31)【優先権主張番号】1910055
(32)【優先日】2019-09-12
(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR
(73)【特許権者】
【識別番号】523398422
【氏名又は名称】”アンスティテュート デ レシェルシュ アン アンジニアリ ドゥ サーフェス”
(74)【代理人】
【識別番号】110002860
【氏名又は名称】弁理士法人秀和特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ヤコブ，コンスタンチン
(72)【発明者】
【氏名】ブシェ，セバスチャン
【審査官】永田 史泰
(56)【参考文献】
【文献】特開２００２－３２２５９１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１０－１５０２６３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－１０１２０７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特許第６５００５８３（ＪＰ，Ｂ２）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ２３Ｃ２８／００－２８／０４
Ｃ２５Ｄ５／００－７／１２
Ｈ０５Ｋ３／３４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
表面上が金属化され、較正される、直径Ｄｆの複合はんだボール（１）を製造するための方法であって、前記ボール（１０）が、－発泡ポリスチレン（ＥＰＳ）で作製され、少なくとも５０％の粒間多孔性を有する、直径Ｄ０の球状支持粒子（１０）からなるコアと、
－前記支持粒子（１０）を覆い、厚さＥｃｕの銅コーティング、厚さＥＮｉの少なくとも１つのニッケル層、および厚さＥＡｕの金トップコートを含む複数の金属表面層（１１０、１１１、１１２）によって形成されるシェル（１１）と、を含み、前記方法が、以下のステップ：
Ａ）支持粒子（１０）を提供する第１のステップと、続いて
Ｂ）Ｄ０＝Ｄｆ－２＊（ＥＮｉ＋Ｅｃｕ＋ＥＡｕ）となるような、直径Ｄ０を有する前記支持粒子（１０）の物理的および／または機械的分離のステップからなる、前記支持粒子（１０）の粒度的選別の第１のステップであって、Ｄ０が、２００μｍ～１０００μｍになるように選択されることが可能である、第１のステップと、
Ｃ）活性化支持粒子（１０’）を得るための、こうして選択された前記支持粒子（１０）の活性化処理のステップと、
Ｄ）１つ以上の銅層の自己触媒化学堆積による、前記活性化支持粒子（１０’）の金属化の第１のステップであって、前記ステップが、銅コーティングされた支持粒子（１０’’）を得るために、１５～３０μｍの銅の厚さＥｃｕの銅コーティング（１１０）が得られるまで繰り返される、第１のステップと、
Ｅ）前記ＮｉＰ層の総重量に対して７～１０％リンの質量パーセンテージを有するリンＮｉＰで合金化された少なくとも１つのニッケル層の自己触媒化学堆積による、前記銅コーティングされた支持粒子（１０’’）の金属化の第２のステップであって、前記ステップが、化学ニッケルでコーティングされた支持粒子（１０’’’）を得るために、４μｍ～７μｍの化学ニッケル層（１１１）の厚さＥＮｉが得られるまで実施される、第２のステップと、
Ｆ）０．０５μｍ～０．１２μｍの厚さＥＡｕの金トップコートで前記表面上が金属化およびコーティングされた複合はんだボールを得るような、金イオンを含有する水溶液中の浸漬によって実装されるガルバニック変位の方法による金の堆積のステップからなる、化学ニッケルでコーティングされた前記支持粒子（１０’’’）の金属化の第３のステップと、
Ｇ）前記表面上が金属化され、＋／－５％の公差で直径Ｄｆを有する複合はんだボール（１）を選別および選択するための、こうして金属化された前記粒子の粒度的選別の第２のステップと、を含むことを特徴とする、方法。
【請求項2】
前記支持粒子（１０）の前記粒度的選別のステップＢ）が、２００μｍ～１０００μｍになるように選択された直径Ｄ０を有する前記支持粒子（１０）を選別および選択するための機械的ふるい分けからなる、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記支持粒子（１０）の前記機械的ふるい分けＢ）に続いて、こうして処理された前記粒子の上部スライスの、１００℃～１２０℃、および好ましくは１１０℃～１２０℃の温度での熱処理が行われ、そのサイズが、Ｄ０＋５％より大きい、請求項２に記載の方法。
【請求項4】
選択された前記支持粒子（１０）の前記活性化処理が、硝酸銀の浴中への導入によって、銀種子をその前記表面に堆積させること、または物理的蒸着（ＰＶＤ）によって、１μｍ以下の銅の薄層をその前記表面に堆積させることによってからなる、請求項１～３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項5】
ステップＤ）～Ｅ）で、前記支持粒子（１０）を作製する前記発泡ポリスチレン（ＥＰＳ）の部分的もしくは完全な溶解ステップ、または前記支持粒子（１０）を作製する前記発泡ポリスチレン（ＥＰＳ）の部分的もしくは完全な熱分解ステップをさらに含む、請求項１～４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項6】
電子基板のアセンブリのための、請求項１～５のいずれか一項に定義される方法によって得られた、前記表面上が金属化され、較正される、直径Ｄｆの複合はんだボール（１０）の、使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、一般的に、複合はんだボールの製造および電子基板のアセンブリのための相互接続ソリューションとしての該ボールの使用に関する。
【0002】
ますます小型化され、鉛を使用しない電子基板のアセンブリのための技術の探索は、この技術分野の業界関係者に対して、機械的応力に敏感である構成要素、例えば、ＣＢＧＡタイプのボールマトリクス（「セラミックボールグリッドアレイ」）、または電気機械的マイクロシステム（従来、「マイクロ電気機械システム」の頭文字ＭＥＭＳで呼ばれる）間の相互接続を実装するための革新的なソリューションを求めるようますます促している。
【0003】
可撓性ボール（［図１］に示される）は、一般に、頭文字のＳｉＰ（「システムインパッケージ」）で呼ばれるパッケージ内のシステムを実装するために使用される技術の１つである。それらは、はんだ付けされる接点を含み、パッケージ内での容易なそのアセンブリを可能にする。
【0004】
しかしながら、現時点で、この分野で現在使用されている可撓性ボールは、ポリマー材料の高密度コアから形成されるという欠点を有し、製造プロセスのアウトプットに関連する製造コスト、および初期ボールの較正、ならびにボールの最終的な密度に悪影響を有する。さらに、差動熱発泡の問題は、その後のろう付け操作の間に、粒子のコアと金属シェルとの間において直面する可能性がある。
【0005】
この欠点を克服するために、出願人は、表面上が金属化され、較正される複合はんだボールを製造するための方法を開発し、該ボールは、発泡ポリスチレン（ＥＰＳ）で作製され、少なくとも５０％の粒間多孔性を有する、直径Ｄ０の球状支持粒子からなるコアと、該支持粒子を覆い、最終粒子が直径Ｄｆを有するように、特に、厚さＥｃｕの銅コーティング、厚さＥＮｉの少なくとも１つのニッケル層、および厚さＥａｕの金トップコートを含む複数の金属表面層によって形成されるシェルと、を含む。
【0006】
本発明によれば、本方法は、以下のステップ：
Ａ）支持粒子を提供する第１のステップと、続いて
Ｂ）Ｄ０＝Ｄｆ－２＊（ＥＮｉ＋Ｅｃｕ＋ＥＡｕ）となるような、＋／－５％の公差で直径Ｄ０を有する支持粒子の物理的および／または機械的分離のステップからなる、支持粒子の粒度的選別の第１のステップであって、Ｄ０が２００μｍ～１０００μｍになるように選択されることが可能である、第１のステップと、
Ｃ）活性化支持粒子を得るための、こうして選択された支持粒子の活性化処理のステップと、
Ｄ）１つ以上の銅層の自己触媒化学堆積による、該活性化支持粒子の金属化の第１のステップであって、該ステップが、銅コーティングされた支持粒子を得るために、１５～３５μｍの銅層厚Ｅｃｕが得られるまで繰り返される、第１のステップと、
Ｅ）該ＮｉＰ層の総重量に対して７～１０％リンの質量パーセンテージを有するリンＮｉＰで合金化された少なくとも１つのニッケル層の自己触媒化学堆積による、銅コーティングされた支持粒子の金属化の第２のステップであって、該ステップが、化学ニッケルでコーティングされた支持粒子を得るために、４μｍ～７μｍの化学ニッケル層の厚さＥＮｉが得られるまで実施される、第２のステップと、
Ｆ）０．０５μｍ～０．１２μｍの厚さＥＡｕの金トップコートで表面上が金属化および
コーティングされた複合はんだボールを得るような（典型的には先行技術に従って実装される）金イオンを含有する水溶液中の浸漬によって実装されるガルバニック変位の方法による金の堆積のステップからなる）、化学ニッケルでコーティングされた支持粒子の金属化の第３のステップと、
Ｇ）表面上が金属化され、＋／－５％の公差で直径Ｄｆを有する複合はんだボール（１）を選別および選択するための、こうして金属化された粒子の粒度的選別の第２のステップと、を含むことを特徴とする。
Ａ）支持粒子を提供する第１のステップと、続いて
Ｂ）Ｄ０＝Ｄｆ－２＊（ＥＮｉ＋Ｅｃｕ＋ＥＡｕ）となるような、＋／－５％の公差で直径Ｄ０を有する支持粒子の物理的および／または機械的分離のステップからなる、支持粒子の粒度的選別の第１のステップであって、Ｄ０が２００μｍ～１０００μｍになるように選択されることが可能である、第１のステップと、
Ｃ）活性化支持粒子を得るための、こうして選択された支持粒子の活性化処理のステップと、
Ｄ）１つ以上の銅層の自己触媒化学堆積による、該活性化支持粒子の金属化の第１のステップであって、該ステップが、銅コーティングされた支持粒子を得るために、１５～３５μｍの銅層厚Ｅｃｕが得られるまで繰り返される、第１のステップと、
Ｅ）該ＮｉＰ層の総重量に対して７～１０％リンの質量パーセンテージを有するリンＮｉＰで合金化された少なくとも１つのニッケル層の自己触媒化学堆積による、銅コーティングされた支持粒子の金属化の第２のステップであって、該ステップが、化学ニッケルでコーティングされた支持粒子を得るために、４μｍ～７μｍの化学ニッケル層の厚さＥＮｉが得られるまで実施される、第２のステップと、
Ｆ）０．０５μｍ～０．１２μｍの厚さＥＡｕの金トップコートで表面上が金属化および
コーティングされた複合はんだボールを得るような（典型的には先行技術に従って実装される）金イオンを含有する水溶液中の浸漬によって実装されるガルバニック変位の方法による金の堆積のステップからなる）、化学ニッケルでコーティングされた支持粒子の金属化の第３のステップと、
Ｇ）表面上が金属化され、＋／－５％の公差で直径Ｄｆを有する複合はんだボール（１）を選別および選択するための、こうして金属化された粒子の粒度的選別の第２のステップと、を含むことを特徴とする。
【0007】
発泡ポリスチレン（ＥＰＳ）で作製されたボールは、加熱されるとサイズが低減できるという利点を有するため、熱処理によって較正される可能性を供与する。
【0008】
本発明の意味において、粒間多孔性は、支持粒子の内部多孔性を意味し、支持粒子の表面および／またはその内部において、異なるタイプの孔－チャネル、ネットワーク、「ポケット」、ブラインド孔、および表面粗さを観察することが可能である。例えば、ヘリウムピクノメトリーによって測定され得る。
【0009】
本発明による方法の第１のステップは、支持粒子を提供するステップ（ステップＡ）である。
【0010】
有利には、９０％を超える粒間多孔性のレベルを有する発泡ポリスチレン（ＥＰＳ）のボールを使用することが可能である。
【0011】
本発明による方法では、最初に、２００μｍ～１０００μｍになるように選択された直径Ｄ０を有する支持粒子（１０）の物理的および／または機械的分離のステップからなる、該支持粒子の第１の粒度的選別（ステップＢ）が実施される。本発明による方法の有利な実施形態によれば、支持粒子の粒度的選別のステップＢ）は、２００μｍ～１０００μｍになるように選択された直径Ｄ０を有する支持粒子を選別および選択するための機械的ふるい分けからなり得る。実際には、目標値Ｄ０＋／－５％に対応するサイズの支持粒子が選択されるであろう。
【0012】
発泡ポリスチレン（ＥＰＳ）のボールが支持粒子として使用される場合、支持粒子の粒度的選別のステップＢ）は、支持粒子の機械的ふるい分けからなり得る。次いで、それは、ボールの初期母集団の較正アウトプットを増加するために、こうして処理された粒子（すなわち、Ｄ０＋５％より大きいサイズの粒子）の上部スライスの１００℃～１２０℃、および好ましくは１１０℃～１２０℃の温度での熱処理によって有利に完了され得る。実際、加熱されると発泡ポリスチレン（ＥＰＳ）ボールの直径が低減することを考えると、機械的ふるい分けが加熱と組み合わさると、前に選別されたボールの上部スライスのふるい分けのオーバーサイズの直径は、したがって、最初に拒絶された該ボールが求められた直径Ｄ０＋／－５％に達するように低減され得る。これにより、直径Ｄ０を有するボールの数のアウトプットを増加することによって、生産コストを大幅に低減することが特に可能になる。熱処理の該ステップは、ボールの初期の球状性質を保持するために、ガスによってまたは液体によって、流動床内で有利に行われ得る。
【0013】
粒度的選別のステップＢ）の最後に、活性化支持粒子を得るために、前に選択された支持粒子の活性化処理（ステップＣ）が実施される。
【0014】
本発明の意味において、活性化処理は、その後の金属化処理の良好な付着を可能にするために、支持粒子の表面を活性化することからなる処理を意味する。
【0015】
該活性化処理の第１の有利な実施形態は、例えば、前に選択された支持粒子の表面上に
、溶液中の銀イオンの還元によって銀種子を堆積させることからなり得、銀堆積は、発芽成長によって達成される。この操作は、例えば、グリコール系溶液中のアンモニア性硝酸銀を還元することによって行われ得る。
、溶液中の銀イオンの還元によって銀種子を堆積させることからなり得、銀堆積は、発芽成長によって達成される。この操作は、例えば、グリコール系溶液中のアンモニア性硝酸銀を還元することによって行われ得る。
【0016】
該活性化処理の別の有利な実施形態はまた、前に選択された支持粒子の表面上に、物理的蒸着（ＰＶＤ）によって１μｍ以下の銅の薄層を堆積させることからもなり得る。
【0017】
支持粒子が活性化されると、粒子の実際の金属化が行われる（ステップＤ～Ｆ）。
【0018】
活性化支持粒子を金属化する第１のステップ（ステップＤ）は、１つ以上の銅層を自己触媒化学堆積するステップであり、該ステップは、銅コーティングされた支持粒子を得るために、１５μｍ～３５μｍの銅層厚Ｅｃｕが得られるまで繰り返される。所望の銅の厚さを得るために、複数の連続した金属化操作が必要であり得る。
【0019】
はんだボールが中空または準中空であることが所望される場合、金属化ステップＤ～Ｅの間に、支持粒子の発泡ポリスチレン（ＥＰＳ）の部分的もしくは完全な溶解、または部分的もしくは完全な熱分解のいずれかを実施することが可能である。これを達成するために、次いでステップＥで形成される銅層は、ＥＰＳの消失を可能にするのに十分に細かいか、または十分に多孔性でなければならない。
【0020】
金属化の第２のステップ（ステップＥ）は、ＮｉＰ（または化学ニッケル）層の総重量に対して７～１０％リンの質量パーセンテージを有するリンＮｉＰで合金化された少なくとも１つのニッケル層の自己触媒化学堆積によって、ステップＤ）の最後に得られた（任意選択で中空または準中空ボールに変換された）銅コーティングされた支持粒子を金属化することからなる。該ステップＥ）は、化学ニッケルでコーティングされた支持粒子を得るために、４μｍ～７μｍの化学ニッケル層（１１１）の厚さＥＮｉが得られるまで実施される。
【0021】
金属化の第３のステップ（ステップＦ）は、０．０５μｍ～０．１２μｍの厚さＥａｕの金トップコートで表面上が金属化およびコーティングされた複合はんだボールを得るような、金イオンを含有する溶液中の浸漬による、化学ニッケルでコーティングされた支持粒子の金属化からなる。
【0022】
最後に、本発明による方法の第２のステップ（ステップＧ）は、表面上が金属化され、＋／－５％の公差で直径Ｄｆを有する複合はんだボールを選別および選択するための、こうして金属化された粒子の粒度的選別の第２のステップである。
【0023】
本発明はまた、本発明による製造方法によって得ることができるはんだボールにも関する。
【0024】
本発明の第１の特に有利な実施形態によれば、はんだボールは、以下の特徴を有し得る：
－約６３０μｍ＋／－５％の直径Ｄ０、
－約３０μｍの銅層厚Ｅｃｕ、
－約５μｍのＮｉＰ層厚ＥＮｉ、
－０．０５μｍ～０．１２μｍの金層厚ＥＡｕ、
－約７００μｍ＋／－５％の直径Ｄｆ。
－約６３０μｍ＋／－５％の直径Ｄ０、
－約３０μｍの銅層厚Ｅｃｕ、
－約５μｍのＮｉＰ層厚ＥＮｉ、
－０．０５μｍ～０．１２μｍの金層厚ＥＡｕ、
－約７００μｍ＋／－５％の直径Ｄｆ。
【0025】
本発明の第２の特に有利な実施形態によれば、はんだボールは、以下の特徴を有し得る：
－約３５０μｍ＋／－５％μｍの直径Ｄ０、
－約２０μｍの銅層厚Ｅｃｕ、
－約５μｍのＮｉＰ層厚ＥＮｉ、
－約０．１μｍの金層厚ＥＡｕ、
－約４００μｍ＋／－５％の直径Ｄｆ。
－約３５０μｍ＋／－５％μｍの直径Ｄ０、
－約２０μｍの銅層厚Ｅｃｕ、
－約５μｍのＮｉＰ層厚ＥＮｉ、
－約０．１μｍの金層厚ＥＡｕ、
－約４００μｍ＋／－５％の直径Ｄｆ。
【0026】
有利には、本発明によるはんだボールは、発泡ポリスチレン（ＥＰＳ）である場合、５０体積％を超えるポリマー材料で作製されたコアを含む中空（または準中空）ボールであり得る。そのようなはんだボールは、本発明による方法を使用して得られるが、該方法は、ステップＤ）～Ｅ）で、初期の支持粒子を作製する発泡ポリスチレン（ＥＰＳ）の部分的もしくは完全な溶解ステップ、または部分的もしくは完全な熱分解ステップを含む。
【0027】
本発明はまた、電子基板のアセンブリのための本発明によるボールの使用にも関する。実際に、本発明によるボールの構造は、機械的応力に敏感である構成要素（ＣＢＧＡ、ＭＥＭＳなど）間の相互接続を実装することを可能にする。それらは、制御された位置を維持し、基材と構成要素との間の相互接続における機械的応力を制限することができるという利点をさらに有する。
【0028】
本発明の他の特徴および利点は、非限定的な例として、および添付の図面を参照して以下の説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0029】
【図1】従来技術から知られている可撓性ボールの例の概略図であり、それは、集積回路ハウジング内のそのアセンブリのためにはんだ付けされる接点を含む。
【図2】本発明による可撓性ボールの例の概略図である。
【図3】本発明による可撓性ボールの例の概略図であるが、明瞭さのために金の表面層が示されていない。
【図4】本発明による方法の活性化のステップＣ）の最後に得られた活性化ＥＰＳボール（銀の薄層でコーティングされた）の写真である。
【図5】本発明による方法の銅による金属化のステップＤ）の最後に得られた銅層でコーティングされた活性化ＥＰＳボールの写真である。
【図6】本発明による方法の化学ニッケルによる金属化のステップＥ）の最後に得られた銅および化学ニッケル（ＮｉＰ）層で連続してコーティングされた活性化ＥＰＳボールの写真である。
【図7】本発明による方法の化学ニッケルによる金属化のステップＦ）の最後に得られた銅、化学ニッケル（ＮｉＰ）、および金層で連続してコーティングされた活性化ＥＰＳボールからなる、本発明によるはんだボールの写真である。
【図8】本発明による方法の第１の実施形態の最後に得られたＥＰＳ支持ボール、ならびに銅、化学ニッケル、および金の連続層を示す、本発明によるボールの断面の光学顕微鏡画像である（約６５５μｍの直径および１７μｍの厚さの銅層のＥＰＳボール）。
【図9】本発明による方法の第２の実施形態のステップＤ）の最後に得られた銅コーティングされたＥＰＳボールの断面の第１の光学顕微鏡画像（Ａ）（６６０μｍの直径および１５μｍの厚さの銅層のＥＰＳボール）、および本発明の方法による第３の実施形態のステップＤ）の最後に得られた銅コーティングされたＥＰＳボールの断面の第２の光学顕微鏡画像（Ｂ）（６３０μｍの直径および３１μｍの厚さの銅層のＥＰＳボール）を示す。
【図10】０．５～１ｍｍのサイズ分布Ｄ０を有するＥＰＳ支持ボール１０を示す第１の光学顕微鏡画像Ａ、および０．６３～０．６６ｍｍの直径を選択する粒度的選別後に得られたＥＰＳ支持ボール１０を示す第２の光学顕微鏡画像Ｂを示す。
【図11】約４００μｍ＋／－５％の直径を有する、本発明による金属化ボール１を示す。
【図12】３６０℃での熱処理の前の本発明による金属化ボール１を示すＳＥＭ画像であり（Ａ）、ＳＥＭ画像は、ボールの耐熱性を検証するために、３６０℃で２０分間、その後の熱処理を受けた（Ｂ）本発明による金属化ボール１を示す。
【図13】本発明による方法のステップＡ～Ｇに従って金属化され、ボールの耐熱性を検証するために３６０℃で２０分間、その後の熱処理を受けた（Ｂ）、高密度ポリスチレンコアを有するボールを示すＳＥＭ画像である。
【0030】
［図１］は、既知の従来技術の提示に記載されている。それは、特に、アセンブリを容易にする溶接される接点１、２を有する可撓性ボールを示す。図２～図１２は、以下の実施例により詳細に記載されており、これは、本発明を、その範囲を限定することなく例示する。
【実施例】
【0031】
装置および器具
自己触媒化学堆積装置（銅および化学ニッケルの堆積用）
－機械的ふるい分け装置
開始生成物
－５９５μｍ～６６５μｍの直径の発泡ポリスチレン（ＥＰＳ）ボール、
－約４００μｍの直径の発泡ポリスチレン（ＥＰＳ）ボール、
－化学ニッケル（７～１０重量％のＰを含有）、
－銅
－硝酸銀、
－金イオン。
自己触媒化学堆積装置（銅および化学ニッケルの堆積用）
－機械的ふるい分け装置
開始生成物
－５９５μｍ～６６５μｍの直径の発泡ポリスチレン（ＥＰＳ）ボール、
－約４００μｍの直径の発泡ポリスチレン（ＥＰＳ）ボール、
－化学ニッケル（７～１０重量％のＰを含有）、
－銅
－硝酸銀、
－金イオン。
【0032】
【0033】
図１２および１３の観察は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を使用して得られる。
【0034】
実施例１：
本発明による方法の第１の実施形態による、本発明によるはんだボールの製造、
本発明によるはんだボールは、本発明による方法の第１の実施形態による発泡ポリスチレン（ＥＰＳ）ボールから開発される。製造は、以下のステップに従って分割される。
－１）約６３０μｍの直径のボールだけを維持するために、０．５～１ｍｍのサイズ分布を有するＥＰＳボール１０の第１の機械的ふるい分けを実施する（［図１０］）。
－２）次いで、その後の金属化処理の良好な付着を可能にするために、ＥＰＳ粒子の表面を活性化する。ボールの表面に銀種子を堆積することによって活性化されたボール１０’が得られる。操作を硝酸銀の還元によって浴中で実施する。この処理の最後に、［図４］に示されるようなボール１０’が得られる。
－３）第３のステップは、銅を使用する金属化処理を実施することからなる。３０μｍ厚Ｅｃｕの銅層１１０は、自己触媒化学堆積によって得られる（参照：［図２］、［図３］）。この処理の最後に、［図５］（表面図）または［図９］の部分Ｂ（断面図）に示されるようなボール１０’’が得られる。
－第４のステップは、５μｍ厚の化学ニッケル（ＮｉＰ）層１１１を銅層１１０上に堆積させることからなる（参照：［図２］、［図３］）。また、該コーティングを自己触媒化学堆積によって実装する。この処理の最後に、［図６］に示されるようなボール１０’’’が得られる。
－最後の金属化層は、金のトップコート１１２である（参照：［図２］）。堆積物は、
金イオンを含有する溶液中に化学ニッケルコーティングされたボール１０’’’を浸漬した後、ガルバニック変位によって得られる。したがって、金層が堆積し、その厚さＥＡｕは、０．０５μｍ～０．１２μｍである（参照：［図２］）。この処理の最後に、［図７］に示されるようなはんだボール１が得られる。
－最終ステップは、約７００μｍ＋／－５％の直径Ｄｆの本発明によるボール１のみを維持するためのボールの粒度的選別である。
本発明による方法の第１の実施形態による、本発明によるはんだボールの製造、
本発明によるはんだボールは、本発明による方法の第１の実施形態による発泡ポリスチレン（ＥＰＳ）ボールから開発される。製造は、以下のステップに従って分割される。
－１）約６３０μｍの直径のボールだけを維持するために、０．５～１ｍｍのサイズ分布を有するＥＰＳボール１０の第１の機械的ふるい分けを実施する（［図１０］）。
－２）次いで、その後の金属化処理の良好な付着を可能にするために、ＥＰＳ粒子の表面を活性化する。ボールの表面に銀種子を堆積することによって活性化されたボール１０’が得られる。操作を硝酸銀の還元によって浴中で実施する。この処理の最後に、［図４］に示されるようなボール１０’が得られる。
－３）第３のステップは、銅を使用する金属化処理を実施することからなる。３０μｍ厚Ｅｃｕの銅層１１０は、自己触媒化学堆積によって得られる（参照：［図２］、［図３］）。この処理の最後に、［図５］（表面図）または［図９］の部分Ｂ（断面図）に示されるようなボール１０’’が得られる。
－第４のステップは、５μｍ厚の化学ニッケル（ＮｉＰ）層１１１を銅層１１０上に堆積させることからなる（参照：［図２］、［図３］）。また、該コーティングを自己触媒化学堆積によって実装する。この処理の最後に、［図６］に示されるようなボール１０’’’が得られる。
－最後の金属化層は、金のトップコート１１２である（参照：［図２］）。堆積物は、
金イオンを含有する溶液中に化学ニッケルコーティングされたボール１０’’’を浸漬した後、ガルバニック変位によって得られる。したがって、金層が堆積し、その厚さＥＡｕは、０．０５μｍ～０．１２μｍである（参照：［図２］）。この処理の最後に、［図７］に示されるようなはんだボール１が得られる。
－最終ステップは、約７００μｍ＋／－５％の直径Ｄｆの本発明によるボール１のみを維持するためのボールの粒度的選別である。
【0035】
実施例２：
本発明による方法の第２の実施形態による、本発明によるはんだボールの製造
本発明によるはんだボールは、実施例１と同じ方法で形成され、６６０μｍの直径および約１５～１７ｍｍ厚の銅の堆積の支持ボールを有する（参照：図８および９Ａ）。
本発明による方法の第２の実施形態による、本発明によるはんだボールの製造
本発明によるはんだボールは、実施例１と同じ方法で形成され、６６０μｍの直径および約１５～１７ｍｍ厚の銅の堆積の支持ボールを有する（参照：図８および９Ａ）。
【0036】
実施例３：
本発明による方法の第３の実施形態による、本発明によるはんだボールの製造
本発明によるはんだボールを、約４００μｍ＋／－５％の直径Ｄｆのボールを得るために、実施例１および２と同じ方法で形成する（参照：［図１２］）。
本発明による方法の第３の実施形態による、本発明によるはんだボールの製造
本発明によるはんだボールを、約４００μｍ＋／－５％の直径Ｄｆのボールを得るために、実施例１および２と同じ方法で形成する（参照：［図１２］）。
【0037】
実施例４：
ふるいステップ後の熱処理の効果
ＳＥＭ分析（［図１２］）は、３６０℃での熱処理の前（１２ａ）および後（１２ｂ）の本発明による金属化および較正されたボールを示す。ボールは熱処理後に劣化／変質せず、その温度安定性を示していることに留意されたい。
ふるいステップ後の熱処理の効果
ＳＥＭ分析（［図１２］）は、３６０℃での熱処理の前（１２ａ）および後（１２ｂ）の本発明による金属化および較正されたボールを示す。ボールは熱処理後に劣化／変質せず、その温度安定性を示していることに留意されたい。
【0038】
実施例５（比較）
ボール３の重量の比較分析を確立するために、本発明による方法のステップＡ～Ｇ（Ｃｕ／ＮｉＰ／Ａｕの金属化）に従って、（直径Ｄ０ ７００μｍ＋／－５％の）ボールのバッチを形成し、次いでボールの耐熱性を検証するために３６０℃で２０分間、その後の熱処理（Ｂ）にかけた。これを達成するために、異なる３つタイプの支持ボールを使用した：
－発泡ポリスチレンボールに基づいて形成された第１のバッチ（約９５％の多孔性を示す）、
－架橋ポリスチレンボール（高密度）に基づいて形成された第２のバッチ、および
－金属銅ボール（高密度）に基づいて形成された第３のバッチ。
ボール３の重量の比較分析を確立するために、本発明による方法のステップＡ～Ｇ（Ｃｕ／ＮｉＰ／Ａｕの金属化）に従って、（直径Ｄ０ ７００μｍ＋／－５％の）ボールのバッチを形成し、次いでボールの耐熱性を検証するために３６０℃で２０分間、その後の熱処理（Ｂ）にかけた。これを達成するために、異なる３つタイプの支持ボールを使用した：
－発泡ポリスチレンボールに基づいて形成された第１のバッチ（約９５％の多孔性を示す）、
－架橋ポリスチレンボール（高密度）に基づいて形成された第２のバッチ、および
－金属銅ボール（高密度）に基づいて形成された第３のバッチ。
【0039】
各バッチについて、１０００個のボールを取り出し、重量を測定した。以下の結果が得られ、下の表１に要約した。
【表1】
【0040】
発泡ポリスチレンに基づいて本発明に従って形成されたボール（第１のバッチ）は、現在のソリューション（有機または金属材料で作製された高密度コア）と比較して、１．７～９．４の質量低減係数を有する。
【0041】
一方、高密度コアに基づいて得られたボール（第２および第３のバッチのボール）と比較して、ＥＰＳコアを使用すること（第１のバッチの、本発明によるボール）によって、
ボールの熱安定性が改善することが指摘されている。実際、３６０℃から、高密度ポリスチレンに基づいて形成されたボール（第２および第３のバッチのボール）は、ボールの表面上に有機材料の「液滴」の外観を有する挙動欠陥を示すことに留意されたい（図１）。この現象は、発泡ポリスチレンに基づいて形成された本発明によるボール（第１のバッチのボール）においては観察されない。
ボールの熱安定性が改善することが指摘されている。実際、３６０℃から、高密度ポリスチレンに基づいて形成されたボール（第２および第３のバッチのボール）は、ボールの表面上に有機材料の「液滴」の外観を有する挙動欠陥を示すことに留意されたい（図１）。この現象は、発泡ポリスチレンに基づいて形成された本発明によるボール（第１のバッチのボール）においては観察されない。
【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】
