表面実装における微細パターン化に伴い, プリント配線板の前処理であるソルダコート (予備はんだ被膜) の薄膜化が要求されている。しかし, 薄いソルダコート表面では, はんだペーストとの濡れ性低下が問題となる。そこで, メニスコグラフ濡れ性試験, オージェ分光分析, X線マイクロアナライザにより, 薄いソルダコート表面でのはんだ濡れ性低下のメカニズムの解明と, 薄いソルダコート用はんだ材料について検討した。その結果以下のことが明らかとなった。母材からのCuの拡散によってCu-はんだ界面に生成するCu-Sn金属間化合物ははんだ表面まで成長し, 表面に露出した化合物中の過剰なCuが酸化することによって, 薄いソルダコート表面でのはんだ濡れ性が低下する。ソルダコート用共晶はんだ浴に0.3wt%のCu添加は, 母材からのCuの溶出を抑え, 化合物の成長を抑制する。また, 0.1wt%以上のインジウム (In) 添加はソルダコート表面がInリッチとなって, 表面にInの酸化膜を形成させ, これが化合物の酸化を抑制する効果がある。したがって, ソルダコート用はんだにCu-Inを添加することで, Cu-Sn金属間化合物の成長を抑制し, たとえ薄いソルダコート表面で金属間化合物が露出したとしても, 化合物表面の酸化を抑制し, 良好なはんだ濡れ性を得ることができる。

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プリント配線板 (PWB) 上ヘサイズの異なるチップ (3mm^□, 6mm^□, 9mm^□) をフリップチップCOB (Chip On Board) 実装したサンプルを用いて, それぞれの熱疲労寿命を評価した。その結果, レジンのないサンプルでは, チップサイズが小さくなるほど寿命は延びるが, いずれの場合も非常に寿命が短く, 実使用レベルにないことがわかった。一方, 熱膨張係数をはんだに合わせたレジンをチップー基板間に注入することによって, 各サンプルの信頼性は飛躍的に向上し, 十分実使用レベルにあることが判明した。レジンを注入していないサンプルで生じた不良については解析を行い, その不良モードを明らかにした。また, 大サイズチップ (12mm^□, 15mm^□) についても同様の評価を行い, 信頼性に見通しを得た。さらに, 4MマスクROMデバイスをPWB上ヘフリップチップボンディングし, 信頼性評価を行ったところ, 温度サイクルテスト (-65℃/150℃) 2000サイクル, 高温高湿通電テスト (85℃, 85%RH, 5.5V) 4000hおよび高温動作テスト (125℃, 5.5V) 4000hまで良好に動作できることを確認した。

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