AuSnとはAuとSnを混ぜて作った合金でAu:80wt％、Sn:20％で共晶となり約280℃で融点となります。
AuSnはその高い融点による信頼性/高温強度、放熱性、フラックスレスなどの特徴から光半導体、高周波デバイス、パワー半導体の半田材料として使われることが多く、ペーストもしくはめっきを用いて接合材料として使用されます。
AuSnが半田材料として使用される理由としていくつか特徴があります。
①高い接合強度
②高い熱伝導率
③280℃で溶けるため高温環境でも安定している
④フラックスレス接合が可能
⑤温度変化しても壊れにくい
■めっきでAuSn？
接合材料としてペーストが使用されることがありますが、AuSnめっきも接合材料として使用されます。
AuSnめっきが採用される点としては以下の点です。
①微細化に適している
⇒フォトレジストを利用し、数十μm以下の微細パターンをめっきで形成できます。
②体積（高さ）を制御できる
⇒ペーストだとリフロー後に溶剤が抜けるため高さにばらつきが生じやすくなってしまいます。
③ウエハレベルプロセスに適している
⇒ペーストではウェハ反りやペースト供給量やアライメント精度の影響で全面の均一印刷が難しい。
| 項目 | AuSnめっき | AuSnペースト |
| 成膜方法 | フォトリソ→めっき | スクリーン印刷 |
| 微細化 | 10～20µm | 100µm以上 |
| ウェハレベル加工 | ◎ | △(均一塗布が難しい) |
| 体積(高さ)制御 | ◎ | △(リフロー後の溶剤抜け影響) |
AuSnめっきの融点は約280度と高温で、優れた熱伝導性、電気伝導性を兼ね備えていることから、高い物性機能を求められる半導体パッケージや電子部品の接合材料として広く採用されています。AuとSnの比率はAu:Sn=80:20wt％が一般的で、接合部が200度以上なる場合に採用されます。これにより、クリープ変形や金属間化合物の成長がないように対策することができます。
また、AuSnは高温環境でも優れた放熱性を持っていることから高発熱デバイスの温度上昇を抑制することができます。他にも気密性が高い、フラックスレス接合が可能、など様々なメリットがあります。
実際に清川メッキでめっきしましたAuSnの断面写真となります。緻密なめっきを形成できております。
清川メッキではウェハレベルでのAuSnめっきを得意としており、量産はもちろんのこと、ウェハ1枚からでもシード形成→フォトレジスト→AuSnめっき→レジスト/シード剥離まで一貫工程で対応させて頂きます。微細半導体接合技術では、今後めっきが必要になってきます。詳細は下記技術ページをご参照頂き、お気軽にお問い合わせください。
