TECHNOLOGY EXPLAINER
バンプとは何か
― チップの裏側に立つ、数万本の小さな柱
チップを裏返して基板につなぐとき、両者のあいだに立つ小さな突起がバンプです。 見た目はただの金属の粒ですが、中身は何層もの金属の重ね合わせで、 接合したあとも内部で反応が進み続けます。 バンプは、後工程のなかでもとりわけ材料の設計そのものが製品性能を決める場所です。
- バンプとは何か（3行でつかむ）
- なぜバンプが要るのか ― 「縁」から「面」へ
- バンプの断面 ― UBMという見えない層
- バンプの作り方 ― 3つの工法
- 素材技術者の視点①：UBMは「止める」ための層
- はんだバンプから銅ピラーへ
- 素材技術者の視点②：接合部は放っておくと金属間化合物になる
- 課題
- 用語集／参考資料／出典対応表
事実＝各社の公表資料・技術論文に記載のある内容（出典リンクあり）
本稿の計算＝明示した前提をもとに本記事が算出した値
未確定／将来＝計画であり、実績が確認できていない事項
このほか、構造の整理や材料設計上の読み取りは「解説」として区別しています。
1. バンプとは何か（3行でつかむ）
バンプとは、「チップの電極の上に作る、接続用の小さな突起」です。 京セラは自社のウエハ後加工サービスの説明で、 「半導体ウエハの電極部にはんだバンプ（突起）を形成させ」る工程だと述べています事実。
- 何のためにあるか：チップを裏返して（フリップチップ）、基板やほかのチップと面でつなぐため
- 何でできているか：はんだ、あるいは銅の柱＋はんだの帽子。そして必ずその下にUBMという下地層がある
- どこで作るか：後工程の入口。ウエハの状態で、まだ切る前に作ります
バンプの写真を見ると、金属の粒が並んでいるだけに見えます。 ところが実際には、粒の下に、目に見えない薄い層が何枚も敷かれています。 この下地——UBMと呼ばれます——を知らないと、バンプの話は半分もわかりません。 「ボンディング」編でワイヤの材料を見たように、ここでも主役は層の材料選択です。
2. なぜバンプが要るのか ― 「縁」から「面」へ
「ボンディング」編で触れたとおり、ワイヤボンディングではチップの縁にしか端子を出せません。 バンプは、チップの裏面全体を使えるようにします。 この違いがどれほど効くのかを、数で見てみます。
端子数が「縁の長さに比例する」のか「面積に比例する」のか。 この差が、チップが大きくなるほど効いてきます。 HBMやAIアクセラレータのように数千〜数万の端子が要るデバイスでは、 バンプを使う以外に選択肢がありません（本記事による解説）。
3. バンプの断面 ― UBMという見えない層
バンプを切って断面を見ると、いちばん上のはんだの下に、薄い金属の層が何枚か入っています。 これがUBMです。 京セラは、UBMを「『Under Barrier Metal』もしくは『Under Bump Metal』の略」とし、 半導体デバイスの「電極パッドと基板側電極の半田接合性を向上させる役目を担」うものだと説明しています事実。
4. バンプの作り方 ― 3つの工法
京セラは、はんだバンプの加工方式を3つに整理しています事実。 面白いのは、3つが「どれが優れているか」ではなく「どのサイズが得意か」で棲み分けていることです。
めっきは「高さ約50μm以下」が得意で、「大きなバンプサイズを形成するには膨大なめっき処理時間が必要」事実。 ボール搭載は「高さ約100μm以上」、印刷は「高さ約50〜100μm」事実。
つまり3つの工法は、そのまま3つのサイズ帯に対応しています。 材料の側から見れば、これは「同じはんだでも、供給形態が3つある」ということです—— めっき液、ボール、ペースト。 同じ合金組成でも、液として売るのか、球として売るのか、ペーストとして売るのかで、まったく別の製品になります（本記事による解説）。
5. 素材技術者の視点①：UBMは「止める」ための層
UBMの作り方も、京セラが5方式に整理しています事実。 ここでも、方式の違いがそのまま作れる厚さの違いになっています。
UBMは何を「止めて」いるのか
UBMという名前は、Under Barrier Metal とも読まれます事実。 バリア——つまり何かを止める層だという名前です。何を止めているのか。
はんだの主成分はSn（スズ）です。Snは、下にある金属とどんどん反応します。 放っておけば電極パッドを食い尽くし、その下の配線まで到達します。 だからUBMは、はんだと仲良く濡れる層と、その反応を下まで進ませない層を重ねた構造になっています。
京セラのNi系無電解UBMめっきには、Ni/Auめっき、Ni/厚Auめっき、Ni/Pd/Auめっきの3種類があります事実。 同社の説明によれば、半導体デバイス電極の「Al（アルミ）系素材と、Ni（ニッケル）は相性が良く」、 Auは「半導体デバイスの電極と基板側電極の半田接合性を向上させる役割」と「電極を保護する役割」を担います事実。
京セラは、Ni/Pd/Auめっきについてこう説明しています。 「高温環境では、Auめっきの表面に下地のNiが拡散する現象が発生することがあります」ため、 「Niの拡散を抑えるため、Pd（パラジウム）を中間層に挟んだNi/Pd/Auめっき」を採用する事実。
ここで起きていることを言い換えると、こうなります。
- Auは酸化を防ぎ、はんだの濡れを良くするために表面に置きたい
- ところがAuの膜には必ずピンホールがある
- 高温になると、下のNiがそこから這い上がってきて表面に出る
- 表面にNiが出ると、Auを置いた意味が消える
- だから、AuとNiのあいだにNiを通しにくい金属（Pd）を1枚挟む
Pdは、それ自体が何かの機能を果たしているのではありません。「Niが動くのを邪魔する」ためだけに入っています。 「ボンディング」編で、銅ワイヤの酸化を止めるためにPdを被せていたのを思い出してください。 Pdはこの分野で、繰り返し「拡散を止める係」として登場します（本記事による解説）。
もうひとつ。京セラは対策として「Auめっきの厚みを増加させる」方法も挙げています事実。 厚くしてピンホールの貫通確率を下げるか、別の金属で塞ぐか—— 薄膜のピンホール対策として、どちらも教科書どおりの解です。 そして前者は貴金属を余分に使い、後者は工程を1つ増やします。 どちらを選ぶかは、性能ではなくコストと工程数の問題になります（本記事による解説）。
京セラは、UBMの未着・欠けについて 「UBMが未形成の電極端子は、はんだの濡れ性が悪く、半導体デバイス実装時に、はんだ接合不良を引き起こします」と述べています事実。 原因は電極端子表面の汚れで、対策はアッシング工程の追加やウエハ洗浄工程の最適化だとしています事実。
UBMは、厚さにすれば数μm以下の層です。 それが付いていないだけで、その上に載せるバンプも、その先の実装も成立しません。 後工程のトラブルが、たいてい「界面の汚れ」に行き着くという経験則が、ここでも当てはまります（本記事による解説）。
6. はんだバンプから銅ピラーへ
バンプを小さくしていくと、はんだそのものが邪魔になります。 はんだは押しつぶすと横に広がるからです。隣と触れればショートします。
そこで登場したのが銅ピラー（Cu Pillar）—— はんだの玉ではなく、銅の柱を立てて、その先端にだけはんだの帽子をかぶせる構造です。
Amkorは銅ピラーを「next generation bump technology for greater density, reliability and performance」 （密度・信頼性・性能を高めるための次世代バンプ技術）と位置づけ、 「Fine pitch capable down to 30 μm in-line and 30/60 μm staggered」、 TSVおよびChip-on-Chip向けのシリコンパッケージでは「Extreme fine pitch on silicon package down to 30 μm」としています事実。
Amkorは銅ピラーの利点として 「Superior electromigration performance for high-current carrying capacity」 （高電流容量のための優れたエレクトロマイグレーション性能）を挙げています事実。
ここが形状の話ではなく材料の話になる点です。 はんだバンプでは、電流ははんだの中を端から端まで通ります。 銅ピラーでは、電流は大部分を銅の中で通り、はんだは先端の薄い層だけです。
エレクトロマイグレーション（EM）は、電流によって金属の原子が押し流される現象です。 細い経路に大きな電流を流すほど起きやすくなります。 はんだの中を通る距離を短くすれば、そのぶんEMに弱い区間が減る—— 銅ピラーがEMに強い理由を、材料の側から言えばこうなります（本記事による解説）。
Amkorが公表する層構成が「Cu+Ni+Pb-free, Cu+Ni+Cu+Pb-free」である点も見逃せません事実。 銅の柱とはんだの帽子のあいだに、Niが挟まっています。 ——前節のUBMと同じ役目です。Snが銅を食い進むのを、Niで止めている（本記事による解説）。
7. 素材技術者の視点②：接合部は放っておくと金属間化合物になる
ここからが、この記事でいちばん重要な話です。 はんだ接合は、くっついた瞬間に完成していません。
JFEテクノリサーチは、はんだ接合界面の断面観察について、 「上層から順に、はんだ中のSn、はんだ中のSnとプリント基板配線のCuとの相互拡散で生成された金属間化合物のCu6Sn5、Cu3Sn」 という層が見られると述べています事実。
SnとCuは、触れ合っていれば時間と温度に応じて反応し続けます。 その結果できるのが金属間化合物（IMC）です。 そして——ここが怖いところですが——その内部に空洞ができます。
バンプが小さくなると、この話の重みが変わる
接合部が大きければ、界面に数μmの金属間化合物ができても、全体から見れば薄皮です。 ところがバンプが小さくなると、その薄皮が接合部の大半を占めるようになります。
東北大学の鄭聖哲・佐藤祐規・三浦英生による研究は、 金属間化合物の占積率が「バンプの微細化に伴い急激に増加している」とし、 これが「微細バンプ接続部の特性を大きく変化させることが懸念される」と述べています事実。
この計算が示しているのは、単に「割合が増える」ということではありません。
はんだはやわらかく、変形して応力を逃がします。 金属間化合物は硬くて脆い材料です。 接合部のほとんどが金属間化合物になるということは、 「やわらかい継ぎ手」が「硬くて脆い継ぎ手」に変わるということです。
つまり微細バンプでは、はんだ接合の設計思想そのものが通用しなくなる。 「ボンディング」編で見たCu–Cu直接接合（ハイブリッドボンディング）への移行は、 装置の進歩だけが理由ではありません。 小さくしていくと、はんだを使うこと自体の前提が崩れる—— 材料の側から見た移行の理由は、ここにあります（本記事による解説）。
8. 課題
(1) はんだの量を、どれだけ揃えられるか
千住金属工業は、ソルダボールについて 「優れた真球度と厳格な寸法管理により、はんだ量の安定度が非常に高い製品」と説明しています事実。 ——なぜ「真球度」がそこまで強調されるのか。理由は体積にあります。
球の体積は直径の3乗に比例します。したがって本稿の計算：
- 直径が 1% ずれると、はんだの量は 約3.0% ずれる（1.01³ ≒ 1.030）
- 直径が 3% ずれると、はんだの量は 約9.3% ずれる（1.03³ ≒ 1.093）
- 直径が 5% ずれると、はんだの量は 約15.8% ずれる（1.05³ ≒ 1.158）
前提：ボールを真球とみなした単純計算です。実際には真球からのずれ、表面の酸化膜、 リフロー時の濡れ広がりも効くため、このとおりの量になるわけではありません。
それでも意味は明快です。直径のわずかなばらつきが、はんだ量では3倍に増幅されて現れる。 はんだ量がばらつけば、接合後の高さ（スタンドオフ）がばらつき、 低いバンプには応力が集中し、多すぎるバンプは横に広がって隣と触れます。 「真球度」と「厳格な寸法管理」が製品の売り文句になるのは、この3乗の効き方のためです（本記事による解説）。
(2) α線 ― はんだが出す放射線
これは、材料に由来する問題としてはかなり特殊なものです。 千住金属工業は次のように説明しています事実。
「はんだ材料や半導体材料から放出される微量なα線や宇宙線によってメモリー中のデータが書き換えられる『ソフトエラー』。 特にフリップチップパッケージ等はソフトエラーに高感度・敏感であり、はんだ材料などの実装用電子材料にも低α化が求められています。 LAS（低αソルダ）はこれらの要求を満足させるために開発されました」
ワイヤボンディングのパッケージでは、はんだはチップから離れた場所にあります。 フリップチップでは違います。バンプはチップの回路面に直接ついています。
だから同社は「特にフリップチップパッケージ等はソフトエラーに高感度・敏感」だと書いています事実。 実装方式が変わったせいで、材料に求められる純度の意味が変わったわけです。
ここには、材料開発の難しさが凝縮されています。 「はんだとしての性能」はまったく同じでよく、ただ放射性の不純物だけを減らす—— 性能で差別化できない、しかし作るのは難しい。 こういう製品の価値は、カタログのスペック表ではなく不純物の管理能力で決まります（本記事による解説）。
(3) 2つの「マイグレーション」を混同しないこと
バンプの資料には、よく似た2つの言葉が出てきます。
| 用語 | 何が起きるか | 効く条件 | 本記事での出どころ |
|---|---|---|---|
| エレクトロマイグレーション（EM） | 大きな電流で金属の原子が押し流され、空洞や盛り上がりができる | 高い電流密度。湿気は不要 | Amkorが銅ピラーの利点として「Superior electromigration performance」を挙げている |
| エレクトロケミカルマイグレーション（ECM） | 金属がイオンとなって移動し、樹枝状に成長して隣とつながる | 湿気と電位差。狭い間隔ほど起きやすい | 千住金属工業がCu核ボールの特長として「耐エレクトロケミカルマイグレーション性に優れ」と述べている |
※ 各社の記述（右列）は公表資料によります［参考資料6・7］。2つの現象の中身と条件の説明（中央2列）は本記事による整理であり、各社が述べているものではありません。
どちらも「マイグレーション」ですが、原因も条件も別物です。 EMは電流の大きさの問題、ECMは湿気と間隔の問題。 バンプを微細化すると、1本あたりの断面積が減るのでEMが厳しくなり、同時に隣との間隔が縮むのでECMも厳しくなる—— 微細化は両方を同時に悪化させます（本記事による解説）。
千住金属工業のCu核ボールは、この文脈で読むと意味がはっきりします。 同社は「銅を核としたはんだめっきを施したボールです。接合と同時に適切な空間を確保し、 狭ピッチ実装時の耐エレクトロケミカルマイグレーション性に優れ、放熱性向上にも貢献します」と説明しています事実。 中に潰れない銅の芯を入れておけば、押しつぶしても一定の高さが残る。 ——考え方は銅ピラーと同じです。「はんだだけに頼らない」という方向が、球の側からも柱の側からも出てきています（本記事による解説）。
(4) 工法が追いつくか
バンプのピッチは縮み続けています。 Amkorは銅ピラーで30μmまで事実、 Kulicke & Soffaは熱圧着について、はんだを使う接合で「down to 10 μm pitch」、 銅同士の直接接合で「down to at least 5 μm pitch」としています事実。
一方でバンプの形成側を見ると、京セラの3工法のうち最も微細に向くめっき工法でも 「高さ約50μm以下」が得意な領域です事実。 高さとピッチは別の寸法ですが、形成する側と接合する側の両方が、同時に細かくなり続けていることは確かです（本記事による解説）。
バンプは、後工程のなかでもとりわけ「層」と「時間」の技術です。
- 層：見えているのは突起だけですが、下にはUBMがあり、そのUBMも密着・バリア・濡れ・保護に分かれている
- 時間：接合した瞬間が完成ではなく、界面では金属間化合物が育ち、その中に空洞ができていく
- 寸法：小さくすると、金属間化合物の占める割合が一気に上がり、継ぎ手の性質そのものが変わる
- 純度：チップの真上に置くようになったことで、はんだの放射性不純物まで管理対象になった
そして「止める」ための材料が、あちこちに挟まっています。 TiやTiWがSnの侵入を止め、NiがCuへの侵食を止め、PdがNiの拡散を止める。 バンプの断面は、止めたいものの一覧表として読むことができます（本記事による解説）。
9. 用語集
- バンプ
- チップの電極上に作る接続用の突起。はんだ、または銅の柱＋はんだで作られる。
- UBM
- Under Bump Metal／Under Barrier Metal。バンプと電極パッドのあいだに置く下地の金属層。
- パッシベーション膜
- チップ表面を覆う保護膜。電極の部分だけ開口している。
- 電解めっき
- 外部電源の電気エネルギーを駆動力とするめっき。厚い層を作れる。
- 無電解めっき
- 金属のイオン化エネルギー差を駆動力とするめっき。外部電源が不要。
- ドライめっき
- 真空蒸着・スパッタリング・CVDの総称。nm単位の薄い層に向く。
- リフロー
- 加熱してはんだを溶かし、形を整えたり接合したりする工程。
- フリップチップ
- チップを裏返し、面に並べたバンプで基板とつなぐ実装方式。
- 銅ピラー
- Cu Pillar。銅の柱の先端にはんだを載せたバンプ。狭ピッチと大電流に向く。
- スタンドオフ
- 接合後にチップと基板のあいだに残る隙間の高さ。
- 金属間化合物（IMC）
- 2種類以上の金属が決まった比率で結合してできる化合物。硬く脆い。
- Cu6Sn5／Cu3Sn
- CuとSnの界面にできる代表的な金属間化合物。はんだ側にCu6Sn5、Cu側にCu3Snができる。
- カーケンダルボイド
- 相互拡散する2つの金属の拡散速度差によってできる空洞。成長するとクラックになる。
- 相互拡散
- 接している2つの材料の原子が、互いの側へ移動していく現象。
- エレクトロマイグレーション
- 大きな電流によって金属原子が移動し、断線や突起を生む現象。
- エレクトロケミカルマイグレーション
- 湿気と電位差のもとで金属がイオンとして移動し、隣の導体とつながる現象。
- 真球度
- 球がどれだけ正確な球形かを表す指標。はんだ量の安定に直結する。
- ソルダボール
- バンプ形成に使うはんだ合金の球。
- Cu核ボール
- 銅の球を芯にし、表面にはんだめっきを施したボール。潰れずに隙間を確保できる。
- 低αソルダ（LAS）
- α線を出す放射性不純物を減らしたはんだ。ソフトエラー対策に使われる。
- ソフトエラー
- 放射線などでメモリのデータが書き換わる一時的な誤動作。素子自体は壊れない。
- 千鳥配置
- staggered。端子を互い違いにずらして並べ、実効的な間隔を稼ぐ配置。
10. 参考資料（一次情報）
- 京セラ「半導体はんだバンプ加工方式3選」 — kyocera.co.jp
- 京セラ「UBMめっき方式5選」 — kyocera.co.jp
- 京セラ「無電解UBMめっき不良が半導体デバイス実装に与える影響～未着・欠け・Ni拡散～」 — kyocera.co.jp
- 京セラ「高信頼性と短納期を両立させた『Ni系無電解UBMめっき』」 — kyocera.co.jp
- 京セラ「京セラ独自の『ハイブリッド印刷法』とは？ ～半導体はんだバンプ加工～」 — kyocera.co.jp
- Amkor「Copper Pillar（Cu Pillar）」 — amkor.com
- 千住金属工業「ソルダボール」 — senju.com
- JFEテクノリサーチ「はんだ接合界面の金属間化合物層観察」（JFE-TEC News） — jfe-tec.co.jp
- 鄭聖哲・佐藤祐規・三浦英生（東北大学）「鉛フリー微細バンプ接続部の電気・機械信頼性に及ぼす金属間化合物の影響に関する研究」エレクトロニクス実装学術講演大会講演論文集 第23回（2009年） — jstage.jst.go.jp
- Kulicke & Soffa「Thermo-Compression Bonding」 — kns.com
11. 主張と出典の対応表（監査）
| 本文の主張 | 根拠 | 区分 |
|---|---|---|
| バンプ形成が「半導体ウエハの電極部にはんだバンプ（突起）を形成させ」る工程であること。3つの加工方式の内容：めっきバンプ工法（「電解はんだめっき、レジスト剥離、シード層エッチングを経てバンプ形状を整えるリフロー工程」、「高さ約50μm以下」が得意、「回路がより微細なデジタルICなどで多く採用」、「大きなバンプサイズを形成するには膨大なめっき処理時間が必要」、「フォトレジスト形成が必要」）、ボール搭載工法（「はんだボールをメタルマスクの開口部に落とす」、「高さ約100μm以上」、「安定した大きさのバンプ形成が可能」、「未搭載が発生した場合は再搭載が必要」）、スクリーン印刷工法（「高さ約50～100μm」、「短いリードタイム」、「再搭載処理の必要性も低く」「工数が少ない」） | 京セラ「半導体はんだバンプ加工方式3選」［参考資料 1］https://www.kyocera.co.jp/prdct/wafer-bumping/howto_wbp/bumping/ | 事実 |
| UBMが「『Under Barrier Metal』もしくは『Under Bump Metal』の略」であり、「電極パッドと基板側電極の半田接合性を向上させる役目を担」うこと。電解めっきは「外部電源による電気エネルギーを駆動力」とし「厚さ数十μm以上のUBM層を、強制的に形成可能」だが「専用治具」「レジストパターン形成」が必要で投入枚数も限られること。無電解めっきは「金属のイオン化エネルギー差を駆動力」とし「外部電源が不要」で「厚さ数μm程度のUBM層形成が効率的」であること。ドライめっき（真空蒸着・スパッタリング・CVD）は「nm単位の非常に薄いUBM層形成が得意」で「マスクが必要」、CVDは「表面の凹凸にも回り込むようにUBMが堆積し、段差の角部分や曲面へも平面と同様にUBM層を形成可能」であること | 京セラ「UBMめっき方式5選」［参考資料 2］https://www.kyocera.co.jp/prdct/wafer-bumping/howto_wbp/ubm_type/ | 事実 |
| 「UBMが未形成の電極端子は、はんだの濡れ性が悪く、半導体デバイス実装時に、はんだ接合不良を引き起こします」こと。原因が電極端子表面の汚れであり、対策がアッシング工程の追加やウエハ洗浄工程の最適化であること。Ni拡散が「リフロー処理などの高温環境で、下地のNi成分がAuめっきのピンホールから移動し、表面に露出する現象」であり、「Auめっきの目的である高い耐食性が損なわれてしまいます」こと。対策が「Auめっきの厚みを増加させるか、NiめっきとAuめっきの間にPdめっきを挟むこと」であること | 京セラ「無電解UBMめっき不良が半導体デバイス実装に与える影響」［参考資料 3］https://www.kyocera.co.jp/prdct/wafer-bumping/howto_wbp/ubm_process/ | 事実 |
| Ni系無電解UBMめっきに「Ni/Auめっき」「Ni/厚Auめっき」「Ni/Pd/Auめっき」の3種類があること。「Auめっき層の厚みを0.1μm以上確保した、Ni/厚Auめっき」という記載があること。「Al（アルミ）系素材と、Ni（ニッケル）は相性が良く」とされること。Auが「半導体デバイスの電極と基板側電極の半田接合性を向上させる役割」および「電極を保護する役割」を持つこと。「高温環境では、Auめっきの表面に下地のNiが拡散する現象が発生することがあります」ため「Niの拡散を抑えるため、Pd（パラジウム）を中間層に挟んだNi/Pd/Auめっき」が採用されること | 京セラ「Ni系無電解UBMめっき」［参考資料 4］https://www.kyocera.co.jp/prdct/wafer-bumping/howto_wbp/ni_plating/ | 事実 |
| 京セラが独自の「ハイブリッド印刷法」で「バンプピッチ100μmでの安定したはんだバンプ加工精度」に対応すること | 京セラ「ハイブリッド印刷法」［参考資料 5］https://www.kyocera.co.jp/prdct/wafer-bumping/howto_wbp/hybrid_printing/ | 事実 |
| 銅ピラーが「next generation bump technology for greater density, reliability and performance」とされること。「Fine pitch capable down to 30 μm in-line and 30/60 μm staggered」「Extreme fine pitch on silicon package down to 30 μm for TSV and CoC」であること。「Superior electromigration performance for high-current carrying capacity」とされること。層構成が「Cu+Ni+Pb-free, Cu+Ni+Cu+Pb-free depending upon application」であること | Amkor「Copper Pillar」［参考資料 6］https://amkor.com/technology/copper-pillar/ | 事実 |
| ソルダボールが「優れた真球度と厳格な寸法管理により、はんだ量の安定度が非常に高い製品」であること。Cu核ボールが「銅を核としたはんだめっきを施したボールです。接合と同時に適切な空間を確保し、狭ピッチ実装時の耐エレクトロケミカルマイグレーション性に優れ、放熱性向上にも貢献します」とされること。低αソルダについて「はんだ材料や半導体材料から放出される微量なα線や宇宙線によってメモリー中のデータが書き換えられる『ソフトエラー』。特にフリップチップパッケージ等はソフトエラーに高感度・敏感であり、はんだ材料などの実装用電子材料にも低α化が求められています。LAS（低αソルダ）はこれらの要求を満足させるために開発されました」と述べていること | 千住金属工業「ソルダボール」［参考資料 7］https://www.senju.com/ja/products/soldering_materials/solder_ball/ | 事実 |
| はんだ接合界面に「上層から順に、はんだ中のSn、はんだ中のSnとプリント基板配線のCuとの相互拡散で生成された金属間化合物のCu6Sn5、Cu3Sn」という層が見られること。Cu3Sn層に「原子の拡散速度の差異によって発生するカーケンダルボイド」が確認されること。「このカーケンダルボイドが成長するとクラックに発展し、はんだ接合が破壊されて故障の原因となることがあります」 | JFEテクノリサーチ「はんだ接合界面の金属間化合物層観察」［参考資料 8］https://www.jfe-tec.co.jp/jfetec-news/k_news/46.html | 事実 |
| 金属間化合物の占積率が「バンプの微細化に伴い急激に増加している」こと。それが「微細バンプ接続部の特性を大きく変化させることが懸念される」とされること（著者：鄭聖哲・佐藤祐規・三浦英生／東北大学／2009年） | エレクトロニクス実装学術講演大会講演論文集 第23回［参考資料 9］https://www.jstage.jst.go.jp/article/ejisso/23/0/23_170/_article/-char/ja/ | 事実 |
| 熱圧着の対応ピッチが、はんだベースで「down to 10 μm pitch」、Cu-to-Cuで「down to at least 5 μm pitch」であること | Kulicke & Soffa「Thermo-Compression Bonding」［参考資料 10］https://www.kns.com/products-services/thermo-compression-bonding | 事実 |
| 図1：チップ一辺L、端子ピッチpとして、周辺配置で 4×(L/p)、エリア配置で (L/p)²。L=10mm・p=100μmのとき400端子と10,000端子で25倍 | 本稿の計算。電源・接地の配置、キープアウト領域、基板側の配線可能層数などの制約を含まない単純計算であり、実際の端子数ではない | 本稿の計算 |
| 図10：接合部の高さ h に対し、両側の界面にできる金属間化合物の合計厚さを2μmと仮定して占積率を 2/h で算出（100μm→4%、50μm→8%、20μm→20%、10μm→40%、5μm→80%） | 本稿の計算。2μmは本記事の仮定値であり、実際の厚さは温度・保持時間・材料系で大きく変わる。特定製品の実測値ではない。定性的な傾向の指摘は参考資料9［参考資料 9］https://www.jstage.jst.go.jp/article/ejisso/23/0/23_170/_article/-char/ja/ | 本稿の計算 |
| 球の体積が直径の3乗に比例することから、直径1%／3%／5%のずれがはんだ量の約3.0%／9.3%／15.8%のずれになるという計算 | 本稿の計算。ボールを真球とみなした単純計算であり、真球からのずれ・表面の酸化膜・リフロー時の濡れ広がりは考慮していない。前提となる「真球度と厳格な寸法管理」の記述は参考資料7［参考資料 7］https://www.senju.com/ja/products/soldering_materials/solder_ball/ | 本稿の計算 |
| エレクトロマイグレーションとエレクトロケミカルマイグレーションの現象内容と発生条件の説明（表の中央2列） | 本記事による整理。両現象の一般的な説明であり、参考資料6・7の各社が述べているものではない。各社の記述は表の右列に限られる | 解説 |
| UBMの3層（密着／バリア層・濡れ層・保護層）という整理。UBMが「Snの侵入を止める」層であるという読み取り。Pdが「Niが動くのを邪魔するためだけに入っている」という読み取り。銅ピラーがEMに強い理由を「はんだの中を通る距離が短いから」とする説明。Cu核ボールと銅ピラーが「はんだだけに頼らない」という同じ方向にあるという指摘。微細化がEMとECMを同時に悪化させるという指摘。接合部の大半が金属間化合物になると「やわらかい継ぎ手」が「硬くて脆い継ぎ手」に変わるという説明。それがCu–Cu直接接合への移行理由のひとつであるという読み取り。同じ合金でも液・球・ペーストで別製品になるという指摘 | 公表内容にもとづく本記事の整理・解説。各社が表明した見解や業界で確立された分類ではない | 解説 |
| 図3・図6・図9の断面図が、実際の観察像（写真・SEM像）ではなく説明のための作図であること | 本記事による注記 | 解説 |
最終更新：2026年9月20日／出典は一次情報（材料メーカー・受託加工メーカー・パッケージメーカーの公式技術ページ、分析受託企業の技術記事、および査読を経た学術講演論文）に限定しています。 構造の整理や材料設計上の読み取りを含むため、それらは「解説」として出典付きの事実と区別しています。 図はすべて説明用の概念図です。図1・図3・図4・図5・図6・図7・図9・図10はベクター作図、それ以外はAI生成イメージであり、いずれも実際の断面写真・顕微鏡像・製品の実物を示すものではありません。