JP2001009585A

JP2001009585A - はんだ接合を促進する方法

Info

Publication number: JP2001009585A
Application number: JP2000124302A
Authority: JP
Inventors: Frank D Egitto; フランク・ディー・エジット; Louis J Mathienzo; ルイス・ジェイ・マチエンゾ
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1999-04-30
Filing date: 2000-04-25
Publication date: 2001-01-16
Also published as: US6250540B1

Abstract

(57)【要約】【課題】鉛をスズよりも多量に含むバルクはんだ塊
を、外部添加のフラックスなしではんだ付けできるよう
にする方法を提供する。【解決手段】バルクはんだをフッ素のようなハロゲン
を含む雰囲気下でスパッタリング・ガスの励起イオンに
露出し、バルクはんだのバルク比（組成比）よりも小さ
な組成比を持つ表面層を形成する。表面層はフッ素ある
いは他のハロゲンを含む最上部の表面フィルムを含む。
このように処理されたはんだは、フラックスなしで低温
ではんだ付けできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、接合に適したはん
だ表面を作成する方法に関し、特に、外部塗布の有機フ
ラックスを必要とすることなく電気的接合を可能にする
ように、マイクロエレクトロニクス装置に用いられるは
んだの表面特性を改良する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】マイクロエレクトロニクスデバイスの製
造において、さまざまなマイクロエレクトロニクスの部
品は金属合金はんだを用いて、回路に電気的に接合され
ている。そのようなはんだは、一般的には鉛（Ｐｂ）と
スズ（Ｓｎ）の合金が用いられるが、他金属を含むこと
も可能である。金属合金はんだは一般的にははんだの熱
的挙動を制御するようバルク特性を最適化している。た
とえば、Ｐｂ／Ｓｎはんだの融点ははんだのスズと鉛の
相対比を変えることにより調整することができる。Ｐｂ
／Ｓｎ合金において、融点が最低となるのは、はんだに
おけるＰｂとＳｎの重量比が３７：６３になるときであ
る。これは、共融組成物と呼ばれる。

【０００３】いくつかの適用例では、共融組成以外のバ
ルクはんだ合金を使用するのが望ましい。たとえば、Ｉ
Ｃチップ上のＣ４(Controlled Collapse Chip Connecti
on)はんだ球はチップをチップキャリアに接合するため
に使われるが、鉛の割合が９０％から９７％ほどに鉛を
豊富に含んでいるものが一般的である。鉛を豊富に含む
はんだは共融組成あるいはそれに近い組成を持つはんだ
に比べて高い融点を持つために、チップとチップキャリ
アとの間のはんだ接合は、チップを接合したチップキャ
リアを後にプリント回路基板のような他の部品に組み立
てる間、その形を維持している。しかし、鉛を豊富に含
むはんだはそれをチップキャリア上の銅パッドのような
金属の表面に融着するために、一般的には高い温度を必
要とする。従って、銅の接合パッドを持つ有機積層チッ
プキャリアはその接合過程において望ましくない高い温
度にさらされる可能性がある。

【０００４】そのような鉛を豊富に含むはんだは、フラ
ックスを用いないはんだ接合を行うための表面処理には
ほとんど適していない。フラックスを用いないはんだ接
合方法の一つには、ＰＡＤＳ(Plasma-Asisted Dry Sold
ering)がある。このＰＡＤＳ方法の中で、はんだは、チ
ップとチップキャリアを電気的に接合する前に、金属酸
化物を除去する有機はんだフラックスの使用を必要とし
ない表面を生成するため、フッ素原子を含んだプラズマ
環境の中で処理される。

【０００５】すべての金属はんだ表面は通常は大気中の
酸素にさらされているために酸化しており、はんだの表
面は金属酸化物による層が形成されている。通常は、溶
融工程の前にはんだの表面に外部から付与される有機酸
のフラックスによる処理がなされる。フラックスは熱せ
られると金属酸化物の層と反応し、金属酸化物を塩に換
え、その下のはんだ金属を露出させる。その結果、はん
だは他の金属の表面と融着する。フッ素処理は金属酸化
物と反応し、はんだの表面には加水分解性の不安定な金
属酸フッ化物を形成すると考えられている。熱が加えら
れると、金属酸フッ化物は加水分解して、フッ化水素を
形成する傾向があり、フラックスと同様、酸化物を塩に
換える。

【０００６】Ｐｂ／Ｓｎはんだにおいて、フッ素原子は
スズ酸化物とよく反応することが知られている。従っ
て、フッ素処理は、一般的に使用されているＰｂ：Ｓｎ
の組成比が９７：３であるはんだのような、鉛が”とて
も豊富に”含まれている組成を持つはんだには適してい
ない。たとえば、Ｐｂ：Ｓｎの組成比が９０：１０であ
る合金はんだは前処理としてフッ素原子を照射すること
で、フラックスを用いない接合が可能であるが、それは
３００℃よりも高い温度においてのみ可能であり、それ
は有機積層チップキャリアが耐えられる温度を超えてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】３００℃よりも低い温
度において、鉛が豊富なはんだをフラックスを用いない
で接合する方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この要求に応え、その目
的に照らして、本発明は、スズに比べ著しく多量の鉛を
含む鉛に富んだはんだのような第１の金属と第２の金属
との間にあるバルク比を有する多量のバルクはんだのフ
ラックスなし接合を促進する方法を提供する。本方法
は、バルクはんだをフッ素のようなハロゲンの存在下で
スパッタリング・ガスの励起されたイオンに所定の時間
露出し、そして、所望の深さを有し、バルク比より小さ
い組成比を有する表面層を形成することを含み、表面層
は、さらに、ハロゲンを含む最上部の表面フィルムを含
む。

【０００９】本方法は、ハロゲンを含む雰囲気中の貴ガ
スのようなスッパタリング・ガスに露出することを含
み、あるいはスパッタリング・ガス自体がフッ素のよう
なハロゲンを含んでいてもよい。スパッタリング・ガス
はフッ素または他のハロゲンを含むプラズマ、たとえば
反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）プラズマに置き換え
ることができる。従って、本発明の実施例は、フラック
スなしはんだ接合のために多量の鉛に富むバルクはんだ
を処理する方法であり、その方法は、バルクはんだをＲ
ＩＥ装置の電極上におき、はんだをハロゲンを含むプラ
ズマに露出することを含む。

【００１０】本方法は、はんだを露出し、表面層を形成
した後、さらに、外部から添加されるフラックスを用い
ずに、はんだをはんだ付けすることを含む。その接合工
程は、３００℃よりも低い温度で、たとえば、およそ１
８０℃という低温で行うことができる。

【００１１】以上が本発明の一般的な説明であり、以下
の詳細な説明は本発明の例示的なものであって、それに
制限されるものではないことを理解されたい。

【００１２】

【発明の実施の形態】米国特許出願番号第０９／１１
３,４４５号には、はんだに高エネルギイオンを照射す
ると、スズが分離するより高い割合で、鉛が分離するこ
とが記載されている。そのような照射の結果、表面層は
スズの濃度が増加し、低い融点ではんだ付けできるよう
になる。一方、バルクはんだは高融点特性を保持してい
る。本発明者は、そのようなスズ富化処理を、フッ素の
ようなハロゲンの存在下で、Ｐｂ：Ｓｎ＝９０：１０の
バルク比のはんだに対して行った結果、およそ１８０℃
でフラックスなしで接合できる表面が形成されることを
確認した。この温度は、バルク比が９０：１０の合金の
融点よりかなり低く、また組成比が９０：１０の合金は
んだの表面をフッ素処理したときに融点として示された
３００℃よりも低い温度である。

【００１３】ここで図面を参照する。図面１の(Ａ)及び
(Ｂ) は合金はんだ３２の一部についての概要図であ
り、同じ参照数字は同じ要素を示している。図１の(Ａ)
に示されている合金はんだ部分３２は全ての場所におい
て、同じバルク比のＰｂ／Ｓｎを含んでいる。たとえ
ば、Ｐｂ：Ｓｎのバルク比は９０：１０であり、これ
は、はんだの質量のうち９０％が鉛で１０％がスズであ
ることを意味する。合金はんだ３２の表面層４２は、通
常金属酸化物を含んでおり、はんだ付けの前に除去する
必要がある。

【００１４】この発明の方法は、フッ素のようなハロゲ
ンの存在下でスパッタリングすることにより合金はんだ
３２の表面特性を変えることからなる。その方法は、合
金はんだ３２を所定時間、ハロゲン存在下でスパッタリ
ング・ガスの励起されたイオンに、十分露す工程からな
る。そのようなスパッタリングにより、合金はんだ３２
の上にスズと鉛の組成比がバルク比より小さく、金属酸
化物を含まない所望の深さ（厚さ）をもつ表面層が形成
される。

【００１５】図１の(Ｂ)はこの発明による処理がされた
後の結果としての合金はんだ３２をあらわしている。バ
ルク４０のほとんどはもとの組成比のままであるが、表
面層４４はバルク比がスズ富化になっている。さらに表
面層４４の表面領域をなす表面フィルム４２'は、金属
酸フッ化物の層の中に、フッ素のようなハロゲンを含ん
でいる。表面層４４は、スズ原子：鉛原子がおよそ３：
１の共融合金と同じ組成比をもつスズ富化の層になる
が、バルク４０の残りの部分の合金はんだ３２は元のま
まである。フッ化もしくはハロゲン化された表面フィル
ム４２'は加水分解性を有し不安定であり、その結果合
金はんだ３２は、上記のように、有機フラックスなしで
他の金属表面に融着できる。

【００１６】”層”または”フィルム”という用語は”
スズ富化された”あるいは”ハロゲン化された”という
ようなある特性を持つ合金はんだ３２の領域をさしてい
る。便宜上このような領域は図１の(Ａ)、(Ｂ)では、明
確に区別された領域として例示されている。このような
領域は実際には個別の均質の層にはならない。むしろ、
これらの領域は遷移勾配を持つ層になるであろう。たと
えばハロゲン化された表面フィルム４２'は露出された
表面からある深さまで浸透したハロゲンイオンを含む
が、さらに深くなるとハロゲン・イオンが少なくなり、
ハロゲン・イオン濃度はその層の下層部においては上層
部に比べて低い。同様に、スズ富化の表面層４４は表面
近接部の方がバルクはんだ近接部よりもスズ含有量が多
い。”層”や”フィルム”の用語は、このように、所定
の特性について、最高濃度から最低濃度まで濃度勾配を
なす不均質な遷移領域を含むものである。

【００１７】表面層４４の組成においてスズの濃度がよ
り高くなると、融点が低くなり、表面フィルム４２'に
フッ素あるいは他のハロゲンを導入すると、外部添加フ
ラックスなしの低温融着が可能となる。バルクはんだの
部分は、チップをチップキャリアに、あるいはチップキ
ャリアをプリント回路基板に結合する高温処理の際にも
その形状を維持する。

【００１８】この発明の方法において金属酸化物を除去
するのに使われるフッ素あるいは他のハロゲンは少なく
とも２つの方法のうちの一つを使って導入される。一つ
はフッ素あるいは他のハロゲンを含む雰囲気中ではんだ
にイオン・ビームを照射する方法であり、もう一つは、
フッ素あるいは他のハロゲンを含むプラズマにはんだを
露し、反応性イオンエッチングにおけるようにプラズマ
からの励起された高エネルギ・イオンで衝撃する方法で
ある。アルゴンのような貴ガスは典型的にはスパッタリ
ングの用途で使われるが、フッ素や他のハロゲンを含む
雰囲気中で使われるたときはイオン・ビームを発生する
のにも適している。フッ素や他のハロゲンを含むプラズ
マが使われるときは、フッ素のようなハロゲンガスは直
接イオンガンや他のプラズマ発生装置へ不活性ガスとと
もに導入される。

【００１９】図２は例示的にスパッタリング装置１０を
示しているが、これはこの発明において、フッ素のよう
なハロゲン存在下での、イオン衝撃により合金はんだ３
２の表面特性を改変し、フラックスなしではんだ付けで
きるよう処理することに用いられる。真空チャンバ１２
は基板１６を支えるホルダ１４とイオンガン１８を含
む。図２に示されるように、イオンガン１８はホルダ１
４上に上下逆さに装着されている基板１６上の定位置に
イオンビーム３０を直射するが、ホルダ１４は、基板１
６がビーム３０の照射位置に入るように、またはそこか
ら外れるように基板１６を移動させる。図２に示されて
いるホルダ１４はＣＶＤ装置ではよく使われている遊星
運動デバイスであり、この技術分野ではよく知られてい
る。

【００２０】真空ポンプ２０は真空ホース２２を通して
真空チャンバ１２を排気するために用いられる。真空ゲ
ージ２４はチャンバ１２の中の真空度を表示する。スパ
ッタリング・ガスはガスチューブ２６を通して、イオン
・ガン１８に供給される。真空チャンバ１２に適した素
材は典型的にはアルミニウム、ステンレス鋼、石英、化
学的・熱的耐性のあるガラス、またはそれに似た特性を
持つものである。

【００２１】装置１０の稼動時には、真空ポンプ２０は
チャンバ１２を排気し、スパッタリング・ガスは、ガス
チューブ２６を通して、イオン・ガン１８に供給され
る。プラズマ（図示せず）はイオン・ガン１８の中で生
成され、その中で、プラズマからのイオンは電圧グリッ
ド（図示せず）により取り出されて、イオン・ガン１８
の外に加速され、指向されたイオンビーム３０として基
板１６をイオン衝撃する。はんだ表面を改変させるため
に必要な露出時間はビーム３０の寸法や強さ、改変する
所望の深さ、処理すべき対象物の表面積に依存し、秒の
単位からおよそ１時間までの範囲で変えることができ
る。スパッタリング・ガスはフッ素のようなハロゲンを
含んでいてもよく、あるいは不活性ガスからなり、外部
のパイプ接続（図示せず）を通してハロゲンを導入する
ことにより、真空チャンバ１２内でハロゲン化雰囲気と
組み合わせるようにしてもよい。

【００２２】ここで図３を参照する。図３には基板１６
の断面図と別のタイプのイオン・ガン１８'が示されて
いる。基板１６は典型的にはポリアミド、ポリイミド、
ポリエステル、またはポリエチレンをベースとした物質
または他の有機組成物でできているが、SiO₂,Si₃N₄のよ
うな無機物質によってもつくることができる。基板１６
の表面には複数の金属接続パッド３１がある。金属接続
パッド３１は銅で作られるのが好ましい。

【００２３】それぞれの金属接続パッド３１にはバンプ
状の金属合金はんだ３２またはプロセス・コントロール
はんだ３２'が付着される。プロセスコントロールはん
だ３２'はもっぱらプロセスをコントロールする目的で
基板１６に設けられる試験用のはんだである。プロセス
コントロールはんだ３２'は、ＡＥＳ（Auger Electron
Spectrometry)，ＸＰＳ（X-ray Photoelectron Spectro
scopy)、または他の表面解析に一般的に用いられている
もので分析できるに足るくらい、十分広い面積を持ち、
フラットな表面を持つ。そのような分析は、イオン衝撃
処理の結果を判断するために、はんだの表面を評価する
のに用いられる。

【００２４】マスク３４はイオン衝撃すべきでない基板
１６の部分をイオンビーム３０'から遮蔽するために基
板１６上に配置される。マスク３４の使用は、イオンビ
ームの照射によりはんだで覆われた領域の周囲の材料の
物性に悪影響を及ぼすときには特に必要である。マスク
３４ははんだ表面を改変している間、同時に、イオン照
射により基板表面を改変しようとする場合には、使用し
なくてもよい。基板の改変が望ましくなければ、マスク
３４ではんだ塊以外の部分をすべて遮蔽するようにすれ
ばよい。図３に示すように、マスク３４は開口部３３を
通して、はんだ塊３２と３２'のみを露出させる。ま
た、マスク３４は基板１６の一部分のみあるいはイオン
衝撃をしたくない部分のみを遮蔽することもできる。

【００２５】マスク３４の組成は重要である。マスク３
４の使用寿命を延ばし、マスク３４からスパッタリング
された微小片による基板１６の汚染を避けるため、マス
クは侵食されないようにしなければならない。これはマ
スクの素材として、改変されている合金からスパッタリ
ングされる元素よりもはるかに低いスパッタリング収量
をもつものを使うことで、解決する。たとえば、Ｐｂ-
Ｓｎ合金の表面がＳｎ富化である場合、マスクの素材と
して望ましいのは、モリブデン、チタン、およびジルコ
ニウムである。マスク形成が容易なため、モリブデンに
よるものが好ましい。

【００２６】図３に示されているイオン・ガン１８'は
静止した基板１６を横切ってイオン・ビーム３０'をラ
スタ状に指向させることができるヘッド１９を有する。
走査されるビームは基本的には基板１６の端から端まで
水平方向に線状に移動し、水平走査間でビーム幅だけ垂
直方向に移動する。そのようにして、ラスタ走査が完了
したとき、ビーム３０'は基板１６のすべての部分を網
羅したことになる。図３に示したイオン・ガン１８'
は、図２に示した実施例と同様に、真空チャンバ（図示
せず）内に配置されて、フッ素含有あるいは他のハロゲ
ン化スパッタリング・ガス（図示せず）を供給される
か、あるいは、フッ素のようなハロゲン雰囲気の真空チ
ャンバに配置されて、不活性のスパッタリング・ガスを
供給されるようにすることができる。

【００２７】走査イオン・ビームを発生させるイオン・
ガン装置はまた被処理物体自体が動くものにも使われ
る。被処理物体は、コンベヤーの上に乗せられる。一連
の複数のホルダの各々に１つの基板を保持して、イオン
・ビーム照射位置に運ぶ。そのような構成においては、
イオンビームは端から端へ水平方向に移動するだけであ
り、コンベヤーが基板を垂直方向に動かし、これによ
り、基板のすべての部分にイオンが照射されるようにす
る。

【００２８】小さい基盤では、固定基板と固定されたイ
オン・ビームによりすべての部分にイオンを照射するこ
とができる。しかし、大きい基板では、すべての部分に
イオンを照射するため、図３に示したようにラスタ走査
によってイオン照射を移動させるか、あるいは、図２に
示したように静止した処理領域を通して基板を移動させ
る必要がある。

【００２９】他のイオン発生器もイオン・ガンの替わり
に使用される。イオンは放電やフッ素化あるいは他のハ
ロゲン化プラズマのような、プラズマにより発生でき
る。プラズマと接触した表面に自然に発生する空間電荷
シースにより、これらのイオンは、はんだ表面に照射す
るために必要な加速を与えられる。最大の運動エネルギ
を有するイオンが一般的にはプラズマ発生器の結電電極
に衝突するから、衝撃されるべきはんだ表面を結電電極
上に直接配置するのが有利である。そのような事例の最
適なものは、反応性イオンエッチングプラズマがあげら
れる。しかし、プラズマ内の他の位置に配置しても、こ
こで必要な効果は得られよう。

【００３０】ここで図４を参照する。ここでははんだ球
を改変するための例示的反応性イオンエッチング装置が
示されている。反応性イオンエッチング装置５０は、真
空チャンバ５２からなり、チャンバ内の接地シールド５
６内に電極５４が置かれている。電極５４は結合コンデ
ンサ５８と電気的に接続され、無線周波数（ＲＦ）源６
０と接続されている。たとえばフッ素のようなハロゲン
のスパッタリング・ガス、あるいはフッ素のようなハロ
ゲンと不活性ガスの混合ガスは、ガス挿入口６２を通っ
て真空チャンバ５２の中に挿入され、チャンバ排出口６
３と接続された真空ポンプ（図示せず）を接続すること
により、真空チャンバ５２内は真空に保たれる。真空チ
ャンバ５２は接地６４にバイアスされている。

【００３１】はんだ球６８のアレイを有する基板６６を
処理するため、基板６６は電極５４上におかれる。真空
チャンバ５２は、真空チャンバ５２が所望の圧力になる
まで、真空ポンプによりチャンバ排出口６３を通って排
気される。スパッタリング・ガスは、ガス挿入口６２を
通って挿入される。ＲＦ源６０から発生された無線周波
数は電極５４を通して供給され、電極５４上のガスを励
起させ、プラズマ７０を発生させる。プラズマ７０から
の荷電イオン７２は電極５４に引き寄せられ、基板６８
上のはんだ球６８と衝突し、図１(Ｂ)に関して述べたよ
うに所望の表面処理状態に加工する。

【００３２】Ｓｎ−Ｐｂ合金を使うのに加えて、本発明
は３組成からなる合金、たとえばＳｎ、Ｐｂ、そして第
３番目の成分としてたとえば銀（Ａｇ）を含むものを使
用することもできる。本発明の方法及び結果としての構
造はＳｎやＰｂ以外の他の金属を含む合金にも適用でき
る。加えて、本発明は高い融点をもつはんだ合金（鉛濃
度が高い合金）に有用であるが、本発明は、また、低い
融点を持つもの（鉛濃度が低い合金）にも適用できる。

【００３３】

【実施例】以下の本発明の例示は、本発明の性質を網羅
するより明確な開示を含んでいる。この説明は単なる例
示であって、本発明がこれに制限されるものでない。

【００３４】鉛を９０％量、スズを１０％量含み、直径
０．７６ｍｍのはんだ球は、３０ｍＴｏｒｒに真空化さ
れた真空チャンバ内で反応性イオンエッチング装置内で
処理される。プラズマは流速７０ｃｍ³/minのＣＦ₄、電
力３００Ｗａｔｔ，カソードでの周波数１３．５６ＭＨ
ｚにより発生され、その結果、サンプル上においては、
０．４５Ｗａｔｔｓ／ｃｍ²となる。プラズマは平均電
圧６００ボルト、自己バイアス６０ボルトを持ち、はん
だ球は運動エネルギー４８０ｅＶを持つイオンの照射に
さらされる。はんだ球は、およそ一分間照射される。

【００３５】その照射されたはんだ球は、ガラスの皿の
なかにおかれ、その結果、それぞれの球はすくなくも他
の一つの球と接触するようになる。はんだ球の温度は、
上昇し、それはモニターされる。フッ素プラズマ処理さ
れたボールは融解し、およそ１８０℃の温度で物質を一
つの塊に結合させる。同様の熱処理下におかれた、処理
されていないはんだ球は、３００℃以上でないと結合さ
れず、最大の温度がこの処理に用いられている。この熱
処理過程の間、はんだ球の処理のために、外部から添加
されるフラックスは用いられていない。

【００３６】ここではある特定の実施例が描写されてい
るが、本発明はここでの描写に制限されるものではな
い。それよりむしろ、請求の範囲を解釈するのに、本発
明の今ぷんから外れることのない範囲で、さまざまな改
良を含む余地がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】はんだ球の断面図であり、(Ａ)は全体的にバル
ク混合比が均質であるはんだ塊を示し、(Ｂ)は、フッ素
のようなハロゲンの環境下でイオンを照射した結果、表
面層が加工されたものを示している。

【図２】本発明で使用されるイオン・ガン装置を例示的
に示したものである。

【図３】本発明で用いられる別のイオン・ガンの実施例
である。

【図４】本発明ではんだ球を処理するために用いられる
反応性イオンエッチング装置の例示である。

【符号の説明】

３１金属接続パッド３２合金はんだ３２' プロセスコントロールはんだ３３開口部３４マスク４０はんだ塊４２、４４表面層４２' 表面フィルム１０スパッタリング装置１２真空チャンバ１４ホルダ１６基板１８、１８' イオン・ガン１９ヘッド２０真空ポンプ２２真空ホース２４真空ゲージ２６ガスチューブ３０、３０' イオンビーム５０反応性イオンエッチング装置５２真空チャンバ５４電極５６接地シールド５８結合コンデンサ６０無線周波数（ＲＦ）源６２ガス挿入口６３チャンバ排出口６４接地６６基板６８はんだ球７０プラズマ７２イオン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０５Ｋ 3/34 ５１２Ｈ０５Ｋ 3/34 ５１２Ｃ (72)発明者ルイス・ジェイ・マチエンゾ 1211 カファーティヒルロード、エンディコット、ニューヨーク 13760

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の金属と第２の金属との組成比を表す
所定バルク比をもつバルクはんだの接合を促進する方法
であって、前記バルクはんだを所定時間ハロゲンの存在下で、スパ
ッタリングガスの励起イオンに露出し、所望の深さを有し、前記第１の金属と前記第２の金属と
の組成比が前記バルク比よりも小さく、かつ表面部にハ
ロゲンを含む表面フィルムを有する表面層を形成するこ
とを含む方法。
【請求項２】前記ハロゲンがフッ素である請求項１の方
法。
【請求項３】前記第１の金属が鉛であり、前記第２の金
属がスズである請求項１の方法。
【請求項４】前記バルク比が少なくとも約９０％の鉛を
含む請求項３の方法。
【請求項５】前記バルク比が約９７％の鉛を含む請求項
４の方法。
【請求項６】前記スパッタリングガスへの露出が、ハロ
ゲンを含む雰囲気の中で行われる請求項１の方法。
【請求項７】前記スパッタリングガスが貴ガスである請
求項６の方法。
【請求項８】前記スパッタリングガスがハロゲンガスで
ある請求項１の方法。
【請求項９】前記スパッタリングガスがハロゲンを含む
プラズマである請求項８の方法。
【請求項１０】前記スパッタリングガスがフッ素である
請求項８の方法。
【請求項１１】前記スパッタリングガスがフッ素を含む
プラズマである請求項１０の方法。
【請求項１２】前記フッ素を含むプラズマへの露出を反
応性イオンエッチング装置の中で行う請求項１１の方
法。
【請求項１３】前記はんだを前記励起イオン露出し、前
記表面層を形成した後に、外部添加のフラックスを用い
ずにはんだを結合させるステップを含む請求項１の方
法。
【請求項１４】前記結合させるステップが、約３００℃
よりも低い温度で行われる請求項１３の方法。
【請求項１５】前記結合させるステップが、約１８０℃
の温度で行われる請求項１４の方法。
【請求項１６】はんだ付け用の鉛富化バルクはんだの塊
を用いる方法であって、前記バルクはんだを反応性イオンエッチング装置の電極
上にのせ、前記バルクはんだをハロゲン含有プラズマに
露出することを含む方法。
【請求項１７】外部添加のフラックスなしで、前記はん
だをはんだ付けすることを含む請求項１６の方法。
【請求項１８】前記ハロゲンを含むプラズマがフッ素を
含むプラズマである請求項１６の方法。
【請求項１９】はんだ付け用の鉛富化の鉛−スズ・バル
クはんだ塊を用いる方法であって、（a)前記バルクはん
だを反応性イオンエッチング装置の電極上におくステッ
プと、（b)前記はんだをフッ素含有プラズマに露出する
ステップと、(c)外部添加のフラックスなしで前記はん
だをはんだ付けするステップとを有する方法。