はんだボールとは

Solder Ball

最終更新:2026-10-03・はんだ材料(はんだボール・ペースト)・ウェハレベルパッケージング|用語集のExcel・PDF版をダウンロード

はんだボールとは?

はんだボールとは、BGAやCSPなどのパッケージ裏面に格子状に取り付ける球状のはんだで、基板への実装時の外部端子になります。直径は0.76mm程度から0.25mm前後が中心で、ボールマウンタで搭載してリフローで接合します。材料はSAC305などの鉛フリーはんだで、接合部の熱疲労や落下衝撃への強さが信頼性の鍵です。

定義・解説

はんだボールとは、BGA(ボールグリッドアレイ)やCSPなどのパッケージの裏面に格子状に並べて取り付ける、球状の小さなはんだのことです。パッケージをプリント基板に実装するときの外部端子(電極)になり、リフローで溶かして基板のパッドと接合します。直径は、端子の間隔(ピッチ)1.27mmのBGAで使われる0.76mm程度から、0.4mmピッチのウェハレベルCSPで使われる0.25mm前後まであり、フリップチップのバンプ形成には直径100μm以下の微小ボールも使われます。

パッケージにはんだボールを付ける工程をボールマウント(ボール搭載)と呼びます。パッケージ基板の電極にフラックスを塗り、ボールマウンタでボールを吸着したり、穴の開いたマスクに振り込んだりして一括で並べ、リフロー炉で溶かして電極に接合します。その後、洗浄と外観検査で、ボールの欠落、直径、高さのそろい具合(コプラナリティ)を確認します。ボールは鉛フリーはんだのSAC305などで作られ、真球度と直径の精度(数μm以内)、表面の酸化の少なさが品質を左右します。接合後の高さを確保するために、銅の芯をはんだで覆った銅コアボールも使われます。

はんだボールの接合部は、パッケージと基板の熱膨張の差によって温度が変わるたびにひずみを受け、繰り返しで疲労して割れることがあります。そのため温度サイクル試験で寿命を評価し、スマートフォンなどでは落下衝撃試験も行います。大型のパッケージでは、アンダーフィル樹脂で接合部を補強します。接合部はパッケージの下に隠れて見えないため、ボイドや未接合はX線で検査します。なお、表面実装の工程で飛び散ってできる小さなはんだの粒(はんだボール不良)も同じ名前で呼ばれます。

よくある質問(FAQ)

はんだボールとバンプの違いは何ですか?▾
はんだボールは主にパッケージの裏面に付けて、パッケージとプリント基板をつなぐ直径0.2〜0.8mm程度の端子です。バンプはチップの電極の上に形成して、チップとパッケージ基板をつなぐ直径数十〜100μm程度の突起電極で、はんだのほか銅ピラーや金も使われます。
はんだボールの接合部はなぜ壊れることがあるのですか?▾
パッケージとプリント基板は熱膨張係数が違うため、温度が上下するたびに接合部にひずみがかかり、繰り返しで疲労亀裂が進むためです。落下などの衝撃でも割れることがあり、温度サイクル試験や落下試験で評価し、必要に応じてアンダーフィルで補強します。

設備の製造メーカー

千住金属工業日本

はんだ材料の国内最大手メーカー。鉛フリーはんだ・フラックス・BGAはんだボールなど、半導体パッケージング全般で…

日鉄マイクロメタル日本

1987年創業のボンディングワイヤ専業メーカー。半導体パッケージの配線に使うボンディングワイヤとマイクロボール…

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