低α（アルファ）線材料

低α線とは、主に半導体素子の誤作動（ソフトエラー）を防ぐ目的で、α線の放出量を極限まで低く抑えた材料や製品を指す言葉です。

特に、集積度が高く、低電圧で動作する最新の高性能半導体パッケージ（フリップチップ、BGAなど）の材料として不可欠な特性となっています。

1. ⚛️ 低α（アルファ）線が必要な理由：ソフトエラー

ソフトエラーとは

半導体素子、特にメモリチップなどの記憶素子に、外部から放射線が侵入し、その衝撃でデータが一時的に書き換えられたり、誤動作したりする現象をソフトエラーと呼びます。これは破壊的なエラー（ハードエラー）とは異なり、電源を入れ直したりデータを書き直したりすれば回復します。

低α（アルファ）線の影響

ソフトエラーを引き起こす放射線には、宇宙線や中性子線などがありますが、特に半導体パッケージ内部で問題となるのが**低α線**です。

1. 低α線の放出源: はんだや封止材などの電子材料の主成分（例：スズ（Sn）、アルミナ、樹脂など）には、天然に含まれる微量の放射性同位体（主に鉛（Pb）やウラン、トリウムなどの崩壊系列の元素）が含まれています。

2. 電離作用: これらの放射性同位体が崩壊する際に放出される低α線は、**線エネルギー付与（LET）が高い放射線であり、半導体チップのシリコン内部に入射すると、大量の電子-正孔ペア**を生成します。

3. 誤動作: 生成された電荷がメモリセルのノード（記憶点）に流れ込むと、わずかな電荷でデータを記憶しているセルの電荷状態を反転させ、ソフトエラー（データ化け）を引き起こします。

半導体の高集積化と低動作電圧化が進むほど、セルが保持する電荷量が少なくなり、α線一本による影響を受けやすくなるため、材料の低α線化が決定的に重要になります。

2. 🧪 低α線材料の具体例

低α線材料を開発するには、原料に含まれる放射性元素（特に鉛など）を極限まで除去する、高度な金属精製技術や高純度化技術が必要です。

① 低α線はんだ

最も代表的な低α線材料です。半導体チップと基板を接続するフリップチップ接続のバンプ電極や、パッケージ実装用のはんだとして使用されます。

• 目標値: 一般的なはんだのα線量が数 cph/cm²（count per hour per square centimeter）程度であるのに対し、低α線はんだでは**0.002 cph/cm²以下**、またはそれ以下の**0.001cph/cm²クラス**の超低α線グレードが開発・供給されています。

• 素材: 高純度なスズ（Sn）を独自技術で精製し、α線放射元素を削減しています。

② 低α線めっき液・アノード

バンプ電極を形成するめっきプロセスで使用される材料も、低α線化が進められています。

③ 低α線基板材料・封止材

プリント基板の材料（例：石英ガラス繊維基板）や、チップを保護する封止材（樹脂、アルミナなど）についても、含まれる不純物の管理を通じて低α線化の要求が高まっています。

低α線材料は、今日の高性能MPU（マイクロプロセッサ）やSRAM（高速メモリ）などの信頼性を支える、電子材料における重要なキーテクノロジーです。