[發明專利]軟釬料材料、焊料接頭及軟釬料材料的制造方法

有效

• 申請號: 201480080357.3
• 申請日: 2014-08-29
• 公開（公告）號: CN106536124B
• 公開（公告）日: 2018-03-20
• 發明（設計）人: 川崎浩由;六本木貴弘;相馬大輔;佐藤勇;川又勇司
• 申請（專利權）人: 千住金屬工業株式會社
• 主分類號: B23K35/26
• 分類號: B23K35/26;B22F1/00;B22F1/02
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙)11277
• 代理人: 劉新宇,李茂家

技術領域

本發明涉及以Sn為主要成分的軟釬料材料、焊料接頭及軟釬料材料的制造方法。

背景技術

近年來，由于小型信息設備的發達，所搭載的電子部件正在迅速小型化。電子部件根據小型化的要求，為了應對連接端子的窄小化、安裝面積的縮小化，正在應用在背面設置有電極的球柵陣列封裝(以下稱為“BGA”)。

在利用BGA的電子部件中，例如有半導體封裝體。在半導體封裝體中，具有電極的半導體芯片被樹脂密封。半導體芯片的電極上形成有焊料凸塊。該焊料凸塊通過將焊料球接合于半導體芯片的電極而形成。利用BGA的半導體封裝體以各焊料凸塊與印刷基板的導電性焊盤接觸的方式放置在印刷基板上，利用加熱而熔融了的焊料凸塊與焊盤接合，從而搭載于印刷基板。

另外，為了使焊料球接合于電極，需要抑制焊料球的表面形成金屬氧化膜。另外，在焊料球與助焊劑混合而用作焊膏時，需要抑制保存時的粘度上升。

在此，焊料球表面所形成的氧化膜的膜厚與黃色度存在比例關系。

因此，提出了如下技術：使用黃色度為規定值以下、即氧化膜為規定值以下的焊料球，通過加熱破壞氧化膜，從而使其可以接合(例如，參見專利文獻1)。該專利文獻1中公開的是，首先，挑選制造后表面的黃化度成為10以下的焊料球，并嚴格管理保存狀態，由此防止焊料球表面的黃化，即，抑制焊料球表面的SnO氧化膜的生長，同時在用該焊料球形成的焊料凸塊的表面形成SnO氧化膜及SnO₂氧化膜。

另外，提出了在焊料球的表面形成規定值的氧化膜，從而可以抑制粘度上升的技術(例如，參見專利文獻2)。該專利文獻2中公開的是，通過在焊料顆粒表面形成由SnO或以SnO₂為主要成分的氧化錫構成的氧化覆膜，可以抑制與助焊劑混合/攪拌而制造的焊料膏制作后的粘度經時上升。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1:日本特開2009-248156號公報

專利文獻2:日本專利第4084657號公報

發明內容

發明要解決的問題

對于以Sn為主要成分的焊料球而言，Sn與空氣中的O₂發生反應而形成SnO膜。如果該膜厚增加，則軟釬焊時難以用助焊劑去除，如果焊料球的表面殘留有氧化膜，則潤濕性變差。另外，如果氧化膜厚增加，則黃色度上升。有時利用黃色度作為焊料球的外觀檢査，如果不能抑制氧化膜厚的增加，則焊料球被判斷為不適用的可能性變高。

在專利文獻1中，通過嚴格管理保存狀態，可抑制焊料球表面的SnO氧化膜生長。另外，專利文獻1中，著眼于作為晶質的SnO₂氧化膜因伴隨焊料球的熔融的內部變形而容易破損，從而使軟釬料與電極端子的接合性提高，但除了保存狀態的管理以外，完全沒有公開利用氧化膜的組成抑制氧化膜生長的內容。進而，關于專利文獻2，完全沒有公開抑制SnO氧化膜生長的內容。

因此，本發明的目的在于，提供可以抑制氧化膜生長、從而保存性及潤濕性良好的軟釬料材料、焊料接頭及軟釬料材料的制造方法。

用于解決問題的方案

本發明人等發現，通過用具有SnO及SnO₂的覆蓋層覆蓋以Sn為主要成分的軟釬料層，可以抑制氧化膜生長。需要說明的是，所謂具有SnO及SnO₂的覆蓋層，是指由以SnO為主要成分的氧化錫構成的氧化覆膜層、及由以SnO₂為主要成分的氧化錫構成的氧化覆膜層。在以下的說明中也是同樣的。

因此，本發明的第1方面是一種軟釬料材料，具備：軟釬料層，其包含由Sn含量為40％以上的合金構成的金屬材料或Sn含量為100％的金屬材料；和覆蓋軟釬料層的表面的覆蓋層，該軟釬料材料為直徑1～1000μm的球體，

覆蓋層在軟釬料層的外側形成SnO膜，且在SnO膜的外側形成SnO₂膜，覆蓋層的厚度大于0nm且為4.5nm以下。

本發明的第2方面如第1方面所述的軟釬料材料，其在L*a*b*色度體系中的黃色度為5.7以下。

本發明的第3方面是一種軟釬料材料，具備：軟釬料層，其包含由Sn含量為40％以上的合金構成的金屬材料或Sn含量為100％的金屬材料；和覆蓋軟釬料層的表面的覆蓋層，該軟釬料材料為直徑1～1000μm的球體，