[發(fā)明專利]芯球、焊膏、成形焊料、助焊劑涂布芯球以及焊料接頭

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510058686.4
• 申請日: 2015-02-04
• 公開（公告）號: CN104816105A
• 公開（公告）日: 2015-08-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 川崎浩由;近藤茂喜;池田篤史;六本木貴弘;相馬大輔;佐藤勇
• 申請（專利權(quán)）人: 千住金屬工業(yè)株式會社
• 主分類號: B23K35/30
• 分類號: B23K35/30;B23K35/14
• 代理公司: 北京林達劉知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;李茂家

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及實現(xiàn)了接合溫度的低溫化的α射線量少的芯球、焊膏、成形焊料(formed?solder；成形為規(guī)定形狀的焊料)、助焊劑涂布芯球以及焊料接頭。

背景技術(shù)

近年來，由于小型信息設(shè)備的發(fā)達，所搭載的電子部件的急速的小型化正在進行。電子部件根據(jù)小型化的要求，為了應(yīng)對連接端子的狹窄化、安裝面積的縮小化，采用了將電極設(shè)置于背面的球柵陣列封裝(以下稱為“BGA”)。

對于在半導(dǎo)體封裝體中應(yīng)用BGA而得到的電子部件，具備電極的半導(dǎo)體芯片被樹脂密封，而且在半導(dǎo)體芯片的電極上形成有焊料凸塊。焊料凸塊是將焊料球接合于半導(dǎo)體芯片的電極而成的，通過與印刷電路板的導(dǎo)電性焊盤接合將半導(dǎo)體芯片安裝于印刷電路板。

近年來，為了應(yīng)對進一步的高密度安裝的要求，研究了半導(dǎo)體封裝體在高度方向上堆疊的三維的高密度安裝。

在進行了三維高密度安裝的半導(dǎo)體封裝體中應(yīng)用BGA時，由于半導(dǎo)體封裝體的自重，焊料球有時被壓碎。還可以想到的是，發(fā)生這樣的情況時，焊料從電極露出，會發(fā)生電極間的短路(short)。

為了消除這樣的問題，研究了采用硬度高于焊料球的球。作為硬度高的球，研究了使用Cu球、Cu芯球的焊料凸塊。Cu芯球是指在Cu球的表面形成有焊料覆膜(焊料鍍覆膜)的球。

Cu球、Cu芯球由于在焊料的熔點下不熔融，所以即使半導(dǎo)體封裝體的重量施加于焊料凸塊，安裝處理時焊料凸塊也不會被壓碎，因此可以可靠地支撐半導(dǎo)體封裝體。作為Cu球等的相關(guān)技術(shù)，例如可以舉出專利文獻1。

然而，電子部件的小型化雖然使高密度安裝成為可能，但高密度安裝會引起軟錯誤(soft?error)之類的問題。軟錯誤是指存在α射線進入半導(dǎo)體集成電路(IC電路)的存儲單元中而改寫存儲內(nèi)容的可能性。

認(rèn)為α射線是通過焊料合金中的U、Th、Po等放射性元素、Pb、Bi等中所含的放射性同位素經(jīng)過β衰變并進行α衰變而放射的。

近年來，正在進行降低了放射性元素的含量的低α射線的焊料材料的開發(fā)。作為相關(guān)文獻，例如可以舉出專利文獻2。

專利文獻3中公開了如下的技術(shù)：作為利用鍍層覆蓋焊料球的表面而成的芯球，通過利用Sn-Bi合金構(gòu)成鍍層，從而進行熔點的低溫化，使低溫下的回流焊成為可能。進而，專利文獻4中公開了將作為焊料材料使用的Bi的α射線量抑制至0.0100cph/cm²以下的技術(shù)。專利文獻5中公開了實現(xiàn)接合強度和熔點的低溫化的技術(shù)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：國際公開第95/24113號

專利文獻2：日本特許第4472752號公報

專利文獻3：國際公開2013-14166號

專利文獻4：日本特開2013-185214號公報

專利文獻5：日本特開2007-46087號公報

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的問題

專利文獻1中記載了球形度高的Cu球、Cu芯球。然而，專利文獻1中完全沒有考慮到降低Cu芯球的α射線量這樣的課題。

該文獻中，關(guān)于構(gòu)成焊料覆膜的焊料合金，僅僅作為背景技術(shù)的說明而唯一公開了Pb-Sn合金。關(guān)于α射線，在Sn中作為雜質(zhì)而含有的Pb的同位素²¹⁰Pb在以²¹⁰Pb→²¹⁰Bi→²¹⁰Po→²⁰⁶Pb進行衰變的過程中，自²¹⁰Po放射α射線。

該文獻中唯一公開的Pb-Sn焊料合金由于大量含有Pb，所以認(rèn)為也含有放射性同位素²¹⁰Pb。因此，即使將該焊料合金用于Cu芯球的焊料覆膜，也不能降低α射線量。

該文獻中完全沒有公開對Cu球進行Sn鍍覆、在Cu球和電解液流動的狀態(tài)下進行電鍍的內(nèi)容。

另外，對于該文獻中記載的電解精煉，由于電解析出面不限定于單向，所以無法對Cu球這樣的微小工件形成膜厚均勻的鍍覆膜。

專利文獻2中公開了α射線量低的Sn錠的技術(shù)方案，記載了如下技術(shù)方案：不單純地進行電解精煉，而是使吸附劑懸浮于電解液中，從而吸附Pb、Bi使α射線量降低。