[发明专利]银包覆球及其制造方法

说明书

(本申请是申请日为2006年5月23日、申请号为200680000923.0(PCT/JP2006/310227)、发明名称为“银包覆球及其制造方法”的专利申请的分案申请。)

技术领域

本发明涉及银包覆球，具体涉及用含有平均粒径为1nm以上50nm以下的银超微粒子的包覆层覆盖核的表面的银包覆球。

背景技术

焊料包覆球主要用于连接电气、电子设备的部件。具体而言，焊料包覆球可用于例如部件周围具有导线端子的QFP(Quard FlatpackPackage：四周扁平封装)、较小型的可多引脚化的BGA(Ball Grid Array：球栅阵列)以及CSP(Chip size package：晶片尺寸封装)等半导体封装的输入输出端子。

图10(a)和(b)是使用焊料包覆球的BGA的立体图和截面图。如图10(a)和(b)所示，BGA是在LSI芯片的下面隔着互连基板(interposer)62与银包覆球50接合的LSI封装。银包覆球50是在互连基板62的一面排列成网格状的封装的输入输出端子。银包覆球50构成为在例如直径为0.1～1.0mm左右的金属制的微小球表面设有含铅(Pb)焊料层。

近年，为应对环境问题，含铅焊料逐渐被无铅焊料(Pb free焊料)代替。鉴于这种情况，本申请人公开了由不含铅的锡-银(Sn-Ag)系焊料层包覆表面，抑制加热熔融时产生空穴的焊料包覆球(专利文献1和专利文献2)。

另一方面，根据软钎焊温度，焊料大致分为中低温焊料(熔融温度：约150℃～约250℃)和高温焊料(熔融温度：约250℃～约300℃)。中低温焊料主要在将电子部件连接在印刷基板等上时使用，高温焊料主要在连接电子部件的内部配线等时使用。

上述Sn-Ag系焊料层的熔点约为216℃，具有该焊料层的焊料包覆球适用于中低温度区域的软钎焊。然而，Sn-Ag系焊料层在约250℃～约300℃的高温区域会再熔融，导致球变形等，以致不能用于高温区域的软钎焊。因此，人们热切期望可适用于高温焊料的无铅焊料包覆球。

另一方面，已知金属的纳米粒子(粒径为几nm～几百nm的超微粒子)显示出与松散(bulk)状态完全不同的物性。例如，已知银纳米粒子与松散状态的银相比，可以在低得多的温度下烧结。关于银纳米粒子，在专利文献3的实施例栏中，公开了含有平均粒径约为32nm的银纳米粒子的银胶体有机溶胶的制造方法。

专利文献1：日本特开2004-114123号公报

专利文献2：日本特开2004-128262号公报

专利文献3：日本特开2003-159525号公报

发明内容

本发明人对将银纳米粒子用作焊料包覆球的高温焊料材料进行研究。

本发明的主要目的在于提供具有银纳米粒子包覆层的银包覆球及其制造方法。

本发明的银包覆球具有球状的核和以包围上述核的方式设置的含有银超微粒子的包覆层，上述包覆层中含有的银超微粒子的平均粒径为1nm以上50nm以下。

在优选实施方式中，上述银包覆球中含有的碳的比率为0.01质量％以上1质量％以下。

在优选实施方式中，上述包覆层的厚度为0.1μm以上50μm以下。

在优选实施方式中，上述核由铜或树脂形成。

在优选实施方式中，上述核的平均粒径为0.05mm以上1.5mm以下。

本发明的银包覆球的制造方法包括：准备球状的核、含有银超微粒子和溶剂的分散液的工序；在上述核的表面形成上述分散液的膜的工序；从上述分散液的膜除去上述分散液中含有的上述溶剂，在上述核的表面形成含有上述银超微粒子的包覆层的工序，上述银超微粒子的平均粒径为1nm以上50nm以下，其中，上述溶剂含有非极性烃溶剂，上述银超微粒子与上述溶剂的质量比率为40质量％～85质量％∶15质量％～60质量％。

在优选实施方式中，在上述核的表面形成上述分散液的膜的工序包括将上述核浸渍在上述分散液中的工序。

在优选实施方式中，形成含有上述银超微粒子的包覆层的工序包括：向斜面供给形成有上述分散液的膜的上述球的工序；和使上述球在上述斜面上滚动的工序。

在优选实施方式中，上述溶剂含有沸点约超过100℃的溶剂和沸点约为100℃以下的溶剂。

在优选实施方式中，上述非极性烃溶剂含有二甲苯。

发明效果