[发明专利]异种电极接合用层叠软钎料以及电子部件的异种电极的接合方法

说明书

在将具有实施了Ni/Au镀覆或Ag‑Pd合金镀覆的电极的封装体软钎焊到具有Cu电极或实施了Cu镀覆的电极的印刷基板上时，通过将作为Sn‑Ag‑Cu系软钎料或Sn‑Sb系软钎料、与Sn‑Ag‑Cu‑Ni系软钎料或Sn‑Pb系软钎料的接合材料的异种电极接合用层叠软钎料进行加热以及冷却，从而在异种电极接合用层叠软钎料的内部形成固相扩散层，并且通过在Sn‑Ag‑Cu系软钎料或Sn‑Pb系软钎料与Cu电极接触、且Sn‑Ag‑Cu‑Ni系软钎料或Sn‑Cu系软钎料与实施了Ni/Au镀覆或Ag‑Pd合金镀覆的电极接触的状态下，将实施了Ni/Au镀覆或Ag‑Pd合金镀覆的电极与Cu电极或实施了Cu镀覆的电极进行软钎焊，从而抑制在接合界面形成金属间化合物而以高接合可靠性进行软钎焊。

技术领域

本发明涉及异种电极接合用层叠软钎料以及电子部件的异种电极的接合方法。

背景技术

为了应对手机、数码相机等电子设备进一步小型化、高功能化，一直以来广泛地进行了通过使用焊球、焊膏在封装体的元件面形成凸块(突起电极)，其后在印刷基板上进行回流焊处理来将封装体接合于印刷基板。

封装体的电极中使用的镀覆组成、印刷基板的电极中使用的镀覆组成是在考虑设计上的理由、成本方面后而决定的。因此，封装体的电极中使用的镀覆组成、与印刷基板的电极中使用的镀覆组成有不同的情况。例如，有使用目前作为无Pb软钎料通常使用的Sn-Ag-Cu系合金(作为一例，有Sn/Ag3.0/Cu0.5，以下简记为“SAC合金”)将具有实施了Ni/Au镀覆的封装体、与具有Cu电极或实施了Cu镀覆的电极(以下简称为“Cu电极”)的印刷基板进行接合的情况；有使用SAC合金将具有实施了Ag-Pd合金镀覆的电极的封装体、与具有Cu电极的印刷基板进行接合的情况。作为除了这些之外的镀覆组成，还已知有Ag、Ni、Ni-P。

已知有软钎料合金的组成、焊剂、以及软钎焊条件等各自最佳化是目前作为用于提高软钎焊性、接合强度的方法。此外，还已知有考虑软钎焊的电极的镀覆组成的方法。专利文献1以及专利文献2中公开有考虑电极的镀覆组成、特别是实施了Ni化学镀覆的电极的发明。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000-015479号公报

专利文献2：日本特表2006-131979号公报

发明内容

发明要解决的问题

将由异种材料形成的两个电极进行软钎焊时，有在熔融时的软钎料内产生流动，一个电极的镀覆的元素向另一个电极侧移动/扩散，且金属间化合物形成于接合界面的情况。

一般来说，存在源于接合界面中的金属间化合物的种类增加，接合强度、耐热循环特性变差的倾向。此外，如上述那样伴随电子设备的进一步小型化，电子部件的电极也逐渐小型化/小面积化。因此，若小型化/小面积化的电极的接合界面中的金属间化合物的种类多，则例如意外将电子设备掉落时，因冲击载荷引起电极的接合断裂而产生电子设备的功能丧失这样的重大问题。因此，理想的是，形成于电极的接合界面的金属间化合物的种类较少，且以不增加金属间化合物的种类的方式进行控制是重要的技术课题。以下，对金属间化合物的形成例进行说明。

例如，要用SAC合金将具有实施了Ni/Au镀覆的电极的封装体、与具有Cu电极的印刷基板进行接合时，在Ni/Au镀覆膜与SAC合金的界面形成Ni-Sn的金属间化合物。然而，在与印刷基板接合时，Cu从印刷基板的Cu电极扩散至封装体侧，且也形成作为Ni-Sn-Cu的金属间化合物的(Cu、Ni)₆Sn₅。