[发明专利]软钎焊材料、焊膏、成形焊料、钎焊接头以及软钎焊材料的管理方法

说明书

提供在软钎料熔融前以一定值以下管理氧化膜厚、且在软钎料熔融时及熔融后具有耐氧化性的软钎焊材料。Cu芯球(1A)具备在半导体封装体与印刷基板之间确保间隔的Cu球(2A)、和覆盖Cu球(2A)的软钎料层(3A)。软钎料层(3A)由Sn或将Sn作为主要成分的软钎料合金构成。Cu芯球(1A)在L*a*b*色度体系中的亮度为65以上，且在L*a*b*色度体系中的黄色度为7.0以下，更优选的是，亮度为70以上，且黄色度为5.1以下。

技术领域

本发明涉及软钎焊材料、焊膏、成形焊料、钎焊接头以及软钎焊材料的管理方法。

背景技术

近年来，由于小型信息设备的发达，所搭载的电子部件正在迅速小型化。电子部件根据小型化的要求，为了应对连接端子的窄小化、安装面积的缩小化，正在应用在背面设置有电极的球栅阵列封装(以下，称为“BGA”。)。

在利用BGA的电子部件中，例如有半导体封装体。在半导体封装体中，具有电极的半导体芯片被树脂密封而构成。半导体芯片的电极上形成有焊料凸块。焊料凸块通过将焊料球接合于半导体芯片的电极而形成。利用BGA的半导体封装体利用加热而熔融了的焊料凸块与印刷基板的导电性焊盘接合，从而搭载于印刷基板。近年来，为了应对进一步的高密度安装的要求，开发了将半导体封装体沿高度方向堆叠而成的三维高密度安装。

然而，在进行了三维高密度安装的半导体封装体中应用BGA时，由于半导体封装体的自重，焊料球有时被压碎。如果发生这种情况，则也可认为软钎料自电极溢出，电极间连接，从而发生短路。

因此，研究了使用焊膏将Cu芯球电接合在电子部件的电极上的焊料凸块。Cu芯球具备成为芯的Cu球、和覆盖Cu球的表面的软钎料层。关于使用Cu芯球而形成的焊料凸块，在将电子部件安装于印刷基板时，即使半导体封装体的重量施加于焊料凸块，也能够利用在软钎料的熔点下不熔融的Cu球支撑半导体封装体。由此，可以防止因半导体封装体的自重而使焊料凸块被压碎。

此外，将Cu芯球载置于半导体芯片的电极上进行回流焊处理时，有时因回流焊处理时的加热而在Cu芯球的软钎料表面形成氧化膜。因该氧化膜的影响，造成软钎料与电极焊盘之间的润湿不良等，其结果，有如下问题：产生Cu芯球的安装不良，半导体封装体的生产率、成品率大幅度降低。因此，在Cu芯球的熔融时及熔融后，要求耐氧化性。

另外，有时在制作Cu芯球后也有因保存环境的温度、湿度而产生Cu芯球的氧化膜的问题。将形成有氧化膜的Cu芯球安装于半导体封装体的电极上后进行回流焊处理时，同样地有如下问题：会发生软钎料的润湿不良，构成Cu芯球的软钎料不会润湿扩散至电极整体，而成为电极露出的状态，或者因Cu芯球对于电极的位置偏移等使Cu芯球产生安装不良。因此，在制作Cu芯球后的氧化膜厚的管理也成为重要的问题。

例如，专利文献1中记载了如下技术：以质量计由0～4.0％的Ag、0～1.0％的Cu、余量为Sn以及不可避免的杂质形成的焊料球中，通过使表面的黄色度(b*值)为10以下，将形成于焊料球的表面的Sn氧化膜厚控制在一定值以下。专利文献2中记载了如下技术：通过在软钎料合金中含有0.2％以下的Ge，优先在熔融了的软钎料表面形成Ge的氧化膜而抑制Sn的氧化。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-248156号公报

专利文献2：日本特开2005-334955号公报

发明内容

发明要解决的问题