[发明专利]芯材料和半导体封装体和凸块电极的形成方法

说明书

提供芯材料和半导体封装体和凸块电极的形成方法。该芯材料是将包含Sn和Bi的(Sn‑Bi)系软钎料合金在芯(12)的表面形成镀覆膜而得到的芯材料，其是软钎料镀覆层(16)中的Bi以规定范围的浓度比分布在软钎料镀覆层中的芯材料，是以Bi的浓度比在91.7～106.7％的规定范围内分布于软钎料镀覆层中的芯材料。软钎料镀覆层中的Bi是均匀的。因此，不会发生如下的情况：内周侧比外周侧更早发生熔融，在内周侧与外周侧产生体积膨胀差，使芯材料被弹飞。另外，软钎料镀覆层整体大致均匀地熔融，因此不会发生被认为是因熔融时机参差不齐而发生的芯材料的位置偏移，因此不存在伴随位置偏移等的电极间短路等担心。

技术领域

本发明涉及芯材料、具有使用了该芯材料的软钎料凸块的半导体封装体和凸块电极的形成方法。

背景技术

近年来，随着小型信息设备的发展，搭载的电子部件开始急速的小型化。电子部件为了应对由于小型化的要求而进行的连接端子的狭窄化、安装面积的缩小化而应用了在背面配置有电极的球栅阵列(BGA)。

应用了BGA的电子部件中，例如有半导体封装体。半导体封装体是用树脂密封具有电极的半导体芯片而构成的。半导体芯片的电极上形成有软钎料凸块。软钎料凸块通过将软钎料球接合于半导体芯片的电极而形成。应用了BGA的半导体封装体通过将加热熔融的软钎料凸块与印刷基板的导电性焊盘接合而搭载于印刷基板。近年来，为了应对进一步的高密度安装的要求，也开发了半导体封装体沿高度方向堆叠而成的三维高密度安装。

进行了三维高密度安装的半导体封装体为BGA，在半导体芯片的电极上载置软钎料球并进行了回流焊处理时，有时因半导体封装体的自重而使软钎料球被压碎。若发生这种状况，则存在如下的担心：软钎料从电极挤出，电极间彼此接触，发生电极间短路。

为了防止这种短路事故，提出了作为软钎料球不会因自重而被压碎或在软钎料熔融时变形的软钎料凸块。具体而言，提出了：使用由金属、树脂成型而成的球作为芯，将用软钎料覆盖该芯而得到的芯材料用作软钎料凸块。

作为覆盖芯的软钎料镀覆层，往往使用以Sn作为主成分的无铅软钎料。作为适宜例，可列举出包含Sn和Bi的Sn系软钎料合金(参照专利文献1和专利文献2)。

专利文献1中公开的芯材料如下得到：使用Cu球作为金属，将其作为芯而在其表面将包含Sn和Bi的Sn系软钎料合金形成为软钎料镀覆层。含有Bi的Sn系软钎料合金由于熔融温度为130～140℃这样较低的温度，因此出于对半导体封装体施加的热应力少等理由而用作镀覆组成。

专利文献1中，以软钎料镀覆层中所含的Bi的含量在内侧(内周侧)低并朝向外侧(外周侧)变高那样的浓度梯度进行了镀覆处理。

专利文献2也出于与专利文献1同样的理由而公开了：使用Cu球作为芯，在其上将包含Sn和Bi的Sn系软钎料合金形成镀覆膜而得到的软钎料凸块。专利文献2中以软钎料镀覆层中所含的Bi的含量在内侧(内周侧)高并向着外侧(外周侧)变低那样的浓度梯度进行了镀覆处理。

专利文献2的技术为与专利文献1完全相反的浓度梯度。认为这是因为，专利文献2的浓度控制比专利文献1的情况简单，容易制造。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-44718号公报

专利文献2：日本特许第5367924号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，将包含Sn和Bi的Sn系软钎料合金在Cu球的表面形成镀覆膜而得到的芯材料载置在半导体芯片的电极上并进行回流焊处理时，专利文献1和2中会发生如下的问题。