Ni球、Ni芯球、釬焊接頭、成形焊料、焊膏制造技術(shù)

提供即使含有一定量以上的Ni以外的雜質(zhì)元素也α射線量少且球形度高的Ni球。為了抑制軟錯誤、減少連接不良，將U的含量設(shè)為5ppb以下，將Th的含量設(shè)為5ppb以下，將純度設(shè)為99.9％以上且99.995％以下，將α射線量設(shè)為0.0200cph/cm2以下，將Pb或Bi中任一者的含量、或者Pb和Bi的總含量設(shè)為1ppm以上，將球形度設(shè)為0.90以上。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及α射線量少的Ni球、用軟釬料鍍層覆蓋Ni球而成的Ni芯球、使用Ni球或者Ni芯球的釬焊接頭、使用Ni球或者Ni芯球的成形焊料、使用Ni球或者Ni芯球的焊膏。
技術(shù)介紹
近年來，由于小型信息設(shè)備的發(fā)達(dá)，所搭載的電子部件正在迅速小型化。電子部件根據(jù)小型化的要求，為了應(yīng)對連接端子的窄小化、安裝面積的縮小化，正在應(yīng)用在背面設(shè)置有電極的球柵陣列封裝(以下稱為“BGA”)。利用BGA的電子部件中，例如有半導(dǎo)體封裝體。半導(dǎo)體封裝體中，具有電極的半導(dǎo)體芯片被樹脂密封。半導(dǎo)體芯片的電極上形成有焊料凸塊。該焊料凸塊通過將焊料球接合于半導(dǎo)體芯片的電極而形成。利用BGA的半導(dǎo)體封裝體以各焊料凸塊與印刷基板的導(dǎo)電性焊盤接觸的方式放置在印刷基板上，利用加熱而熔融了的焊料凸塊與焊盤接合，從而搭載于印刷基板。另外，為了應(yīng)對進(jìn)一步的高密度安裝的要求，正在研究將半導(dǎo)體封裝體沿高度方向堆疊而成的三維高密度安裝。但是，在進(jìn)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，焊料球被壓碎，電極間會發(fā)生連接短路。這在進(jìn)行高密度安裝上成為障礙。所以，研究了利用由Ni等比軟釬料的熔點(diǎn)高的金屬形成的微小直徑的球的焊料凸塊。關(guān)于具有Ni球等的焊料凸塊，在將電子部件安裝于印刷基板時，即使半導(dǎo)體封裝體的重量施加于焊料凸塊，也能夠利用在焊料的熔點(diǎn)下不熔融的Ni球支撐半導(dǎo)體封裝體。因此，不會因半導(dǎo)體封裝體的自重而使焊料凸塊被壓碎。作為相關(guān)技術(shù)，例如可列舉出專利文獻(xiàn)1。此外，電子部件的小型化使高密度安裝成為可能，但高密度安裝會引起軟錯誤的問題。軟錯誤是指存在α射線進(jìn)入到半導(dǎo)體集成電路(以下稱為“IC”)的存儲單元中從而改寫存儲內(nèi)容的可能性。α射線被認(rèn)為是通過軟釬料合金中的U、Th、210Po等放射性同位素發(fā)生α衰變而放射的。所以，近年來，進(jìn)行了減少放射性同位素的含量的低α射線的軟釬料材料的開發(fā)。因此，如專利文獻(xiàn)1所述那樣的軟釬料中所含的Ni球也要求減少由高密度安裝所產(chǎn)生的軟錯誤。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1：日本特開平11-261210號公報(bào)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
專利技術(shù)要解決的問題然而，迄今為止，完全沒有考慮到Ni球的α射線。因此，以下的問題尚未得到解決：在Ni球的釬焊接合后，伴隨來自Ni球的放射性元素的擴(kuò)散而釋放α射線，自Ni球放射出的α射線進(jìn)入到半導(dǎo)體芯片的存儲單元而產(chǎn)生軟錯誤。如此，使用Ni球的釬焊接合部也產(chǎn)生減少α射線的必要性，但關(guān)于Ni球的α射線量，包括專利文獻(xiàn)1在內(nèi)至今沒有進(jìn)行過任何研究。可以認(rèn)為這是由于以下原因：Ni球是將Ni材料加熱至1500℃以上使其熔融而制造的，因此，認(rèn)為釋放α射線的210Po等放射性同位素的含量通過揮發(fā)而充分減少，Ni的α射線不會成為軟錯誤的原因。然而，尚未證實(shí)通過以往進(jìn)行的Ni球的制造條件，Ni球的α射線會減少至不會引起軟錯誤的程度。210Po的沸點(diǎn)為962℃，也可以認(rèn)為在1500℃以上的加熱下會使其充分揮發(fā)至不會產(chǎn)生軟錯誤的程度。然而，Ni球制造時的加熱并不是以使210Po揮發(fā)作為目的，因此，在該溫度下210Po不一定充分地減少。不確定通過現(xiàn)有的Ni球的制造能否得到低α射線的Ni球。此處，也可以考慮使用純度高的Ni材料來制造Ni球，但沒有必要連對Ni球的α射線量沒有貢獻(xiàn)的元素的含量都減少。另外，隨便地使用高純度的Ni也只會導(dǎo)致成本提高。進(jìn)而，關(guān)于Ni球，若表示以何種程度接近圓球的球形度較低，則在形成焊料凸塊時，無法發(fā)揮控制焊點(diǎn)高度(stand-offheight)這樣的Ni球原本的功能。因此，會形成高度不均勻的凸塊，在安裝時產(chǎn)生問題。從以上的背景出發(fā)，期望球形度高的Ni球。本專利技術(shù)的課題在于，提供即使含有一定量以上的Ni以外的雜質(zhì)元素也α射線量少且球形度高的Ni球、用軟釬料鍍層覆蓋Ni球而成的Ni芯球、使用Ni球或者Ni芯球的釬焊接頭。用于解決問題的方案本專利技術(shù)人等發(fā)現(xiàn)，市售的Ni材料的純度為99.9～99.99％時，U、Th也減少至5ppb以下。此處，關(guān)于Ni等金屬材料的純度，將99％記作2N，將99.9％記作3N，將99.99％記作4N，將99.999％記作5N。另外，本專利技術(shù)人等注意到，軟錯誤的原因是以無法定量測定含量的程度微量殘留的210Po。而且，本專利技術(shù)人等發(fā)現(xiàn)，制造Ni球時，Ni材料被加熱處理，或熔融Ni的溫度被設(shè)定得較高，或造粒后的Ni球被加熱處理時，即使Ni球的純度為99.995％(以下，記作4N5)以下，也能夠?qū)i球的α射線量抑制至0.0200cph/cm2以下。進(jìn)而，本專利技術(shù)人等發(fā)現(xiàn)，為了提高Ni球的球形度，Ni球的純度為4N5以下，換言之，需要Ni球中含有的Ni以外的元素(以下適宜地稱為“雜質(zhì)元素”)總計(jì)含有50ppm以上，從而完成了本專利技術(shù)。此處，本專利技術(shù)如下所述。(1)一種Ni球，U的含量為5ppb以下，Th的含量為5ppb以下，純度為99.9％以上且99.995％以下，α射線量為0.0200cph/cm2以下，Pb或Bi中任一者的含量、或者Pb和Bi的總含量為1ppm以上，球形度為0.90以上。(2)根據(jù)上述(1)所述的Ni球，其α射線量為0.0020cph/cm2以下。(3)根據(jù)上述(1)或(2)所述的Ni球，其α射線量為0.0010cph/cm2以下。(4)根據(jù)上述(1)～上述(3)中任一項(xiàng)所述的Ni球，其直徑為1～1000μm。(5)一種成形焊料，其在軟釬料中分散有上述(1)～上述(4)中任一項(xiàng)所述的Ni球。(6)一種焊膏，其含有上述(1)～上述(4)中任一項(xiàng)所述的Ni球。(7)一種Ni芯球，其具備：上述(1)～上述(4)中任一項(xiàng)所述的Ni球和覆蓋該Ni球的軟釬料鍍層。(8)根據(jù)上述(7)所述的Ni芯球，其α射線量為0.0200cph/cm2以下。(9)根據(jù)上述(7)所述的Ni芯球，其α射線量為0.0020cph/cm2以下。(10)根據(jù)上述(7)所述的Ni芯球，其α射線量為0.0010cph/cm2以下。(11)一種成形焊料，其在軟釬料中分散有上述(7)～上述(10)中任一項(xiàng)所述的Ni芯球。(12)一種焊膏，其含有上述(7)～上述(10)中任一項(xiàng)所述的Ni芯球。(13)一種釬焊接頭，其使用上述(1)～上述(4)中任一項(xiàng)所述的Ni球。(14)一種釬焊接頭，其使用上述(7)～上述(10)中任一項(xiàng)所述的Ni芯球。附圖說明圖本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種Ni球，其特征在于，U的含量為5ppb以下，Th的含量為5ppb以下，純度為99.9％以上且99.995％以下，α射線量為0.0200cph/cm2以下，Pb或Bi中任一者的含量、或者Pb和Bi的總含量為1ppm以上，球形度為0.90以上。

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】1.一種Ni球，其特征在于，U的含量為5ppb以下，Th的含量為5ppb以下，
純度為99.9％以上且99.995％以下，α射線量為0.0200cph/cm2以下，Pb或Bi中
任一者的含量、或者Pb和Bi的總含量為1ppm以上，球形度為0.90以上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Ni球，其特征在于，α射線量為0.0020cph/cm2以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的Ni球，其特征在于，α射線量為0.0010cph/cm2以下。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的Ni球，其特征在于，直徑為
1～1000μm。
5.一種成形焊料，其特征在于，在軟釬料中分散有權(quán)利要求1～4中任一
項(xiàng)所述的Ni球。
6.一種焊膏，其特征在于，含有權(quán)利要求1～4中任一項(xiàng)所述的Ni球。
7.一種Ni芯球，其特征在...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：倉田良一，赤川隆，川崎浩由，
申請(專利權(quán))人：千住金屬工業(yè)株式會社，
類型：發(fā)明
國別省市：日本;JP