软钎料材料、焊料接头及软钎料材料的制造方法技术

本发明专利技术提供可以抑制氧化膜生长的软钎料材料。作为软钎料材料的焊料球1A由软钎料层2和覆盖软钎料层2的覆盖层3构成。软钎料层2为球状，由如下金属材料构成，该金属材料由Sn含量为40％以上的合金构成。或者软钎料层2由Sn含量为100％的金属材料构成。覆盖层3在软钎料层2的外侧形成SnO膜3a，且在SnO膜3a的外侧形成SnO2膜3b。覆盖层3的厚度大于0nm且为4.5nm以下是优选的。另外，焊料球1A的黄色度为5.7以下是优选的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及以Sn为主要成分的软钎料材料、焊料接头及软钎料材料的制造方法。
技术介绍
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。半导体芯片的电极上形成有焊料凸块。该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的半导体封装体以各焊料凸块与印刷基板的导电性焊盘接触的方式放置在印刷基板上，利用加热而熔融了的焊料凸块与焊盘接合，从而搭载于印刷基板。另外，为了使焊料球接合于电极，需要抑制焊料球的表面形成金属氧化膜。另外，在焊料球与助焊剂混合而用作焊膏时，需要抑制保存时的粘度上升。在此，焊料球表面所形成的氧化膜的膜厚与黄色度存在比例关系。因此，提出了如下技术：使用黄色度为规定值以下、即氧化膜为规定值以下的焊料球，通过加热破坏氧化膜，从而使其可以接合(例如，参见专利文献1)。该专利文献1中公开的是，首先，挑选制造后表面的黄化度成为10以下的焊料球，并严格管理保存状态，由此防止焊料球表面的黄化，即，抑制焊料球表面的SnO氧化膜的生长，同时在用该焊料球形成的焊料凸块的表面形成SnO氧化膜及SnO2氧化膜。另外，提出了在焊料球的表面形成规定值的氧化膜，从而可以抑制粘度上升的技术(例如，参见专利文献2)。该专利文献2中公开的是，通过在焊料颗粒表面形成由SnO或以SnO2为主要成分的氧化锡构成的氧化覆膜，可以抑制与助焊剂混合/搅拌而制造的焊料膏制作后的粘度经时上升。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:日本专利第4084657号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题对于以Sn为主要成分的焊料球而言，Sn与空气中的O2发生反应而形成SnO膜。如果该膜厚增加，则软钎焊时难以用助焊剂去除，如果焊料球的表面残留有氧化膜，则润湿性变差。另外，如果氧化膜厚增加，则黄色度上升。有时利用黄色度作为焊料球的外观检査，如果不能抑制氧化膜厚的增加，则焊料球被判断为不适用的可能性变高。在专利文献1中，通过严格管理保存状态，可抑制焊料球表面的SnO氧化膜生长。另外，专利文献1中，着眼于作为晶质的SnO2氧化膜因伴随焊料球的熔融的内部变形而容易破损，从而使软钎料与电极端子的接合性提高，但除了保存状态的管理以外，完全没有公开利用氧化膜的组成抑制氧化膜生长的内容。进而，关于专利文献2，完全没有公开抑制SnO氧化膜生长的内容。因此，本专利技术的目的在于，提供可以抑制氧化膜生长、从而保存性及润湿性良好的软钎料材料、焊料接头及软钎料材料的制造方法。用于解决问题的方案本专利技术人等发现，通过用具有SnO及SnO2的覆盖层覆盖以Sn为主要成分的软钎料层，可以抑制氧化膜生长。需要说明的是，所谓具有SnO及SnO2的覆盖层，是指由以SnO为主要成分的氧化锡构成的氧化覆膜层、及由以SnO2为主要成分的氧化锡构成的氧化覆膜层。在以下的说明中也是同样的。因此，本专利技术的第1方面是一种软钎料材料，具备：软钎料层，其包含由Sn含量为40％以上的合金构成的金属材料或Sn含量为100％的金属材料；和覆盖软钎料层的表面的覆盖层，覆盖层在软钎料层的外侧形成SnO膜，且在SnO膜的外侧形成SnO2膜，覆盖层的厚度大于0nm且为4.5nm以下。本专利技术的第2方面如第1方面所述的软钎料材料，其黄色度为5.7以下。本专利技术的第3方面是一种软钎料材料，具备：软钎料层，其包含由Sn含量为40％以上的合金构成的金属材料或Sn含量为100％的金属材料；和覆盖软钎料层的表面的覆盖层，覆盖层在软钎料层的外侧形成SnO膜，且在SnO膜的外侧形成SnO2膜，所述软钎料材料的黄色度为5.7以下。本专利技术的第4方面如第1方面～第3方面中任一项所述的软钎料材料，软钎料层含有0％以上且低于4％的Ag、0％以上且低于1％的Cu、0ppm以上且低于5ppm的P、0ppm以上且低于20ppm的Ge。本专利技术的第5方面如第1方面～第4方面中任一项所述的软钎料材料，软钎料层以使Sn含量成为40％以上的方式，(i)含有以整体计低于1％或者分别低于1％的选自Ni、Co、Fe、Sb中的至少一种元素和含有以整体计低于40％的选自In、Bi中的至少一种以上元素或者In、Bi中的一者低于40％、另一者低于20％，或者，(ii)含有以整体计低于1％或者分别低于1％的选自Ni、Co、Fe、Sb中的至少一种元素，或含有以整体计低于40％的选自In、Bi中的至少一种以上元素或者In、Bi中的一者低于40％、另一者低于20％。本专利技术的第6方面如第1方面～第5方面中任一项所述的软钎料材料，其中，所放射的α射线量为0.0200cph/cm2以下。本专利技术的第7方面如第1方面～第6方面中任一项所述的软钎料材料，其中，软钎料材料为直径1～1000μm的球体。本专利技术的第8方面是一种焊料接头，其是使用本专利技术的第1方面～第7方面中任一项所述的软钎料材料而得到的。本专利技术的第9方面是一种软钎料材料的制造方法，包括如下工序：形成软钎料层的软钎料层形成工序，该软钎料层包含由Sn含量为40％以上的合金构成的金属材料或Sn含量为100％的金属材料；氧化膜形成工序，在软钎料层的外侧形成SnO膜，且在SnO膜的外侧形成SnO2膜，从而在软钎料层的表面形成厚度大于0nm且为4.5nm以下的覆盖层。本专利技术的第10方面如第9方面所述的软钎料材料的制造方法，在氧化膜形成工序中，形成覆盖层表面的黄色度为5.7以下。本专利技术的第11方面如第9方面或第10方面所述的软钎料材料的制造方法，氧化膜形成工序中，对软钎料层的表面照射O2-Ar等离子体。专利技术的效果对于本专利技术而言，在覆盖软钎料层的覆盖层中，在SnO膜的外侧形成SnO2膜时，可抑制Sn和空气中的O2发生反应，可抑制SnO膜及SnO2膜生长，可以抑制膜厚的增加，另外，通过抑制膜厚的增加，可抑制黄变，可以将黄色度抑制在5.7以下。由此，可以提供保存性及润湿性良好的软钎料材料、及使用有该软钎料材料的焊料接头。附图说明图1是示出作为本实施方式的软钎料材料的一个例子的焊料球的示意性结构的截面图。图2A是示意性地示出作为本实施方式的软钎料材料的一个例子的焊料球的制造方法的截面图。图2B是示意性地示出作为本实施方式的软钎料材料的一个例子的焊料球的制造方法的截面图。图2C是示意性地示出作为本实施方式的软钎料材料的一个例子的焊料球的制造方法的截面图。具体实施方式下面，对本专利技术的软钎料材料、焊料接头及软钎料材料的制造方法进行说明。＜软钎料材料的构成例＞图1是示出作为本实施方式的软钎料材料的一个例子的焊料球的示意性结构的截面图。需要说明的是，本说明书中，只要没有特别指定，涉及软钎料材料的组成的单位(ppm、ppb、及％)表示相对质量的比例(质量ppm、质量ppb、及质量％)。本实施方式的焊料球1A由软钎料层2和覆盖软钎料层2的覆盖层3构成。软钎料层2为球状，由Ag为0％以上且低于4％、Cu为0％以上且低于1％、Sn含量为40％以上的合金材料构成。一般情况下，通过添加规定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种软钎料材料，其特征在于，具备：软钎料层，其包含由Sn含量为40％以上的合金构成的金属材料或Sn含量为100％的金属材料；和覆盖所述软钎料层的表面的覆盖层，所述覆盖层在所述软钎料层的外侧形成SnO膜，且在所述SnO膜的外侧形成SnO2膜，所述覆盖层的厚度大于0nm且为4.5nm以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种软钎料材料，其特征在于，具备：软钎料层，其包含由Sn含量为40％以上的合金构成的金属材料或Sn含量为100％的金属材料；和覆盖所述软钎料层的表面的覆盖层，所述覆盖层在所述软钎料层的外侧形成SnO膜，且在所述SnO膜的外侧形成SnO2膜，所述覆盖层的厚度大于0nm且为4.5nm以下。2.根据权利要求1所述的软钎料材料，其特征在于，其黄色度为5.7以下。3.一种软钎料材料，其特征在于，具备：软钎料层，其包含由Sn含量为40％以上的合金构成的金属材料或Sn含量为100％的金属材料；和覆盖所述软钎料层的表面的覆盖层，所述覆盖层在所述软钎料层的外侧形成SnO膜，且在所述SnO膜的外侧形成SnO2膜，所述软钎料材料的黄色度为5.7以下。4.根据权利要求1～权利要求3中任一项所述的软钎料材料，其特征在于，所述软钎料层含有0％以上且低于4％的Ag、0％以上且低于1％的Cu、0ppm以上且低于5ppm的P、0ppm以上且低于20ppm的Ge。5.根据权利要求1～权利要求4中任一项所述的软钎料材料，其特征在于，所述软钎料层以使Sn含量成为40％以上的方式，(i)含有以整体计低于1％或者分别低于1％的选自Ni、Co、Fe、Sb中的至少一种元素，及含有以整体计低于40％的选自In、Bi中的至少一种以上元素或者In、Bi中的一者低于40％、...

【专利技术属性】
技术研发人员：川崎浩由，六本木贵弘，相马大辅，佐藤勇，川又勇司，
申请(专利权)人：千住金属工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP