本发明专利技术提供维氏硬度低、且算术平均粗糙度小的Cu柱、Cu芯柱、钎焊接头及硅穿孔电极。本发明专利技术的Cu柱1的纯度为99.9％以上且99.995％以下，算术平均粗糙度为0.3μm以下，维氏硬度为20HV以上且60HV以下。Cu柱1在软钎焊温度下不熔融，能够确保一定的焊点高度(基板间的空间)，因此适用于三维安装、窄间距安装。
The Cu column, Cu core and brazing joint and perforated silicon electrode
The present invention provides Vivtorinox low hardness, and the arithmetic mean roughness small Cu column, Cu column, brazing joint and perforated silicon electrode. The purity of the Cu column 1 of the invention is more than 99.9% and less than 99.995%; the arithmetic average roughness is below 0.3 mu m, and the hardness of the Vivtorinox is above 20HV and below 60HV. The Cu column 1 is not melted at the soldering temperature and ensures a certain degree of solder joint height (space between the substrates) and is therefore suitable for three-dimensional mounting and narrow pitch mounting.
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】Cu柱、Cu芯柱、钎焊接头及硅穿孔电极
本专利技术涉及Cu柱、Cu芯柱、钎焊接头及硅穿孔电极。
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”)。利用BGA的电子部件中，例如有半导体封装体。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的半导体封装体通过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。另外，为了应对进一步的高密度安装的要求，正在研究将半导体封装体在高度方向上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上应用BGA时，由于半导体封装体的自重，焊料球有时会被压碎。如果发生这样的情况，则变得无法保持基板之间的适当空间。因此，研究了使用焊膏将Cu球电接合在电子部件的电极上的焊料凸块。使用Cu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。因而，不会因半导体封装体的自重而压碎焊料凸块。然而，在使用了上述的Cu球的情况下存在如下问题。在Cu球中，由于基板间的焊点高度成为Cu球的球径，因此，为了实现所要求的焊点高度而Cu球的宽度变大，有时不能应对窄间距化安装。另外，通常在半导体封装体中，使用芯片接合用的软钎焊材料将半导体芯片接合于引线架的芯片焊盘电极部后，用树脂密封。在将该半导体封装体安装于印刷基板时，使用与芯片接合用的软钎焊材料不同的安装用的软钎焊材料。其理由是为了使芯片接合用的软钎焊材料不会因将半导体封装体安装于基板时的安装用的软钎焊材料的加热条件而熔出。这样，在芯片接合用的软钎焊材料与安装用的软钎焊材料使用不同的材料时，由于各基板的热膨胀系数产生差异，因此有时会因环境温度等的变化而导致在与焊料凸块的接合部产生应力(热应力)，TCT(温度循环试验)可靠性降低。因此，近年来，开发了能够比焊料球窄间距化、且能够实现TCT可靠性提高的Cu柱。另外，在比较相同间距的Cu球与Cu柱时，由于柱形状比球形状更能够稳定地支撑电极间，因此在这一点上研究了Cu柱的采用。例如，专利文献1～5中记载了由铜、软钎料等形成的柱状的圆柱。专利文献6中记载了维氏硬度为55HV以下的、用于接合陶瓷基板和玻璃环氧基板的铜柱。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开平7-66209号公报专利文献2:日本专利第3344295号专利文献3:日本特开2000-232119号公报专利文献4:日本专利第4404063号专利文献5:日本特开2009-1474号公报专利文献6:日本特开2011-176124号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，根据上述专利文献1～6，虽然能够应对窄间距化安装、且能够抑制热应力，但对Cu柱的算术平均粗糙度完全没有公开。因此，在使用了专利文献1～6的Cu柱的情况下，有时会出现如下问题：将Cu柱排列于基板上时Cu柱的流动性会降低，或安装时的Cu柱与电极的密合性会降低等。因此，本专利技术的目的在于，为了解决上述课题而提供维氏硬度低、且算术平均粗糙度小的Cu柱、Cu芯柱、钎焊接头及硅穿孔电极。用于解决问题的方案本专利技术人等对Cu柱进行了选定。发现若Cu柱的维氏硬度为20HV以上且60HV以下、且算术平均粗糙度为0.3μm以下，可得到用于解决本专利技术的课题的优选的Cu柱等。在此，本专利技术如下所述。(1)一种Cu柱，其纯度为99.9％以上且99.995％以下，算术平均粗糙度为0.3μm以下，维氏硬度为20HV以上且60HV以下。(2)上述(1)所述的Cu柱，其α射线量为0.0200cph/cm2以下。(3)上述(1)或(2)所述的Cu柱，其由上表面及底面的直径为1～1000μm、且高度为1～3000μm的柱体构成。(4)上述(1)～(3)中任一项所述的Cu柱，其覆盖有助焊剂层。(5)上述(1)～(3)中任一项所述的Cu柱，其覆盖有含有咪唑化合物的有机覆膜。(6)一种Cu芯柱，其具备上述(1)～(4)中任一项所述的Cu柱和覆盖所述Cu柱的软钎料层。(7)一种Cu芯柱，其具备上述(1)～(4)中任一项所述的Cu柱和覆盖所述Cu柱的镀层，该镀层包含选自Ni、Fe及Co中的一种以上元素。(8)上述(7)所述的Cu芯柱，其还具备覆盖所述镀层的软钎料层。(9)上述(6)～(8)中任一项所述的Cu芯柱，其α射线量为0.0200cph/cm2以下。(10)上述(6)～(9)中任一项所述的Cu芯柱，其覆盖有助焊剂层。(11)一种钎焊接头，其使用了上述(1)～(5)中任一项所述的Cu柱。(12)一种硅穿孔电极，其使用了上述(1)～(5)中任一项所述的Cu柱。(13)一种钎焊接头，其使用了上述(6)～(10)中任一项所述的Cu芯柱。(14)一种硅穿孔电极，其使用了上述(6)～(10)中任一项所述的Cu芯柱。专利技术的效果根据本专利技术，由于Cu柱的维氏硬度为20HV以上且60HV以下，因此，能够提高耐落下冲击性，且能够保持基板之间的适当空间。另外，由于Cu柱的算术平均粗糙度为0.3μm以下，因此，能够提高将Cu柱排列于基板上时的流动性，且能够提高安装时的Cu柱与电极的密合性。附图说明图1是表示本专利技术的Cu柱的结构例的图。图2是表示本专利技术的Cu芯柱的结构例的图。图3是表示退火处理时的温度与时间的关系的图。具体实施方式以下更详细地说明本专利技术。在本说明书中，关于Cu柱的组成的单位(ppm、ppb、及％)，在没有特别指定的情况下表示相对于Cu柱的质量的比例(质量ppm、质量ppb、及质量％)。图1所示的本专利技术的Cu柱1的纯度为99.9％以上且99.995％以下，算术平均粗糙度为0.3μm以下，维氏硬度为20HV以上且60HV以下。Cu柱1例如由圆柱形状构成。Cu柱1在软钎焊的温度下不会熔融，能够确保一定的焊点高度(基板之间的空间)，因此，能够适用于三维安装、窄间距安装。·Cu柱的算术平均粗糙度：0.3μm以下Cu柱1的算术平均粗糙度为0.3μm以下、更优选为0.2μm以下。在Cu柱1的算术平均粗糙度为0.3μm以下时，由于Cu柱1的晶粒的尺寸也变小，因此，能够使Cu柱1的表面更平滑(平坦)。由此，能够提高利用安装机等将Cu柱1排列于基板上时的Cu柱1的流动性，而且能够实现安装时的Cu柱1与基板上的电极的密合性的提高。·维氏硬度为20HV以上且60HV以下本专利技术的Cu柱1的维氏硬度优选为60HV以下。这是由于，维氏硬度为60HV以下时，对于来自外部的应力的耐久性变高，耐落下冲击性提高，而且变得不容易产生裂纹。另外，这是由于，在三维安装的凸块、接头的形成时赋予加压等辅助力的情况下，通过使用柔软性高的Cu柱1，能够降低引起电极压坏等的可能性。另外，本专利技术的Cu柱1的维氏硬度至少需要大于一般的软钎料的维氏硬度10～20HV的值，优选为20HV以上。在Cu柱1的维氏硬度为20HV以上时，能够防止在三维安装时由于半导体芯片等的自重而使Cu柱1本身变形(压坏)，并保持基板之间的适当空本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种Cu柱，其纯度为99.9％以上且99.995％以下，算术平均粗糙度为0.3μm以下，维氏硬度为20HV以上且60HV以下。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种Cu柱，其纯度为99.9％以上且99.995％以下，算术平均粗糙度为0.3μm以下，维氏硬度为20HV以上且60HV以下。2.根据权利要求1所述的Cu柱，其α射线量为0.0200cph/cm2以下。3.根据权利要求1或2所述的Cu柱，其由上表面及底面的直径为1～1000μm、且高度为1～3000μm的柱体构成。4.根据权利要求1～3中任一项所述的Cu柱，其覆盖有助焊剂层。5.根据权利要求1～3中任一项所述的Cu柱，其覆盖有含有咪唑化合物的有机覆膜。6.一种Cu芯柱，其具备权利要求1～4中任一项所述的Cu柱和覆盖所述Cu柱的软钎料层。7.一种Cu芯柱，其具备权利要求1～...
【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
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。