[发明专利]Ni球、Ni芯球、钎焊接头、焊膏和成形焊料

说明书

技术领域

本发明涉及Ni球、Ni芯球、钎焊接头、焊膏和成形焊料。

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”)。

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沿高度方向堆叠而成的三维高密度安装。

但是，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Ni球或Ni球表面覆盖有软钎料镀层的Ni芯球电接合在电子部件的电极上的焊料凸块。使用Ni球或Ni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Ni球支撑半导体封装体。因此，不会由于半导体封装体的自重而压碎焊料凸块。作为相关技术，例如可以举出专利文献1。

Ni球如下进行造球：使Ni材料在高温度下熔融，将液态的熔融Ni以高速度自喷嘴喷雾，从而雾状的熔融Ni被骤冷至室温(例如25℃)，由此进行造球。专利文献1中记载有通过如下的气体雾化法形成Ni等球的方法：将金属熔体从设置于碳坩埚底部的喷嘴导入至氦气气氛的喷雾槽内，从设置在碳坩埚前端附近的气体喷嘴喷出H₂/He混合气体而使金属熔体雾化，从而制作超微颗粒。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-315871号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，如上所述，通过骤冷制造Ni球时，Ni的晶粒会瞬间形成，在晶粒大幅生长之前即由微细的晶粒成形为Ni球。由微细的晶粒形成的Ni球较硬，维氏硬度大，因此存在如下问题：对于来自外部的应力的耐久性变低，耐落下冲击性变差。因此，对于在半导体芯片的安装中使用的Ni球，要求有一定的柔软度、即一定值以下的维氏硬度。

为了制造具有一定柔软度的Ni球，惯例是提高Ni的纯度。这是由于，作为Ni球中的晶核发挥作用的杂质元素变少时，晶粒大幅生长，其结果，Ni球的维氏硬度变小。但是，在提高Ni球的纯度时，虽然可使Ni球的维氏硬度变小，但是存在Ni球的球形度变低的问题。

在Ni球的球形度较低时，不仅有可能无法确保将Ni球安装在电极上时的自动对位性，而且在半导体芯片的安装时Ni球的高度变得不均匀，有可能引起接合不良。上述专利文献1中记载了Ni球的制造方法，但是完全没有记载关于考虑到维氏硬度和球形度这两者特性的Ni球。

因此，本发明的目的在于，为了解决上述课题而提供耐落下冲击性优异且能够抑制接合不良等产生的Ni球、Ni芯球、钎焊接头、焊膏和成形焊料。

用于解决问题的方案

本发明人等对于Ni球进行了选定。发现：如果Ni球的维氏硬度为20HV以上且90HV以下，则能够得到用于解决本发明课题的优选Ni球。进而，可知：通过促进Ni球的晶体生长，能更有效地得到20HV以上且90HV以下的范围的Ni球，从而得到量产效果。需要说明的是，本发明中，作为促进Ni球的晶体生长的方法，对于采用“退火处理”的情况进行说明，但该退火处理并不是必须的工序，也可以采用其他方法来促进Ni球的晶体生长。

此处，本发明如下所述。

(1)一种Ni球，其纯度为99.9％以上且99.995％以下，球形度为0.90以上，维氏硬度为20HV以上且90HV以下。

(2)根据上述(1)所述的Ni球，其中，U的含量为5ppb以下，Th的含量为5ppb以下，Pb和Bi中至少一者的含量的总量为1ppm以上，α射线量为0.0200cph/cm²以下。

(3)根据上述(1)或(2)所述的Ni球，其直径为1～1000μm。

(4)根据上述(1)～(3)中任一项所述的Ni球，其覆盖有助焊剂层。