[发明专利]焊接材料、焊膏、泡沫焊料和焊料接头

说明书

本发明提供可以抑制电迁移产生的焊接材料，焊接材料具备：由Cu或Cu合金构成的球状的核2A、和覆盖核2A的焊料层3A，所述焊接材料是核球1A，其中，焊料层3A中，Cu含量为0.1质量%以上且3.0质量%以下、Bi含量为0.5质量%以上且5.0质量%以下、Ag含量为0质量%以上且4.5质量%以下、Ni含量为0质量%以上且0.1质量%以下、Sn为余量。

技术领域

本发明涉及由焊料合金覆盖金属核而得的焊接材料、使用该焊接材料的焊膏、泡沫焊料和焊料接头(solder joint)。

背景技术

近年来，随着小型信息机器的发达，所搭载的电子部件正在迅速的小型化。电子部件根据小型化的要求，为了应对连接端子的窄小化或安装面积的缩小化，正在应用在背面设置有电极的焊球阵列封装(Ball Grid Array，以下称为“BGA”)。

在应用BGA的电子部件中，例如有半导体封装。在半导体封装中，具有电极的半导体芯片被树脂密封。在半导体芯片的电极上形成焊料凸块。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。应用BGA的半导体封装，以各焊料凸块与印刷基板的导电性焊盘接触的方式置于印刷基板上，通过加热而熔融了的焊料凸块与焊盘接合，由此搭载于印刷基板。

由于连接端子的窄小化或安装面积的缩小化，焊料致使接合部变得微细化，接合部的电流密度上升。由于接合部的电流密度上升，会有焊料所致的在接合部产生电迁移(electromigration)的担忧。

提出了制作如下焊接材料的技术：将在直径为20~80μm的铜球表面具有1.0～5.0μm的Ni层的铜芯，用Sn-Ag-Cu组成的焊料合金层覆盖而得的称为铜芯焊料球的焊接材料(例如，参照专利文献1)。如铜芯焊料球那样，已知用焊料层覆盖金属核(芯)而得的焊接材料，与由同一组成的焊料合金构成但没有金属芯的称为焊料球的焊接材料相比，可以抑制电迁移现象。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-103501号公报。

发明内容

发明所要解决的课题

但是，如上所述，由于随着接合部的微细化，电迁移产生的可能性增高，因此谋求比专利文献1所记载的具有由Sn-Ag-Cu组成构成的焊料层的铜芯焊料球可以更加抑制电迁移的焊接材料。

本发明是为了解决这样的课题而进行的发明，其目的在于提供：比以往的焊接材料可以更加抑制电迁移产生的焊接材料、使用该焊接材料的焊膏、泡沫焊料及焊料接头。

用于解决课题的手段

本发明人发现，对具备金属核、和覆盖核的焊料层的焊接材料的焊料层添加一定量的Bi，抑制接合部的温度上升，由此比以往的焊料球或具有金属核的焊接材料可以显著抑制电迁移的产生。

因此，本发明如下所述。

(1) 焊接材料，其具备金属核、和覆盖核的焊料层，焊料层中，Cu含量为0.1质量%以上且3.0质量%以下，Bi含量为0.5质量%以上且5.0质量%以下，Ag含量为0质量%以上且4.5质量%以下，Ni含量为0质量%以上且0.1质量%以下，Sn为余量。

(2) 焊接材料，其具备金属核、和覆盖核的焊料层，焊料层中，Cu含量为0.1质量%以上且3.0质量%以下，Bi含量为超过1.0质量%且5.0质量%以下，Ni含量为0质量%以上且0.1质量%以下，不含Ag，Sn为余量。

(3) 上述(1)所述的焊接材料，其中，Ag含量为超过1.5质量%且4.5质量%以下。

(4) 上述(1)～(3)中任一项所述的焊接材料，其中，核由Cu、Ni、Ag、Au、Al、Mo、Mg、Zn、Co的金属单质或合金构成。