Cu芯球的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及α射线量少的化忍球。
【背景技术】
[0002] 近年来，由于小型信息设备的发展，所搭载的电子部件正在进行急速的小型化。对 电子部件而言，为了应对小型化的要求所带来的连接端子的狭小化、安装面积的缩小化，采 用了将电极设置于背面的球栅阵列封装（W下称为"BGA")。
[000引应用BGA的电子部件例如有半导体封装体。半导体封装体中，具有电极的半导体 忍片被树脂所密封。在半导体忍片的电极上形成有焊料凸块。该焊料凸块通过将焊料球接 合于半导体忍片的电极而形成。应用BGA的半导体封装体通过利用加热而烙融的焊料凸块 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，研究了半导体封装体在高度方向上堆叠的Ξ维高密度安装。
[0004] 然而，在进行了Ξ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。也可W认为，如果发生运样的情况，则软针料从电极露出， 使电极间连接，从而发生短路。 阳0化]因此，研究了由与电子部件的电极接合的化忍球形成的焊料凸块。化忍球是指， 在化球的表面形成有软针料覆膜的球。使用化忍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，也可W利用在软针料的烙点下 不烙融的化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W举出专利文献1。
[0006] 专利文献1中公开球形度高的化球的发明，还记载了在化球上形成有软针料覆 膜的化忍球。该文献中示例了构成元素包含Pb和Sn的Pb-Sn软针料。另外，该文献中， 作为覆膜的形成方法，锻覆法、烙接法、硬针焊法等作为等价的方法被公开。其中，作为锻覆 法，公开了转筒滚锻等电锻法。
[0007] 然而，电子部件的小型化虽然使高密度安装成为可能，但高密度安装会引起软错 误（softerror)之类的问题。软错误是指：存在α射线进入半导体集成电路（W下，称为 "1C")的存储单元中而改写存储内容的可能性。认为α射线是通过软针料合金中的U、化、 21中〇等放射性元素进行α衰变而放射的。因此，近年来，正在进行降低了放射性元素的含 量的低α射线的软针料材料的开发。作为相关文献，例如可W列举出专利文献2。
[0008] 专利文献2中公开了α射线量低的Sn锭的发明，记载了，为了降低α射线量，不 仅单纯地进行电解精炼，而且通过将吸附剂悬浮于电解液来吸附Pb、Bi从而降低α射线 量。
[0009] 现有技术文献
[0010] 专利文献
[0011] 专利文献1 :国际公开第95/24113号
[0012] 专利文献2 :日本特许第4472752号公报
【发明内容】
柳1引 发巧要解决的间颗
[0014] 本发明的问题在于，提供抑制软错误的发生的化忍球，具体而言，提供α射线量 少的化忍球。
[0015] 然而，专利文献1中完全没有考虑降低化忍球的α射线量的问题。另外， 该文献中，对于构成软针料覆膜的软针料合金，仅仅作为【背景技术】的说明而唯一公 开了Pb-Sn合金。关于α射线，在Sn中作为杂质而含有的化的同位素U中b在W 21中b- 21恥一 21中〇 一 2D6化进行衰变的过程中，自21中0放射α射线。该文献中唯一公开 的化-Sn软针料合金由于大量含有化而被认为还含有放射性元素2i°Pb。因此，即使将该软 针料合金用于化忍球的软针料覆膜，专利文献1中也完全没有考虑降低α射线量的问题， 因此，无论如何也不会想到该文献中公开的化忍球显示出低的α射线量。
[0016] 专利文献2中记载了，如前述那样，通过在电解液、电极静止的状态下进行的电解 精炼，去除Sn锭中的化、Bi而降低α射线量。然而，该文献中，关于对化球进行Sn锻覆、 在化球和电解液流动的状态下进行电锻，没有任何公开。另外，该文献所述的电解精炼中， 电解析出面限定于单向，因此，无法对化球运样的微小工件形成膜厚均匀的锻覆膜。
[0017] 进而，根据专利文献2，Pb、Bi的标准电极电位与Sn接近，因此，若仅仅通过一般的 电解精炼而使Sn向平板电极上进行电解析出，则难W降低α射线量。假设将专利文献2 中记载的电解精炼应用于Cu球的锻覆膜的形成，使吸附剂悬浮于锻液并进行转筒滚锻时， 锻液、工件被揽拌，同时吸附剂也被揽拌。上述情况下，存在吸附于吸附剂的化离子、Bi离 子成为载体，与吸附剂一起被引入到软针料覆膜内的可能性。引入了吸附剂的软针料覆膜 放射较高的α射线。另外，吸附剂的粒径为亚微米水平，非常小，因此认为边使锻液流动边 将悬浮后的吸附剂分离/回收是困难的。因此，难W使吸附有Pb、Bi的吸附剂不被引入到 覆膜中。
[0018] 此外，专利文献1中虽然公开了Pb-Sn软针料合金，但是公开了锻覆法、烙接法、硬 针焊法等作为等价的方法，因此反而记载了否定降低α射线量的内容。专利文献1的课题 在于制造球形度高的化忍球。另一方面，专利文献2中公开了为了解决降低α射线量的课 题而在电解精炼中尽量去除Sn中的化。因此，知晓专利文献1的本领域技术人员不会想到 专利文献2中公开的降低化忍球的α射线量运样的课题，而且软针料的组成也截然相反， 因此可W认为，如果想要想到降低α射线量的课题，进而想到从无数存在的软针料合金中 采用Sn系软针料来代替构成软针料覆膜的Pb-Sn软针料合金，则需要无限次的反复试验。
[0019] 如此，对于本领域技术人员而言也无法将专利文献1和专利文献2组合。进一步 说，即使对于本领域技术人员而言，使用专利文献2中公开的α射线量低的Sn锭制作锻 液，利用专利文献1中公开的锻覆法形成化忍球也是极其困难的。
[0020] 可见，采用专利文献1、专利文献2中记载的现有技术制造的化忍球被用于接头的 形成时，化忍球的软针料覆膜中存在的放射性元素向接头的电极扩散并释放α射线的可 能性高。因此，即使将现有技术组合，也无法降低化忍球的α射线量，从而无法避免因高 密度安装而成为新问题的软错误。
[0021] 用于解决间颗的方案
[0022] 本发明人等首先对化忍球中使用的化球进行选择。其结果发现，如果化球中不 含有一定量的化和/或Bi，则化球的球形度降低，进行软针料锻覆时，对化球的软针料锻 覆变得不均匀，结果所得化忍球的球形度降低。
[0023] 接着，为了降低构成化忍球的软针料覆膜的α射线量，着眼于使用锻覆法形成软 针料锻覆膜的方面进行了深入研究。本发明人等为了减少锻液中的化、Bi、由运些元素的衰 变而生成的化而边使化球、锻液流动边在化球上形成锻覆膜时，预料之外地发现，即使不 使吸附剂悬浮，运些Pb、Bi、化元素也形成了盐。由此得到W下见解：由于该盐为电中性， 所W运些元素不会被引入到锻覆膜中，构成化忍球的锻覆膜的α射线量降低。
[0024] 此处，本发明如下所述。 阳0巧](1) 一种化忍球，其特征在于，具备化球和覆盖该化球的表面的软针料锻覆膜，[00%] 前述软针料锻覆膜为Sn软针料锻覆膜或由W Sn作为主要成分的无铅软针料合金 形成的软针料锻覆膜，U的含量为5ppbW下，Th的含量为5ppbW下，
[0027] 该Cu球的纯度为99. 9%W上且99. 995%W下，Pb和/或Bi的含量的总量为Ippm W上，球形度为0. 95 W上，并且，
[0028]Cu忍球的α射线量为0. 0200c地/cm2W下。
[0029] 此处Sn作为主要成分"是指，软针料锻覆膜中的Sn的含量相对于覆膜质量为 40质量％ ^上。因此，构成本发明的软针料锻覆膜包括Sn软针料锻覆膜。
[0030] (2)根据上述（1)所述的化忍球，其中，前述化忍球的α射线量为0. 0020cph/ cm2W下。
[0031] (3)根据上述（1)所述的化忍球，其中，前述化忍球的α射线量为0.OOlOcph/ cm2W下。 W巧 （4)根据上述（1)~上述（3)中任一项所述的化忍球，其中，前述化球中的Pb和 Bi的含量总计为IppmW上。 阳03引 妨根据上述（1)~上述（4)中任一项所述的化忍球，其直径为1~1000μm。
[0034] (6)根据上述（1)~上述巧）中任一项所述的化忍球，其中，前述化球在利用前 述软针料锻覆膜进行覆盖之前预先利用由选自Ni和Co中的1种元素W上形成的锻层进行 了覆盖。
[0035] (7) -种针焊接头，其是使用上述（1)~上述化）中任一项所述的化忍球而形成 的。
【附图说明】
[0036] 图1为使用纯度为99. 9%的化颗粒制造的化球的沈Μ照片。
[0037] 图2为使用纯度为99. 995% W下的化线制造的化球的沈Μ照片。 阳03引 图3为使用纯度超过99. 995%的化板制造的化球的沈Μ照片。
【具体实施方式】
[0039] W下更详细地说明本发明。在本说明书中，与化忍球的软针料覆膜的组成相关 的单位（ppm、996和％ )只要没有特别