Ag球、Ag芯球、助焊剂涂布Ag球、助焊剂涂布Ag芯球、焊料接头、成形焊料、焊膏的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及：α射线量少的Ag球；将Ag球用焊料镀层覆盖而成的Ag芯球；将Ag 球用助焊剂层覆盖而成的助焊剂涂布Ag球；将Ag芯球用助焊剂层覆盖而成的助焊剂涂布 Ag芯球；使用Ag球、助焊剂涂布Ag球、Ag芯球以及助焊剂涂布Ag芯球的焊料接头；使用 Ag球、助焊剂涂布Ag球、Ag芯球以及助焊剂涂布Ag芯球的成形焊料（formed solder ;成 形为规定形状的焊料）；使用Ag球、助焊剂涂布Ag球、Ag芯球以及助焊剂涂布Ag芯球的焊 膏；使用Ag球的Ag糊剂；使用Ag芯球的Ag芯糊剂。
【背景技术】
[0002] 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"）。
[0003] 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的半导体封装体以各焊料凸块与印刷电路板的导电 性焊盘接触的方式放置在印刷电路板上，利用加热而熔融了的焊料凸块与焊盘接合，从而 搭载于印刷电路板。另外，为了应对进一步的高密度安装的要求，正在研宄将半导体封装体 在高度方向上堆叠而成的三维高密度安装。
[0004] 但是，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，焊料球被压碎，电极间会发生连接短路。这在进行高密度安装上成为障碍。
[0005] 所以，研宄了利用由Ag等比焊料的熔点高的金属形成的微小直径的球的焊料凸 块。关于具有Ag球等的焊料凸块，在将电子部件安装于印刷电路板时，即使半导体封装体 的重量施加于焊料凸块，也能够利用在焊料的熔点下不熔融的Ag球支撑半导体封装体。因 此，不会因半导体封装的自重而使焊料凸块被压碎。作为相关技术，例如可列举出专利文献 1〇
[0006] 此外，电子部件的小型化使高密度安装成为可能，但高密度安装会引起软错误的 问题。软错误是指存在α射线进入到半导体集成电路（以下称为"1C"）的存储单元中从 而改写记忆内容的可能性。α射线被认为是通过焊料合金中的U、Th、Po等放射性元素发 生α衰变而放射的。所以，近年来，进行了减少放射性元素的含量的低α射线的焊料材料 的开发。
[0007] 因此，需要专利文献1中记载那样的α射线量低的Ag、Ag合金。
[0008] 现有技术文献
[0009] 专利文献
[0010] 专利文献1 :日本特开2011-214040号公报
【发明内容】
[0011] 发明要解决的问题
[0012] 但是，至今，关于兼顾Ag球的α射线与表示以何种水平接近完美球形的球形度， 没有进行过任何考虑。因此，以下的问题尚未得到解决：在形成焊料凸块时控制焊点高度 (stand-off height)，并且在Ag球的焊料接合后防止伴随来自Ag球中的杂质的放射性元 素、放射性同位素的扩散而释放α射线，防止自Ag球放射出的α射线进入半导体芯片的 存储单元而产生软错误。
[0013] 如上所述，虽然产生了球形度高且α射线量低的Ag球的必要性，但是，关于球形 度高且α射线量低的Ag球，包括专利文献1在内至今没有进行过任何研宄。可以想到这 是由于以下原因：迄今为止，Ag球是将Ag材料加热至1300°C以上使其熔融而制造的，因此， 认为释放α射线的Po等放射性元素的含量通过挥发而充分地降低，Ag的α射线不会成 为软错误的原因。
[0014] 但是，尚未证明在以往进行的Ag球的制造条件下Ag球的α射线会降低至不会引 起软错误的水平。21°Ρ〇的沸点为962°C，认为1300°C以上的加热会使其充分地挥发至不产 生软错误的水平。但是，Ag球制造时的加热并不是以使21°Po挥发作为目的，因此，在该温 度下21°Po不一定充分地减少。不确定是否能够通过现有的Ag球的制造而获得低α射线 的Ag球。
[0015] 此处，也可以想到使用纯度高的Ag材料制造 Ag球，但没有必要连对Ag球的α射 线量没有贡献的元素的含量都降低。另外，随便地使用高纯度的Ag也仅会导致成本提高。
[0016] 进而，若Ag球的球形度低，则在形成焊料凸块时，无法发挥控制焊点高度这样的 Ag球原本的功能。因此，会形成高度不均匀的凸块，在安装时产生问题。从以上的背景出 发，期望球形度高的Ag球。
[0017] 本发明的课题在于即使含有一定量以上的Ag以外的杂质元素也可以提供α射线 量少且球形度高的如下制品：Ag球；将Ag球用焊料镀层覆盖而成的Ag芯球；将Ag球用助 焊剂层覆盖而成的助焊剂涂布Ag球；将Ag芯球用助焊剂层覆盖而成的助焊剂涂布Ag芯 球；使用Ag球、助焊剂涂布Ag球、Ag芯球以及助焊剂涂布Ag芯球的焊料接头；使用Ag球、 助焊剂涂布Ag球、Ag芯球以及助焊剂涂布Ag芯球的成形焊料；使用Ag球、助焊剂涂布Ag 球、Ag芯球以及助焊剂涂布Ag芯球的焊膏；使用Ag球的Ag糊剂；使用Ag芯球的Ag芯糊 剂。
[0018] 用于解决问题的方案
[0019] 本发明人等发现，市售的Ag材料的纯度为99. 9~99. 9995%时，U、Th也降低至 5ppb以下。此处，关于Ag等金属材料的纯度，将99%记为2N，将99. 9%记为3N，将99. 99% 记为4N，将99. 9995%记为5N5。另外，本发明人等注意到，软错误的原因是以无法定量测定 含量的水平微量残留的21°P〇。此外，本发明人等发现，制造 Ag球时，Ag材料被加热处理，或 熔融Ag的温度被设定得较高，或造球后的Ag球被加热处理时，即使Ag球的纯度为5N5以 下，也能够将Ag球的α射线量抑制至〇. 0200cph/cm2以下。
[0020] 进而，本发明人等发现，为了提高Ag球的球形度，需要Ag球的纯度为5N5以下，换 言之，需要Ag球中含有的Ag以外的元素（以下适宜地称为"杂质元素"）总计含有5ppm以 上，从而完成了本发明。
[0021] 此处，本发明如下所述。
[0022] (1) 一种Ag球，其中，U的含量为5ppb以下，Th的含量为5ppb以下，纯度为99. 9% 以上且99. 9995%以下，α射线量为〇. 0200cph/cm2以下，Pb或Bi任一者的含量、或者Pb 和Bi的总含量为Ippm以上，球形度为0. 90以上。
[0023] (2)根据上述⑴所述的Ag球，其中，α射线量为〇.〇〇l〇Cph/cm 2以下。
[0024] (3)根据上述⑴或上述⑵所述的Ag球，其直径为1~1000 μ m。
[0025] (4) 一种成形焊料，其在焊料中分散有上述（1)~上述（3)中任一项所述的Ag球。
[0026] (5) -种焊膏，其含有上述⑴~上述⑶中任一项所述的Ag球。
[0027] (6) -种Ag糊剂，其含有上述⑴~上述⑶中任一项所述的Ag球。
[0028] (7) -种焊料接头，其使用上述⑴~上述⑶中任一项所述的Ag球。
[0029] (8) -种助焊剂涂布Ag球，其具备上述⑴~上述⑶中任一项所述的Ag球以及 覆盖该Ag球的助焊剂层。
[0030] (9) 一种成形焊料，其在焊料中分散有上述（8)所述的助焊剂涂布Ag球。
[0031] (10) -种焊膏，其含有上述⑶所述的助焊剂涂布Ag球。
[0032] (11) 一种Ag糊剂，其含有上述⑶所述的助焊剂涂布Ag球。
[0033] (12) -种焊料接头，其使用上述⑶所述的助焊剂涂布Ag球。
[0034] (13) -种Ag芯球，其具备上述⑴~上述⑶中任一项所述的Ag球、以及覆盖该 Ag球的焊料层，焊料层如下：U的含量为5ppb以下，Th的含量为5ppb以下。
[0035] (14)根据上述（13)所述的Ag芯球，其中，α射线量为〇. 0200cph/cm2以下。
[0036] (15)根据上述（13)或上述（14)所述的Ag芯球，其中，α射线量为〇. OOlOcph/ cm2以下。
[0037] (16)根据上述（13)~上述（15)中任一项所述的Ag芯球，其中，直径为1~ 1000 μ m〇
[0038] (17)根据上述（13)~上述（16)中任一项所述的Ag芯球，其中，利用包含选自Ni 和Co中的1种元素以上的层覆盖了的Ag球被焊料层覆盖。
[0039] (18) -种成形焊料，其在焊料中分散有上述（13)~上述（17)中任一项所述的Ag 芯球。
[0040] (19) 一种焊膏，其含有上述（13)~上述（17)中任一项所述的Ag芯球。
[0041] (20