專(zhuān)利名稱(chēng)：無(wú)鉛焊料合金、接合用構(gòu)件及其制造方法、以及電子部件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)鉛焊料合金、接合用構(gòu)件及其制造方法、以及電子部件，具體來(lái)說(shuō)， 涉及可以減少焊料接合部中的空隙的產(chǎn)生的無(wú)鉛焊料合金、使用了該無(wú)鉛焊料合金的接合用構(gòu)件及其制造方法、和使用了該接合用構(gòu)件的電子部件。
背景技術(shù)：
電子部件的輕質(zhì)化、薄型化乃至小型化正得到推迸。特別是，隨著電子部件的多功能化的推進(jìn)，而追求半導(dǎo)體封裝(以下記作“封裝”)的小型化及高密度化。由此，例如來(lái)自 BGA等封裝的發(fā)熱量有増加的趨勢(shì)。為此，還要求提高封裝的散熱性。為了提高封裝的散熱性，例如多使用Al制的散熱片或散熱用翅片之類(lèi)的用于將熱向外部傳遞的散熱用構(gòu)件。散熱用構(gòu)件與封裝被通過(guò)在它們之間涂布油脂、或者通過(guò)夾隔著散熱用的薄片或密封等向封裝上貼附散熱用構(gòu)件等而接合。借助這些途徑的接合與金屬的接合相比，在耐熱性、接合強(qiáng)度、乃至密合性的方面較差。最好將散熱用構(gòu)件與封裝利用焊料等金屬化地接合。近年來(lái)，為了防止環(huán)境污染，1 焊料(例如Sn-H3共晶焊料)的使用受到限制。由此，封裝的焊盤(pán)中所用的焊料正逐漸被替代為不含有鉛的無(wú)鉛焊料。如果能夠?qū)⑹褂脽o(wú)鉛焊料的封裝與上述的散熱用構(gòu)件在無(wú)鉛焊料的回流溫度曲線(xiàn)中使用助熔劑進(jìn)行回流加熱而接合，則可以將散熱用構(gòu)件與焊料焊盤(pán)分別釬焊。由于在安裝エ序上，可以利用一次的熱的負(fù)荷來(lái)實(shí)現(xiàn)焊料接合，因此可以將封裝的翹曲或焊盤(pán)的再熔融之類(lèi)的由熱的負(fù)荷造成的制造エ序上的問(wèn)題的產(chǎn)生抑制為最小限度。這里，銅的熔融溫度很低，為156°C，熱傳導(dǎo)性也很良好，而且環(huán)境污染的可能性也很低。由此，在專(zhuān)利文獻(xiàn)1 3中公開(kāi)過(guò)使用銅將兩個(gè)構(gòu)件接合的做法。包含銅的無(wú)鉛焊料合金( 含量實(shí)質(zhì)上為100質(zhì)量％ )具有優(yōu)異的延展性。如果將由包含銅的無(wú)鉛焊料合金制成的小片夾設(shè)于散熱用構(gòu)件與封裝之間，則對(duì)因熱負(fù)荷而在接合面中產(chǎn)生的凹凸的追隨性高，有望能夠避免在利用樹(shù)脂等接合時(shí)不可避免地產(chǎn)生的構(gòu)件的剝離。但是，在包含h的無(wú)鉛焊料合金中存在如下的問(wèn)題，即，(a)由于過(guò)于柔軟，因此很難利用對(duì)小片的沖裁加工或壓延加工成形為所需的形狀，(b)由于為了確保耐沖擊性， 需要確保小片的厚度為1. 5mm 2. 5mm,因此會(huì)阻礙電子部件的小型化或薄型化，并且在焊料接合時(shí)熔融了的無(wú)鉛焊料合金向接合部位以外滲出而損害封裝的絕緣性，引起電路的短路。由此，對(duì)于借助該無(wú)鉛焊料合金的焊料接合，例如可以考慮如下的做法，即，⑴在 Cu、Ni、Au等的熱傳導(dǎo)性良好的金屬基材的表面涂布助熔劑，(ii)利用將該基材浸漬于熔融焊料中的熔融焊料鍍膜法(浸漬法)，在金屬基材的表面形成無(wú)鉛焊料合金層而作為接合用構(gòu)件，(iii)將該接合用構(gòu)件夾設(shè)于散熱用構(gòu)件與封裝之間，在助熔劑的存在下進(jìn)行回流加熱。
在先技術(shù)文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)2002-020143號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)2 日本特表2002-542138號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)3 日本特開(kāi)2001-230349號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的課題本發(fā)明人等進(jìn)行了研究，結(jié)果判明，如果將具有包含h的無(wú)鉛焊料合金層的接合用構(gòu)件夾設(shè)于散熱用構(gòu)件與封裝之間，進(jìn)行回流加熱，就會(huì)在散熱用構(gòu)件或封裝與接合用構(gòu)件的接合部的內(nèi)部產(chǎn)生大量的空隙，這樣，接合部的接合強(qiáng)度、散熱用構(gòu)件與封裝的密合性就會(huì)不足。另外，在接合用構(gòu)件的制造中通常使用助熔劑。由此還可以判明，由于焊料層中不可避免地殘存的助熔劑的殘?jiān)脑?，?huì)進(jìn)ー步誘發(fā)接合部的內(nèi)部的空隙的產(chǎn)生。解決課題的手段本發(fā)明人等為了解決上述問(wèn)題反復(fù)進(jìn)行了深入研究，結(jié)果得到以下列出的見(jiàn)解， 從而完成了本發(fā)明。(i)以單獨(dú)地、或者復(fù)合地添加了少量的SruBi的h作為主成分的無(wú)鉛焊料合金不會(huì)損害h本質(zhì)上所具有的延展性，利用SruBi的作用可以在焊料接合時(shí)發(fā)揮良好的浸潤(rùn)性。這樣，上述的無(wú)鉛焊料合金可以提高焊料接合部的空隙的排出性，可以減少殘留于接合部的內(nèi)部的空隙量。(ii)通過(guò)向熔融了的上述的無(wú)鉛焊料合金中浸漬金屬基材，對(duì)熔融了的無(wú)鉛焊料合金及金屬基材施加超聲波振動(dòng)，就可以不用使用助熔劑地、維持足夠的密合性地在金屬基材的表面形成熱傳導(dǎo)性?xún)?yōu)異的無(wú)鉛焊料合金層，因此優(yōu)選。本發(fā)明提供ー種無(wú)鉛焊料合金，其特征在干，具有包含Sn :0. 1 3% (本說(shuō)明書(shū)中只要沒(méi)有特別指出，有關(guān)化學(xué)組成的“ ％”就是指“質(zhì)量％”)、和/或Bi 0. 1 2%、余部為h及不可避免的雜質(zhì)的化學(xué)組成。從另ー個(gè)觀點(diǎn)出發(fā)，本發(fā)明提供ー種接合用構(gòu)件，其特征在干，具備金屬基材、優(yōu)選具有Cu含量為95%以上的化學(xué)組成的金屬基材、和形成于該金屬基材的至少接合區(qū)域的無(wú)鉛焊料合金層，該無(wú)鉛焊料合金層具有上述的任意ー種的化學(xué)組成。該接合用構(gòu)件由于在金屬基材的表面具備無(wú)鉛焊料合金層，因此可以實(shí)現(xiàn)薄型化，并且加工為小片狀的沖裁加工或壓延加工時(shí)的形狀保持性也很良好，具有優(yōu)異的量產(chǎn)性及加工性。從另ー個(gè)觀點(diǎn)出發(fā)，本發(fā)明提供ー種接合用構(gòu)件的制造方法，其特征在干，通過(guò)將金屬基材浸漬于具有上述的化學(xué)組成并且處于熔融狀態(tài)的無(wú)鉛焊料合金中，優(yōu)選通過(guò)將金屬基材浸漬于無(wú)鉛焊料合金中后對(duì)金屬基材及無(wú)鉛焊料合金施加超聲波振動(dòng)，而在該金屬基材的至少接合區(qū)域形成無(wú)鉛焊料合金層。這樣，由于可以不用使用助熔劑地、維持足夠的密合性地在金屬基材的表面形成熱傳導(dǎo)性?xún)?yōu)異的無(wú)鉛焊料合金層，因此可以減輕因焊料層中殘存助熔劑的殘?jiān)鸬目障兜漠a(chǎn)生，并且可以消除因助熔劑含有鹵化物而來(lái)取環(huán)境對(duì)策或廢水處理對(duì)策的必要性。從另一個(gè)觀點(diǎn)出發(fā)，本發(fā)明提供一種電子部件，其特征在于，具備上述的本發(fā)明的 接合用構(gòu)件、與該接合用構(gòu)件的接合區(qū)域抵接地配置的第一構(gòu)件(例如搭載于印制電路板 中的BGA等封裝)及第二構(gòu)件(例如散熱用構(gòu)件)，第一構(gòu)件及第二構(gòu)件被通過(guò)將接合用構(gòu) 件、第一構(gòu)件及第二構(gòu)件在助熔劑的存在下進(jìn)行回流加熱，而借助接合用構(gòu)件接合。這樣，由于第一構(gòu)件及第二構(gòu)件被介由金屬制的本發(fā)明的接合用構(gòu)件接合，并且 如上所述，該接合用構(gòu)件可以抑制接合部的空隙的產(chǎn)生，因此可以進(jìn)行密合性或接合強(qiáng)度 優(yōu)異的接合。具體來(lái)說(shuō)，可以例示出將接合用構(gòu)件與第一構(gòu)件及第二構(gòu)件的接合部的下述 空隙率抑制為33. 0%以下的例子?？障堵试?mmX5mm的非電解鎳金鍍膜平臺(tái)上涂布助熔劑，夾入厚100 y m、 5mmX 5mm的薄片的焊料合金，以峰值溫度為160°C的回流溫度曲線(xiàn)進(jìn)行回流加熱后，使用 東芝IT公司制的X射線(xiàn)觀察裝置T0SMICR0N 6090FP,測(cè)定三次空隙面積相對(duì)于平臺(tái)面積的 比例，是三次的測(cè)定值的平均值。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明的無(wú)鉛焊料合金，由于第一構(gòu)件及第二構(gòu)件的焊料接合部的空隙的排 出性?xún)?yōu)異，因而可以減少殘留于接合部的內(nèi)部的空隙量，從而提高第一構(gòu)件及第二構(gòu)件的 密合性或接合強(qiáng)度。本發(fā)明的接合用構(gòu)件可以實(shí)現(xiàn)薄型化，并且加工為小片狀的沖裁加工或壓延加工 時(shí)的形狀保持性也很良好，可以獲得優(yōu)異的量產(chǎn)性及加工性。根據(jù)本發(fā)明的接合用構(gòu)件的制造方法，可以減少因在焊料層中殘存助熔劑的殘?jiān)?而引起的空隙的產(chǎn)生，并且可以消除因助熔劑含有鹵化物而采取環(huán)境對(duì)策或廢水處理對(duì)策 的必要性。此外，根據(jù)本發(fā)明的電子部件，可以在明顯地抑制接合部的空隙的產(chǎn)生的同時(shí)，以 良好的密合性或接合強(qiáng)度將第一構(gòu)件(例如搭載于印刷電路板中的BGA等封裝)及第二構(gòu) 件(例如散熱用構(gòu)件)接合。


圖1是本發(fā)明的電子部件的正面的剖面圖。圖2是表示回流溫度曲線(xiàn)的一例的曲線(xiàn)圖。圖3是拍攝本發(fā)明的實(shí)施例的空隙的產(chǎn)生狀況得到的X射線(xiàn)照片。圖4是拍攝本發(fā)明的比較例的空隙的產(chǎn)生狀況得到的X射線(xiàn)照片。符號(hào)說(shuō)明1第二構(gòu)件2無(wú)鉛焊料合金層3銅基材4第一構(gòu)件5接合用構(gòu)件6電子部件
具體實(shí)施例方式對(duì)本發(fā)明的無(wú)鉛焊料合金、接合用構(gòu)件及其制造方法、電子部件依次進(jìn)行說(shuō)明。1.無(wú)鉛焊料合金對(duì)如上所述地限定無(wú)鉛焊料合金的化學(xué)組成的理由進(jìn)行說(shuō)明。通過(guò)使無(wú)鉛焊料合金的化學(xué)組成滿(mǎn)足上述的范圍，可以改善無(wú)鉛焊料合金的焊料接合時(shí)的浸潤(rùn)性。這樣，就會(huì)提高第一構(gòu)件及第ニ構(gòu)件的焊料接合部的空隙的排出性，明顯地減少殘留于接合部的內(nèi)部的空隙量。由此，就會(huì)提高被焊料接合的第一構(gòu)件及第ニ構(gòu)件的密合性或接合強(qiáng)度。具體來(lái)說(shuō)，如果Sn含量小于0. 1%，則與作為金屬基材的Cu、Ni、Au的反應(yīng)性降低，無(wú)法發(fā)揮作為接合用構(gòu)件要求的功能。另外，如果Sn含量超過(guò)3%，則不能將接合部的空隙率抑制為所需的程度。所以，將Sn含量限定為0. 1 3%。另ー方面，如果Bi含量小于0. 1%，則浸潤(rùn)性降低，釬焊性變差。另外，如果Bi含量超過(guò)2%，則確認(rèn)有脆性，以至無(wú)法構(gòu)成接合用構(gòu)件。所以，將Bi含量限定為0. 1 2%。另外還因?yàn)?，通過(guò)使無(wú)鉛焊料合金的化學(xué)組成滿(mǎn)足上述的范圍，無(wú)鉛焊料合金就會(huì)在130 160°C熔融。對(duì)該理由進(jìn)行說(shuō)明。作為在封裝的焊盤(pán)中普遍使用的無(wú)鉛焊料，已知除了 Sn_3.5Ag(熔點(diǎn)221で、 以下的括號(hào)內(nèi)記載的溫度都是熔點(diǎn))、Sn-5Sb (235 240 °C )、Sn-0. 75Cu (227 °C )、
2四で)、Sn-58Bi(139°C )以及Sn_9Zn(199°C )等ニ元合金以外，還有向它們中又添加了添加物的三元以上的合金。而且，也可以考慮在封裝中使用的焊盤(pán)的一部分中今后繼續(xù)使用Sn-Pb共晶焊料(熔點(diǎn)183°C )。這里，本發(fā)明通過(guò)將使用這些焊料的封裝與散熱用構(gòu)件以本發(fā)明的無(wú)鉛焊料合金的回流溫度曲線(xiàn)進(jìn)行加熱來(lái)實(shí)現(xiàn)接合。如上所述，在焊盤(pán)中使用的焊料中也有低熔點(diǎn)的，由此，本發(fā)明的無(wú)鉛焊料合金最好是低熔點(diǎn)金屬。另ー方面，對(duì)于本發(fā)明的無(wú)鉛焊料合金的熔點(diǎn)，為了確保耐熱性，需要為JIS C 0025中所規(guī)定的溫度變化試驗(yàn)方法中普遍使用的125°C以上，再考慮到實(shí)用性，需要為 130°C以上。此外，回流溫度曲線(xiàn)一般來(lái)說(shuō)被設(shè)定為比焊料的液相線(xiàn)溫度還要高20°C左右的溫度。根據(jù)以上的理由，本發(fā)明的無(wú)鉛焊料合金優(yōu)選在130°C以上160°C以下的溫度下熔融的材料。由此，將本發(fā)明的無(wú)鉛焊料合金的化學(xué)組成如上所述地限定。此外還因?yàn)?，如果無(wú)鉛焊料合金的化學(xué)組成滿(mǎn)足上述的范圍，則不僅可以維持h 所具有的優(yōu)異的熱傳導(dǎo)性及延展性，而且環(huán)境污染的可能性也很低。因熱傳導(dǎo)性良好，就可以將封裝中產(chǎn)生的熱有效地向散熱用構(gòu)件傳遞。另外，因延展性良好，對(duì)因熱負(fù)荷而在接合面中產(chǎn)生的凹凸的追隨性提高，可以避免封裝及散熱用構(gòu)件的剝離。根據(jù)以上的理由，將本發(fā)明的無(wú)鉛焊料合金的化學(xué)組成限定為(a) Sn 0. 1 3%、余部為h及不可避免的雜質(zhì)、(b)Bi :0. 1 2%、余部為h及不可避免的雜質(zhì)、或者(c)Sn 0. 1 3%、Bi :0. 1 2%、余部為h及不可避免的雜質(zhì)。而且，以不喪失上述的特征為條件，本發(fā)明的無(wú)鉛焊料合金也可以含有Al 0.01%以下、Ni 0. 以下、Cu 0. 以下的任意1種以上。通過(guò)含有0.01%以下的Al，有望提高延展性。另外，通過(guò)含有0. 1 %以下的Ni、和/或0. 1 %以下的Cu，有望提高釬焊性。2.接合用構(gòu)件及其制造方法接合用構(gòu)件具備金屬基材及無(wú)鉛焊料合金層，因此對(duì)它們依次進(jìn)行說(shuō)明。[金屬基材]金屬基材在其一部分或全部中，具有用于將第一構(gòu)件及第ニ構(gòu)件接合的接合區(qū)域。例示如下的情況，即，將金屬基材的ー個(gè)面的全部或者一部分設(shè)為用于接合第一構(gòu)件的第一接合區(qū)域，并且將另ー個(gè)面的全部或者一部分設(shè)為用于接合第二構(gòu)件的第二接合區(qū)域。從具有高熱傳導(dǎo)率、具有優(yōu)異的加工性、以及與上述無(wú)鉛焊料合金的反應(yīng)性良好的方面考慮，金屬基材最好是具有Cu含量為95%以上的化學(xué)組成的銅基材。對(duì)于銅基材的厚度，從接合用構(gòu)件的強(qiáng)度確保及薄型化的觀點(diǎn)考慮，最好設(shè)為0. 05 0. 5mm。而且，金屬基材除了上述銅基材以外，像Ni基材或Au基材那樣，只要是與Sn或 Bi、In反應(yīng)的金屬基材，都可以同樣的適用。[無(wú)鉛焊料合金層]在金屬基材的至少上述的接合區(qū)域，形成無(wú)鉛焊料合金層。該無(wú)鉛焊料合金層具有上述的化學(xué)組成。對(duì)于無(wú)鉛焊料合金層的厚度，為了確保良好的釬焊性，最好單面為15 60μπι。而且，無(wú)鉛焊料合金層既可以?xún)H為對(duì)與第一構(gòu)件、第二構(gòu)件的接合來(lái)說(shuō)所必需的部分地在金屬基材的兩面或單面局部地形成，也可以在金屬基材的兩面或單面整面地形成。該接合用構(gòu)件由于在金屬基材的表面具備無(wú)鉛焊料合金層，因此可以實(shí)現(xiàn)薄型化，并且加工為小片狀的沖裁加工或壓延加工時(shí)的形狀保持性也很良好，具有優(yōu)異的量產(chǎn)性及加工性。[制造方法]接合用構(gòu)件是通過(guò)將上述的金屬基材浸漬于具有上述的化學(xué)組成并且處于熔融狀態(tài)的無(wú)鉛焊料合金中而制造的。在該浸漬吋，也可以依照常法使用助熔劑，然而最好在將金屬基材浸漬于無(wú)鉛焊料合金中后通過(guò)對(duì)金屬基材及無(wú)鉛焊料合金施加超聲波振動(dòng)，而在該金屬基材的至少接合區(qū)域形成無(wú)鉛焊料合金層。例示出如下的情況，S卩，將對(duì)金屬基材及無(wú)鉛焊料合金施加的超聲波振動(dòng)設(shè)為 40ΚΗζ，將基板與喇叭(共振體)之間的距離設(shè)為2mm。這樣，就可以不使用助熔劑地、維持足夠的密合性地在金屬基材的表面形成無(wú)鉛焊料合金層。由此，就可以消除因在焊料層中殘存助熔劑的殘?jiān)鸬目障兜漠a(chǎn)生，并且消除因助熔劑含有鹵化物而來(lái)取環(huán)境對(duì)策或廢水處理對(duì)策的必要性。本發(fā)明中，通過(guò)適當(dāng)?shù)刈兏饘倩牡呐髁?、厚度、形狀、所形成的無(wú)鉛焊料合金層的組成，可以自由地改變接合用構(gòu)件的特性。另外，金屬基材同無(wú)鉛焊料合金的反應(yīng)速度與金屬基材及無(wú)鉛焊料合金層各自的化學(xué)組成的組合對(duì)應(yīng)地而變動(dòng)。但是，通過(guò)適當(dāng)?shù)刈兏纬蔁o(wú)鉛焊料合金層時(shí)的進(jìn)送速度(熔融焊料槽浸漬時(shí)間)、熔融焊料槽的溫度、冷卻速度，可以控制無(wú)鉛焊料合金層的厚度。
通過(guò)使用以上的手法，可以根據(jù)對(duì)接合用構(gòu)件要求的各種特性，恰當(dāng)?shù)仂`活地變更接合用構(gòu)件的特性(例如耐熱性、密合性、接合強(qiáng)度等)。3.電子部件圖1是本發(fā)明的電子部件的正面的剖面圖。在第一構(gòu)件4(例如搭載于印制電路板中的BGA等封裝)上，在銅基材3的兩面放置形成有無(wú)鉛焊料合金層2的本發(fā)明的接合用構(gòu)件5，然后，在該接合用構(gòu)件5上放置第二構(gòu)件1 (例如作為散熱用構(gòu)件的Al制的散熱片)。此后，通過(guò)保持該狀態(tài)地將第一構(gòu)件4、第二構(gòu)件1及接合用構(gòu)件5的整體在助熔劑的存在下進(jìn)行回流加熱，而將第一構(gòu)件4及第ニ構(gòu)件1借助接合用構(gòu)件5接合?；亓鳒囟惹€(xiàn)隨著對(duì)其他的面安裝部件印刷供給的無(wú)鉛釬焊膏的合金組成而不同。圖2是表示回流溫度曲線(xiàn)的一例的曲線(xiàn)圖。如圖2的曲線(xiàn)圖所示，在所供給的無(wú)鉛釬焊膏的合金組成為普通的Sn-Ag-Cu系的情況下，最好是峰值溫度為左右、達(dá)到熔融時(shí)間的處于220°C以上的時(shí)間為40秒左右的回流溫度曲線(xiàn)。在供給像Sn-Bi系那樣的低熔點(diǎn)焊料合金的情況下，最好是峰值溫度為 160°C左右、達(dá)到熔融時(shí)間的處于140°C以上的時(shí)間為40秒左右的回流溫度曲線(xiàn)。其結(jié)果是，由于將第一構(gòu)件4及第ニ構(gòu)件1借助金屬制的本發(fā)明的接合用構(gòu)件5 接合，并且如上所述，該接合用構(gòu)件5可以抑制接合部的空隙的產(chǎn)生，因此可以制造將第一構(gòu)件4及第ニ構(gòu)件1與接合用構(gòu)件5以足夠的密合性、并且以高接合強(qiáng)度良好地接合的電子部件6。具體來(lái)說(shuō)，將接合用構(gòu)件5與第一構(gòu)件4及第ニ構(gòu)件1的接合部的下述空隙率抑制為33. 0%以下。空隙率在5mmX5mm的非電解鎳金鍍膜平臺(tái)上涂布助熔劑，夾入厚100 μ m、 5mmX5mm的薄片的焊料合金，以峰值溫度為160°C的回流溫度曲線(xiàn)進(jìn)行回流加熱后，使用東芝IT公司制的X射線(xiàn)觀察裝置T0SMICR0N 6090FP，測(cè)定三次空隙面積相對(duì)于平臺(tái)面積的比例，是三次的測(cè)定值的平均值。而且，本發(fā)明是在金屬基材上覆蓋有焊料的構(gòu)件。實(shí)際上在該構(gòu)件被與散熱片等接合時(shí)，焊料與對(duì)散熱片進(jìn)行處理的鍍膜發(fā)生反應(yīng)。由此，利用使用厚100ym、5mmX5mm的薄片的焊料合金的上述的評(píng)價(jià)方法，也可以充分地再現(xiàn)本發(fā)明的效果。本發(fā)明的接合用構(gòu)件也可以通過(guò)將預(yù)先以恰當(dāng)形狀成形的金屬基材浸漬于熔融有本發(fā)明的無(wú)鉛焊料合金的熔融焊料槽中，對(duì)熔融焊料和金屬基材施加超聲波振動(dòng)而形成無(wú)鉛焊料合金層來(lái)制成。另外，也可以在金屬基材上形成無(wú)鉛焊料合金層后，對(duì)該金屬基材進(jìn)行沖裁等成形加工。這樣，例如也能夠以顆粒或墊圈之類(lèi)的形狀將接合用構(gòu)件成形，能夠與BGA等周?chē)男螤钇ヅ涞剡M(jìn)行成形加工。此外，還可以加工為接合用導(dǎo)電性帶而使用。本發(fā)明不僅可以適用于散熱用構(gòu)件的接合，而且由于可以不使用助熔劑地在金屬基材的表面形成無(wú)鉛焊料合金層，因此也可以適用于想要避免使用助熔劑的半導(dǎo)體部件的內(nèi)部的構(gòu)件的接合等。實(shí)施例1以下，將本發(fā)明的實(shí)施例表示于表1及圖3中，并且將本發(fā)明的比較例表示于表1及圖4中。
[表 1]
權(quán)利要求
1.ー種無(wú)鉛焊料合金，其特征在干，以質(zhì)量％計(jì)，具有包含Sn :0. 1 3%、和/或Bi 0. 1 2%、余部為h及不可避免的雜質(zhì)的化學(xué)組成。
2.ー種接合用構(gòu)件，其特征在干，具備金屬基材、和形成于該金屬基材的至少接合區(qū)域的無(wú)鉛焊料合金層； 該無(wú)鉛焊料合金層具有權(quán)利要求1所述的化學(xué)組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的接合用構(gòu)件，其中，所述金屬基材具有Cu含量為95質(zhì)量％以上的化學(xué)組成。
4.ー種接合用構(gòu)件的制造方法，其特征在干，通過(guò)將金屬基材浸漬在具有權(quán)利要求1所述的化學(xué)組成并且處于熔融狀態(tài)的無(wú)鉛焊料合金中，而在該金屬基材的至少接合區(qū)域形成無(wú)鉛焊料合金層。
5.一種電子部件，其特征在干，具備權(quán)利要求2或3所述的接合用構(gòu)件、和與該接合用構(gòu)件的所述接合區(qū)域抵接地配置的第一構(gòu)件及第ニ構(gòu)件；所述第一構(gòu)件及所述第二構(gòu)件是通過(guò)將所述接合用構(gòu)件、所述第一構(gòu)件及所述第二構(gòu)件在助溶劑的存在下進(jìn)行回流加熱，而借助所述接合用構(gòu)件被接合的。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電子部件，其中，所述接合用構(gòu)件與所述第一構(gòu)件及所述第二構(gòu)件的接合部的下述空隙率為33. 0%以下，空隙率在5mmX 5mm的非電解鎳金鍍膜平臺(tái)上涂布助熔劑，夾入厚100 μ m、5mmX 5mm 的薄片的焊料合金，以峰值溫度為160°C的回流溫度曲線(xiàn)進(jìn)行加熱后，使用東芝IT公司制的X射線(xiàn)觀察裝置T0SMICR0N6090FP，測(cè)定三次空隙面積相對(duì)于平臺(tái)面積的比例，是三次的測(cè)定值的平均值。
全文摘要
本發(fā)明提供可以減少空隙的產(chǎn)生的無(wú)鉛焊料及使用它的密合性、接合強(qiáng)度、加工性?xún)?yōu)異的接合用構(gòu)件。具有包含Sn0.1～3％、和/或Bi0.1～2％、余部為In及不可避免的雜質(zhì)的組成，是對(duì)于抑制釬焊時(shí)的空隙產(chǎn)生有效的無(wú)鉛焊料合金。通過(guò)將該無(wú)鉛焊料合金熔融，浸漬金屬基材，對(duì)熔融了的無(wú)鉛焊料合金和金屬基材施加超聲波振動(dòng)，而在金屬基材的表面形成無(wú)鉛焊料合金層，制成接合用構(gòu)件。借助該接合用構(gòu)件將散熱片和封裝在助熔劑的存在下進(jìn)行回流加熱而釬焊。
文檔編號(hào)H01L23/373GK102596487SQ20108004823
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2010年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月4日
發(fā)明者千葉豐, 吉川俊策, 大西司, 山中芳惠, 渡邊光司, 石川廣輝, 石橋世子 申請(qǐng)人:千住金屬工業(yè)株式會(huì)社