CN114171484A - 芯材料、电子部件和凸点电极的形成方法 - Google Patents

芯材料、电子部件和凸点电极的形成方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及芯材料、电子部件和凸点电极的形成方法。芯材料具有芯；设置在上述芯的外侧的包含Sn和选自Ag、Cu、Sb、Ni、Co、Ge、Ga、Fe、Al、In、Cd、Zn、Pb、Au、P、S、Si、Ti、Mg、Pd和Pt中的至少任一种以上元素的焊料合金的焊料层；和设置在上述焊料层的外侧的Sn层。上述焊料层的厚度为单侧1μm以上。上述Sn层的厚度为单侧0.1以上。上述Sn层的厚度为上述焊料层的厚度的0.215％以上且36％以下的厚度。

Description

芯材料、电子部件和凸点电极的形成方法
技术领域
本实施方式涉及芯材料、具有使用了该芯材料的焊料凸点的电子部件、以及凸点电极的形成方法。
背景技术
近年来，由于小型信息设备的发展，所搭载的电子部件正在急速小型化。根据小型化的要求，为了应对连接端子的狭小化和安装面积的缩小化，电子部件应用了电极配置在背面的球栅阵列(BGA)。
应用了BGA的电子部件例如半导体封装体。半导体封装体通过利用树脂将具有电极的半导体芯片密封而构成。在半导体芯片的电极上形成有焊料凸点。焊料凸点通过将焊料球与半导体芯片的电极接合而形成。应用了BGA的半导体封装体通过将利用加热而熔融的焊料凸点与印刷基板的导电焊盘接合而搭载在印刷基板上。近年来，为了满足更高密度安装的要求，还开发了将半导体封装体在高度方向上层叠而得到的三维高密度安装。
进行了三维高密度安装的半导体封装体为BGA，在半导体芯片的电极上载置焊料球并进行回流焊处理的情况下，焊料球有时因半导体封装体的自重而被压坏。如果发生这样的情况，则焊料从电极中露出，电极间彼此接触，有可能发生电极间的短路。
为了防止这样的短路事故，作为焊料球提出了不会因自重而被压坏或者在焊料熔融时变形的焊料凸点。具体而言，提出了将由金属、树脂成形的球作为芯使用，将利用焊料覆盖该芯而得的芯材料作为焊料凸点使用。
在日本专利第5367924号中公开了使用Cu球作为芯，将包含Sn和Bi的Sn系焊料合金镀膜在所述芯上而得到的焊料凸点。日本专利第5367924号中的焊料镀层中所含的Bi的含量以内侧(内周侧)浓、朝向外侧(外周侧)变稀的浓度梯度进行镀敷处理。
如日本专利第5367924号所述，在焊料镀层中的Bi浓度在内周侧浓、外周侧稀的状态下加热熔融时，由于内周侧的Bi密度高，因此焊料从内周侧的Bi区域开始熔融。即使内周侧的Bi区域熔融，外周侧的Bi区域也尚未开始熔融，因此内周侧的Bi区域侧的体积膨胀快速发生。由于该体积膨胀在内外周侧的快慢，在Bi的内周侧和外周侧(外部空气)处产生压力差，当Bi的外周侧开始熔融时，由于内周侧的体积膨胀引起的压力差，发生作为芯的Cu球爆裂的情况。必须避免这种情况的发生。像这样，具有由包含Sn和Bi的Sn系焊料合金构成的焊料镀层的Cu芯球当焊料镀层中的Bi有浓度梯度的情况下就会导致上述不良。
为了解决在日本专利第5367924号中产生的上述问题，提出了日本专利第6217836号。在日本专利第6217836号中，提供了一种芯材料，其在芯表面具有焊料镀层，所述焊料镀层通过将包含Sn和Bi的(Sn-Bi)系焊料合金镀敷而形成，其中，在焊料镀层中所含的Bi以91.4％～106.7％的预定范围的浓度比分布在焊料镀层中。
发明内容
发明所要解决的问题
如果在焊料镀层的表面上含有相对多的Ag、Cu，则Ag和Cu局部变黑，导致外观成为斑驳图案，外观品质有可能变差。另外，从黄度的观点考虑，作为其颜色变黑的结果，黄度也变高，在外观检查中有可能被判定为不良。
另外，如上所述，当焊料镀层的表面上含有相对多的Ag、Cu时，容易与镀液的硫成分、空气中的氧反应，结果氧化容易进行，具有氧化膜厚度容易变厚的倾向。像这样，当氧化膜厚度变厚时，基板回流焊时的熔化行为变差，可能成为焊料球从电极焊盘脱离的状态(球缺失(ball missing))或发生错位的原因。
在本发明中提供在外观检查中不易被判定为不良、能够防止氧化膜厚度过厚并且能够抑制接合不良的芯材料等。
用于解决问题的手段
[概念1]
根据本发明的概念1的芯材料可以具有：
芯；
焊料层，所述焊料层设置在上述芯的外侧，并且包含焊料合金，所述焊料合金包含Sn和选自Ag、Cu、Sb、Ni、Co、Ge、Ga、Fe、Al、In、Cd、Zn、Pb、Au、P、S、Si、Ti、Mg、Pd和Pt中的至少任一种以上元素；和
Sn层，所述Sn层设置在上述焊料层的外侧，
上述焊料层的厚度可以为单侧1μm以上，
上述Sn层的厚度可以为单侧0.1μm以上，并且
上述Sn层的厚度可以为上述焊料层的厚度的0.215％以上且36％以下的厚度。
[概念2]
在根据概念1的芯材料中，
上述焊料层可以为(Sn-Ag-Cu)系焊料。
[概念3]
在根据概念1或2中任一项的芯材料中，
在上述芯与上述焊料层之间可以设置有打底镀层，所述打底镀层由Ni、Co、Ni-Co、Ni-P和Ni-B中的任一者形成。
[概念4]
在根据概念1～3中的任一项的芯材料中，所述芯材料可以使用Cu球或Cu柱作为芯。
[概念5]
根据本发明的电子部件可以将
概念1～4中任一项的芯材料用作焊料凸点。
[概念6]
根据本发明的凸点电极的形成方法可以具有：
将概念1～4中任一项的芯材料搭载在电极上的工序；和
通过将搭载的上述芯材料进行加热来形成凸点电极的工序。
发明效果
根据本发明，能够提供在外观检查中不易被判定为不良、能够防止氧化膜厚度过厚并且能够抑制接合不良的芯材料等。
附图说明
[图1]为示出本发明的实施方式中的Cu芯球的一例的截面图。
[图2]为示出本发明的实施方式中的Cu芯球的其它例子的截面图。
符号说明
10 Cu芯球
12 芯
14 打底镀层
16 焊料镀层(焊料层)
20 Sn镀层(Sn层)
具体实施方式
以下，对本实施方式的优选实施方式详细说明。在本实施方式中，提供芯材料以及包含使用了该芯材料的半导体封装体的电子部件。
本实施方式的芯材料可以具有：芯；设置在芯外侧的焊料合金的焊料层，所述焊料合金含有Sn和选自Ag、Cu、Sb、Ni、Co、Ge、Ga、Fe、Al、In、Cd、Zn、Pb、Au、P、S、Si、Ti、Mg、Pd和Pt中的至少任一种以上元素；以及设置在焊料层外侧的Sn层。焊料层的厚度可以为单侧1μm以上。可以考虑Sn层的厚度为单侧0.1μm～12μm，关于上限值，只要Sn层的厚度为焊料层的厚度的0.215％以上且36％以下的厚度，则也可以为大于12μm的厚度。
Sn层可以以焊料层的优选0.26％以上且33.3％以下的厚度形成。在本实施方式中，作为一例，使用焊料镀层作为焊料层进行说明，并且使用Sn镀层作为Sn层进行说明，但不限于此，焊料层可以通过镀敷以外的方法形成，同样地，Sn层也可以通过镀敷以外的方法形成。Sn层可以含有Ag、Cu、Bi、Sb、Ni、Co、Ge、Ga、Fe、Al、In、Cd、Zn、Pb、Au、P、S、Si等杂质作为Sn以外的成分。
焊料合金可以是Sn系焊料合金。在Sn系焊料合金中，除了(Sn-Ag)系和(Sn-Cu)系的焊料合金以外，还可以含有其它的添加元素。作为可以在(Sn-Ag)系和(Sn-Cu)系焊料合金中添加的元素，为Ag、Cu、Ni、Bi、Ge、Ga、In、Zn、Fe、Pb、Sb、Au、Pd、Co等中的一种或两种以上的元素。例如，可以考虑(Sn-Ag-Cu-Ni)系焊料合金、(Sn-Ag-Sb)系焊料合金等。需要说明的是，所述焊料合金也可以是Pb系焊料合金，以质量计Pb的含量可以最多(主要成分)，可以成为(Pb-Sn)系，其中Pb的含量可以多于Sn的含量。在后述的实施例中，使用SAC305(Ag3.0Cu0.5Sn余量)、SnAg(Ag3.5Sn余量)、SnCu(Cu0.7Sn余量)、SnSb(Sb10Sn余量)、SnIn(In45Sn余量)和SnPb(Pb37Sn余量)，但不限于此。例如，关于SAC，可以改变Ag的含量和Cu的含量而使用Ag0.1Cu0.1Sn余量～Ag10Cu10Sn余量的焊料合金。关于SnAg，可以改变Ag的含量而使用Ag0.1Sn余量～Ag10Sn余量的焊料合金。关于SnCu，可以改变Cu的含量而使用Cu0.1Sn余量～Cu1Sn余量的焊料合金。关于SnSb，可以改变Sb的含量而使用Sb0.1Sn余量～Sb15Sn余量的焊料合金。关于SnIn，可以改变In的含量而使用In0.1Sn余量～In95Sn余量的焊料合金。关于SnPb，可以改变Pb的含量而使用Pb0.1Sn余量～Pb95Sn余量的焊料合金。需要说明的是，在本申请中各元素的添加量的数值为质量％，例如如果为“Ag3.0Cu0.5Sn余量”，则表示含有3.0质量％的Ag、0.5质量％的Cu、余量为Sn。
Sn镀层是在形成焊料镀层之后形成的。作为一例，在芯上形成含有Sn和选自Ag、Cu、Sb、Ni、Co、Ge、Ga、Fe、Al、In、Cd、Zn、Pb、Au、P、S、Si、Ti、Mg、Pd和Pt中的至少任一种以上元素的焊料镀层。然后，可以将形成有焊料镀层的芯材料从含有Sn和选自Ag、Cu、Sb、Ni、Co、Ge、Ga、Fe、Al、In、Cd、Zn、Pb、Au、P、S、Si、Ti、Mg、Pd和Pt中的至少任一种以上元素的熔融液中提起，然后浸入Sn的熔融液内而形成Sn镀层。焊料镀层和Sn镀层均可以使用滚筒电镀形成。另外，镀敷方法可以使用无电镀。
需要说明的是，在未设置Sn镀层的情况下，在焊料镀层含有0.1质量％以上的Sn以外的成分的情况下，出现变色的问题。在未设置Sn镀层的情况下，在焊料镀层为100质量％Sn的情况下，不会发生变色的问题，但是在焊料镀层包含下述成分的情况下，确认到会发生变色的问题。需要说明的是，认为在电镀的情况下，在焊料镀敷即将结束时Ag等残留在镀液中的情况下，表面的置换析出类变色发生。
Figure BDA0003252091270000061
Figure BDA0003252091270000071
作为芯(core)，可以考虑金属或树脂，其形状也可以考虑球体及其它形状(柱状的柱、片状等)。在本实施方式中，对球体、特别是使用包含Cu的球(也称为“Cu球”)作为芯的Cu芯球的情况进行说明。本实施方式中的Cu芯球只要芯含有Cu即可，对其它的构成没有特别限制。
芯的粒径(球径)根据BGA的尺寸等而不同，但在以下的例子中是约300μmφ的球状，焊料镀层的径向的单侧厚度为1μm～100μm。Sn镀层的径向的单侧厚度可以基于焊料镀层的厚度来确定，如上所述，可以为焊料镀层的厚度的0.215％以上且36％以下的厚度，优选为0.26％以上且33.3％以下的厚度。Cu芯球的粒径根据所使用的电子部件的密度、尺寸来适当选择，可以使用1μm～1000μm范围内的芯，根据所使用的芯的粒径适当选择镀敷厚度。需要说明的是，用作球的情况下的典型粒径为200μm～300μm。在今后进一步微小化的情况下，主流的粒径也有可能成为100μm～160μm，即使是该粒径，本申请也可以无问题地使用。作为进行镀敷处理的镀敷装置，可以使用电镀装置。
接着，示出使用Cu球作为芯的Cu芯球的例子。图1和图2为示出本发明所涉及的Cu芯球10的一例的截面图。
如图2所示，Cu芯球10中形成有含有Cu的芯12，且在本例中隔着Ni打底镀层14形成有包含焊料合金的焊料镀层16，在焊料镀层16上形成有Sn镀层20。Ni打底镀层14起到用于防止由芯12与焊料镀层16之间的金属扩散引起的焊料镀层16的组成变化的打底镀敷的作用(起到阻隔层的作用)，单侧为约1μm～约4μm的厚度。该Ni打底镀层14不是必需条件，如图1所示，也可以在芯12的表面上直接形成焊料镀层16。需要说明的是，在形成打底镀层14的情况下，打底镀层14可以由包含选自Ni、Co、P和B中的一种以上元素的层构成，更具体而言，可以设置由Ni、Co、Ni-Co、Ni-P和Ni-B中的任一种形成的打底镀层。
在芯12中使用的Cu可以是纯铜，也可以是铜的合金。
在使用以Cu为主要成分的合金组成的芯12的情况下，对其纯度没有特别限制，但从抑制由纯度的降低引起的Cu芯球的电导率、热导率的劣化，以及根据需要抑制α射线量的观点出发，优选99.9质量％以上。
作为芯，除了Cu以外，也可以由Ni、Ag、Bi、Pb、Al、Sn、Fe、Zn、In、Ge、Sb、Co、Mn、Au、Si、Pt、Cr、La、Mo、Nb、Pd、Ti、Zr、Mg的金属单质、它们的两种以上的合金、金属氧化物或金属混合氧化物构成，也可以由树脂材料构成。作为树脂材料，例如可以列举包含氨基树脂、丙烯酸类树脂、乙烯-乙酸乙烯基酯树脂、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、聚酯树脂、三聚氰胺树脂、酚醛树脂、醇酸树脂、聚酰亚胺树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、交联树脂等的树脂材料。其中，优选使用聚乙炔、聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺等导电塑料等。在采用树脂材料作为芯的情况下，可以由树脂的芯、覆盖树脂的芯外侧的Cu镀层、覆盖Cu镀层的表面的Ni等打底镀层、覆盖打底镀层的表面的焊料镀层构成Cu芯球。需要说明的是，Cu芯球的层叠结构不限于上述例子。
在芯12为球状的情况下，从控制悬浮高度(Standoff height)的观点出发，球度优选为0.95以上，进一步更优选为0.990以上。当芯12的球度小于0.95时，芯12成为不定形状，因此在形成凸点时形成高度不均匀的凸点，产生接合不良的可能性提高。此外，在将Cu芯球10搭载在电极上而进行回流焊时，如果球度低，则会引起Cu芯球10错位，自对准性也变差。
在此，球度表示与正球的偏差。球度例如可以通过最小二乘中心法(LSC法)、最小区域中心法(MZC法)、最大内接中心法(MIC法)、最小外接中心法(MCC法)等各种方法求出。详细而言，球度是将500个各芯的直径除以长径时算出的算术平均值，值越接近上限即1.00则表示越接近正球。长径的长度是指利用日本三丰公司制造的Ultra Quick Vision、ULTRAQV350-PRO测定装置测定的长度。
包含焊料镀层16的Cu芯球10整体的直径优选为1μm～1000μm。当在该范围内时，能够稳定地制造球状的Cu芯球10，另外，通过选择粒径，能够抑制电极端子间在间距窄的情况下的连接短路。
焊料镀层16为焊料合金，在本实施方式中，其包含Sn和选自Ag、Cu、Sb、Ni、Co、Ge、Ga、Fe、Al、In、Cd、Zn、Pb、Au、P、S、Si、Ti、Mg、Pd和Pt中的至少任一种以上的元素。
焊料镀层16的厚度根据芯12的粒径而不同，但优选径向的单侧为100μm以下。例如，在粒径为300μmφ的芯12时，形成焊料镀层16使得单侧为1μm～100μm的厚度。这是为了确保足够的焊料接合量。
作为镀液，可以根据要形成的焊料组成适当使用公知的镀液。
[实施例]
以下，列举实施例和比较例对本实施方式详细说明。需要说明的是，本实施方式不限于这些实施例。
作为包含后述的各表所示的组成的芯球的评价，基于下述的基准进行黄度的评价和接合时的不良的评价。
＜黄度＞
芯球的黄度使用柯尼卡美能达公司制造的CM-2600d型分光测色计测定。L*a*b*表色系中的黄度为8.5以下时判定为“良”，在各表中用“○”表示，L*a*b*表色系中的黄度大于8.5时判定为“不良”，在各表中用“×”表示。
＜接合时的不良＞
准备10个由与测定黄度的各样品相同的制造批次制作的、由各实施例和各比较例中的组成所构成的芯球(样品)，通过通常的回流焊处理分别接合到基板上。对于接合时的不良，在所有10个样品中未测定到接合不良的情况评价为“良”，在各表中用“○”表示。另一方面，只要有一个样品在接合时发生错位或球缺失，或者只要有一个样品在接合时芯爆裂，则判定为“不良”，在表中用“×”表示。
需要说明的是，实施例和比较例中的芯球10在下述条件下制作。
·芯12的直径：300μm
·Ni打底镀层14的膜厚：单侧为2μm
·焊料镀层16的膜厚：单侧为1μm、单侧为18μm或38μm
·除Sn镀层20以外的芯球10的直径：306μm、340μm或380μm
Ni打底镀层14的镀敷方法使用如下方法：对于芯为Cu的样品，使用电镀法(滚筒电镀)，对于芯为树脂的样品，使用无电镀法，对于芯为铝的样品，对作为芯的铝实施双重锌化处理(ダブルジンケート処理)，对于处理后的铝，通过无电镀法薄薄地镀敷Ni镀层，然后通过电镀法使其生长为目标厚度。
利用电镀法(滚筒电镀)作为焊料镀层16的镀敷方法进行制作。
Sn镀层20通过如下方式形成：将设置有焊料镀层16的芯球从含有Sn以及Ag和Cu、Cu、Ag、Sb、In或Pb的熔融液中提起，然后浸入Sn的熔融液内。更具体而言，将形成有焊料镀层16的试样从含有Sn以及Ag和Cu、Cu、Ag、Sb、In或Pb的镀液中取出，进行清洗、干燥。
然后，将试样投入到含有甲磺酸Sn、有机酸和表面活性剂的镀液中，进行滚筒电镀，直至达到各实施例和各比较例(除了不形成Sn镀层20的比较例以外)中记载的Sn镀层20的厚度。
在下述表1中，将使用铜作为芯的材质、焊料层组成由SAC305构成的方式表示为实施例1～实施例9。在下述表2中，将使用铜作为芯的材质、焊料层组成由SAC305构成的方式表示为比较例1～比较例9。在实施例1～实施例3和比较例1～比较例3中，焊料层的单侧的厚度为18μm，但Sn层的单侧的厚度不同。在实施例4～实施例6和比较例4～比较例6中，焊料层的单侧的厚度为38μm，但Sn层的单侧的厚度不同。在实施例7～实施例9和比较例7～比较例9中，焊料层的单侧的厚度为1μm，但Sn层的单侧的厚度不同。需要说明的是，各表中所示的“Sn层：焊料层”为用Sn层厚度(单侧)/焊料层(单侧)×100的式子算出的值，将单侧的Sn层的厚度除以单侧的焊料层的厚度而得到的值以％表示，在其它表中也是相同的含义。另外，在比较例的表中所示的“小于下限值”是指Sn层的厚度小于焊料层的厚度的0.215％，比较例的表中所示的“大于上限值”是指Sn层的厚度大于焊料层的厚度的36％，在其它的表中也是相同的含义。能够确认在实施例1～实施例9中，黄度和接合时的不良各自均为良好的结果。另一方面，能够确认在比较例1～比较例9中，黄度或接合时的不良中的某一项为不良。能够确认，特别是在未设置Sn层的情况下或者Sn层的厚度小于焊料层的厚度的0.215％的情况下，发生黄度的问题，另一方面，在Sn层的厚度大于焊料层的厚度的36％的情况下，发生接合时的不良。
[表1]
Figure BDA0003252091270000121
[表2]
Figure BDA0003252091270000122
在下述表3中，将使用铜作为芯的材质、焊料层组成由SnCu(Cu0.7Sn余量)构成的方式表示为实施例10～实施例18。在下述表4中，也将使用铜作为芯的材质、焊料层组成由SnCu构成的方式表示为比较例10～比较例18。在实施例10～实施例12和比较例10～比较例12中，焊料层的单侧的厚度为18μm，但Sn层的单侧的厚度不同。在实施例13～实施例15和比较例13～比较例15中，焊料层的单侧的厚度为38μm，但Sn层的单侧的厚度不同。在实施例16～实施例18和比较例16～比较例18中，焊料层的单侧的厚度为1μm，但Sn层的单侧的厚度不同。能够确认在实施例10～实施例18中，黄度和接合时的不良各自均为良好的结果。另一方面，能够确认在比较例10～比较例18中，黄度或接合时的不良中的某一项为不良。能够确认，特别是在未设置Sn层的情况下或者Sn层的厚度小于焊料层的厚度的0.215％的情况下，发生黄度的问题，另一方面，在Sn层的厚度大于焊料层的厚度的36％的情况下，发生接合时的不良。
[表3]
Figure BDA0003252091270000131
[表4]
Figure BDA0003252091270000132
在下述表5中，将使用铜作为芯的材质、焊料层组成由SnAg(Ag3.5Sn余量)构成的方式表示为实施例19～实施例27。在下述表6中，也将使用铜作为芯的材质、焊料层组成由SnAg构成的方式表示为比较例19～比较例27。在实施例19～实施例21和比较例19～比较例21中，焊料层的单侧的厚度为18μm，但Sn层的单侧的厚度不同。在实施例22～实施例24和比较例22～比较例24中，焊料层的单侧的厚度为38μm，但Sn层的单侧的厚度不同。在实施例25～实施例27和比较例25～比较例27中，焊料层的单侧的厚度为1μm，但Sn层的单侧的厚度不同。能够确认，在实施例19～实施例27中，黄度和接合时的不良各自均为良好的结果。另一方面，能够确认，在比较例19～比较例27中，黄度或接合时不良中的某一项为不良。能够确认，特别是在未设置Sn层的情况下或者Sn层的厚度小于焊料层的厚度的0.215％的情况下，发生黄度的问题，另一方面，在Sn层的厚度大于焊料层的厚度的36％的情况下，发生接合时的不良。
[表5]
Figure BDA0003252091270000141
[表6]
Figure BDA0003252091270000142
在下述表7中，将使用铜作为芯的材质、焊料层组成由SnSb(Sb10Sn余量)构成的方式表示为实施例28～实施例36。在下述表8中，也将使用铜作为芯的材质、焊料层组成由SnSb构成的方式表示为比较例28～比较例36。在实施例28～实施例30和比较例28～比较例30中，焊料层的单侧的厚度为18μm，但Sn层的单侧的厚度不同。在实施例31～实施例33和比较例31～比较例33中，焊料层的单侧的厚度为38μm，但Sn层的单侧的厚度不同。在实施例34～实施例36和比较例34～比较例36中，焊料层的单侧的厚度为1μm，但Sn层的单侧的厚度不同。能够确认在实施例28～实施例36中，黄度和接合时的不良各自均为良好的结果。另一方面，能够确认在比较例28～比较例36中，黄度或接合时的不良中的某一项为不良。能够确认，特别是在未设置Sn层的情况下或者Sn层的厚度小于焊料层的厚度的0.215％的情况下，发生黄度的问题，另一方面，在Sn层的厚度大于焊料层的厚度的36％的情况下，发生接合时的不良。
[表7]
Figure BDA0003252091270000151
[表8]
Figure BDA0003252091270000161
在下述表9中，将使用铜作为芯的材质、焊料层组成由SnIn(In45Sn余量)构成的方式表示为实施例37～实施例45。在下述表10中，也将使用铜作为芯的材质、焊料层组成由SnIn构成的方式表示为比较例37～比较例45。在实施例37～实施例39和比较例37～比较例39中，焊料层的单侧的厚度为18μm，但Sn层的单侧的厚度不同。在实施例40～实施例42和比较例40～比较例42中，焊料层的单侧的厚度为38μm，但Sn层的单侧的厚度不同。在实施例43～实施例45和比较例43～比较例45中，焊料层的单侧的厚度为1μm，但Sn层的单侧的厚度不同。能够确认，在实施例37～实施例45中，黄度和接合时的不良各自均为良好的结果。另一方面，能够确认，在比较例37～比较例45中，黄度或接合时的不良中的某一项为不良。能够确认，特别是在未设置Sn层的情况下或者Sn层的厚度小于焊料层的厚度的0.215％的情况下，发生黄度的问题，另一方面，在Sn层的厚度大于焊料层的厚度的36％的情况下，发生接合时的不良。
[表9]
Figure BDA0003252091270000171
[表10]
Figure BDA0003252091270000172
在下述表11中，将使用铜作为芯的材质、焊料层组成由SnPb(Pb37Sn余量)构成的方式表示为实施例46～实施例54。在下述表12中，也将使用铜作为芯的材质、焊料层组成由SnPb构成的方式表示为比较例46～比较例54。在实施例46～实施例48和比较例46～比较例48中，焊料层的单侧的厚度为18μm，但Sn层的单侧的厚度不同。在实施例49～实施例51和比较例49～比较例51中，焊料层的单侧的厚度为38μm，但Sn层的单侧的厚度不同。在实施例52～实施例54和比较例52～比较例54中，焊料层的单侧的厚度为1μm，但Sn层的单侧的厚度不同。能够确认，在实施例46～实施例54中，黄度和接合时的不良各自均为良好的结果。另一方面，能够确认，在比较例46～比较例54中，黄度或接合时的不良中的某一项为不良。能够确认，特别是在未设置Sn层的情况下或者Sn层的厚度小于焊料层的厚度的0.215％的情况下，发生黄度的问题，另一方面，在Sn层的厚度大于焊料层的厚度的36％的情况下，发生接合时的不良。
[表11]
Figure BDA0003252091270000181
[表12]
Figure BDA0003252091270000182
在下述表13～表24中，除了使用铝作为芯的材质以外，与在表1～表12中所示的实施例1～实施例54和比较例1～比较例54同样地，将焊料层组成改变为SAC305、SnCu(Cu0.7Sn余量)、SnAg(Ag3.5Sn余量)、SnSb(Sb10Sn余量)、SnIn(In45Sn余量)和SnPb(Pb37Sn余量)，并且改变焊料层的单侧的厚度和Sn层的单侧的厚度。能够确认，在实施例55～实施例108中，黄度和接合时的不良各自均为良好的结果。另一方面，能够确认，在比较例55～比较例108中，黄度或接合时的不良中的某一项为不良。能够确认，特别是在未设置Sn层的情况下或者Sn层的厚度小于焊料层的厚度的0.215％的情况下，发生黄度的问题，另一方面，在Sn层的厚度大于焊料层的厚度的36％的情况下，发生接合时的不良。
[表13]
Figure BDA0003252091270000191
[表14]
Figure BDA0003252091270000192
[表15]
Figure BDA0003252091270000193
[表16]
Figure BDA0003252091270000201
[表17]
Figure BDA0003252091270000202
[表18]
Figure BDA0003252091270000203
[表19]
Figure BDA0003252091270000211
[表20]
Figure BDA0003252091270000212
[表21]
Figure BDA0003252091270000213
[表22]
Figure BDA0003252091270000221
[表23]
Figure BDA0003252091270000222
[表24]
Figure BDA0003252091270000223
在下述表25～表36中，除了使用作为树脂的苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物作为芯的材质以外，与在表1～表12所示的实施例1～实施例54和比较例1～比较例54以及在表13～表24中所示的实施例55～实施例108和比较例55～比较例108同样地，将焊料层组成改变为SAC305、SnCu(Cu0.7Sn余量)、SnAg(Ag3.5Sn余量)、SnSb(Sb10Sn余量)、SnIn(In45Sn余量)和SnPb(Pb37Sn余量)，并且改变焊料层的单侧的厚度和Sn层的单侧的厚度。能够确认，在实施例109～162中，黄度和接合时的不良各自均为良好的结果。另一方面，能够确认，在比较例109～162中，黄度或接合时的不良中的某一项为不良。能够确认，特别是在未设置Sn层的情况下或者Sn层的厚度小于焊料层的厚度的0.215％的情况下，发生黄度的问题，另一方面，在Sn层的厚度大于焊料层的厚度的36％的情况下，发生接合时的不良。
[表25]
Figure BDA0003252091270000231
[表26]
Figure BDA0003252091270000232
[表27]
Figure BDA0003252091270000241
[表28]
Figure BDA0003252091270000242
[表29]
Figure BDA0003252091270000243
[表30]
Figure BDA0003252091270000251
[表31]
Figure BDA0003252091270000252
[表32]
Figure BDA0003252091270000253
[表33]
Figure BDA0003252091270000261
[表34]
Figure BDA0003252091270000262
[表35]
Figure BDA0003252091270000263
[表36]
Figure BDA0003252091270000271
在本实施方式中还提供一种凸点电极的形成方法，包括将芯材料搭载在电极上的工序和通过将搭载的芯材料进行加热来形成凸点电极的工序。
芯材料的形状除了球体以外，还包括柱状的柱、片状等。例如在上表面和底面的直径：1μm～1000μm、高度：1μm～3000μm的Cu制的柱的表面上设置单侧为1μm～4μm的Ni打底镀层、Co打底镀层等，在与实施例相同的条件下覆盖了焊料镀层的芯柱能够得到与上述的实施例相同的效果，黄度和接合时的不良各自能够得到良好的结果。
作为一例，以下示出使用了如下方式的结果，所述方式使用由直径φ0.30mm×高度0.53mm构成的柱，并且镀Ni厚度为单侧2μm。需要说明的是，焊料层的厚度为不包含镀Ni厚度的值。
[表37]
Figure BDA0003252091270000281
[表38]
Figure BDA0003252091270000282
上述实施方式的记载、实施例的记载以及附图的公开内容仅是用于说明权利要求书中记载的发明的一例，权利要求书中记载的发明不受上述实施方式的记载或附图的公开内容所限定。

Claims (6)

1.一种芯材料，其特征在于，具有：
芯；
焊料层，所述焊料层设置在所述芯的外侧，并且包含焊料合金，所述焊料合金仅包含Sn和选自Ag、Cu、Sb、Ni、Co、Ge、Ga、Fe、Al、In、Cd、Zn、Pb、Au、P、S、Si、Ti、Mg、Pd和Pt中的至少任一种以上元素；和
Sn层，所述Sn层设置在所述焊料层的外侧，
所述焊料层的厚度为单侧1μm以上，
所述Sn层的厚度为单侧0.1μm以上，并且
所述Sn层的厚度为所述焊料层的厚度的0.215％以上且36％以下的厚度。
2.如权利要求1所述的芯材料，其特征在于，所述焊料层为(Sn-Ag-Cu)系焊料。
3.如权利要求1或2中任一项所述的芯材料，其特征在于，在所述芯与所述焊料层之间设置有打底镀层，所述打底镀层由Ni、Co、Ni-Co、Ni-P和Ni-B中的任一者形成。
4.如权利要求1或2中任一项所述的芯材料，其特征在于，所述芯材料使用Cu球或Cu柱作为芯。
5.一种电子部件，其特征在于，所述电子部件将权利要求1～4中任一项所述的芯材料用作焊料凸点。
6.一种凸点电极的形成方法，其特征在于，所述凸点电极的形成方法具有：
将权利要求1～4中任一项所述的芯材料搭载在电极上的工序；和
通过将搭载的所述芯材料进行加热来形成凸点电极的工序。
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