TW201525153A - 低α射線鉍之製造方法及低α射線鉍 - Google Patents

Abstract

本發明係一種低α射線鉍之製造方法及低α射線鉍，該低α射線鉍之製造方法之特徵在於：將鉍原料與氧化物原料混合熔解，使鉍原料中成為α射線之原因之元素向氧化物中移動，從而使鉍之α射線降低。最近之半導體裝置受到高密度化及高電容化，故而因來自半導體晶片附近之材料之α射線之影響，產生軟錯誤(soft error)之危險變多。尤其是謀求一種靠近半導體裝置使用之材料，其對焊錫材料之高純度化強烈要求且α射線少。本發明闡明鉍之產生α射線之現象，並且提供一種使可適合所要求之材料即降低鉍之α射線量的高純度鉍及其製造方法。

Description

低α射線鉍之製造方法及低α射線鉍

本發明係關於一種用於半導體之製造等的使α射線量得到降低之鉍之製造方法及藉由該製造方法所獲得之低α射線鉍。

通常，鉍之熔點較低，為271℃，與鉛或錫同樣地被用作焊錫用之材料。焊錫係於製造半導體時，被用於半導體晶片與基板之接合、將IC或LSI等之Si晶片與引線框架或陶瓷封裝接合或密封時、或者TAB(Tape Automated Bonding，捲帶式自動接合)或倒裝晶片製造時之凸塊形成、半導體用配線材料等。又，近年來，亦推進作為熱電材料之開發。

最近之半導體裝置等由於高密度化及動作電壓或電池電容降低，故而因來自半導體晶片附近之材料之α射線之影響，產生軟錯誤(soft error)之危險變多。根據此種情況，謀求一種要求上述焊錫材料之高純度化且α射線少之材料。

主要之半導體用無鉛焊錫材料考慮有若干種，但作為低溫用之低α焊錫，研究有錫銦合金、錫鉍合金。然而，由於銦非常昂貴，故而錫鉍合金被視為最有希望。

然而，於選擇錫鉍合金之材料之情形時，關於錫與鉍兩者，必須使α射線量降低。先前，對於錫或鉛，揭示有低α化之技術，但對於鉍，現狀為未進行低α化之研究。

本案發明之課題在於提供一種低α射線鉍，由於其較大之用途為焊錫材料，故而對使作為焊錫材料之錫之α射線減少之技術進行介紹，以供參考。

於下述專利文獻1中記載有如下低α射線錫之製造方法：於將錫與α射線量為10cph/cm²以下之鉛合金化後，進行去除錫中所含之鉛之精煉。該技術之目的係藉由添加高純度Pb而稀釋錫中之²¹⁰Pb，從而欲降低α射線量者。

然而，該情形時，於添加至錫後，需要必須進一步去除Pb之複雜之步驟，又，於精煉錫之3年後，α射線量顯示大幅降低之數值，但亦可被理解為若未經過3年則無法使用該α射線量得到降低之錫，因此無法說是於產業上效率良好之方法。

於下述專利文獻2中具有如下記載：若對Sn-Pb合金焊錫添加10~5000ppm之選自Na、Sr、K、Cr、Nb、Mn、V、Ta、Si、Zr、Ba中之材料，則放射線α粒子之計數數量會降低至0.5cph/cm²以下。

然而，即便藉由添加此種材料，可減少放射線α粒子之計數數量之程度亦在0.015cph/cm²等級，未達到作為現今之半導體裝置用材料而可期待之等級。

進而成為問題的是，作為添加之材料，使用有鹼金屬元素、過渡金屬元素、重金屬元素等混入半導體時欠佳之元素。因此，作為半導體裝置組裝用材料，不得不稱之為等級較低之材料。

於下述專利文獻3中記載有如下情形：將自焊錫極細線所釋出之放射線α粒子之計數數量設為0.5cph/cm²以下，而用作半導體裝置等之連接配線用。然而，該程度之放射線α粒子之計數數量等級未達到作為現今之半導體裝置用材料而可期待之等級。

於下述專利文獻4中記載有如下情形：使用特級硫酸、特級 鹽酸等精製度高之硫酸與鹽酸作為電解液，且將高純度之錫用作陽極進行電解，藉此獲得鉛濃度低、鉛之α射線計數數量為0.005cph/cm²以下之高純度錫。若不計成本，使用高純度之原材料(試劑)，則當然可獲得高純度之材料，但即便如此，專利文獻4之實施例所示之析出錫之最低之α射線計數數量亦為0.002cph/cm²，相對於較高之成本，並未達到可期待之等級。

於下述專利文獻5中記載有如下方法：於加入有粗金屬錫之加熱水溶液添加硝酸，使偏錫酸沈降並進行過濾，將其洗淨，將洗淨後之偏錫酸於鹽酸或氫氟酸溶解，以該溶解液為電解液並藉由電解萃取而獲得5N以上之金屬錫。就該技術而言，雖敍述可實現籠統之作為半導體裝置用之應用，但關於放射性元素及放射線α粒子之計數數量之限制並未特別提及，關於該等可謂為關心度較低之等級者。

於下述專利文獻6中揭示有如下技術：使構成焊錫合金之Sn中所含之Pb量減少，並使用Bi或Sb、Ag、Zn作為合金材料。然而，該情形時，即便儘可能地降低了Pb，亦未特別顯示從根本解決下述問題的手段：將因必然混入之Pb所引起之放射線α粒子之計數數量的問題。

於下述專利文獻7中揭示有一種錫，其係使用特級硫酸試劑進行電解而製造的等級為99.99%以上、且放射線α粒子之計數數量為0.03cph/cm²以下者。該情形時，若亦不計成本地使用高純度之原材料(試劑)，則當然可獲得高純度之材料，但即便如此，專利文獻7之實施例所示之析出錫之最低α射線計數數量亦為0.003cph/cm²，相對於較高之成本，並未達到可期待之等級。

於下述專利文獻8中記載有一種半導體裝置用硬焊填充金屬(brazing filler metal)用鉛，其具有4N以上之等級，放射性同位元素未達50ppm，且放射線α粒子之計數數量為0.5cph/cm²以下。又，於下述專利文獻9中記載有一種半導體裝置用硬焊填充金屬用錫，其等級為99.95% 以上，放射性同位元素未達30ppm，且放射線α粒子之計數數量為0.2cph/cm²以下。

該等均存在如下問題：放射線α粒子之計數數量之容許量寬鬆，未達到作為現今之半導體裝置用材料而可期待之等級。

根據此種情況，如下述專利文獻10所示，本申請人提出了如下高純度錫、即純度為5N以上(其中，不計O、C、N、H、S、P之氣體成分)者，其中將作為放射性元素之U、Th之各自之含量設為5ppb以下，將釋出放射線α粒子之Pb、Bi之各自之含量設為1ppm以下，從而極力排除α射線對半導體晶片之影響。該情形時，上述提案係關於實現如下情形之技術：高純度錫係最終進行熔解、鑄造及視需要進行壓延、切斷而製造，且該高純度錫之α射線計數數量為0.001cph/cm²以下。

於Sn之精製時，Po之昇華性非常高，若於製造步驟、例如熔解、鑄造步驟中受到加熱則Po昇華。可認為，若於製造之初始階段將釙之同位素²¹⁰Po去除，則當然既不會引起自釙之同位素²¹⁰Po向鉛之同位素²⁰⁶Pb之裂變(disintegration)，又不會產生α射線。

認為其原因在於，是於自該²¹⁰Po向鉛之同位素²⁰⁶Pb之裂變時製造步驟中之α射線產生。然而，實際上雖認為於製造時Po幾乎消失，但仍持續看到α射線之產生。因此，僅藉由於製造初始階段使高純度錫之α射線計數數量降低，無法說是從根本解決問題。

根據此種情況，本發明人開發了一種錫，其熔解、鑄造後之試樣之α射線量未達0.0005cph/cm²(參照專利文獻11)。可藉由於利用鹽酸或硫酸將純度3N等級之原料錫瀝濾後，使用pH值1.0以下、Sn濃度200g/L以下之電解液進行電解精製而獲得。

該技術極為有效，藉此可解決錫之問題，但關於鉍，依然為α射線量較高之材料之狀態，從而未達到問題之解決。

另一方面，作為關於鉍之技術，可列舉以下專利文獻。

專利文獻12揭示有關於鍍錫-鉍合金用硫酸錫鹽及硫酸鉍鹽之電解製造方法，即一種鍍錫-鉍合金用之硫酸錫鹽或硫酸鉍鹽之電解製造法，其特徵在於由如下方法構成：使用將陽極與陰極以陰離子交換膜、或陰離子交換膜及陽離子交換膜分離之電解槽，使用硫酸溶液作為電解液，使用錫或鉍作為陽極，然後對陽極與陰極施加直流電壓，使錫或鉍溶解於硫酸電解液中；且使用所獲得之錫及鉍鹽進行鍍敷而成之皮膜之放射性α粒子之計數數量未達0.1cph/cm²。

又，於專利文獻13中揭示有一種利用使用有包含氟矽酸之電解液的電解精製的高純度鉍之製造方法。於專利文獻14中記載有一種利用真空熔解、真空蒸餾之高純度鉍之製造方法及製造裝置。於專利文獻15中揭示有一種焊錫接合方法及電子裝置。於專利文獻16中揭示有一種利用溶劑提取之Bi-212之製造方法及裝置以及該等之使用方法。

進而，於專利文獻17中揭示有關於鉍之電解精製方法，即一種鉍之電解精製方法，其係以預先將鉛等級調整為1Mass%以下之鉍金屬為陽極，並對陰極使用鈦板，於電解液之鹽酸溶液中，利用將鉍設為10~30g/L、將電流密度設為150A/m²以下之條件進行鉍電解精製，藉此可以槽電壓穩定之狀態進行電解，從而獲得陰極電鍍物中之鉛等級為0.01Mass%以下之精製鉍。

然而，使用有該鹽酸浴之鉍之電解精製法於去除鉛之意義上有效，但由於使用鹽酸濃度較高之浴，故而有存在設備之腐蝕之問題。

關於以上專利文獻12~17，亦存在將鉍高純度化之技術，但經高純度化之鉍之α射線計數數量為0.1cph/cm²等級，關於鉍之先前技術係認為此為極限。當然，於使用有該等鉍材料之情形時，具有如下問題：因來自半導體晶片附近之材料之α射線之影響，產生軟錯誤之危險性較高。

又，於下述專利文獻18中揭示有如下技術：購入使硝酸鉍之晶體溶解於硝酸水溶液而成之市售品，降低該溶液之硝酸濃度，使硝酸氧鉍與α射線釋出核種共沈澱，藉此去除α射線釋出核種。然而，鉍亦消失，故而必然伴隨效率之惡化，因此存在生產效率惡化之問題。

又，如下述專利文獻19中記載般，通常鉍之精製係以蒸餾法或電解法進行，但於蒸餾法中，必須反覆進行若干次蒸餾，又，若存在共沸混合物則難以進行單離、精製，從而無法使鉛降低至1ppm以下之等級。又，於電解法中，使用將六氟矽酸與酸混合並於其中加入有膠等添加劑之電解液。會有自六氟矽酸或添加劑之膠等受到鉛之污染之情形，存在僅可使鉛降低至數10ppm等級之極限。

對此，於不使用六氟矽酸或添加劑之僅酸(鹽酸或硫酸)之電解液中，控制pH值、電解液中之鉍濃度、電解液溫度、電流密度，藉此可使鉛達成1ppm以下，使鈾、釷分別達成5ppb以下，使α射線量達成0.01cph/cm²以下(參照專利文獻19)。

又，本發明人等提供一種發明，即，作為較鹽酸、硫酸更容易處理且對設備之損傷較少之方法，先前提供「一種低α射線鉍之製造方法，其於鉍濃度5~50g/L、pH值0.0~0.4之硝酸溶液插入鈦製之陰極及鉍陽極，於陰極電流密度0.1~1A/dm²進行電解精製，進而將藉由電解精製獲得之鉍進行氫還原熔解或真空熔解」，從而可由α射線量為0.05cph/cm²之原料獲得α射線量為0.01cph/cm²以下之鉍。

然而，於為由以專利文獻19及使用有硝酸浴之精製方法所獲得之鉍發出之α射線量成為0.01cph/cm²以下，但由電解精製所使用之鉍原料中發出之α射線量高之材料的情形時，可知於電解精製後產生高於0.01cph/cm²之α射線量，從而可知必需進一步之改良，以使即便使用α射線量更高之原料亦可簡單地低α化。

又，可知鉍原料中之α射線源主要為釙。釙係鉍原料中所含之代表性之放射性元素。為了降低α射線量而必需使釙降低，關於該方面，於專利文獻19中並未記載。

本案發明係提供如下方法者：即便使用較上述電解精製所使用之鉍原料具有更高之α射線量的鉍原料，亦製造更低之α射線量之鉍。

專利文獻1：日本專利第3528532號公報

專利文獻2：日本專利第3227851號公報

專利文獻3：日本專利第2913908號公報

專利文獻4：日本專利第2754030號公報

專利文獻5：日本特開平11-343590號公報

專利文獻6：日本特開平9-260427號公報

專利文獻7：日本特開平1-283398號公報

專利文獻8：日本特公昭62-47955號公報

專利文獻9：日本特公昭62-1478號公報

專利文獻10：WO2007-004394號公報

專利文獻11：WO2011-114824號公報

專利文獻12：日本特開平8-246200號公報

專利文獻13：日本特開2000-045087號公報

專利文獻14：日本特開平10-158754號公報

專利文獻15：日本特開平11-330678號公報

專利文獻16：日本特表2000-505097號公報

專利文獻17：日本特開2009-97072號公報

專利文獻18：日本特開平9-255339號公報

專利文獻19：日本特開2013-185214號公報

最近之半導體裝置由於高密度化及動作電壓或電池電容降低，故而因來自半導體晶片附近之材料之α射線之影響，產生軟錯誤之危險變多。尤其是謀求一種靠近半導體裝置使用之材料，其對焊錫材料之高純度化強烈要求且α射線少。本發明之課題在於提供一種能夠使可適合作為焊錫材料之要求之鉍即α射線量降低的鉍之製造方法。

為了解決上述課題，提供以下發明。

1)一種低α射線鉍之製造方法，其將鉍原料與氧化物原料混合並進行加熱熔解，使鉍原料中之成為α射線之原因之元素向氧化物中移動，而使鉍之α射線降低。

2)如上述1)之低α射線鉍之製造方法，其中，將氧化物原料之α射線量設為鉍原料之α射線量之3倍以下。

3)如上述1)或2)之低α射線鉍之製造方法，其中，將氧化物原料之重量設為鉍原料之重量之1倍以上且5倍以下。

4)如上述1)至3)中任一項之低α射線鉍之製造方法，其中，將鉍原料之α射線量設為0.1cph/cm²以下。

5)如上述1)至4)中任一項之低α射線鉍之製造方法，其中，將氧化物原料設為氧化鉍。

6)如上述1)至5)中任一項之低α射線鉍之製造方法，其將鉍原料與氧化物導入至不鏽鋼或石墨製之容器，並於惰性氣體環境中加熱至850~950℃之溫度，將兩者熔解。

7)如上述6)之低α射線鉍之製造方法，其花費0.5~3小時進行加熱熔解，使鉍與氧化物發生兩相分離，其後，降低溫度而使氧化物凝固，並且僅將已熔解之鉍自容器分離。

8)一種低α射線鉍，其係藉由上述1)至7)中任一項之低α射線鉍之製造方法所獲得。

9)一種低α射線鉍，其係藉由上述1)至7)中任一項之低α射線鉍之製造方法所獲得，且α射線量為0.008cph/cm²以下。

10)如上述8)或9)之低α射線鉍，其中，使原料鉍中之釙得到降低。

11)一種低α射線鉍，其α射線量為0.008cph/cm²以下。

最近之半導體裝置由於高密度化及動作電壓或電池電容降低，故而因來自半導體晶片附近之材料之α射線之影響，產生軟錯誤之危險變多，但本發明與先前技術相比，具有能夠提供可適合α射線少之材料的鉍及鉍合金之優異效果。藉此，可明顯減少半導體裝置之因α射線之影響所致之軟錯誤之產生。

圖1係表示U衰變鏈之圖。

圖2係表示將鉍原料與氧化物混合熔解之情形時利用釙(Po)之異相間分配而使鉍中之釙之降低之圖。

圖3係表示鉍特有之α射線量變化之圖。

產生α射線之放射性元素大量存在，但大多由於半衰期非常長或非常短故而實際上不會成為問題，實際上成為問題的是U衰變鏈中自釙之同位素²¹⁰Po向鉛之同位素²⁰⁶Pb裂變時產生之α射線。

半導體用無Pb焊錫材料要求有鉍及鉍錫合金等低α之材料。

鉍全部為放射性同位素，參與α射線放射之核種存在多個。可認為由於該等放射性同位素故而α射線量較高，為了實現低α化而必須將該等參與α射線放射之同位素分離、去除，故而認為難以於工業上製造α射線量較低之鉍。

然而，對自鉍放射之α射線量進行調查，結果可知進行其他金屬中觀察不到之鉍特有之α射線量變化(參照圖3)。

通常，例如於錫之情形時，剛熔解、鑄造後α射線量較低，隨著時間之經過而α射線量增加。然而，於鉍之情形時，剛熔解、鑄造後α射線量較高，隨著時間經過而α射線量變低。研究之結果可知，參與α射線放射之鉍中之放射性元素之大部分為釙。

Bi中半衰期較長之同位素僅為²⁰⁹Bi，半衰期非常長，為1.9×10¹⁹年，故而於實用上無害。

除²⁰⁹Bi以外，參與α射線放射之同位素中半衰期最長的是²¹⁰Bi，半衰期為5天(參照圖1)。其他參與α射線放射之同位素²¹¹Bi、²¹²Bi、²¹⁴Bi之半衰期非常短，分別為2分鐘、61分鐘、20分鐘，該等之子體(daughter nuclide)核種、孫體(granddaughter nuclide)核種亦同樣地，半衰期非常短，故而於實用上無害。

因此，可認為若於製造步驟中去除釙之同位素²¹⁰Po，則不會引起自釙之同位素²¹⁰Po向鉛之同位素²⁰⁶Pb之裂變，從而不會產生α射線(參照圖1之「U衰變鏈」)。

於低α射線鉍之製造時，將如下方法設為基本：將鉍原料與氧化物混合、熔解，使鉍中之成為α射線之原因之元素向氧化物中移動，從而使鉍之α射線降低。此係基於存在於已熔解之物質間的物質(元素)之異相間之分配(定律)。

圖2係對將鉍原料與氧化鉍混合熔解後之情形時利用釙(Po)之異相間分配而使鉍中之釙降低之概要進行說明之圖。該情形時，釙較為適用，但具有與釙同等之性質者可同樣地實現降低化。

本發明之鉍中之釙之降低方法於將鉍中之其他雜質元素去除之步驟之前或之後均可。

處理容器並無特別限制，可使用污染較少之不鏽鋼或石墨製之容器。又，將鉍原料與氧化鉍導入至該等容器，並於惰性氣體環境中加熱至850~950℃之溫度，將兩者熔解。鉍之熔點為271℃，氧化鉍之熔點為820℃，故而必需820℃以上之加熱。若加熱至太高溫度則產生鉍之揮發，從而欠佳。又，就成本而言亦產生浪費。通常可謂850~950℃之溫度較為良好。

然而，該溫度條件係顯示效率良好之溫度條件者，並不排除超過該範圍者。當然可根據製造條件調整溫度範圍。

花費0.5~3小時進行上述加熱、熔解，使鉍與氧化鉍發生兩相分離。上述時間係用以使鉍與氧化鉍發生兩相分離之較佳之時間。若未達0.5小時則並不足以使鉍與氧化鉍發生兩相分離，又，若超過3小時則浪費變多，從而造成成本之增加。又，產生鉍之揮發，從而欠佳。該時間意指達到熔融溫度後之時間。再者，於熔解之量增加之情形時，亦存在超過上述溫度及時間而進行加熱、熔解之情形，因此上述範圍意指較佳範圍。

於加熱、熔解後，使不鏽鋼或石墨製之容器內之已熔解之鉍及氧化鉍之溫度下降，設為氧化鉍之熔點(820℃)以下。藉此，可使氧化鉍凝固，並使已熔解之鉍自容器分離。然後，於氧化鉍中使釙增加，從而可獲得釙等元素得到降低之高純度之鉍、即低α射線鉍。

氧化物原料之α射線量較佳設為鉍原料之α射線量之3倍以下。其原因在於：若氧化物原料之α射線量超過鉍原料之α射線量 之3倍，則氧化物原料中之參與α射線源之釙等雜質濃度高，故而於加熱、熔融後氧化物中之釙等雜質元素擴散至鉍原料中，或者無法使鉍原料中之釙等雜質向氧化物原料中充分移動，從而加熱處理後之鉍之α射線量增加、或無法充分降低。

然而，該數值之條件係顯示效率良好之數值條件者，並不排除超過該範圍者。當然可根據製造條件調整上述數值。

氧化物原料之重量較佳設為鉍原料之重量之1倍以上且5倍以下。其原因在於：若未達1倍則無法使釙等參與α射線源之雜質充分向氧化物中移動，又，若超過5倍則氧化物量變得過多，於加熱、熔解後難以將氧化物與鉍分離。

該情形時，上述數值之條件亦係顯示效率良好之最佳數值條件者，並不排除超過該範圍者。當然可根據製造條件調整上述數值。

熔解前之鉍原料之α射線量較佳設為0.1cph/cm²以下。若該鉍原料之α射線量超過0.1cph/cm²，則即便於加熱、熔解後，參與α射線源之雜質元素向氧化物中移動而可使α射線量降低，亦無法到達目標等級之α射線量即0.008cph/cm²以下，故而較佳為儘可能設為上述數值之範圍。

然而，上述數值之條件係顯示效率良好之條件者，並不排除超過該範圍者。當然可根據製造目的或條件進行調整。

實施例

其次，對本發明之實施例及比較例進行說明。再者，本實施例與比較例僅為一例，而並不限制於該例。即，於本發明之技術思想之範圍內，包含實施例以外之全部態樣或變形。又，比較例雖為本案發明之條件外，但係為了使本案發明之效果容易理解而製成者。

(比較例1)

於石墨製容器加入作為原料之鉍(熔點271℃)：762g與氧化鉍(820℃)：204g，於Ar環境中於830℃加熱4小時使之熔融。原料之加熱處理前之鉍的α射線量為0.21cph/cm²，氧化鉍之α射線量為0.78cph/cm²。藉由加熱熔融處理，鉍與氧化鉍熔解並分離成兩相。

其後，將已熔融之鉍與氧化鉍之試樣降溫至約300℃，將固體狀態之氧化鉍與熔融狀態之鉍分離。測定該分離出之鉍之α射線量。其結果為，鉍之α射線量成為0.24cph/cm²。將該結果示於表1。

如該表1所示，相對於加熱熔融處理前之鉍之α射線量：0.21cph/cm²，加熱熔融處理後之鉍之α射線量：0.24cph/cm²，α射線量增加。

(比較例2)

於不鏽鋼製容器加入作為原料之鉍(熔點271℃)：495g與氧化鉍(820℃)：450g，於Ar環境中於840℃加熱4小時使之熔融。原料之加熱處理前之鉍的α射線量為0.21cph/cm²，氧化鉍之α射線量為0.78cph/cm²。藉由加熱熔融處理，鉍與氧化鉍熔解並分離成兩相。

其後，將已熔融之鉍與氧化鉍之試樣降溫至約300℃，將固體狀態之氧化鉍與熔融狀態之鉍分離。測定該分離出之鉍之α射線量。其結果為，鉍之α射線量成為0.12cph/cm²。將該結果示於表2。

如該表2所示，相對於加熱熔融處理前之鉍之α射線量：0.21cph/cm²，加熱熔融處理後之鉍之α射線量：0.12cph/cm²，具有減少效果，但所獲得 之鉍之α射線量談不上充分低。

(比較例3)

於不鏽鋼製容器加入作為原料之鉍(熔點271℃)：500g與氧化鉍(820℃)：301g，於Ar環境中於840℃加熱5小時使之熔融。加熱處理前之鉍之α射線量為0.11cph/cm²，氧化鉍之α射線量為0.35cph/cm²。藉由加熱熔融處理，鉍與氧化鉍熔解並分離成兩相。

其後，將已熔融之鉍與氧化鉍之試樣降溫至約300℃，將固體狀態之氧化鉍與熔融狀態之鉍分離。測定該分離出之鉍之α射線量。其結果為，鉍之α射線量成為0.07cph/cm²。將該結果示於表3。

如該表3所示，相對於加熱熔融處理前之鉍之α射線量：0.11cph/cm²，加熱熔融處理後之鉍之α射線量：0.07cph/cm²，具有減少效果(40%左右)，但所獲得之鉍之α射線量談不上充分低。

(實施例1)

於不鏽鋼製容器加入作為原料之鉍(熔點271℃)：201g與氧化鉍(820 ℃)：801g，於Ar環境中於950℃加熱0.5小時使之熔融。如上所述使氧化鉍之量為鉍之4倍。加熱處理前之鉍的α射線量為0.09cph/cm²，氧化鉍之α射線量為0.26cph/cm²。藉由加熱熔融處理，鉍與氧化鉍熔解並分離成兩相。

其後，將已熔融之鉍與氧化鉍之試樣降溫至約300℃，將固體狀態之氧化鉍與熔融狀態之鉍分離。測定該分離出之鉍之α射線量。其結果為，鉍之α射線量成為0.007cph/cm²。將該結果示於表4。如該表4所示，相對於加熱熔融處理前之鉍之α射線量：0.09cph/cm²，加熱熔融處理後之鉍之α射線量：0.007cph/cm²，具有大幅(92%左右)之減少效果，藉由增加氧化鉍量而可將所獲得之鉍之α射線量設為0.01cph/cm²以下。

(實施例2)

於不鏽鋼製容器加入作為原料之鉍(熔點271℃)：400g與氧化鉍(820℃)：501g，於Ar環境中於900℃加熱1.5小時使之熔融。加熱處理前之鉍的α射線量為0.07cph/cm²，氧化鉍之α射線量為0.12cph/cm²。如上所述使鉍原料之α射線量為0.10cph/cm²以下。藉由加熱熔融處理，鉍與氧化鉍熔解並分離成兩相。

其後，將已熔融之鉍與氧化鉍之試樣降溫至約300℃，將固體狀態之氧化鉍與熔融狀態之鉍分離。測定該分離出之鉍之α射線量。其結果為，鉍之α射線量成為0.008cph/cm²。將該結果示於表5。

如該表5所示，相對於加熱熔融處理前之鉍之α射線量：0.07cph/cm²，加熱熔融處理後之鉍之α射線量：0.008cph/cm²，具有大幅(89%左右)之減少效果，藉由降低鉍原料之α射線量而可將所獲得之鉍之α射線量設為0.01cph/cm²以下。

(實施例3)

於不鏽鋼製容器加入作為原料之鉍(熔點271℃)：160g與氧化鉍(820℃)：751g，於Ar環境中於900℃加熱2小時使之熔融。加熱處理前之鉍之α射線量為0.10cph/cm²，氧化鉍之α射線量為0.08cph/cm²。如上所述使氧化鉍之α射線量為鉍原料之α射線量之3倍以下。藉由加熱熔融處理，鉍與氧化鉍熔解並分離成兩相。

其後，將已熔融之鉍與氧化鉍之試樣降溫至約300℃，將固體狀態之氧化鉍與熔融狀態之鉍分離。測定該分離出之鉍之α射線量。其結果為，鉍之α射線量成為0.007cph/cm²。將該結果示於表6。

如該表6所示，相對於加熱熔融處理前之鉍之α射線量：0.10cph/cm²，加熱熔融處理後之鉍之α射線量：0.007cph/cm²，具有大幅(93%左右)之減少效果，藉由降低鉍原料之α射線量而可將所獲得之鉍之α射線量設為0.01cph/cm²以下。

(實施例4)

於不鏽鋼製容器加入作為原料之鉍(熔點271℃)：400g與氧化鉍(820℃)：400g，於Ar環境中於850℃加熱3小時使之熔融。加熱處理前之鉍之α射線量為0.07cph/cm²，氧化鉍之α射線量為0.08cph/cm²。藉由加熱熔融處理，鉍與氧化鉍熔解並分離成兩相。

其後，將已熔融之鉍與氧化鉍之試樣降溫至約300℃，將固體狀態之氧化鉍與熔融狀態之鉍分離。測定該分離出之鉍之α射線量。其結果為，鉍之α射線量成為0.008cph/cm²。將該結果示於表7。

如該表7所示，相對於加熱熔融處理前之鉍之α射線量：0.07cph/cm²，加熱熔融處理後之鉍之α射線量：0.008cph/cm²，具有大幅(89%左右)之減少效果，藉由降低鉍原料之α射線量而可將所獲得之鉍之α射線量設為0.01cph/cm²以下。

[產業上之可利用性]

如上所述，本發明能夠提供一種可適合α射線少之材料之 鉍。最近之半導體裝置由於高密度化及動作電壓或電池電容降低，故而因來自半導體晶片附近之材料之α射線之影響，產生軟錯誤之危險變多，但藉由使用α射線少之鉍，而具有可減少半導體裝置之因α射線之影響所致之軟錯誤之產生的效果。尤其是可將作為α射線少之材料之鉍用作焊錫材料等使用錫之材料。

Claims (11)

1. 一種低α射線鉍之製造方法，其係將鉍原料與氧化物原料混合並進行加熱熔解，使鉍原料中之成為α射線之原因之元素向氧化物中移動，從而使鉍之α射線降低。
2. 如申請專利範圍第1項之低α射線鉍之製造方法，其中，將氧化物原料之α射線量設為鉍原料之α射線量之3倍以下。
3. 如申請專利範圍第1或2項之低α射線鉍之製造方法，其中，將氧化物原料之重量設為鉍原料之重量之1倍以上且5倍以下。
4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之低α射線鉍之製造方法，其中，將鉍原料之α射線量設為0.1cph/cm²以下。
5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之低α射線鉍之製造方法，其中，將氧化物原料設為氧化鉍。
6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之低α射線鉍之製造方法，其中，將鉍原料與氧化物導入至不鏽鋼或石墨製之容器，並於惰性氣體環境中加熱至850~950℃之溫度，將兩者熔解。
7. 如申請專利範圍第6項之低α射線鉍之製造方法，其中，花費0.5~3小時進行加熱熔解，使鉍與氧化物發生兩相分離，其後，降低溫度而使氧化物凝固，並且僅將已熔解之鉍自容器分離。
8. 一種低α射線鉍，其係藉由申請專利範圍第1至7項中任一項之低α射線鉍之製造方法所獲得。
9. 一種低α射線鉍，其係藉由申請專利範圍第1至7項中任一項之低α射線鉍之製造方法所獲得，且α射線量為0.008cph/cm²以下。
10. 如申請專利範圍第8或9項之低α射線鉍，其中，使原料鉍中之釙得到降低。
11. 一種低α射線鉍，其α射線量為0.008cph/cm²以下。