[发明专利]安装结构体和BGA球

说明书

本发明的安装结构体具备：具有BGA电极的BGA；具有电路基板电极的电路基板；配置在电路基板电极上、与BGA电极连接的钎焊接合部。钎焊接合部包含：含有率为0.6质量％以上且1.2质量％以下的Cu；含有率为3.0质量％以上且4.0质量％以下的Ag；含有率为0质量％以上且1.0质量％以下的Bi；In；Sn。In的含有率的范围根据Cu的含有率而有所不同。

技术领域

本发明涉及具有电路基板和连接于该电路基板的Ball Grid Array(BGA：球栅阵列)的安装结构体、以及BGA球。

背景技术

近年来，汽车的电子控制化进展，大量的电子设备被搭载到汽车上，其数目增加。随之而来的是，难以充分确保搭载于汽车的电子设备的搭载空间，从而要求设备的小型化。因此，为了在一张电路基板上搭载具有各种功能的许多电子元件，电路基板的高集成化推进。

伴随着这样的电路基板的安装高集成化，集成电路元件也进行着高集成化。一直以来，在搭载于汽车的电子设备中，主要采用在集成电路元件的4边排列端子的QFP(QuadFlat Package：四方扁平封装)等。但是，由于来自集成电路元件的信号数的增加，虽然是有限的，但QFP正在换成BGA。所谓BGA，主要是搭载于表面贴装技术(Surface MountTechnology，SMT)施工方法的电路基板上的集成电路元件的封装的一种。在BGA中，电极以栅格状排列于集成电路元件的底面。因此，BGA与QFP等相比较，能够引出更多的信号。在BGA中，在栅格状排列在封装底部的电极上，搭载有球状的作为钎焊材料的BGA球。BGA电极与电路基板电极的钎焊，一般以如下方式进行。

图5是说明BGA电极与电路基板电极的钎焊步骤的图。首先，在设于电路基板104的基材105上的电路基板电极106上，预先通过丝网印刷供给作为Sn为主成分的焊料粉末和助焊剂的混合物的焊膏，形成焊膏层110。BGA108具有BGA基板102、形成于BGA基板102上的BGA电极103、预先钎焊于BGA电极103上的BGA球101。然后，在焊膏层110之上，以使BGA球101与焊膏层110接触的方式搭载BGA108。

其后，以热风、红外线等任意的方法，将焊膏层110加热至其熔点，由此使焊膏层110和BGA球101熔融。之后，冷却而使之凝固，形成钎焊接合部107和反应层109。由此，BGA电极103和电路基板电极106经由钎焊接合部107和反应层109被接合。

作为现有的安装结构体，已知有使用Sn-Ag-Cu系焊料和Sn-Ag-Cu-In系焊料的Cu的比例为3质量％以上的BGA球来接合BGA与电路基板的安装结构体(例如，参照专利第4939891号公报)。

发明内容

本发明提供一种即使曝露在汽车的发动机室内这样150℃的高温下，耐热疲劳特性也优异，可以确保电连接的安装结构体和BGA球。

本发明的安装结构体具有如下：具有BGA电极的BGA；具有电路基板电极的电路基板；配置在该电路基板电极上、与BGA电极连接的钎焊接合部。钎焊接合部包含含有率为0.6质量％以上且1.2质量％以下的Cu、含有率为3.0质量％以上且4.0质量％以下的Ag、含有率为0质量％以上且1.0质量％以下的Bi、In及Sn。而且，对于钎焊接合部而言，根据Cu的含有率的范围，满足以下的任意一个条件。(1)Cu的含有率在0.6质量％以上且0.91质量％以下的范围时，In的含有率为5.3+(6-(1.55×Cu的含有率+4.428))质量％以上且6.8+(6-(1.57×Cu的含有率+4.564))质量％以下。(2)Cu的含有率大于0.91质量％并在1.0质量％以下的范围时，In的含有率为5.3+(6-(1.55×Cu的含有率+4.428))质量％以上且6.8质量％以下。(3)Cu的含有率大于1.0质量％并在1.2质量％以下的范围时，In的含有率为5.3质量％以上且6.8质量％以下。

如以上，根据本发明的安装结构体，即使曝露在汽车发动机室内这样最高150℃的高温下，耐热疲劳特性也良好，可以确保电连接。