銀合金接合線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明構(gòu)思設(shè)及銀合金接合線，且更具體地，設(shè)及具有出色的焊球成形性化all 化rm油ility)和凸點上針腳（stitch-〇n-bump，SOB)焊接性能而成本低廉的銀合金接合 線。
【背景技術(shù)】
[0002] 多種結(jié)構(gòu)體可W用于封裝件W安裝半導(dǎo)體器件，并且接合線仍然廣泛用于連接基 板與半導(dǎo)體器件，或者用于半導(dǎo)體器件之間的連接。已經(jīng)大量使用了金接合線；然而，固有 的高價格和最近迅速上漲的價格需要另一種接合線替代它。
[0003] 在已經(jīng)作為金（Au)的替代材料的成為熱點的銅線的情況中，其中忍片在球焊期 間由于銅的固有的高硬度而開裂的焊盤開裂現(xiàn)象已頻繁發(fā)生，并且對于高密度封裝件來說 所需的凸點上針腳（SOB)焊接的問題由于銅的高硬度和強氧化性而尚未得到解決。
[0004] 作為備選，已積極地進行了對W廉價的銀（Ag)作為主組分的接合線的研究。然 而，W銀作為主組分的接合線具有差的濕度可靠性和差的熱可靠性的問題。此外，由于差的 對壓縮和膨脹的抗性而導(dǎo)致的與現(xiàn)有金（Au)接合線相比對于高溫和低溫循環(huán)的熱沖擊可 靠性顯著減少的問題已經(jīng)出現(xiàn)。此外，最近對于SOB焊接的需求增加，并且需要針對銀的加 工硬化現(xiàn)象、氧化等的改進方法，并且已經(jīng)付出了努力W通過添加金（Au)來解決運些問題 中的一部分。因為金的價格非常高，運樣的努力可能不是最終的解決方案，而且此外，由于 鈕（Pd)和金（Au)的加入而導(dǎo)致的電阻的增加可能對接合線作為用于半導(dǎo)體的電連接體的 應(yīng)用造成限制。 陽00引發(fā)明構(gòu)思詳述
[0006] 技術(shù)問題
[0007] 本發(fā)明構(gòu)思提供了出色的焊球成形性和凸點上針腳（SOB)焊接性能而成本低廉 的銀合金接合線。 陽00引技術(shù)方案
[0009] 根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個方面，提供了一種銀合金接合線，其包含作為主組分的銀 (Ag)和約1重量％至約4重量％的鈕（Pd)。在運里，當(dāng)將外側(cè)部分的平均晶粒尺寸定義 為"a"且將中屯、部分的平均晶粒尺寸定義為"b"時，在與所述銀合金接合線的縱向垂直的 橫截面上，"a"/ "b"的比率可W為約0. 3至約3。所述銀合金接合線可W基本上不包含金 (Ag) 〇
[0010] 所述銀合金接合線的所述中屯、部分的平均晶粒尺寸"b"可W大于所述外側(cè)部分的 平均晶粒尺寸"a",并且所述中屯、的平均晶粒尺寸"b"可W小于或等于約2μm。 W11] 此外，"a"/ "b"的比率，即所述外側(cè)部分的平均晶粒尺寸"a"比所述中屯、部分的 平均晶粒尺寸"b"可W為約0. 3至約1。
[0012] 所述銀合金接合線可W還包含第一物理性能調(diào)節(jié)元素。所述第一物理性能調(diào)節(jié) 元素可W是選自由W下各項組成的組中的一種W上：被度e)、巧（Ca)、銅化a)、錠燈）和姉 (Ce)。所述第一物理性能調(diào)節(jié)元素的總含量基于總的銀合金接合線可W為約30wtppm至約lOOwtppm。
[0013] 此外，所述銀合金接合線可W還包含第二物理性能調(diào)節(jié)元素。所述第二物理性能 調(diào)節(jié)元素可W是選自由W下各項組成的組中的一種W上：銷（Pt)和銅（Cu)。所述第二物 理性能調(diào)節(jié)元素的總含量基于總的銀合金接合線可W為約0. 01重量％至約3. 0重量％。
[0014] 此外，在制造所述銀合金接合線的拉拔過程期間，所述銀合金接合線可W具有約 7 %至約10%的橫截面減小率。
[0015] 選擇性地，所述銀合金接合線可W包含更多的金，并且金的含量可W小于0. 2重 量％，或優(yōu)選小于0.1重量％。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一個方面，提供了一種W銀作為主組分的銀合金接合線，所 述銀合金接合線包含約1重量％至約4重量％的鈕（Pd)，基本上不包含金，并且在拉拔過 程期間W約7%至約10%的橫截面減小率制造。
[0017] 有益效果
[0018] 本發(fā)明構(gòu)思的接合線可W提供低廉的成本和出色的焊接特性焊球成形性和SOB 焊接性能。
[0019] 附圖描述
[0020] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個W上實施方案的銀合金接合線的橫截面透視圖。
[0021] 圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個W上實施方案的銀合金接合線的橫截面圖。
[0022] 圖3A是根據(jù)本發(fā)明的一個W上實施方案的銀合金接合線的焊接形狀側(cè)視圖，W 詳細描述SOB焊接性能。
[0023] 圖3B是圖3A中的B部分的當(dāng)從其頂部觀看時的平面圖。
[0024] 最佳方式
[00巧]現(xiàn)在將參照其中示出了本發(fā)明構(gòu)思的示例性實施方案的附圖更完整地描述本發(fā) 明構(gòu)思。然而，本發(fā)明構(gòu)思可許多不同的形式實現(xiàn)，并且不應(yīng)當(dāng)解釋為受限于本文所陳 述的實施方案；而是提供運些實施方案使得本公開將全面和完整，并且將向本領(lǐng)域技術(shù)人 員完全地傳達本發(fā)明構(gòu)思的構(gòu)思。在圖中，為了清楚夸大了層和區(qū)域的厚度。在圖中，相似 的附圖標(biāo)記表示相似的要素，并且因此將省略它們的描述。
[00%] 盡管可W使用術(shù)語如"第一"、"第二"等來描述不同的組分，但運樣的組分不受W 上術(shù)語的限制。使用W上術(shù)語僅僅是將一個組分與另一個區(qū)分開。例如，可W將第一組分 重命名為第二組分，并且相反地，可W將第二組分重命名為第一組分，而不脫離本發(fā)明構(gòu)思 的權(quán)利范圍。
[0027] 在本說明書中使用的術(shù)語僅僅用于描述示例性實施方案，而不意在限制本發(fā)明構(gòu) 思。W單數(shù)使用的表達方式包括復(fù)數(shù)的表達方式，除非它在上下文中具有明確不同的含義。 在本說明書中，應(yīng)理解的是，術(shù)語如"包括"、"具有"和"包含"意在表明在本說明書中公開 的特征、數(shù)量、步驟、作用、組分、部件或它們的組合的存在，并且不意在排除可W存在或可 W添加一種W上其他特征、數(shù)量、步驟、作用、組分、部件或它們的組合的可能性。
[0028] 除非另外定義，本文所使用的全部術(shù)語，包括技術(shù)或科學(xué)術(shù)語，都具有與本發(fā)明構(gòu) 思可能所屬的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的那些相同的含義。如常用的字典中所定義的 那些術(shù)語被解釋為具有與在相關(guān)技術(shù)的上下文中的含義相匹配的含義，并且除非另外清楚 地定義，不被解釋為理想形式的或過度形式的。
[0029] 本發(fā)明構(gòu)思提供了包含銀（Ag)作為主組分W及鈕（Pd)的銀合金接合線。主組分 表示，相對于總組分，有關(guān)的組分的濃度超過50%。換言之，包含銀作為主組分表示，相對于 銀和其他組分的總和，銀的濃度超過50%。在運里，濃度是基于原子摩爾濃度的。
[0030] 鈕（Pd)的含量可W為約1重量％至約4重量％。當(dāng)鈕（Pd)的含量過小時，耐酸 性變差，并且銀合金接合線可能被硝酸或硫酸輕易地腐蝕或損壞。特別是，當(dāng)不包含鈕（Pd) 時，銀合金接合線的抗氧化性可能變差。另一方面，當(dāng)鈕（Pd)的含量過大時，在引線接合期 間在線末端處形成的焊球的硬度可能過度地增加，并且因此可能損壞焊盤和/或在其下的 基板。此外，在凸點上的針腳式接合即通常所說的凸點上針腳（SOB)焊接性能可能劣化。
[0031] 銀合金接合線可W不包含金（Au)。當(dāng)包含金（Au)而形成銀（Ag)-鈕（Pd)-金 (Au)合金時，合金可能具有比較高的電阻，運對于用于低導(dǎo)電（electricification)和低 發(fā)熱的電器件的構(gòu)造來說可能是不利的。因此，適宜的是，銀合金接合線不包含金（Au);然 而，即使當(dāng)銀合金接合線包含金（Au)時，適宜的是，金（Au)的含量小于約0.2重量％，且更 優(yōu)選小于約0