银合金接合线及其制造方法
【专利说明】
[0001] 相关申请交叉引用
[0002] 本申请要求2014年9月11日向韩国知识产局递交的韩国专利申请 No. 10-2014-0120384的优选权，其公开内容通过引用整体并入本文
技术领域
[0003] 一个或多个示例性实施例涉及银合金接合线W及制造银合金接合线的方法，更具 体地，涉及使引线端部形成的球的形状和形状均匀性得到改善并且可靠性和焊环线性度优 异的银合金接合线，W及制造所述银合金接合线的方法。
【背景技术】
[0004] 用于安装半导体器件的封装中存在各种结构。接合线被广泛用于将衬底和半导体 器件相连，或者用于将半导体器件相连。金接合线被广泛用作接合线。然而，由于金接合线 价格昂贵并且金的成本近期快速上涨，对可W用于替代金接合线的接合线的需要也越来越 高。对于已备受关注的作为替代金（Au)的材料的铜接合线，由于铜的天然高硬度，经常出 现焊盘开裂W致芯片在球焊期间破裂，并且由于铜的高硬度和强氧化作用，与获得高度集 成封装所必需的凸块点焊（stitch-on-bump) (SOB)接合有关的问题还没有得到解决。作为 备选，最近积极开展了与较为便宜的包括银（Ag)为主要成分的接合线的研究。尽管已通过 接合银和其他金属元素努力开发了具有优异性质的接合线，但是仍有很大提升空间。
【发明内容】
[0005] -个或多个示例性实施例包括银合金接合线，所述银合金接合线在引线端部形成 的球的形状和形状均匀性得到改善，并且可靠性和焊环线性度优异。
[0006] -个或多个示例性实施例包括一种制造银合金接合线的方法，所述方法使引线端 部形成的球的形状和形状均匀性得到改善并且可靠性和焊环线性度优异。
[0007] 附加方面的一部分将通过W下描述来阐述，一部分则将由该描述而变得清楚或者 通过所提实施例的实施而习得。
[0008] 根据一个或多个示例性实施例，一种银合金接合线包括银（Ag)作为主成分并且 包括铅（Pd)和金（Au),其中在中央部分具有3W上宽高比的晶粒的比例在约10%到约 40%。
[0009] 根据一个或多个示例性实施例，一种银合金接合线包括银（Ag)作为主成分并且 包括铅（Pd)和金（Au),其中在中央部分中晶粒具有小于15度的取向差。
[0010]铅（Pd)和金（Au)含量可W为 2wt%到IOwt%。
[0011] 银合金接合线还可W包括从由W下元素组成的组中选出的一种或多种微量元素： 皱度e)、巧（Ca)、铜化a)、镶（Ir)、姥她）、铁（Fe)、铅（Al)、铜（Cu)和笛（Pt),其中所述 一种或多种微量元素含量为3w化pm到eOwtppm。
[0012] 根据一个或多个示例性实施例，一种制造银合金接合线的方法包括：制造包括 银（Ag)作为主成分并且包括铅（Pd)和金（Au)的合金块；W及对所述合金块进行拉伸并 退火，其中对所述合金块进行拉伸和退火包括：在通过拉伸所述合金块所获得细线的横截 面减小率超过90%前，对所述合金块进行退火，并且其中在银合金接合线延伸率在5%到 20 %的范围中对所述合金块进行退火。
[0013] 可W对所述合金块进行拉伸并退火，使得中央部分具有3 W上宽高比的晶粒的比 例在约10 %到约40%。
[0014] 可W对所述合金块进行拉伸并退火，使得在中央部分中晶粒具有小于15度的取 向差。
[0015] 可W对所述合金块进行四次到六次退火。
[0016]所述合金块的铅（Pd)和金（Au)含量可W为%到IOwt%。
[0017] 所述合金块可W包括从由W下元素组成的组中选出的一种或多种微量元素；皱 度e)、巧（Ca)、铜化a)、镶化）、姥她）、铁（Fe)、铅（Al)、铜（Cu)和笛（Pt)，其中所述一种 或多种微量元素含量为3w化pm到eOwtppm。
【附图说明】
[0018] 结合附图根据W下【具体实施方式】，送些和其他方面将更为清楚而且容易理解，其 中：
[0019] 图1和2示出了根据示例性实施例的取向差图像分析结果；
[0020] 图3和4是根据示例性实施例的银合金接合线的拉伸微结构的横截面图；W及
[0021] 图5是根据示例性实施例的制造银合金接合线的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0022] 现在将详细地提及实施例，其实施例示于附图中。在送方面，本发明实施例可W具 有不同形式，并且不应被解释为局限于在此阐述的描述。提供送些实施例W使本公开内容 将是充分和完整的，并且将充分地向本领域技术人员表达本发明的范围。相似的附图标记 在通篇中指代相似的元件。在附图中，各种元件和区域被示意性绘制。因此，根据本发明构 思的实施例并不受限于附图中所描述的相对尺寸和间距。在示例性实施例中，wt%表示对 应成分重量占据合金总重量的百分比。
[0023] 应该理解的是，尽管术语第一、第二等可W在本文中用来描述各种元件，但是送些 元件不应该受送些术语限制。送些术语仅用于将一个元件区别于另一个元件。例如，第一 元件可W被称为第二元件，并且类似地，第二元件可W被称为第一元件，而不脱离本发明构 思的范围。
[0024] 本文中所用的术语仪用于描述特定实施方案的目的，而不意图限制示例性实施方 案。如本文使用的，单数形式"一种"、"一个"和"该"意在也包括复数形式，除非上下文另 有明确指明。将进一步理解的是，当在本说明书中使用时，术语"包括"和/或"包含"说明 存在所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或组分，但不排除存在或添加一个或多个 其它特征、整数、步骤、操作、元件、组分和/或它们的组。
[0025]除非另有定义，本文中使用的所有术语（包括技术和科学术语）具有如示例性实 施方案所属领域的普通技术人员所通常理解的相同含义。将进一步理解的是，术语（如在 常用词典中定义的郝些）应被解释为具有与其在相关领域上下文中的含义一致的含义，而 不会W理想化或过度形式意义进行解释，除非在本文中明确地如此定义。
[0026] 示例性实施例公开了一种银合金接合线，其包含银（Ag)作为主要成分、铅（Pd)和 金（Au),W及少量微量元素。在送方面，主要成分是指相应元素相对于所有成分的浓度超 过50%。即，当银（Ag)是主要成分时，相对于包含银和其他元素的总体组成，银的浓度超过 50%。
[0027] 图1和2示出了根据示例性实施例的取向差图像分析结果。
[002引参考图1和2,可W使用晶粒宽高比来定义根据本发明实施例的银合金接合线的 拉伸微结构。宽高比可W表示为晶粒尺寸上最长长度和最短长度之比。电子背散射衍射 巧BSD)结果表明，在引线中央部分处测量的晶粒宽高比对于大多数部分都大于3,并且晶 粒取向差是小于15°的小角度晶界，送与热处理晶粒宽高比为1且晶粒取向差是超过15° 的火角度晶界的常规结果不同。也就是说，本发明示例性实施例的拉伸微结构可定义为具 有小于15°的取向差并且引线中央部分的晶粒宽高比超过3的微结构。
[0029] 图3和4是根据示例性实施例的银合金接合线的拉伸微结构的横截面图。
[0030] 参考图3和4,拉伸微结构形成在银合金接合线的中央部分。图3和4是银合金接 合线的横截面的扫描电子显微镜（SEM)照片。
[0031] 在银合金接合线的纵断面的中央部分中的10%到40%存在微结构。银合金接合 线的中央部分的含义可W是横截面的内部部分W及纵断面中上部和下部之间的部分。可W 将拉伸微结构的比率定义为拉伸微结构的长度B相对银合金接合线沿着与银合金接合线 纵断面垂直地拉伸的直线的总长度A的比。拉伸微结构的比率是'!'IM胃资鮮
[0032] 如下面的表1和2所示，当拉伸微结构的比率在银合金接合线中央部分中是从 20%到30%时，焊球形状和焊环特征最为有效。如果拉伸微结构的比率超过40%，则银合 金接合线的强度增加，因而可能在拉伸过程中发生引线断裂。
[0033] 可W通过退火处理和合金处理来控制银合金接合线的微结构，因而可W将拉伸微 结构的比率形成在10 %到40%，从而相比常规处理改善焊球形状和焊环线性度。
[0034] 在本发明中，通过退火处理和合金处理的任一个可能无法获得拉伸微结构的期望 比，因而W下将详细描述通过退火处理和合金处理的微结构控制。