表面改质银钯合金线的结构的制作方法_2

文档序号:9565833阅读:来源:国知局
形模是使用较为正圆形状的模,但是由于被拉线的银钮合金较硬,因此并不能填埋大小的 不规则的纵长沟。因此,第一接合时的FAB不稳定、或第二接合时的工艺窗口宽度较窄。本 发明是耐硫化性及耐氧化性高,在高烙点的贵金属层或贵金属合金层将该不均匀大小的纵 长沟进行填坑,由此使银钮合金线的接合性提升的发明。
[0024] 用于解决本发明的问题的表面改质银钮合金线的结构之一为由忍材和表面改质 层构成的银钮合金线的结构,所述忍材由纯度99. 99质量上的银(Ag)及纯度99.9质 量%W上的钮(Pd)所得的Ag-I~5重量% (意指1重量%W上且5重量%W下。W下 同。)Pd合金构成,所述表面改质层由纯度99. 99质量上的金(Au)、钮(Pd)、销(Pt)或 其合金构成,所述表面改质银钮合金线的结构的特征在于,该线表面为与该忍材的晶界一 同在该线的长边方向W二十~=十ym宽度的间隔形成交叉的深色环并且在该忍材的大 小的纵沟内埋设有该表面改质层的表面形态。
[00巧]另外,用于解决本发明的问题的表面改质银钮合金线的结构之一为由忍材和表面 改质层构成的银钮合金线的结构,所述忍材由纯度99. 99质量上的银(Ag)、及金(Au) 或销(Pt)、及纯度99. 9质量%W上的钮(Pd)所得的Ag-I~5质量%Pd-O. 05~10质 量% (Au或Pt)合金构成,所述表面改质层由纯度99. 99质量%W上的金(Au)、钮(Pd)、销 (Pt)或其合金构成,所述表面改质银钮合金线的结构的特征在于,该忍材表面为与该忍材 的晶界一同在该线的长边方向W二十~=十ym宽度的间隔形成交叉的深色环并且在该 忍材的大小的纵沟内埋设有该表面改质层的表面形态。
[00%] 本发明的表面改质银钮合金线的结构中优选的实施方式如下所示。
[0027] 在本发明的表面改质银钮合金线的结构中,优选忍材在Ag-I~5质量%Pd合金 中进一步含有总量为10~90质量ppm的化、La、Y、Eu、Ce或Ge中的至少1种。
[0028] 另外,在本发明的表面改质银钮合金线的结构中,优选忍材在Ag-I~5质量% Pd-O. 05~10质量% (Au或Pt)合金中进一步含有总量为10~90质量ppm的化、La、Y、 Eu、Ce或Ge中的至少1种。
[0029] 另外,在本发明的表面改质银钮合金线的结构中,优选上述被覆材为纯度99. 99 质量%W上的金(Au)。
[0030] 另外,在本发明的表面改质银钮合金线的结构中,优选上述表面改质层的厚度为 由线整体的质量分析的结果算出的0. 5~Snm的理论膜厚。
[0031] 另外,在本发明的表面改质银钮合金线的结构中,优选在上述表面改质银钮合金 线的最上层进一步存在总有机碳量灯OC值)为50~3, 000yg/m2的有机碳层。
[0032] 本发明的表面改质银钮合金线的结构中的用语的定义如下所示。
[0033] 作为"表面改质层",为纯度99. 99质量%W上的金(Au)、钮(Pd)、销(Pt)或其合 金。"其合金"也包含由上述高纯度贵金属1~40质量%、及剩余部分为纯度99. 99质量% W上的铜(化)所构成的铜合金。纯度99. 99质量%W上的金(Au)的表面改质层比忍材 更为柔软,因此被填充在忍材的大小的纵沟内,剩余的金(Au)形成极薄的透明的表面改质 层,但是,若膜厚较厚,则FAB的烙融条件发生波动。另一方面,钮(Pd)或销(Pt)的表面改 质层比忍材更容易加工硬化。因此,若表面改质层的膜厚变厚,则膜的应力变高,表面改质 层会从忍材剥离。此外,与金(Au)同样地,若钮(Pd)或销(Pt)的膜厚较厚,则FAB的烙融 条件会发生波动。如上所示的现象在被均匀地进行了表面改质的膜中观察不到,而是在比 钻石模内面的凹凸沟更薄的表面改质膜中被观察到的现象。
[0034] 需要说明的是,存在"透明的表面改质层"是由于,若将纯的银钮合金线的一侧面 进行削取而形成FAB时,可形成正球形的烙融球,相对于此,同样地将表面改质银钮合金线 的一侧面进行削取而形成FAB时,可形成偏屯、的烙融球。
[0035] 若使用纯度变得更高、尤其99. 999%W上的高纯度的金(Au)、钮(Pd)、或销(Pt) 时,其延展性增加,可得透明的极薄表面改质层。尤其是,从延展性的观点来看,更优选纯度 99. 999质量%W上的金(Au)。
[0036] 在本发明的表面改质银钮合金线的结构中,提出"0. 5~Snm的理论膜厚"是由于, 由图2可明显得知,过薄会无法直接观察透明的极薄表面改质层。"理论膜厚"是将线整体溶 解,通过高频感应禪合等离子体发光分光分析法(ICP-AE巧求出该溶液中的表面改质层的 浓度,由该浓度W接合线的线径中的均匀膜厚算出。上述表面改质层的厚度优选为由线整 体的质量分析的结果算出的0. 5~Snm的理论膜厚。需要说明的是,该"理论膜厚"在可测 定的数十nm的膜厚的范围内与由线的缩径率算出的表面改质层的膜厚显示出充分一致。
[0037] 另外,在本发明的表面改质银钮合金线的结构中,优选总有机碳量(T0C值)为 200 ~1, 000Jig/m2。
[0038] 在本发明的表面改质银钮合金线的结构中,优选该表面改质银钮合金线为无空气 焊球(FAB)用接合线。
[0039] 在本发明的表面改质银钮合金线的结构中,将上述忍材的成分组成形成为由纯度 99. 99质量%W上的银(Ag)及纯度99. 9质量%W上的钮(Pd)构成的Ag-I~5质量%Pd 合金、或利用纯度99. 99质量%W上的银(Ag)及金(Au)或销(Pt)、及纯度99. 9质量%W 上的钮(Pd)所得的Ag-I~5重量%Pd-O. 05~10质量% (Au或Pt)合金是由于,在纯度 99. 99质量%W上的银(Ag)线,表面会硫化,此外,因氧的侵入,杂质会形成氧化物。此外是 由于,运些合金线作为接合线能在形成第一接合的FAB时形成正球球体,从而使循环特性 稳定化。另外是由于,当与纯侣(Al)垫或Al-I质量%Si合金等垫相连接时,不会产生侣 飞瓣。
[0040] 另外,在上述超声波接合用银钮合金线的情况下,优选将贵金属W外的微量金属 成分、即Ca、La、Y、Eu、Ce或Ge中的至少I种设为10~90质量ppm。将下限设为10质量ppm是由于,即使氧或硫溶存在银钮合金基质中,运些预定金属成分也将氧或硫固定化。若 将银钮合金基质形成为缺氧状态,则与表面改质层相结合而可使线表面中的银(Ag)与硫 (巧的反应(Ag?S反应)、及在忍材内部的氧化性金属与氧的反应延迟。
[0041] 另一方面,将上限设为90质量ppmW下是由于,与表示"9999纯金"的纯金合金接 合线相符合。需要说明的是,若金属成分为90质量ppmW下,则在表面改质银钮合金线的 表面层附近不会有微量添加金属或金属杂质W高浓度或低浓度偏析的情形。
[0042] 在本发明中的表面改质银钮合金线的结构中,将理论膜厚设为预定的极薄层是由 于,在超声波接合时,将被覆材的整体化Ulk)性质除外。在本发明中,由于表面改质层为极 薄层,因此在第一接合及第二接合的接合界面,可忽略表面改质层的影响。另一方面,在大 气中,作为贵金属的耐硫化性及耐氧化性的性质得到发挥,相较于不具有表面改质层的银 钮合金线,耐硫化性及耐氧化性提升。另外,由于表面改质层极薄,因此,即使为加工硬化性 的钮(Pd),也会由较为柔软的忍材进行吸收,结果是不会有如W往的钮被覆接合线般钻石 模在拉线中异常摩损的情形。
[0043] 需要说明的是,将由线整体的质量分析的结果算出的理论膜厚设为0. 5~Snm是 基于W下理由。目P,若理论膜厚未达0. 5nm的情况,在线表面形成有多数纵长沟时,有完全 填埋该沟的量变得不足的担屯、。另外,若理论膜厚超过Snm的情
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