无铅焊料、焊料膏和半导体器件制造技术

所提供的是无铅焊料、焊料膏和半导体器件，并且更具体地，一种无铅焊料，所述无铅焊料包含在约0.1重量％至约0.8重量％的范围内的Cu，在约0.001重量％至约0.1重量％的范围内的Pd，在约0.001重量％至约0.1重量％的范围内的Al，在约0.001重量％至约0.1重量％的范围内的Si，以及Sn和不可避免的杂质作为余量，焊料膏和半导体器件包括所述无铅焊料。所述的无铅焊料和所述焊料膏是环境友好的并且具有高的高温稳定性和高可靠性。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】 相关申请 本申请要求2013年12月4日在韩国专利局提交的韩国专利申请号 10-2013-0149999的权益，其公开通过引用以其全部内容结合在此。
-个或多个示例实施方案涉及无铅焊料、焊料膏和半导体器件。
技术介绍
印刷电路板（PCB)已经在家用电器中广泛使用，如电视机、移动电话或计算机。最 近，大量PCB在汽车中使用。对于在家用电器中使用的焊料，已经使用了大量Sn-Pb合金族 产品。特别是，铅（Pb)充当决定Sn-Pb合金的可润湿性、强度和机械性质的成分。同样，因 为在Sn-Pb合金中包含铅，焊料的熔点可以降低至183°C，并且因此，可以防止电子部件与 半导体器件之间的焊接过程中出现的热损坏。 归因于与Pb相关的严格的环境规章，提出了无铅焊料合金，换言之，Sn-Ag-Cu的 三元体系。然而，因为该三元体系对于氧化是弱的，并且具有低覆盖性和低可润湿性，所以 可加工性差并且耐冲击性低。同样，该三元体系不适合于如在汽车的发动机室中的超过 130°C的高温气氛,并且因为包含Ag而是昂贵的。
技术实现思路
-个或多个示例实施方案包括一种无铅焊料，所述无铅焊料是环境友好的，具有 出色的高温稳定性，并且具有高可靠性。 -个或多个示例实施方案包括焊料膏，所述焊料膏是环境友好的，具有高的高温 稳定性，并且具有高可靠性。 -个或多个示例实施方案包括半导体器件，所述半导体器件是环境友好的，具有 1?的1?温稳定性，并且具有1?可罪性。 另外的方面部分将在后面的说明书中地给出，并且部分将从说明书是显见的，或 者可以通过本专利技术的实施方案的实施而学得。 根据一个或多个示例实施方案,无铅焊料包括：在约0. 1重量％至约0. 8重量％ 的范围内的Cu;在约0. 001重量％至约0. 1重量％的范围内的Pd;在约0. 001重量％至约 0. 1重量％的范围内的Al;在约0.001重量％至约0. 1重量％的范围内的Si;以及Sn和不 可避免的杂质，所述Sn和不可避免的杂质为余量。 无铅焊料还可以包含选自由以下各项组成的组的至少一种元素：在约0.001重 量％至约0. 05重量％的范围内的Ge，在约0. 001重量％至约0. 05重量％的范围内的Bi， 在约0. 001重量％至约0. 05重量％的范围内的P，和在约0. 001重量％至约0. 05重量％的 范围内的In。 无铅焊料可以具有在约45%至约65%的范围内的伸长率。 根据一个或多个示例实施方案，焊料膏包含在5至25重量份/100重量份的无铅 焊料的范围内的焊剂，其中所述100重量份的无铅焊料具有上述组成。 根据一个或多个示例实施方案，半导体器件包括：基板，在所述基板中形成有多个 第一端子；半导体芯片，所述半导体芯片安装在基板上并且包括多个分别对应于第一端子 的第二端子；和多个焊料凸块（solderbump)，所述焊料凸块分别连接相应的第一和第二端 子，其中所述焊料凸块包含：在约〇. 1重量％至约0.8重量％的范围内的Cu,在约0.001重 量％至约0. 1重量％的范围内的Pd,在约0.001重量％至约0. 1重量％的范围内的A1，在 约0. 001重量％至约0. 1重量％的范围内的Si,以及Sn和不可避免的杂质，所述Sn和不可 避免的杂质为余量。【附图说明】 从实施方案的以下叙述，结合附图，这些和/或其他方面将变得显见并且更容易 地理解，其中： 图1是根据本专利技术原理的实施方案的半导体部件的截面图； 图2A至2D是显示根据本专利技术原理分别根据比较例和实施例1至3制造的无铅焊 料的可润湿性的测试结果的照片。【具体实施方式】 现在将详细参考实施方案，其实例在附图中示出。在这方面，本专利技术的实施方案可 以具有不同的形式并且不应当解释为限定于本文给出的说明。提供这些实施方案以使得本 公开将是彻底和完整的，并且将本专利技术的范围完整地传递给本领域技术人员。相同的附图 标记贯穿全文是指相同的元件。在附图中，示意性地画出多个元件和区域。因此，根据本发 明原理的实施方案不限于附图中描绘的相对尺寸和空隙。 将明白的是，虽然术语'第一'、'第二'等在本文可以用于描述多种元素，这些元素 不应当受这些术语限制。这些术语仅用于使用将一种元素与另一种区分。例如，可以将第 一元素称为第二元素，并且，类似地，可以将第二元素称为第一元素，而不脱离示例实施方 案的范围。 本文使用的术语仅用于描述实施方案的目的，并且不意图是示例实施方案的限 定。除非上下文明确地另外指出，单数形式包括复数形式。还应当明白的是，当在本文使用 时，术语"包含"和/或"包括"是指所述特征、整数、步骤、操作、元素和/或组分的存在， 但是不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元素、组分和/或它们的组的存在或加 入。 除非另外定义，本文使用的所有术语包括技术和科学术语具有与本专利技术所属领域 技术人员通常理解的相同的含义。还应当明白的是术语，如字典中通常使用的那些定义，应 当解释为具有与它们在相关领域的内容中的含义一致的含义，并且除非在本文明确定义， 将不以理想化的或过度正式的含义解释。 在根据本专利技术原理的实施方案中，重量通过合金的总重量中相应的组分的重量百 分比重量％指明。 根据本专利技术原理的实施方案的无铅焊料可以包括Cu、Pd、Al和Si,使用Sn作为主 要组分。更具体地，根据本专利技术原理的实施方案的无铅焊料可以包含在约0. 1重量％至约 0. 8重量％的范围内的Cu,在约0. 001重量％至约0. 1重量％的范围内的Pd,在约0. 001重 量％至约0. 1重量％的范围内的Al,在约0. 001重量％至约0. 1重量％的范围内的Si,以 及Sn和不可避免的杂质，所述Sn和不可避免的杂质为余量。 这里，'主要组分'是指重量超过合金的总重量的50%的组分。同样，在根据本 专利技术原理的实施方案的无铅焊料中，可以包含不可避免的杂质元素。 铜可以影响无铅焊料的抗拉强度。如果Cu含量过小，无铅焊料的抗拉强度可能不 像想要的那样增加。如果Cu含量过大，无铅焊料可能硬化，并且因此，可能容易出现织构损 坏。 同样，Cu可以影响无铅焊料的高温稳定性。如果Cu含量过小，无铅焊料可能是热 学上弱的，并且因此，在高温损坏。如果Cu含量过大，可能产生Cu浮渣，并且因此，焊接可 能是困难的。 根据本专利技术原理的实施方案的无铅焊料可以包含在约0. 1重量％至约0. 8重量％ 的范围内的Cu。根据本专利技术原理的实施方案的无铅焊料可以包含大约0. 5重量％的Cu。 根据本专利技术原理的实施方案的无铅焊料可以包含在约0. 001重量％至约0. 1重 量％的范围内的PcL根据本专利技术原理的实施方案的无铅焊料可以包含在约0.005重量％至 约0. 05重量％的范围内的PcL根据本专利技术原理的实施方案的无铅焊料可以包含大约0. 01 重量％的PcL Pd可以影响无铅焊料的抗拉强度。如果Pd含量过小，无铅焊料的抗拉强度可能不 像想要的那样增加。同样，可能难以减少电极被无铅焊料的溶解。如果Pd含量过大，无铅 焊料可能硬化，并且因此，可能容易出现织构损坏。而且，如果Pd含量过大，可能是不经济 的。 根据本专利技术原理的实施方案的无铅焊料可以基本上不包含Ag。这里，"无铅焊料 可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无铅焊料，所述无铅焊料包含：在约0.1重量％至约0.8重量％的范围内的Cu；在约0.001重量％至约0.1重量％的范围内的Pd；在约0.001重量％至约0.1重量％的范围内的Al；在约0.001重量％至约0.1重量％的范围内的Si；以及Sn和不可避免的杂质，所述Sn和不可避免的杂质为余量。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：洪性在，金槿铢，李昌祐，方政丸，高溶浩，李爀模，张宰源，具滋显，文晶琸，李荣佑，洪湲植，金辉中，李在洪，
申请(专利权)人：MK电子株式会社，湖西大学校产学协力团，韩国科学技术院，韩国生产技术研究院，电子部品研究院，
类型：发明
国别省市：韩国;KR