[发明专利]无铅焊料、焊料膏和半导体器件

说明书

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。

技术领域

一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。

背景技术

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℃，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℃的高温气氛，并且因为包含Ag而是昂贵的。

发明内容

一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。

一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。

一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，具有高的高温稳定性，并且具有高可靠性。

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，或者可以通过本发明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(solder bump)，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。

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是根据本发明原理的实施方案的半导体部件的截面图；

图2A至2D是显示根据本发明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，本发明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，并且将本发明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。