[发明专利]基于锡的焊球和包含所述基于锡的焊球的半导体封装

说明书

相关专利申请的交叉引用

本申请要求2011年12月14日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请号10-2011-0134466的权益，该公开通过引用以其全部内容结合在此。

技术领域

本发明涉及基于锡(Sn)的焊球和半导体封装，并且更具体地，涉及含有银(Ag)和铜(Cu)的基于锡的焊球和包含所述基于锡的焊球的半导体封装。

背景技术

随着朝向高效、小尺寸的电子器件的趋势，在电子器件的组装过程中需要小型化的封装。因此，使用焊球代替传统的引线框以实现封装的小型化。焊球可以用于将基板(substrate)与封装结合并且将信号从封装的芯片传送至基板。

为减少环境污染，提出了无铅(Pb)焊球。例如，虽然提出了由三元无铅焊料合金(例如，锡(Sn)-银(Ag)-铜(Cu))形成的焊球，但是焊球可能具有低的热循环特性并且易被氧化，并且该焊料具有低铺展性和低可润湿性。因此，所提出的焊球具有差的可加工性和弱的耐震动性，所以所述焊球不适合用于便携式电子产品。因此，对通过将另一种元素进一步加入至Sn-Ag-Cu提高焊球的性能已经进行了尝试，但焊球的性质根据元素的种类和含量极大地变化。

<相关技术文献>

1.登记日本专利号3602529(2004年10月1日)

2.登记日本专利号4392020(2009年10月16日)

3.公布日本专利号2004-188453(2004年7月8日)

发明内容

本发明提供一种具有高耐氧化性的基于锡(Sn)的焊球。

本发明还提供一种包含基于Sn的焊球的半导体封装。

根据本发明的一个方面，提供了一种基于锡的焊球，所述基于锡的焊球包含：约0.2至4重量％(重量百分数)银(Ag)，约0.1至1重量％铜(Cu)，约0.001至0.3重量％铝(Al)，约0.001％至0.1重量％锗(Ge)，以及余量的锡(Sn)和不可避免的杂质。

该基于锡的焊球可以包含约0.2至4重量％银，约0.1至1重量％铜，约0.002至0.2重量％铝，约0.002至0.05重量％锗，以及余量的锡和不可避免的杂质。

该基于锡的焊球可以包含约0.2至4重量％银，约0.1至1重量％铜，约0.002至0.2重量％铝，约0.01至0.05重量％锗，以及余量的锡和不可避免的杂质。

根据本发明的另一方面，提供一种基于锡的焊球，所述基于锡的焊球包含：约0.2至4重量％银，约0.1至1重量％铜，约0.001至0.3重量％磷(P)，约0.001至0.1重量％锗，以及余量的锡和不可避免的杂质。

该基于锡的焊球可以包含约0.2至4重量％银，约0.1至1重量％铜，约0.001至0.3重量％磷，约0.002至0.05重量％锗，以及余量的锡和不可避免的杂质。

该基于锡的焊球可以包含约0.2至4重量％银，约0.1至1重量％铜，约0.001至0.03重量％磷，约0.01至0.05重量％锗，以及余量的锡和不可避免的杂质。

根据本发明的另一方面，提供一种包含基于锡的焊球的半导体封装，所述基于锡的焊球含有约0.2至4重量％银，约0.1至1重量％铜，约0.001至0.3重量％铝，约0.001％至0.1重量％锗，以及余量的锡和不可避免的杂质。

该基于锡的焊球在保持在高温高湿气氛中之后可以具有良好的铺展特性和高耐氧化性以防止脱色。

附图说明

通过参考附图在其详细例示性实施方案中描述，本发明的以上和其他特征和益处将变得更显见，其中：

图1是根据本发明的实施方案的基于锡(Sn)的焊球的示意图；并且图1A至1C是包含根据本发明的实施方案的焊球的半导体封装的示意图；

图2显示通过改变根据本发明的实施方案的焊球的组成制备的焊球的组成比；

图3A至8B是显示根据本发明的实施方案的焊球的高温、高湿特性的图；

图9A至9D是显示将根据本发明的实施方案的焊球在高温和高湿气氛中保持约168小时之后的脱色程度的图像；

图10是显示对根据本发明的实施方案的焊球进行的硬度测试的结果的图；并且

图11是显示对根据本发明的实施方案的焊球进行的掉落测试的结果的图。

具体实施方式