高速信號(hào)線用接合線的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的是提供一種銀-鈀-金(Ag-Pd-Au)基合金的高速信號(hào)線用接合線，其即使在接合線表面形成不穩(wěn)定的硫化銀層時(shí)，仍無(wú)堅(jiān)固的硫化銀(Ag2S)膜，并可傳輸穩(wěn)定的數(shù)千兆赫(giga?Hertz，GHz)帶等的超高頻信號(hào)。本發(fā)明的解決方法是提供一種高速信號(hào)線用接合線，其是由鈀(Pd)2.5～4.0質(zhì)量%、金(Au)1.5～2.5質(zhì)量%及剩余部分為純度99.99質(zhì)量%以上的銀(Ag)所構(gòu)成的三元合金，該接合線剖面是由表皮膜與芯材所構(gòu)成，該表皮膜是由在連續(xù)鑄造后所縮徑的連續(xù)鑄造面與表面偏析層所構(gòu)成，該表面偏析層是由較芯材含量漸增的銀(Ag)且含量漸減的金(Au)的合金區(qū)域所構(gòu)成。
【專利說(shuō)明】高速信號(hào)線用接合線

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明是關(guān)于高速信號(hào)線用接合線，其連接半導(dǎo)體元件的焊墊電極與配線基板上 的引線電極，特別是關(guān)于使用1至15千兆赫頻率的高速信號(hào)線用接合線。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，伴隨半導(dǎo)體裝置制造技術(shù)的發(fā)展，將使用超過(guò)數(shù)千兆赫頻帶的超高頻的 高速信號(hào)線用半導(dǎo)體集成電路裝置組裝于移動(dòng)電話機(jī)等已逐漸增加。在高頻傳輸中，以往 一般是持續(xù)使用純度99. 99質(zhì)量％以上的高純度金接合線。但是若于數(shù)千兆赫至十?dāng)?shù)千兆 赫帶中使用通常的接合線將超高頻的高速?超高速信號(hào)線用的半導(dǎo)體元件與配線電極等連 接時(shí)，由于超高頻信號(hào)流經(jīng)接合線的表皮層，故超高頻信號(hào)所致高頻電阻將更加增大。因 而，使用高純度金接合線是造成接收靈敏度或發(fā)送輸出等降低的原因。
[0003] 因此發(fā)明人已就電阻系數(shù)（electrical resistivity)值相對(duì)于高純度金（Au)的 2. 4 μ Ω cm，電阻系數(shù)值為1. 6 μ Ω cm純度99. 99%的高純度銀（Ag)等的金屬線進(jìn)行研究。 然而，溶解?鑄造后洗凈之后，經(jīng)過(guò)連續(xù)拉線再制造接合線的過(guò)程，因大量的高純度銀（Ag) 金屬線過(guò)軟而不適于實(shí)用化。此外，在大氣中銀（Ag)被硫化而在接合線的表皮層形成硫化 銀（Ag 2S)膜，并使熔融焊球變硬，故會(huì)有因焊球（FAB)而傷及球焊性能的缺點(diǎn)。因而，純銀 接合線并不直接使用于流經(jīng)數(shù)μ m的表皮層的高頻傳輸，雖然在日本特開(kāi)昭57-21830號(hào)公 報(bào)中，有公開(kāi)一種銀-鈀合金金屬線，但是在如日本特開(kāi)2003-59963號(hào)公報(bào)（后述專利文 獻(xiàn)1)所公開(kāi)的那樣，其僅是對(duì)純銀接合線進(jìn)行純金電鍍而將其實(shí)用化。如此，純銀接合線 之所以未實(shí)用化，是因?yàn)槠湓谧鳛橛糜诔哳l的高速信號(hào)線前，并無(wú)法形成穩(wěn)定的熔融焊 球的原因。也就是說(shuō)，如果打算使用于焊球（FAB)所導(dǎo)致的球焊（ball bonding),而形成烙 融焊球時(shí)，因形成于金屬線表面的堅(jiān)固的硫化銀（Ag2S)會(huì)使熔融焊球變硬，故在第一焊接 時(shí)將會(huì)廣生晶片破裂等。
[0004] 另一方面，作為利用電導(dǎo)性高的銀的電阻系數(shù)的目的，已有開(kāi)發(fā)出一種添加10000 至55000質(zhì)量ppm (1至5. 5質(zhì)量％)的金及1至100質(zhì)量ppm的秘于銀的銀-金二元系合金 的接合線，且并未使其電阻系數(shù)值降低至如同目前廣泛使用的純度99%的金金屬線同樣的 3. 1 μ Ω cm以下，此外亦已開(kāi)發(fā)出在該金屬線添加了 20000質(zhì)量ppm以下鈀的銀-金-鈀三 元系合金的接合線（日本特開(kāi)2012-49198號(hào)公報(bào)（后述的專利文獻(xiàn)2))。在此，發(fā)明人認(rèn) 為將鈕的添加量設(shè)在20000質(zhì)量ppm(2質(zhì)量％)以下，是因?yàn)?若添加超過(guò)20000質(zhì)量ppm 時(shí)，焊球的硬度將變高，而發(fā)生球焊時(shí)的焊墊破損（參照該公報(bào)0021段落）"。
[0005] 此外，還公開(kāi)一種球焊用金屬線，其是選自鈣、銅、釓（Gd)、釤（Sm)的二種以上元 素合計(jì)含有5至500重量ppm，選自鈀、金的一種以上的元素合計(jì)含有0. 5至5. 0重量％，其 余為由銀及不可避免雜質(zhì)所構(gòu)成（日本特開(kāi)2012-151350號(hào)公報(bào)（后述專利文獻(xiàn)3))。但 是，該接合線是以球焊法來(lái)連接半導(dǎo)體元件的經(jīng)鎳/鈀/金被覆的電極及電路配線基板的 導(dǎo)體配線用的接合用金屬線（W)，并非是將鋁（A1)合金（Al-Si-Cu等）焊墊電極接合的。 因?yàn)?鋁（A1)與銀（Ag)的接合處易腐蝕"焊墊（參照日本特開(kāi)2012-151350號(hào)公報(bào)（后 述專利文獻(xiàn)3)0015段落））。
[0006] 此外，還公開(kāi)一種接合線，其"以銀（Ag)為主成分，包含選自10000至90000質(zhì) 量 ppm 的金（Au)、10000 至 50000 質(zhì)量 ppm 的鈀（Pd)、10000 至 30000 質(zhì)量 ppm 的銅（Cu)、 10000至20000質(zhì)量ppm的鎳（Ni)的至少一種以上的成分，其中氯（Cl)含量小于1質(zhì)量 ppm"（日本特開(kāi)2012-99577號(hào)公報(bào)（后述專利文獻(xiàn)4))。但是，該接合線，如"波長(zhǎng)380至 560nm的光的反射率95%以上，故使用藍(lán)色系的發(fā)光的白色LED亦為有效（參照該公報(bào)0010 段落）"所示為L(zhǎng)ED用，與高速信號(hào)線用接合線，在目的·效果上不同。
[0007] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開(kāi)2003-59963號(hào)公報(bào)；
[0008] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開(kāi)2012-49198號(hào)公報(bào)；
[0009] 專利文獻(xiàn)3 :日本特開(kāi)2012-151350號(hào)公報(bào)；
[0010] 專利文獻(xiàn)4 :日本特開(kāi)2012-99577號(hào)公報(bào)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 發(fā)明要解決的問(wèn)題本發(fā)明的目的是提供一種銀-鈀-金基合金的高速信號(hào)線用接 合線，其借由在銀-鈀-金基合金的接合線表面，將高濃度的純銀層及低濃度的金合金化層 (以下稱為"高濃度純銀層"）予以偏析，而因該經(jīng)偏析的均勻厚度的高濃度純銀層的形成， 使得焊球（FAB)的接合性能變得良好的同時(shí)，即使放置于大氣中，可于一定期間中阻止硫 化銀的形成或其進(jìn)入至內(nèi)部，并傳輸穩(wěn)定的數(shù)千兆赫頻帶等的超高頻信號(hào)。
[0012] 解決問(wèn)題的方法本發(fā)明用以解決問(wèn)題的高速信號(hào)線用接合線之一，是一種含有微 量添加元素的Ag-Pd-Au基合金接合線，其是以焊球（FAB)連接用于半導(dǎo)體元件的焊墊電極 與配線基板上的引線電極，該接合線是由鈀（Pd) 2. 5至4. 0質(zhì)量％、金（Au) 1. 5至2. 5質(zhì)量％ 及剩余部分為純度99. 99質(zhì)量％以上的銀（Ag)所構(gòu)成的三元合金，該接合線表面是由在連 續(xù)鑄造后經(jīng)縮徑的連續(xù)鑄造面所構(gòu)成，其接合線的剖面是由表面偏析層與芯材所構(gòu)成，該 表面偏析層是由較芯材含量漸增的銀（Ag)且含量漸減的金（Au)的合金區(qū)域所構(gòu)成的高濃 度純銀層。
[0013] 另外，用以解決本發(fā)明問(wèn)題的高速信號(hào)線用接合線的一種是一含有微量添加元素 的銀-鈀-金基合金接合線，其是以焊球（FAB)連接半導(dǎo)體元件的焊墊電極與配線基板上 的引線電極，該接合線是由鈀（Pd) 2. 5至4.0質(zhì)量％、金（Au) 1.5至2. 5質(zhì)量％、以及銠（Rh)、 銥（Ir)、釕（Ru)、銅（Cu)、鎳（Ni)、鐵（Fe)、鎂（Mg)、鋅（Zn)、鋁（A1)、銦（In)、硅（Si)、鍺 (Ge)、鈹（Be)、鉍（Bi)、硒（Se)、鈰（Ce)、釔（Y)、鑭（La)、鈣（Ca)或銪（Eu)中至少一種以 上的添加微量元素其合計(jì)為5至300質(zhì)量ppm,及剩余部分為純度99. 99質(zhì)量％以上的銀 (Ag)所構(gòu)成的三元系合金，該接合線表面由在連續(xù)鑄造后經(jīng)縮徑的連續(xù)鑄造面所構(gòu)成，而 該接合線剖面由表面偏析層及芯材所構(gòu)成，其表面偏析層是由含量較芯材漸增的銀（Ag) 且含量漸減的金（Au)的合金區(qū)域所構(gòu)成的高濃度純銀層。
[0014] 另外，本發(fā)明的用以解決本發(fā)明問(wèn)題的高速信號(hào)線用銀-鈀-金基合金接合線的 優(yōu)選實(shí)施方式之一是前述接合線的銀為純度99. 999質(zhì)量％以上。
[0015] 另外，本發(fā)明的用以解決問(wèn)題的高速信號(hào)線用銀-鈀-金基合金接合線的優(yōu)選實(shí) 施方式之一是前述高速信號(hào)為1至15千兆赫的頻率。
[0016] 另外，本發(fā)明的用以解決問(wèn)題的高速信號(hào)線用銀-鈀-金基合金接合線的優(yōu)選實(shí) 施方式之一為前述焊墊電極是純度99. 9質(zhì)量％以上的鋁（A1)金屬或0. 5至2. 0質(zhì)量％的 硅（Si)或銅（Cu)及剩余部分純度99. 9質(zhì)量％以上的鋁（Α1)合金。
[0017] 另外，用以解決本發(fā)明問(wèn)題的高速信號(hào)線用銀-鈀-金基合金接合線的優(yōu)選實(shí)施 方式之一是前述焊墊電極是由金（Au)、鈀（Pd)或鉬（Pt)的表層所構(gòu)成的電極墊。
[0018] 此外，本發(fā)明的用以解決問(wèn)題的高速信號(hào)線用銀-鈀-金基合金接合線，與純金接 合線相同地，是用金剛石拉絲模（Diamond dice)使剖面減少率經(jīng)99%以上縮徑，并連續(xù)地 進(jìn)行冷間拉線加工，其后借由調(diào)質(zhì)熱處理來(lái)調(diào)整接合線的機(jī)械性性能。該熱調(diào)質(zhì)處理，溫度 低、處理時(shí)間亦短，故高濃度純銀層的表面偏析層不會(huì)消失。
[0019] 主添加元素：
[0020] 于本發(fā)明中，之所以使用純度99.99質(zhì)量％以上的銀（Ag)于剩余部分，是為了使 銀（Ag)含量多的合金的表面偏析層均勻地在金屬線全部邊緣形成的緣故。這是因?yàn)榧兌?低時(shí)，因雜質(zhì)的影響會(huì)使得銀（Ag)含量多的合金的表面偏析層厚度有不規(guī)則的顧慮。
[0021] 于純銀接合線的情況中，硫化物比氧化物更穩(wěn)定，故該硫化物較為不佳。以往的純 銀接合線中，是在大氣中的高純度銀（Ag)表面上使表面的銀（Ag)變?yōu)殡x子，并與大氣中的 硫化氫鍵結(jié)而形成硫化物。該硫化物雖最初于純銀線表面形成不穩(wěn)定的硫化銀層，但硫化 銀層最后會(huì)在純銀接合線的表面成長(zhǎng)為數(shù)納米左右的堅(jiān)固的硫化銀（Ag 2S)膜并確定保持 于該純銀接合線的表面上。而且，發(fā)明人認(rèn)為存在該表皮層的硫化合物將沿著晶界移動(dòng)并 進(jìn)一步進(jìn)入純銀接合線內(nèi)部，使堅(jiān)固的硫化銀（Ag 2S)膜擴(kuò)展。
[0022] 在純銀（Ag)中將鈀（Pd)及金（Au)予以合金化的大量的銀-鈀-金合金的情形， 高濃度純銀層的硫化銀層的形成較純銀接合線更弱。而且，在本發(fā)明的銀-鈀-金基合金 的情形，金（Au)的濃度從表層越往芯材內(nèi)部將漸增，在芯材方面因有鈀（Pd)及金（Au)4.0 至6. 5質(zhì)量％的含量，故得使形成于表面的硫化銀（Ag2S)膜持續(xù)進(jìn)入至內(nèi)部的時(shí)間延遲。
[0023] 本發(fā)明將由銀-鈀-金基合金所構(gòu)成的接合線的鈀（Pd)含量設(shè)成較金（Au)的含 量更多的原因在于，以相對(duì)于耐硫化性較銀（Ag)更高價(jià)的銀-鈀基質(zhì)的構(gòu)成，在該銀-鈀 基質(zhì)中可使更高價(jià)的金（Au)所導(dǎo)致的表面偏析層形成的緣故。
[0024] 于本發(fā)明中添加預(yù)定量的鈀（Pd)的目的在于使硫化的進(jìn)行延遲。在濕氣多的 環(huán)境下使用接合線的情形時(shí)，因接合線表面易于硫化，須使用金屬線本身為耐硫化性的由 銀-鈀-金基合金所構(gòu)成的金屬線。鈀（Pd)含量為2. 5質(zhì)量％時(shí)，因純銀接合線表面會(huì)形 成堅(jiān)固的硫化銀（Ag2S)膜因此得使其延遲。另一方面，若鈀（Pd)超過(guò)2. 5質(zhì)量％時(shí)，因銀 濃度降低而使其高頻性能稍有劣化，因此作為超高頻信號(hào)線而言將不適當(dāng)，然而由于有高 濃度純銀層形成，故實(shí)用上至4. 0質(zhì)量％為止將不會(huì)產(chǎn)生影響。
[0025] 另外，鈀（Pd)是一使硬度顯著增加的合金化元素，鈀（Pd)含量為2. 5質(zhì)量％以上 時(shí)，在形成焊球（FAB)時(shí)，熔融焊球的硬度變高而有導(dǎo)致球焊時(shí)晶片破裂的顧慮（參照專利 文獻(xiàn)2第0021段落），然而借由使金（Au)的含量增多并設(shè)置低熔點(diǎn)的高濃度純銀層，且鈀 (Pd)含量在4.0質(zhì)量％以內(nèi)的范圍則得以解決此問(wèn)題。此外，鈀（Pd)即使在高濃度純銀層 中或芯材中亦維持大致固定的濃度。
[0026] 表面偏析：
[0027] 本發(fā)明中，金（Au)的合金化元素比重較銀（Ag)及鈀（Pd)高，相對(duì)于銀-鈀基合 金基質(zhì)可發(fā)揮表面偏析效果。經(jīng)表面偏析的高濃度純銀層，因是利用稀釋合金的固相?氣 相間的表面現(xiàn)象的，故該高濃度純銀層可遍及接合線全周均勻地形成一定寬度的層。于該 高濃度純銀層中，自金屬線表面觀察中心時(shí)，若銀（Ag)濃度漸減而變低時(shí)（圖1上側(cè)的曲 線），相反地金（Au)的合金化元素濃度將漸增而變高（圖1下側(cè)的曲線）。接著，就會(huì)在金 屬線內(nèi)存在有銀（Ag)濃度相對(duì)高的高濃度純銀層區(qū)域與相對(duì)地低濃度的芯材區(qū)域的二區(qū) 域。此即為表面偏析之現(xiàn)象。
[0028] 因此，即使在高濃度金屬線表面形成不穩(wěn)定的硫化銀層，伴隨著與較銀（Ag)高價(jià) 的合金化元素（鈀（Pd)及金（Au))的存在，在室溫大氣中使用接合線作為制造后信號(hào)線為 止的放置期間中，得使銀合金表面的硫化合物至內(nèi)部的進(jìn)行延遲的同時(shí)，亦延遲在銀合金 表面堅(jiān)固的硫化銀（Ag 2S)膜的形成。
[0029] 因高純度的金（Au)相對(duì)于高純度銀-鈀合金基質(zhì)會(huì)產(chǎn)生表面偏析，若于連續(xù)鑄造 時(shí)于高純度的銀（Ag)中添加鈀（Pd)及金（Au)，銀（Ag)的高濃度區(qū)域與金（Au)的低濃度 區(qū)域的高濃度純銀層將于表皮層附近形成環(huán)形狀。接合線的制造步驟中，若保持該高濃度 層的狀態(tài)，以水進(jìn)行冷卻等并以冷作方式進(jìn)行連續(xù)拉線，則該高濃度層與細(xì)線的線徑將會(huì) 等比例地縮徑。因而，此高濃度純銀層可利用于數(shù)千兆赫（Hz)以上的高頻信號(hào)中。
[0030] 將直徑8mm的連續(xù)鑄造金屬線縮徑至20 μ m的接合線為止的情形（剖面減少率 99.9%以上）中，接合線的表皮理論上會(huì)殘留著自表面數(shù)nm以下的銀（Ag)的高濃度層，實(shí) 際上可自直徑8mm的連續(xù)鑄造金屬線至直徑20 μ m的金屬線的拉線階段中，觀察到如圖1 般的銀（Ag)的高濃度區(qū)域（圖1上側(cè)的曲線）與金（Au)的低濃度區(qū)域（圖1下側(cè)的曲 線）的高濃度純銀層。
[0031] -般而目數(shù)千兆赫的1?頻彳目號(hào)是在1 μ m左右的表層上傳遞，頻率越1?則越在接 近表面之處傳遞，故只要表面存在有高濃度銀（Ag)層，與以往不具有高濃度銀（Ag)層的接 合線相比，其信號(hào)量將增加，并且可使信號(hào)波形穩(wěn)定。
[0032] 鈀（Pd)的范圍在2. 5至4. 0質(zhì)量％時(shí)，若金（Au)的范圍在1. 5至2. 5質(zhì)量％內(nèi)， 則FAB的熔融焊球?qū)⒉粫?huì)使晶片產(chǎn)生破裂，可獲得穩(wěn)定的接合性能。
[0033] 微量添加元素：
[0034] 本發(fā)明的銀-鈀-金基合金，其中得添加總量為5?300質(zhì)量ppm的銠（Rh)、 釕（Ru)、銥（Ir)、銅（Cu)、鎳（Ni)、鐵（Fe)、鎂（Mg)、鋅（Zn)、鋁（A1)、錳（Μη)、銦（In)、硅 (Si)、鍺（Ge)、錫（Sn)、鈹（Be)、鉍（Bi)、硒（Se)、鈰（Ce)、鈦（Ti)、釔（Y)、鈣（Ca)、鑭（La)、 銪（Eu)或銻（Sb)中的至少1種元素。這些微量添加元素雖不會(huì)使Ag-Pd-Au基合金的表面 偏析層產(chǎn)生變化，然而由于其接合性能較無(wú)高濃度純銀層的Ag-Pd-Au基合金更具有效果， 因此于本發(fā)明的Ag-Pd-Au基合金中亦予以采納。具體而言，熔融焊球與鋁（A1)金屬或鋁 (A1)合金的焊墊電極的接合性，尤其是長(zhǎng)期間的穩(wěn)定性方面具有效果。另外，在銀-鈀-金 基合金于預(yù)定范圍內(nèi)添加銠（Rh)、釕（Ru)、銥（lr)、銅（Cu)、鎳（Ni)、鐵（Fe)、鎂（Mg)、 鋅（Zn)、鋁（A1)、錳（Μη)、銦（In)、硅（Si)、鍺（Ge)、錫（Sn)、鈹（Be)、鉍（Bi)、硒（Se)、鈰 (Ce)、鈦（Ti)、釔（Y)、鈣（Ca)、鑭（La)、銪（Eu)或銻（Sb)的元素時(shí)，得于不傷及FAB的形 狀下增加接合線的韌性。然而，若這些元素的合計(jì)小于5質(zhì)量ppm，將不會(huì)產(chǎn)生添加后的效 果，超過(guò)300質(zhì)量ppm時(shí)，形成FAB時(shí)熔融焊球的結(jié)晶粒將變得過(guò)硬而產(chǎn)生晶片破裂。因此， 本發(fā)明是使銠（Rh)、釕（Ru)、銥（Ir)、銅（Cu)、鎳（Ni)、鐵（Fe)、鎂（Mg)、鋅（Zn)、鋁（A1)、 錳（Μη)、銦（In)、硅（Si)、鍺（Ge)、錫（Sn)、鈹（Be)、鉍（Bi)、硒（Se)、鈰（Ce)、鈦（Ti)、釔 (Y)、|丐（Ca)、鑭（La)、銪（Eu)或鋪（Sb)之中的至少1種元素總量在5?300質(zhì)量ppm的 范圍。一般接合線中這些微量添加元素以合計(jì)在1〇〇質(zhì)量ppm以下使用者為多，因此這些 微量添加元素優(yōu)選為5至100質(zhì)量ppm。
[0035] 此外，焊墊電極優(yōu)選為由鋁（A1)、鈀（Pd)或金（Au)或鉬（Pt)的表層所構(gòu)成的電 極墊。本發(fā)明的銀-鈀-金三元合金及銀-鈀-金三元系合金的接合線因具有低熔點(diǎn)的高 濃度純銀層，故這些電極墊與FAB所致接合性良好。
[0036] 本發(fā)明的銀-鈀-金三元合金及銀-鈀-金三元系合金的銀-鈀-金基合金 接合線，可確實(shí)地使適合用于高速信號(hào)的傳輸?shù)母邼舛茹y（Ag)的高濃度純銀層形成，因 銀-鈀-金三元合金及銀-鈀-金三元系合金的芯材附加有高濃度純銀層及低濃度金（Au) 層，故與焊墊的接合性較以往的接合線更良好，可形成適合穩(wěn)定傳送數(shù)千兆至數(shù)十千兆赫 的高頻信號(hào)的富銀合金的信號(hào)層。
[0037] 另外，本發(fā)明的銀-鈀-金基合金接合線，因高濃度純銀層的厚度薄，故具有金屬 線本身的大機(jī)械強(qiáng)度，且具有與現(xiàn)有接合線相同的優(yōu)異循環(huán)性能。
[0038] 另外，F(xiàn)AB性能等的接合性能，因低熔點(diǎn)的高濃度純銀層位于表層，故就熔融焊球 與焊墊電極的接合性及次級(jí)接合性而言，具有比以往的接合線更優(yōu)良的追加效果。特別是， 于焊墊電極的表層是由鋁（A1)、鈀（Pd)或金（Au)或鉬（Pt)所構(gòu)成的電極焊墊的情形下， 其接合強(qiáng)度為穩(wěn)定。
[0039] 另外，本發(fā)明的銀-鈀-金基合金接合線，因?qū)雍暇€的機(jī)械強(qiáng)度產(chǎn)生影響的鈀 (Pd)添加量為4. 0質(zhì)量％以下及金（Au)添加量為2. 5質(zhì)量％以下，故亦無(wú)因低烙點(diǎn)的表面 偏析層而導(dǎo)致形成FAB時(shí)熔融焊球的結(jié)晶粒變得過(guò)硬的情形。另外，本發(fā)明的銀-鈀-金基 合金接合線，即使在使用由純度99. 9質(zhì)量％以上的鋁（A1)金屬或0. 5至2. 0質(zhì)量％的硅 (Si)或銅（Cu)及剩余部分純度99. 9質(zhì)量％以上的鋁（A1)合金構(gòu)成的柔軟鋁墊的情形下， 亦無(wú)因低熔點(diǎn)的表面偏析層而產(chǎn)生晶片破裂或墊片翹曲外翻產(chǎn)生的情形。結(jié)果，即使在室 溫大氣中放置一定時(shí)間，亦不會(huì)于接合界面產(chǎn)生位移，具有可使高頻信號(hào)穩(wěn)定傳送的效果。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0040] 圖1為表示本發(fā)明高濃度純銀層分布的剖面示意圖，上方的曲線表示銀（Ag)濃 度，下方的曲線表示金（Au)濃度。
[0041] 圖2是伴隨實(shí)施品1及比較品22的時(shí)間的電壓變化的圖形（L字形曲線及階梯形 曲線）的圖。
[0042] 圖3表不實(shí)施品1的最表面附近的定性分析結(jié)果。

【具體實(shí)施方式】
[0043] 以下通過(guò)具體實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施過(guò)程和產(chǎn)生的有益效果，旨在幫助閱 讀者更好地理解本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和特點(diǎn)，不作為對(duì)本案可實(shí)施范圍的限定。
[0044] 制作具有表1所示成分組成的銀-鈀-金三元合金及銀-鈀-金三元系合金（使兩 者中鈀（Pd)及金（Au)的純度均為99. 99質(zhì)量％以上，銀（Ag)純度為99. 999質(zhì)量％以上， 而作為微量添加元素，則使用銠（Rh)、釕（Ru)、銥（Ir)、銅（Cu)、鎳（Ni)、鐵（Fe)、鎂（Mg)、 鋅（Zn)、鋁（A1)、錳（Μη)、銦（In)、硅（Si)、鍺（Ge)、錫（Sn)、鈹（Be)、鉍（Bi)、硒（Se)、鈰 (Ce)、鈦（Ti)、釔（Y)、鈣（Ca)、鑭（La)、銪（Eu)、銻（Sb)的合計(jì) 5 至 300ppm)。另外，其制 造方法是與一般的純金接合線相同地進(jìn)行溶解，且于惰性氣體氛圍下連續(xù)鑄造至直徑8mm。 接著將該連續(xù)鑄造的粗線用金剛石拉絲模進(jìn)行減面率99. 99%以上的連續(xù)拉線至20 μ m的 最終線徑，再以濕式的冷作方式實(shí)施剖面減少率為99. 99%以上的連續(xù)冷成型拉線，并施予 既定的調(diào)質(zhì)熱處理，以制造線徑為20 μ m的本發(fā)明的接合線（以下稱"實(shí)施品"）1?21。
[0045] 實(shí)施例1至9是按照如下技術(shù)方案制備的實(shí)施品：
[0046] 一種高速信號(hào)線用接合線，該接合線是由鈀2. 5至4. 0質(zhì)量％、金1. 5至2. 5質(zhì)量％ 及剩余部分純度99. 99質(zhì)量％以上的銀所構(gòu)成的三元合金，該接合線表面是由連續(xù)鑄造后 所縮徑的連續(xù)鑄造面所構(gòu)成，其接合線剖面是由表面偏析層及芯材所構(gòu)成，該表面偏析層 是由銀含量自最表面朝向芯材漸減，且金含量漸增的合金區(qū)域所構(gòu)成。
[0047] 實(shí)施例10至21是按照如下技術(shù)方案制備的實(shí)施品：
[0048] 一種高速信號(hào)線用接合線，該接合線含有鈀2. 5至4. 0質(zhì)量％、金1. 5至2. 5質(zhì)量％ 以及銠、銥、釕、銅、鎳、鐵、鎂、鋅、鋁、銦、硅、鍺、鈹、鉍、硒、鈰、釔、鑭、鈣或銪中至少一種以 上，由添加微量元素的合計(jì)為5至300質(zhì)量ppm及剩余部分為純度99. 99質(zhì)量％以上的銀 所構(gòu)成的三元系合金，
[0049] 該接合線表面是由在連續(xù)鑄造后經(jīng)縮徑的連續(xù)鑄造面所構(gòu)成，其接合線剖面是由 表面偏析層與芯材所構(gòu)成，該表面偏析層是由銀含量自最表面朝向芯材漸減，且金含量漸 增的合金區(qū)域所構(gòu)成。
[0050]

【權(quán)利要求】
1. 一種高速信號(hào)線用接合線，其是以焊球連接半導(dǎo)體元件的焊墊電極與配線基板上的 引線電極用的銀-鈀-金基合金接合線，其特征為， 該接合線是由鈀2. 5至4. 0質(zhì)量％、金1. 5至2. 5質(zhì)量％及剩余部分純度99. 99質(zhì)量％ 以上的銀所構(gòu)成的三元合金，該接合線表面是由連續(xù)鑄造后所縮徑的連續(xù)鑄造面所構(gòu)成， 其接合線剖面是由表面偏析層及芯材所構(gòu)成，該表面偏析層是由銀含量自最表面朝向芯材 漸減，且金含量漸增的合金區(qū)域所構(gòu)成。
2. -種高速信號(hào)線用接合線，其是以焊球連接半導(dǎo)體元件的焊墊電極與配線基板上的 引線電極用的含有微量添加元素的銀-鈀-金基合金接合線，其特征為， 該接合線含有鈀2. 5至4. 0質(zhì)量％、金1. 5至2. 5質(zhì)量％以及銠、銥、釕、銅、鎳、鐵、鎂、 鋅、鋁、銦、硅、鍺、鈹、鉍、硒、鈰、釔、鑭、鈣或銪中至少一種以上，由添加微量元素的合計(jì)為5 至300質(zhì)量ppm及剩余部分為純度99. 99質(zhì)量％以上的銀所構(gòu)成的三元系合金， 該接合線表面是由在連續(xù)鑄造后經(jīng)縮徑的連續(xù)鑄造面所構(gòu)成，其接合線剖面是由表面 偏析層與芯材所構(gòu)成，該表面偏析層是由銀含量自最表面朝向芯材漸減，且金含量漸增的 合金區(qū)域所構(gòu)成。
3. 如權(quán)利要求1或2的高速信號(hào)線用接合線，其特征為，其中前述接合線的銀為純度 99. 999質(zhì)量％以上。
4. 如權(quán)利要求1或2的高速信號(hào)線用接合線，其特征為，其中前述高速信號(hào)為1至15 千兆赫的頻率。
5. 如權(quán)利要求1或2的高速信號(hào)線用接合線，其特征為，其中前述焊墊電極為純度 99. 9質(zhì)量％以上的鋁金屬或0. 5至2. 0質(zhì)量％的硅或銅及剩余部分為純度99. 9質(zhì)量％以 上的錯(cuò)合金。
6. 如權(quán)利要求1或2的高速信號(hào)線用接合線，其特征為，其中前述焊墊電極是由金、鈀 或鉬的表層所構(gòu)成的電極墊。
【文檔編號(hào)】C22C5/06GK104157625SQ201410108092
【公開(kāi)日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年3月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月14日
【發(fā)明者】安德優(yōu)希, 安原和彥, 千葉淳, 陳煒, 岡崎純一, 前田菜那子 申請(qǐng)人:田中電子工業(yè)株式會(huì)社