銀合金接合線及其製造方法與流程

2023-09-20 02:47:06

本申請要求2015年5月7日向韓國知識產權局遞交的韓國專利申請號10-2015-0063880的優先權，其公開內容通過引用整體併入本文。

技術領域

實施方案涉及銀(Ag)合金接合線及其製造方法，並且更具體地，涉及具有優異接合性質的銀合金接合線及其製造方法。

背景技術：

用於安裝半導體器件的封裝件包括各種類型的包含接合線的結構。接合線已經被廣泛用於連接基板和半導體器件或用於連接半導體器件。金接合線已經被廣泛用作接合線。然而，因為金是昂貴的材料並且金的成本最近快速上漲，所以已有對於能夠替代金接合線的接合線的需求。

在使用銅(Cu)接合線的情況下(作為主要組分的銅是Au的備選)，由於銅的天然高硬度，所以晶片在線接合期間很有可能開裂(即焊盤(pad)開裂現象)。因此，由於銅的高硬度和強氧化作用，難以進行用於高度集成封裝件的凸點上針腳(stitch-on-bump)(SOB)。

作為一種解決方案，已經積極地在發展相對便宜的含銀(Ag)作為主要組分的接合線方面開展研究。儘管已經努力通過將銀和其他金屬元素合金化而開發了展示優異性質的接合線，但仍有很大提升空間。

技術實現要素：

本發明構思的實施方案提供了具有通過在製造過程中改變它們的力學性質(如伸長率)而改善的接合性質的銀(Ag)合金接合線。

本發明構思的實施方案不限於上述目的，並且本領域普通技術人員看到以下描述將會清楚地理解根據本發明構思的其他目的。

其它方面將在說明書中部分地給出，所述的其它方面遵循說明書並且部分地將會是從說明書顯而易見的，或通過實施出現的示例性實施方案可以被知悉。

根據本發明構思的一個實施方案的銀合金接合線包含：約1至約20重量(wt)％的第一添加元素；約3至約100wt ppm的第二添加元素；和餘量銀(Ag)，其中所述第一添加元素包括金(Au)、鈀(Pd)或它們的合金，所述第二添加元素包括選自以下各項中的至少一項：鈣(Ca)、鑭(La)、鈹(Be)、鍺(Ge)、鎳(Ni)、鉍(Bi)、釔(Y)、錳(Mn)、錫(Sn)、鈦(Ti)、鐵(Fe)、銅(Cu)和鎂(Mg)，銀合金接合線的伸長率在約15％至約25％範圍內，並且銀合金接合線的楊氏模量在約60GPa至約80GPa範圍內。

根據權利要求1所述的銀合金接合線，其中所述銀合金接合線的伸長率在約18％至約22％的範圍內。

在示例性實施方案中，銀合金接合線的楊氏模量可以在約65GPa至約80GPa的範圍內。

在示例性實施方案中，當無空氣球(FAB)形成在銀合金接合線的端部處時，無空氣球具有約50Hv至約80Hv的橫截面硬度。

在示例性實施方案中，銀合金接合線與接合焊盤結合之後，銀合金接合線的接合部分可以具有約80Hv至約120Hv的橫截面硬度。

在示例性實施方案中，當在空氣氣氛中無空氣球可以形成在銀合金接合線的端部時焊盤破裂的概率基本等於當在氣體氣氛中無空氣球形成在銀合金接合線的端部處時焊盤破裂的概率。

一種製造根據本發明構思的一個實施方案的銀合金接合線的方法，所述方法包括製備第一金屬線(first wire)，所述第一金屬線包含約1至約20重量％的第一添加元素、約3至約100wt ppm的第二添加元素和餘量銀(Ag)，其中所述第一添加元素包括金(Au)、鈀(Pd)或它們的合金，所述第二添加元素包括選自以下各項中的至少一項：鈣(Ca)、鑭(La)、鈹(Be)、鍺(Ge)、鎳(Ni)、鉍(Bi)、釔(Y)、錳(Mn)、錫(Sn)、鈦(Ti)、鐵(Fe)、銅(Cu)和鎂(Mg)，在氮氣氛中在約500℃至約700℃範圍內將所述第一金屬線退火以獲得約15％至約25％的伸長率和約60GPa至約80GPa的楊氏模量。

在示例性實施方案中，第一金屬線的伸長率可以在約18％至約22％範圍內。

在示例性實施方案中，第一金屬線的楊氏模量可以在約65GPa至約80GPa的範圍內。

附圖說明

根據以下示例性實施方案的說明，結合附圖一起，這些和/或其他方面將會變得明顯和更加容易理解，其中：

圖1A和1B是在銀(Ag)合金接合線端部處形成的無空氣球(FAB)橫截面的圖像；

圖2A和2B是說明製造根據一個實施方案的銀合金接合線的方法的框圖；和

圖3A和3B分別是根據一個實施方案在接合之後銀合金接合線的側視圖和平面圖。

具體實施方式

現在將參照其中示出了本發明構思的示例性實施方案的附圖更完整地描述本發明構思。然而，本發明構思可以以許多不同的形式實現，並且不應當被解釋為受限於本文所陳述的示例性實施方案；而是提供這些實施方案使得本公開將全面和完整，並且將向本領域技術人員完全地傳達本發明構思的構思。在附圖中，相似的附圖標記表示相似的要素，並且因此將省略它們的描述。此外，示於附圖中的各種要素和區域僅僅是實例。因此，本發明概念不限於在附圖中說明的相對尺寸或距離。在實施方案中，wt％(重量％)表示基於100％合金總重量的組分的重量。

儘管可以使用這樣的術語如「第一」、「第二」等來描述不同的組分，但這樣的組分不受以上術語的限制。使用以上術語僅僅是將一個組分與另一個區分開。例如，只要在本發明概念的範圍內，可以將第一組分命名為第二組分，並且可以將第二組分命名為第一組分。

在本文中使用的術語僅僅用於闡釋具體的實施方案，而不意在限制本發明構思。以單數使用的表達方式包括複數的表達方式，除非它在上下文中具有明確不同的含義。在本說明書中，應理解的是，術語如「包括」、「具有」和「包含」意在表明在本說明書中公開的特徵、數量、步驟、作用、組分、部件或它們的組合的存在，並且不意在排除可以存在或可以添加一種或多種其他特徵、數量、步驟、作用、組分、部件或它們的組合的可能性。

除非另外定義，本文所使用的全部術語，包括技術或科學術語，都具有與本發明構思可能所屬的技術領域的技術人員通常理解的那些相同的含義。如常用的字典中所定義的那些術語被解釋為具有與在相關技術的上下文中的含義相匹配的含義，並且除非另外清楚地定義，不被解釋為理想形式的或過度形式的。

根據實施方案，為了獲得與金接合線一樣的高焊環性質(loop characteristics)和球形均勻性並且為了防止當在空氣氣氛中形成無空氣球時焊盤破裂，在製造過程中改變力學性質(例如伸長率)以提高接合性質。通過這樣做，得到對半導體器件焊盤具有高粘合強度的銀合金接合線。

與接合線的伸長率提高成比例的是，它們的楊氏模量也增加。由於針腳式接合之後接合線的彈性、線性度得到改善，因而不發生無空氣球的傾斜。因此，接合之後接合線的球形可以具有高水平的均勻性。

為了測試根據一個實施方案的銀合金接合線的接合性質，可以在氣體氣氛中和在空氣氣氛中在線的端部處進行無空氣球(FAB)的形成。

在銀合金接合線的情況下，當在氣體氣氛中形成時，FAB內部可以是如圖1A所示；當在空氣氣氛中形成時，FAB內部可以是如圖1B所示，包括線部件。由於線部件，形成的FAB可以具有高硬度，並且當線接合時，半導體焊盤可以破裂。

銀合金接合的伸長率越高，構成銀合金接合線的合金的粒度越大。因此，殘留在FAB內部的線部件的硬度可以減少30％以上。

根據一個實施方案的銀合金接合線可以有助於半導體焊盤破裂的較低可能性，即使當FAB在空氣氣氛中形成並與焊盤結合時。

本文使用的術語「氣體氣氛」是指氮(N2)氣體氣氛或包含氫(H2)和氮(N2)的氣體氣氛，其中氫(H2)與氮(N2)的比例是約1∶99至10∶90。本文使用的術語「在空氣氣氛中」是指不是氣體氣氛，而是指環境大氣條件。

通常，在氣體氣氛中，FAB的形狀是均勻的。然而，為了製造氣體氣氛，氣體裝備和氣體導致額外的成本。此外，FAB的形狀可以根據氣體的流入變化。也就是說，當在氣體氣氛中製造接合線時，需要長的時間和很多努力。

1.樣品的製備

根據一個實施方案的銀合金接合線(在下文中也被稱為接合線)包含約80至99重量％的銀(Ag)和另外的元素。銀(Ag)在金屬中具有較高電導率，例如，高於金約至少30％的水平。銀(Ag)比金更廉價，從而有利於降低製造成本。銀(Ag)的力學性質與金相似，因此，即使對於銀(Ag)，也可以使用常規的金線接合工藝。

在一個實施方案中，接合線還可以包含金(Au)。在這種情況下，金的量可以在接合線總重量的約1重量％至20重量％範圍內。當金的量過小時，在接合線端部處形成的球的形狀可能與完全球體差別太大，導致不良的接合性質。另一方面，當金的量過高時，線接合期間在接合線端部處形成的球的硬度可能增加過多，從而破壞接合焊盤和/或位於接合焊盤之下的基底。

在一個實施方案中，接合線還可以包含鈀(Pd)。在這種情況下，鈀的量可以在接合線總重量的約1重量％至20重量％範圍內。當鈀的量過小時，接合線的耐酸性可能降低，使得當暴露於硝酸或硫酸時接合線可能容易腐蝕或短路(short out)。當根本不含鈀時，銀合金接合線的抗氧化作用性能可能降低。另一方面，當鈀量過高時，線接合期間在接合線端部處形成的球的硬度可能增加過多，從而破壞接合焊盤和/或位於接合焊盤之下的基底。

在一個實施方案中，接合線可以同時包含金(Au)和鈀(Pd)，並且金和鈀的量各自可以在接合線總重量的約1重量％至20重量％範圍內。當金與鈀的比例過低時，在接合線端部處形成的球的形狀可能與完全球體差別過大，導致不良的接合性質。此外，接合線的表面可以容易地被氧化和褪色。另一方面，當金與鈀的比例過高時，在接合線端部處形成的球的形狀可以與完全球體差別過大。此外，在接合線端部處形成球的硬度可能提高過多，從而破壞接合焊盤和/或位於接合焊盤之下的基底。

在一個實施方案中，接合線可以以約3至100重量(wt)ppm的量包含選自以下各項的至少一種元素：鈣(Ca)、鑭(La)、鈹(Be)、鍺(Ge)、鎳(Ni)、鉍(Bi)、釔(Y)、錳(Mn)、錫(Sn)、鈦(Ti)、鐵(Fe)、銅(Cu)和鎂(Mg)。鈣(Ca)、鑭(La)和釔(Y)可以導致均勻的精細組織。然而，當鈣(Ca)、鑭(La)或釔(Y)的量小於約3wt ppm時，不出現該效果。當鈣(Ca)、鑭(La)或釔(Y)的量大於約100wt ppm時，粒度可以降低至微米(micro)水平，導致硬度提高。錫(Sn)、鐵(Fe)、銅(Cu)和鎂(Mg)可以提高接合線的可加工性。然而，當錫(Sn)、鐵(Fe)、銅(Cu)或鎂(Mg)的量小於約3wt ppm時，不出現該效果。當錫(Sn)、鐵(Fe)、銅(Cu)或鎂(Mg)的量大於約100wt ppm時，接合線的硬度可能增加並且可能出現偏析。鈹(Be)、鎳(Ni)和鈦(Ti)可以增加接合線的可靠性。然而，當鈹(Be)、鎳(Ni)或鈦(Ti)的量小於約3wt ppm時，不出現該效果。當鈹(Be)、鎳(Ni)或鈦(Ti)的量大於約100wt ppm時，加工硬化引起的硬度可能增加並且可能在形成的合金的表面上出現沉澱。鉍(Bi)、錳(Mn)和鍺(Ge)可以提高球形均勻性。然而，當鉍(Bi)、錳(Mn)或鍺(Ge)的量小於約3wt ppm時，不出現該效果。當鉍(Bi)、錳(Mn)或鍺(Ge)的量大於約100wt ppm時，可以在形成的合金中出現偏析。

在一個實施方案中，當接合線的伸長率和楊氏模量過小時，接合性質可能劣化：例如，焊環性質和球形均勻性可能劣化，並且可能出現焊盤破裂。另一方面，當伸長率和楊氏模量過高時，可能不能形成接合線。

在一個實施方案中，當接合線具有過高的FAB橫截面硬度和過高的接合球橫截面硬度時，接合性質可能劣化：例如，焊環性質和球形均勻性可能劣化，並且可能出現焊盤破裂。另一方面，當FAB具有過低的橫截面硬度並且接合球具有過低的橫截面硬度時，可能不發生線接合。

2.製造方法

圖2A是說明製造根據一個實施方案的銀合金接合線的方法的框圖。

工序S100：可以使用高純度銀，或通過熔化和連續澆鑄製備包含銀作為主要組分並且包含約1至20重量％的量的金(Au)和鈀(Pd)的合金。高純度銀或合金可以經歷包括多個步驟的連續拉伸工藝以製備具有約200μm以下直徑的線。

參照圖2B，以構成金屬原材料的組分具有目標組成比的這種方法，將包含銀作為主要組分的金屬原材料在熔化熔爐中熔化和澆鑄，以製備金屬原材料的合金熔液(S110)。就此而言，可以向其中加入除銀外的材料。

之後，將金屬原材料的合金熔液冷卻並凝固，並且之後將其經歷鍛造和扎制，從而製備合金片(S 120)。之後，將合金片變薄成具有約6mm至約9mm直徑的線(S130)。

在一個實施方案中，可以進行金屬原材料的合金熔液的變薄，以使合金熔液經歷連續澆鑄而製備出具有約6mm至約9mm直徑的線(S115)。

將通過變薄得到的具有約6mm至約9mm的直徑的線進行拉伸和熱處理(S140)。拉伸和熱處理可以包括將線逐漸變薄和熱處理。可以允許線通過多個模頭，從而減小線的橫截面積。

當線的直徑在約0.5mm至約5mm範圍內時，可以進行第一熱處理。可以在例如約550℃至約700℃的溫度下進行第一熱處理約0.5秒至5秒，例如，可以在約600℃至650℃的溫度下進行第一熱處理約2秒至約4秒。

任選地，當線的直徑在約0.05mm至約0.5mm範圍內時，可以進一步進行第二熱處理。可以在例如約550℃至約700℃的溫度下進行第二熱處理約0.5秒至5秒，例如，可以在約600℃至650℃的溫度下進行第二熱處理約2秒至約4秒。

本領域普通技術人員可以理解，當允許線依次通過多個模頭時，線的直徑是如何降低的。換句話說，通過將線經過以首先排列具有較大孔的模頭的此類方式排列的多個模頭來降低線的直徑。

當線的直徑在特定範圍內時，可以在模頭之間進行這些熱處理。換句話說，當線的直徑在約0.5mm至約5mm範圍內時，可以在兩個模頭之間進行第一熱處理。當線的直徑在約0.05mm至約0.5mm範圍內時，可以在兩個模頭之間進行第二熱處理。

隨後，通過拉伸工藝，將線的橫截面降低直到線具有目標直徑。就此而言，經過模頭前後之間，將線的橫截面降低比例調節為在約7％至約15％範圍內。也就是說，可以構建拉伸工藝以使線的橫截面積在通過模頭之後比線通過模頭之前的橫截面積小約7％至15％。例如，在用於得到約50μm以下直徑的拉伸工藝的情況下，可以將線的橫截面積調節為在約7％至約15％範圍內。

當線的橫截面積降低比例過高時，線中的晶粒可能過度分散。另一方面，當線的橫截面積降低比例過低時，需要進行過多次的拉伸工藝以獲得目標直徑，從而導致高的製造成本。

一旦完全地進行拉伸，可以通過進行退火來控制伸長率(S150)。用於調節伸長率的退火條件可以根據線的組成、線橫截面積的降低比例、熱處理條件而變化。例如，可以在約500℃至700℃的溫度下進行退火約1秒至20分鐘。

當退火溫度過低時，延展性和可鍛性可能不適合於線接合。另一方面，當退火溫度過高時，晶粒可能尺寸過大並且焊環可能變歪。

在一個實施方案中，可以將線以適當的速度通過熔爐來進行退火工藝。線經過熔爐的速度可以取決於退火時間和熔爐的尺寸。

在本文的比較例和實施例中，將通過變薄得到的線在約400℃至約850℃的溫度下在氮(N2)氣氛中退火以具有各種不同的伸長率。

為了製造具有約5％至約10％伸長率的接合線，退火溫度可以在約400℃至約500℃範圍內；為了製造具有約11％至約15％伸長率的接合線，退火溫度可以在約500℃至約600℃範圍內；以及為了製造具有約16％至25％伸長率的接合線，退火溫度可以在約600℃至850℃範圍內。

工序S200：通過電解脫脂或活化預處理接合線，並且可以在每個工序之後進行衝洗和鼓風。作為結果，得到根據比較例和實施例的具有表1和2中所示組成比率的銀合金接合線。

3.測試方法

(1)線接合

圖3A是說明凸點上針腳(SOB)接合的側視圖，而圖3B是圖3A的B部分的平面圖。參照圖3A，第一接合焊盤10和第二接合焊盤20被設置成彼此電連接，並且凸點30設置在第二接合焊盤20上。凸點30可以是球凸點或螺柱凸點(stud bump)。本文中，將根據凸點30是螺柱凸點的情況描述實施方案。

凸點30設置到第一和第二接合焊盤10和20之中的第二接合焊盤20上。如何設置凸點30是本領域普通技術人員公知的，並且因此，它們的描述將在本文中省略。

在第一接合焊盤10上進行球接合，即，在銀合金接合線100的端部處形成球，並且之後，將銀合金接合線100導向第二接合焊盤20上的凸點30以在凸點30上進行針腳式接合。

參照圖3B，針腳式接合的形狀可以基本上與中心線C對稱。在針腳式接合期間，當相對於銀合金接合線100的整個寬度均勻地施加能量並且銀合金接合線100的性能相對於整個寬度是幾乎均勻的時，針接觸表面的形狀和尺寸可以基本上與中心線C對稱。

為了進一步提高銀合金接合線100的接合性質，可以通過退火過程改變力學性質(例如伸長率)。當伸長率變化時，楊氏模量相應地變化，並且作為結果，第一和第二接合焊盤10和20可以具有優異的接合性質並且可以不破裂。

(2)球形均勻性

在評價球形均勻性中，以在焊盤上形成的接合球具有約42μm直徑的這種方式將具有約20μm直徑的接合線的端部結合到焊盤，並且之後確認以下各項：接合球的水平長度與垂直長度的比例是否接近1、接合線是否在接合球上是正中的、接合球的邊緣是否與完全球體一樣光滑或者接合球的邊緣是否具有花一樣的葉狀曲線。

評價結果如下表示：

◎-接合球的水平長度與垂直長度的比例是0.99以上，接合線位於接合球的中心，並且接合球的邊緣不具有花一樣的葉狀曲線。

○-當接合球的水平長度與垂直長度的比例在0.96以上且小於0.99範圍內，接合線位於接合球的中心並且接合球的邊緣具有花一樣的葉狀曲線時；

△-當接合球的水平長度與垂直長度的比例是0.9以上，接合球的邊緣具有花一樣的葉狀曲線並且不滿足◎和○的條件時；和

x-其他情況。

(3)焊環性質

從以約3000μm間隔排列的2排接合焊盤之中，在一排接合焊盤上進行球接合而形成凸點，並且在另一排接合焊盤上進行球接合。之後，在形成焊環(loop)的同時在凸點上進行針腳式接合。

之後，從成對的焊環的間隔之中，確定最小間隔作為表示成對的焊環的間距的值。通過這樣做，評價焊環的線性度。

◎表示其中焊環的典型間隔在111μm至125μm範圍內的情況；○表示其中焊環的典型間隔在105μm以上且111μm以下範圍內的情況，並且△表示其中焊環的典型間隔小於105μm的情況。

(4)焊盤破裂

在一排接合焊盤上進行球接合以形成凸點，並且之後移除球接合，並確認接合焊盤是否破裂。

分析總計100個接合焊盤。按如下評價分析結果：◎表示其中所有接合焊盤不破裂的情況，○表示其中1至5個接合焊盤破裂的情況，△表示其中6至10個接合焊盤破裂的情況，而×表示其中11個接合焊盤破裂的情況。

4.試驗結果

(1)結果分析

為了評價比較例和實施例的力學性質，通過使用由Fisher Company製造的HM2000設備，在施加時間是10秒、蠕動時間(crepp time)是5秒並且施加負荷是20mN的條件下，測量維氏硬度(hardness Vickers)(Hv)。

為了評價比較例和實施例的接合性質，在氣體氣氛中和在空氣氣氛中進行其中在銀合金接合線的端部處形成FAB的工序。當在氣體氣氛中在銀合金接合線上形成FAB時，結果示於表1中，並且當空氣氣氛中，在具有如在氣體氣氛中使用的相同組成的銀合金接合線上形成FAB時，結果示於表2中。

(2-A)比較例1A和2A

當以它們的伸長率是約22％的此類方式製造具有小於約80重量％的量的銀的銀合金接合線時，楊氏模量具有約73至78GPa的值。當在氣體氣氛中形成FAB時，焊環性質和球形均勻性是非常良好的並且焊盤破裂是適度的。也就是說，在比較例1A和2A的情況下，即使當將伸長率和楊氏模量調節為等於在以低含量的銀(約小於80重量％)的實施例的情況中的伸長率和楊氏模量時，製得的銀合金接合線的接合性質也是不良的。

(2-B)比較例1B和2B

當以它們的伸長率是約22％的此類方式製造具有小於約80重量％的量的銀的銀合金接合線時，楊氏模量具有約73至78GPa的值。當在空氣氣氛中形成FAB時，焊環性質和球形均勻性是非常良好的並且焊盤破裂是不好的。也就是說，在比較例1B和2B的情況下，即使當將伸長率和楊氏模量調節為等於在以低含量的銀(約小於80重量％)的實施例的情況中的伸長率和楊氏模量時，製得的銀合金接合線的接合性質也是不良的。

(3-A)比較例3A至5A

使用具有約90重量％的銀、約8重量％的金、約2重量％的鈀、約10wt ppm的鈣、約50wt ppm的銅、約5wt ppm的鈹和約15wt ppm的鍺的銀合金接合線。將銀合金接合線的伸長率從約8％到約14％而變化。越大的伸長率導致約51至54GPa範圍內越大的楊氏模量，以及越低的FAB橫截面硬度和越低的接合球橫截面硬度。

當在氣體氣氛中形成FAB時，在比較例3A的情況下，焊環性質是適中的，球形均勻性是不好的並且焊盤破裂是適中的。在比較例4A的情況下，焊環性質是適中的，球形均勻性是不好的並且焊盤破裂是良好的。在比較例5A的情況下，焊環性質和球形均勻性是適中的並且焊盤破裂是非常良好的。也就是說，當伸長率從約8％增加至約14％時，楊氏模量增加並且接合性質增加。然而，接合性質是不良的。

(3-B)比較例3B至5B

使用具有約90重量％的銀、約8重量％的金、約2重量％的鈀、約10wt ppm的鈣、約50wt ppm的銅、約5wt ppm的鈹和約15wt ppm的鍺的銀合金接合線。將銀合金接合線的伸長率從約8％到約14％而變化。越大的伸長率導致約51至54GPa範圍內越大的楊氏模量，以及越低的FAB橫截面硬度和越低的接合球橫截面硬度。

當在空氣氣氛中形成FAB時，在比較例3B的情況下，焊環性質是適中的，球形均勻性是不好的並且焊盤破裂是不好的。在比較例4B的情況下，焊環性質是適中的，球形均勻性是不好的並且焊盤破裂是良好的。在比較例5B的情況下，焊環性質和球形均勻性是適中的並且焊盤破裂都是適中的。也就是說，當伸長率從約8％增加至約14％時，楊氏模量增加並且接合性質增加。然而，接合性質是不良的。

(4)比較例6A和6B

在比較例6A和6B的情況下，具有約28％以上伸長率的銀合金接合線沒有在力學性質和接合性質方面進行評價。

(5-A)實施例1A

與比較例1A和2A相比，當銀的量是約80重量％並且伸長率是約22％時，楊氏模量是約76GPa。當在氣體氣氛中形成FAB時，焊環性質和球形均勻性是非常良好的並且焊盤破裂是良好。也就是說，可以看出，當銀的量是約80重量％以上時，銀合金接合線具有比當銀的量小於約80重量％時更好的接合性質。

(5-B)實施例1B

與比較例1B和2B相比，當銀的量是約80重量％並且伸長率是約22％時，楊氏模量是約76GPa。當在空氣氣氛中形成FAB時，焊環性質和球形均勻性是非常良好的並且焊盤破裂是良好的。也就是說，可以看出，當銀的量是約80重量％以上時，銀合金接合線具有比當銀的量小於約80重量％時更好的接合性質。

(6-A)實施例2A和3A

與比較例3A至5A相比，使用具有約90重量％的銀、約8重量％的金、約2重量％的鈀、約10wt ppm的鈣、約50wt ppm的銅、約5wt ppm的鈹和約15wt ppm的鍺的銀合金接合線。將銀合金接合線的伸長率從約15％以上到小於約18％而變化。越大的伸長率導致越大的楊氏模量，以及越低的FAB橫截面硬度和越低的接合球橫截面硬度。

當在氣體氣氛中形成FAB時，在實施例2A的情況下，焊環性質和球形均勻性是良好的並且焊盤破裂是非常良好的。在實施例3A的情況下，焊環性質和球形均勻性是良好的並且焊盤破裂是非常良好的。

也就是說，在具有約15％以上伸長率的銀合金接合線的情況下，即使當銀合金接合線的接合性質是非常不好的時，因為接合性質在製造過程中產生的誤差幅度之內，確定銀合金接合線具有良好的接合性質。

(6-B)實施例2B和3B

與比較例3B至5B相比，使用具有約90重量％的銀、約8重量％的金、約2重量％的鈀、約10wt ppm的鈣、約50wt ppm的銅、約5wt ppm的鈹和約15wt ppm的鍺的銀合金接合線。將銀合金接合線的伸長率從約15％以上到小於約18％而變化。越大的伸長率導致越大的楊氏模量，以及越低的FAB橫截面硬度和越低的接合球橫截面硬度。

當在空氣氣氛中形成FAB時，在實施例2B的情況下，焊環性質和球形均勻性是良好的並且焊盤破裂是非常良好的。在比較例3B的情況下，焊環性質是非常良好的，球形均勻性是非常良好的並且焊盤破裂是非常良好的。

也就是說，在具有約15％以上伸長率的銀合金接合線的情況下，即使當銀合金接合線的接合性質不是非常好時，也因為接合性質在製造過程中產生的誤差幅度之內，所以確定銀合金接合線具有良好的接合性質。

(7-A)實施例4A至6A

本文使用的所有實施例之中，這些實施例具有顯示適當結果的力學性質。

與比較例3A至5A相比，使用具有約90重量％的銀、約8重量％的金、約2重量％的鈀、約10wt ppm的鈣、約50wt ppm的銅、約5wt ppm的鈹和約15wt ppm的鍺的銀合金接合線。將銀合金接合線的伸長率從約18％到約22％而變化。當伸長率增加時，楊氏模量與增加的伸長率的成比例地從約73GPa增加至76GPa，FAB橫截面硬度從約58Hv降低至55Hv，並且接合球的橫截面硬度從約94Hv降低至93Hv。

當在氣體氣氛中形成FAB時，在實施例4A至6A的情況下，焊環性質、球形均勻性和焊盤破裂都是非常良好的。也就是說，對應於實施例4A至6A的伸長率範圍之內，得到適合的接合性質。

(7-B)實施例4B至6B

本文使用的所有實施例之中，這些實施例具有顯示出適當結果的力學性質。

與比較例3B至5B相比，使用具有約90重量％的銀、約8重量％的金、約2重量％的鈀、約10wt ppm的鈣、約50wt ppm的銅、約5wt ppm的鈹和約15wt ppm的鍺的銀合金接合線。將銀合金接合線的伸長率從約18％到約22％而變化。當伸長率增加時，楊氏模量與增加的伸長率的成比例地從約73GPa增加至76GPa，FAB橫截面硬度從約63Hv降低至60Hv，並且接合球的橫截面硬度從約101Hv降低至100Hv。

當在空氣氣氛中形成FAB時，在實施例4B至6B的情況下，焊環性質、球形均勻性和焊盤破裂都是非常良好的。也就是說，對應於實施例4A至6A的伸長率範圍之內，得到適合的接合性質。

(8-A)實施例7A和8A

與比較例3A至6A相比，使用具有約90重量％的銀、約8重量％的金、約2重量％的鈀、約10wt ppm的鈣、約50wt ppm的銅、約5wt ppm的鈹和約15wt ppm的鍺的銀合金接合線。將銀合金接合線的伸長率從約23.5％以上到小於約25％而變化。越大的伸長率導致越大的楊氏模量，以及越低的FAB橫截面硬度和越低的接合球橫截面硬度。

當在氣體氣氛中形成FAB時，在實施例7A至8A的情況下，焊環性質是非常良好的、球形均勻性是良好的並且焊盤破裂是非常良好的。也就是說，在具有約22％至25％以下伸長率的銀合金接合線的情況下，即使當銀合金接合線的接合性質不是非常好時，也因為接合性質在製造過程中產生的誤差幅度之內，所以確定銀合金接合線具有良好的接合性質。

(8-B)實施例7B和8B

與比較例3B至6B相比，使用具有約90重量％的銀、約8重量％的金、約2重量％的鈀、約10wt ppm的鈣、約50wt ppm的銅、約5wt ppm的鈹和約15wt ppm的鍺的銀合金接合線。將銀合金接合線的伸長率從約23.5％到約25％而變化。越大的伸長率導致越大的楊氏模量，以及越低的FAB橫截面硬度和越低的接合球橫截面硬度。

當在空氣氣氛中形成FAB時，在實施例7B和8B的情況下，焊環性質是非常良好的，球形均勻性是良好的並且焊盤破裂是非常良好的。也就是說，在具有約22％至25％以下伸長率的銀合金接合線的情況下，即使當銀合金接合線的接合性質不是非常好的時，也因為接合性質在製造過程中產生的誤差幅度之內，所以確定銀合金接合線具有良好的接合性質。

5.結論

根據實施方案，當通過改變合金組成和力學性質(例如其伸長率、楊氏模量或橫截面硬度)而得到的具有特定範圍的力學性質的銀合金接合線在氣體氣氛中或在空氣氣氛中形成FAB並且通過線接合而被接合到半導體器件焊盤時，銀合金接合線可以具有相對於半導體器件焊盤的優異的接合性質，並且還提供高的產品穩定性。

根據本發明構思，即使當在沒有形成氮氣氛的氣氛中在接合線的端部形成FAB時，例如球形狀和高溼度可靠性之類的性能也是良好的，從而可以降低製造成本。

應當理解，本文所述的示例性應僅被認為是說明性而非限制目的。對每個示例性實例中特徵或方面的描述通常被認為可用於其他示例性實例的其他相似特徵或方面。