[发明专利]抗高温时效高强度无铅焊锡

说明书

本发明公开了一种抗高温时效高强度无铅焊锡，以该无铅焊锡的总重量为100wt％计，该无铅焊锡包含：3～5wt％的银；0.2～0.8wt％的铜；0.5～20wt％的铋；0.005～0.06wt％的镍；0.005～0.02wt％的锗；0.0002～0.5wt％的锌；及余量为锡。本发明通过上述各元素的适当添加比例所形成的创新材料组成，可提升并且维持时效后该无铅焊锡的材料强度、硬度、抗银针成形能力，同时提升接口强度与抗氧化性，并使该无铅焊锡可适用于晶圆级封装。

本申请是申请日为2015年12月30日、申请号为201511010578.6、发明名称为“抗高温时效高强度无铅焊锡”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种焊料合金组成物，具体涉及一种适合电子零件焊点使用的抗高温时效高强度无铅焊锡。

背景技术

在已知的技艺中，锡铅合金经常被用来作为电子零件的焊料合金，但因为铅及其化合物对环境的污染严重，再加上现今环保意识抬头，含铅焊锡近年来逐渐遭到国际限用，因此逐渐以无铅焊锡来取代。

而一般传统的非晶圆级封装须经过打线与填胶等步骤，封装之后的尺寸比原来晶粒还大，此乃为早期IC封装技术的共同特色。又，无铅焊锡合金在应用上可制作为锡球的形态，透过锡球可将电子组件与印刷电路板或基板隔着一预定间距而接合，相当电子组件之间的接合剂与间隔件(spacer)。而焊锡合金之锡球必须考虑球的粒径尺寸大小、材料强度、以及降低银针形成，才能适用于封装时的焊接用接合剂。

随着封装技术的进展，目前已开发出一种晶圆级封装(Wafer LevelPackaging,简称WLP)，此为IC封装方式的一种，是指整片晶圆生产完成后，其所有步骤都在切片之前的晶圆上完成，因此直接在晶圆上进行封装测试，完成之后才切割制成单颗IC，不需要经过打线或填胶的步骤。而封装后的芯片尺寸几乎与原来的晶粒大小相同，因此也可以称为芯片尺寸晶圆级封装(Wafer Level Chip Scale Package,简称WLCSP)。

又，由于晶圆级封装具有较小的封装尺寸，应用于其中的焊料合金锡球的尺寸以及合金强度的要求当然与传统的非晶圆级封装的焊料要求不同。一般来说，晶圆级封装IC相对于传统封装对于环境变化包含温度、湿度的抵抗力会比较弱，对抗高温时效性能要求较高，而且，晶圆级封装焊锡容易出现银针析出物，严重者，此银针析出物会穿出焊点而连接不同焊点，造成焊点之间短路，因此，需开发一种创新的焊锡组成物，其可适用于晶圆级封装的焊料需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种新的无铅焊锡材料组合物，其具有抗高温时效、高强度且能抗银针成形。

为达到上述目的，本发明提供了一种抗高温时效高强度无铅焊锡，以该无铅焊锡的总重量为100wt％计，该无铅焊锡包含：

3～5wt％的银；

0.2～0.8wt％的铜；

0.5-20wt％的铋；

0.005～0.06wt％的镍；

0.005～0.02wt％的锗；及

余量为锡。

上述的抗高温时效高强度无铅焊锡，其中，铋在所述的抗高温时效高强度无铅焊锡中的重量含量为0.5-10wt％；更佳地，铋在所述的抗高温时效高强度无铅焊锡中的重量含量为1～7wt％。

上述的抗高温时效高强度无铅焊锡，其中，该抗高温时效高强度无铅焊锡还包含：0.0002～1wt％的锌；较佳地，为0.0002～0.5wt％的锌；更佳地，为0.0002～0.2wt％的锌。

本发明还提供了上述的抗高温时效高强度无铅焊锡适用于晶圆级封装的用途。