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公開番号2025106218
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-15
出願番号2024227692
出願日2024-12-24
発明の名称ソルダ組成物とそれを製造する方法及びそれを用いた半導体パッケージを製造する方法
出願人三星電子株式会社,Samsung Electronics Co.,Ltd.
代理人弁理士法人共生国際特許事務所
主分類B23K 35/22 20060101AFI20250708BHJP(工作機械;他に分類されない金属加工)
要約【課題】ソルダ組成物とそれを製造する方法及びそれを用いた半導体パッケージを製造する方法を提供する。
【解決手段】本発明のソルダ組成物は、錫(Sn)-ビスマス(Bi)合金及び錫(Sn)-銀(Ag)-銅(Cu)合金のうちの少なくともいずれか1つを含むソルダペーストと、付着ソルダペースト内に分散される複数のナノ粒子と、を備え、複数のナノ粒子のそれぞれは、球状のコアを含み、コアは、金属酸化物を含み、金属酸化物は、密度7g/cm³以上及び融点2000℃以上である。
【選択図】図2

特許請求の範囲【請求項１】
錫（Ｓｎ）－ビスマス（Ｂｉ）合金及び錫（Ｓｎ）－銀（Ａｇ）－銅（Ｃｕ）合金のうちの少なくともいずれか１つを含むソルダペーストと、
前記ソルダペースト内に分散される複数のナノ粒子と、を備え、
前記複数のナノ粒子のそれぞれは、球状のコアを含み、
前記コアは、金属酸化物を含み、
前記金属酸化物は、密度７ｇ／ｃｍ
３
以上及び融点２０００℃以上であることを特徴とするソルダ組成物。
続きを表示（約 880 文字）【請求項２】
前記コアは、水熱合成工程を用いて合成されることを特徴とする請求項１に記載のソルダ組成物。
【請求項３】
前記金属酸化物は、セリウム（Ｃｅ）酸化物、ハフニウム（Ｈｆ）酸化物、ユーロピウム（Ｅｕ）酸化物、サマリウム（Ｓｍ）酸化物、ジスプロシウム（Ｄｙ）酸化物、テルビウム（Ｔｂ）酸化物、エルビウム（Ｅｒ）酸化物、イッテルビウム（Ｙｂ）酸化物、ツリウム（Ｔｍ）酸化物、及びネオジム（Ｎｄ）酸化物のうちから選択される１つ以上を含むことを特徴とする請求項１に記載のソルダ組成物。
【請求項４】
前記コアの直径は、１０ｎｍ～１０００ｎｍであることを特徴とする請求項１に記載のソルダ組成物。
【請求項５】
前記コアの大きさの粒度分布は、２０％以下であることを特徴とする請求項４に記載のソルダ組成物。
【請求項６】
前記複数のナノ粒子は、前記ソルダ組成物の０．１ｗｔ％～１ｗｔ％で含まれることを特徴とする請求項１に記載のソルダ組成物。
【請求項７】
前記複数のナノ粒子のそれぞれは、前記コアを取り囲む金属コーティング層を更に含むことを特徴とする請求項１に記載のソルダ組成物。
【請求項８】
前記金属コーティング層の厚さは、前記コアの直径の１／５以下であることを特徴とする請求項７に記載のソルダ組成物。
【請求項９】
前記金属コーティング層は、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、錫（Ｓｎ）、銅（Ｃｕ）、及びコバルト（Ｃｏ）のうちから選択される１つ以上を含むことを特徴とする請求項７に記載のソルダ組成物。
【請求項１０】
コアを含むナノ粒子を合成する段階と、
前記ナノ粒子をソルダペーストに混合する段階と、を有し、
前記ナノ粒子を合成する段階は、水熱合成工程を用いてコアを合成する段階を含み、
前記コアは、金属酸化物を含むことを特徴とするソルダ組成物を製造する方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ソルダ組成物とそれを製造する方法及びそれを用いた半導体パッケージを製造する方法に関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
過去数十年間、技術、素材、及び製造工程の発展によってコンピュータパワー及び無線通信技術が急速に発展してきた。これにより、高性能トランジスタの直接具現が可能になり、集積化の速度は、ムーアの法則により、約１８ヶ月毎に２倍に増加した。システムの軽薄短小化及び電力効率化は、半導体製造業の永続的な目標であり、経済的、物理的工程の限界に達した現時点では、３次元集積パッケージングが有効な解決手段として提示されている。
【０００３】
３次元に集積された装置の開発は、１９８０年に提示されたＣＭＯＳ集積素子から始まり、その後、３０年の持続的な研究開発を通じて発展してきた。３Ｄ集積技術の例として、ロジック回路とメモリ回路との集積、センサパッケージング、ＭＥＭＳとＣＭＯＳとの異種集積などがある。３次元集積技術は、フォームファクターの減少のみならず、高信頼性、低電力消費、及び低製造費用の達成が可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
韓国公開特許第１０－２０１９－００３４００８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記従来技術に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、性能及び信頼性を向上させたソルダ組成物とそれを製造する方法及びそれを用いた半導体パッケージを製造する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するためになされた本発明の一態様によるソルダ組成物は、錫（Ｓｎ）－ビスマス（Ｂｉ）合金及び錫（Ｓｎ）－銀（Ａｇ）－銅（Ｃｕ）合金のうちの少なくともいずれか１つを含むソルダペーストと、前記ソルダペースト内に分散される複数のナノ粒子と、を備え、前記複数のナノ粒子のそれぞれは、球状のコアを含み、前記コアは、金属酸化物を含み、前記金属酸化物は、密度７ｇ／ｃｍ
３
以上及び融点２０００℃以上であることを特徴とする。
【０００７】
上記目的を達成するためになされた本発明の一態様によるソルダ組成物の製造方法は、コアを含むナノ粒子を合成する段階と、前記ナノ粒子をソルダペーストに混合する段階と、を有し、前記ナノ粒子を合成する段階は、水熱合成工程を用いてコアを合成する段階を含み、前記コアは、金属酸化物を含むことを特徴とする。
【０００８】
上記目的を達成するためになされた本発明の一態様による半導体パッケージを製造する方法は、複数のナノ粒子を含むソルダ組成物を製造する段階と、基板を提供する段階と、前記基板上に前記ソルダ組成物を用いて半導体チップをボンディングする段階と、を有し、前記複数のナノ粒子のそれぞれは、球状のコア及び前記コアを取り囲む金属コーティング層を含み、前記ソルダ組成物を製造する段階は、水熱合成工程を用いて前記コアを合成し、前記コアを取り囲む前記金属コーティング層を形成して前記複数のナノ粒子を合成する段階と、前記複数のナノ粒子をソルダペーストに混合する段階と、を含み、前記ソルダペーストは、錫（Ｓｎ）－ビスマス（Ｂｉ）合金及び錫（Ｓｎ）－銀（Ａｇ）－銅（Ｃｕ）合金のうちの少なくともいずれか１つを含み、前記コアは、金属酸化物を含み、前記金属酸化物は、密度７ｇ／ｃｍ
３
以上及び融点２０００℃以上であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明よれば、性能及び信頼性を向上させたソルダ組成物とそれを製造する方法及びそれを用いた半導体パッケージを製造する方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明の一実施形態によるソルダ組成物を用いて製造された半導体パッケージの断面図である。
本発明の一実施形態によるソルダ組成物を製造する方法を示すフローチャートである。
本発明の一実施形態によるソルダ組成物を製造する方法の一部の段階のフローチャートである。
本発明の一実施形態によるソルダ組成物を製造する方法によって合成されたＣｅＯ
２
ナノ粒子の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）イメージである。
本発明の一実施形態によるソルダ組成物を製造する方法によって合成されたＣｅＯ
２
ナノ粒子の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）イメージである。
本発明の一実施形態によるソルダ組成物を製造する方法によって合成されたＣｅＯ
２
／Ａｇナノ粒子のＴＥＭイメージである。
本発明の一実施形態によるソルダ組成物を製造する方法によって合成されたＣｅＯ
２
／Ａｇナノ粒子のＳＥＭイメージである。
本発明の一実施形態によるソルダ組成物を製造する方法によって合成されたＣｅＯ
２
ナノ粒子の直径を示すヒストグラムである。
本発明の一実施形態によるソルダ組成物を製造する方法によって合成されたＣｅＯ
２
／Ａｇナノ粒子の直径を示すヒストグラムである。
本発明の一実施形態によるソルダ組成物を製造する方法によって合成されたＣｅＯ
２
／Ａｇナノ粒子のＴＥＭイメージの拡大図である。
図６Ａのイメージを用いてエネルギー分散型分光法（ＥＤＳ）組成分析結果を示すイメージである。
図６Ａのイメージを用いてＥＤＳ組成分析結果を示すイメージである。
図６Ａのイメージを用いてＥＤＳ組成分析結果を示すイメージである。
本発明の一実施形態によるソルダ組成物を製造する方法によって合成されたＣｅＯ
２
ナノ粒子のＸＲＤ（Ｘ線回折）グラフである。
本発明の一実施形態によるソルダ組成物を製造する方法によって合成されたＣｅＯ
２
／Ａｇナノ粒子のＸＲＤグラフである。
本発明の一実施形態による半導体パッケージを製造する方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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