一種半導(dǎo)體用鍵合絲的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種半導(dǎo)體用鍵合絲，該鍵合絲采用雙層涂覆的銀線，其中核心層采用銀線，核心層外第一涂覆層為吸附有氫的鈀涂覆層，第一涂覆層外的第二層涂覆層為金涂覆層。所吸附的氫按重量比計(jì)算在鍵合絲中的含量為5-10ppm。本實(shí)用新型改善了鍵合絲的材料性能，提升了線材抗硫化、氧化的能力，提高在N2氣氛下的球焊時(shí)的結(jié)合面積和結(jié)合強(qiáng)度，從而提高了線材的導(dǎo)電能力和可靠性。
【專利說明】—種半導(dǎo)體用鍵合絲

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及集成電路材料領(lǐng)域，具體涉及一種半導(dǎo)體用鍵合絲。

【背景技術(shù)】
[0002]鍵合絲(bonding wire)是連接芯片與外部封裝基板(substrate)和/或多層線路板(PCB)的主要連接方式。鍵合絲發(fā)展趨勢(shì)從應(yīng)用方向上主要是線徑細(xì)微化，高車間壽命(floor life)以及高線軸長度的產(chǎn)品，從化學(xué)成分上，主要有銅線(包括裸銅線、鍍鈀銅線、閃金鍍鈀銅線)在半導(dǎo)體領(lǐng)域大幅度取代金線，而銀線和銀合金線在LED以及部分IC封裝應(yīng)用上取代金線。
[0003]相對(duì)于金線，銀合金線主要的優(yōu)勢(shì)是產(chǎn)品成本低，線材軟度與金線類同，打線時(shí)對(duì)IC損傷小，而其主要的問題是線材表面容易硫化、氧化從而影響打線性能以及高溫高濕可靠性(PCT, HAST)問題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種半導(dǎo)體用鍵合絲，采用雙層涂覆的銀線，通過吸附有氫的鈀涂覆層和金涂覆層，來改善鍵合絲性能，提升線材抗硫化、氧化能力，提高在N2氣氛下的球焊時(shí)的結(jié)合面積和結(jié)合強(qiáng)度，從而提高線材的導(dǎo)電能力和可靠性。
[0005]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案如下:
[0006]本實(shí)用新型提供一種半導(dǎo)體用鍵合絲，所述鍵合絲采用雙層涂覆的銀線，其中核心層采用銀線，核心層外第一涂覆層為吸附有氫的鈀涂覆層，第一涂覆層外的第二層涂覆層為金涂覆層。
[0007]優(yōu)選地，所吸附的氫按重量比計(jì)算在鍵合絲中的含量為5-10ppm。
[0008]優(yōu)選地，所述鈀涂覆層厚度為0.2-0.3 μ m。
[0009]優(yōu)選地，所述金涂覆層厚度0.05-0.1 μ m。
[0010]優(yōu)選地，所述鍵合絲的直徑為18?50微米。
[0011]優(yōu)選地，所述鍵合絲中的任意一層或多層中含有第一添加物，所述第一添加物是選自Ca、Y、La、Ce、Mg或Bi中的至少一種；所述Ca、Y、La、Ce、Mg或Bi按重量比計(jì)算的添加量為20?lOOppm。
[0012]本實(shí)用新型的鍵合絲與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下明顯優(yōu)點(diǎn)和實(shí)際效果:
[0013]1、以銀為主體材料的鍍金鈀銀鍵合絲，能夠克服銅絲、鋁絲表面易氧化、高溫穩(wěn)定性差以及黃金類鍵合絲生產(chǎn)成本高等不足；
[0014]2、本實(shí)用新型含氫的鈀涂覆層，增加了產(chǎn)品在N2氣氛下的鍵合的穩(wěn)定性和可靠性；
[0015]3、鍵合絲在氫含量為5-10ppm時(shí)，在氮?dú)鈼l件下鍵合的過程中，氫能發(fā)揮還原氧化物的作用，從而能獲得優(yōu)良的、比同類常規(guī)的鍵合絲更好的鍵合性能和可靠性；
[0016]4、金對(duì)于墊鍍層具有良好的結(jié)合性能，與鈀層一起工作，提高了與空氣接觸時(shí)對(duì)硫的抵抗力，具有更長的壽命。
[0017]5、一層或多層的線材中含有Ca、Y、La、Ce、Mg、Bi中的一種和多種元素改進(jìn)了線材的機(jī)械性能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1所示是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019]為了更好地理解本實(shí)用新型，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本實(shí)用新型的內(nèi)容，但實(shí)用新型的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例。
[0020]如圖1所示，本實(shí)用新型提供一種半導(dǎo)體用鍵合絲，鍵合絲采用雙層涂覆的銀線，其中核心層采用銀線A，核心層外第一涂覆層為吸附有氫的鈀涂覆層B，第一涂覆層外的第二層涂覆層為金涂覆層C。上述鈀金涂覆的方式都采用化學(xué)電鍍的方法。第一層鈀涂覆層的吸氫采用在線材被拉到指定線徑后，在forming gas (5% H2+95% N2)的條件下進(jìn)行退火處理，從而完成吸氫過程。
[0021]在本實(shí)施例中，所吸附的氫按重量比計(jì)算在鍵合絲中的含量為5-10ppm。鈀涂覆層厚度為0.2-0.3 μ m ;金涂覆層厚度0.05-0.1 μ m ;鍵合絲的直徑為18?50微米；鍵合絲中的任意一層或多層中含有第一添加物，第一添加物是選自Ca、Y、La、Ce、Mg或Bi中的至少一種；Ca、Y、La、Ce、Mg或Bi按重量比計(jì)算的添加量為20?lOOppm。
[0022]本實(shí)用新型以銀為主體材料的鍍金鈀銀鍵合絲，能夠克服銅絲、鋁絲表面易氧化、高溫穩(wěn)定性差以及黃金類鍵合絲生產(chǎn)成本高等不足；含氫的鈀Pd涂覆層增加了產(chǎn)品在N2氣氛下的鍵合的穩(wěn)定性和可靠性；鍵合絲在氫含量為5-10ppm時(shí)，在氮?dú)鈼l件下鍵合的過程中，氫能發(fā)揮還原氧化物的作用，從而能獲得優(yōu)良的、比同類常規(guī)的鍵合絲更好的鍵合性能和可靠性。金對(duì)于墊鍍層具有良好的結(jié)合性能，與鈀層一起工作，提高了與空氣接觸時(shí)對(duì)硫的抵抗力，具有更長的壽命。
[0023]為了獲得良好的生產(chǎn)，打線性能，本實(shí)用新型還發(fā)現(xiàn)在線材中加入重量20-100ppm的Ca、Y、La、Ce、Mg和/或Bi,能有效地增加線材的機(jī)械強(qiáng)度,提升生產(chǎn)和拉弧線(looping)時(shí)的效率和穩(wěn)定性。
[0024]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種半導(dǎo)體用鍵合絲，其特征在于，所述鍵合絲采用雙層涂覆的銀線，其中核心層采用銀線，核心層外第一涂覆層為吸附有氫的鈀涂覆層，第一涂覆層外的第二層涂覆層為金涂覆層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體用鍵合絲，其特征在于，所述鈀涂覆層厚度為0.2_0.3 μ mD
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體用鍵合絲，其特征在于，所述金涂覆層厚度0.05-0.1 μ m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體用鍵合絲，其特征在于，所述鍵合絲的直徑為18?50微米。
【文檔編號(hào)】H01L23/49GK204067342SQ201420459737
【公開日】2014年12月31日 申請(qǐng)日期:2014年8月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月14日
【發(fā)明者】周振基, 周博軒, 任智 申請(qǐng)人:汕頭市駿碼凱撒有限公司