封裝焊線的制備方法及其成品的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及半導體領域，尤指一種封裝焊線的制備方法及其成品。
【背景技術】
[0002] 為順應半導體領域對精密化、高品質及低成本等產(chǎn)品需求，現(xiàn)今多半選用表面鍍 有抗氧化層的銅線取代金線連接電子、電路元件，以封裝形成半導體裝置。
[0003] 中國臺灣專利公告案第1287282號揭示一種抗氧化的銅線，此抗氧化的銅線是由 銅線及銅線外表面包覆的抗氧化層所組成，令銅線具有優(yōu)于金線的電性可靠度。
[0004] 中國臺灣專利公告第578286號亦揭示一種連結線，其包含以銅為主要成分的芯 材及形成于芯材上的被覆層，且該被覆層的材料為熔點高于銅的耐氧化性金屬，利用該被 覆層防止芯材發(fā)生表面氧化現(xiàn)象。依據(jù)該篇專利所揭示的制備方法，其先于芯材上電鍍被 覆層，再對芯材及形成于其上的被覆層進行伸線加工，以使連結線獲得預定的線徑與被覆 層厚度。然而，由于伸線加工是于被覆層形成后再進行，故形成于芯材上的被覆層表面會因 伸線加工而形成缺陷，例如：裂痕、孔洞或剝落，甚而劣化包含此種連結線的半導體裝置的 品質，并使其往精密化的發(fā)展受到限制。
[0005] 因此，半導體封裝技術領域人員正積極改良現(xiàn)有技術的封裝焊線的表面結構，以 期能克服上述問題。例如，中國臺灣專利公開案第200937546號揭示一種半導體裝置用合 接線，其包含由導電性金屬構成的芯材以及形成于該芯材上且其成分有別于前述導電金屬 的表皮層。該篇專利通過控制表皮層的金屬成分具有面心立方晶體結構及具有50%以上的 長邊方向結晶方位〈111>，以期能達到減少表皮層因伸線加工而產(chǎn)生缺陷的目的。然而，依 此方法制備合接線將提高工藝復雜度與制作成本；且由于該篇專利的表皮層亦是先形成于 芯材上才進行伸線加工，故即便控制表皮層的晶體結構與結晶方位比例，仍然無法完全避 免表皮層的表面因伸線加工而形成缺陷或裂痕的問題。

【發(fā)明內容】

[0006] 有鑒于現(xiàn)有技術所面臨的技術缺陷，本發(fā)明的目的在于改良封裝焊線的制備方 法，藉此克服現(xiàn)有技術封裝焊線的抗氧化層表面因伸線加工而形成孔洞或裂痕等缺陷。
[0007] 為達成前述目的，本發(fā)明提供一種封裝焊線的制備方法，其包括：
[0008] 提供母材；
[0009] 使用眼模減面率介于7%至9%之間的多重鉆石眼模伸線母材，以獲得芯材；
[0010] 將芯材置于電鍍液中，并于芯材上電鍍形成抗氧化層，以獲得包覆有抗氧化層的 芯材；以及
[0011] 以400°c至800°C的溫度熱處理包覆有抗氧化層的芯材，制得封裝焊線。
[0012] 由于本發(fā)明封裝焊線的制備方法是先經(jīng)過伸線加工再進行電鍍工藝，同時搭配適 當?shù)耐嘶饻囟冗M行熱處理，故該電鍍工藝能有利于填補因伸線加工而形成于芯材表面的缺 陷，例如：裂痕、孔洞或剝落，確保所制得的封裝焊線中抗氧化層能完整包覆于芯材表面，同 時提升抗氧化層的表面平整性。
[0013] 較佳的，前述以400°C至800°C的溫度熱處理包覆有抗氧化層的芯材制得封裝焊 線的步驟包括：于通有10升/分鐘（L/min)至15升/分鐘的氮氣環(huán)境中，以400°C至800°C 的溫度熱處理包覆有抗氧化層的芯材，制得封裝焊線。據(jù)此，該制備方法能確保熱處理溫度 的均勻性，進而提升所制得的封裝焊線的品質。
[0014] 較佳的，前述使用眼模減面率介于7%至9%之間的多重鉆石眼模伸線母材以獲 得芯材的步驟包括：以100至200米/分鐘（m/min)的伸線速率，使用眼模減面率介于7% 至9%之間的多重鉆石眼模伸線母材，以獲得芯材。
[0015] 更佳的，以100米/分鐘至150米/分鐘的伸線速率，使用眼模減面率介于7%至 9%之間的多重鉆石眼模伸線母材以獲得芯材，其更具體步驟包括：
[0016] 以100至150米/分鐘的伸線速率，使用眼模減面率介于7%至9%之間的多重鉆 石眼模伸線母材，以獲得經(jīng)伸線加工的母材；以及
[0017] 以100至150米/分鐘的伸線速率，使用出口眼?？讖街到橛?5微米至50微米 之間的多重鉆石眼模伸線經(jīng)前述伸線加工的母材，以獲得芯材。據(jù)此，芯材具有介于15微 米至50微米之間的線徑。
[0018] 較佳的，多重鉆石眼模的出口眼模孔徑值介于15至50微米之間，令所制得的芯材 具有介于15至50微米之間的線徑。
[0019] 較佳的，將芯材置于電鍍液中并于芯材上電鍍形成抗氧化層以獲得包覆有抗氧化 層的芯材的步驟包括：
[0020] 將芯材置于電鍍液中；以及
[0021] 以0.01安培（A)以上的電流、30米/分鐘至50米/分鐘的生產(chǎn)線速，于芯材上電 解電鍍形成抗氧化層，以獲得包覆有抗氧化層的芯材。
[0022] 更佳的，該制備方法包括以0. 01A至0. 1A的電流于芯材上電鍍形成抗氧化層，以 獲得包覆有抗氧化層的芯材。
[0023] 據(jù)此，利用電解電鍍法于芯材上形成抗氧化層能有利于同時達成降低封裝焊線的 制作成本、提升鍍鈀材料利用率以及降低能源損耗等功效。
[0024] 較佳的，電鍍液為含有金屬離子的水溶液，金屬離子為鈀離子，且電鍍液的鈀離子 的濃度介于2克/升（g/L)至4克/升（g/L)，以電鍍形成表面細致且無裂痕產(chǎn)生的抗氧化 層。據(jù)此，經(jīng)由本發(fā)明封裝焊線的制備方法所制得的成品為鍍鈀焊線。
[0025] 較佳的，母材的線徑介于50至200微米之間。
[0026] 為達成前述目的，本發(fā)明另提供一種封裝焊線，其由如前述的制備方法所制得，且 封裝焊線包含芯材及包覆于芯材表面的抗氧化層，其中封裝焊線的拉伸率介于4%至20% 之間，拉斷力介于3gf至48gf之間。
[0027] 據(jù)此，本發(fā)明的封裝焊線更能適用于半導體封裝工藝，進而提升利用本發(fā)明的封 裝焊線進行半導體封裝工藝的生產(chǎn)合格率及包含其的半導體裝置的品質，使其更加符合精 密化產(chǎn)品需求。
[0028] 較佳的，封裝焊線的拉線強度能符合大于4gf以上的規(guī)范，封裝焊線的推球強度 能符合大于7gf?以上的規(guī)范，且封裝焊線的第二焊點的拉線強度亦符合大于2gf?以上的規(guī) 范。故，封裝焊線能具有較優(yōu)異的封裝焊線的品質。
[0029] 較佳的，封裝焊線的降伏強度高于lOOMPa以上。
[0030] 較佳的，封裝焊線的工藝能力指數(shù)（CPK)皆符合大于2以上的規(guī)范。據(jù)此，封裝焊 線應用于半導體封裝工藝時能具有較佳的穩(wěn)定性。
[0031] 較佳的，封裝焊線所形成的結球（freeairball,FAB)的整體硬度介于45至 52HV;封裝焊線的抗氧化層完整包覆于芯材表面，故能降低于半導體封裝工藝中發(fā)生封裝 焊線斷裂的情形，同時提升封裝焊線與芯片電極的密合性及接合強度。
[0032] 較佳的，抗氧化層的厚度介于50至130納米之間。
[0033] 較佳的，以整體封裝焊線為基準，抗氧化層的材料的含量介于lwt%至5wt%之 間；更佳的，以整體封裝焊線為基準，抗氧化層的材料的含量介于lwt%至3wt%之間。
[0034] 較佳的，母材及芯材含有等于或大于99. 99重量百分比以上（純度高達等于或大 于4N以上）的無氧銅或單晶銅；更佳的，芯材含有等于或大于99. 9999重量百分比以上（純 度高達等于或大于6N以上）的單晶銅。此外，芯材進一步包含銀、鐵、錳、砷、磷、硫、鈣、鎂 或其