[发明专利]金属焊线及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于金属材料技术领域，尤其涉及一种金属焊线及其制造方法。

背景技术

在半导体器件封装工艺中，借助于半导体封装导线连接芯片与电路基板，以实现芯片与电路基板之间的信号及电流传递。金属焊线常被用作半导体封装导线，此种金属焊线要求有适度的强度、延展性、弯曲度、熔点、导电性、硬度以及与集成电路(IC)芯片的焊接能力等主要特性。

传统的金属焊线主要是纯金线作为引线材料，此种焊线具有较佳的延展性及导电性。但由于近10年来金价大幅上涨，纯金焊线的成本增加，从而造成整体半导体器件成本增加。因此，在IC、表面声波（SAW）、发光二极管（LED）产业开始推出用铜线取代纯金线作为引线材料。但是，由于铜线具有易氧化、易腐蚀、可靠性差、硬度高、焊接作业参数窄、焊线速度低、良率不佳、晶片容易破损等缺陷,特别是在新兴热门的叠球焊线接合封装制做工艺上，使用铜线存在极大的困难。

由于上述原因，人们志在试验出一种合适的金属来制作金属焊线。金属银作为电和热的良导体，价格虽比铜高，但比金低廉，同时无铜线易氧化及硬度过高的问题，在焊线接合制程中是一种新的焊线材料。但是，如果采用纯银作为金属焊线的话，在使用的时候接,容易与晶片上的铝镀层发生化学反应从而产生Ag₂Al或Ag₄Al等介金属化合物和孔洞；在高压、高温或高湿的可靠性试验环境下，介金属化合物还容易龟裂；另外，在湿气腐蚀以及在含水气环境通电时,纯银焊线会产生严重的银电解离子迁移，导致正负极短路及元件实效。

发明内容

本发明的目的是提供一种金属焊线及其制作方法，以解决上述现有技术中存在的缺陷。

为实现本发明的目的，本发明提供了一种金属焊线，包括组分：银，所述银的重量百分比为90.00%-99.99%，钯，所述钯的重量百分比为0.0001%-9.9997%，铜，所述铜成分的重量百分比为0.0001%-9.9997%。

其中，还包括组分：镁，所述镁的重量百分比为0.0001-9.9997%，以及重量百分比为0.0001-9.9997%的镓。

本发明还提供了一种金属焊线的制造方法，包括以下步骤：

步骤一：材料准备，准备重量百分比为银成分90.00%-99.99%的金属原料；

步骤二：合金熔炼，将所述金属原料置入真空熔炉进行熔炼，并在该真空熔炉中加入重量百分比为0.0001%-9.9997%的钯和重量百分比为0.0001%-9.9997%的铜进行混合熔炼，在氩气保护下，直接连铸出直径为6.0mm的线坯；

步骤三：合金拉伸，将所述线坯拉伸为预定线经的银合金焊线；

步骤四：合金清洗、退火，将所述银合金焊线进行表面清洗及热退火处理。

其中，在步骤二中，还可以添加重量百分比为0.0001-9.9997%的镁，以及重量百分比为0.0001-9.9997%的镓。

本发明利用特定的制造方法来制造由两种或两种以上的金属元素配制成的银合金焊线，本发明制造的焊线，不仅能达到纯金焊线的技术效果，同时也大幅度降低制造成本。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解为此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限制本发明的保护范围。

本发明提供了一种金属焊线，包括组分：银，所述银的重量百分比为90.00%-99.99%，钯，所述钯的重量百分比为0.0001%-9.9997%，铜，所述铜成分的重量百分比为0.0001%-9.9997%。

其中，还包括组分：镁，所述镁的重量百分比为0.0001-9.9997%，以及重量百分比为0.0001-9.9997%的镓。

本发明还提供了一种金属焊线的制造方法，包括以下步骤：

步骤一：材料准备，准备重量百分比为银成分90.00%-99.99%的金属原料；

步骤二：合金熔炼，将所述金属原料置入真空熔炉进行熔炼，并在该真空熔炉中加入重量百分比为0.0001%-9.9997%的钯和重量百分比为0.0001%-9.9997%的铜进行混合熔炼，在氩气保护下，直接连铸出直径为6.0mm的线坯；