[发明专利]银合金线材

说明书

技术领域

本发明涉及半导体及LED封装相关领域，特别涉及一种以银为主成分的银合金线材。

背景技术

有鉴于金线材能兼具良好的延展性、导电性及不易被氧化等特性，早期半导体领域的打线接合制造方法中多半使用线径介于15至50微米(μm)的金线材将晶片与基板相互连接，以提供信号传递的目的。

然而，随着金价逐年飙涨以及金线材与铝垫的界面所形成的脆性介金属化合物易劣化接点的可靠度等问题；业界转而采用价格低廉的铜线材取代金线材，以降低电子产品的生产成本，且铜线材更因具有高强度且不易与铝垫生成介金属化合物等优点，使其能在维持打线接合线材的强度下细化其线径大小，以符合现今半导体产业往精密化发展的趋势。但是，铜线材硬度较高，打线力道太轻会导致焊点不牢固；打线力道较大，造成铝层破裂或焊垫凹陷。

因此，现有技术转而开发另一种纯银线材，利用纯银线材兼具价格低廉、优异的导电性与导热性以及相比于铜线材较软等特性，以期能改善前述金线材与铜线材的问题，并能符合现今电子产品对低电阻率(不大于3.0微欧姆-公分(μΩ-cm))的市场需求。

但是，纯银线材与铝垫的界面仍易形成如Ag₂Al或Ag₄Al等脆性介金属化合物，其会劣化纯银线材的界面接合强度；因此，现有技术转而在纯银线材中掺混钯成分，以试图利用含钯的银合金线材在打线接合制造方法中所形成的钯浓化层改善纯银线材的界面接合强度及线材强度。

然而，银合金线材中必需添加足量的钯成分才能确保其界面接合强度获得改善，且须依所需的电阻率值来调整成分，若拟获得较低的电阻率而成分中含有钯时，则须将钯的成分控制在较低的范围值，但是这样一来，不仅无法改善银合金线材的介面接合强度，且反而会提高银合金线材的氧含量，劣化银合金线材的抗氧化能力，致使现有技术的银合金线材难以获得所需的伸线作业性、结球稳定及可靠度，而影响银合金线材的使用率。

若欲设法改善银合金线材易于氧化的问题，现有技术需在打线接合制造方法中搭配使用昂贵、具危险性的氢气及氮气制造方法，才能降低银合金线材被氧化的程度，但以此方式进行打线接合制造方法不仅徒增制造方法危险性，更提高打线接合制造方法的作业成本。

发明内容

有鉴于现有技术已开发的银合金线材所存在的诸多缺点，本发明的一个目的在于降低银合金线材的氧含量，同时具体改善银合金线材的伸线作业性、结球稳定性及可靠度。

本发明的又一目的在于提供一种低电阻率的银合金线材，以期能符合现今电子产品对低电阻率的市场需求。

为实现上述目的，本发明提供一种银合金线材，其包括一芯线，该芯线包含银、钯、一第一添加成分及一第二添加成分，其中银为主成分，该第一添加成分选自于下列物质所组成的群组：铂、镍、铜及其组合，该第二添加成分选自于下列物质所组成的群组：锗、铈、金、铱及其组合；以芯线的总重量为基准，钯的含量大于或等于1.1重量百分比(wt％)且小于或等于2.8wt％，第一添加成分的含量大于0.1wt％且小于1wt％，且第二添加成分的含量大于0.02wt％且小于0.2wt％。

优选的，以芯线的总重量为基准，银的含量大于96.0wt％且小于98.78wt％。

更优选的，以芯线的总重量为基准，钯的含量大于或等于1.5wt％且小于或等于2.5wt％，银的含量大于96.3wt％且小于98.38wt％。

优选的，以芯线的总重量为基准，第二添加成分的含量大于或等于0.03wt％且小于0.2wt％。更优选的，以芯线的总重量为基准，该第二添加成分的含量大于或等于0.03wt％且小于或等于0.08wt％。

更具体而言，该第一添加成分可为铂、镍、铜、铂与镍的组合、镍与铜的组合、铂与铜的组合、或铂与镍与铜的组合。该第二添加成分可为锗、铈、金、铱、锗与铈的组合、锗与金的组合、锗与铱的组合、铈与金的组合、铈与铱的组合、金与铱的组合、锗与铈与金的组合、铈与金与铱的组合、锗与金与铱的组合、锗与铈与铱的组合、或锗与铈与金与铱的组合。

依据本发明，通过适当控制银合金线材中芯线的组成，即，选用适当的金属成分作为第一、第二添加成分以及控制钯的含量大于或等于1.1wt％且小于或等于2.8wt％、第一添加成分的含量大于0.1wt％且小于1wt％以及第二添加成分的含量大于0.02wt％且小于0.2wt％，本发明的银合金线材不仅能具备低氧含量的特性，更能同时兼具优异的伸线作业性、结球稳定性及可靠度。