[发明专利]具有表皮层的封装焊线的制备方法及其成品

说明书

技术领域

本发明涉及半导体领域，尤指一种具有表皮层的封装焊线的制备方法及其成品。

背景技术

为顺应半导体领域对精密化、高品质及低成本等产品需求，现今多半选用表面镀有抗氧化层的铜线取代金线连接电子、电路组件，以封装形成半导体装置。

中国台湾专利公告案第I287282号揭示一种抗氧化的铜线，此抗氧化的铜线是由铜线及铜线的外表面包覆的抗氧化层所组成，令铜线具有优于金线的电性可靠度。

中国台湾专利公告第578286号亦揭示一种连结线，其包含以铜为主要成分的芯材及形成于芯材上的被覆层，且被覆层的材料为熔点高于铜的耐氧化性金属，利用被覆层防止芯材发生表面氧化的现象。依据该篇专利所揭示的制备方法，其先于芯材上电镀被覆层，再对芯材及形成于其上的被覆层进行伸线加工，以使连结线获得预定的线径与被覆层厚度。然而，由于伸线加工是于被覆层形成后再进行，故形成于芯材上的被覆层的表面会因伸线加工而形成缺陷，例如：裂痕、孔洞或剥落等，进而劣化包含此种连结线的半导体装置的品质，并使其往精密化的发展受到限制。

因此，半导体封装技术领域人员正积极改良现有技术的封装焊线的表面结构，以期能克服上述问题。例如，中国台湾专利公开案第200937546号揭示一种半导体装置用合接线，其包含由导电性金属构成的芯材以及形成于该芯材上且其成分有别于前述导电金属的表皮层。该篇专利通过控制表皮层的金属成分具有面心立方晶体结构及具有50％以上的长边方向结晶方位<111>，以期能达到减少表皮层因伸线加工而产生缺陷的目的。然而，依此方法制备连接线将提高工艺复杂度与生产成本；且由于该篇专利的表皮层亦先形成于芯材上才进行伸线加工，故即便控制表皮层的晶体结构与结晶方位比例，仍然无法完全避免表皮层的表面因伸线加工而形成缺陷或裂痕的问题。

发明内容

有鉴于现有技术所面临的技术缺陷，本发明的一个目的在于改良封装焊线的制备方法，藉此克服现有技术的封装焊线的抗氧化层及/或表皮层的表面因伸线加工而形成孔洞或裂痕等缺陷。

本发明的另一目的在于提升现有技术封装焊线的品质，提升其应用于半导体封装工艺的稳定性与作业性。

为达成前述目的，本发明提供一种具有表皮层的封装焊线的制备方法，其包括：

提供母材；

使用多重眼模减面率介于7％至9％之间的多重钻石眼模伸线母材，以获得芯材；

将芯材置于第一电镀液中，并于芯材上电镀形成抗氧化层，以获得包覆有抗氧化层的芯材；

将包覆有抗氧化层的芯材置于第二电镀液中，并于包覆有抗氧化层的芯材上电镀形成表皮层，以获得包覆有抗氧化层及表皮层的芯材；以及

以400℃至800℃的温度热处理包覆有抗氧化层及表皮层的芯材，制得具有表皮层的封装焊线。

由于本发明具有表皮层的封装焊线的制备方法是先经过伸线加工再进行电镀抗氧化层及表皮层的工艺，同时搭配适当的退火温度进行热处理，故电镀工艺能有利于填补因伸线加工而形成于芯材表面的裂痕或孔洞，确保抗氧化层能完整包覆于芯材表面，以提升抗氧化层的表面平整性；且形成于抗氧化层上的表皮层能进一步提升所制得的具有表皮层的封装焊线的品质，提高其应用于半导体封装工艺的作业性与稳定性。

较佳的，前述以400℃至800℃的温度热处理包覆有抗氧化层及表皮层的芯材制得具有表皮层的封装焊线的步骤包括：于通有10升/分钟(L/min)至15升/分钟(L/min)的氮气环境中，以400℃至800℃的温度热处理包覆有抗氧化层及表皮层的芯材，制得具有表皮层的封装焊线。据此，制备方法能确保热处理温度的均匀性，进而提升所制得的具有表皮层的封装焊线的品质。

较佳的，前述使用眼模减面率介于7％至9％之间的多重钻石眼模伸线母材以获得芯材的步骤系包括：以100至200米/分钟的伸线速率，使用眼模减面率介于7％至9％之间的多重钻石眼模伸线母材，以获得芯材。

更佳的，以100至150米/分钟的伸线速率使用眼模减面率介于7％至9％之间的多重钻石眼模伸线母材以获得芯材，其更具体的步骤包括：

以100至150米/分钟的伸线速率，使用减面率介于7％至9％的多重钻石眼模伸线母材，以获得经伸线加工的母材；以及

以100米/分钟至150米/分钟的伸线速率，使用出口眼模孔径值介于15微米至50微米之间的多重钻石眼模伸线经伸线加工的母材，以获得芯材。据此，芯材具有介于15微米至50微米之间的线径。