[发明专利]一种LED封装用银合金线及其制作方法

说明书

本发明公开了一种LED封装用银合金线及其制作方法，LED封装用银合金线包括银合金键合丝、包覆在银合金键合丝外的第一混合层以及包覆在所述第一混合层外的第二混合层，所述第一混合层按重量计钯含量大于50％，其余为高熔点金属；所述第二混合层按重量计高熔点金属含量大于50％，其余为钯。本发明的银合金线由于高熔点金属在钯中有一定的溶解性，而正是这种溶解使得钯在烧球过程中向银球内扩散的过程受到了制约，从而促使钯和高熔点金属都均匀地分布于自由空气球的表面。另一方面，由于钯和高熔点金属的密度都高于银，所以使得钯和高熔点金属会优先富集在自由空气球的底部，从而可以延缓铝垫上的铝向自由空气球扩散，从而提高产品的可靠性。

技术领域

本发明涉及LED封装技术领域，更具体地说是涉及一种LED封装用银合金线及其制作方法。

背景技术

键合丝(bonding wire)是连接芯片与外部封装基板(substrate)和/或多层线路板(PCB)的主要连接方式。键合丝发展趋势，从应用方向上主要是线径细微化、高车间寿命(floor life)以及高线轴长度的产品；从化学成分上，主要有铜线(包括裸铜线、镀钯铜线、闪金镀钯铜线)在半导体领域大幅度取代金线，而银线和银合金线在LED以及部分IC封装应用上取代金线。

相对于金线来说，银线主要的优势是：产品成本低，但是早期的银合金的主要问题是线材表面容易硫化、氧化，影响银合金线的打线性能以及高温、高湿可靠性(PCT,HAST)问题，另外还有严重的电迁移问题，导致电路短路失效，可靠性低。

在球焊的烧球过程中(electric flame off,EFO),电弧高压击穿球焊时的保护气体(95％氮气和5％氢气)，放出大量的热。熔化键合丝的末端，由于表面张力的作用，在键合丝末端形成一个圆球即自由空气球(Free air ball)，由于钯可以和银形成固体溶液，所以钯可以熔入到银合金球的主体中，从而在FAB的表面消失。因此钯是很难均匀分布于FAB的四周的，尤其是不能富集于FAB底部与IC铝焊盘接触的部分，但是钯在该区域的富集对后续焊点的可靠性是十分有益的。

所以上述的问题都可以通过向银线中引入钯(Pd，引入的用量为3-4％)而得到改善，尤其是其高温、高湿可靠性(PCT,HAST)问题。但是引入3-4％的钯到银合金线中会导致导电率上升，同时线材的硬度也上升，而这两点对于高端IC封装，例如记忆体(memory)中的封装是十分重要的。

发明内容

本发明的特征和优点在下文的描述中部分地陈述，或者可从该描述显而易见，或者可通过实践本发明而学习。

本发明提供的目的在于提供一种可靠性高、硬度低的LED封装用银合金线及其制作方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：本发明提供一种LED封装用银合金线，包括银合金键合丝、包覆在银合金键合丝外的第一混合层以及包覆在所述第一混合层外的第二混合层，所述第一混合层按重量计钯含量大于50％，其余为高熔点金属；所述第二混合层按重量计高熔点金属含量大于50％，其余为钯。

所述第一混合层的厚度为15-25纳米，所述第二混合层的厚度为7-10纳米。

所述第一混合层的厚度为20纳米，所述第二混合层的厚度为7纳米。

所述银合金键合丝按重量计氧含量低于5ppm，掺杂元素含量在8-100ppm之间，其余为银，所述掺杂元素为钙、铜、铁和硅中的一种或其中多种的组合。

所述高熔点金属为铑、钌、铱或者铂。

本发明还提供一种LED封装用银合金线的制作方法，包括以下步骤：

S1、制作银合金键合丝；

S2、在所述银合金键合丝的表面上镀钯，形成钯层；

S3、在所述钯层的外表面上镀高熔点金属，形成高熔点金属层；