[发明专利]一种具有表面复合膜的银合金线及其制作方法

说明书

本发明公开了一种具有表面复合膜的银合金线及其制作方法，包括银合金键合丝和包覆在所述银合金键合丝外的复合钯膜，所述银合金键合丝按重量计含有0.8％‑1.2％的铟；所述复合钯膜由纳米钯颗粒和高分子聚乙烯吡咯烷酮组成。本发明通过向银合金键合丝中加入0.8％‑1.2％的铟，这样在烧球过程中，由于铟会向自由空气球表面富集而不能扩散到铝层内，在球焊后富集于银铝界面的铟能有效地阻止铝向银主体的扩散，使得IMC的形成速率下降，可靠性提升。而且复合钯膜由纳米钯颗粒和高分子聚乙烯吡咯烷酮组成，因此本发明的银合金线的导电性比常规在银合金键合丝外镀3‑4％钯的银合金线的高，且硬度会大幅度下降。

技术领域

本发明涉及银合金线技术领域，更具体地说是涉及一种具有表面复合膜的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，早期银合金的主要问题是线材表面容易硫化、氧化从而影响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，然而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。

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。

本发明的目的在于提供一种可靠性高的具有表面复合膜的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：提供一种具有表面复合膜的银合金线，包括银合金键合丝和包覆在所述银合金键合丝外的复合钯膜，所述银合金键合丝按重量计含有0.8％-1.2％的铟。

所述银合金键合丝按重量计还含有小于5ppm的氧，8-100ppm的掺杂元素，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。

在一具体实施例中，所述复合钯膜由纳米钯颗粒和高分子聚乙烯吡咯烷酮组成。

所述复合钯膜的厚度为3-15纳米。

本发明还提供一种具有表面复合膜的银合金线的制作方法，包括以下步骤：

S1、按重量计，在银中加入0.8％-1.2％的铟，经定向连续拉工艺，获得直径为6-8毫米的线材，再经过拉丝，获得线径为15-50微米的银合金键合丝；

S2、在银合金键合丝的表面涂敷复合钯膜。

所述步骤S2中在银合金键合丝的表面涂敷复合钯膜的步骤为：