[发明专利]具有闪镀层的银合金键合丝及其制造方法

说明书

一种具有闪镀层的银合金键合丝，其特征在于包括银合金芯线、包覆在银合金芯线外面的闪镀层；所述闪镀层的材质为Au或Pd，闪镀层的厚度为1‑10nm。本发明还提供上述具有闪镀层的银合金键合丝的一种制造方法。本发明的银合金键合丝具有以下有益效果：（1）抗硫化性能和抗氧化性能优异；（2）一焊滑球比例极低，球形、作业性均符合要求。

技术领域

本发明涉及IC、LED封装用的键合丝，具体涉及一种具有闪镀层的银合金键合丝，以及这种银合金键合丝的制造方法。

背景技术

键合丝（bonding wire，又称键合线）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。键合丝的发展趋势，从产品方向上，主要是线径细微化、高车间寿命（floor life）以及高线轴长度；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。由于电子产品小型化和细薄化的发展要求，半导体行业通过芯片厚度减薄(Wafer thinning)、封装采用芯片堆栈(Die stacking)、倒装芯片(flip chip)、晶圆级封装（wafer level packaging）、2.5D和3D封装等方法来应对，然而传统的键合封装（wire bonding）仍然是主流封装形式。

现有的银合金键合丝含有银（Ag）、金（Au）和钯（Pd），Pd（钯）能改善线材的抗老化性能，金（Au）可以抗硫，从而使银合金键合丝具有一定的抗硫化能力和抗老化能力，但其抗硫化性能和抗老化性能仍不够理想，影响封装后产品的使用寿命。申请人公告号CN108183075A的在先专利申请“一种银合金键合丝及其制造方法”中，在Ag、Au和Pd的基础上，通过添加适量的Ca、Be、Cu、In、Ge与Si等元素组合，可进一步提升了银合金键合丝的抗硫化性能和抗老化性能，同时使银合金键合丝的作业性与可靠性也得以改善，但随着市场需求的变化，仍需进一步提高银合金键合丝的抗硫化性能和抗老化性能等性能，以更好地满足市场需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有闪镀层的银合金键合丝及其制造方法，这种具有闪镀层的银合金键合丝具有更加优异的抗硫化性能和抗氧化性能。采用的技术方案如下：

一种具有闪镀层的银合金键合丝，其特征在于包括银合金芯线、包覆在银合金芯线外面的闪镀层；所述闪镀层的材质为Au或Pd，闪镀层的厚度为1-10nm。

本发明的银合金键合丝中，在银合金芯线的表面闪镀一层均匀致密的Au层或者Pd层，能够阻止空气中硫离子和氧离子的侵蚀，进而达到更好的抗硫化、抗氧化的效果。经实验验证，闪镀层的厚度超过10nm时，虽然能够起到抗氧化硫化作用，但是在绑定焊线烧球（FAB球）的时候，容易烧球不良，造成焊线滑球比例较高，影响连续作业性。闪镀层的厚度在1-10nm的范围内时，能够起到抗氧化硫化作用，且球形更加稳定，作业性更优。

优选方案中，上述银合金芯线按重量计含有Au 0.1-2 %，Pd 0.1-3%，微量添加元素 10-7000ppm，余量为Ag；所述微量添加元素是Ca、Cu、Sn、In和Pt中的一种或其中多种的组合。银合金芯线在Ag、Au和Pd的基础上，通过添加适量的Ca、Cu、Sn、In和Pt等元素或其组合，能够提升银合金键合丝的抗硫化性能和抗老化性能（在-40℃~100℃的老化条件下，能够经受300-400回合的热冲击），同时使银合金键合丝的作业性与可靠性也得以改善，其中：Ca（钙）有助于银合金键合丝的再结晶温度的提高，增加银合金键合丝的结构稳定性和强度；Cu（铜）有助提升银合金键合丝的抗老化能力，并增大银合金键合丝的打线作业窗口；In（铟）有湿润性效果，可增大粘结力，改善一焊二焊粘结力； Sn（锡）有助于提升线材的抗氧化能力；Pt（铂）有助于改善FAB形貌，提高FAB球的稳定性，从而提升作业性能，同时也能提升抗氧化性能。