用于半导体封装的银合金焊接导线制造技术

一种用于半导体封装的银合金焊接导线，包含一银合金组份，包括银、钯，及一第一添加剂，基于该银合金组份的重量百分比以100wt%计，钯的重量百分比大于0且不大于2wt%，该第一添加剂的重量百分比不小于0.001wt%，且不大于2wt%，该第一添加剂选自铟、锡、钪、铋、锑、锰、锌，及其中一组合。本发明专利技术通过预定比例的钯及该第一添加剂，进而有效提升经引线键合后银合金焊接导线所形成弧形的稳定度，且不易倾倒。

【技术实现步骤摘要】
用于半导体封装的银合金焊接导线
[0001 ] 本专利技术涉及一种焊接导线，特别是涉及一种用于半导体封装的银合金焊接导线。
技术介绍
在半导体封装
中，封装工艺主要是通过焊接的方式，将一焊接导线(或称引线)以电连接半导体芯片(或称IC芯片)的垫片(pad)，及印刷电路板(PCB)的导电线路，而成一封装半成品；接着，将该封装半成品设置于一封装座的一容置空间，再在该容置空间填充一封装树脂，并使该封装树脂包覆该封装半成品，使得该封装半成品与外界隔离，而成一封装件。由于金(Au)的导电率高且稳定性佳，不易与其他种类的金属反应，所以以往的焊接导线通常是以金线为主。然而，众所皆知的是，金是极为贵重的金属，当所需焊接于印刷电路板的半导体芯片数量大或所需焊接导线线路多时，将使得整体封装件的成本高昂。据此，所属
的研究人员转往开发成本相对金而言较低的焊接导线，因为银的导电率高，而成为替代金焊接导线的主要材料。中国台湾专利公开案第201001652号便揭示一种银合金导线，主要是将0.05?5wt.%钼、铑、锇、金、钯添加于银中提高高湿度环境下的可靠性，抑制含银合金导线与半导体芯片接垫间的焊接面形成氧化膜及发生电蚀，以防止焊接面发生芯片裂纹并改进焊接强度，并再进一步添加钙、钡等改进含银合金焊接导线的可使用性及拉伸强度。然而，在半导体芯片
持续随着Moore ' s定律微缩尺寸,相对地,焊接于半导体芯片的垫片的焊接导线的径宽也愈小。专利技术人发现，虽然银合金导线出现，降低线材成本且解决银导线塑性差的问题；然而，在导线线径宽度必须越来越小的情况下，如何控制合金元素及含量使银合金焊接导线在引线键合或引线键合后填充封装树脂后不易倾倒且维持回路高度稳定性(也就是弧形稳定性)，进而避免电路短路的问题，成为一重要且亟待解决的课题。
技术实现思路
本专利技术的用于半导体封装的银合金焊接导线，包含一银合金组份，该银合金组份包括银、钯，及一第一添加剂，基于该银合金组份的重量百分比以100被％计，钯的重量百分比大于O且不大于2wt%,该第一添加剂的重量百分比不小于0.001wt%,且不大于2wt%,该第一添加剂选自铟、锡、钪、铋、锑、锰、锌，及其中一组合。本专利技术的用于半导体封装的银合金焊接导线，该银合金组份还包括一第二添加齐U，基于该银合金组份的重量百分比以100被％计，该第二添加剂的重量百分比不小于0.001wt%，不大于2wt%，且该第二添加剂选自铜、镍、钴、铌、钛、钒，及其中一组合。本专利技术的用于半导体封装的银合金焊接导线，该第一添加剂与该第二添加剂的重量百分比总和不大于2wt%。本专利技术的用于半导体封装的银合金焊接导线，该第一添加剂选自铟、锡、锌，及其中一组合。本专利技术的用于半导体封装的银合金焊接导线，该第二添加剂选自铜、镍，及其组口 O本专利技术的有益效果在于:银合金焊接导线的银合金组份的钯、该第一添加剂，及该第二添加剂具有特定的重量百分比时，可以使该银合金导线的抗拉强度、伸线断线率，及焊合后的回路高度稳定性极佳，而极适合用于极小尺寸的半导体芯片的封装工艺。【附图说明】无【具体实施方式】有关本专利技术前述及其他
技术实现思路
、特点与功效，在以下两个较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。本专利技术用于半导体封装的银合金焊接导线的用途是在封装工艺中以焊接的方式电连接半导体芯片的一垫片及一电路板的导电线路，而成一封装半成品(图未示出)。更详细地说，在半导体封装
中，焊接的方式是以引线键合为主。并在引线键合后将该封装半成品设置于一封装座的一容置空间中，再填充一封装树脂，而成一封装件，并完成封装工艺的主要步骤。本专利技术用于半导体封装的银合金焊接导线的一第一较佳实施例包含一银合金组份，该银合金组份包括银、钯，及一第一添加剂，该第一添加剂选自铟、锡、钪、锑、铋、锰、锌，及其中一组合。以该银合金组份的重量百分比以100被％计，钯的重量百分比大于O且不大于2wt%，该第一添加剂的重量百分比不小于0.001wt%,且不大于2wt%。需说明的是，在该较佳实施例中，除了该银合金组份的钯及该第一添加剂外，其余含量为银，且不以仅含有银为限，若需增进该银合金焊接导线的其他种类的物性，例如导电率，也可视情况添加预定比例的合适元素。其中该第一添加剂的添加量不多，且由相图得知第一添加剂与银固溶度高，易形成固溶强化，且该第一添加剂还具备辅助银抗氧化的特性，使得本专利技术银合金焊接导线通过该预定比例的第一添加剂而提高韧性及回路高度稳定性，进而使引线键合于该半导体芯片的垫片与该印刷电路板的导线电路后的银合金焊接导线所形成的弧形稳定，既而解决在封装工艺中填充封装树脂易倾倒的问题。当该第一添加剂的重量百分比高于2被％时，虽然可提高引线键合后的回路高度稳定性(也就是弧形稳定性)，却易导致伸线断线率过高；当该第一添加剂的重量百分比低于0.001被％时，易由于该第一添加剂在该银合金焊接导线中的含量过低而无法提高焊接导线的韧性及引线键合后的回路高度稳定性。本专利技术用于半导体封装的银合金焊接导线的一第二较佳实施例与该第一较佳实施例相似，其不同处在于该银合金组份还包括一第二添加剂，该第二添加剂选自铜、镍、钴、铌、钛、钒，及其中一组合。基于该银合金组份的重量百分比为100被％计，钯的重量百分比大于O且不大于2wt%，该第一添加剂的重量百分比不小于0.001wt%，且不大于2wt%，该第二添加剂的重量百分比不小于0.001wt%，且不大于2wt%。该第二添加剂的原子尺寸小于银的原子尺寸，而难以形成置换式固溶体；因此，该第二添加剂应会插入银原子间的间隙形成间隙性固溶，进而产生间隙强化且与银固溶，既而提升该银合金导线的抗拉强度，同时提升焊接后回路高度稳定性。然而，当该第二添加剂的重量百分比大于2wt%时，虽提高银合金导线的抗拉强度但会使得引线键合工艺时无法形成稳定且高弧高离散率的弧形的焊接导线；当该第二添加剂的重量百分比小于0.001wt%时，由于其含量太低，而无法有效提升抗拉强度。较佳地，该第一添加剂与该第二添加剂的重量百分比总和不大于2wt%。更佳地，该第一添加剂选自铟、锡、锌，及其中一组合，该第二添加剂选自铜、镍，及其组合。还需说明的是，目前的金属原料主要是经提炼制得，所以就算是纯银，以现今的提炼技术，仍然难以避免地含有微量无法分离的微量杂质，所以此处所称的银的纯度为99.99%以上，并忽略其中的微量杂质；此外，钯、该第一添加剂，及该第二添加剂的纯度也是99.99%以上。 <具体例及其测试结果>下表1为本专利技术用在半导体封装的银合金焊接导线的具体例I~14及比较例I~6的成分比例及所进行的测试项目。其中，具体例I~5兹属该第一较佳实施例，具体例6~14兹属该第二较佳实施例，并进行伸线断线率、抗拉强度，及回路高度稳定性的测试。具体例及比较例的制作方法主要是先以纯度大于99.99%的银、钯，及第一添加剂、第二添加剂为原料。首先，先准备表1所列出的各原料的重量百分比例；接着，经铸造而成径宽为8~IOmm的银合金母线；继续，再对该银合金母线施以连续且数次的粗拉线工艺及中拉线工艺，使得该银合金母线的径面积较拉线工艺前的银合金母线缩小97%。而后，对该银合金母线进行退火热处理本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于半导体封装的银合金焊接导线，其特征在于：该银合金焊接导线包含一银合金组份，该银合金组份包括银、钯，及一第一添加剂，基于该银合金组份的重量百分比为100wt%计，钯的重量百分比大于0且不大于2wt%，该第一添加剂的重量百分比不小于0.001wt%，且不大于2wt%，该第一添加剂选自铟、锡、钪、锑、铋、锰、锌，及其中一组合。

【技术特征摘要】
2013.02.07 TW 1021048641.一种用于半导体封装的银合金焊接导线，其特征在于:该银合金焊接导线包含一银合金组份，该银合金组份包括银、钯，及一第一添加剂，基于该银合金组份的重量百分比为100被％计，钯的重量百分比大于O且不大于2wt%，该第一添加剂的重量百分比不小于0.001wt%,且不大于2wt%，该第一添加剂选自铟、锡、钪、锑、铋、锰、锌，及其中一组合。2.根据权利要求1所述用于半导体封装的银合金焊接导线，其特征在于:该银合金组份还包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄威智，洪子翔，彭政展，郑惠文，
申请(专利权)人：光洋应用材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71