[發明專利]耐電熱銀基雙相線及其制造方法

有效

• 申請號: 201310368093.9
• 申請日: 2013-08-21
• 公開（公告）號: CN104419843B
• 公開（公告）日: 2016-11-16
• 發明（設計）人: 呂傳盛;洪飛義
• 申請（專利權）人: 呂傳盛;洪飛義
• 主分類號: C22C5/06
• 分類號: C22C5/06;H01B13/00;H01L23/48
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 姚亮

技術領域

本發明關于一種耐電熱銀基雙相線及其制造方法，尤其是指一種適用于半導體封裝、IC封裝或發光二極體封裝的耐電熱銀基雙相線及其制造方法，通過摻雜納米純鋁粒進入銀線中，以及在銀基線表面鍍鉻層再熱處理的程序，形成具有Ag₂Cr相及AgAl₇Cr相的銀基雙相線，達到提升銀基雙相線的抗氧化性與熱穩定性和保有優異耐熔斷電流的功效，同時以適當的熱處理條件控制殘留鍍鉻層，使其成為非鍍層的熱擴散線材，進而能有效抑制打線界面金屬間化合物生成厚度(例如Ag₂Al或Ag₄Al)，并維持銀基雙相線回路的低電阻特性。

背景技術

低電阻率是一般電子產品封裝導線的基本要求，而對于高速運作及高頻的積體電路元件而言(例如：高速放大器、震蕩器、電源管理積體電路、以及高速通訊元件等)，為了避免訊號延遲(signal?delaying)及串音干擾(cross?talk?interference)，對導線的電阻率要求更為嚴格；此外，為了確保產品在長時間及嚴苛條件下能夠維持正常壽命與功能(耐候性)，可靠度的考量也極為重要；因此，封裝產業需要能夠兼顧低阻抗且高信賴的打線接合線材。

目前常見的封裝導線，有金線、銅線、銀線、合金線等，以銀線為例，銀是在所有材料中電阻率最低的元素，但是純銀線在鋁墊上打線接合時也會生成脆性的金屬間化合物(Ag₂Al或Ag₄Al)；此外，純銀線在含水氣的封裝材料內部很容易發生電解離子遷移現象(ion?migration)，即純銀在含水氣環境會經由電流作用水解溶出銀離子，再與氧反應成為不穩定的氧化銀(AgO)，此氧化銀會進行去氧化作用(deoxidize)形成銀原子，并向正極成長出樹葉紋理狀(leaf?vein)的銀須，最后造成正負電極的短路；因此，目前純銀線并無法提供業界所需的成球性與穩定性；于是有人用以銀為主的合金線(例如包括銅、鉑、錳、鉻、金等元素)作為封裝導線，但所形成的線材仍無法兼具低阻抗及高可靠度的性質，無法通過高溫氧化試驗，且無提升熔斷電流密度；舉例而言，請參閱中國臺灣發明專利公告第I394849所揭露的“銀基合金線材及其制造方法”，提供一種銀基合金線材，其是至少由銀、鈀、鍺及鉑所形成的合金線材，借著摻雜適量的鈀(Pd)有效提升銀線材的抗氧化及抗硫化腐蝕能力，同時由于其擴散速率極低以及表面生成物的阻隔性，可以避免銀的離子遷移問題，并對于銀與鋁墊的界面間金屬反應也有抑制效果；而適量的鍺(Ge)可以有效提升線材的抗氧化及硫化性，同時可以提高焊點的接合強度；另外，適量的鉑(Pt)可增強線材的抗氧化、硫化性及氯離子腐蝕性，并對于銀的離子遷移現象也有明顯抑制效應，同時也減少銀合金線與鋁墊形成金屬間化合物；但是，上述的銀基合金線材在制作時需精準地(ppm等級)調配鈀、鍺及鉑的組成比例，若摻雜鈀的含量過高時，則會造成合金線材的電阻升高，鍺的含量過高時，則會使線材延展性降低，而鉑的含量過高時，則會使線材的電阻率明顯提高，使得制造時想要維持可靠度的一致性相當不易；此外，上述線材也無法通過高溫氧化試驗，且無提升熔斷電流密度的效應。