[發明專利]球焊用稀貴金屬銀合金絲

有效

• 申請號: 201410131290.3
• 申請日: 2014-04-02
• 公開（公告）號: CN104134644B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: 安原和彥;安德優希;陳煒;前田菜那子;千葉淳;岡崎純一
• 申請（專利權）人: 田中電子工業株式會社
• 主分類號: H01L23/49
• 分類號: H01L23/49;C22C5/06
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司11127
• 代理人: 張德斌

技術領域

本發明涉及適用于半導體裝置中使用的IC芯片電極與外部引線等電路板連接的鍵合用稀貴金屬銀合金絲，特別是第二次鍵合性優良的球焊用稀貴金屬銀合金絲。

背景技術

一直以來，作為連接半導體裝置的IC芯片電極與外部引線的球焊鍵合絲，在質量百分比純度99.99%以上的金（Au）中只添加了不到100ppm（質量比）其他金屬元素的純金絲因連接可靠性優良而大量使用。這種純金絲在其一端形成熔球后，通過熱壓超聲波鍵合法被連接至IC芯片電極上的鋁焊盤，另一端被連接至印刷電路板、引線框架及器件等外部引線等。然后，連接好的純金絲被模制樹脂密封，形成半導體裝置。此外，鋁焊盤由純鋁（Al）、Al-1%Si（質量百分比）合金、Al-0.5%Cu（質量百分比）合金、Al-1%Si（質量百分比）-0.5%Cu（質量百分比）合金等構成，一般采用真空蒸鍍等干式鍍覆成形。

很早以前就一直考慮使用銀合金來代替這種純金絲。例如，特開2012-99577號公報（后述的“專利文獻1”）中披露了“特征為以銀（Ag）為主要成分；至少含有一種以上從10000～90000ppm（質量比）的金（Au）、10000～50000ppm（質量比）的鈀（Pd）、10000～30000ppm（質量比）的銅（Cu）、10000～20000ppm（質量比）的鎳（Ni）中選出的成分；且氯（Cl）含量不到1ppm（質量比）的鍵合絲”的發明。該發明“旨在廉價提供鍵合絲表面不施加金屬涂層、波長380～560nm處的光反射率高、提高了化學穩定性的鍵合絲，從而提高發光裝置的光特性（該公報0008段落）”。

與純銀鍵合絲相比，該銀合金絲因鈀（Pd）等的耐氯性、耐硫性的相互作用，在氯（Cl）、硫（S）等大氣及特殊環境下的污染均比純銀絲有了大致改善。但是，與純金絲相比，合金成分的貴金屬含量為6%以下的所謂稀貴金屬銀合金絲依然存在鍵合絲表面易臟、硫化程度易加深的缺點。因此，也存在如下缺點：即使是在使用鍵合絲的一般潔凈室內，如果將稀貴金屬銀合金絲放置30天左右，鍵合絲表面就會因從室外氣體引入的空氣中存在的硫（S）而形成硫化銀（Ag₂S），該硫化銀（Ag₂S）會影響優良的第二次鍵合，降低采用超聲波時與外部引線的鍵合強度。

另一方面，關于為了提高與鍵合工具間的滑動而“以Au、Al、Cu中的任意一種為主要元素，拉絲加工成10～50μm左右的極細絲，在線軸上卷繞規定長度，并以這種狀態安裝在鍵合機上使用（特開平6-151497號公報（后述的“專利文獻2”）0002段落）”的鍵合絲，已知的還有熔鑄后對鑄塊進行酸洗等，“特征為表面的總有機碳量為50～1500μg/m²的半導體器件鍵合絲（該公報權利要求1）”。關于該方法，記載如下：“經一般工藝，即溶解、鑄造、拉絲、退火、卷繞工藝制造的鍵合絲表面已可以看到超過1500μg/m²的總有機碳量，因此，制造表面總有機碳量為50～1500μg/m²的鍵合絲的方法之一就是采用…酸洗…等方法對其進行沖洗，令表面總有機碳量在50～1500μg/m²范圍內（權利要求2）。該方法的特征在于，只要在一般工藝的退火工藝前或后設置沖洗工藝就可以了，容易實施。（該公報0010段落）”，而且，“潤滑劑成分有石蠟烴、環烷烴、芳烴等礦物油類；聚烯烴、烷基苯、脂肪酸、高級醇、脂肪酸皂、聚乙二醇、聚苯醚、脂肪酸二酯、多元醇酯、聚氧乙烯烷基醚、磺酸鹽、胺、胺鹽、硅酮、磷酸酯、碳氟化合物、氟聚醚、氟乙二醇等合成油類；牛油、豬油、棕櫚油、豆油、菜油、蓖麻油、松油等天然油脂類，可以使用任意一種。此外，也可以使用上述多種成分的混合（該公報0012段落）”。