[發(fā)明專利]一種金合金鍵合絲及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810678000.5
• 申請(qǐng)日: 2018-06-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108922876B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-05-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周振基;周博軒;于鋒波;彭政展;麥宏全
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 汕頭市駿碼凱撒有限公司
• 主分類號(hào): H01L23/49
• 分類號(hào): H01L23/49;H01L21/48;B21C37/04;C22C5/02;C22F1/02;C22F1/14
• 代理公司: 汕頭市潮睿專利事務(wù)有限公司 44230
• 代理人: 林天普;朱明華

本發(fā)明提供一種金合金鍵合絲，其特征在于按重量計(jì)含有Pd 0.5?2%，Ag 15?30%，Cu 0.5?3%，Pt 0.1?2%，微量添加元素2?200 ppm，余量為金；所述微量添加元素是Ca、In、Co、Be、Ga、Mg、Ce和Ni中的一種或其中兩種以上的組合。本發(fā)明提供還上述金合金鍵合絲的一種制造方法。本發(fā)明的金合金鍵合絲具有優(yōu)異的高可靠性能和抗硫化性能，抗拉強(qiáng)度高，焊點(diǎn)接合性好，且能降低成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及IC、LED封裝用的鍵合絲，具體涉及一種金合金鍵合絲及其制造方法。

背景技術(shù)

鍵合絲（bonding wire，又稱鍵合線）是連接芯片與外部封裝基板（substrate）和/或多層線路板（PCB）的主要連接方式。鍵合絲的發(fā)展趨勢(shì)，從產(chǎn)品方向上，主要是線徑細(xì)微化、高車間壽命（floor life）以及高線軸長(zhǎng)度；從化學(xué)成分上，主要有銅線（包括裸銅線、鍍鈀銅線、閃金鍍鈀銅線）在半導(dǎo)體領(lǐng)域大幅度取代金線，而銀線和銀合金線在LED以及部分IC封裝應(yīng)用上取代金線。另外一個(gè)重要方向是金合金線的發(fā)展，以進(jìn)一步降低成本并且保持或提高鍵合過(guò)程的各項(xiàng)性能要求。

由于電子產(chǎn)品小型化和細(xì)薄化的發(fā)展要求，半導(dǎo)體行業(yè)通過(guò)芯片厚度減薄(Waferthinning)、封裝采用芯片堆棧(Die stacking)、倒裝芯片(flip chip)、晶圓級(jí)封裝（waferlevel packaging）、2.5D和3D封裝等方法來(lái)應(yīng)對(duì)，然而傳統(tǒng)的鍵合封裝（wire bonding）仍然是主流封裝形式。

傳統(tǒng)的由純金材質(zhì)制成的金鍵合絲，其具備優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性和導(dǎo)電導(dǎo)熱性能，因而被廣泛用作IC內(nèi)引線。但隨著國(guó)際金價(jià)的不斷上漲， 金鍵合絲的價(jià)格也一路攀升，導(dǎo)致終端產(chǎn)品的成本過(guò)高，不利于企業(yè)提高競(jìng)爭(zhēng)力。除此之外，金鍵合絲的抗拉強(qiáng)度較低（例如直徑20微米的金鍵合絲，在焊接后，其最高抗拉強(qiáng)度不足5克力），延伸率不容易控制。以上兩方面因素成為阻礙金鍵合絲應(yīng)用與發(fā)展的瓶頸。

為降低成本，不斷涌現(xiàn)出各種鍵合絲，如銀合金絲、金合金絲以及鍍金銀合金鍵合絲等等，其價(jià)格相對(duì)較低，也能滿足不同客戶的不同需求；但對(duì)于高端的LED，對(duì)產(chǎn)品的接合性及信賴性要求較高，常規(guī)的銀合金以及鍍金銀合金絲因銀的氧化，會(huì)出現(xiàn)鍵合氧化、銀離子電位遷移、焊點(diǎn)共晶不好等缺陷，在可靠性方面也達(dá)不到客戶的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種金合金鍵合絲以及這種金合金鍵合絲的制造方法，這種金合金鍵合絲具有優(yōu)異的高可靠性能和抗硫化性能，抗拉強(qiáng)度高，焊點(diǎn)接合性好，且能降低成本。采用的技術(shù)方案如下：

一種金合金鍵合絲，其特征在于按重量計(jì)含有Pd 0.5-2%，Ag 15-30%，Cu 0.5-3%，Pt 0.1-2%，微量添加元素2-200 ppm，余量為金；所述微量添加元素是Ca、In、Co、Be、Ga、Mg、Ce和Ni中的一種或其中兩種以上的組合。

本發(fā)明通過(guò)合金的設(shè)計(jì)，提升線材的抗拉強(qiáng)度，并能改善金合金焊點(diǎn)結(jié)合性的問(wèn)題，也提升線材的抗硫化能力，從而獲得焊點(diǎn)接合性好、抗硫化能力強(qiáng)、抗拉強(qiáng)度高的金合金鍵合絲。相對(duì)于純金鍵合絲而言，本發(fā)明的金合金鍵合絲用于IC、LED 封裝中，能降低成本并改善純金線抗拉強(qiáng)度不足的問(wèn)題，而其他性能均能達(dá)到純金鍵合絲的性能要求。