一种半导体用键合丝的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种半导体用键合丝，该键合丝采用双层涂覆的银线，其中核心层采用银线，核心层外第一涂覆层为吸附有氢的钯涂覆层，第一涂覆层外的第二层涂覆层为金涂覆层。所吸附的氢按重量比计算在键合丝中的含量为5-10ppm。本实用新型改善了键合丝的材料性能，提升了线材抗硫化、氧化的能力，提高在N2气氛下的球焊时的结合面积和结合强度，从而提高了线材的导电能力和可靠性。
【专利说明】—种半导体用键合丝
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及集成电路材料领域，具体涉及一种半导体用键合丝。
【背景技术】
[0002]键合丝(bonding wire)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。键合丝发展趋势从应用方向上主要是线径细微化，高车间寿命(floor life)以及高线轴长度的产品，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。
[0003]相对于金线，银合金线主要的优势是产品成本低，线材软度与金线类同，打线时对IC损伤小，而其主要的问题是线材表面容易硫化、氧化从而影响打线性能以及高温高湿可靠性(PCT, HAST)问题。
实用新型内容
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种半导体用键合丝，采用双层涂覆的银线，通过吸附有氢的钯涂覆层和金涂覆层，来改善键合丝性能，提升线材抗硫化、氧化能力，提高在N2气氛下的球焊时的结合面积和结合强度，从而提高线材的导电能力和可靠性。
[0005]本实用新型所采用的技术方案如下:
[0006]本实用新型提供一种半导体用键合丝，所述键合丝采用双层涂覆的银线，其中核心层采用银线，核心层外第一涂覆层为吸附有氢的钯涂覆层，第一涂覆层外的第二层涂覆层为金涂覆层。
[0007]优选地，所吸附的氢按重量比计算在键合丝中的含量为5-10ppm。
[0008]优选地，所述钯涂覆层厚度为0.2-0.3 μ m。
[0009]优选地，所述金涂覆层厚度0.05-0.1 μ m。
[0010]优选地，所述键合丝的直径为18?50微米。
[0011]优选地，所述键合丝中的任意一层或多层中含有第一添加物，所述第一添加物是选自Ca、Y、La、Ce、Mg或Bi中的至少一种；所述Ca、Y、La、Ce、Mg或Bi按重量比计算的添加量为20?lOOppm。
[0012]本实用新型的键合丝与现有技术相比，具有以下明显优点和实际效果:
[0013]1、以银为主体材料的镀金钯银键合丝，能够克服铜丝、铝丝表面易氧化、高温稳定性差以及黄金类键合丝生产成本高等不足；
[0014]2、本实用新型含氢的钯涂覆层，增加了产品在N2气氛下的键合的稳定性和可靠性；
[0015]3、键合丝在氢含量为5-10ppm时，在氮气条件下键合的过程中，氢能发挥还原氧化物的作用，从而能获得优良的、比同类常规的键合丝更好的键合性能和可靠性；
[0016]4、金对于垫镀层具有良好的结合性能，与钯层一起工作，提高了与空气接触时对硫的抵抗力，具有更长的寿命。
[0017]5、一层或多层的线材中含有Ca、Y、La、Ce、Mg、Bi中的一种和多种元素改进了线材的机械性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1所示是本实用新型一个实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]为了更好地理解本实用新型，下面结合实施例进一步阐明本实用新型的内容，但实用新型的内容不仅仅局限于下面的实施例。
[0020]如图1所示，本实用新型提供一种半导体用键合丝，键合丝采用双层涂覆的银线，其中核心层采用银线A，核心层外第一涂覆层为吸附有氢的钯涂覆层B，第一涂覆层外的第二层涂覆层为金涂覆层C。上述钯金涂覆的方式都采用化学电镀的方法。第一层钯涂覆层的吸氢采用在线材被拉到指定线径后，在forming gas (5% H2+95% N2)的条件下进行退火处理，从而完成吸氢过程。
[0021]在本实施例中，所吸附的氢按重量比计算在键合丝中的含量为5-10ppm。钯涂覆层厚度为0.2-0.3 μ m ;金涂覆层厚度0.05-0.1 μ m ;键合丝的直径为18?50微米；键合丝中的任意一层或多层中含有第一添加物，第一添加物是选自Ca、Y、La、Ce、Mg或Bi中的至少一种；Ca、Y、La、Ce、Mg或Bi按重量比计算的添加量为20?lOOppm。
[0022]本实用新型以银为主体材料的镀金钯银键合丝，能够克服铜丝、铝丝表面易氧化、高温稳定性差以及黄金类键合丝生产成本高等不足；含氢的钯Pd涂覆层增加了产品在N2气氛下的键合的稳定性和可靠性；键合丝在氢含量为5-10ppm时，在氮气条件下键合的过程中，氢能发挥还原氧化物的作用，从而能获得优良的、比同类常规的键合丝更好的键合性能和可靠性。金对于垫镀层具有良好的结合性能，与钯层一起工作，提高了与空气接触时对硫的抵抗力，具有更长的寿命。
[0023]为了获得良好的生产，打线性能，本实用新型还发现在线材中加入重量20-100ppm的Ca、Y、La、Ce、Mg和/或Bi,能有效地增加线材的机械强度,提升生产和拉弧线(looping)时的效率和稳定性。
[0024]以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.一种半导体用键合丝，其特征在于，所述键合丝采用双层涂覆的银线，其中核心层采用银线，核心层外第一涂覆层为吸附有氢的钯涂覆层，第一涂覆层外的第二层涂覆层为金涂覆层。
2.根据权利要求1所述的半导体用键合丝，其特征在于，所述钯涂覆层厚度为0.2_0.3 μ mD
3.根据权利要求1所述的半导体用键合丝，其特征在于，所述金涂覆层厚度0.05-0.1 μ m。
4.根据权利要求1所述的半导体用键合丝，其特征在于，所述键合丝的直径为18?50微米。
【文档编号】H01L23/49GK204067342SQ201420459737
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年8月14日 优先权日:2014年8月14日
【发明者】周振基, 周博轩, 任智 申请人:汕头市骏码凯撒有限公司