[实用新型]一种半导体用键合丝

说明书

技术领域

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

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。 

相对于金线，铜线主要的优势是1、产品成本低；2、线材机械强度高，在形成loop(圏环)后的灌胶的过程中抗冲击能力强，减少了线材的晃动(wire sweep)，更适合于细间距封装；3、导电性高(电阻率：铜1.69*10^-6Ohm.cm；金2.2*10^-6Ohm.cm)；4、与Al-Au共晶相比较，Al-Cu共晶相的生长速率低许多，所以可靠性大幅度提升。 

但是铜键合丝有以下问题：1、线材容易氧化；2、线材硬度高，在打线时容易对IC造成损伤；3、容易腐蚀；4、在塑封后的热循环过程中，球颈部容易产生疲劳失效。 

实用新型内容

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，采用双层涂覆的铜线，通过银涂覆层和吸附有氢的钯涂覆层，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，同时银层的存在可以缓解第一焊点焊接时对IC焊盘的冲击力，减少对IC焊盘下的绝缘层的机械破坏。显著降低第二焊点的焊接参数，例如焊接键合力(Bonding force)和超声功 率(Ultrasonic power)。 

本实用新型所采用的技术方案如下： 

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铜线，其中核心层采用铜线，核心层外第一涂覆层为银涂覆层，第一涂覆层外的第二层涂覆层为吸附有氢的钯涂覆层。 

优选地，所吸附的氢按重量比计算在键合丝中的含量为20-30ppm。 

优选地，所述银涂覆层作为缓冲层，厚度0.2-0.3μm，以减少焊盘坑裂。 

优选地，所述钯涂覆层厚度0.1-0.15μm。 

优选地，所述键合丝的直径为18～50微米。 

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、Mg、Fe、In或Bi中的至少一种；所述Ca、Y、Mg、Fe、In或Bi按重量比计算的添加量为20～100ppm。 

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： 

1、银涂覆层比较柔软，作为缓冲，减少了焊盘坑裂(pad crater)，银层的存在可以缓解第一焊点焊接时对IC焊盘的冲击力，减少对IC焊盘下的绝缘层的机械破坏(焊盘坑裂)；显著降低第二焊点的焊接参数，例如焊接键合力(Bonding force)和超声功率(Ultrasonic power)。 

2、本实用新型含氢的钯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； 

2、键合丝在氢含量为20-30ppm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； 

3、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。 

附图说明

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

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。 

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铜线，其中核心层采用铜线A，核心层外第一涂覆层为银涂覆层B，第一涂覆层外的第二层涂覆层为吸附有氢的钯涂覆层C。上述银钯涂覆的方式都采用化学电镀的方法。第二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。