[发明专利]一种银合金键合丝的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子封装互连材料领域，尤其涉及一种银合金键合丝的制备方法。

背景技术

半导体元器件的焊接80％以上采用引线键合连接，随着集成电路及半导体器件向高密度、高集成度和小型化发展，军工产品、智能手机、无人驾驶汽车、物联网等众多领域对半导体封装工艺、技术、产品质量的要求越来越高，键合丝品质优劣决定了IC封装产品的性能。键合丝分为传统键合丝与非传统键合丝两大类，传统键合丝以金丝为代表、品质优良性能可靠，但因成本因素严重制约着金丝在中高端封装市场的垄断地位与占有率，非传统尤其是非传统高端键合丝虽有显著的成本优势、但因其品质问题制约着其全面替代传统键合丝的市场与应用；目前高端非传统键合丝的主要生产与供应商仅局限于国外少数实力强大的专业制造商，国内高品质非传统键合丝相对于国外尚属于一片空白、市场需求几乎100％依赖于进口，严重制约并影响国内封装产业的成本控制能力与竞争力，因此，研究开发具有自主知识产权的高端非传统键合丝已是当务之急。

非传统键合丝中的银合金键合丝主要用于LED封装，银电火花在自然空气形成球(FAB)的温度与金相似，是优良的键合材料。由于金属银的易迁移、易硫化、易氧化等缺陷，目前较少有单独使用银丝作为电子封装的互连材料，市场普遍采用银丝表面镀厚金再低温退火处理的办法来规避银金属本身存在的缺陷。但因需要加入质量分数多达40％的金材料才能有效缓解金属银的易腐蚀等缺陷，此工艺大大提高了银合金键合丝的成本，限制了其广泛应用。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种银合金键合丝的制备方法，该方法制备的银合金键合丝抗腐蚀和长期的键合可靠性。

本发明提供了一种银合金键合丝的制备方法，包括以下步骤：

将银合金丝表面镀金层，精拉丝，退火，得到银合金键合丝；

所述银合金丝的直径和镀金层的厚度比为0.1×10³～1.5×10³：0.01～0.5；

所述退火的温度为200～800℃。

优选地，所述银合金丝的直径和镀金层的厚度比为0.2×10³～1.0×10³： 0.02～0.3。

优选地，所述镀金层的厚度为0.02～0.3μm。

优选地，所述银合金丝镀金后精拉丝至直径0.7～1.2mil。

优选地，所述退火的温度为350～800℃。

优选地，所述退火的时间为10～180min。

优选地，所述银合金丝包括0～10wt％的金、0～5wt％的铜和0～5wt％的钯；所述金、铜和钯的含量不同时为0。

优选地，所述银合金键合丝的外层为金银合金层；所述金银合金层的厚度为0.05～0.5μm。

优选地，所述退火在惰性气氛下进行。

本发明提供了一种银合金键合丝的制备方法，包括以下步骤：将银合金丝表面镀金层，精拉丝，退火，得到银合金键合丝；所述银合金丝的直径和镀金层的厚度比为0.1×10³～1.5×10³：0.01～0.5；所述退火的温度为200～800℃。本发明通过采用银合金丝表面电镀金层，控制金的用量，并热处理退火，让金层扩散到银中轴的外层，使得银合金键合丝抗腐蚀，且具有长期的键合可靠性。另外，该方法制备的银合金键合丝反光性好，柔软度好和优异的推拉力。实验结果表明：银合金键合丝暴露在H₂S中没有观察到腐蚀点，通过LED 的可靠性测试；经受实验室抗老化等效测试10000h的测试后，仍保持一定的键合强度；银合金键合丝的拉断力为8～12g，推球剪切力为35～45g。

附图说明

图1为本发明实施例1制备银合金键合丝过程的示意图；

图2为没有经过镀金处理的银键合丝和本发明实施例1制备的银合金键合丝的FAB显微图和腐蚀测试结果图。

具体实施方式

本发明提供了一种银合金键合丝的制备方法，包括以下步骤：

将银合金丝表面镀金层，精拉丝，退火，得到银合金键合丝；

所述银合金丝的直径和镀金层的厚度比为0.1×10³～1.5×10³：0.01～0.5；

所述退火的温度为200～800℃。