[发明专利]线键合及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种将半导体元件的电极与基板的电极进行连接的键合线及其制造方法。本发明尤其涉及一种具备以Ag为主成分的芯材与形成于其外周面上的防变色层的键合线、及其制造方法。

背景技术

通常，用于半导体元件上的电极与基板的电极的接线的键合线非常细。因此，在键合线的制造中寻求导电性良好且加工性优异的金属材料。特别是，出于化学稳定性和大气中的操作容易度的原因，以往使用Au制的键合线。但是，Au制的键合线中Au占重量的99％以上。因此，Au制的键合线非常昂贵。因此，期待由廉价的材料制造的键合线。

Ag制的键合线比Au制的键合线廉价。另外，Ag的光反射率比Au的光反射率更高。因此，Ag制的键合线对LED等的发光效率的提高有效。

然而，Ag制的键合线的表面容易因硫化而变色。具有变色的表面的Ag制的键合线容易产生对电极的接合不良。另外，由于光反射率降低，导致出现发光效率变差的问题。

对此，为了抑制Ag表面的变色，提出了在Ag的芯材的外周面形成包含Au、Pd、及In等的被覆层而成的Ag制的键合线(例如，参照下述日本特开昭51-85669号公报、日本特开昭56-26459号公报、以及日本特开2012-49198号公报)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭51-85669号公报

专利文献2：日本特开昭56-26459号公报

专利文献3：日本特开2012-49198号公报

发明内容

然而，上述3个专利文献中公开的键合线通过电解法和镀覆法等而在Ag的芯材的外周面形成被覆层。因此，对于被覆层的形成，需要长时间。因此，有键合线的生产率大幅变差的问题。此外，如果在Ag表面形成Ag以外的金属被覆层，则作为Ag键合线的特点的高光反射率降低。因此，存在LED等的发光效率不提高的问题。

通常，利用球焊法将电极连接时，通过将利用放电加热等形成于键合线前端的FAB(FreeAirBall)按压于一电极而进行第1接合。其后，将键合线的外周面按压于另一电极而进行第2接合。此时，上述3个专利文献中公开的键合线具有如下问题。即，由于在第1接合时形成的FAB的表面附近固溶有被覆层所含的金属，导致FAB固化。因此，在将FAB按压于半导体元件时，半导体元件容易受到损伤。另外，在第2接合时，介于Ag的芯材与电极之间的被覆层阻碍接合。因此，变得容易产生接合不良。其结果，有连续键合性变差的问题。

本发明的目的在于提供一种可抑制表面变色和接合时半导体元件损伤、且连续键合性和生产率也优异的Ag制的键合线。

为了解决上述课题，本发明的键合线具有：芯材，含有75质量％以上的Ag；及防变色层，形成于该芯材的外周面上、且含有至少1种防变色剂和至少1种表面活性剂。此处，防变色剂是具有至少一个-SH基的碳原子数为8～18的脂肪族有机化合物。

形成于本发明的键合线的芯材的外周面上的防变色层含有至少1种防变色剂与至少1种表面活性剂。此处，防变色剂是具有至少一个-SH基的碳原子数为8～18的脂肪族有机化合物。特别是，如果卷绕于卷轴上的线长，则该线被长时间暴露于大气中。即使在这样的情况下，本发明的键合也能够防止线表面的变色。另外，由此，卷轴的更换周期延长，因此键合装置的运转率提高。另外，通过在芯材的外周面涂布水溶液，能够形成防变色层。因此，与镀覆法等相比，能够通过简便的方法来形成防变色层。由此，本发明的键合线的生产率优异。

另外，本发明涉及的键合线的芯材的Ag含量为75质量％以上。因此，本发明的键合线具有比Au制的键合线更高的光反射率。因此，可提高LED等的发光效率。

本发明中的防变色层几乎不会吸收光。因此，含有Ag的芯材的光反射率不降低。

并且，本发明中的防变色层通过加热而从芯材表面飞散。因此，例如通过球焊法进行连接时，通过FAB形成时和第2接合时的加热，防变色层从芯材的外周面飞散。因此，本发明的键合线可抑制因FAB的固化所致的半导体元件的损伤。此外，可抑制第2接合的接合不良，因此本发明的键合线的连续键合性优异。

上述表面活性剂可以为非离子表面活性剂和/或阳离子表面活性剂。

本发明的键合线的芯材可以含有Au和Pd中的至少一种。

本发明的键合线的芯材可以含有选自Ca、Y、Sm、La、Ce、Be、B、以及Ge中的1种或2种以上。

本发明的键合线的芯材可以含有Cu和Ni种的至少一种。