[发明专利]耐电热银基双相线及其制造方法

说明书

技术领域

本发明关于一种耐电热银基双相线及其制造方法，尤其是指一种适用于半导体封装、IC封装或发光二极体封装的耐电热银基双相线及其制造方法，通过掺杂纳米纯铝粒进入银线中，以及在银基线表面镀铬层再热处理的程序，形成具有Ag₂Cr相及AgAl₇Cr相的银基双相线，达到提升银基双相线的抗氧化性与热稳定性和保有优异耐熔断电流的功效，同时以适当的热处理条件控制残留镀铬层，使其成为非镀层的热扩散线材，进而能有效抑制打线界面金属间化合物生成厚度(例如Ag₂Al或Ag₄Al)，并维持银基双相线回路的低电阻特性。

背景技术

低电阻率是一般电子产品封装导线的基本要求，而对于高速运作及高频的积体电路元件而言(例如：高速放大器、震荡器、电源管理积体电路、以及高速通讯元件等)，为了避免讯号延迟(signal delaying)及串音干扰(cross talk interference)，对导线的电阻率要求更为严格；此外，为了确保产品在长时间及严苛条件下能够维持正常寿命与功能(耐候性)，可靠度的考量也极为重要；因此，封装产业需要能够兼顾低阻抗且高信赖的打线接合线材。

目前常见的封装导线，有金线、铜线、银线、合金线等，以银线为例，银是在所有材料中电阻率最低的元素，但是纯银线在铝垫上打线接合时也会生成脆性的金属间化合物(Ag₂Al或Ag₄Al)；此外，纯银线在含水气的封装材料内部很容易发生电解离子迁移现象(ion migration)，即纯银在含水气环境会经由电流作用水解溶出银离子，再与氧反应成为不稳定的氧化银(AgO)，此氧化银会进行去氧化作用(deoxidize)形成银原子，并向正极成长出树叶纹理状(leaf vein)的银须，最后造成正负电极的短路；因此，目前纯银线并无法提供业界所需的成球性与稳定性；于是有人用以银为主的合金线(例如包括铜、铂、锰、铬、金等元素)作为封装导线，但所形成的线材仍无法兼具低阻抗及高可靠度的性质，无法通过高温氧化试验，且无提升熔断电流密度；举例而言，请参阅中国台湾发明专利公告第I394849所揭露的“银基合金线材及其制造方法”，提供一种银基合金线材，其是至少由银、钯、锗及铂所形成的合金线材，借着掺杂适量的钯(Pd)有效提升银线材的抗氧化及抗硫化腐蚀能力，同时由于其扩散速率极低以及表面生成物的阻隔性，可以避免银的离子迁移问题，并对于银与铝垫的界面间金属反应也有抑制效果；而适量的锗(Ge)可以有效提升线材的抗氧化及硫化性，同时可以提高焊点的接合强度；另外，适量的铂(Pt)可增强线材的抗氧化、硫化性及氯离子腐蚀性，并对于银的离子迁移现象也有明显抑制效应，同时也减少银合金线与铝垫形成金属间化合物；但是，上述的银基合金线材在制作时需精准地(ppm等级)调配钯、锗及铂的组成比例，若掺杂钯的含量过高时，则会造成合金线材的电阻升高，锗的含量过高时，则会使线材延展性降低，而铂的含量过高时，则会使线材的电阻率明显提高，使得制造时想要维持可靠度的一致性相当不易；此外，上述线材也无法通过高温氧化试验，且无提升熔断电流密度的效应。