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公開番号2025092437
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-19
出願番号2024204383
出願日2024-11-25
発明の名称ボンディングワイヤー、その調製方法およびLEDデバイス
出願人中国机械総院集団鄭州机械研究所有限公司,CHINA ACADEMY OF MACHINERY ZHENGZHOU RESEARCH INSTITUTE OF MECHANICAL ENGINEERING CO., LTD.
代理人弁理士法人グランダム特許事務所
主分類C22C 5/06 20060101AFI20250612BHJP(冶金;鉄または非鉄合金;合金の処理または非鉄金属の処理)
要約【課題】優れた力学的性質、高温安定性および信頼性を有するボンディングワイヤーを提供する。
【解決手段】本発明はパッケージング用材料の技術分野に属し、特にボンディングワイヤー、その調製方法およびLEDデバイスに関する。本発明のボンディングワイヤーは、芯材を含み、芯材は、質量分率で、Cu:5wt%～10wt%、グラフェン:2wt%～7wt%、Sm:0.25wt%～0.5wt%、Zr:1wt%～1.5wt%を含み、残部がAgである。本発明は、ボンディングワイヤーにZr元素およびグラフェンを添加してその含有量を合理的に制御するとともに、Cu元素およびSm元素との協働によれば、銀合金ボンディングワイヤーの力学的性質、耐食性、高温安定性、エレクトロマイグレーション耐性および信頼性を向上させ、低いループ、継続高温などの複雑なボンディング環境での大電力LEDデバイスボンディングの要求を満たすことができる。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
芯材を含み、
前記芯材は、質量分率で、Ｃｕ：５ｗｔ％～１０ｗｔ％、グラフェン：２ｗｔ％～７ｗｔ％、Ｓｍ：０．２５ｗｔ％～０．５ｗｔ％、Ｚｒ：１ｗｔ％～１．５ｗｔ％を含み、残部がＡｇであることを特徴とするボンディングワイヤー。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記Ｃｕと前記Ｓｍとの質量比は、（１９～２１）：１であることを特徴とする請求項１に記載のボンディングワイヤー。
【請求項３】
（１）前記グラフェンは、単層グラフェンを含むこと、
（２）前記単層グラフェンの粒径は、０．１～０．５μｍであること、
および（３）前記単層グラフェンの厚さは、１ｎｍ未満であること、
のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載のボンディングワイヤー。
【請求項４】
前記芯材の表面に設けられた保護層をさらに含む、
または、前記芯材の表面に設けられた保護層をさらに含み、前記保護層は、Ａｌ
２
Ｏ
３
、ＺｒＯ
２
およびＳｉＯ
２
のうちの１種または複数種を含むことを特徴とする請求項１に記載のボンディングワイヤー。
【請求項５】
（１）直径は、１５～２５μｍであること、
（２）前記保護層の厚さは、０．３～２μｍであること、
および（３）前記保護層の厚さと前記直径との比は、（０．０２～０．０８）：１であること、
のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項４に記載のボンディングワイヤー。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のボンディングワイヤーの調製方法であって、
Ａｇ／Ｃｕ／Ｓｍ中間合金に対して真空ガスアトマイズを行って、中間合金粉末を得るステップＳ１と、
前記中間合金粉末と、Ｚｒ粉末と、グラフェン粉末とを混合したあと、順にモールドプレス、真空焼結、押出および引抜を行って、線材を得るステップＳ２と、を含むことを特徴とするボンディングワイヤーの調製方法。
【請求項７】
前記ステップＳ１において、
前記真空ガスアトマイズの圧力は、１０～１２ＭＰａである、
および／または、前記中間合金粉末の粒径Ｄ５０は、３５～５０μｍであることを特徴とする請求項６に記載のボンディングワイヤーの調製方法。
【請求項８】
前記ステップＳ２において、
（１）前記モールドプレスの圧力は、１５０～２００ＭＰａであること、
（２）前記真空焼結は、７８０～８００℃で３～５ｈ焼結することを含むこと、
および（３）前記押出の温度が７５０～７８０℃であり、前記押出の速度が４～７ｍｍ／ｓであること、
のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項６に記載のボンディングワイヤーの調製方法。
【請求項９】
前記線材の表面において気相成長を行って保護層を得るステップをさらに含む、
または、前記線材の表面において気相成長を行って保護層を得て、前記気相成長後、伸線処理を行うステップをさらに含むことを特徴とする請求項６に記載のボンディングワイヤーの調製方法。
【請求項１０】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のボンディングワイヤーを含むことを特徴とするＬＥＤデバイス。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、パッケージング用材料の技術分野に属し、特にボンディングワイヤー、その調製方法およびＬＥＤデバイスに関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
ワイヤーボンディングは、ＩＣパッケージングの最も一般的な相互接続手段であり、チップ接続用リードフレームの肝心なパスとして、信号伝達および電気的接続の機能を果たしており、集積回路、半導体ディスクリートデバイスおよびＬＥＤ光源デバイスの再パッケージング製造プロセスに不可欠な基礎原材料の１つである。ボンディングワイヤーは、主に金ワイヤー、銀ワイヤー、銅ワイヤー、アルミニウムワイヤーなどを含む。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
集積回路および半導体パッケージングの多リード化、高集積度および小型化の発展に伴い、ボンディングワイヤーによるデバイスへの影響がますます大きくなり、線径がより細くて電気化学的性能がより良好であるボンディングワイヤーによる狭ピッチ、長距離のボンディングが要求されている。金ボンディングワイヤーは高価であり、銅ボンディングワイヤーは非常に酸化されやすくて性能が劣り、アルミニウムワイヤーはローエンド品に応用される。これに対して、銀ボンディングワイヤーは、電気的性能、熱的性能が優れ、デバイスの高周波ノイズを低減でき、大電力ＬＥＤの発熱量を低減でき、安定性が良好であり、コストが適切であるので、マイクロエレクトロニックパッケージに広く使用されている。しかしながら、銀ボンディングワイヤーは、使用するとき、ボンディング強度が低く、性能が不安定であり、耐食性および高温安定性が劣り、大電力デバイスが発熱のため機能できなくなるなどの問題がよくあり、その発展が大きく制限されている。
これに鑑みて、本発明を考案した。
【０００４】
本発明は、優れた力学的性質、高温安定性および信頼性を有するボンディングワイヤーを提供することを第１目的とする。
【０００５】
本発明は、ボンディングワイヤーの力学的性質、高温安定性および信頼性を向上させることできる、ボンディングワイヤーの調製方法を提供することを第２目的とする。
【０００６】
本発明は、優れたボンディングの信頼性を有するＬＥＤデバイスを提供することを第３目的とする。
【０００７】
本発明の上記の目的を実現するため、特に、下記の技術案を採用する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、ボンディングワイヤーを提供する。前記ボンディングワイヤーは、芯材を含み、前記芯材は、質量分率で、Ｃｕ：５ｗｔ％～１０ｗｔ％、グラフェン：２ｗｔ％～７ｗｔ％、Ｓｍ：０．２５ｗｔ％～０．５ｗｔ％、Ｚｒ：１ｗｔ％～１．５ｗｔ％を含み、残部がＡｇである。
【０００９】
さらに、前記Ｃｕと前記Ｓｍとの質量比は、（１９～２１）：１である。
【００１０】
さらに、（１）前記グラフェンは、単層グラフェンを含むこと、（２）前記単層グラフェンの粒径は、０．１～０．５μｍであること、および（３）前記単層グラフェンの厚さは、１ｎｍ未満であること、のうちの少なくとも１つを含む。
（【００１１】以降は省略されています）

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