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公開番号2025092438
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-19
出願番号2024204392
出願日2024-11-25
発明の名称銀合金ボンディングワイヤー、その調製方法および使用
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H01L 21/60 20060101AFI20250612BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】優れた力学的性質および耐食性を有する銀合金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、特に銀合金ボンディングワイヤー、その調製方法および使用に関する。本発明による銀合金ボンディングワイヤーは、芯材を含み、芯材は、質量分率で、Al:0.5wt%～0.7wt%、Ce:0.6wt%～1wt%、カーボンナノチューブ:1wt%～3wt%、Sb:0.3wt%～0.5wt%を含み、残部がAgである。本発明による銀合金ボンディングワイヤーは、各元素の協働により、銀合金ボンディングワイヤーの力学的性質、加工性能、耐食性およびエレクトロマイグレーション耐性を向上させ、電子パッケージングに使用されれば、微線径加工および高密度リードのLEDデバイスのパッケージング要求を満たすことができる。
【選択図】図1
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、Ａｌ：０．５ｗｔ％～０．７ｗｔ％、Ｃｅ：０．６ｗｔ％～１ｗｔ％、カーボンナノチューブ：１ｗｔ％～３ｗｔ％、Ｓｂ：０．３ｗｔ％～０．５ｗｔ％を含み、残部がＡｇであることを特徴とする銀合金ボンディングワイヤー。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記芯材において、前記Ａｌと前記Ｓｂとの質量分率の合計は、１％であり、
および／または、前記芯材において、前記Ａｌと、前記Ｃｅと、前記カーボンナノチューブと、前記Ｓｂとの質量分率の合計は、３．５％以下であることを特徴とする請求項１に記載の銀合金ボンディングワイヤー。
【請求項３】
前記カーボンナノチューブは、単層カーボンナノチューブを含む、
および／または、前記カーボンナノチューブは、直径が２ｎｍ以下であり、長さが５０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の銀合金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、重量部で、成膜剤：３～５部、界面活性剤：１～３部、溶解補助剤：１～３部を含むことを特徴とする請求項１に記載の銀合金ボンディングワイヤー。
【請求項５】
前記成膜剤は、エチレングリコールモノビニルエーテル、ポリアクリレートおよびポリ酢酸ビニルのうちの少なくとも１種を含み、
前記界面活性剤は、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、ドデシル硫酸ナトリウムおよびドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムのうちの少なくとも１種を含み、
前記溶解補助剤は、パラアミノ安息香酸、アセトンおよびメタノールのうちの少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項４に記載の銀合金ボンディングワイヤー。
【請求項６】
前記芯材の直径は、１５～４０μｍである、
および／または、前記保護層の厚さは、１．５～４μｍであることを特徴とする請求項４に記載の銀合金ボンディングワイヤー。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の銀合金ボンディングワイヤーの調製方法であって、
Ａｇ／Ｃｅ中間合金と、Ｓｂ原料と、Ａｌ箔と、前記カーボンナノチューブとに対して順に溶製、注湯を行って、棒材を得るステップＳ１と、
前記棒材に対して順に押出および引抜を行って、前記芯材を得るステップＳ２と、を含むことを特徴とする銀合金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、前記押出の温度が７００～７５０℃である、
および／または、前記押出の押出比が３～４．５であることを特徴とする請求項７に記載の銀合金ボンディングワイヤーの調製方法。
【請求項９】
（１）前記芯材に対して洗浄、アニール処理および浸漬処理を順に行って、前記銀合金ボンディングワイヤーを得るステップをさらに含むこと、
（２）前記アニール処理の温度が４５０～５００℃であること、
および（３）前記浸漬処理は、前記アニール処理後の前記芯材を保護剤に浸漬して、保護層を得ることを含み、前記保護剤は、重量部で、成膜剤：３～５部、界面活性剤：１～３部、溶解補助剤：１～３部、溶媒：７０～８０部を含むこと、
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７に記載の銀合金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６のいずれか１項に記載の銀合金ボンディングワイヤーの、電子パッケージングにおける使用。

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、特に銀合金ボンディングワイヤー、その調製方法および使用に関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
ワイヤーボンディングは、マイクロエレクトロニックパッケージの最も一般的で最も重要な相互接続の方法である。ボンディングワイヤーは、パッケージング用インナリードであり、チップとフレームとの間の溶接リードとして、ピンおよびシリコンウエーハとの接続および電気信号の伝達に使用され、チップと外部回路との電気的接続の役割を果たしており、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、アルミニウムワイヤー、銅ワイヤーなどを含む。銀ワイヤーは、良好な力学的性質を有し、デバイスの高周波ノイズおよび発熱量を低減でき、金ワイヤーよりも価格優位性が著しい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
半導体パッケージングの高密度化、集積化への発展に伴い、ボンディングの信頼性がより重要になっている。しかしながら、銀ワイヤーには、接続強度が低く、エレクトロマイグレーションが発生しやすく、金属が腐食されて硫化してしまうなどの問題があり、信頼性が低下し、応用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、優れた力学的性質および耐食性を有する銀合金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および耐食性を向上させることができる、銀合金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、ボンディングの信頼性を向上させることができる、銀合金ボンディングワイヤーの電子パッケージングにおける使用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、銀合金ボンディングワイヤーを提供する。前記銀合金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、Ａｌ：０．５ｗｔ％～０．７ｗｔ％、Ｃｅ：０．６ｗｔ％～１ｗｔ％、カーボンナノチューブ：１ｗｔ％～３ｗｔ％、Ｓｂ：０．３ｗｔ％～０．５ｗｔ％を含み、残部がＡｇである。
【０００９】
さらに、前記芯材において、前記Ａｌと前記Ｓｂとの質量分率の合計は、１％であり、および／または、前記芯材において、前記Ａｌと、前記Ｃｅと、前記カーボンナノチューブと、前記Ｓｂとの質量分率の合計は、３．５％以下である。
【００１０】
さらに、前記カーボンナノチューブは、単層カーボンナノチューブを含む、および／または、前記カーボンナノチューブは、直径が２ｎｍ以下であり、長さが５０ｎｍ以下である。
（【００１１】以降は省略されています）

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