CN106486455A - 多镀层银线及其制法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多镀层银线及其制法。其制法包括于经第一次退火的芯材上依序形成5至15纳米的预镀金层、20至50纳米的镀钯层及100至150纳米的镀金层后，再进行第二次退火热处理等步骤，以令所制得的多镀层银线由内而外包括经退火的芯材、扩散层及镀金层。据此，本发明的多镀层银线不但能具备极佳的结球稳定性、足够的推拉力及金属覆盖率，从而可以提升打线作业性外，更能有效隔绝其芯材中银成分与外界环境接触，使该多镀层银线具有绝佳的抗腐蚀性，从而提高其可靠度，以令本发明的多镀层银线能适用于安全性需求较高的车用晶片等领域中。

Description

多镀层银线及其制法

技术领域

本发明提供了一种用于半导体或LED封装的线材，尤指一种多镀层银线及其制法。

背景技术

因为纯金线材能兼具良好的延展性、导电性及不易被氧化等特性，所以早期半导体产业中多半是使用纯金线材将晶片与焊垫相互连接，以提供讯号传递的目的。然而，随着金价逐年飙涨、纯金线材与铝垫片的界面易形成脆性介金属化合物(intermetalliccompound,IMC)导致接点易劣化而影响可靠度等问题，现有技术已发展了另一种银合金线材，以满足目前半导体封装的市场需求。

常见的银合金线材主要由银、金及钯成分所组成，通过在银成分中掺入混金与钯成分能达到减缓氧化作用与提高FAB(free air ball)球形的真圆度等目的，但通过掺杂方式仍无法有效隔绝银合金线材与外界环境接触时造成的腐蚀，如湿气、酸气腐蚀等，致使现有技术的银合金线材通常无法抵挡酸液侵蚀，而容易于开盖后发生断线问题。

此外，现有技术的银合金线材与铝垫的键结仍会产生孔洞或是裂化的情形，难以完全杜绝失效的情形发生，致使现有技术的银合金线材的可靠度难以获得具体的改善，甚而影响最终产品的寿命。

发明内容

为了解决上述的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种多镀层银线。

本发明的目的还在于提供上述多镀层银线的制法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种多镀层银线，其由内而外包括经退火的芯材、扩散层及镀金层，该扩散层中含有金与钯，该扩散层的厚度大于或等于30纳米且小于或等于65纳米，该镀金层的厚度大于或等于100纳米且小于或等于150纳米。

根据本发明所述的多镀层银线，优选地，所述扩散层的厚度大于或等于40纳米且小于或等于60纳米。

根据本发明所述的多镀层银线，优选地，所述经退火的芯材的组成包含大于或等于88重量百分比且小于100重量百分比的银元素、大于0重量百分比且小于或等于10重量百分比的金元素及大于0重量百分比且小于或等于5重量百分比的钯元素。

根据本发明所述的多镀层银线，优选地，所述经退火的芯材是由银所组成。

本发明还提供了一种多镀层银线的制法，其包括：

对银芯材进行伸线加工，以得到经伸线的芯材；

对该经伸线的芯材进行第一次退火热处理，以获得经退火的芯材；

于该经退火的芯材上依序形成预镀金层、镀钯层及镀金层并且进行伸线加工，以获得多镀层母线，该预镀金层的厚度为大于或等于5纳米且小于或等于15纳米之间，该镀钯层的厚度为大于或等于20纳米且小于或等于50纳米之间，该镀金层的厚度大于或等于100纳米且小于或等于150纳米之间；以及

对该多镀层母线进行第二次退火热处理，以制得所述多镀层银线。

根据本发明所述的制法，优选地，所述于该经退火的芯材上依序形成所述预镀金层、镀钯层及镀金层并且进行伸线加工的步骤包括：

先于所述经退火的芯材上依序形成所述预镀金层、镀钯层及镀金层，得到多镀层芯材；

再对该多镀层芯材进行伸线加工，以获得所述多镀层母线。

根据本发明所述的制法，优选地，所述于该经退火的芯材上依序形成所述预镀金层、镀钯层及镀金层并且进行伸线加工的步骤包括：

先对所述经退火的芯材进行伸线加工，得到经伸线的母线；

再于该经伸线的母线上依序形成所述预镀金层、镀钯层及镀金层，以获得所述多镀层母线。

根据本发明所述的制法，优选地，所述镀钯层的厚度为大于或等于30纳米且小于或等于50纳米之间。

根据本发明所述的制法，优选地，所述第一次退火热处理的温度大于或等于300℃且小于或等于500℃，所述第二次退火热处理的温度大于或等于300℃且小于或等于700℃。

根据本发明所述的制法，优选地，所述经伸线的芯材的直径介于15微米至500微米之间，且所述多镀层银线的直径介于15微米至500微米之间。

鉴于现有技术存在的缺点，本发明的目的在于改善传统银合金线材的抗腐蚀性不足、结球稳定性差等缺点，同时提升银合金线材与焊垫接合时的推拉力及金属覆盖率，进而改善现有技术的银合金线材的可靠度。

为达成前述目的，本发明提供一种多镀层银线，其由内而外包括经退火的芯材、扩散层及镀金层，该扩散层中含有金与钯，该扩散层的厚度大于或等于30纳米且小于或等于65纳米，该镀金层的厚度大于或等于100纳米且小于或等于150纳米。

通过在经退火的芯材的表面依序形成有扩散层及镀金层，能有效隔绝经退火的芯材中银成分与外界环境的接触，并赋予该多镀层银线具备绝佳的抗腐蚀性；此外，通过适当控制扩散层及镀金层的厚度范围，更能提升多镀层银线的抗腐蚀性及结球稳定性，提高多镀层银线与焊垫接合的推拉力及金属覆盖率。据此，本发明能具体降低多镀层银线于封装工艺中发生失效的可能性并且提升多镀层银线的可靠度。

优选地，该扩散层的厚度大于或等于30纳米且小于或等于60纳米；更优选地，该扩散层的厚度大于或等于40纳米且小于或等于60纳米；进一步优选地，该扩散层的厚度大于或等于40纳米且小于或等于50纳米，以令多镀层银线具有更为优异的结球稳定性。

所述经退火的芯材可为纯银芯材，即该经退火的芯材是由银所组成。

优选地，该经退火的芯材的组成包含大于或等于88重量百分比且小于100重量百分比的银元素、大于0重量百分比且小于或等于10重量百分比的金元素及大于0重量百分比且小于或等于5重量百分比的钯元素。

此外，本发明另提供一种多镀层银线的制法，其包括：

对银芯材进行伸线加工，以得到经伸线的芯材；

对该经伸线的芯材进行第一次退火热处理，以获得经退火的芯材；

于该经退火的芯材上依序形成预镀金层、镀钯层及镀金层并且进行伸线加工，以获得多镀层母线，该预镀金层的厚度为大于或等于5纳米且小于或等于15纳米之间，该镀钯层的厚度为大于或等于20纳米且小于或等于50纳米之间，该镀金层的厚度为大于或等于100纳米且小于或等于150纳米之间；

对该多镀层母线进行第二次退火热处理，以制得该多镀层银线。

通过在经退火的芯材上预先电镀形成适当厚度的预镀金层，能有利于提升经退火的芯材与镀钯层及镀金层之间的接合力，并且提高经退火的芯材外镀层的致密性，同时避免经退火的芯材污染下一道电镀工艺的电解液。此外，所述镀钯层可作为扩散阻障层，抑制芯材的银与镀金层间的扩散，且在预镀金层外形成适当厚度的镀钯层则能提高界面接合强度，并且抑制银与焊垫之间的介金属反应，避免多镀层银线与焊垫间的介金属层产生孔洞或断裂的效果进而可以提升可靠度。再者，适当厚度的镀金层更可提供所需的抗腐蚀性及延展性，确保所制得的多镀层银线具备优异的可靠度及打线作业性。

于前述在该经退火的芯材上依序形成该预镀金层、该镀钯层及该镀金层并且进行伸线加工的步骤中，该制法可先于该经退火的芯材上依序形成该预镀金层、该镀钯层及该镀金层，得到多镀层芯材；再对该多镀层芯材进行伸线加工，以获得该多镀层母线；或者，该制法亦可先对该经退火的芯材进行伸线加工，得到经伸线的母线；再于该经伸线的母线上依序形成该预镀金层、该镀钯层及该镀金层，以获得该多镀层母线。

优选地，该镀钯层的厚度为大于或等于30纳米且小于或等于50纳米之间，以令所制得的多镀层银线具有更为优异的结球稳定性。

优选地，该经伸线的芯材的直径介于15微米至500微米之间，且经三次电镀工艺及第二次伸线工艺后，所制得的多镀层银线的直径可介于15微米至500微米之间。

优选地，所述于该经退火的芯材上依序形成预镀金层、镀钯层及镀金层的制法包括：先以3m/min至20m/min的线速，对前述经退火的芯材，以0.01A至0.5A的电流、浓度为0.1g/L至10g/L的金电镀液，于经退火的芯材上形成预镀金层；再以0.1A至5A的电流、浓度为0.1g/L至10g/L的钯电镀液，于预镀金层上形成镀钯层；再以0.1A至5A的电流、浓度为0.1g/L至10g/L的金电镀液，于镀钯层上再形成镀金层，以获得该多镀层母线。

优选地，该第一次退火热处理的温度大于或等于300℃且小于或等于500℃，该第二次退火热处理的温度大于或等于300℃且小于或等于700℃。于上述制法中，所述第一次退火热处理能避免后续伸线时发生断线的可能性；且该第二次退火热处理更能有利于促使预镀金层与镀钯层之间以及镀钯层与镀金层之间皆发生相互扩散作用而形成扩散层，并且提升其打线作业性。

此外，相较于未经第二次退火热处理的多镀层银线仅具有1％至2％的伸长率且无法顺利结球的问题，历经第二次退火热处理所制得的多镀层银线的伸长率能提高至约8％至12％，表明所述第二次退火热处理能有助于提升其线材作业性。于此，上述伸长率是经由如下所述的拉伸试验所测得：将待测样品固定于拉伸试验机的上、下夹具，其间距离固定在10公分，再将荷重砝码归零后，随即以固定的应力应变速率进行拉伸测试，直至线材断裂后则停止测试；由拉伸前、后的长度差值除以拉伸前的长度再乘以100％，即可获得该待测样品的伸长率。

附图说明

图1A为实施例1的多镀层银线中金成分的EDS线扫描图(EDS line scanningimage)；

图1B为实施例1的多镀层银线中钯成分的EDS线扫描图；

图1C为实施例1的多镀层银线中银成分的EDS线扫描图；

图2A为实施例2的多镀层银线中金成分的EDS线扫描图；

图2B为实施例2的多镀层银线中钯成分的EDS线扫描图；

图2C为实施例2的多镀层银线中银成分的EDS线扫描图；

图3A为实施例5的多镀层银线中金成分的EDS线扫描图；

图3B为实施例5的多镀层银线中钯成分的EDS线扫描图；

图3C为实施例5的多镀层银线中银成分的EDS线扫描图；

图4为实施例7的多镀层银线中氧、碳、银、金、钯成分的EDS线扫描图；

图5A为实施例8的多镀层银线中金成分的EDS线扫描图；

图5B为实施例8的多镀层银线中钯成分的EDS线扫描图；

图5C为实施例8的多镀层银线中银成分的EDS线扫描图；

图6A为实施例11的多镀层银线中金成分的EDS线扫描图；

图6B为实施例11的多镀层银线中钯成分的EDS线扫描图；

图6C为实施例11的多镀层银线中银成分的EDS线扫描图；

图7A为实施例12的多镀层银线中金成分的EDS线扫描图；

图7B为实施例12的多镀层银线中钯成分的EDS线扫描图；

图7C为实施例12的多镀层银线中银成分的EDS线扫描图；

图8为比较例1的无镀层银线经开盖测试后的测试图；

图9为比较例2的单镀层银线经开盖测试后的测试图；

图10为比较例4的单镀层银线经开盖测试后的测试图；

图11为比较例10的多镀层银线经开盖测试后的测试图；

图12为实施例7的多镀层银线经开盖测试后的测试图；

图13为比较例2的单镀层银线在氮气气氛中进行打线测试所得的结球图；

图14为实施例7的多镀层银线在氮气气氛中进行打线测试所得的结球图；

图15为实施例7的多镀层银线的扫描式电子显微镜影像图(scanning electronicmicroscope image，SEM)；

图16为实施例7的多镀层银线的背向式散射电子影像图(back-scattered electronimage，BSE)；

图17为实施例7的多镀层银线中氧成分的元素分析图；

图18为实施例7的多镀层银线中银成分的元素分析图；

图19为实施例7的多镀层银线中钯成分的元素分析图；

图20为实施例7的多镀层银线中金成分的元素分析图。

具体实施方式

以下配合说明书附图及本发明的较佳实施例，进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段。

以下，将通过具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可经由本说明书的内容轻易地了解本发明所能达成的优点与功效，并且在不悖离本发明的精神下进行各种修饰与变更，以施行或应用本发明的内容。

实施例1至14：多镀层银线

实施例1至14的多镀层银线大致上采用如下述的方法所制得：

首先，利用连续铸造的方式制作直径为8mm的银合金棒状材料，再通过一系列的伸线机进行伸线，先利用粗拉工艺(线速设定为10m/min)将银合金棒状材料直径缩小至1.14mm，再以较快速的重拉伸线机(线速设定为50m/min)，将银合金棒状材料的直径缩小至0.23mm，得到经伸线的银合金芯材。其中，该银合金芯材包含89.1wt％的银、7.4wt％的金及3.5wt％的钯。

接着，于400℃的退火温度及10m/min的线速下，对前述经伸线的银合金芯材进行第一次退火热处理，以避免银合金芯材内部因伸线加工而残留大量的应力，得到经退火的芯材。

在进行后续电镀工艺前，先依序以碱洗(脱脂)及酸洗(化学研磨)方式清洁经退火的芯材表面；接着，以6m/min的线速，对前述经退火的芯材进行三阶段的电镀工艺，详细电镀制作流程包括：先以0.2A的电流、浓度为1g/L的金电镀液，于经退火的芯材上形成预镀金层；经水洗步骤后再以1.1A的电流、浓度为5g/L的钯电镀液，于预镀金层上形成镀钯层；经水洗步骤后再以0.66A的电流、浓度为5g/L的金电镀液，于镀钯层上再形成镀金层，以制得该多镀层母线。所述多镀层母线由内而外依序包含前述经退火的芯材、预镀金层、镀钯层及镀金层，各实施例于经退火的芯材外依序电镀而成的预镀金层、镀钯层及镀金层的厚度如下表1所示。

而后，以100m/min的线速，将多镀层母线的线径先伸线至0.0337mm，再伸线至0.0175mm，得到经伸线的多镀层母线。

最后，于575℃的退火温度及100m/min的线速下，对前述经伸线的多镀层母线进行第二次退火热处理，即完成多镀层银线的制作。该多镀层银线中包含经退火的芯材、扩散层及镀金层。

于此，本实验选用实施例1、2、5、7、8、11及12的多镀层银线作为待测样品，利用穿透式电子显微镜上加装的X光能谱散布分析仪(energy dispersive spectrometer，EDS)，判定所述的多镀层银线中的镀层结构分布。

以上述实施例的多镀层银线的EDS线扫描图为例，请参阅图1A至图1C、图2A至图2C、图3A至图3C、图4、图5A至图5C、图6A至图6C、图7A至图7C所示，由该等EDS线扫描图中，以未侦测得到任何金元素存在及金讯号曲线逐渐增加的斜线的中间值所对应的距离差量测得到上述多镀层银线中扩散层的厚度，另以金讯号曲线逐渐增加及逐渐减少的二斜线的中间值所对应的距离差量测得到上述多镀层银线中镀金层的厚度，其结果如下表2所示。

经由上述实验结果证实，通过对经伸线的多镀层母线进行第二次退火热处理后，包覆于经退火的芯材外围的预镀金层和镀钯层之间会发生交互扩散现象而转变成为扩散层，形成于经退火的芯材与镀金层之间，以令多镀层银线具有较佳的线材作业性。据此，经第二次退火热处理后，该等多镀层银线由内而外依序包含经退火的芯材、扩散层及镀金层，该扩散层同时含有金与钯成分。

比较例1：无镀层银线

本比较例大致上采用如同上述实施例1至14的方法得到经伸线的银合金芯材，并于400℃的退火温度及10m/min的线速下，对经伸线的银合金芯材进行退火热处理，得到线径为0.23mm的无镀层银线。

所述无镀层银线的组成与上述实施例1至14的银合金芯材相同，即比较例1中无镀层银线亦包含89.1wt％的银、7.4wt％的金及3.5wt％的钯，但其表面上并未镀覆有任何金属层。

比较例2至5：单镀层银线

比较例2至5大致上采用如同上述实施例1至14的方法得到线径为0.23mm的经退火的芯材，于经碱洗及酸洗清洁芯材表面后，再以6m/min的线速、0.66A的电流、浓度为5g/L的金电镀液，直接于经退火的芯材的外围形成单一镀金层，得到单镀层母线。

最后，以100m/min的线速，将单镀层母线的线径先伸线至0.0337mm，再伸线至0.0175mm，得到经伸线的单镀层母线；再于575℃的退火温度及100m/min的线速下，对前述经伸线的单镀层母线进行第二次退火热处理，即完成比较例2至5的单镀层银线的制作。

所述单镀层母线包含前述经退火的芯材及单一镀金层，该经退火的芯材的组成与上述实施例1至14的银合金芯材相同，即比较例2至5中经退火的芯材亦包含89.1wt％的银、7.4wt％的金及3.5wt％的钯；比较例2至5中单一镀金层的厚度分别如下表1所示。

比较例6：双镀层银线

比较例6大致上采用如同上述实施例1至14的方法得到线径为0.23mm的经退火的芯材，于经碱洗及酸洗清洁芯材表面后，先以1.1A的电流、浓度为5g/L的钯电镀液，于经退火的芯材上的外围形成镀钯层，经水洗后再以6m/min的线速、0.66A的电流、浓度为5g/L的金电镀液，于镀钯层上形成镀金层，得到双镀层母线。

最后，以100m/min的线速，将双镀层母线的线径先伸线至0.0337mm，再伸线至0.0175mm，得到经伸线的双镀层母线；再于575℃的退火温度及100m/min的线速下，对前述经伸线的双镀层母线进行第二次退火热处理，即完成比较例6的双镀层银线的制作。

所述双镀层母线由内而外依序包含前述经退火的芯材、镀钯层及镀金层，该经退火的芯材的组成与上述实施例1至14的银合金芯材相同，但本比较例的双镀层母线中经退火的芯材与镀钯层之间并未形成有预镀金层。即，比较例6中经退火的芯材亦包含89.1wt％的银、7.4wt％的金及3.5wt％的钯；其镀钯层及镀金层的厚度分别如下表1所示。

比较例7至13：多镀层银线

比较例7至13大致上采用如同上述实施例1至14的方法制备多镀层银线，其不同之处仅在于各比较例中预镀金层、镀钯层及镀金层的厚度值有所不同，比较例7至13的厚度值亦列于下表1所示。

表1：于制作实施例1至14的多镀层银线、比较例1的无镀层银线、比较例2至5的单镀层银线、比较例6的双镀层银线及比较例7至13的多镀层银线的工艺中，各样品电镀于经退火的芯材外的预镀金层、镀钯层及镀金层的厚度以及于所制成实施例1至14的多镀层银线、比较例1的无镀层银线、比较例2至5的单镀层银线、比较例6的双镀层银线及比较例7至13的多镀层银线的特性分析结果。

表1

表2：实施例1、2、5、7、8、11及12的多镀层银线中镀金层及扩散层的厚度量测结果。

	镀金层厚度	扩散层厚度
			实施例1	94nm	36nm
实施例2	94nm	52nm
			实施例5	116nm	36nm
实施例7	117nm	40nm
			实施例8	126nm	60nm
实施例11	134nm	58nm
			实施例12	148nm	64nm

试验例1：抗腐蚀性

本试验例是以前述方法所得的实施例1至14的多镀层银线、比较例1的无镀层银线、比较例2至5的单镀层银线、比较例6的双镀层银线及比较例7至13的多镀层银线作为待测样品，并经由如下所述的开盖测试法评估其抗腐蚀性：

将各待测样品(经打线后再进行封装的样品)置于预热加热板上，将发烟硝酸滴在封装材进行蚀刻，再以丙酮冲洗待测样品，重复相同的处理步骤后，即可将封装材移除，最后再观察各待测样品经开盖测试后的线表状况。

各待测样品经开盖测试后发生断线的机率由下述计算方式所得：

线材断线率(％)＝封装断线数目(条)/总封装线材数目(条)×100％

于上表1中，以“○”代表经上述方法所计算而得的线材断线率为0％，代表其抗腐蚀性佳；以“Δ”代表线材断线率≦10％，代表抗腐蚀性差；以“X”代表线材断线率>10％，代表抗腐蚀性极差。亦即，线材断线率越高表示待测样品的抗腐蚀性愈低。

进一步以实施例7的多镀层银线、比较例1的无镀层银线、比较例2及4的单镀层银线及比较例10的多镀层银线的开盖测试图为例；由图8至图11中皆可观察到有严重断线的情形，故由上述计算式可分别计算得到比较例1、2、4及10的线材断线率分别为100％、45％、39％及7％，表明比较例1的无镀层银线、比较例2及4的单镀层银线及比较例10的多镀层银线皆无法获得所需的抗腐蚀性；反观图12，则可明显观察到完整的细线存在，显示实施例7的多镀层银线具有绝佳的抗腐蚀性，故其线材断线率为0％。

如上表1所示，比较例1的无镀层银线的表面因未镀覆任何金属层，而比较例2至5的单镀层银线因仅具有单一镀金层包覆于经退火的芯材外，故比较例1的无镀层银线及比较例2至5皆无法提供所需的抗腐蚀性，致使其等经开盖测试后发生严重断线的问题；而比较例6的双镀层银线及比较例7至12的多镀层银线虽于经退火的芯材及镀金层之间再设置了一层镀钯层或预镀金层及镀钯层的二层结构，但却未进一步控制预镀金层及镀钯层的厚度，致使比较例6的双镀层银线及比较例7至12的多镀层银线仍无法具备足够的抗腐蚀性，亦无法具体避免经开盖测试后发生断线的可能性。反观本发明实施例1至14的多镀层银线，其则具备相当优异的抗腐蚀性，故该等多镀层银线经开盖测试后并未发生断线的情形。

经由上述实验结果证实，通过进一步在经退火的芯材及镀金层之间再设置一层镀钯层，所述的镀钯层可作为扩散阻障层，抑制经退火的芯材及/或预镀金层中银成分与镀金层中金成分之间的扩散现象；且通过进一步控制预镀金层、镀钯层及镀金层的个别厚度，更能令多镀层银线具备相当优异的抗腐蚀性，使本发明的多镀层银线能获得如现有技术中纯金线的抗腐蚀性。

试验例2：结球稳定性

本试验例也是以上述方法所得的实施例1至14的多镀层银线、比较例1的无镀层银线、比较例2至5的单镀层银线、比较例6的双镀层银线及比较例7至13的多镀层银线作为待测样品，各待测样品分别取1200条重复进行以下步骤：

将各穿过焊合磁嘴的待测样品裸露的端部，利用热音波焊接机(型号：K&SIConn)，以电极放电的方式，熔融期间通入纯氮气保护，将该待测样品的端部加热熔融成球状状态的金属球(free air ball，FAB)。其中，自电极放电至成熔球的过程又称放电结球(electric flame-off，EFO)，各待测样品总共重复打1200颗金属球。

待前述金属球冷却后，再自各待测样品的延伸方向俯视该等金属球，当其中金属球于水平面的第一方向的径宽与垂直该第一方向的第二方向的径宽间的比值小于0.95或大于1.05时，判定该金属球的结球稳定性失效。

于上表1中，以“◎”表示各待测样品所打出的1200颗金属球中没有任何一个金属球的结球稳定性失效；以“○”表示示各待测样品所打出的1200颗金属球中有1至5个金属球的结球稳定性失效：以“X”表示示各待测样品所打出的1200颗金属球中有6个或6个以上金属球的结球稳定性失效。

此外，本试验例更进一步选用实施例7的多镀层银线及比较例2的单镀层银线作为待测样品，另采用如上述的试验方法进行打线测试，再以光学显微镜观察各待测样品的结球稳定性，进而评估其等的打线作业性。

如图13所示，比较例2的单镀层银线所观察得到的金属球球形有偏离的情形，显示其结球稳定性较差；反观图14所示，实施例7的多镀层银线所观察得到的金属球球形完整，显示其在氮气气氛中能获得良好的结球稳定性。

如上表1所示，相较于比较例1的无镀层银线及比较例2至5的单镀层银线，实施例1至14的多镀层银线经打线后所形成的金属球球形的稳定性较佳；进一步比较比较例13与实施例1至14的多镀层银线的结球稳定性结果可知，过厚的预镀金层反而会降低其结球稳定性，甚而劣化该多镀层银线的可靠性。

试验例3：推拉力

本试验例也是以上述方法所得的实施例1至14的多镀层银线、比较例1的无镀层银线、比较例2至5的单镀层银线、比较例6的双镀层银线及比较例7至13的多镀层银线作为待测样品，将各待测样品经打线工艺而形成的金属球分别与铝垫片接合后，使用推球试验机(厂牌名称：DAGE，型号dage 4000)，并设定推球试验机的推刀荷重为250g，对金属球进行推球测试。当所测得的推力小于15gf时，则判定失效。各待测样品重复进行100次实验后，统计总失效次数。

于上表1中，以“○”表示该待测样品于100组实验中未发生任何失效情形，以“X”表示该待测样品于100组实验中发生1次以上失效情形。

如上表1所示的推拉力分析结果可知，当未形成镀钯层或未妥善控制镀钯层的厚度时，所制成比较例1的无镀层银线及比较例2至5的单镀层银线与比较例7至10的多镀层银线易发生接合强度不足而失效的情形；此外，当预镀金层的厚度过厚时，比较例13的多镀层银线亦会发生如前述失效的问题。

经由上述实验结果证实，通过适当控制预镀金层及镀钯层的厚度，能确保实施例1至14的多镀层银线接合于铝垫片上具备足够的接合强度，避免多镀层银线与铝垫片的键结发生失效的情形，从而获得较佳的可靠度。

试验例4：金属覆盖率

本试验例也是以上述方法所得的实施例1至14的多镀层银线、比较例1的无镀层银线、比较例2至5的单镀层银线、比较例6的双镀层银线及比较例7至13的多镀层银线作为待测样品，将各待测样品经打线工艺形成100颗金属球而与铝垫片接合后，在利用酸蚀的方式针对铝垫或多镀层银线进行蚀刻，以观测铝垫片与金属球的残余镀层银合金面积比例，金属线与金属垫在打线接合过程中会在界面处形成一层介金属化合物(intermetallic compound,IMC)，其会影响线材与金属垫之间的接合能力，亦为影响电子材料可靠度的关键因素。当金属覆盖率越大时，表示金属球的接合能力越好。

于上表1中，以“○”表示金属覆盖率大于90％，显示该待测样品的接合能力佳；以“Δ”表示金属覆盖率介于80％至90％，显示该待测样品的接合能力差；以“X”表示金属覆盖率小于80％，显示该待测样品的接合能力极差。

如上表1所示，比较例1的无镀层银线的表面因未镀覆任何金属层，而比较例2至5的单镀层银线因仅具有单一镀金层包覆于经退火的芯材外，故比较例1的无镀层银线及比较例2至5的单镀层银线皆存在接合能力不足的问题；而比较例6的双镀层银线及比较例7至12的多镀层银线因未进一步控制预镀金层及镀钯层的厚度，致使比较例6的双镀层银线及比较例7至12的多镀层银线亦无法提供足够的接合能力，无法完全杜绝失效的可能性发生。相较之下，实施例1至14的多镀层银线则能与金属垫之间具备良好的接合能力，进而提升多镀层银线应用于电子产品的可靠度。

试验例5：结球元素分析

本试验例选用如上述实施例7的多镀层银线作为待测样品，并经由如上述试验例2所述的方法，于氮气气氛中进行打线测试，再以扫描式电子显微镜观察实施例7的多镀层银线经打线工艺后的横截面结构；另以电子微探分析仪(electron probe X-raymicroanalyzer，EPMA，型号：JEOL JXA-8900R)分析实施例7的多镀层银线经打线后所烧成的金属球的成分分布情形。

请参阅图15所示，其为实施例7的多镀层银线经打线工艺后的表面形貌图；再者，由图16中可观察到实施例7的多镀层银线经打线后所烧成的金属球中存在有成分不同的层状结构。尤其，如图17所示，经打线工艺后，该金属球或多镀层银线中皆未侦测到有氧的讯号，显示该多镀层银线能获得极佳的抗氧化性，进而提升其可靠度；再如图18至图20所示，该多镀层银线经打线后仍有扩散层(含有金与钯)及镀金层包覆其内的银合金芯材，显示金属球内仍存在部分未被熔融的扩散层及镀金层保护多镀层银线中的银合金芯材，故能有效避免多镀层银线被腐蚀液所侵蚀。

由上述实验结果可再次验证，通过上述扩散层及镀金层的结构，可有效隔绝多镀层银线中的银成分与外界环境接触，从而提升实施例7的多镀层银线的打线作业性及可靠度，并有效降低多镀层银线在封装工艺中形成缺陷。

综观上述试验例1至5的实验结果，本发明利用前述制法所制成的多镀层银线不但能具备极佳的结球稳定性、足够的推拉力及金属覆盖率从而提升打线作业性外，尤其，本发明的多镀层银线更能有效隔绝其芯材中银成分与外界环境接触，使该多镀层银线具有绝佳的抗腐蚀性，并且避免于封装工艺中形成缺陷，从而提高其可靠度，以令本发明的多镀层银线能适用于安全性需求较高的车用晶片等领域中。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已经以较佳实施例公开如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何的简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种多镀层银线，其由内而外包括经退火的芯材、扩散层及镀金层，该扩散层中含有金与钯，该扩散层的厚度大于或等于30纳米且小于或等于65纳米，该镀金层的厚度大于或等于100纳米且小于或等于150纳米。

2.根据权利要求1所述的多镀层银线，其特征在于，所述扩散层的厚度大于或等于40纳米且小于或等于60纳米。

3.根据权利要求1所述的多镀层银线，其特征在于，所述经退火的芯材的组成包含大于或等于88重量百分比且小于100重量百分比的银元素、大于0重量百分比且小于或等于10重量百分比的金元素及大于0重量百分比且小于或等于5重量百分比的钯元素。

4.根据权利要求1所述的多镀层银线，其特征在于，所述经退火的芯材是由银所组成。

5.一种多镀层银线的制法，其包括：

对银芯材进行伸线加工，以得到经伸线的芯材；

对该经伸线的芯材进行第一次退火热处理，以获得经退火的芯材；

于该经退火的芯材上依序形成预镀金层、镀钯层及镀金层并且进行伸线加工，以获得多镀层母线，该预镀金层的厚度为大于或等于5纳米且小于或等于15纳米之间，该镀钯层的厚度为大于或等于20纳米且小于或等于50纳米之间，该镀金层的厚度大于或等于100纳米且小于或等于150纳米之间；以及

对该多镀层母线进行第二次退火热处理，以制得所述多镀层银线。

6.根据权利要求5所述的制法，其特征在于，所述于该经退火的芯材上依序形成所述预镀金层、镀钯层及镀金层并且进行伸线加工的步骤包括：

先于所述经退火的芯材上依序形成所述预镀金层、镀钯层及镀金层，得到多镀层芯材；

再对该多镀层芯材进行伸线加工，以获得所述多镀层母线。

7.根据权利要求5所述的制法，其特征在于，所述于该经退火的芯材上依序形成所述预镀金层、镀钯层及镀金层并且进行伸线加工的步骤包括：

先对所述经退火的芯材进行伸线加工，得到经伸线的母线；

再于该经伸线的母线上依序形成所述预镀金层、镀钯层及镀金层，以获得所述多镀层母线。

8.根据权利要求5所述的制法，其特征在于，所述镀钯层的厚度为大于或等于30纳米且小于或等于50纳米之间。

9.根据权利要求5至8中任一项所述的制法，其特征在于，所述第一次退火热处理的温度大于或等于300℃且小于或等于500℃，所述第二次退火热处理的温度大于或等于300℃且小于或等于700℃。

10.根据权利要求5至8中任一项所述的制法，其特征在于，所述经伸线的芯材的直径介于15微米至500微米之间，且所述多镀层银线的直径介于15微米至500微米之间。