[發(fā)明專利]一種鍍鈀鍍金的雙鍍層鍵合銅絲

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310066035.0
• 申請(qǐng)日: 2013-03-01
• 公開（公告）號(hào): CN103219312A
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂燕翔;居勤坤;史仁龍;萬傳友;彭芳美;周國(guó)忠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 溧陽市虹翔機(jī)械制造有限公司
• 主分類號(hào): H01L23/49
• 分類號(hào): H01L23/49;C25D7/06
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責(zé)任公司 32112
• 代理人: 朱戈勝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于半導(dǎo)體集成電路芯片封裝領(lǐng)域，具體來說涉及一種半導(dǎo)體集成電路芯片鍵合用雙鍍層銅絲。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體集成電路制造完成后所得的芯片雖然已經(jīng)具有特定的功能，但是要實(shí)現(xiàn)該功能，必須通過與外部電子元件的連接。而半導(dǎo)體集成電路芯片需要經(jīng)過與封裝體的鍵合工序，最終得到芯片封裝，如此才能通過封裝的引腳與外部電子元件連接。在芯片與封裝體的鍵合工藝中，都通過鍵合線將芯片上的焊盤與封裝體的引腳進(jìn)行電連接。所以鍵合線是實(shí)現(xiàn)芯片功能必不可少的材料。現(xiàn)有技術(shù)中，中國(guó)授權(quán)專利CN102130067B公開了一種表面鍍鈀鍵合銅絲，這種鍍鈀鍵合銅絲由于采用價(jià)格相對(duì)低廉的鈀作為鍍層，因此相對(duì)于鍍金鍵合銅絲來說，其制造成本以及應(yīng)用成本相對(duì)更低，但是這種鍍鈀鍵合銅絲由于采用金屬鈀作為鍍層，因此相對(duì)于鍍金鍵合銅絲來說，其導(dǎo)電性能存在不足。中國(guó)授權(quán)實(shí)用新型專利CN201788710U公開了一種高導(dǎo)光亮復(fù)合鍍銀銅絲，其采用金屬銀作為銅絲的鍍層，由于銀的優(yōu)良導(dǎo)電性能以及其相對(duì)適中的價(jià)格，因此其能在一定范圍內(nèi)取代鍍鈀鍵合銅絲。但是這種鍍銀鍵合銅絲同樣存在不足，例如延展性不好，在加工過程中容易被破壞。

而且，無論是鍍鈀鍵合銅絲還是鍍銀鍵合銅絲，相對(duì)于純金來說，由于鈀或銀的導(dǎo)電性能仍存在不足，例如電阻率較高，這導(dǎo)致其在體積非常小的芯片封裝中所產(chǎn)生的熱量無法忽視。因而有必要研究一種性能優(yōu)異的替代鍵合絲。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種具有雙鍍層的鍵合銅絲，以克服現(xiàn)有鍍鈀或鍍銀鍵合銅絲導(dǎo)電性能較差，并且延展性能不好的缺陷。

本發(fā)明提出的雙鍍層鍵合銅絲具有三層結(jié)構(gòu)，最內(nèi)層為在高純銅中添加了微量金屬元素的銅芯，在該銅芯的表面鍍有純鈀導(dǎo)電層，在純鈀導(dǎo)電層的表面鍍有純金導(dǎo)電層；其中所述微量金屬元素為錫、鎂和鋁。

其中，所述高純銅的純度大于99.9995％，以所述雙鍍層鍵合銅絲為100重量份，即100wt%計(jì)，其中銅芯中純銅的含量為92.6~93.8wt%，微量元素總體含量為1wt%，純鈀導(dǎo)電層的含量為2.7~5.4wt％，純金導(dǎo)電層的含量為1~2.5wt％。

其中，所述微量金屬元素的總含量為1wt%，包括0.5wt%的錫、0.3wt%的鎂以及0.2wt%的鋁。

其中，所述純鈀的純度大于99.99%，所述純金的純度大于99.99%。

附圖說明：

圖1為本發(fā)明提出的雙鍍層結(jié)構(gòu)的鍵合銅絲。

具體實(shí)施方式：

下面通過具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明提出的雙鍍層鍵合銅絲進(jìn)行詳細(xì)說明。

實(shí)施例

如圖1所示，本發(fā)明提出的雙鍍層鍵合銅絲包括銅芯1、鍍鈀層2、鍍金層3。其中，銅芯1為采用純度大于99.9995％的高純銅為原料，通過添加錫、鎂和鋁進(jìn)行單晶熔煉而成；鍍鈀層2采用純度大于99.99%的金屬鈀，通過電鍍工藝將其鍍?cè)阢~芯的表面上；鍍金層3采用純度大于99.99%的金屬金，通過電鍍工藝將其電鍍?cè)阱冣Z層2的表面上。其中，以最終制得的含有鍍鈀層和鍍金層的雙鍍層鍵合銅絲為100重量份計(jì)，即100wt%計(jì)，銅芯中純銅的含量為92.6~93.8wt%，純鈀導(dǎo)電層的含量為2.7~5.4wt％、純金導(dǎo)電層的含量為1~2.5wt％，錫的含量為0.5wt%、鎂的含量為0.3wt%、鋁的含量為0.2wt%。

下面介紹制造本發(fā)明雙鍍層鍵合銅絲的具體工藝方法，該方法以先后次序依次包括如下步驟：

（1）以最終制得的含有鍍鈀層和鍍金層的雙鍍層鍵合銅絲為100重量份計(jì)，即100wt%計(jì)，將92.6~93.8wt%的純度大于99.9995％的高純銅置入熔煉爐熔化，并加入0.5wt%的錫、0.3wt%的鎂、0.2wt%的鋁，經(jīng)過單晶熔煉拉伸成銅芯，銅芯的直徑大約為8mm，并且該銅芯的縱向和橫向晶粒數(shù)均為1個(gè)；

（2）將所述銅芯進(jìn)行粗拔以制得直徑大約為3-4mm的銅絲后，對(duì)所述銅絲進(jìn)行退火，退火溫度大約為450-500攝氏度，退火時(shí)間大約為20-60分鐘，退火后進(jìn)行水冷；

（3）電鍍純鈀導(dǎo)電層：在退火后銅芯表面上電鍍2.7~5.4wt％的純鈀，以形成純鈀導(dǎo)電層，所述純鈀的純度大于99.99%；

（4）第一次精拔：將完成步驟（3）的電鍍有純鈀導(dǎo)電層的銅絲，精拔成直徑大約為1-2mm的鍍鈀銅絲；

（5）第一次熱退火：對(duì)完成步驟（4）的鍍鈀銅絲進(jìn)行熱退火，其中熱退火溫度大約為450-500攝氏度，時(shí)間大約為20-60分鐘；