[發(fā)明專利]一種極微細鍍鈀銅鍵合絲及其制作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510092824.0
• 申請日: 2015-03-02
• 公開（公告）號: CN104716118B
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 程平;李明;鄭東風(fēng)
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽華晶微電子材料科技有限公司
• 主分類號: H01L23/49
• 分類號: H01L23/49;H01L21/48
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體、集成電路及LED封裝產(chǎn)業(yè)用材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種極微細鍍鈀銅鍵合絲及其制作方法。

背景技術(shù)

鍵合絲（bonding wire）是連接芯片與外部封裝基板（substrate）和/或多層線路板（PCB）的主要連接方式。鍵合絲發(fā)展趨勢，從應(yīng)用方向上主要是線徑細微化、高車間壽命（floor life）以及高線軸長度。

典型的半導(dǎo)體器件及LED芯片的鍵合引線主體是金線、銀線或其合金線，由于金的價格高昂，不利于降低產(chǎn)品的成本，同時金的冷拔細度是有限的，不利于大規(guī)模集成電路發(fā)展；而銀或銅及銀合金、銅合金雖可降低成本，但因其容易硫化、氧化影響使用性能；銅的導(dǎo)電性僅次于銀，比金好，且易冷拔、細拔，只是極易氧化，如果在銅或銅合金絲的表面鍍覆鈀膜層可有效防止氧化現(xiàn)象，既可保有銅的高導(dǎo)電性能，又不影響使用效果，是替代金、銀等貴金屬的最佳選擇。現(xiàn)有的銅或銅合金絲鍍鈀技術(shù)，都是在較大絲徑如0.1mm—0.05mm之間進行鍍覆鈀膜層，然后，再根據(jù)需要拉拔成較細絲徑的成品；因為10幾微米線徑的絲線張力只有不到幾個cN，非常不利于進行連續(xù)的表面熱處理。

現(xiàn)有先鍍鈀后拉拔的專利技術(shù)如下：

1、中國專利一種表面鍍鈀鍵合銅絲，公開號CN 102130067 B，該專利公開了一種表面鍍鈀鍵合銅絲，包括銅為主組分的銅芯材，以及在所述銅芯材上鍍覆形成的鈀層，由銅為主組分的銅芯材添加改善延伸性能的微量金屬，經(jīng)過單晶熔煉拉伸成銅合金芯線并在表面鍍鈀后再超細拉伸為表面鍍鈀鍵合銅絲。所述鍍覆形成的鈀層，是在真空鍍膜設(shè)備中進行動態(tài)連續(xù)磁控濺射真空鍍膜形成的鈀層，其實施方式所述：單晶熔煉拉伸而成的直徑為Φ0. IOmm的單晶銅合金芯線卷繞在不銹鋼卷軸上，傳送至真空鍍膜設(shè)備中進行動態(tài)連續(xù)磁控真空濺射，在單晶銅絲表面鍍覆形成厚度為40-36 μm的鈀層。

2、中國專利一種鍍鈀鍵合銅絲及其制造方法，公開號CN 101707194 A，該發(fā)明公開了一種以高純銅絲為基體、表面覆有純鈀保護層的鍵合銅絲產(chǎn)品；按照重量百分比，鈀為1.35％-8.19％，其余為銅；其制造方法包括：提取高純銅、制備單晶銅棒、粗拔、熱處理、表面鍍鈀、精拔、熱處理、表面清洗和分卷步驟。該發(fā)明也是先制成線徑小于1mm的銅絲，再電鍍純鈀層，最后精密拉拔成鍍鈀鍵合銅絲成品。該專利說明中有以下敘述：粗拔：將cp5mm單晶銅棒拉拔成直徑小于lmm的銅絲；熱處理：將直徑小于lmm的銅絲退火；表面鍍鈀：對退火后的銅絲電鍍純鈀保護層，電鍍用鈀的純度要求大于 99. 999%，按照純銅密度為8. 92g/cm^純鈀密度為12. 0g/cm3，鍍鈀層的重量百分比控制在 1. 35% -8. 19%，其余為銅；精拔：將前述電鍍有純鈀保護層的銅絲，精密拉拔成cpl8^im-5(^m的鍍鈀鍵合 銅絲；表面鍍鈀：應(yīng)用常規(guī)電鍍設(shè)備和工藝，對退火后的cp0.2mm銅絲電鍍純鈀防氧 化保護層。

3、中國專利封裝用鍍鈀鍵合絲及其制備方法，公開號CN 103681570 A，該專利涉及一種封裝用鍵合絲，包括中心母線，所述中心母線的外表面鍍有鈀膜。其制備方法，包括：A.制備中心母線；B.采用真空鍍的方式，在所述中心母線的外表面鍍有鈀膜；C.將鍍有所述鈀膜的所述中心母線進行多次拉伸；D.清洗；E.退火得成品。其實施例中有如下說明：

如圖1，中心母線為金銀合金線202，鍍有鈀膜102，膜厚為0.25微米，鍵合絲的橫截面直徑為120微米。

如圖2，中心母線為金銀合金線203，鍍有鈀膜103，膜厚為0.18微米，鍵合絲的橫截面直徑為100微米。

如圖3，中心母線為金銀合金線204，鍍有鈀膜304，鈀膜上又鍍有金膜104，鈀膜304的膜厚為0.10微米，金膜104的膜厚為0.08微米，鍵合絲的橫截面直徑為130微米。

如圖4，中心母線為銅線205，鍍有鈀膜305，鈀膜305上又鍍有金膜105，鈀膜305的膜厚為0.09微米，金膜105的膜厚為0.10微米，鍵合絲的橫截面直徑為90微米。

上述專利，不論是電鍍或真空離子鍍，都是在絲徑大于0.05mm以上的粗線徑上鍍覆，然后再經(jīng)多道次微細拉拔至所需成品。

本發(fā)明是在絲徑0.03mm以下的銅或銅合金絲表面直接電鍍鈀膜層，可以有效防止先鍍后拔時，由于內(nèi)外成分硬度、塑性不同而致拉拔后膜層不均、線材不勻及表面皸裂等現(xiàn)象，影響使用性能。

發(fā)明內(nèi)容