[發明專利]一種基于鈀銅線的半導體鍵合工藝

有效

• 申請號: 201710541340.9
• 申請日: 2017-07-05
• 公開（公告）號: CN107256834B
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發明（設計）人: 廖偉春
• 申請（專利權）人: 廖偉春
• 主分類號: H01L21/60
• 分類號: H01L21/60;H05K3/34
• 代理公司: 深圳市創富知識產權代理有限公司 44367
• 代理人: 霍如肖

1.一種基于鈀銅線的半導體鍵合工藝，其特征在于，包括：

A.劈刀移至芯片焊盤的位置，使用表面鍍鈀的純銅線構成的焊線線材制作第一個焊點的焊球；

B.拉線弧，焊頭帶動劈刀往上抬起，所述焊線線材被拉起到設定的高度后，從最高點移動到PCB板第二個焊點的位置，完成所述焊線線材的走線；

C.劈刀移至PCB板的焊盤的位置，使用所述焊線線材焊接第二個焊點；

其中，制作第一個焊點和第二個焊點時，使用保護氣體充盈所述劈刀及劈刀的周邊，所述保護氣體的成分為：95％～99％氮氣和1％～5％的氫氣，重量百分比；

其中，制作所述第一個焊點的焊球時，包括預燒球階段獲得預燒球；

所述預燒球階段：打火桿尖端與露出劈刀的所述焊線線材之間放電形成一個完整的電流回路，所述電流回路的電流為25～35mA:

其中，所述A之前，還包括：

A1：在PCB板的焊盤的位置種球，種球包括種球預燒球階段和燒球階段，所述種球預燒球階段電子打火后線尾燒結形成的小球的直徑為1.8～2.2mil，所述燒球階段，打火桿尖端與露出劈刀的所述焊線線材之間放電形成一個完整的電流回路，形成直徑為1.8～2.2mil的預植球；所述預植球成為第二個焊點；

所述預燒球的直徑的3/4以內，所述鈀元素所占重量比例低于10％；

所述預燒球階段：使用環形噴嘴從下向上吹向所述焊線線材的端部的周側，使所述鈀元素少向所述預燒球的內部擴散。

2.如權利要求1所述基于鈀銅線的半導體鍵合工藝，其特征在于，所述芯片焊盤為鋁焊盤或金焊盤，所述第一個焊點的焊球大小為所述芯片焊盤的大小的80％～95％。

3.如權利要求1所述基于鈀銅線的半導體鍵合工藝，其特征在于，所述PCB板的焊盤包括從下而上的三層金屬：銅層、鎳層和銀層，或銅層、鎳層和金層，其中，所述銅層的厚度為500～800μm，所述鎳層的厚度為150～250μm，所述銀層的厚度為60～120μm，所述金層的厚度為1～5μm。

4.如權利要求1所述基于鈀銅線的半導體鍵合工藝，其特征在于，所述焊線線材的直徑為0.6～1mil，所述表面鍍鈀的純銅線構成的焊線線材的鈀金屬層的厚度為4～8μm；制作第一個焊點時，預燒球階段電子打火后線尾燒結形成的小球的直徑為1.6～2mil，焊接壓力為30～50g，焊接的功率為120～150mv，焊接時間為10～16ms。

5.如權利要求1所述基于鈀銅線的半導體鍵合工藝，其特征在于，所述焊接第二個焊點時，預燒球階段電子打火后線尾燒結形成的小球的直徑為1.8～2.2mil，焊接壓力為70～90g，切魚尾的焊接功率為120～150mv。

6.如權利要求2所述基于鈀銅線的半導體鍵合工藝，其特征在于，在所述焊接第二個焊點時，鍵合溫度設置為140℃～170℃，焊焊接時間設置為10～16ms，焊接功率為65～95mw。