[發(fā)明專利]一種基于快速局域電沉積的引線鍵合方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711377902.7
• 申請(qǐng)日: 2017-12-19
• 公開（公告）號(hào): CN108054108B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭振;王春青;孔令超;劉威
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L21/60
• 分類號(hào): H01L21/60;C25D5/02
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 高媛

1.一種基于快速局域電沉積的引線鍵合方法，其特征在于：所述方法具體步驟如下：

步驟一：選擇待鍵合的引線材料；

步驟二：對(duì)步驟一所選擇的引線材料進(jìn)行表面改性；

步驟三：將表面改性后的引線材料，通過(guò)微納操作平臺(tái)放置于焊盤表面，保證引線兩端位于焊盤表面的中心處，并保證引線兩端與焊盤表面有良好的接觸；

步驟四：選擇局域電沉積精密移液滴加管口徑，滴加管口孔徑的選擇范圍為大于需加工焊盤面積的1/5，小于焊盤面積的2/3；根據(jù)電沉積金屬種類選擇局域電沉積溶液滴加管內(nèi)陽(yáng)極金屬種類，確保電鍍陰極端探針與焊盤良好接觸；

步驟五：通過(guò)局域電沉積方法在焊盤表面形成完全包覆引線材料的金屬鍍層；

步驟六：完成所有焊盤表面電沉積引線鍵合后，對(duì)整體器件進(jìn)行清洗，除去表面殘留電沉積溶液。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于快速局域電沉積的引線鍵合方法，其特征在于：所述的引線材料為碳基引線材料、碳表面增強(qiáng)金屬基引線材料或碳復(fù)合金屬基引線材料，

所述的碳基引線材料為碳纖維、碳納米管纖維或石墨烯片層；所述的碳表面增強(qiáng)金屬基引線材料為表面定向生長(zhǎng)碳納米管金屬引線、表面定向生長(zhǎng)石墨烯金屬引線或表面包覆石墨烯金屬箔片；所述的碳復(fù)合金屬基引線材料為碳納米管復(fù)合金屬引線或石墨烯復(fù)合金屬引線；所述的金屬均為銅、鎳、金或鋁中的一種。

3.據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于快速局域電沉積的引線鍵合方法，其特征在于：步驟二中，所述的表面改性包括表面活性劑吸附改性、激光及等離子刻蝕改性或表面納米化改性。

4.據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于快速局域電沉積的引線鍵合方法，其特征在于：步驟五具體為：電沉積溶液通過(guò)安裝在微納操作平臺(tái)上的精密移液器滴加在焊盤與引線材料的結(jié)合處，保證移液器管頭沒于焊盤表面電沉積溶液液面之下，移液器滴加電沉積溶液應(yīng)完全包覆焊盤與引線結(jié)合處，同時(shí)保證電沉積溶液面積應(yīng)小于整個(gè)焊盤面積的三分之二。

5.利要求4所述的一種基于快速局域電沉積的引線鍵合方法，其特征在于：通過(guò)向電沉積溶液中添加表面活性劑或改變焊盤表面結(jié)構(gòu)，使得電沉積溶液在焊盤表面的潤(rùn)濕角大于45°，保證電沉積溶液在焊盤表面保持良好的液滴狀態(tài)。

6.據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于快速局域電沉積的引線鍵合方法，其特征在于：所述的精密移液器內(nèi)放置沉積金屬片或金屬絲，作為后續(xù)電沉積加工的陽(yáng)極材料。

7.據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于快速局域電沉積的引線鍵合方法，其特征在于：使用精密電鍍電源進(jìn)行金屬沉積引線鍵合時(shí)，其中電源陽(yáng)極端能夠與精密移液器滴加管內(nèi)放置的沉積金屬片或金屬絲連接，電源陰極端探針能夠與金屬焊盤相連接，同時(shí)保證陰極端金屬探針不與電沉積溶液接觸；電沉積氣氛根據(jù)沉積金屬的不同而不同，即

當(dāng)使用水基溶液沉積銅、鎳、金時(shí)，無(wú)需保護(hù)氣氛；當(dāng)使用離子液體沉積鋁金屬時(shí)，需在惰性氣體保護(hù)下進(jìn)行。

8.據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于快速局域電沉積的引線鍵合方法，其特征在于：步驟五中，通過(guò)電沉積法在焊盤表面進(jìn)行金屬電沉積，電沉積金屬層要完全覆蓋引線材料，電沉積電流密度為0.1~5 A/dm²，電沉積時(shí)間在10~600s之間。

9.權(quán)利要求1所述的一種基于快速局域電沉積的引線鍵合方法，其特征在于：步驟五中，根據(jù)加工芯片與電路板的結(jié)構(gòu)和焊盤的位置，進(jìn)行逐一單個(gè)焊盤電沉積引線鍵合，或者多個(gè)焊盤同時(shí)電沉積進(jìn)行引線鍵合；所述的多個(gè)焊盤同時(shí)進(jìn)行電沉積引線鍵合時(shí)，需根據(jù)加工需要選擇多個(gè)微納操作平臺(tái)、精密移液滴加裝置和精密電鍍電源；所述的單個(gè)焊盤電沉積引線鍵合完成后，精密移液滴加裝置吸取剩余在焊盤上的電沉積溶液，移動(dòng)到下一焊盤進(jìn)行加工；全部焊盤完成電沉積引線鍵合后，對(duì)芯片和電路板進(jìn)行整體清洗，去除殘留的電沉積溶液殘留，對(duì)清洗后的芯片和電路板進(jìn)行干燥處理。