[發明專利]一種封裝用鍵合銅線的加工方法

有效

• 申請號: 201711488971.5
• 申請日: 2017-12-30
• 公開（公告）號: CN108231600B
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 潘加明
• 申請（專利權）人: 安徽晉源銅業有限公司
• 主分類號: H01L21/48
• 分類號: H01L21/48;H01L21/60;C22F1/08;C22C9/00;C22C1/02
• 代理公司: 合肥市長遠專利代理事務所(普通合伙) 34119
• 代理人: 段曉微;葉美琴

本發明公開了一種封裝用鍵合銅線的加工方法，包括如下步驟：按重量百分含量將Cu、Li加入氮氣保護下的熔煉爐中熔煉，加入La、Ce繼續熔煉，再加入Ag、Sr、Sn繼續熔煉，經定向凝固制得無氧銅桿；將無氧銅桿經冷卻處理后加入拉伸機，粗拉拔、精拉拔和退火處理制得封裝用鍵合銅線。本發明從銅線的抗氧化、耐腐蝕性能和導電性能出發，對銅線合金元素種類及含量進行合理設計，并結合適宜的加工工藝制得性能優異的封裝用鍵合銅線。

技術領域

本發明涉及集成電路封裝技術領域，尤其涉及一種封裝用鍵合銅線的加工方法。

背景技術

在半導體集成電路封裝中，芯片與引線框架通過引線鍵合技術實現連接，目前，引線鍵合所使用的連接線主要為純金線，因為金具有抗氧化侵蝕能力和高導電性，同時可以很容易地通過熱壓縮法和超聲波焊接技術鍵合到指定位置。然而近年來，隨著金價不斷上漲，電子產品價格不斷降低，尋找其他更適合的金屬代替金線成為急需解決的問題。銅線成本較低，相比金線導電、導熱性能能好，人們逐漸采用銅線代替金線以降低材料成本。然而銅線易于氧化、腐蝕、硬度大、焊接性差，這也成為銅線鍵合技術面臨的困難與挑戰。

中國授權專利CN102130067B通過在銅線上鍍一層價格相對低廉的鈀，提高銅線耐氧化性能，但是鈀的導電性不足。中國專利CN103219312A、CN103219311A分別公開了一種雙鍍層鍵合銅線，即在銅線表面鍍鈀層，在鈀層表面鍍金層或銀層，解決了銅線易氧化、銅線鍍鈀導電性不足問題，但是其制備復雜，成本較高。

發明內容

基于背景技術存在的技術問題，本發明提出了一種封裝用鍵合銅線的加工方法，提高銅線的耐氧化、耐腐蝕性能和導電性能，制備工藝簡單，成本較低。

本發明提出了一種封裝用鍵合銅線的加工方法，包括如下步驟：

S1、按重量百分含量將Cu98.86-99.27wt％、Li0.02-0.05wt％加入氮氣保護下，溫度為1200-1215℃的熔煉爐中熔煉，再加入La0.1-0.15wt％、Ce0.1-0.15wt％熔煉，再加入Ag0.4-0.6wt％、Sr0.1-0.2wt％、Sn0.01-0.03wt％熔煉，經定向凝固制得無氧銅桿；

S2、將S1無氧銅桿在零下45℃至零下30℃冷卻處理；

S3、將S2冷卻處理的無氧銅桿加入拉伸機中，經粗拉拔和氮氣保護下的退火處理，制得粗銅線；

S4、將S3粗銅線加入拉伸機，經多次精拉拔和氮氣保護下退火處理，制得封裝用鍵合銅線。

優選地，S1中Cu的純度≥99.99％。

優選地，S1中La與Ce的重量含量比為1.3-1.6:1。

優選地，S3中粗拉拔速度為250-400m/min，優選粗拉拔速度為350m/min。

優選地，S3中退火溫度為500-600℃，退火時間1-2小時。

優選為，S4中精拉拔次數與粗銅線直徑、鍵合銅線直徑之間遵循以下公式：N＝D/10d+2，其中D為粗銅線直徑，d為鍵合銅線直徑，N為精拉拔次數，如D/10d為非整數，N根據四舍五入原則取整數。

優選地，S4中精拉拔速度為70-150m/min，優選精拉拔速度為80m/min。

優選地，S4中退火溫度為450-500℃，退火時間1-2小時，優選退火溫度為540℃，退火時間為1小時。