[發明專利]一種提高超細金絲單根絲長度的方法及裝置

有效

• 申請號: 202010909054.5
• 申請日: 2020-09-02
• 公開（公告）號: CN112086365B
• 公開（公告）日: 2023-04-11
• 發明（設計）人: 康菲菲;裴洪營;周文艷;吳永瑾;孔建穩;俞建樹
• 申請（專利權）人: 貴研鉑業股份有限公司
• 主分類號: H01L21/48
• 分類號: H01L21/48
• 代理公司: 昆明今威專利商標代理有限公司 53115
• 代理人: 賽曉剛

本發明公開了一種提高超細金絲單根絲長度的方法，在99.99％以上的高純金中添加1～2種質量含量為5～50ppm的堿土金屬和1～2種2～20ppm的稀土金屬；制備Φ8～12mm的鑄錠，通過粗拉、中拉、細拉制備成Ф0.050mm細絲；從Ф0.050mm到Φ0.008mm～Φ0.015mm，采用分段式不同變形量的配模工藝，按從粗到細，每段變形量依次遞減；在主動放線裝置和拉絲系統中間增加退火裝置，實現超細金絲在線熱拉拔。針對Ф0.050mm以下的金絲，設計變形量自上而下逐級遞減的配模工藝，采用在線熱拉拔技術，配合不同潤滑方式，使用特殊尺寸鉆石拉絲模以提高目標線徑為0.008mm～0.015mm超細金絲的單根絲長度。該方法突破了超細金絲高精度制備斷線頻繁的技術難題，加快了超細金絲的產業化進程，推動了微組裝技術的發展。

技術領域

本發明涉及鍵合絲生產技術領域，涉及一種超小焊盤、超高頻微電子器件連接芯片與芯片、芯片與外部框架的超細金絲生產的方法及裝置，尤其是一種提高超細金絲單根絲長度的方法及裝置。

背景技術

微電子技術水平和產業規模已成為衡量一個國家總體實力的重要指標。高端裝備、新型智能化器件極度依賴高性能微電子器件。電子器件不斷向著集成化、微型化方向發展，即在越來越小的器件尺寸內集成更多任務能力和更高計算能力，這就迫使封裝工序中采用更細線徑的絲材來實現芯片之間的互聯互通。

鍵合絲是連接芯片與芯片、芯片與外部框架的引線，被廣泛應用于微電子器件中。隨著Mimi/Micro?LED、超小焊盤、超高頻微組裝器件對超細金絲的迫切需求，鍵合絲的開發向著細線徑、高性能方向發展。然而超細金絲拉拔加工中斷線頻繁，造成單根絲長度短、成品率低無法實現產業化。

線徑每縮小一個微米，加工難度及線徑控制難度就提高一個數量級。目前改進超細絲加工的方法具有代表性的有：

1)改進原材料的成分，如中國專利200610021373.2的《一種鍵合金絲及其制造方法》，在99.99％以上的鍵合金絲中加入微量元素鈹、釤提高鍵合金絲的抗拉強度和伸長率；

2)對生產工藝進行改進，如中國專利200810115058.5的《超微細鍵合金絲規?；a方法》，采用間歇式拉鑄，在保證鑄錠延伸性的同時可達到一定的強度，可較好的滿足超微細金絲加工的需要。

3)中國專利CN107904434B《一種超細超長銅合金絲及其生產方法》公開了一種在不同線徑使用不同道次變形量的方法來制備超細超長銅合金絲。然而此方法并不適合鍵合金絲，與銅合金絲相比，在0.05mm以下，金絲加工硬化速率較快，塑韌性降低，強度硬度升高，無法繼續變形，很難形成超細超長絲材。

對于高速全自動鍵合機，超細金絲的單卷長度至少達到500～2000m。按照以上專利中提到的方法制備超細金絲，單根絲長度僅有幾十到幾百米，根本無法滿足鍵合絲的應用要求。單根絲長度反映了超細金絲制備技術水平，是國內貴金屬超細絲制備的瓶頸，也是制約關鍵電子信息器件國產化的“卡脖子”技術難題，迫切需要提供一種提高超細金絲單根絲長度的方法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于提供一種提高超細金絲單根絲長度的方法，該方法可以克服現有技術的不足，有效改善金絲在超細線徑范圍內的塑性變形能力，提高超細金絲單根絲長度及長絲率，推動超細金絲的產業化發展。

本發明所要解決的技術問題采用以下技術方案來實現：

本發明超細金絲的成分和含量為：在99.99％以上的高純金中添加1～2種質量含量為5～50ppm的堿土金屬(如鈹、鈣、鎂等)，和1～2種質量含量為2～20ppm的稀土金屬(如鈰、釔、鑭等)。

采用精密連鑄技術制備直徑Φ8～12mm的鑄錠，通過粗拉、中拉、細拉制備成Ф0.050mm細絲。