[發(fā)明專利]一種引線鍵合用高性能楔形劈刀及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210947391.2
• 申請日: 2022-08-09
• 公開（公告）號: CN115261697B
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宋久鵬;呂信群;羅濤
• 申請（專利權(quán)）人: 成都廣大精微新材料有限公司;長沙邁特銳新材料有限公司
• 主分類號: C22C29/08
• 分類號: C22C29/08;B22F1/10;B22F3/10;B22F3/22;C22C1/051;B22F5/00
• 代理公司: 長沙市融智專利事務(wù)所(普通合伙) 43114
• 代理人: 蔣太煒

本發(fā)明涉及一種引線鍵合用高性能楔形劈刀及其制造方法，屬于微電子封裝中的引線鍵合工具開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域。所述楔形劈刀以質(zhì)量百分比計，由下述組分組成：WC?86?95％、Co2.0?4.0％、Crsubgt;3/subgt;Csubgt;2/subgt;?0.5?1.0％、VC?0.5?0.8％、SiC?0.3?0.7％、Ni?1.5?4.0％、W?0.2?0.5％、M?0.5?3.5％。其制備方法為：先按設(shè)計組分選取合適的組分，然后采用濕式高能球磨，接著經(jīng)適當(dāng)參數(shù)的干燥、分選、密煉后采用注射成形出制備硬質(zhì)合金劈刀毛坯；最后經(jīng)適當(dāng)參數(shù)的脫脂、燒結(jié)得到劈刀毛坯；后續(xù)經(jīng)過局部的機(jī)加工，即得到劈刀成品。本發(fā)明得到了焊接次數(shù)大于100萬次的高性能楔形劈刀，生產(chǎn)效率高，成本低，產(chǎn)品的一致性好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種引線鍵合用高性能楔形劈刀及其制造方法，屬于微電子封裝中的引線鍵合工具開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在IC封裝領(lǐng)域，集成電路芯塊之間、集成電路芯片與外圍電路之間通常采用引線鍵合實(shí)現(xiàn)電路連接和信號傳輸。楔形焊工藝具有焊接密度高、焊點(diǎn)尺寸小、可以實(shí)現(xiàn)低弧度互聯(lián)、可以實(shí)現(xiàn)深腔焊接、寄生效應(yīng)較小等特點(diǎn)，是常用的引線鍵合方法之一，被廣泛應(yīng)用于微波和光電子器件封裝等領(lǐng)域。楔形劈刀是引線鍵合過程中的重要工具，其性能直接決定了鍵合的質(zhì)量、效率與經(jīng)濟(jì)性。通常使用的楔形劈刀由高硬度、高韌度的材料制成。如碳化鎢、鈦合金和陶瓷等，劈刀上加工有引線過孔以實(shí)現(xiàn)鍵合過程中的引線供給。

常見的楔形劈刀材料包括：硬質(zhì)合金(碳化鎢-鈷)、碳化鈦和陶瓷等；目前除了特殊的應(yīng)用領(lǐng)域采用陶瓷材質(zhì)的劈刀，一般采用硬質(zhì)合金劈刀。相比于陶瓷材質(zhì)的劈刀，硬質(zhì)合金具有更好的機(jī)械加工性能，進(jìn)而可以在產(chǎn)品精度上做到一個全新的高度，生產(chǎn)成本更低，應(yīng)用更廣泛；但目前而言，硬質(zhì)合金劈刀的壽命均不長。在國內(nèi)行業(yè)交流過程中了解到的硬質(zhì)合金劈刀的壽命一般為：焊接次數(shù)小于100萬次。

隨著IC行業(yè)的快速發(fā)展，楔形焊接的應(yīng)用愈發(fā)廣泛，而對硬質(zhì)合金楔形劈刀的性能要求也越來越高。在高速自動鍵合機(jī)上，往往要求劈刀有良好的焊接穩(wěn)定性和優(yōu)秀的使用壽命。目前公開的技術(shù)中，一般采用優(yōu)化結(jié)構(gòu)和/或設(shè)計涂層的方案來增加使用壽命，如專利CN202120246332.3、CN202120231217.9、CN202110422334.8；上述技術(shù)均未對產(chǎn)品的壽命增加量以及產(chǎn)品的具體壽命給出相關(guān)數(shù)值。在文澤海等發(fā)表的《引線鍵合楔形劈刀及劈刀老化現(xiàn)象研究》一文中，提到了碳化鈦劈刀在7000-9000次焊接后，出現(xiàn)焊點(diǎn)變形過大或焊點(diǎn)不完整等虛焊現(xiàn)象。該文中提到了陶瓷劈刀在自動鍵合設(shè)備上使用時，其壽命可達(dá)100萬次，但其并未公開具體的成分，而且該文中并未提及如何進(jìn)一步提升楔形劈刀的壽命。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，首次提出焊接壽命大于110萬次的高性能楔形劈刀及其制造方法。

本發(fā)明一種高性能楔形劈刀，其成分以質(zhì)量百分比計，由下述組分組成：WC?86-95％、Co2.0-4.0％、Cr₃C₂?0.5-1.0％、VC?0.5-0.8％、SiC?0.3-0.7％、Ni?1.5-4.0％、W0.2-0.5％、M?0.5-3.5％，所述M選自鉿的碳化物、鉭的碳化物、錸的碳化物、釔的氧化物、鑭的氧化物中的至少一種。

作為優(yōu)選，所述M選自HfC、Y₂O₃、TaC中的至少一種。

作為優(yōu)選方案，本發(fā)明一種高性能楔形劈刀，其成分以質(zhì)量百分比計，由下述組分組成：WC?86-94.5％、Co2.0-4.0％、Cr₃C₂?0.5-1.0％、VC?0.5-0.8％、SiC?0.3-0.7％、Ni1.5-4.0％、W?0.2-0.5％、M?0.5-3.0％，所述M選自HfC、Y₂O₃、TaC?中的至少兩種。