一种极微细镀钯铜键合丝及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种极微细镀钯铜键合丝及其制作方法，选取极微细铜或者铜合金丝，所述极微细铜或铜合金丝是以高纯铜为主体或添加一定量合金元素一起熔铸拉拔而成，并连续穿过极微细电镀装置中的除油、第一清洗、活化、第二清洗、阳极、第三清洗和烘干槽，并由烘干槽烘干后收于收线系统的收线盘上，从而得到极微细镀钯铜键合丝。本发明专利技术以高纯铜为主体及或添加一定量合金元素熔铸拉拔成0.03mm以下极微细铜或铜合金丝，在极微细层面直接对丝线进行表面电镀钯膜层处理，以满足半导体集成电路及LED封装领域键合丝线所需。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体、集成电路及LED封装产业用材料
，具体涉及一种极 微细镀钯铜键合丝及其制作方法。
技术介绍
键合丝（bondingwire)是连接芯片与外部封装基板（substrate)和/或多层线路 板（PCB)的主要连接方式。键合丝发展趋势，从应用方向上主要是线径细微化、高车间寿命 (floorlife)以及高线轴长度。 典型的半导体器件及LED芯片的键合引线主体是金线、银线或其合金线，由于金 的价格高昂，不利于降低产品的成本，同时金的冷拔细度是有限的，不利于大规模集成电路 发展；而银或铜及银合金、铜合金虽可降低成本，但因其容易硫化、氧化影响使用性能；铜 的导电性仅次于银，比金好，且易冷拔、细拔，只是极易氧化，如果在铜或铜合金丝的表面镀 覆钯膜层可有效防止氧化现象，既可保有铜的高导电性能，又不影响使用效果，是替代金、 银等贵金属的最佳选择。现有的铜或铜合金丝镀钮技术，都是在较大丝径如〇.Imm-0. 05mm 之间进行镀覆钯膜层，然后，再根据需要拉拔成较细丝径的成品；因为10几微米线径的丝 线张力只有不到几个cN，非常不利于进行连续的表面热处理。 现有先镀钯后拉拔的专利技术如下： 1、中国专利一种表面镀钮键合铜丝，公开号CN102130067B，该专利公开了一种表面 镀钯键合铜丝，包括铜为主组分的铜芯材，以及在所述铜芯材上镀覆形成的钯层，由铜为主 组分的铜芯材添加改善延伸性能的微量金属，经过单晶熔炼拉伸成铜合金芯线并在表面镀 钯后再超细拉伸为表面镀钯键合铜丝。所述镀覆形成的钯层，是在真空镀膜设备中进行动 态连续磁控溅射真空镀膜形成的钯层，其实施方式所述：单晶熔炼拉伸而成的直径为?〇. IOmm的单晶铜合金芯线卷绕在不锈钢卷轴上，传送至真空镀膜设备中进行动态连续磁控真 空溅射，在单晶铜丝表面镀覆形成厚度为40-36ym的钯层。 2、中国专利一种镀钯键合铜丝及其制造方法，公开号CN101707194A，该专利技术公 开了一种以高纯铜丝为基体、表面覆有纯钯保护层的键合铜丝产品；按照重量百分比，钯为 1. 35% -8. 19%，其余为铜；其制造方法包括：提取高纯铜、制备单晶铜棒、粗拔、热处理、表 面镀钯、精拔、热处理、表面清洗和分卷步骤。该专利技术也是先制成线径小于Imm的铜丝，再电 镀纯钯层，最后精密拉拔成镀钯键合铜丝成品。该专利说明中有以下叙述：粗拔：将cp5mm 单晶铜棒拉拔成直径小于Imm的铜丝；热处理：将直径小于Imm的铜丝退火；表面镀钯：对 退火后的铜丝电镀纯钯保护层，电镀用钯的纯度要求大于99. 999%，按照纯铜密度为8. 92g/cnT纯钯密度为12. 0g/cm3,镀钯层的重量百分比控制在I. 35%-8. 19%，其余为铜； 精拔：将前述电镀有纯钯保护层的铜丝，精密拉拔成cpl8~im-5rm的镀钯键合铜丝；表面 镀钯：应用常规电镀设备和工艺，对退火后的cp〇. 2mm铜丝电镀纯钯防氧化保护层。 3、中国专利封装用镀钯键合丝及其制备方法，公开号CN103681570A，该专利涉 及一种封装用键合丝，包括中心母线，所述中心母线的外表面镀有钯膜。其制备方法，包括： A.制备中心母线；B.采用真空镀的方式，在所述中心母线的外表面镀有钯膜；C.将镀有所 述钯膜的所述中心母线进行多次拉伸；D.清洗；E.退火得成品。其实施例中有如下说明： 如图1，中心母线为金银合金线202,镀有钯膜102,膜厚为0. 25微米，键合丝的横截面 直径为120微米。 如图2,中心母线为金银合金线203,镀有钯膜103,膜厚为0. 18微米，键合丝的横 截面直径为100微米。 如图3,中心母线为金银合金线204,镀有钯膜304,钯膜上又镀有金膜104,钯膜 304的膜厚为0. 10微米，金膜104的膜厚为0. 08微米，键合丝的横截面直径为130微米。 如图4,中心母线为铜线205,镀有钯膜305,钯膜305上又镀有金膜105,钯膜305 的膜厚为〇. 09微米，金膜105的膜厚为0. 10微米，键合丝的横截面直径为90微米。 上述专利，不论是电镀或真空离子镀，都是在丝径大于〇. 〇5mm以上的粗线径上镀 覆，然后再经多道次微细拉拔至所需成品。 本专利技术是在丝径0.03mm以下的铜或铜合金丝表面直接电镀钯膜层，可以有效防 止先镀后拔时，由于内外成分硬度、塑性不同而致拉拔后膜层不均、线材不匀及表面皲裂等 现象，影响使用性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种以高纯铜为主体及或添加一 定量合金元素熔铸拉拔成0. 03mm以下极微细铜或铜合金丝，在极微细层面直接对丝线进 行表面电镀钯膜层处理，以满足半导体集成电路及LED封装领域键合丝线所需的极微细镀 钯铜键合丝及其制作方法。 本专利技术是通过以下技术方案实现的： 一种极微细镀钯铜键合丝，其特征在于：选取极微细铜或者铜合金丝，所述极微细铜或 铜合金丝是以高纯铜为主体或添加一定量合金元素一起熔铸拉拔而成；所述极微细铜或铜 合金丝表面直接电镀有一层钯膜层。 进一步，所述极微细铜或者铜合金丝的直径为0.Olmm-0. 03mm之间。 进一步，所述钮膜层的厚度为80-200nm之间。 进一步，所述高纯铜的纯度为99. 99%以上。 本专利技术还公开了一种极微细镀钯铜键合丝的制作方法，其特征在于，其具体步骤 如下： (1) 取纯度为99. 99%以上的4N-6N高纯铜及或添加一定量合金元素一起放置于单晶连 铸炉内，经真空恪炼、定向凝固、拉铸成8mm铜或铜合金棒； (2) 拉拔丝材：将步骤（2)得到的8mm铜或铜合金棒经过粗拉、中拉、细拉、微细拉、极微 细拉，拉拔成0.OlmnH). 03mm的极微细铜或铜合金丝； (3) 清洗退火：将步骤（3)得到的极微细铜或铜合金丝进行清洗、退火、风干，备镀覆 用； (4 )采用极微细电镀装置进行镀覆钯膜层，在镀覆钯膜层时，将退火后的极微细铜或铜 合金丝绕于6英寸铝轴上，每卷2-3万米，置于极微细电镀装置的放线系统轴上，丝线经带 电导轮装置系统形成阴极，连续穿过除油、第一清洗、活化、第二清洗、阳极、第三清洗和烘 干槽，并由烘干槽烘干后收于收线系统的收线盘上，从而得到极微细镀钯铜键合丝； (5)复绕分卷：根据不同用途复绕分卷，包装成品。 在步骤（4)中通过收/放线系统的张力、速度及电流控制，使丝线表面的电镀钯膜 层厚度在80-200nm之间可调，以满足不同需要。 上述步骤（4)中所采用的极微细电镀装置它包括槽体，在所述的槽体内置有数块 隔板，并通过这些隔板将所述的槽体分隔成七组密闭的槽室，在所述的槽体最左端放置有 放线系统，在其右端放置有收线系统，所述七组密闭的槽室下方分别设有一个缸体，该缸体 内置有一个泵或机，所述的泵或机通过管道分别与对应的密闭的槽室相连。 进一步，所述的七组密闭的槽室从左至右依次为：除油槽、第一清洗槽、活化槽、第 二清洗槽、阳极槽、第三清洗槽和烘干槽。 进一步，所述每组隔板上开有若干组通孔。 进一步，所述除油槽、第一清洗槽、活化槽、第二清洗槽、阳极槽、第三清洗槽和烘 干槽内分别设有若干组导轮装置。 进一步，所述缸体分别为除油剂缸、第一清洗剂缸、活化剂缸、第二清洗剂缸、镀液 缸、第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种极微细镀钯铜键合丝，其特征在于：选取极微细铜或者铜合金丝，所述极微细铜或铜合金丝是以高纯铜为主体或添加一定量合金元素一起熔铸拉拔而成；所述极微细铜或铜合金丝表面直接电镀有一层钯膜层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：程平，李明，郑东风，
申请(专利权)人：安徽华晶微电子材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34