A copper bonding wire and its production process, copper bonding wire with high pure copper base alloy matrix substrate coated with palladium protective layer; base material contains trace elements of silver, indium, phosphorus and yttrium; preparation steps: high pure copper smelting - single crystal copper based alloy casting rough pull - pull - palladium plating - fine tension micro tension - rewinding packaging - cleaning and passivation. The mechanical properties, welding properties, electrical conductivity, thermal conductivity, oxidation resistance and other properties of the copper based bonding lead wire are excellent.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电子封装材料
,尤其涉及一种电子封装用铜基键合引线的生产工艺。
技术介绍
引线键合是封装工艺中半导体芯片和外界实现电气连接的关键性工艺,通过超声或热超声压焊工艺将芯片与框架引脚互联的连接线称为键合引线,常用的键合引线有金、银、铜等。无论是集成电路封装还是分立器件封装,用于芯片和框架引脚互联的键合引线都是至关重要的材料,半导体技术向小体积,高性能,高密集,多芯片方向推进,对集成电路封装引线材料的要求越来越细,要求引线具有良好的导电性、导热性,符合以上要求有金、银、铜、铝四种金属。由于金具有较好的导电性和导热性,良好的化学稳定性、延展性,易于加工到键合所需要的直径,传统的键合引线为金线。但是随着半导体工业的发展,半导体封装业正快速地向小体积,高性能,高密集,多芯片方向推进,从而对封装引线材料的要求越来越细,而超细的键合金线在键合工艺中已不能胜任窄间距、长距离键合技术指标的要求。在超细间距球形键合工艺中,由于封装引脚数的增多,引脚间距的减小,由于金的再结晶温度较低等因素的影响,超细的键合金线在键合过程中常常造成键合引线的摆动、键合断裂和塌丝现象,对器件包封密度的强度也越来越差,成弧能力的稳定性也随之下降,从而加大了键合难度。另外,近几年来,黄金价格一路爬升,给使用键合金线的厂商增加了沉重的成本压力,加大了生产及流动成本,制约了整个行业的技术提升及规模发展。传统的键合金丝已经达到了其能力极限,难以满足小线径、高强度、低弧度、长弧形、并保持良好导电导热性的要求。随着半导体产业的发展,键合金丝无论从质量上、数量上和成本上都难以满足市场的发展需求。 ...
【技术保护点】
一种铜基键合引线,其特征在于铜基键合引线以高纯铜基合金为基体,所述的铜基键合引线基体表面镀有高纯钯保护层;所述的基体材料的各组分的重量百分比为:银含量为0.005‑0.01%,铟含量为0.005‑0.01%,磷含量为0.005‑0.01%,钇含量0.005‑0.01%,其它不可避免的杂质元素总含量小于0.0001%,余量为铜;所述的高纯钯的纯度大于99.9999%;所述的高纯钯保护层的厚度为0.3μm‑0.5μm。
【技术特征摘要】
1.一种铜基键合引线,其特征在于铜基键合引线以高纯铜基合金为基体,所述的铜基键合引线基体表面镀有高纯钯保护层;所述的基体材料的各组分的重量百分比为:银含量为0.005-0.01%,铟含量为0.005-0.01%,磷含量为0.005-0.01%,钇含量0.005-0.01%,其它不可避免的杂质元素总含量小于0.0001%,余量为铜;所述的高纯钯的纯度大于99.9999%;所述的高纯钯保护层的厚度为0.3μm-0.5μm。2.一种铜基键合引线的生产工艺,其特征在于包括以下制备步骤:(1)高纯铜熔炼:以1号标准阴极铜为原料,采用真空电子束熔炼、凝固,去除杂质元素;(2)单晶铜基合金铸造:以步骤(1)中制备的高纯铜为原料,分别添加重量百分比为0.005-0.01%的纯铟、纯磷、纯钇等金属,采用热型铸造单晶设备和技术,制备Φ12mm单晶铜基合金杆材;(3)粗拉:将Φ12mm的单晶铜基合金杆材拉制成Φ2mm的线材;(4)中拉:将Φ2mm的线材拉制成Φ0.2mm的线材;(5)镀钯:对Φ0.2mm铜基合金线镀纯钯保护层,镀钯的纯度要求大于99.9999%,表面镀钯层控制在5μm-15μm的厚度;(6)细拉:将Φ0.2mm的线材拉制成Φ0.02mm的丝材;(7)微拉:将Φ0.02mm的丝材拉制成Φ0.011-0.015mm的丝材;(8)清洗钝化;(9)复绕;(10)包装。3.如权利要求2所述的一种铜基键合引线的生产工艺,其特征在于:所述步骤(1)中将阴极铜装入真空电子束熔炼炉内熔炼、凝固;其中电子枪工作真空度小于5×10-3Pa,熔炼室真空度小于5×10-3Pa,加速电压100KV,牵引速度为10mm/min。4.如权利要求2所述的一种铜基键合引线的生产工艺,其特征在于:所述步骤(2)中热型铸造时的真空度小于3×10-3Pa,采用氩气作为保护气氛,热型铸造单晶设备包括熔炼室、保温室、热型铸造室组成;保温室铜液的液面高于热型铸造室结晶器5-8mm,单晶铜基合金杆的牵引速度为11-15mm/min,熔炼室、保温室、热型铸造室的温度分别是1120℃、1110℃、1105℃;所述的制备单晶铜基合金杆材横向晶粒和纵向晶粒的均为1个。5.如权利要求2所述的一种铜基键合引线的生产工艺,其特征在于:所述步骤(3)粗拉时模具的表面粗糙度Ra为 0.02μm,模具...
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