一种铝线键合用劈刀及其生产工艺制造技术

本申请涉及微电子封装工具技术领域，具体公开了一种铝线键合用劈刀，其包括如下重量份的原料：氧化铝60

【技术实现步骤摘要】
一种铝线键合用劈刀及其生产工艺


[0001]本申请涉及微电子封装领域，更具体地说，它涉及一种铝线键合用劈刀及其生产工艺。

技术介绍

[0002]劈刀为微电子加工引线键合过程中使用的焊线工具，在封装技术中发挥了极其重要的作用。引线键合是将芯片电极面朝上粘贴在封装基座上用引线将芯片焊盘与引线框架上对应的电极键合连接的过程。
[0003]目前引线键合常用的方法有球形键合和楔形键合，球形键合通常采用毛细管劈刀，其在键合中会出现焊球，主要进行球形引线键合；楔形键合则采用楔形劈刀，楔形劈刀主要用于铝线键合。
[0004]相关技术中，楔形劈刀是钨钢棒材再进行精机加工，钨钢硬度和密度较大，加工难度高，成本高，难以保证产品的一致性，实际使用过程中，焊线几万点后，钨钢劈刀楔形口存在铝渣，焊线效果变差，需要把劈刀拆下来，用强碱浸泡，纯水清洗，吹干再安装回去，再调机，再检查首批焊线效果，确认正常后再生产，整个过程耗时较长。另外，楔形劈刀是通过氧化铝或碳化钨进行粉末烧结而成，其硬度和密度较小，粒径和气孔率较大，导致劈刀的耐磨性能较弱。

技术实现思路

[0005]为了提高铝线键合用劈刀的耐磨性能，并提高楔形劈刀焊线效率，本申请提供了一种铝线键合用劈刀及其生产工艺。
[0006]第一方面，本申请提供一种铝线键合用劈刀，其采用如下技术方案：一种铝线键合用劈刀，其包括如下重量份的原料：氧化铝60
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70份、金刚石20
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30份、氧化铪5
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8份、氧化铬4r/>‑
8份、粘结剂1
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3份、六偏磷酸钠5
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10份和络合剂4
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8份。
[0007]通过采用上述技术方案，氧化铝在高温下，结构紧密，活性低，化学稳定性好，强度硬度较大，具有良好的力学性能。金刚石具有较高的硬度和耐磨性，其能附着在氧化铝、氧化铬和氧化铪表面，从而形成金刚石膜，提高氧化铝、氧化铬和氧化铪的硬度，从而提高劈刀的耐磨性能。
[0008]在添加氧化铝的基础上添加氧化铪和氧化铬，使劈刀的分子结构更加紧密，脆性减少，具有非常优异的力学性能，且生物相容性好，从而提高劈刀的耐磨性、抗压强度和韧性。
[0009]粘结剂的加入可提高氧化铝与其他组分之间的粘接强度，其包裹在氧化铝、氧化铪和氧化铬成为粘结剂膜，使三者粘结起来，从而提高劈刀的硬度和耐磨性。氧化铝、氧化铪和氧化铬的粒径较小，容易发生团聚，最终会导致成型后的劈刀密度不均匀，烧成后劈刀力学性能不理想，加入六偏磷酸钠可使氧化铝、氧化铪和氧化铬表面润湿，使劈刀的原料体系具有适宜的粘性，同时还可提高劈刀各组分的分散性，使各原料均匀稳定的分散。络合剂
的加入可降低氧化铝、氧化铪和氧化铬中的杂质含量，提高三者的纯度。
[0010]作为优选：一种铝线键合用劈刀，其包括如下重量份的原料：所述氧化铝62
‑
68份、金刚石22
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28份、氧化铪6
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7份、氧化铬5
‑
7份、粘结剂1.5
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2.5份、六偏磷酸钠7
‑
9份、络合剂5
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7份。
[0011]进一步的，以重量份计，金刚石可选用22份、22
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25份、25份、25
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28份、28份，更优选25份；粘结剂可选用1.5份、1.5
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2份、2份、2
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2.5份、2.5份，更优选2份；六偏磷酸钠可选用7份、7
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8份、8份、8
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9份、9份，更优选8份；络合剂可选用5份、5
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6份、6份、6
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7份、7份，更优选6份。
[0012]进一步的，络合剂可选用二乙醇胺、乙二胺、氨水中的至少一种，更优选二乙醇胺。
[0013]作为优选：所述氧化铝、氧化铪和氧化铬中至少一种为纳米级。
[0014]通过采用上述技术方案，选用粒径为纳米级的氧化铝、氧化铪和氧化铬，更有利于氧化铝、氧化铪和氧化铬的分散，从而形成稳定的浆料，有利于提高劈刀的强度和耐磨性能。
[0015]作为优选：所述劈刀还包括如下重量份的原料：聚晶金刚石5
‑
10份、碳化铬1
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3份和聚氨酯改性丙烯酸酯2
‑
4份。
[0016]进一步的，以重量份计，所述聚氨酯改性丙酸酸酯可选用2份、2
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3份、3份、3
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4份、4份，更优选为3份。
[0017]通过采用上述技术方案，聚晶金刚石与金刚石的热膨胀系数较为接近，可直接使金刚石附着在聚晶金刚石表面，从而提高劈刀的耐磨性。碳化铬可避免氧化铝、氧化铪和氧化铬在烧结过程中不均匀长大，从而增加劈刀的硬度，可进一步提高劈刀的耐磨性。聚氨酯改性丙烯酸酯的加入有助于聚晶金刚石和碳化铬在体系中的分散。
[0018]作为优选：所述劈刀还包括如下重量份原料：聚丙烯酸铵3
‑
8份、柠檬酸铵1
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3份。
[0019]通过采用上述技术方案，聚丙烯酸铵可起到分散氧化铝、氧化铪和氧化铬的作用，但其分散后易导致气孔较大；而柠檬酸铵则可促进气泡排出，同时还可起到分散作用，提高劈刀烧结后的致密性，从而提高劈刀的耐磨性。
[0020]作为优选：所述柠檬酸铵与聚丙烯酸铵的重量份配比为1：(3
‑
5)。
[0021]通过采用上述技术方案，调节柠檬酸铵与聚丙烯酸铵的重量份配比，有利于提高劈刀的致密性，从而提高劈刀的耐磨性。
[0022]作为优选：所述粘结剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯缩丁醛和乳化石蜡中的至少一种。
[0023]通过采用上述技术方案，聚乙烯缩丁醛具有良好的溶解性和耐热性，同时其还具有很高的粘接力，提高劈刀的力学性能，从而提高劈刀的耐磨性。乳化石蜡具有定向吸附作用，可改变浆料体系的表面张力，并使浆料在粘结力提高，从而提高片劈刀的强度和耐磨性。
[0024]第二方面，本申请提供一种铝线键合用劈刀的生产工艺，具体通过以下技术方案得以实现：将劈刀各原料混合，搅拌球磨，得到浆料A；将浆料A进行干燥造粒，粒径0.1
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1.5μm，得到粉末材料B；将粉末材料B依次经过注模，静置，脱脂、干燥，烧结3
‑
4h，冷却，得到劈刀。
[0025]作为优选：所述脱脂为把毛胚放至正己烷溶液浸泡30
‑
60min，烘干，再用乙醚浸泡30
‑
60min，烘干，再用丙酮浸泡30
‑
60min，烘干即可。
[0026]作为优选：所述烧结为把毛胚放入真空炉，真空度0.1
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0.2MPa，加热到1200℃，加热速度为10
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20℃/min，在1600
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铝线键合用劈刀，其特征在于，其包括如下重量份的原料：氧化铝60
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70份、金刚石20
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30份、氧化铪5
‑
8份、氧化铬4
‑
8份、粘结剂1
‑
3份、六偏磷酸钠5
‑
10份和络合剂4
‑
8份。2.根据权利要求1所述的铝线键合用劈刀，其特征在于，所述劈刀包括如下重量份的原料：氧化铝62
‑
68份、金刚石22
‑
28份、氧化铪6
‑
7份、氧化铬5
‑
7份、粘结剂1.5
‑
2.5份、六偏磷酸钠7
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9份和络合剂5
‑
7份。3.根据权利要求1所述的铝线键合用劈刀，其特征在于，所述氧化铝、氧化铪和氧化铬中至少一种为纳米级。4.根据权利要求1所述的铝线键合用劈刀，其特征在于，所述劈刀还包括如下重量份的原料：聚晶金刚石5
‑
10份、碳化铬1
‑
3份和聚氨酯改性丙烯酸酯2
‑
4份。5.根据权利要求1所述的铝线键合用劈刀，其特征在于，所述劈刀还包括如下重量份原料：聚丙烯酸铵3
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8份、柠檬酸铵1
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【专利技术属性】
技术研发人员：刘德强，
申请(专利权)人：深圳市盛元半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：