專利名稱：一種鍍銀鍵合銅絲的制造方法
一種鍍銀鍵合銅絲的制造方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體集成電路芯片封裝領(lǐng)域，具體來說涉及一種半導(dǎo)體集成電路芯片鍵合用鍍銀銅絲的制造方法。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體集成電路制造完成后所得的芯片雖然已經(jīng)具有特定的功能，但是要實現(xiàn)該功能，必須通過與外部電子元件的連接。而半導(dǎo)體集成電路芯片需要經(jīng)過與封裝體的鍵合工序，最終得到芯片封裝，如此才能通過封裝的引腳與外部電子元件連接。在芯片與封裝體的鍵合工藝中，都通過鍵合線將芯片上的焊盤與封裝體的引腳進行電連接。所以鍵合線是實現(xiàn)芯片功能必不可少的材料?，F(xiàn)有技術(shù)中，因為純金的導(dǎo)電性能優(yōu)異，鍵合線多由純金制成。但隨著黃金資源的日益稀缺、價格持續(xù)攀升，封裝成本大幅上升。為此業(yè)內(nèi)技術(shù)人員研發(fā)出鍍金銅絲產(chǎn)品來替代金絲的產(chǎn)品。該鍍金銅絲是通過在銅芯上鍍金來形成，這種產(chǎn)品兼顧了金的優(yōu)異導(dǎo)電性能，而且采用銅來作為芯體，從而可以減少金的用量，節(jié)約了成本。然而，鍍金鍵合銅絲雖然價格低廉，且在拉伸、剪切強度和延展等方面的性能優(yōu)于金絲，但隨著芯片行業(yè)的快速小型化、多引腳高密度化，鍍金鍵合銅絲越來越無法滿足需求。這是因為銅的導(dǎo)電性能雖然良好，但相對于金來說，其電阻率較高，這導(dǎo)致其在體積非常小的芯片封裝中所產(chǎn)生的熱量無法忽視。因而有必要研究一種即經(jīng)濟又性能優(yōu)異的替代鍵合絲。
并且，現(xiàn)有 技術(shù)中鍍銀鍵合銅絲的制造方法一般都是粗拔后直接一次精拔成型的工藝，這種工藝由于僅采用一次精拔，銅絲由很大的直徑一次被拉拔成很細的直徑，直徑的減小過程過于激烈，因此容易造成斷線
發(fā)明內(nèi)容
: 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種制造鍍銀鍵合銅絲的方法，以克服現(xiàn)有鍍金鍵合銅絲生產(chǎn)成本高、電鍍層硬度低不耐摩擦的缺陷，通過鍍銀層替代鍍金層，從而得到低成本的鍍銀鍵合銅絲，并且通過多次精拔的方法，減少銅絲斷線的出現(xiàn)。
本發(fā)明提出的鍍銀鍵合銅絲的制造方法總體來說是以純度大于99.9995%的高純銅絲為芯體，在該芯片的表面鍍有純銀導(dǎo)電層，其中銅芯的含量為91.Γ97.3wt%，純銀導(dǎo)電層的含量為2.7wt% 8.9wt%，其余為銅。
下面具體介紹本發(fā)明的鍍銀鍵合銅絲的制造方法，其依次包括如下步驟: 本發(fā)明鍍銀鍵合銅絲的制造方法，按先后次序依次包括以下步驟: (1)提取高純銅:以國家標(biāo)準(zhǔn)I號純銅為原料，提取純度大于99.9995%的高純銅；將高純銅連鑄得到直徑大約為8_的高純銅棒，該高純銅棒的縱向和橫向晶粒數(shù)均為I個； (2)將直徑大約為8mm的高純銅棒進行粗拔以制得直徑大約為3_4mm的銅絲后，對所述銅絲進行退火，退火溫度大約為450-500攝氏度，退火時間大約為20-60分鐘，退火后進行水冷； (3)電鍍前的稱重準(zhǔn)備:按照重量百分比計，選取91.Γ97.3wt%的銅作為銅芯，將2.7 8.9wt%的純銀分成兩份，其中第一份為1.5 6.2wt%，第二份為1.2-2.7wt%，其中，純銀的純度為大于99.99% ；
(4)第一次電鍍純銀保護層:將退火后的按重量百分比計91.Γ97.3wt%的銅作為銅芯，在所述銅芯的表面上電鍍第一份1.5飛.2wt%的純銀；
(5)第一次精拔:將完成步驟(4)的電鍍有純銀保護層的銅絲，精拔成直徑大約為1-1.5mm的鍍銀鍵合銅絲；
(6)第一次熱退火:對完成步驟(5)的鍍銀鍵合銅絲進行熱退火，其中熱退火溫度大約為450-500攝氏度，時間大約為20-60分鐘；
(7)第二次電鍍純銀保護層:在完成步驟(6)的鍵合銅絲的表面上電鍍第二份
1.2-2.7wt% 的純銀；
(8)第二次精拔:將完成步驟(7)的鍍銀鍵合銅絲精拔成直徑大約為15-25微米的鍍銀鍵合銅絲；
(9)第二次熱退火:對完成步驟(8)的鍍銀鍵合銅絲進行熱退火，其中熱退火溫度大約為450-500攝氏度，時間大約為20-60分鐘；
(10)清洗:對完成步驟(9)的鍍銀鍵合銅絲進行表面清洗，采用酸性溶液先對其進行一次清洗，然后采用去離子水進行二次清洗；
(11)將清洗干凈的鍍銀鍵合銅絲烘干。
具體實施方式
:
下面通過具體實施方式
對本發(fā)明鍍銀鍵合銅絲的制造方法進行詳細說明。實施例1
(1)提取高純銅:以國家標(biāo)準(zhǔn)I號純銅為原料，提取純度大于99.9995%的高純銅；將高純銅連鑄得到直徑大約為8_的高純銅棒，該高純銅棒的縱向和橫向晶粒數(shù)均為I個；
(2)將直徑大約為8mm的高純銅棒進行粗拔以制得直徑大約為3_4mm的銅絲后，對所述銅絲進行退火，退火溫度大約為450-500攝氏度，退火時間大約為20-60分鐘，退火后進行水冷；
(3)電鍍前的稱重準(zhǔn)備:按照重量百分比計，選取91.Γ97.3wt%的銅作為銅芯，將
2.7 8.9wt%的純銀分成兩份，其中第一份為1.5 6.2wt%，第二份為1.2-2.7wt%，其中，純銀的純度為大于99.99% ；
(4)第一次電鍍純銀保護層:將退火后的按重量百分比計91.Γ97.3wt%的銅作為銅芯，在所述銅芯的表面上電鍍第一份1.5飛.2wt%的純銀；
(5)第一次精拔:將完成步驟(4)的電鍍有純銀保護層的銅絲，精拔成直徑大約為1-1.5mm的鍍銀鍵合銅絲；
(6)第一次熱退火:對完成步驟(5)的鍍銀鍵合銅絲進行熱退火，其中熱退火溫度大約為450-500攝氏度，時間大約為20-60分鐘；
(7)第二次電鍍純銀保護層:在完成步驟(6)的鍵合銅絲的表面上電鍍第二份
1.2-2.7wt% 的純銀；
(8)第二次精拔:將完成步驟(7)的鍍銀鍵合銅絲精拔成直徑大約為15-25微米的鍍銀鍵合銅絲；
(9)第二次熱退火:對完成步驟(8)的鍍銀鍵合銅絲進行熱退火，其中熱退火溫度大約為450-500攝氏度，時間大約為20-60分鐘；(10)清洗:對完成步驟(9)的鍍銀鍵合銅絲進行表面清洗，采用酸性溶液先對其進行一次清洗，然后采用去離子水進行二次清洗； (11)將清洗干凈的鍍銀鍵合銅絲烘干。
實施例2 下面介紹本發(fā)明提出的鍍銀鍵合銅絲的制造方法的最優(yōu)實施例，所述方法按先后次序依次包括以下步驟: (1)提取高純銅:以國家標(biāo)準(zhǔn)1號純銅為原料，提取純度大于99.9995%的高純銅；將高純銅連鑄得到直徑大約為8_的高純銅棒，該高純銅棒的縱向和橫向晶粒數(shù)均為I個； (2)將直徑大約為8mm的高純銅棒進行粗拔以制得直徑大約為3_4mm的銅絲后，對所述銅絲進行退火，退火溫度大約為450-500攝氏度，退火時間大約為20-60分鐘，退火后進行水冷； (3)電鍍前的稱重準(zhǔn)備:按照重量百分比計，選取91.Γ97.3wt%的銅作為銅芯，將2.7 8.9wt%的純銀分成兩份，其中第一份為1.5 6.2wt%，第二份為1.2-2.7wt%，其中，純銀的純度為大于99.99% ； (4)第一次電鍍純銀保護層:將退火后的按重量百分比計91.1-97.3wt%的銅作為銅芯，在所述銅芯的表面上電鍍第一份1.5-6.2wt%的純銀； (5)第一次精拔:將完成步驟(4)的電鍍有純銀保護層的銅絲，精拔成直徑大約為Imm的鍍銀鍵合銅絲； (6)第一次熱退火:對完成步驟(5)的鍍銀鍵合銅絲進行熱退火，其中熱退火溫度大約為480攝氏度，時間大約為30分鐘； (7)第二次電鍍純銀保護層:在完成步驟(6)的鍵合銅絲的表面上電鍍第二份1.2-2.7wt% 的純銀； (8)第二次精拔:將完成步驟(7)的鍍銀鍵合銅絲精拔成直徑大約為18微米的鍍銀鍵合銅絲； (9)第二次熱退火:對完成步驟(8)的鍍銀鍵合銅絲進行熱退火，其中熱退火溫度大約為480攝氏度，時間大約為30分鐘； (10)清洗:對完成步驟(9)的鍍銀鍵合銅絲進行表面清洗，采用酸性溶液先對其進行一次清洗，然后采用去離子水進行二次清洗； (11)將清洗干凈的鍍銀鍵合銅絲烘干。
本發(fā)明鍍銀鍵合銅絲的制造方法采用粗拔-第一次電鍍-第一次精拔-第二次電鍍-第二次精拔的工藝，從而使得鍍銀保護層的材質(zhì)更加均勻、致密、鍍銀層結(jié)合強度大幅提高。并且通過兩次精拔的工藝，使得在銅絲的拉拔過程中逐漸變細，避免了一次拉拔工藝中，由于從較大直徑(如本發(fā)明的8mm) —次拉拔成微細直徑(如本發(fā)明的15-25微米)的過程中，容易使得銅絲被拉斷的問題，因此可以減少生產(chǎn)過程中不必要的損耗。
以上實施方式已經(jīng)對本發(fā)明進行了詳細的介紹，但上述實施方式并非為了限定本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的保護范圍由所附的權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種鍍銀鍵合銅絲的制造方法，按先后次序依次包括以下步驟: (1)提取高純銅:以國家標(biāo)準(zhǔn)I號純銅為原料，提取純度大于99.9995%的高純銅；將高純銅連鑄得到直徑大約為8_的高純銅棒，該高純銅棒的縱向和橫向晶粒數(shù)均為I個； (2)將直徑大約為8mm的高純銅棒進行粗拔以制得直徑大約為3_4mm的銅絲后，對所述銅絲進行退火，退火溫度大約為450-500攝氏度，退火時間大約為20-60分鐘，退火后進行水冷； (3)電鍍前的稱重準(zhǔn)備:按照重量百分比計，選取91.Γ97.3wt%的銅作為銅芯，將2.7 8.9wt%的純銀分成兩份，其中第一份為1.5 6.2wt%，第二份為1.2-2.7wt%，其中，純銀的純度為大于99.99% ； (4)第一次電鍍純銀保護層:將退火后的按重量百分比計91.Γ97.3wt%的銅作為銅芯，在所述銅芯的表面上電鍍1.5飛.2wt%的純銀； (5)第一次精拔:將完成步驟(4)的電鍍有純銀保護層的銅絲，精拔成直徑大約為1-1.5mm的鍍銀鍵合銅絲； (6)第一次熱退火:對完成步驟(5)的鍍銀鍵合銅絲進行熱退火，其中熱退火溫度大約為450-500攝氏度，時間大約為20-60分鐘； (7)第二次電鍍純銀保護層:在完成步驟(6)的鍵合銅絲的表面上電鍍1.2-2.7wt%的純銀； (8)第二次精拔:將完成步驟(7)的鍍銀鍵合銅絲精拔成直徑大約為15-25微米的鍍銀鍵合銅絲； (9)第二次熱退火:對完成步驟(8)的鍍銀鍵合銅絲進行熱退火，其中熱退火溫度大約為450-500攝氏度，時間大約為20-60分鐘； (10)清洗:對完成步驟(9)的鍍銀鍵合銅絲進行表面清洗，采用酸性溶液先對其進行一次清洗，然后采用去離子水進行二次清洗； (11)將清洗干凈的鍍銀鍵合銅絲烘干。
2.如權(quán)利要求1所述的鍍銀鍵合銅絲的制造方法，其特征在于: 所述步驟(5)中，鍍銀鍵合銅絲被精拔成直徑大約為1mm。
3.如權(quán)利要求1所述的鍍銀鍵合銅絲的制造方法，其特征在于: 所述第一次熱退火和所述第二次熱退火的熱退火溫度大約為480攝氏度，時間大約為30分鐘。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種制造鍍銀鍵合銅絲的方法，以克服現(xiàn)有鍍金鍵合銅絲生產(chǎn)成本高、電鍍層硬度低不耐摩擦的缺陷，通過鍍銀層替代鍍金層，從而得到低成本的鍍銀鍵合銅絲，并且通過多次精拔的方法，減少銅絲斷線的出現(xiàn)。
文檔編號C25D7/06GK103219247SQ20131006549
公開日2013年7月24日 申請日期2013年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月1日
發(fā)明者呂燕翔, 居勤坤, 史仁龍, 萬傳友, 彭芳美, 周國忠 申請人:溧陽市虹翔機械制造有限公司