一种金合金键合丝及其制造方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105908002A(43)申请公布日2016.08.31(21)申请号201610254657.X(22)申请日2016.04.22(71)申请人汕头市骏码凯撒有限公司地址515000广东省汕头市龙湖区万吉工业区万吉北街6号(72)发明人周振基周博轩彭政展(74)专利代理机构汕头市潮睿专利事务有限公司44230代理人林天普丁德轩(51)Int.Cl.C22C5/02(2006.01)C22F1/14(2006.01)C22F1/02(2006.01)H01L23/49(2006.01)H01L21/60(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图1页(54)发明名称一种金合金键合丝及其制造方法(57)摘要一种金合金键合丝，其特征在于按重量计含有：钯1－1.5%，银20－24%，钙、铍和铈中的一种和其中多种的组合2－200ppm，余量为金。本发明还提供上述金合金键合丝的一种制造方法。本发明的金合金键合丝可用于IC、LED封装中，综合打线性能优异，具体体现在：热影响区长度小（可达到53－60um），极大地降低了打线的弧高；烧球性能好，在FAB烧球后得到数目适中的对称柱状晶，变形球真圆度高；封装后产品热冲击性能好，可靠性高。CN105908002ACN105908002A权利要求书1/1页1.一种金合金键合丝，其特征在于按重量计含有：钯1－1.5%，银20－24%，钙、铍和铈中的一种和其中多种的组合2－200ppm，余量为金。2.根据权利要求1所述的金合金键合丝，其特征在于：所述金合金键合丝在线材结构上存在长轴晶区，其存在于以金合金键合丝中心轴线为对称线、半径为1/6R－1/4R的圆柱体内，其中R为金合金键合丝的半径；长轴晶区内以长轴晶为主，长轴晶在金合金键合丝剖面的FIB-SEM图上的面积比率占80%以上。3.权利要求1所述的金合金键合丝的制造方法，其特征在于包括下述步骤：（1）熔铸：在金原料中按上述比例加入钯、银、钙、铈、铍，经过定向连续拉工艺，获得直径为6－8mm的线材；（2）拉丝：对步骤（1）得到的线材进行拉丝，获得直径为20－50um的金合金键合丝；（3）最后退火：拉丝完成后，对金合金键合丝进行最后退火，在退火过程中采用N2做为退火气氛，退火炉有效长度为600－800mm，退火温度为500－800℃，退火速率为70－110m/min；最后退火结束后，金合金键合丝经过冷却到20－30℃，得到所需的金合金键合丝。4.根据权利要求3所述的金合金键合丝的制造方法，其特征在于：步骤（2），在拉丝过程中，对线材进行若干次中间退火，在退火过程中采用N2做为退火气氛，退火炉有效长度为600－800mm，退火温度为550－800℃，退火速率为10－50m/min。2CN105908002A说明书1/7页一种金合金键合丝及其制造方法技术领域[0001]本发明涉及IC、LED封装用的键合丝，具体涉及一种适合于低弧度打线封装用的金合金键合丝及其制造方法。背景技术[0002]键合丝（bondingwire，又称键合线）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。键合丝的发展趋势，从产品方向上，主要是线径细微化、高车间寿命（floorlife）以及高线轴长度；从化学成分上，铜线（包括裸铜线、镀钯铜线、闪金镀钯铜线）在半导体领域大幅度取代金线，而银线和银合金线在LED以及部分IC的封装应用上取代金线，另外一个重要发展方向是发展金合金线来进一步降低成本，并且保持或提高键合过程的各项性能要求。[0003]由于市场上电子产品小型化和细西场D薄化的发展要求，半导体行业通过芯片厚度减薄(Waferthinning)，封装采用芯片堆栈(Diestacking)、倒装芯片(flipchip)、晶圆级封装（waferlevelpackaging）、2.5D和3D封装等方法来应对。然而，传统的键合封装（wirebonding）仍然是主流封装形式，在芯片堆栈中得到大量的应用，其中如何获得低弧高的打线仍然是获得低厚度封装的重要方式；在LED行业对于封装体的低高度也是重要的诉求，封装高度越低，则出光率越高，价值越高。以往这方面主要通过反向打线（SSB,standoffstitchbond）的方法来实现，但是该方法会降低生产效率，因为同正常的打线相比，SSB整个焊接过程多了一个球焊的过程（SSB需要先在正常第一焊点位置种上一个球，在原来的第二焊点位置进行球焊后，经过拉弧线到第一焊点种球上进行第二焊点的打线）。另外一种常见的做法是利用掺杂技术（Doping）来降低热影响区（heataffectedzone，简称HAZ）的长度，并通过正常键合过程来降低弧高。