[发明专利]一种封装用键合铜线的加工方法

说明书

本发明公开了一种封装用键合铜线的加工方法，包括如下步骤：按重量百分含量将Cu、Li加入氮气保护下的熔炼炉中熔炼，加入La、Ce继续熔炼，再加入Ag、Sr、Sn继续熔炼，经定向凝固制得无氧铜杆；将无氧铜杆经冷却处理后加入拉伸机，粗拉拔、精拉拔和退火处理制得封装用键合铜线。本发明从铜线的抗氧化、耐腐蚀性能和导电性能出发，对铜线合金元素种类及含量进行合理设计，并结合适宜的加工工艺制得性能优异的封装用键合铜线。

技术领域

本发明涉及集成电路封装技术领域，尤其涉及一种封装用键合铜线的加工方法。

背景技术

在半导体集成电路封装中，芯片与引线框架通过引线键合技术实现连接，目前，引线键合所使用的连接线主要为纯金线，因为金具有抗氧化侵蚀能力和高导电性，同时可以很容易地通过热压缩法和超声波焊接技术键合到指定位置。然而近年来，随着金价不断上涨，电子产品价格不断降低，寻找其他更适合的金属代替金线成为急需解决的问题。铜线成本较低，相比金线导电、导热性能能好，人们逐渐采用铜线代替金线以降低材料成本。然而铜线易于氧化、腐蚀、硬度大、焊接性差，这也成为铜线键合技术面临的困难与挑战。

中国授权专利CN102130067B通过在铜线上镀一层价格相对低廉的钯，提高铜线耐氧化性能，但是钯的导电性不足。中国专利CN103219312A、CN103219311A分别公开了一种双镀层键合铜线，即在铜线表面镀钯层，在钯层表面镀金层或银层，解决了铜线易氧化、铜线镀钯导电性不足问题，但是其制备复杂，成本较高。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种封装用键合铜线的加工方法，提高铜线的耐氧化、耐腐蚀性能和导电性能，制备工艺简单，成本较低。

本发明提出了一种封装用键合铜线的加工方法，包括如下步骤：

S1、按重量百分含量将Cu98.86-99.27wt％、Li0.02-0.05wt％加入氮气保护下，温度为1200-1215℃的熔炼炉中熔炼，再加入La0.1-0.15wt％、Ce0.1-0.15wt％熔炼，再加入Ag0.4-0.6wt％、Sr0.1-0.2wt％、Sn0.01-0.03wt％熔炼，经定向凝固制得无氧铜杆；

S2、将S1无氧铜杆在零下45℃至零下30℃冷却处理；

S3、将S2冷却处理的无氧铜杆加入拉伸机中，经粗拉拔和氮气保护下的退火处理，制得粗铜线；

S4、将S3粗铜线加入拉伸机，经多次精拉拔和氮气保护下退火处理，制得封装用键合铜线。

优选地，S1中Cu的纯度≥99.99％。

优选地，S1中La与Ce的重量含量比为1.3-1.6:1。

优选地，S3中粗拉拔速度为250-400m/min，优选粗拉拔速度为350m/min。

优选地，S3中退火温度为500-600℃，退火时间1-2小时。

优选为，S4中精拉拔次数与粗铜线直径、键合铜线直径之间遵循以下公式：N＝D/10d+2，其中D为粗铜线直径，d为键合铜线直径，N为精拉拔次数，如D/10d为非整数，N根据四舍五入原则取整数。

优选地，S4中精拉拔速度为70-150m/min，优选精拉拔速度为80m/min。

优选地，S4中退火温度为450-500℃，退火时间1-2小时，优选退火温度为540℃，退火时间为1小时。