CN101332477B - 半导体器件硅铝键合线制造方法 - Google Patents
半导体器件硅铝键合线制造方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种半导体器件硅铝键合线制造方法，属于半导体器件封装材料技术领域。其合金熔体采用Al-1％Si合金配料用一般工艺溶制，由加热型铸型水平连铸成具有单方向的柱状晶组织的线坯，经均匀化处理，均匀化温度540-570℃，保温24小时，之后，拉伸加工到￠1.0mm，再固溶化处理，固溶化温度450-570℃，保温1-4小时，然后一直拉伸到￠2-30μm。最后在150-350℃退火；其制造方法包括：熔炼合金-净化处理-制备线坯-均匀化处理-粗拉-固溶化处理-细拉-在线热处理-成品检验。本发明将铝硅合金熔体进行水平单方向凝固铸造，形成柱状晶组织，铸坯经均匀化处理及固溶化处理后，获得S i颗粒细小、强度高、延伸率高、加工性能优良的微细铝线产品。
Description
技术领域
本发明属于电子器件封装材料技术领域。
背景技术
在IC封装中，芯片和引线框架(基板)的连接要靠焊线(引线)来实现。这种焊线通常是直径20-30μm的微细线，焊线材料的选择，从导电性和耐蚀性考虑是用金线，但从材料成本和与基体连接的相容性上考虑，用铝线(或Al-1％Si合金线)又更合适。这种直径20-30μm的微细铝线，以往的制造方法是用高纯Al(99.999％)和Si(99.999％)配成Al-1％Si合金，熔炼并用钢模铸成￠50mm的锭坯，经均匀化处理后，在模孔轧机上轧成或在挤压机上挤成线坯，再拉伸到所需尺寸的铝线，中间要经过多次热处理。Al-1％Si合金中Si的固溶极限在577℃时最大是1.65％。随着温度下降，Si的固溶度也降低，常温只有0.02％。按以往制造方法，熔炼并在钢模铸锭，得到的不溶的Si颗粒粗大且分布不均匀。这种大颗粒Si在焊接时会损伤芯片，而且在铝线拉伸加工中断头率高，性能不好。另外，Al-1％Si微细线焊接时，其强度和延伸率对半导体器件的可靠性和生产效率都有很大影响。例如，强度低，焊接时容易断线，实现高速配线困难。而且使用中由于发热而软化。延伸率低，超声焊接时结合力小，焊接强度低，容易脱落。按以往的方法生产的铝线，要提高强度，就需要采用大的变形量加工，但这样，延伸率又会明显的低，要提高延伸率需进行中间退火，这样强度又会下降。因此，按以往的制造方法生产Al-1％Si合金微细线很难得到具有Si颗粒细小，分布均匀，加工性能良好，而且强度，延伸率都高的性能。
发明内容：
本发明的目的是提供一种半导体器件硅铝键合线制造方法，以解决现有技术Si颗粒粗大且分布不均匀，加工性能差，强度和延伸率不能同时高等问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是将Al-1％Si合金配料用一般工艺溶制合金熔体，由加热型铸型水平连铸成具有单方向的柱状晶组织的线坯，经均匀化处理，均匀化温度540-570℃，保温24小时，之后，拉伸加工到￠1.0mm，再固溶化处理，固溶化温度450-570℃，保温1-4小时，然后一直拉伸到￠25-30μm。最后在150-350℃退火。其制造方法包括：熔炼合金-净化处理-制备线坯-均匀化处理-拉拔-固溶处理-细拉-在线热处理-成品检验。
采用本发明的积极效果是，将硅铝金熔体进行水平单方向凝固铸造，形成柱状晶组织，不溶的Si颗粒细小，均匀分布。铸坯经均匀化处理后，拉伸到￠1.0mm再进行固溶化处理，从而获得Si颗粒细小、强度高、延伸率高、加工性能优良的微细铝线。
具体实施方式：
以制造￠30μm微细铝线为例.采用原料为99.999％Al和99.999％Si，配制Al-1％Si合金熔体，在690℃下，采用加热铸型水平连铸成￠6.0mm线坯，经540℃，保温24小时的均匀化处理，室温下拉伸加工到￠1.0mm，再经570℃，保温2小时固溶化处理，然后一致拉伸到￠25μm。最后在250℃退火，达到所要求的性能。其制备工艺：
1、熔炼合金：高纯净母合金的配制和Al-1％Si合金熔制。
2、净化处理：合金熔体的过滤。
3、制备线坯：690℃下加热型铸型水平连续定向凝固制成(Φ5-6mm)线坯。
4.均匀化处理：540℃，22小时。
5、拉拔：(Φ5mm)→粗拉(￠1.0mm)。
6、固溶处理：490℃，保温3小时。
7、细拉：拉拔至￠25μm成品。
8、在线热处理：温度250℃.
9、成品检验：包装、入库。
Claims (1)
1.一种半导体器件硅铝键合线制造方法，将Al-1％Si合金配料用一般工艺熔制合金熔体，其特征是由加热型铸型水平连铸成具有单方向的柱状晶组织的线坯，经均匀化处理，均匀化温度540-570℃，保温24小时，之后，拉伸加工到￠1.0mm，再固溶化处理，固溶化温度450-570℃，保温1-4小时，然后一直拉伸到￠25-30μm，最后在150-350℃退火；其制造方法包括：熔炼合金-净化处理-制备线坯-均匀化处理-拉拔-固溶处理-细拉-在线热处理-成品检验。
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