CN108823463A - 一种铜合金键合丝及其制造方法 - Google Patents
一种铜合金键合丝及其制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108823463A CN108823463A CN201810702746.5A CN201810702746A CN108823463A CN 108823463 A CN108823463 A CN 108823463A CN 201810702746 A CN201810702746 A CN 201810702746A CN 108823463 A CN108823463 A CN 108823463A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- copper alloy
- wire
- annealing
- 150ppm
- bonding wire
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 9
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 99
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 41
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 30
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 30
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 21
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 110
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- 238000005491 wire drawing Methods 0.000 claims description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 29
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 13
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 9
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 8
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 8
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 8
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 8
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 6
- 239000008246 gaseous mixture Substances 0.000 claims description 5
- 241000218202 Coptis Species 0.000 claims description 4
- 235000002991 Coptis groenlandica Nutrition 0.000 claims description 4
- 230000003712 anti-aging effect Effects 0.000 abstract description 4
- 238000003466 welding Methods 0.000 abstract description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 30
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 16
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 15
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 11
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 9
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 5
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 4
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 4
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 2
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 2
- 229910001316 Ag alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N beryllium atom Chemical compound [Be] ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000004087 circulation Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005987 sulfurization reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C9/00—Alloys based on copper
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/02—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working in inert or controlled atmosphere or vacuum
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/08—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of copper or alloys based thereon
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/62—Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Wire Bonding (AREA)
Abstract
一种铜合金键合丝，其特征在于按重量计含有Ag 0.3‑5%，微量添加元素 1‑450ppm，余量为铜；所述微量添加元素是Ca、In、Be和Ge中的一种或其中两种以上的组合。本发明还提供上述铜合金键合丝的一种制造方法。本发明的铜合金键合丝具有以下有益效果：（1）具有优异的作业性和可靠性；（2）抗老化性能好；（3）有较适合的线材硬度，极大地降低了打线的弧高；（4）IC打线时，对一焊电极没有造成破裂和损伤；（5）能提供良好的接合性；（6）成本较低。
Description
技术领域
本发明涉及IC、LED封装用的键合丝，具体涉及一种铜合金键合丝及其制造方法。
背景技术
键合丝（bonding wire，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（floor life）以及高线轴长度；从化学成分上，主要有铜线（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封装应用上取代金线。由于电子产品小型化和细薄化的发展要求，半导体行业通过芯片厚度减薄(Wafer thinning)、封装采用芯片堆栈(Die stacking)、倒装芯片(flip chip)、晶圆级封装（wafer level packaging）、2.5D和3D封装等方法来应对，然而传统的键合封装（wire bonding）仍然是主流封装形式。
现有的以铜作为主要成分的键合丝主要有纯铜线和镀钯镀金铜线。纯铜线具有良好的作业性和较低的成本，但抗老化性能和耐高温高湿的能力较差，可靠性较低。镀钯镀金铜线包括芯线、包覆在芯线外面的钯预镀层以及包覆在钯预镀层外面的金包覆层，芯线采用纯铜制成；镀钯镀金铜线为了保证良好的作业性和可靠性，需要包覆厚度较厚的钯预镀层和金包覆层，原料成本高，制造工艺也较为复杂，以致制造成本过高，缺乏市场竞争力。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种铜合金键合丝以及这种铜合金键合丝的制造方法，这种铜合金键合丝具有优异的作业性和可靠性，且成本较低。采用的技术方案如下：
一种铜合金键合丝，其特征在于按重量计含有Ag 0.3-5% ，微量添加元素 1-450ppm，余量为铜；所述微量添加元素是Ca、In、Be和Ge中的一种或其中两种以上的组合。
优选上述铜合金键合丝中微量添加元素的含量为 10-450ppm。
一种优选方案中，上述微量添加元素的组成为In 10-150ppm、Ge 10-150ppm和Ca10-150ppm。
另一种优选方案中，上述微量添加元素的组成为Ca 10-150ppm、Be 10-150ppm和Ge 10-150ppm。
另一种优选方案中，上述微量添加元素的组成为Ca 10-150ppm和Ge 10-150ppm。
另一种优选方案中，上述微量添加元素的组成为Ca 10-150ppm和Be 10-150ppm。
另一种优选方案中，上述微量添加元素的组成为Ca 10-150ppm和In 10-150ppm。
优选上述铜合金键合丝的直径为15-40um。
本发明的铜合金键合丝中，芯线中加入含量0.3-5%的Ag（银），能够将铜合金的晶粒细化，改变线材的结晶结构，进而提升线材强度及抗老化能力；适量的微量添加元素用以改进线材的机械性能，其中Ca（钙）、In（铟）能有效提升铜合金的焊线作业性，能增强线材与芯片及基板的粘附性能，提升信赖性能；Be（铍）能提高铜合金线材的再结晶温度，提升线材在高温环境下的耐疲劳性，有效降低颈部断线的几率；Ge（锗）有助于提升铜合金键合丝的抗氧化能力和抗硫化能力，并提高焊点的接合强度。
本发明还提供上述铜合金键合丝的一种制造方法，其特征在于包括下述步骤：
（1）熔铸：按比例将Ag和微量添加元素加入到铜原料中，经过真空熔炼和定向连续引铸工艺，获得直径为6-8毫米的线材；
（2）拉丝：对步骤（1）得到的线材进行拉丝，获得直径为50-280um的铜合金线；
（3）中间退火：步骤（2）拉丝完成后，对铜合金线进行中间退火，在退火过程中采用N2或者氮氢混合气来做为退火气氛，退火炉有效长度为600-1000mm，退火温度为300-600℃，退火速率为60-120m/min；
（4）对经步骤（3）中间退火处理的铜合金线继续进行拉丝，获得直径为15-40um的铜合金线；
（5）最后退火：对步骤（4）得到的铜合金线进行最后退火，在退火过程中采用N2或者氮氢混合气来做为退火气氛，退火炉有效长度为600-1000mm，退火温度为300-700℃，退火速率为60-120m/min；
（6）冷却：最后退火结束后，将铜合金线冷却至20-30℃，得到所需的铜合金键合丝。
优选上述步骤（3）和步骤（5）采用的氮氢混合气由5%(体积)的 H2 和95%(体积)的N2组成。
本发明的铜合金键合丝与现有技术相比，具有以下有益效果：
（1）具有优异的作业性（CUP(Circuit Under Pad) 电极下层电路不会打裂或击穿）和可靠性；
（2）抗老化性能好，改善封装产品在热冲击试验中的可靠性(能经受400以上回合的热冲击)；
（3）有较适合的线材硬度，HAZ（热影响区）长度可低至50 um，极大地降低了打线的弧高；
（4）IC打线时，对一焊电极没有造成破裂和损伤；
（5）能提供良好的接合性，有效阻止水气浸入接口处，可以改善IC高温高湿环境下金球脱落（ball lift）问题；
（6）成本较低，相对于镀钯镀金铜线可降低成本20-30%，且因为没有电镀制程，所以除了降低成本外，不造成污染排放，对环境极友善。
具体实施方式
实施例1
本实施例的铜合金键合丝按重量计含有Ag 3%，In 100ppm，Ge 100ppm，Ca 100ppm，余量为铜。
上述铜合金键合丝的制造方法包括下述步骤：
（1）熔铸：按比例将Ag、In、Ge和Ca加入到铜原料中，经过真空熔炼和定向连续引铸工艺，获得直径为6毫米的线材；
（2）拉丝：对步骤（1）得到的线材进行拉丝，获得直径为200um的铜合金线；
（3）中间退火：步骤（2）拉丝完成后，对铜合金线进行中间退火，在退火过程中采用N2来做为退火气氛，退火炉有效长度为800mm，退火温度为550℃，退火速率为80m/min；
（4）对经步骤（3）中间退火处理的铜合金线继续进行拉丝，获得直径为15-40um（如18um）的铜合金线；
（5）最后退火：对步骤（4）得到的铜合金线进行最后退火，在退火过程中采用N2来做为退火气氛，退火炉有效长度为800mm，退火温度为625℃，退火速率为80m/min；
（6）冷却：最后退火结束后，将铜合金线冷却至25℃，得到所需的铜合金键合丝。
实施例2
本实施例的铜合金键合丝按重量计含有Ag 5%，Ca 50ppm，Be 80ppm，Ge 50ppm，余量为铜。
上述铜合金键合丝的制造方法包括下述步骤：
（1）熔铸：按比例将Ag、Ca、Be和Ge加入到铜原料中，经过真空熔炼和定向连续引铸工艺，获得直径为6毫米的线材；
（2）拉丝：对步骤（1）得到的线材进行拉丝，获得直径为150um的铜合金线；
（3）中间退火：步骤（2）拉丝完成后，对铜合金线进行中间退火，在退火过程中采用氮氢混合气来做为退火气氛，退火炉有效长度为900mm，退火温度为600℃，退火速率为60m/min；
（4）对经步骤（3）中间退火处理的铜合金线继续进行拉丝，获得直径为15-40um（如18um）的铜合金线；
（5）最后退火：对步骤（4）得到的铜合金线进行最后退火，在退火过程中采用氮氢混合气来做为退火气氛，退火炉有效长度为900mm，退火温度为675℃，退火速率为60m/min；
（6）冷却：最后退火结束后，将铜合金线冷却至20℃，得到所需的铜合金键合丝。
上述步骤（3）和步骤（5）采用的氮氢混合气由5%(体积)的 H2 和95%(体积) 的N2组成。
实施例3
本实施例的铜合金键合丝按重量计含有Ag 0.5%，Ca 150ppm，Ge 150ppm，余量为铜。
上述铜合金键合丝的制造方法包括下述步骤：
（1）熔铸：按比例将Ag、Ca和Ge加入到铜原料中，经过真空熔炼和定向连续引铸工艺，获得直径为8毫米的线材；
（2）拉丝：对步骤（1）得到的线材进行拉丝，获得直径为280um的铜合金线；
（3）中间退火：步骤（2）拉丝完成后，对铜合金线进行中间退火，在退火过程中采用N2来做为退火气氛，退火炉有效长度为800mm，退火温度为400℃，退火速率为80m/min；
（4）对经步骤（3）中间退火处理的铜合金线继续进行拉丝，获得直径为15-40um（如18um）的铜合金线；
（5）最后退火：对步骤（4）得到的铜合金线进行最后退火，在退火过程中采用N2来做为退火气氛，退火炉有效长度为600mm，退火温度为550℃，退火速率为60m/min；
（6）冷却：最后退火结束后，将铜合金线冷却至30℃，得到所需的铜合金键合丝。
实施例4
本实施例的铜合金键合丝按重量计含有Ag 1%，Ca 100ppm和Be 50ppm，余量为铜。
上述铜合金键合丝的制造方法包括下述步骤：
（1）熔铸：按比例将Ag、Ca和Be加入到铜原料中，经过真空熔炼和定向连续引铸工艺，获得直径为8毫米的线材；
（2）拉丝：对步骤（1）得到的线材进行拉丝，获得直径为200um的铜合金线；
（3）中间退火：步骤（2）拉丝完成后，对铜合金线进行中间退火，在退火过程中采用N2来做为退火气氛，退火炉有效长度为700mm，退火温度为450℃，退火速率为70m/min；
（4）对经步骤（3）中间退火处理的铜合金线继续进行拉丝，获得直径为15-40um（如18um）的铜合金线；
（5）最后退火：对步骤（4）得到的铜合金线进行最后退火，在退火过程中采用N2来做为退火气氛，退火炉有效长度为1000mm，退火温度为450℃，退火速率为100m/min；
（6）冷却：最后退火结束后，将铜合金线冷却至20℃，得到所需的铜合金键合丝。
实施例5
本实施例的铜合金键合丝按重量计含有Ag 0.8%，Ca 60ppm，In 150ppm，余量为铜。
上述铜合金键合丝的制造方法包括下述步骤：
（1）熔铸：按比例将Ag 、Ca和In加入到铜原料中，经过真空熔炼和定向连续引铸工艺，获得直径为6毫米的线材；
（2）拉丝：对步骤（1）得到的线材进行拉丝，获得直径为60um的铜合金线；
（3）中间退火：步骤（2）拉丝完成后，对铜合金线进行中间退火，在退火过程中采用氮氢混合气来做为退火气氛，退火炉有效长度为800mm，退火温度为600℃，退火速率为100m/min；
（4）对经步骤（3）中间退火处理的铜合金线继续进行拉丝，获得直径为15-40um（如18um）的铜合金线；
（5）最后退火：对步骤（4）得到的铜合金线进行最后退火，在退火过程中采用氮氢混合气来做为退火气氛，退火炉有效长度为800mm，退火温度为600℃，退火速率为100m/min；
（6）冷却：最后退火结束后，将铜合金线冷却至30℃，得到所需的铜合金键合丝。
上述步骤（3）和步骤（5）采用的氮氢混合气由5%(体积)的 H2 和95%(体积) 的N2组成。
实施例6
本实施例的铜合金键合丝按重量计含有Ag 1.5 %， Ca 100ppm，余量为铜。
上述铜合金键合丝的制造方法包括下述步骤：
（1）熔铸：按比例将Ag 和Ca加入到铜原料中，经过真空熔炼和定向连续引铸工艺，获得直径为6毫米的线材；
（2）拉丝：对步骤（1）得到的线材进行拉丝，获得直径为160um的铜合金线；
（3）中间退火：步骤（2）拉丝完成后，对铜合金线进行中间退火，在退火过程中采用氮氢混合气来做为退火气氛，退火炉有效长度为1000mm，退火温度为500℃，退火速率为100m/min；
（4）对经步骤（3）中间退火处理的铜合金线继续进行拉丝，获得直径为15-40um（如18um）的铜合金线；
（5）最后退火：对步骤（4）得到的铜合金线进行最后退火，在退火过程中采用氮氢混合气来做为退火气氛，退火炉有效长度为900mm，退火温度为600℃，退火速率为120m/min；
（6）冷却：最后退火结束后，将铜合金线冷却至30℃，得到所需的铜合金键合丝。
上述步骤（3）和步骤（5）采用的氮氢混合气由5%(体积)的 H2 和95%(体积) 的N2组成。
对本发明实施例1-6的铜合金键合丝进行性能测试，测试方法及测试结果如下：
1、高温高湿测试方法与条件
A.温度 ： 85℃ ；湿度 ：85% R.H；
B.周期 ： 500 小时 (每24小时取出一组样品进行测试)；
C.打线后不灌胶。
纯铜线、镀钯镀金铜线和实施例1-6铜合金键合丝打线后的样品总数量各为170个，分成17组，每组各10个样品，置于高温高湿环境中，每24小时取出一组样品进行测试（进行电流对电压曲线测试 和断短路测试，以判断是否失效），测试结果如下表1所示。进行测试后发现：镀钯镀金铜线、实施例1-5的铜合金键合丝打线后的样品经过500小时后仍没有出现失效；而纯铜线在经过288小时后即出现失效。测试结果表明，铜合金键合丝的耐高温高湿的能力与镀钯镀金铜线相当，而远远优于纯铜线。
表1
表1中，分母表示每组样品数，分子表示每组样品失效数。
2、抗老化性能
实施例1-6和传统铜合金键合丝在可靠性的差别主要在热冲击部分。具体老化试验条件如表2。试验封装形式是LED封装中的 SMD2835，BSOB打线，封装硅胶采用道康宁OE6650，封装好的样品在每次完成50个循环的热冲击后，观察是否还能电亮，记录失效死灯的个数。
表2
实验结果（如表3所示）：实施例1-6铜合金键合丝在老化实验中都经受400-450以上回合的热冲击，而纯铜线在老化实验中只能经受150回合的热冲击。
表3
3、二焊打线作业窗口
铜合金键合丝的打线能力如下；实施例1-6铜合金键合丝打线参数符合规范且打线作业窗口大（打线在氮氢混合气体的保护下进行，打线功率50-90瓦，打线压力40-140牛顿）；且打线时无明显铝挤、无电极损伤。
4、硬度测试
对本发明实施例1-6的铜合金键合丝的硬度测试结果显示：本发明的铜合金键合丝有较低的线材硬度，在72-92 Hv之间（镀钯镀金铜线的硬度在95-110 Hv之间），可打较低的线材弧高。
5、FAB 球型稳定性
A.EFO 电 流 ：60mA
B.N2+H2 (气 体 流 量 ：0.3~0.6 L/min)
本发明的铜合金键合丝的FAB球，其稳定性与镀钯镀金铜线相同，均为正常球型，无偏心球和异常球。
6、HAZ（热影响区）长度
对本发明实施例1-6的铜合金键合丝的HAZ长度测试结果如下表4所示。测试结果显示，本发明的铜合金键合丝的HAZ长度在51-59 um之间，而镀钯镀金铜线的HAZ长度均在60-70um之间。
表4
Claims (9)
1.一种铜合金键合丝，其特征在于按重量计含有Ag 0.3-5% ，微量添加元素 1-450ppm，余量为铜；所述微量添加元素是Ca、In、Be和Ge中的一种或其中两种以上的组合。
2.根据权利要求1所述的铜合金键合丝，其特征是：所述铜合金键合丝中微量添加元素的含量为 10-450ppm。
3.根据权利要求2所述的铜合金键合丝，其特征是：所述微量添加元素的组成为In 10-150ppm、Ge 10-150ppm和Ca 10-150ppm。
4.根据权利要求2所述的铜合金键合丝，其特征是：所述微量添加元素的组成为Ca 10-150ppm、Be 10-150ppm和Ge 10-150ppm。
5.根据权利要求2所述的铜合金键合丝，其特征是：所述微量添加元素的组成为Ca 10-150ppm和Ge 10-150ppm。
6.根据权利要求2所述的铜合金键合丝，其特征是：所述微量添加元素的组成为Ca 10-150ppm和Be 10-150ppm。
7.根据权利要求2所述的铜合金键合丝，其特征是：所述微量添加元素的组成为Ca 10-150ppm和In 10-150ppm。
8.权利要求1-7任一项所述的铜合金键合丝的制造方法，其特征在于包括下述步骤：
（1）熔铸：按比例将Ag和微量添加元素加入到铜原料中，经过真空熔炼和定向连续引铸工艺，获得直径为6-8毫米的线材；
（2）拉丝：对步骤（1）得到的线材进行拉丝，获得直径为50-280um的铜合金线；
（3）中间退火：步骤（2）拉丝完成后，对铜合金线进行中间退火，在退火过程中采用N2或者氮氢混合气来做为退火气氛，退火炉有效长度为600-1000mm，退火温度为300-600℃，退火速率为60-120m/min；
（4）对经步骤（3）中间退火处理的铜合金线继续进行拉丝，获得直径为15-40um的铜合金线；
（5）最后退火：对步骤（4）得到的铜合金线进行最后退火，在退火过程中采用N2或者氮氢混合气来做为退火气氛，退火炉有效长度为600-1000mm，退火温度为300-700℃，退火速率为60-120m/min；
（6）冷却：最后退火结束后，将铜合金线冷却至20-30℃，得到所需的铜合金键合丝。
9.根据权利要求8所述的铜合金键合丝的制造方法，其特征在于：步骤（3）和步骤（5）采用的氮氢混合气由5%(体积)的 H2 和95%(体积) 的N2组成。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810702746.5A CN108823463A (zh) | 2018-06-30 | 2018-06-30 | 一种铜合金键合丝及其制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810702746.5A CN108823463A (zh) | 2018-06-30 | 2018-06-30 | 一种铜合金键合丝及其制造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108823463A true CN108823463A (zh) | 2018-11-16 |
Family
ID=64133662
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810702746.5A Withdrawn CN108823463A (zh) | 2018-06-30 | 2018-06-30 | 一种铜合金键合丝及其制造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108823463A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109637993A (zh) * | 2018-11-22 | 2019-04-16 | 汕头市骏码凯撒有限公司 | 表面有镀层的铜键合丝及其制造方法 |
| CN110408813A (zh) * | 2019-08-26 | 2019-11-05 | 江苏裕铭铜业有限公司 | 具有高可塑性的温控型铜母线及铸造工艺 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07138679A (ja) * | 1994-05-09 | 1995-05-30 | Toshiba Corp | ボンディングワイヤー |
| CN102459668A (zh) * | 2009-06-24 | 2012-05-16 | 新日铁高新材料株式会社 | 半导体用铜合金接合线 |
| CN102687259A (zh) * | 2010-02-03 | 2012-09-19 | 新日铁高新材料株式会社 | 半导体用铜接合线及其接合结构 |
| CN103137235A (zh) * | 2011-12-01 | 2013-06-05 | 贺利氏材料科技公司 | 用于微电子装置中接合的二次合金1n铜线 |
| CN105463237A (zh) * | 2015-12-05 | 2016-04-06 | 烟台一诺电子材料有限公司 | 一种铜银合金键合丝及其制备方法 |
| CN107195608A (zh) * | 2017-06-15 | 2017-09-22 | 滕州晨晖电子集团股份有限公司 | 一种铜微合金键合线及其制备方法 |
| CN108122877A (zh) * | 2017-12-21 | 2018-06-05 | 汕头市骏码凯撒有限公司 | 薄金铜合金线及其制造方法 |
-
2018
- 2018-06-30 CN CN201810702746.5A patent/CN108823463A/zh not_active Withdrawn
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07138679A (ja) * | 1994-05-09 | 1995-05-30 | Toshiba Corp | ボンディングワイヤー |
| CN102459668A (zh) * | 2009-06-24 | 2012-05-16 | 新日铁高新材料株式会社 | 半导体用铜合金接合线 |
| CN102687259A (zh) * | 2010-02-03 | 2012-09-19 | 新日铁高新材料株式会社 | 半导体用铜接合线及其接合结构 |
| CN103137235A (zh) * | 2011-12-01 | 2013-06-05 | 贺利氏材料科技公司 | 用于微电子装置中接合的二次合金1n铜线 |
| CN105463237A (zh) * | 2015-12-05 | 2016-04-06 | 烟台一诺电子材料有限公司 | 一种铜银合金键合丝及其制备方法 |
| CN107195608A (zh) * | 2017-06-15 | 2017-09-22 | 滕州晨晖电子集团股份有限公司 | 一种铜微合金键合线及其制备方法 |
| CN108122877A (zh) * | 2017-12-21 | 2018-06-05 | 汕头市骏码凯撒有限公司 | 薄金铜合金线及其制造方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109637993A (zh) * | 2018-11-22 | 2019-04-16 | 汕头市骏码凯撒有限公司 | 表面有镀层的铜键合丝及其制造方法 |
| CN110408813A (zh) * | 2019-08-26 | 2019-11-05 | 江苏裕铭铜业有限公司 | 具有高可塑性的温控型铜母线及铸造工艺 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107004613B (zh) | 半导体装置用接合线 | |
| CN108122877A (zh) | 薄金铜合金线及其制造方法 | |
| US20130233593A1 (en) | Composite wire of silver-palladium alloy coated with metallic thin film and method thereof | |
| CN108183075A (zh) | 一种银合金键合丝及其制造方法 | |
| US9331049B2 (en) | Bonding structure of bonding wire | |
| KR101536554B1 (ko) | 본딩용 와이어 | |
| CN108796269A (zh) | 金合金键合丝及其制造方法 | |
| WO2013018238A1 (ja) | ボールボンディングワイヤ | |
| CN107665874A (zh) | 一种包覆金的金合金复合键合丝及其制造方法 | |
| KR101905942B1 (ko) | 본딩용 와이어 | |
| US20130233594A1 (en) | Composite wire of silver-gold-palladium alloy coated with metal thin film and method thereof | |
| CN108922876B (zh) | 一种金合金键合丝及其制造方法 | |
| CN108598058A (zh) | 一种铜合金键合丝及其制造方法 | |
| US11251153B2 (en) | Noble metal-coated silver wire for ball bonding, and semiconductor device using noble metal-coated silver wire for ball bonding | |
| JP5109881B2 (ja) | 銅ボンディングワイヤ | |
| CN108823463A (zh) | 一种铜合金键合丝及其制造方法 | |
| CN108823453A (zh) | 一种低金金合金键合丝及其制造方法 | |
| CN108796285A (zh) | 一种银合金键合丝及其制造方法 | |
| CN109411438A (zh) | 一种铜合金线及其制造方法 | |
| TWI722593B (zh) | 用於電連接電子組件之接觸表面的方法 | |
| WO2012117512A1 (ja) | 金（Ａｕ）合金ボンディングワイヤ | |
| CN110117733A (zh) | 一种金银合金键合丝及其制造方法 | |
| CN108598006A (zh) | 银合金键合丝及其制造方法 | |
| CN109390309A (zh) | 一种表面有镀层的铜合金线及其制造方法 | |
| US11456271B2 (en) | Noble metal-coated silver wire for ball bonding and method for producing the same, and semiconductor device using noble metal-coated silver wire for ball bonding and method for producing the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20181116 |
|
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |