[发明专利]超微细键合金丝规模化生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种键合金丝的生产方法，尤其涉及一种超微细键合金丝规模化生产的方法。

背景技术

随着微电子工业的迅猛发展，微电子工艺不断提高，IC特征参数不断缩小，集成度以惊人速度增长，由于VLSI集成度一直遵循“摩尔定律”以每18个月翻一番的速度急剧增加，目前一个芯片上集成的电路元件数早已超过一个亿，因此这种发展趋势正在使VLSI在电子设备中扮演的角色从器件芯片转变为系统芯片(SOC)；与此同时，深亚微米的VLSI工艺特征尺寸已达到0.18μm以下，在特征尺寸不断缩小、集成度和芯片面积以及实际功耗不断增加的情况下，产品结构越来越复杂，性能愈来愈高，系统级芯片(逻辑、模拟、存贮器一体化，也即硬件模块、固体模块、软件模块一体化)在未来五年将成为主导产品。世界前沿和未来最有希望的技术CPU、HDTV、IC卡、DC、3G、和网络安全这六大领域都需要有超大规模集成电路。这样随着大规模、超大规模集成电路的发展，对封装材料的要求越来越高，特别是键合金丝，线径要求越来越细，机械化学电等各项性能指标还需满足封装要求。

半导体器件不仅要高性能，同时要求低成本。为降低作为其材料之一微细金丝的高额费用，正在使金丝直径越来越细。金丝微细化不仅可降低所需金丝费用，而且适用于高密度封装。

FBGA(通常称作CSP)是一种在底部有焊球的面阵引脚结构，封装所需的安装面积接近于芯片尺寸。这种高密度、小巧、且扁薄的封装技术非常适宜用于设计小巧的手持式消费类电子装置，如个人信息工具、移动电话、摄录一体机、以及数码相机等。因此超微细键合金丝的批量稳定生产成为考验金丝生产厂家生产技术水平的重要标志之一。

然而越细的金丝，其生产的难度越大，拉丝越困难，非常容易拉断或出现金丝相互粘连的状况，造成成品率低下，尤其是在而17微米及以下超微细键合金丝的生产中，尤为明显，现有的改进方法一般仅是改进原材料的成分，例如中国专利200610021373.2的《一种键合金丝及其制造方法》，还有的是对生产方法进行了改进，例如中国专利200410017008.5的《有色金属及其合金材料超细丝的制备方法》，其利用水平定向连铸工艺改进铸造出的坯料的性能来提高成品率，目前这些现有金丝生产方法基本可满足18微米及以上键合金丝的批量化生产要求，而17微米及以下超微细键合金丝通过现有生产工艺生产，其在加工过程中断丝频繁、生产效率低下，同时顾客使用这样的金丝也容易出现质量问题，比如金丝表面质量不好、放线不好、性能不稳定等现象，键合时金丝容易发生粘连、断丝现象或设备报警现象，造成键合效率及成品率低下，不能有效满足顾客需求。

发明内容

有鉴于此，本发明改良上述缺点，针对微细化加工难、断丝多的原因进行分析，优选工艺，细化工艺，通过改进装置、增添装置等提高生产工艺的技术水平。本发明目的是提出一种超微细键合金丝规模化生产的方法，该方法不仅适用于常规规格键合金丝的生产，对17微米及以下超微细键合金丝的批量化生产适用性尤为合适，其能够满足超微细键合金丝规模化生产的要求。

本发明的主要目的之一在于利用改进熔铸工序中的熔铸工艺进而改进坯料线材的性能，使其满足后续工序的要求；

本发明的另一目的在于解决退火工序中，退火后的金丝发生粘连的现象。

金丝的生产方法中包括熔铸工艺(合金熔铸)、拉丝工艺(大拉、中拉、细拉、超微细拉伸)、退火工艺(成品退火、性能测试)、绕线工艺(定尺复绕)。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种超微细键合金丝规模化生产方法，其改进熔铸工序，该熔铸工序采用连铸设备进行拉铸，该熔铸工序采用间歇式拉铸工艺。

因键合金丝不是高纯金丝，还需要在纯金中加入微量元素，微量元起细化晶粒的作用，而间歇式拉铸可通过间歇抑制柱状晶的形成，有利于形成细等轴径，在保证铸锭延伸性的同时可达到一定的强度，能更好地满足超微细的加工。

为了更好的实现超微细键合金丝规模化生产本发明的一种超微细键合金丝规模化生产方法可对生产工艺的其它部分进一步改进，其中：

该间歇式拉铸工艺的拉铸时间为0.3s-1.0s；间歇时间为1.0s-2.0s，拉铸速度为600-800mm/min；拉铸时的温度为1180℃-1250℃；结晶器冷却水流量为1-5L/min。

该连铸设备可为竖式定向连铸设备。

该连铸设备的结晶器冷却水通过过渡水箱供给结晶器，使该结晶器冷却水进入结晶器时的温度不产生阶跃而保持恒定。