[实用新型]单晶铜键合引线磁控溅射镀膜靶组件及镀钯设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种单晶铜键合引线磁控溅射镀膜靶组件，以及采用该镀膜靶组件制成的单晶铜键合引线磁控溅射镀钯设备，主要用于集成电路生产领域。

背景技术

微电子产业的发展速度、规模和科学技术水平已成为衡量国家综合实力的重要标志，半导体技术则是微电子技术的基础和核心。在以电子计算机和数字家电为核心的电子信息技术时代，电子产品向高性能、多功能、高可靠、小型化、薄型化、轻型化、便携式方向发展，同时单位低成本、封装多引线化、高集成度和小型化都成为强有力的竞争因素，这要求配套的IC电子封装业向更好、更轻、更薄、密封度更高、有更好的电性能和更低的热性能、有更高的可靠性和更好的性能价格比上发展。

在集成电路的封装工艺中采用WB技术（又称线焊），即将裸芯片电极焊区与电子封装外壳的输入/输出引线或基板上的金属布线焊区用金属细丝连接起来。通过加热、加压、超声波等能量去除表面氧化膜，借助于球一劈(Ball-Wedge)或楔-楔(Wedge-Wedge)等键合工具实现连接。按外加能量形式的不同，WB可分为热压键合、超声波键合、热超声波键合。根据键合工具的不同，又可分为球键合和楔键合。其焊区金属一般为Al或Au，连接材料多为Φ20-Φ200μm的Au、Al(或Al-Si,Al-Mg)、Cu 等金属丝。

引线键合的基本原理是:键合所施加的压力使金属球发生很大的塑性变形，其表面上的滑移线使洁净面呈阶梯状，并在薄膜上也切出相应的凹凸槽，薄膜表面的氧化膜被破坏，使其活性化，通过接触面两金属之间的相互扩散而完成连接。

球形焊接和楔形焊接的技术参数，两种键合的不同之处在于：球形焊接中在每次焊接循环的开始会形成一个焊球，然后把这个球焊接到焊盘上形成第一焊点；而楔形焊接则是将引线在压力和超声能量下直接焊接到芯片的焊盘上。目前球形焊接是最普遍采用的引线键合方式。楔形焊接在一些特殊的工艺流程应用下是一个很好的技术补充。

键合线起联结硅片电极与引线框架的外部引出端子的作用，并传递芯片的电信号、散发芯片内产生的热量，是集成电路封装的关键材料。引线键合是半导体生产的极小特征尺寸和极大产量的集中体现。前者表现为不断缩小的引线间距上，后者则体现在逐步提高的生产效率上。细间距键合需要强度和刚度更高的连线，通过对热影响区（HAZ）长度的控制以满足细间距键合线弧精确折弯的需要。因此对键合线的技术指标提出了越来越高的要求，高纯度、高温、超细键合线需求量迅速增长。芯片密度的不断提高,对键合材料的导热性和可靠性提出了更高的要求。

近年来众多研究表明：铜键合丝具有良好的电器机械性能和低成本等特点成为替代金丝键合的最佳材料。制备适用于低成本、细间距、高引出端元器件封装的铜键合丝得到业内普遍的关注。

但是，铜线表面的污染与氧化是造成铜线焊接性能差的主要因素。因此，在焊接过程中必须采取措施进行处理和保护。为了提高铜线的焊接性能，球焊过程中采用了增加还原和保护气体的方法：在焊接过程中，加入保护性气体，防止氧气与铜在焊接时发生反应，同时还加入适量的氢气作为还原气体以去掉铜表面的Cu₂O，保护性气体采用95%的N₂，5% H₂作为还原气体；铜线表面被有机物污染，对于这种污染一般采用离子清洗法对其表面进行清洗来去除。而对于氧化问题则必须采用增加保护气体来处理、屈服强度等物理参数高于金和铝，键合时需要施加更大的超声能量和键合压力，因此容易对硅芯片造成损伤甚至是破坏；采用5%的氢气增加了安全隐患。

采用在铜线表面镀膜（如钯膜）是容易想到的方法，但是现有技术的镀膜方法（如采用磁控溅射设备），为了提高镀膜的均匀性，需要将被溅射材料在匀速线性移动的同时，还要匀速转动。此种方法用于溅射细长的铜线时难度非常大，几乎做不到。

发明内容

本实用新型旨在提供一种单晶铜键合引线磁控溅射镀膜靶组件及镀钯设备，以解决现有技术对单晶铜键合引线镀膜存在的不均匀的问题。

本实用新型的技术方案是：一种单晶铜键合引线磁控溅射镀膜靶组件，包括磁体和阴极靶，其特征在于，所述的阴极靶为内圆筒，其两端与两个法兰密封连接；所述的磁体为至少一个圆环，并套在内圆筒的外周面；在该磁体的外侧套装一与该内圆筒同轴的外圆筒，该外圆筒的两端也与所述的法兰密封连接；在磁体的两端和外周面留有冷却液间隙，在外圆筒的两端设有冷却液接口；在两个法兰的外侧通过数个绝缘子各连接一个阳极支架。