專利名稱：集成電路用鍵合鋁線極細(xì)絲的生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于合金材料的加工領(lǐng)域。它具體涉及用于集成電路內(nèi)鋁硅極細(xì)絲合金線材的加工工藝。
背景技術(shù)：
本文涉及的極細(xì)的鍵合鋁線是集成電路封裝的主要材料，是硅片與外部框架的連線。對(duì)該種線材的要求是直徑小、韌性好、焊接性能好，能適應(yīng)高速焊接設(shè)備的要求，因生產(chǎn)技術(shù)難度大，過(guò)去該產(chǎn)品一直靠進(jìn)口供給。目前國(guó)內(nèi)有少數(shù)廠家生產(chǎn)，在已有技術(shù)的產(chǎn)品生產(chǎn)中只采用一些常規(guī)的熱處理措施，如使用了普通的固溶處理；成品退火時(shí)用批處理方式，批量產(chǎn)品同時(shí)進(jìn)爐，因此在理化性能上尚有不足，不能滿足更高的技術(shù)要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為解決鍵合鋁線極細(xì)絲在使用上的高要求并克服在已有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題特提出本方案——集成電路用鍵合鋁線極細(xì)絲的生產(chǎn)工藝，它采用了新的技術(shù)措施，能生產(chǎn)出高質(zhì)量的鍵合線，并適應(yīng)高速全自動(dòng)焊機(jī)的要求。
按如上構(gòu)思，本方案所提出的集成電路用鍵合鋁線極細(xì)絲的生產(chǎn)工藝的過(guò)程如下①取AL-(1％)SI盤條，直徑為Φ6，其成分為含硅1.00±0.15％，其余為99.999％純度的高純鋁，單獨(dú)雜質(zhì)元素不應(yīng)該超過(guò)0.0050％，而雜質(zhì)總量不超過(guò)0.01％；②對(duì)盤條作固溶處理，溫度為500-540℃，時(shí)間150-180小時(shí)；③深冷處理，固溶處理后立刻將盤條置于液氮中，溫度-80～-100℃，放置時(shí)間為2-5小時(shí)；④粗拉拔，對(duì)Φ5mm-Φ8mm盤條加工至Φ1.0mm，每道次拉拔加工率為10～15％，拉拔速度控制在30-50米/分鐘；⑤細(xì)拉拔，對(duì)Φ1.0mm加工至Φ0.018mm，每道次拉拔加工率為5-10％，拉絲速度控制在150-300米/分鐘；⑥成品熱處理采用單絲管式退火爐，退火溫度控制在200-400℃，速度為60-300米/分鐘；⑦成品退火后用單纖維強(qiáng)力儀測(cè)試力學(xué)性能。該產(chǎn)品力學(xué)性能如下線徑Φ0.018mm；破斷力9CN；延伸率3.5％。
采用本方案能體現(xiàn)如下的優(yōu)越性①在該工藝中的的固溶處理后增加了一道深冷-80～-100℃處理，使組織更加細(xì)化穩(wěn)定；②在各道拉拔之間不設(shè)中間退火處理，實(shí)現(xiàn)高倍壓縮率的拉伸，使機(jī)械性能一致；③在成品退火中采取單線管式爐的連續(xù)退火，既提高了生產(chǎn)率，還進(jìn)一步保證了性能穩(wěn)定；④由于全面地提高了產(chǎn)品的理化性能，經(jīng)試驗(yàn)完全能滿足全自動(dòng)超聲焊機(jī)12條線/秒的技術(shù)要求。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明在多次實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上制定了如下的工藝過(guò)程1.坯料深冷固溶處理先對(duì)盤條進(jìn)行熱處理，溫度為520℃，時(shí)間160小時(shí)，出爐后迅速的放入溫度為零下80℃的液氮中，時(shí)間為3小時(shí)。
2.粗拉絲對(duì)經(jīng)過(guò)熱處理后的盤條進(jìn)行拉絲，粗拉絲時(shí)拉絲加工率控制為Φ5mm-Φ8mm到φ1.0mm，加工率為10％，拉絲速度控制在50米/分鐘。
3.細(xì)拉絲經(jīng)粗拉絲后的絲材再進(jìn)行細(xì)拉絲，細(xì)拉絲時(shí)拉絲加工率控制為φ1.0mm到φ0.018mm，加工率為6％，拉絲速度控制在300米/分鐘。
4.成品單線熱處理成品熱處理采取單絲管式退火爐，溫度控制在300℃，速度為160米/分鐘。
5.成品退火后用單纖維強(qiáng)力儀測(cè)試力學(xué)性能。該產(chǎn)品力學(xué)性能如下線徑Φ0.018mm；破斷力9CN；延伸率3.5％。
經(jīng)調(diào)查知，已有產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝是盤條固溶處理，粗拉絲，中間熱處理，細(xì)拉絲，產(chǎn)品批熱處理退火，這種加工工藝存在易斷絲、力學(xué)性能不穩(wěn)的問(wèn)題。不能形成大批量工業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明克服了以上鍵合鋁線生產(chǎn)中的缺點(diǎn)，同時(shí)使鍵合鋁線具有特定的力學(xué)性能。本產(chǎn)品的坯料是含硅1％的鋁硅合金(經(jīng)連續(xù)鑄造或擠壓方式得到的盤條)，其成分為含硅1.00±0.15％，其余為99.999％純度的高純鋁，單獨(dú)雜質(zhì)元素不應(yīng)超過(guò)0.0050％，而雜質(zhì)總量不超過(guò)0.01％。本工藝的特殊之處是固溶處理的時(shí)間很長(zhǎng)，為500～540℃保溫150～180小時(shí)；固溶處理后增加深泠處理，將盤條放入液氮，在-80～-100℃下保持時(shí)間為2～5小時(shí)；各道拉拔之間不用退火處理；成品退火采用管式爐連續(xù)退火。這樣就能得到理化性能較高的成品，經(jīng)檢驗(yàn)其線徑為18μm，破斷力為9CN，延伸率為3.5％，較已有技術(shù)產(chǎn)品的各項(xiàng)性能都有明顯地改善。采用本發(fā)明的鍵合鋁線加工工藝，使生產(chǎn)效率極大的提高，單絲長(zhǎng)度均在萬(wàn)米以上，機(jī)械性能穩(wěn)定，并且在封裝過(guò)程中斷線率極低，可以滿足新型全自動(dòng)超聲焊機(jī)12線/秒的高速要求。
權(quán)利要求
1.一種集成電路用鍵合鋁線極細(xì)絲的生產(chǎn)工藝，其特征是該工藝過(guò)程如下①取AL-(1％)SI盤條，直徑為Φ5mm-Φ8mm，其成分為含硅1.00±0.15％，其余為99.999％純度的高純鋁，單獨(dú)雜質(zhì)元素不應(yīng)該超過(guò)0.0050％，而雜質(zhì)總量不超過(guò)0.01％；②對(duì)盤條作固溶處理，溫度為500-540℃，時(shí)間150-180小時(shí)；③深冷處理，固溶處理后立刻將盤條置于液氮中，溫度-80～-100℃，放置時(shí)間為2-5小時(shí)；④粗拉拔，對(duì)Φ5mm-Φ8mm盤條加工至Φ1.0，每道次拉拔加工率為10～15％，拉拔速度控制在30-50米/分鐘；⑤細(xì)拉拔，對(duì)Φ1.0mm加工至Φ0.018mm，每道次拉拔加工率為5-10％，拉絲速度控制在150-300米/分鐘；⑥成品熱處理采用單絲管式退火爐，退火溫度控制在200-400℃，速度為60-300米/分鐘；⑦成品退火后用單纖維強(qiáng)力儀測(cè)試力學(xué)性能。該產(chǎn)品力學(xué)性能如下線徑Φ0.018mm；破斷力9CN；延伸率3.5％。
全文摘要
本發(fā)明屬于合金材料的加工領(lǐng)域。具體涉及集成電路用鍵合鋁線極細(xì)絲的生產(chǎn)工藝，其工藝過(guò)程是將含硅1％的鋁硅合金盤條經(jīng)深冷固溶處理、粗拉絲、細(xì)拉絲及成品單線退火處理制成理化性能優(yōu)良的鍵合鋁線。本工藝過(guò)程的特征是固溶處理時(shí)間很長(zhǎng)，并在其后增加了深冷處理，在各道拉拔之間不設(shè)退火處理，在成品退火處理時(shí)采用管式爐連續(xù)退火。經(jīng)本發(fā)明的鍵合鋁線生產(chǎn)工藝生產(chǎn)的極細(xì)絲拉制過(guò)程中斷線率極低，單絲長(zhǎng)度均在萬(wàn)米以上，生產(chǎn)率大大提高，由于其優(yōu)良的理化性能，封裝過(guò)程中斷線率極低，可以滿足新型全自動(dòng)超聲焊機(jī)12條線/秒的高速要求。
文檔編號(hào)B23P23/04GK1730233SQ20051001446
公開(kāi)日2006年2月8日 申請(qǐng)日期2005年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月12日
發(fā)明者石海仁 申請(qǐng)人:天津世星電子材料有限公司