本申請涉及一種新型芯片鍵合絲的。

背景技術(shù)：

1、半導體產(chǎn)業(yè)和led產(chǎn)業(yè)規(guī)模龐大，發(fā)展迅速，其小型化和集成化發(fā)展趨勢，對于芯片鍵合用超細鍵合絲的需求增長迅速。

2、鍵合絲作為一個產(chǎn)品族是半導體封裝的關(guān)鍵材料之一，它的功能是實現(xiàn)半導體芯片與引腳的電連接，起著芯片與外界的電流導入及導出作用。目前主要由金絲組成，金絲占有超過總的80％的份額，因其質(zhì)軟、耐腐蝕、電學性能好，被廣泛用作鍵合絲，但隨著國際金價的不斷上漲，金鍵合絲的價格也一路攀升，導致終端產(chǎn)品的成本過高，不利于企業(yè)提高競爭力。近年來黃金價格的持續(xù)走高，促使金絲替代品的發(fā)展，包括銅絲、其他合金絲等，其中銅絲已經(jīng)較為成熟，并且開始應(yīng)用。

3、銅鍵合絲價格低廉，隨著銅鍵合絲技術(shù)的提升，逐漸有取代金鍵合絲的趨勢。但由于材料的制備工藝和特性使得在使用中存在一定的缺陷，目前仍有很大空間優(yōu)化。

4、目前制備鍵合金屬絲通常采用傳統(tǒng)的拉拔法，即先以加熱的方式熱熔金屬棒，然后通過不同大小的直徑的模具拉拔，從而減小金屬絲直徑。該方法工藝較為復雜，尤其是制備直徑小于15m的金屬絲，拉絲次數(shù)多，由于受到工藝方法的限制，繼續(xù)降低尺寸的空間較小。而且隨著鍵合絲尺寸的下降，其制造成本會大幅提升。

5、因此，需要發(fā)明一種新型芯片鍵合絲的方法。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、傳統(tǒng)制備金屬鍵合絲通常采用拉拔法，不僅工藝復雜，而且會增加生產(chǎn)成本。本發(fā)明首先通過將母合金插入到玻璃管底部并加熱，通過牽引作用，從軟化的玻璃管底部牽引出微絲，得到含有玻璃包覆層和非晶核芯的非晶復合絲原形，之后將非晶復合絲原形迅速冷卻，得到非晶復合絲。

2、利用物理碾壓的方式，破壞玻璃包覆層破裂并且與非晶核芯分離。將非晶核芯卷繞在收絲輥上進行收集。再將非晶核芯切成所需的長度，即得所述新型芯片鍵合絲。

3、依照本發(fā)明提出的方法，所制得的芯片鍵合絲，不含有玻璃包覆層，生成的鍵合絲價格低廉，原料易于采購，直徑極細利于電子元件小型化，有效防止排線之間相互接觸避免短路，同時導電性佳，滿足優(yōu)質(zhì)鍵合絲的條件。

4、因此，本發(fā)明包含以下實施方式：

5、實施方式1.一種制備芯片鍵合絲的方法，其特征在于，包括如下步驟：

6、步驟1：將母合金棒插入玻璃管底部；

7、步驟2：采用感應(yīng)加熱使玻璃管底部的母合金棒熔化形成熔化的母合金，

8、熔化的母合金將玻璃管底部軟化；

9、步驟3：從軟化的玻璃管底部牽引出微絲，得到含有玻璃包覆層和非晶核芯的非晶復合絲原形；

10、步驟4：使所述非晶復合絲原形快速冷卻得到冷卻的非晶復合絲或使所述非晶復合絲的溫度低于步驟2的感應(yīng)加熱溫度；

11、步驟5：使所述非晶復合絲在冷卻狀態(tài)下連續(xù)通過碾壓輥形成的輥隙或使所述非晶復合絲在具有加熱溫度的狀態(tài)下連續(xù)通過碾壓輥形成的輥隙，所述輥隙的寬度大于非晶核芯的直徑并且小于非晶復合絲的直徑，從而使得碾壓力使所述玻璃包覆層破裂并且與所述非晶核芯分離；

12、步驟6：將非晶核芯卷繞在收絲輥上，收絲輥卷取速度保持線速度恒定；

13、步驟7：將非晶核芯切成所需的長度，即得所述新型芯片鍵合絲。

14、實施方式2、根實施方式1所述的制備新型芯片鍵合絲的方法，步驟1中所述母合金棒包含：

15、cu含量大于95wt％；

16、b、nb、cu、mn、mo、ni和al中含量小于5wt％。

17、實施方式3、根據(jù)實施方式1所述的制備新型芯片鍵合絲的方法，步驟1中所述母合金棒包含cu，其含量為100wt％。

18、實施方式4、根據(jù)實施方式1所述的制備新型芯片鍵合絲的方法，步驟1中所述母合金的熔點和所述玻璃管的軟化溫度的差值高于50℃并低于500℃。

19、實施方式5、根據(jù)實施方式1所述的制備新型芯片鍵合絲的方法，步驟3中所述的玻璃包覆層的厚度為0.1-20微米。

20、實施方式6、根據(jù)實施方式1所述的制備新型芯片鍵合絲的方法，步驟5中所述碾壓輥為圓柱形，所述碾壓輥曲面含有一個或多個橫向連續(xù)凸棱，凸棱可以為矩形、梯形或三角形，或任意多邊形。

21、實施方式7、根據(jù)實施方式1所述的制備新型芯片鍵合絲的方法，步驟5中所述連續(xù)通過過程為所述非晶復合絲通過兩個所述碾壓輥，兩個所述碾壓輥向所述非晶復合絲通過的一側(cè)勻速旋轉(zhuǎn)碾壓所述非晶復合絲。

22、實施方式8.根據(jù)實施方式1所述的制備新型芯片鍵合絲的方法，步驟5中所述碾壓輥旋轉(zhuǎn)線速度大小為10-100米/分鐘。

23、實施方式9.根據(jù)實施方式1所述的制備新型芯片鍵合絲的方法，步驟7中所述收絲輥旋轉(zhuǎn)線速度大小為10-100米/分鐘。

24、實施方式10、一種芯片鍵合絲，其特征在于：采用實施方式1的方法制備，不含有玻璃包覆層，含有cu含量大于95wt％；b、nb、cu、mn、mo、ni和al中含量小于5wt％。

25、實施方式11、一種芯片鍵合絲，其特征在于：采用實施方式1的方法制備，不含有玻璃包覆層，cu含量為100wt％。

26、實施方式12、一種芯片鍵合絲，其特征在于：采用實施方式1的方法制備，其直徑為2-50微米，長度為1-8mm。

27、根據(jù)前述實施方式所述，本發(fā)明提供的方法需要首先通過將母合金插入到玻璃管底部并加熱，通過牽引作用，從軟化的玻璃管底部牽引出微絲，得到含有玻璃包覆層和非晶核芯的非晶復合絲原形，之后將非晶復合絲原形迅速冷卻，得到非晶復合絲。依照這種方法得出的非晶復合絲內(nèi)的非晶核芯直徑極細，且硬度較軟。

28、之后將所制得的非晶復合絲，通過碾壓輥的碾壓作用，將玻璃包覆層破壞并剝離，得到非晶核芯。由于沒有玻璃包覆層的阻礙，導電性增強，同時去除玻璃包覆層后得到的非晶核芯更加柔軟，不易損傷電子元器件。最后根據(jù)需求將非晶核芯裁剪至需要的長度，以得到所述的鍵合絲。生成的鍵合絲價格低廉，制作原料易于采購，可以大大降低成本。直徑極細利于電子元件小型化，有效防止排線之間相互接觸避免短路，滿足優(yōu)質(zhì)鍵合絲的條件。

技術(shù)特征：

1.一種制備芯片鍵合絲的方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備新型芯片鍵合絲的方法，步驟1中所述母合金棒包含：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備新型芯片鍵合絲的方法，步驟1中所述母合金棒包含cu，其含量為100wt％。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備新型芯片鍵合絲的方法，步驟1中所述母合金的熔點和所述玻璃管的軟化溫度的差值高于50℃并低于500℃。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備新型芯片鍵合絲的方法，步驟3中所述的玻璃包覆層的厚度為0.1-20微米。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備新型芯片鍵合絲的方法，步驟5中所述碾壓輥為圓柱形，所述碾壓輥曲面含有一個或多個橫向連續(xù)凸棱，凸棱可以為矩形、梯形或三角形，或任意多邊形。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備新型芯片鍵合絲的方法，步驟5中所述連續(xù)通過過程為所述非晶復合絲通過兩個所述碾壓輥，兩個所述碾壓輥向所述非晶復合絲通過的一側(cè)勻速旋轉(zhuǎn)碾壓所述非晶復合絲。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備新型芯片鍵合絲的方法，步驟5中所述碾壓輥旋轉(zhuǎn)線速度大小為10-100米/分鐘。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備新型芯片鍵合絲的方法，步驟7中所述收絲輥旋轉(zhuǎn)線速度大小為10-100米/分鐘。

10.一種芯片鍵合絲，其特征在于：采用權(quán)利要求1的方法制備，不含有玻璃包覆層，含有cu含量大于95wt％；b、nb、mn、mo、ni和al的含量小于5wt％。

11.一種芯片鍵合絲，其特征在于：采用權(quán)利要求1的方法制備，不含有玻璃包覆層，cu含量為100wt％。

12.一種芯片鍵合絲，其特征在于：采用權(quán)利要求1的方法制備，其直徑為2-50微米，長度為1-8mm。

技術(shù)總結(jié)
銅鍵合絲價格低廉，隨著銅鍵合絲技術(shù)的提升，逐漸有取代金鍵合絲的趨勢。但由于材料的制備工藝和特性使得在使用中存在一定的缺陷，目前仍有很大空間優(yōu)化。本發(fā)明提供的方法需要首先通過將母合金插入到玻璃管底部并加熱，通過牽引作用，從軟化的玻璃管底部牽引出微絲，得到非晶復合絲。將所制得的非晶復合絲，將玻璃包覆層破壞并剝離，得到非晶核芯。最后根據(jù)需求將非晶核芯裁剪至需要的長度，以得到所述的鍵合絲。生成的鍵合絲價格低廉，制作原料易于采購，可以大大降低成本，并且直徑極細利于電子元件小型化，有效防止排線之間相互接觸避免短路，滿足優(yōu)質(zhì)鍵合絲的條件。

技術(shù)研發(fā)人員：邢彥興,周少雄,董幫少,蔣贊,宋蘇
受保護的技術(shù)使用者：江蘇集萃安泰創(chuàng)明先進能源材料研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2