专利名称：一种铜键合丝及其制备方法
技术领域：
本发明是属于半导体材料技术领域，主要涉及的是一种低弧度、低硬度和 具有良好抗氧化性能的铜键合丝。
背景技术：
铜键合丝与金丝、铝丝相比具有优良的机械性能、电学性能、热学性能和
低^i金属间化合物增长，在很大程度上提高了芯片频率和可靠性，适应了低成 本、细间距、高引出端元器件封装的发展。晶片铝金属化向铜金属化的转变，
使得对于高速器件的新型封装设计来说，选择短铜丝键合并且间距小于50陶
的铜焊区将在封装市场上成为倒装焊接工艺强有力的竞争对手。并且通过采用 新工艺改进后，使铜丝键合比金丝键合更牢固、更稳定，尤其在大批量的高引
出端、细间距、小焊区的IC封装工艺中，成为替代金丝的最佳键合材料。此外，
电子封装高性能、多功能、小型化、便携式发展的趋势，不但对集成电路的性
能要求在不断提升，而且对电子封装密度有了更高的要求，其中包括封装的 引脚数越来越多；布线节距越来越小；封装厚度越来越薄；封装体在基板上所 占的面积比例越来越大；这些都要依靠低弧度、高性能的键含丝来实现。但是 对于铜键合丝来说，由于其硬度较高，在大规模集成电路封装中很容易造成基 板损伤。铜键合丝相对于键合金丝来说，其化学性能活泼较易氧化，从而降低 了电子元器件的可靠性。
发明内容
本发明的目的是克服以上现有技术不足，提供一种具有低弧度、低硬度和 良好抗氧化性的铜键合丝。'
本发明的目的是通过以下技术方案实现的
铜键合丝材料中各成分重量百分比为La为0.0008 0.002wt%， Ce为 0.001 0.003wt%， Ca为0.002 0.004wt%， Cu为99. 99 99.995%。
制备铜键合丝方法，包括以下步骤a、 铜键合丝坯料制备，采用定向凝固方法制备铜键合丝坯料；
b、 将制备好的坯料进行拉制，其拉制速度为80 200m/min;
c、 铜键合丝热处理过程中采用纯度大于99.999%的氢气加纯度大于99.999 0%的惰性气体对铜键合丝进行保护和光亮化处理，其中氢气的流量为0.6 1.2L /min，惰性气体的流量为1.0 1.6L/min;
d、 铜键合丝的表面抗氧化处理，采用浓度为0.05% 10%的抗氧化剂均匀 涂在铜键合丝表面，涂层厚度为0.002 0.012mm，并采用50 150。C热风将其 吹干；
e、 铜键合丝包装采用充氮包装，其中氮气纯度为99.999%。 本发明具有以下优点
本发明的铜键合丝具有低弧度、低硬度和良好抗氧化性，避免了铜键合丝 在常温下的氧化，使铜丝在常温下可以长期保存，能够适应电子封装高性能、 多功能、小型化、便携式发展的需求。
具体实施例方式
实施例l:铜键合丝材料中各成分重量百分比为La为0.0008X，Ce为0.001 %， Ca为0.002% ， Cu为99.995%。
制备铜键合丝方法，包括以下步骤
a、 铜键合丝坯料制备，采用定向凝固方法制备铜键合丝坯料；
b、 将制备好的坯料进行拉制，其拉制速度为80m/min;
c、 铜键合丝热处理过程中采用纯度大于99.999%的氢气加纯度大于99.999 %的惰性气体对铜键合丝进行保护和光亮化处理，其中氢气的流量为0.6L/ min，惰性气体的流量为1.0L/min;
d、 铜键合丝的表面抗氧化处理，釆用浓度为0.05%的抗氧化剂均匀涂在铜 键合丝表面，涂层厚度为0.002mm，并采用5(TC热风将其吹干；
e、 铜键合丝包装采用充氮包装，其中氮气纯度为99.999%。 实施例2:铜键合丝材料中各成分重量百分比为La为0.001X，Ce为0.0015
%， Ca为0.0025%， Cu为99.994%; 制备铜键合丝方法，包括以下步骤a、 铜键合丝坯料制备，采用定向凝固方法制备铜键合丝坯料；
b、 将制备好的坯料进行拉制，其拉制速度为100m/min;
c、 铜键合丝热处理过程中采用纯度大于99.999%的氢气加纯度大于99.999 %的惰性气体对铜键合丝进行保护和光亮化处理，其中氢气的流量为0.75L/ min，惰性气体的流量为U5L/min;
d、 铜键合丝的表面抗氧化处理，采用浓度为1%的抗氧化剂均匀涂在铜键 合丝表面，涂层厚度为0.005mm，并采用80'C热风将其吹干；
e、 铜键合丝包装采用充氮包装，其中氮气纯度为99.999%。
实施例3:铜键合丝材料中各成分重量百分比为La为0.0012%， Ce为 0.0018%, Ca为0.003%， Cu为99.992%。 制备铜键合丝方法，包括以下步骤-
a、 铜键合丝坯料制备，采用定向凝固方法制备铜键合丝坯料；
b、 将制备好的坯料进行拉制，其拉制速度为120m/min;
c、 铜键合丝热处理过程中采用纯度大于99.999%的氢气加纯度大于99.999 %的惰性气体对铜键合丝进行保护和光亮化处理，其中氢气的流量为0.85L/ min，惰性气体的流量为1.35L/min;
d、 铜键合丝的表面抗氧化处理，采用浓度为1%的抗氧化剂均匀涂在铜键 合丝表面，涂层厚度为0.008mm，并采用12(TC热风将其吹干；
e、 铜键合丝包装采用充氮包装，其中氮气纯度为99.999%。 实施例4:铜键合丝材料中各成分重量百分比为La为0.0018%，Ce为0.002
%， Ca为0.003%， Cu为99.992%。 制备铜键合丝方法，包括以下步骤-
a、 铜键合丝坯料制备，采用定向凝固方法制备铜键合丝坯料；
b、 将制备好的坯料进行拉制，其拉制速度为150m/min;
c、 铜键合丝热处理过程中采用纯度大于99.999%的氢气加纯度大于99.999 %的惰性气体对铜键合丝进行保护和光亮化处理，其中氢气的流量为1.0L/ min，惰性气体的流量为1.45L/min;
d、 铜键合丝的表面抗氧化处理，采用浓度为1%的抗氧化剂均匀涂在铜键合丝表面，涂层厚度为0.01mm，并采用13(TC热风将其吹干；e、铜键合丝包装采用充氮包装，其中氮气纯度为99.999%。实施例5:铜键合丝材料中各成分重量百分比为La为0.002% ，Ce为0.003
%， Ca为0.004%， Cu为99.99%。
制备铜键合丝方法，包括以下步骤
a、 铜键合丝坯料制备，采用定向凝固方法制备铜键合丝坯料；
b、 将制备好的坯料进行拉制，其拉制速度为200m/min;
c、 铜键合丝热处理过程中采用纯度大于99.999%的氢气加纯度大于99.999%的惰性气体对铜键合丝进行保护和光亮化处理，其中氢气的流量为1.2L/min，惰性气体的流量为1.6L/min;
d、 铜键合丝的表面抗氧化处理，采用浓度为1%的抗氧化剂均匀涂在铜键合丝表面，涂层厚度为0.012mm，并采用150。C热风将其吹干；
e、 铜键合丝包装采用充氮包装，其中氮气纯度为99. 99%。
权利要求
1、一种铜键合丝，其特征是铜键合丝材料中各成分重量百分比为La为0.0008～0.002wt％，Ce为0.001～0.003wt％，Ca为0.002～0.004wt％，Cu为99.99～99.995％。
2、 一种制备铜键合丝方法，其特征是包括以下步骤a、 铜键合丝坯料制备，采用定向凝固方法制备铜键合丝坯料；b、 将制备好的坯料进行拉制，其拉制速度为80 200m/min;c、 铜键合丝热处理过程中采用纯度大于99.999%的氢气加纯度大于99.999 %的惰性气体对铜键合丝进行保护和光亮化处理，其中氢气的流量为0.6 1.2L /min，惰性气体的流量为1.0 1.6L/min;d、 铜键合丝的表面抗氧化处理，采用浓度为0.05% 10%的苯并三氮脞均 匀涂在铜键合丝表面，涂层厚度为0.002 0.012mm，并采用50 150。C热风将 其吹干；e、 铜键合丝包装采用充氮包装，其中氮气纯度为99.999%。
全文摘要
本发明公开了一种铜键合丝，该铜键合丝材料中各成分重量百分比为La为0.0008～0.002wt％，Ce为0.001～0.003wt％，Ca为0.002～0.004wt％，Cu为99.99～99.995％。本发明的铜键合丝具有低弧度、低硬度和良好抗氧化性，避免了铜键合丝在常温下的氧化，使铜丝在常温下可以长期保存，能够适应电子封装高性能、多功能、小型化、便携式发展的需求。
文档编号C22C9/00GK101487090SQ20081004909
公开日2009年7月22日 申请日期2008年1月17日 优先权日2008年1月17日
发明者吕长春, 吕长江 申请人:济源优克电子材料有限公司