一种提高金丝与铜箔连接质量的处理方法
【专利摘要】本发明涉及一种提高金丝与铜箔连接质量的处理方法，将铜箔片待连接表面用质量浓度为5％-30％的酸溶液进行清洗3-5分钟；而后加入质量浓度为10％-30％的稀土盐溶液，搅拌6-9分钟；再加入质量浓度为5％20％的双氧水溶液，静置4-6分钟；取出铜箔片用超纯水冲洗吹干后在50-200℃温度范围内与金丝连接。本发明处理工艺简单，设备要求低，过程高效可控，铜箔表面稀土膜均匀，覆盖良好，有效防止了铜箔连接过程中表面氧化，提高了连接成品率和连接件质量。
【专利说明】一种提高金丝与铜箔连接质量的处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及材料加工【技术领域】中金属间的连接质量控制，尤其涉及一种提高金丝 与铜箔连接质量的处理方法。
【背景技术】
[0002]随着电子IT业的迅速发展，在以集成电路为代表微电子焊接技术中，超精细金属 丝连接集成芯片的连接质量会显著影响器件的可靠性。据统计，由于接触不良而造成的失 效占总失效率的33%以上。同时，基板引线密度需求提高，基板向短、轻、薄、高精细度、多引 线、小节距的方向发展，铜箔较目前的基板材料具有高电阻率、高导热率、低成本等优点而 具备广泛的应用潜力，但金丝与铜箔连接存在以下两个问题:第一，由于铜箔在空气中极易 氧化，其表面形态以及杂质不仅影响微电子电路的接触连接，也影响连接后金丝球径大小 与抗剪切强度；第二，金与铜的原予扩散嵌合性能并不理想，导致难以有效连接或连接质量 欠佳。因此，需要采用合适的处理方法以保证其连接质量。目前，有色金属表面氧化层的去 除主要有化学法，机械磨削法和电化学法，其中化学法中采用盐酸、硫酸、硝酸、氢氟酸等溶 液进行酸洗，由于效率高而被广泛使用，但这些酸的腐蚀性很强，极易出现过酸洗和欠酸洗 的现象，而且并不能提高金与铜界面扩散性能。
【发明内容】
[0003]为了解决金丝与铜箔的连接质量问题，本发明的目的在于提供一种提高金丝与铜 箔连接质量的处理方法，即去除铜箔表面氧化层与改善金铜界面扩散性能的一体化方法， 具有操作简便、效率高、适合于推广应用的特点。
[0004]本发明解决上述问题所采用的技术方案是:一种提高金丝与铜箔连接质量的处 理方法，其特征是:将铜箔片待连接表面用质量浓度为5% -30%的酸溶液进行清洗3-5 分钟；而后加入质量浓度为10% -30%的稀土盐溶液，搅拌6-9分钟；再加入质量浓度为 5% -20%的双氧水溶液，静置4-6分钟；取出铜箔片用超纯水冲洗吹干后在50-200°C温度 范围内与金丝连接。
[0005]本发明中的铜箔材料可以是纯铜或铜合金。
[0006]本发明中的铜箔可以是压延铜箔、电解铜箔或覆铜箔。
[0007]本发明中的酸溶液可以是盐酸、硝酸、硫酸或氢氟酸。
[0008]本发明中的稀土盐溶液可以是铈盐溶液或镧盐溶液。
[0009]本发明中的搅拌方式可以是机械搅拌、磁力搅拌或超声波搅拌方式。
[0010]本发明处理工艺简单，设备要求低，过程高效可控，铜箔表面稀土膜均匀，覆盖良 好，有效防止了铜箔连接过程中表面氧化，提高了连接成品率和连接件质量。特别适合于金 丝与与铜箔的连接，也适合于金与铜的异种部件互连。
【具体实施方式】[0011]下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
[0012]实施例1
[0013]将铜箔片待连接表面用质量浓度为5%的盐酸溶液进行清洗5分钟；而后加入质 量浓度为30%的氯化铈溶液，搅拌9分钟；再加入质量浓度为20%的双氧水溶液，静置6分 钟；取出铜箔片用超纯水冲洗吹干后在50°C温度范围内与金丝连接。
[0014]本实施例测试结果为:连接区直径为86 u m,连接件剪切测试强度为54.08MPa。
[0015]实施例2
[0016]将铜箔片待连接表面用质量浓度为15%的盐酸溶液进行清洗4分钟；而后加入质 量浓度为20%的氯化铈溶液，搅拌7分钟；再加入质量浓度为15%的双氧水溶液，静置5分 钟；取出铜箔片用超纯水冲洗吹干后在100°C温度范围内与金丝连接。
[0017]本实施例测试结果为:连接区直径为100 U m，连接件剪切测试强度为38.64MPa。
[0018]实施例3
[0019]将铜箔片待连接表面用质量浓度为30%的盐酸溶液进行清洗3分钟；而后加入质 量浓度为10%的氯化铈溶液，搅拌6分钟；再加入质量浓度为10%的双氧水溶液，静置4分 钟；取出铜箔片用超纯水冲洗吹干后在200°C温度范围内与金丝连接。
[0020]本实施例测试结果为:连接区直径为98 U m,连接件剪切测试强度为43.68MPa。
[0021]实施例4
[0022]将铜箔片待连接表面用质量浓度为10%的硫酸溶液进行清洗5分钟；而后加入质 量浓度为30%的硫酸铈溶液，搅拌9分钟；再加入质量浓度为5%的双氧水溶液，静置6分 钟；取出铜箔片用超纯水冲洗吹干后在50°C温度范围内与金丝连接。
[0023]本实施例测试结果为:连接区直径为96 U m,连接件剪切测试强度为36.2IMPa0
[0024]实施例5
[0025]将铜箔片待连接表面用质量浓度为20%的硫酸溶液进行清洗4分钟:而后加入质 量浓度为25%的硫酸铈溶液，搅拌7分钟；再加入质量浓度为20%的双氧水溶液，静置5分 钟；取出铜箔片用超纯水冲洗吹干后在100°C温度范围内与金丝连接。
[0026]本实施例测试结果为:连接区直径为75 U m，连接件剪切测试强度为67.94MPa。
[0027]实施例6
[0028]将铜箔片待连接表面用质量浓度为25%的硫酸溶液进行清洗3分钟；而后加入质 量浓度为15%的硫酸铈溶液，搅拌6分钟；再加入质量浓度为10%的双氧水溶液，静置4分 钟；取出铜箔片用超纯水冲洗吹干后在200°C温度范围内与金丝连接。
[0029]本实施例测试结果为:连接区直径为80 U m,连接件剪切测试强度为56.59MPa。
[0030]实施例7
[0031]将铜箔片待连接表面用质量浓度为15%的硝酸溶液进行清洗5分钟；而后加入质 量浓度为25%的硝酸铈溶液，搅拌9分钟；再加入质量浓度为15%的双氧水溶液，静置6分 钟；取出铜箔片用超纯水冲洗吹干后在50°C温度范围内与金丝连接。
[0032]本实施例测试结果为:连接区直径为104 U m,连接件剪切测试强度为17.67MPa。
[0033]实施例8
[0034]将铜箔片待连接表面用质量浓度为25%的硝酸溶液进行清洗4分钟；而后加入质 量浓度为20%的硝酸铈溶液，搅拌7分钟；再加入质量浓度为5%的双氧水溶液，静置5分钟；取出铜箔片用超纯水冲洗吹干后在100°c温度范围内与命丝连接。
[0035]本实施例测试结果为:连接区直径为108 u m,连接件剪切测试强度为28.66MPa。
[0036]实施例9
[0037]将铜箔片待连接表面用质量浓度为30%的硝酸溶液进行清洗3分钟；而后加入质 量浓度为15%的硝酸铈溶液，搅拌6分钟；再加入质量浓度为10%的双氧水溶液，静置4分 钟；取出铜箔片用超纯水冲洗吹干后在200°C温度范围内与金丝连接。
[0038]本实施例测试结果为:连接区直径为106 U m,连接件剪切测试强度为32.88MPa。
【权利要求】
1.一种提高金丝与铜箔连接质量的处理方法，其特征在于:将铜箔片待连接表面用质 量浓度为5% -30%的酸溶液进行清洗3-5分钟；而后加入质量浓度为10% -30%的稀土盐 溶液，搅拌6-9分钟；再加入质量浓度为5% -20%的双氧水溶液，静置4-6分钟；取出铜箔 片用超纯水冲洗吹干后在50-200°C温度范围内与金丝连接。
2.根据权利要求1所述的一种提高金丝与铜箔连接质量的处理方法，其特征在于，所 述铜箔材料为纯铜或铜合金。
3.根据权利要求1所述的一种提高金丝与铜箔连接质量的处理方法，其特征在于，所 述铜箔为压延铜箔、电解铜箔或覆铜箔。
4.根据权利要求1所述的一种提高金丝与铜箔连接质量的处理方法，其特征在于，所 述酸溶液可以是盐酸、硝酸、硫酸或氢氟酸。
5.根据权利要求1所述的一种提高金丝与铜箔连接质量的处理方法，其特征在于，所 述稀土盐溶液可以是铈盐溶液或镧盐溶液。
6.根据权利要求1所述的一种提高金丝与铜箔连接质量的处理方法，其特征在于，所 述搅拌方式可以是机械搅拌、磁力搅拌或超声波搅拌方式。
【文档编号】H01L21/48GK103606525SQ201310548867
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年11月1日 优先权日:2013年11月1日
【发明者】张鹏, 栾冬, 陈刚 申请人:哈尔滨工业大学（威海）