[发明专利]一种封装用镀金钯键合铜线的生产工艺

摘要

本发明公开了一种用于半导体集成电路封装领域的镀金钯键合铜线的生产工艺，其工艺过程是将添加了微量元素的经过连续铸造技术的中心铜棒再经粗拉拔、退火、电镀钯层、精拉拔、退火、电镀金层和清洗而制成理化性能优良的镀金钯键合铜线。本工艺过程的特征是只经过一次粗拉拔和一次精拉拔工艺，并且在精拉拔到目标线径后再进行镀金工艺。经本发明的工艺生产的镀金钯键合铜线在拉制过程中断线率极低，镀钯层和镀金层结合性好，极大的提高了键合线的键合可靠性及稳定性。

主权项

一种封装用镀金钯键合铜线的生产工艺，其特征是该工艺以先后次序依次包括如下步骤：(1)提取高纯铜：提取纯度大于99.999％的高纯铜，清洗、烘干备用；(2)制备单晶铜合金棒：以最终制得的镀金钯键合铜线为100wt％计，将95.5‑96.0wt％的高纯铜内部加入小于0.002wt％的高纯银、小于0.002wt％的高纯硅、小于0.002wt％的高纯钙、小于0.002wt％的高纯铝、小于0.001wt％的高纯铁和小于0.0005wt％的高纯镍，并置于炼熔炉熔化，采用中频加热的加热方式和真空连铸的连铸方式，并控制铸熔条件为：铸熔温度为1150‑1300℃，真空度为1.0×10^‑5MPa，精炼时间为30‑45min，连铸速度为150‑300mm/min，拉丝速度为7‑120m/min，连铸得到直径为3000微米、纵向和横向晶粒数均为一个的单晶铜合金棒。(3)粗拉拔：将前述直径为3000微米的单晶铜合金棒拉拔成直径小于1000微米的铜线。(4)退火：将前述直径小于1000微米的铜线进行退火处理，退火温度为400‑500℃，退火时间为30‑60min，退火后进行水冷。(5)表面镀钯：对前述铜线电镀3.0‑3.5wt％的纯钯，电镀用钯的纯度要求大于99.99％，电镀的工艺参数控制在：电镀液pH值为7‑9，电镀液温度为20‑50℃，电流密度控制在0.2‑1.5A/dm²，通过控制电镀时间影响镀层厚度，镀钯层的厚度控制在4‑6微米。(6)精拉拔：将前述表面镀钯的铜线精密拉拔成直径为15‑76微米的镀钯铜线，拉拔后钯层厚度在0.06‑0.08微米。(7)退火：将前述拉拔后的镀钯铜线进行退火处理，退火温度为400‑500℃，退火时间为30‑60min。(8)表面镀金：将上述镀钯铜线电镀0.8‑1.0wt％的纯金，电镀用金的纯度要求大于99.99％，电镀的工艺参数控制在：电镀液pH值为7‑9，电镀液温度为20‑50℃，电流密度控制在0.1‑1.0A/dm²，通过控制电镀时间影响镀层厚度，镀金层的厚度控制在0.01‑0.03微米。(9)清洗：对上述镀金钯键合铜线进行表面清洗，先用酸液酸洗，然后经超声波清洗，再用高纯水清洗、烘干。