CN2017105413409一种基于钯铜线的半导体键合工艺.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利申请

(10)申请公布号CN107256834A
(43)申请公布日2017.10.17
(21)申请号201710541340.9
(22)申请日2017.07.05
(71)申请人廖伟春
地址518000广东省深圳市宝安区西乡兴
业路湾上六座花园6栋A单元
(72)发明人廖伟春
(74)专利代理机构深圳市创富知识产权代理有
限公司44367
代理人霍如肖
(51)Int.Cl.
H01L21/60(2006.01)
H05K3/34(2006.01)

权利要求书1页说明书6页附图7页
(54)发明名称
一种基于钯铜线的半导体键合工艺
(57)摘要
CN107256834A
CN107256834A权利要求书1/1页

1.一种基于钯铜线的半导体键合工艺，其特征在于，包括：
A.劈刀移至芯片焊盘的位置，使用表面镀钯的纯铜线构成的焊线线材制作第一个焊
点的焊球；
B.拉线弧，焊头带动劈刀往上抬起，所述焊线线材被拉起到设定的高度后，从最高点
移动到PCB板第二个焊点的位置，完成所述焊接线材的走线；
C.劈刀移至PCB板的焊盘的位置，使用所述焊线线材焊接第二个焊点；
其中，制作第一个焊点和第二个焊点时，使用保护气体充盈所述劈刀及劈刀的周边，所
述保护气体的成分为：95%～99%氮气和1%～5%的氢气，重量百分比。
2.如权利要求1所述基于钯铜线的半导体键合工艺，其特征在于，所述芯片焊盘为铝焊
盘或金焊盘，所述第一个焊点的焊球大小为所述芯片焊盘的大小的80%～95%。
3.如权利要求1所述基于钯铜线的半导体键合工艺，其特征在于，所述PCB板的焊盘包
括从下而上的三层金属：铜层、镍层和银层，或铜层、镍层和金层，其中，所述铜层的厚度为
500~800μm，所述镍层的厚度为150~250μm，所述银层的厚度为60~120μm，所述金层的厚
度为1~5μm。
4.如权利要求1所述基于钯铜线的半导体键合工艺，其特征在于，制作所述第一个焊点
的焊球时，包括预烧球阶段获得预烧球；
所述预烧球阶段：打火杆尖端与露出劈刀的所述焊接线材之间放电形成一个完整的电
流回路，所述电流回路的电流为25~35mA。
5.如权利要求4所述基于钯铜线的半导体键合工艺，其特征在于，所述预烧球的直径的
3/4以内，所述钯元素所占重量比例低于10%。
6.如权利要求5所述基于钯铜线的半导体键合工艺，其特征在于，所述预烧球阶段：使
用环形喷嘴从下向上吹向所述焊接线材的端部的周侧，使所述钯元素少向所述预烧球的内
部扩散。
7.如权利要求1所述基于钯铜线的半导体键合工艺，其特征在于，所述焊接线材的直
径为0.6~1mil，所述钯金属层的厚度为4~8μm；制作第一个焊点时，预烧球阶段电子打火
后线尾烧结形成的小球的直径为1.6~2mil，焊接压力为30~50g，焊接的功率为120~150
mv，焊接时间为10~16ms。
8.如权利要求1所述基于钯铜线的半导体键合工艺，其特征在于，所述焊接第二个焊
点时，预烧球阶段电子打火后线尾烧结形成的小球的直径为1.8~2.2mil，焊接压力为70~
90g，切鱼尾的焊接功率为120~150mv。
9.如权利要求1所述基于钯铜线的半导体键合工艺，其特征在于，所述步骤A之前，还包
括：
A1：在PCB板的焊盘的位置种球，种球包括种球预烧球阶段和烧球阶段，所述种球预烧
球阶段电子打火后线尾烧结形成的小球的直径为1.8~2.2mil，所述烧球阶段，打火杆尖端
与露出劈刀的所述焊接线材之间放电形成一个完整的电流回路，形成直径为1.8~2.2mil
的预植球；
所述预植球成为第二个焊点。
10.如权利要求9所述基于钯铜线的半导体键合工艺，其特征在于，在所述焊接第二个
焊点时，键合温度设置为140℃~170℃，焊焊接时间设置为10~16ms，焊接功率为65~95mw。

2
CN107256834A

一种基于钯铜线的半导体键合工艺

技术领域
[0001]本发明涉及半导体封装技术领域，尤其涉及一种基于钯铜线的半导体键合工艺。

背景技术
[0002]

3
CN107256834A说明书2/6页
[0010]优选的，预烧球阶段：使用环形喷嘴从下向上吹向焊接线材的端部的周侧，从下向
上吹，使钯元素少向预烧球的内部扩散。
[0011]
优选的，焊接线材的直径为0.6~0.8mil。
[0012]
优选的，焊接线材的直径为0.8mil，钯金属层的厚度为4~8μm；制作第一个焊点
时，预烧球阶段电子打火后线尾烧结形成的小球的直径为1.6~2mil，焊接压力为30~50g，
焊接的功率为120~150mv，焊接时间为10~16ms。
[0013]优选的，焊接第二个焊点时，预烧球阶段电子打火