专利名称：集成电路用键合铝线极细丝的生产工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于合金材料的加工领域。它具体涉及用于集成电路内铝硅极细丝合金线材的加工工艺。
背景技术：
本文涉及的极细的键合铝线是集成电路封装的主要材料，是硅片与外部框架的连线。对该种线材的要求是直径小、韧性好、焊接性能好，能适应高速焊接设备的要求，因生产技术难度大，过去该产品一直靠进口供给。目前国内有少数厂家生产，在已有技术的产品生产中只采用一些常规的热处理措施，如使用了普通的固溶处理；成品退火时用批处理方式，批量产品同时进炉，因此在理化性能上尚有不足，不能满足更高的技术要求。
发明内容
本发明的目的是为解决键合铝线极细丝在使用上的高要求并克服在已有技术中存在的技术问题特提出本方案——集成电路用键合铝线极细丝的生产工艺，它采用了新的技术措施，能生产出高质量的键合线，并适应高速全自动焊机的要求。
按如上构思，本方案所提出的集成电路用键合铝线极细丝的生产工艺的过程如下①取AL-(1％)SI盘条，直径为Φ6，其成分为含硅1.00±0.15％，其余为99.999％纯度的高纯铝，单独杂质元素不应该超过0.0050％，而杂质总量不超过0.01％；②对盘条作固溶处理，温度为500-540℃，时间150-180小时；③深冷处理，固溶处理后立刻将盘条置于液氮中，温度-80～-100℃，放置时间为2-5小时；④粗拉拔，对Φ5mm-Φ8mm盘条加工至Φ1.0mm，每道次拉拔加工率为10～15％，拉拔速度控制在30-50米/分钟；⑤细拉拔，对Φ1.0mm加工至Φ0.018mm，每道次拉拔加工率为5-10％，拉丝速度控制在150-300米/分钟；⑥成品热处理采用单丝管式退火炉，退火温度控制在200-400℃，速度为60-300米/分钟；⑦成品退火后用单纤维强力仪测试力学性能。该产品力学性能如下线径Φ0.018mm；破断力9CN；延伸率3.5％。
采用本方案能体现如下的优越性①在该工艺中的的固溶处理后增加了一道深冷-80～-100℃处理，使组织更加细化稳定；②在各道拉拔之间不设中间退火处理，实现高倍压缩率的拉伸，使机械性能一致；③在成品退火中采取单线管式炉的连续退火，既提高了生产率，还进一步保证了性能稳定；④由于全面地提高了产品的理化性能，经试验完全能满足全自动超声焊机12条线/秒的技术要求。
具体实施例方式本发明在多次实验的基础上制定了如下的工艺过程1.坯料深冷固溶处理先对盘条进行热处理，温度为520℃，时间160小时，出炉后迅速的放入温度为零下80℃的液氮中，时间为3小时。
2.粗拉丝对经过热处理后的盘条进行拉丝，粗拉丝时拉丝加工率控制为Φ5mm-Φ8mm到φ1.0mm，加工率为10％，拉丝速度控制在50米/分钟。
3.细拉丝经粗拉丝后的丝材再进行细拉丝，细拉丝时拉丝加工率控制为φ1.0mm到φ0.018mm，加工率为6％，拉丝速度控制在300米/分钟。
4.成品单线热处理成品热处理采取单丝管式退火炉，温度控制在300℃，速度为160米/分钟。
5.成品退火后用单纤维强力仪测试力学性能。该产品力学性能如下线径Φ0.018mm；破断力9CN；延伸率3.5％。
经调查知，已有产品的生产工艺是盘条固溶处理，粗拉丝，中间热处理，细拉丝，产品批热处理退火，这种加工工艺存在易断丝、力学性能不稳的问题。不能形成大批量工业化生产。本发明克服了以上键合铝线生产中的缺点，同时使键合铝线具有特定的力学性能。本产品的坯料是含硅1％的铝硅合金(经连续铸造或挤压方式得到的盘条)，其成分为含硅1.00±0.15％，其余为99.999％纯度的高纯铝，单独杂质元素不应超过0.0050％，而杂质总量不超过0.01％。本工艺的特殊之处是固溶处理的时间很长，为500～540℃保温150～180小时；固溶处理后增加深泠处理，将盘条放入液氮，在-80～-100℃下保持时间为2～5小时；各道拉拔之间不用退火处理；成品退火采用管式炉连续退火。这样就能得到理化性能较高的成品，经检验其线径为18μm，破断力为9CN，延伸率为3.5％，较已有技术产品的各项性能都有明显地改善。采用本发明的键合铝线加工工艺，使生产效率极大的提高，单丝长度均在万米以上，机械性能稳定，并且在封装过程中断线率极低，可以满足新型全自动超声焊机12线/秒的高速要求。
权利要求
1.一种集成电路用键合铝线极细丝的生产工艺，其特征是该工艺过程如下①取AL-(1％)SI盘条，直径为Φ5mm-Φ8mm，其成分为含硅1.00±0.15％，其余为99.999％纯度的高纯铝，单独杂质元素不应该超过0.0050％，而杂质总量不超过0.01％；②对盘条作固溶处理，温度为500-540℃，时间150-180小时；③深冷处理，固溶处理后立刻将盘条置于液氮中，温度-80～-100℃，放置时间为2-5小时；④粗拉拔，对Φ5mm-Φ8mm盘条加工至Φ1.0，每道次拉拔加工率为10～15％，拉拔速度控制在30-50米/分钟；⑤细拉拔，对Φ1.0mm加工至Φ0.018mm，每道次拉拔加工率为5-10％，拉丝速度控制在150-300米/分钟；⑥成品热处理采用单丝管式退火炉，退火温度控制在200-400℃，速度为60-300米/分钟；⑦成品退火后用单纤维强力仪测试力学性能。该产品力学性能如下线径Φ0.018mm；破断力9CN；延伸率3.5％。
全文摘要
本发明属于合金材料的加工领域。具体涉及集成电路用键合铝线极细丝的生产工艺，其工艺过程是将含硅1％的铝硅合金盘条经深冷固溶处理、粗拉丝、细拉丝及成品单线退火处理制成理化性能优良的键合铝线。本工艺过程的特征是固溶处理时间很长，并在其后增加了深冷处理，在各道拉拔之间不设退火处理，在成品退火处理时采用管式炉连续退火。经本发明的键合铝线生产工艺生产的极细丝拉制过程中断线率极低，单丝长度均在万米以上，生产率大大提高，由于其优良的理化性能，封装过程中断线率极低，可以满足新型全自动超声焊机12条线/秒的高速要求。
文档编号B23P23/04GK1730233SQ20051001446
公开日2006年2月8日 申请日期2005年7月12日 优先权日2005年7月12日
发明者石海仁 申请人:天津世星电子材料有限公司