一种劈刀及其表面粗化方法与流程

本发明涉及半导体封装，具体涉及一种劈刀及其表面粗化方法。

背景技术：

1、半导体封装主要采用引线键合方式，陶瓷劈刀是引线键合技术使用的核心部件之一。在键合工艺中，超声能量通过劈刀传递到键合引线，劈刀端面发生水平弹性震动，带动引线与待键合焊盘间形成高速摩擦。在该过程中，劈刀表面需要具备一定的粗糙度，才能在超声波与压力的作用下，通过摩擦力带动引线与待键合焊盘进行高频摩擦，将超声能量传导至键合表面。如果劈刀表面粗糙度过低，劈刀键合面与引线接触面的摩擦力将不足。

2、若引线与基板表面摩擦不充分，劈刀表面将与引线发生滑移，引线不能与基板进行充分地相互扩散，最终导致键合引线可靠性降低；如果劈刀键合面的粗糙度过大，键合过程中，劈刀与键合引线间的有效接触面积将减小，键合过程不能带动引线进行有效摩擦。因此，合适的表面粗糙度对劈刀的键合功能和使用寿命至关重要。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种具有合适表面粗糙度的劈刀。本发明通过特定材料来改变劈刀的表面粗糙度。

2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种劈刀表面粗化方法，包括：

3、将劈刀进行抛光处理、清洁后，与粗化材料一起预加热，后冷却；

4、所述粗化材料为tic、zrc、tac、nbc、vc、mo2c、wc和sic中的至少一种。

5、本发明的原理说明：本发明的粗化材料加热后可催化劈刀表面晶粒变大，从而实现粗糙度变大。

6、本发明的有益效果是：本发明通过特定材料来改变劈刀的表面粗糙度，从而使得引线键合时与基材接触面更大，第二焊点抓线更牢固、更耐磨。该粗化方法，安全性高。

7、在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

8、进一步，所述劈刀与所述粗化材料的质量关系为1800~2200：1 。

9、采用上述进一步方案的有益效果是：粗化物用量越多，劈刀越粗糙，粗化物用量达一定程度，劈刀粗糙度保持不变。

10、进一步，所述加热包括：升温至800~1600℃并保持1~24h。

11、采用上述进一步方案的有益效果是：上述加热参数可使粗化材料实现挥发，从而催化劈刀表面晶粒变大。

12、进一步，所述抛光处理包括：将劈刀顶端浸入金刚石研磨液中，并旋转劈刀进行研磨。

13、进一步，所述金刚石研磨液由金刚石磨料和分散液组成，所述金刚石研磨液的固含量为1.5%-3%，所述金刚石磨料的粒径不超过0.2μm。

14、进一步，所述劈刀的旋转速度超过5000rpm，研磨时间为100~500s。

15、进一步，抛光处理后的所述劈刀的表面粗糙度不超过0.01μm。

16、采用上述进一步方案的有益效果是：通过抛光控制劈刀的表面粗糙度，从而保证后续粗化处理后劈刀的表面形貌。

17、进一步，所述清洁为用水压超过5bar的水进行清洁。

18、采用上述进一步方案的有益效果是：通过高压水清洁，保证劈刀表面没有脏污。

19、本发明为实现上述目的之二提供一种劈刀，所述劈刀采用上述劈刀表面粗化方法进行表面粗化。

20、进一步，所述劈刀的表面粗糙度为0.04~0.5μm。

技术特征：

1.一种劈刀表面粗化方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的劈刀表面粗化方法，其特征在于，所述加热包括：升温至800~1600℃并保持1~24h。

3.根据权利要求1所述的劈刀表面粗化方法，其特征在于，所述抛光处理包括：将劈刀顶端浸入金刚石研磨液中，并旋转劈刀进行研磨。

4.根据权利要求3所述的劈刀表面粗化方法，其特征在于，所述金刚石研磨液由金刚石磨料和分散液组成，所述金刚石研磨液的固含量为1.5%-3%，所述金刚石磨料的粒径不超过0.2μm。

5.根据权利要求3所述的劈刀表面粗化方法，其特征在于，所述劈刀的旋转速度超过5000rpm，研磨时间为100~500s。

6.根据权利要求1所述的劈刀表面粗化方法，其特征在于，抛光处理后的所述劈刀的表面粗糙度不超过0.01μm。

7.根据权利要求1所述的劈刀表面粗化方法，其特征在于，所述清洁为用水压超过5bar的水进行清洁。

8.一种劈刀，其特征在于，所述劈刀采用权利要求1~7任意一项所述的劈刀表面粗化方法进行表面粗化。

9.根据权利要求8所述的劈刀，其特征在于，所述劈刀的表面粗糙度为0.04~0.5μm。

技术总结
本发明涉及一种劈刀及其表面粗化方法，该劈刀表面粗化方法包括：将劈刀进行抛光处理、清洁后，与粗化材料一起预加热，后冷却；所述粗化材料为TiC、ZrC、TaC、NbC、VC、Mo<subgt;2</subgt;C、WC和SiC中的至少一种；所述劈刀与所述粗化材料的质量关系为1800~2200：1。本发明通过特定材料来改变劈刀的表面粗糙度，从而使得引线键合时与基材接触面更大，第二焊点抓线更牢固、更耐磨，该粗化方法，安全性高。

技术研发人员：张俊堂,庞吉宏
受保护的技术使用者：苏州芯合半导体材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15