本實(shí)用新型涉及感光集成電路芯片焊接技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用鍍金合金線制造感光集成電路內(nèi)引線的焊接結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

線焊是感光集成電路芯片引線鍵合中最具代表性的焊接技術(shù)。它是在一定的溫度下，對(duì)鍵合劈刀加載壓力，金屬線的一端鍵合在芯片的鋁墊上，另一端鍵合到引線框架上，以實(shí)現(xiàn)芯片內(nèi)部電路與外圍電路的電連接。由于線焊操作方便、靈活，而且焊點(diǎn)牢固，無(wú)方向性，故可實(shí)現(xiàn)高速自動(dòng)化焊接，傳統(tǒng)的線焊采用高純金。

隨著感光集成電路封裝密度的增加，引線數(shù)更多，而市場(chǎng)卻要求封裝成本更低。在金線用量增大，金線價(jià)格上升的情況下，封裝成本亦隨之一路推高，成為感光集成電路封裝業(yè)的難題。

合金線具有很低的材料成本，且在電、熱性能方面也優(yōu)于金線，與金線相比，用量可更少，有利于進(jìn)一步降低封裝成本；應(yīng)用于感光集成電路光學(xué)特性方面優(yōu)于金線，因此合金線替代金線應(yīng)用于感光集成電路封裝已成趨勢(shì)。

雖然合金線在許多方面有優(yōu)勢(shì)，但在獲得如金線一樣穩(wěn)健的線鍵合時(shí)也存在其自身的工藝瓶頸。由于合金線極易氧化，表面生成的氧化層無(wú)法實(shí)現(xiàn)焊接。為了解決氧化問(wèn)題，在熱壓焊接過(guò)程中須配置氮?dú)獗Ｗo(hù)，以避免高溫狀態(tài)下合金線表面的快速氧化反應(yīng)，同時(shí)還須配置氫氣以去除合金絲表面已生成的氧化層。所以，同金線相比，合金線嬌氣，工藝難度大、焊點(diǎn)質(zhì)量不穩(wěn)定。

為了解決合金線的易氧化問(wèn)題，業(yè)界正加緊研制鍍金合金線及其配套工藝。本實(shí)用新型正是在此背景下研制的一種具有強(qiáng)抗氧化性能及高效光學(xué)特性的鍍金合金內(nèi)引線焊接結(jié)構(gòu)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述技術(shù)中存在的不足之處，本實(shí)用新型提供一種重復(fù)性、穩(wěn)定性好且成本低的用鍍金合金線制造感光集成電路內(nèi)引線的焊接結(jié)構(gòu)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種用鍍金合金線制造感光集成電路內(nèi)引線的焊接結(jié)構(gòu)，包括鍍金合金線、感光集成電路信號(hào)引出端的芯片焊點(diǎn)和感光集成電路信號(hào)接引到外部電路板引腳端的引腳焊點(diǎn)；鍍金合金線由線芯和敷設(shè)在線芯外表面的金層構(gòu)成，鍍金合金線與芯片焊點(diǎn)相焊接，且兩者的焊接處形成硅-鋁-金-合金的金屬互連結(jié)構(gòu)；鍍金合金線與引腳焊點(diǎn)相焊接，且兩者的焊接處形成銅-鎳-銀-金-合金的金屬互連結(jié)構(gòu)或銅-鎳-金-金-合金的金屬互連結(jié)構(gòu)。

其中，鍍金合金線的端頭通過(guò)高壓電打成熔融狀態(tài)后形成熔球，且該熔球的外表面涂覆有一層金膜層，金膜層將線芯與外部空氣相隔絕。

其中，芯片焊點(diǎn)的基材為硅晶片，且硅晶片上設(shè)有鋁墊，熔球焊接到鋁墊上，且兩者的接觸面形成鋁金合金層；熔球與鋁墊焊接后，鍍金合金線與芯片焊點(diǎn)的焊接處形成該硅-鋁-金-合金的金屬互連結(jié)構(gòu)。

其中，金層的厚度為0.1μm，熔球采用硬質(zhì)劈刀壓合在鋁墊后，熔球與鋁墊的接觸面形成該鋁金合金層。

其中，引腳焊點(diǎn)的基材為銅基材，銅基材的上表面電鍍有鎳層，鎳層的上表面電鍍有銀層；鍍金合金線的端尾通過(guò)硬質(zhì)劈刀楔焊到銀層后，兩者的接觸面形成金銀合金層，且鍍金合金線與引腳焊點(diǎn)的焊接處形成該銅-鎳-銀-金-合金的金屬互連結(jié)構(gòu)。

其中，銀層的厚度在2-5μm之間。

其中，引腳焊點(diǎn)的基材為銅基材，銅基材的上表面電鍍有鎳層，鎳層的上表面電鍍有金層；鍍金合金線的端尾通過(guò)硬質(zhì)劈刀楔焊到金層后，兩者的接觸面形成金合金層，且鍍金合金線與引腳焊點(diǎn)的焊接處形成該銅-鎳-金-金-合金的金屬互連結(jié)構(gòu)。

其中，金層的厚度在2-5μm之間。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型提供的用鍍金合金線制造感光集成電路內(nèi)引線的焊接結(jié)構(gòu)，鍍金合金線由線芯和敷設(shè)在線芯外表面的金層構(gòu)成，利用金不易氧化的特性，使得合金線外表面與外界空氣隔離；由于金層的保護(hù)，鍍金合金線不與空氣接觸，因此與芯片焊點(diǎn)或引腳焊點(diǎn)在焊接過(guò)程中不發(fā)生氧化反應(yīng)，因此不需要增加保護(hù)氣體；且鍍金合金線表面光學(xué)特性優(yōu)異，在光學(xué)聚光及折射方面促進(jìn)感光集成電路芯片光學(xué)感知效率，以達(dá)到高精度精準(zhǔn)光學(xué)掃描。同時(shí)，鍍金合金線與芯片焊點(diǎn)的焊接處形成硅-鋁-金-合金的金屬互連結(jié)構(gòu)，鍍金合金線與引腳焊點(diǎn)的焊接處形成銅-鎳-銀-金-合金的金屬互連結(jié)構(gòu)或銅-鎳-金-金-合金的金屬互連結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，使得鍍金合金線可作為內(nèi)引線取代感光集成電路芯片封裝中傳統(tǒng)的金線，大幅降低了生產(chǎn)成本，有效提高感光效率，且節(jié)約了貴金屬資源。本實(shí)用新型具有操作便捷、重復(fù)性、穩(wěn)定性好、成本低等特點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型中鍍金合金線熔球示意圖；

圖2為本實(shí)用新型中鍍金合金線熔球焊接示意圖；

圖3為本實(shí)用新型中鍍金合金線與芯片焊點(diǎn)的焊接示意圖；

圖4為本實(shí)用新型中鍍金合金線與引腳焊點(diǎn)焊接的第一結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實(shí)用新型中鍍金合金線與引腳焊點(diǎn)焊接的第二結(jié)構(gòu)示意圖。

主要元件符號(hào)說(shuō)明如下：

10、鍍金合金線 11、熔球

12、金膜層 13、硅晶片

14、鋁墊 15、鋁金合金層

16、銅基材 17、鎳層

18、銀層 19、金銀合金層

20、硬質(zhì)劈刀 101、線芯

102、金層

26、銅基材 27、鎳層

28、金層 29、金合金層。

具體實(shí)施方式

為了更清楚地表述本實(shí)用新型，下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步地描述。

請(qǐng)參閱圖1-5，本實(shí)用新型的用鍍金合金線制造感光集成電路內(nèi)引線的焊接結(jié)構(gòu)，包括鍍金合金線10、感光集成電路信號(hào)引出端的芯片焊點(diǎn)和感光集成電路信號(hào)接引到外部電路板引腳端的引腳焊點(diǎn)；鍍金合金線10由線芯101和敷設(shè)在線芯101外表面的金層102構(gòu)成，鍍金合金線10與芯片焊點(diǎn)相焊接，且兩者的焊接處形成硅-鋁-金-合金的金屬互連結(jié)構(gòu)；鍍金合金線10與引腳焊點(diǎn)相焊接，且兩者的焊接處形成銅-鎳-銀-金-合金的金屬互連結(jié)構(gòu)或銅-鎳-金-金-合金的金屬互連結(jié)構(gòu)，本案可采用銀銅合金作為線芯。

相較于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本實(shí)用新型提供的用鍍金合金線制造感光集成電路內(nèi)引線的焊接結(jié)構(gòu)，鍍金合金線10由線芯101和敷設(shè)在線芯101外表面的金層102構(gòu)成，利用金不易氧化的特性，使得合金線外表面與外界空氣隔離；由于金層的保護(hù)，鍍金合金線不與空氣接觸，因此與芯片焊點(diǎn)或引腳焊點(diǎn)在焊接過(guò)程中不發(fā)生氧化反應(yīng)，因此不需要增加保護(hù)氣體；且鍍金合金線表面光學(xué)特性優(yōu)異，在光學(xué)聚光及折射方面促進(jìn)感光集成電路芯片光學(xué)感知效率，以達(dá)到高精度精準(zhǔn)光學(xué)掃描。同時(shí)，鍍金合金線與芯片焊點(diǎn)的焊接處形成硅-鋁-金-合金的金屬互連結(jié)構(gòu)，鍍金合金線與引腳焊點(diǎn)的焊接處形成銅-鎳-銀-金-合金的金屬互連結(jié)構(gòu)或銅-鎳-金-金-合金的金屬互連結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，使得鍍金合金線可作為內(nèi)引線取代感光集成電路芯片封裝中傳統(tǒng)的金線，大幅降低了生產(chǎn)成本，有效提高感光效率，且節(jié)約了貴金屬資源。本實(shí)用新型具有操作便捷、重復(fù)性、穩(wěn)定性好、成本低等特點(diǎn)。

請(qǐng)進(jìn)一步參閱圖2-3，鍍金合金線10的端頭通過(guò)高壓電打成熔融狀態(tài)后形成熔球11，且該熔球11的外表面涂覆有一層金膜層12，金膜層12將線芯101與外部空氣相隔絕。芯片焊點(diǎn)的基材為硅晶片13，且硅晶片13上設(shè)有鋁墊14，熔球11焊接到鋁墊14上，且兩者的接觸面形成鋁金合金層15；熔球11與鋁墊14焊接后，鍍金合金線10與芯片焊點(diǎn)的焊接處形成該硅-鋁-金-合金的金屬互連結(jié)構(gòu)。金層102的厚度為0.1μm，熔球11采用硬質(zhì)劈刀20壓合在鋁墊14后，熔球11與鋁墊14的接觸面形成該鋁金合金層15。本結(jié)構(gòu)中鍍金合金線與芯片焊點(diǎn)兩者的焊接是采用球形熔焊法，將鍍金合金線的端頭用高壓電打成熔球，然后在加熱、加壓、加振動(dòng)狀態(tài)下將鍍金合金線與鋁墊的接觸面形成鋁金合金層而實(shí)現(xiàn)焊接的，使得這接觸面具有一定拉伸強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度。

請(qǐng)進(jìn)一步參閱圖4，引腳焊點(diǎn)的基材為銅基16，銅基材16的上表面電鍍有鎳層17，鎳層17的上表面電鍍有銀層18；鍍金合金線10的端尾通過(guò)硬質(zhì)劈刀20楔焊到銀層18后，兩者的接觸面形成金銀合金層19，且鍍金合金線10與引腳焊點(diǎn)的焊接處形成該銅-鎳-銀-金-合金的金屬互連結(jié)構(gòu)。本結(jié)構(gòu)中是采用楔形壓焊法，將鍍金合金線10的端尾在加熱、加壓、加摩擦力狀態(tài)下與引腳焊點(diǎn)處的接觸面形成金銀合金層而實(shí)現(xiàn)焊接的。

請(qǐng)進(jìn)一步參閱圖5，引腳焊點(diǎn)的基材為銅基材26，銅基材26的上表面電鍍有鎳層27，鎳層27的上表面電鍍有金層28；鍍金合金線10的端尾通過(guò)硬質(zhì)劈刀楔焊到金層28后，兩者的接觸面形成金合金層29，且鍍金合金線10與引腳焊點(diǎn)的焊接處形成該銅-鎳-金-金-合金的金屬互連結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)中也是采用楔形壓焊法，將鍍金合金線10的端尾在加熱、加壓、加摩擦力狀態(tài)下與引腳焊點(diǎn)處的接觸面形成金銀合金層而實(shí)現(xiàn)焊接的。

上述圖4和圖5提供了鍍金合金線與引腳焊點(diǎn)的焊接處的兩種金屬互連結(jié)構(gòu)，且兩種實(shí)施方式中的金層或銀層的厚度在2-5μm之間。這里金層或銀層可作為高導(dǎo)金屬層，金銀合金層和金合金層作為合金層，即楔焊方式可歸結(jié)為：在加熱、加壓、加摩擦力狀態(tài)下，硬質(zhì)劈刀將鍍金合金線與高導(dǎo)金屬層的接觸面壓合成合金層，從而獲得牢固的引腳焊點(diǎn)。

以上公開(kāi)的僅為本實(shí)用新型的幾個(gè)具體實(shí)施例，但是本實(shí)用新型并非局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化都應(yīng)落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。