[發(fā)明專(zhuān)利]一種化學(xué)法鍍鈀銅鍵合絲及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310559415.8
• 申請(qǐng)日: 2013-11-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103560120A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周曉光;杜連民;向翠華;蘇宏福;陳彪
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京達(dá)博有色金屬焊料有限責(zé)任公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L23/49
• 分類(lèi)號(hào): H01L23/49;H01L21/48;C22C9/00;C23C18/42
• 代理公司: 中國(guó)有色金屬工業(yè)專(zhuān)利中心 11028
• 代理人: 李子健;李迎春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬鍵合絲領(lǐng)域，尤其涉及一種化學(xué)法鍍鈀銅鍵合絲及其制備方法。

背景技術(shù)

近幾年隨著金價(jià)不斷攀升，封裝領(lǐng)域的成本越來(lái)越高，目前鍍鈀銅鍵合絲代替金絲已經(jīng)日趨成熟，但是目前國(guó)產(chǎn)鍍鈀銅絲只能應(yīng)用在低端封裝中，而高端封裝仍然被國(guó)外的鍍鈀銅絲壟斷，而目前世界上的鍍鈀方法絕大部分為電化學(xué)鍍鈀，工藝繁瑣，成本大，污染大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種化學(xué)法鍍鈀銅鍵合絲的制備方法，該方法制備的鍍鈀銅鍵合絲性能優(yōu)秀，并且生產(chǎn)方法安全、節(jié)能、環(huán)保、簡(jiǎn)單，極大程度上提高了絲材的生產(chǎn)效率。

上述目的是通過(guò)下述方案實(shí)現(xiàn)的：

一種化學(xué)法鍍鈀銅鍵合絲，其特征在于，所述鍵合絲的元素質(zhì)量百分比為：銅的質(zhì)量百分比大于99.95％，磷的質(zhì)量百分比為0.003％-0.04％，錳的質(zhì)量百分比為0.003％-0.01％，余量為不可避免的雜質(zhì)。

一種制備上述鍍鈀銅鍵合絲的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

(1)熔鑄和拉絲：在熔鑄過(guò)程中加入0.003％-0.04％的磷和0.003％-0.01％的錳，加熱方式采用中頻加熱，連鑄方式采用下引式真空連鑄，并控制熔鑄和拉絲條件為：熔鑄溫度為1100-1300℃，真空度1.0*10^-5Mpa，精煉時(shí)間20-40分鐘，連鑄速度150-300mm/分鐘，形成的銅坯直徑為4-10mm，拉絲速度為70-120m/min；

(2)化學(xué)鍍鈀：將銅鍵合絲成品在退火后單根放入鍍鈀液進(jìn)行化學(xué)鍍鈀，鍍鈀液的鈀離子濃度為5-20克每升，鍍鈀條件為鍍鈀液的pH值控制在9.5-10.3，鍍鈀液的溫度控制在40-60攝氏度；

(3)退火：利用無(wú)水乙醇還原氧化銅的特性(CuO+CH₃CH₂OH-CH₃CHO+Cu+H₂O)，用氮?dú)饧訜o(wú)水乙醇代替氮?dú)浠旌蠚膺M(jìn)行退火保護(hù)；退火溫度為250～500℃；

(4)清洗：利用無(wú)水乙醇在高溫蒸發(fā)時(shí)爆炸力打掉絲上的臟物；

(5)對(duì)清洗后的鍵合絲進(jìn)行復(fù)繞。

根據(jù)上述的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中使用的鍍鈀液中各成分的濃度為6.67～27.67g/L?PdCl、10～20g/L?NaH2PO2、100～160ml/L?NH4OH、10～60g/L?NH4Cl。

根據(jù)上述的制備方法，其特征在于，所述化學(xué)鍍鈀、退火、清洗和復(fù)繞一體完成，鍍鈀退火復(fù)繞速度為50米每分鐘。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明將磷和錳元素微量合金運(yùn)用在鍵合銅絲領(lǐng)域中，磷元素微量在銅基體可以提高熔體的流動(dòng)性，改善銅及合金的焊接性能、耐蝕性能，錳可以提高銅的強(qiáng)度和耐蝕性能。本發(fā)明的工藝解決了傳統(tǒng)鍍鈀銅絲生產(chǎn)和性能的諸多問(wèn)題，使鍍鈀鍵合銅絲在生產(chǎn)過(guò)程中安全、環(huán)保、節(jié)能、簡(jiǎn)單，極大程度上的提高了絲材的生產(chǎn)效率，而生產(chǎn)出的絲材性能十分良好、穩(wěn)定，可以滿(mǎn)足高端封裝領(lǐng)域?qū)z材性能質(zhì)量的要求。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的化學(xué)法鍍鈀銅鍵合絲，其元素質(zhì)量百分比為：銅的質(zhì)量百分比大于99.95％，磷的質(zhì)量百分比為0.003％-0.04％，錳的質(zhì)量百分比為0.003％-0.01％，余量為不可避免的雜質(zhì)。

本發(fā)明將磷和錳元素微量合金第一次運(yùn)用在鍵合銅絲領(lǐng)域中，磷元素微量在銅基體可以提高熔體的流動(dòng)性，改善銅及合金的焊接性能、耐蝕性能，錳可以提高銅的強(qiáng)度和耐蝕性能。使銅基體在均勻合金化過(guò)程中提高了強(qiáng)度和抗氧化性。

本發(fā)明的制備方法包括以下步驟：

(1)熔鑄和拉絲：在熔鑄過(guò)程中加入0.003％-0.04％的磷和0.003％-0.01％的錳，加熱方式采用中頻加熱，連鑄方式采用下引式真空連鑄，并控制熔鑄和拉絲條件為：熔鑄溫度為1100-1300℃，真空度1.0*10^-5Mpa，精煉時(shí)間20-40分鐘，連鑄速度150-300mm/min(即毫米/分鐘)，形成的銅坯直徑為4-10mm(即毫米)，拉絲速度為70-120m/min(即米/分鐘)；