[發明專利]軟性抗氧化銅絲的制備方法

在審

• 申請號: 201710813496.8
• 申請日: 2017-09-11
• 公開（公告）號: CN107546133A
• 公開（公告）日: 2018-01-05
• 發明（設計）人: 邵光偉
• 申請（專利權）人: 佛山慧創正元新材料科技有限公司
• 主分類號: H01L21/48
• 分類號: H01L21/48
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司11246
• 代理人: 連圍

技術領域

本發明涉及銅絲材料這一技術領域，特別涉及到軟性抗氧化銅絲的制備方法。

背景技術

國內已有的半導體封裝引線鍵合材料，尤其是主要應用于集成電路和半導體分立器件中的鍵合絲，主要是使用金絲，其化學性質穩定。但是，由于其材料金價格昂貴，使得制造成本居高不下，另外，隨著集成電路規模越來越大，封裝密度越來越高，要求作為內引線的鍵合絲需具有較高的強度、低長弧度、弧形穩定性等，而鍵合金絲已經很難滿足這樣高的要求了。目前，已有部分進口品牌的鍵合銅絲開始在中國大陸部分集成封裝廠進入適用階段，這些進口品牌的鍵合銅絲基本上能夠滿足現代鍵合工藝的要求，但是在使用中還是存在很多問題，比如由于產品中銅純度較低、產品過硬引起的第二焊點逃絲(也叫縮絲)使得鍵合操作頻繁中斷；由于產品的高氧化特性，在打開包裝后必須10個小時內使用完，且使用時必須加氮氫混合氣體加以保護，使生產現場周圍彌散有易燃易爆性氣體而危險性增加，加裝排風系統又使其溫度濕度等條件遠遠達不到標準要求等。因此由于以上缺陷，這些進口品牌的鍵合銅絲至今也沒有得到大批量應用，尤其是在集成電路方面。

金屬絲網根據材料的不同，其可以是普通銅絲網、不銹鋼絲網、鋁網、銅網、黃銅網、鈦網、鉬絲網、鎳鉻絲網等，其成形方式大多采用金屬或合金絲編織，也有采用切割成型、化學沉積等方法。國外在屏蔽網方面，先后采用過鋁合金、銅合金來制造防雷擊網，鋁網由于有較好的導電性和密度小一直是國內外航空航天中用于防雷擊的材料，但隨著碳纖維增強復合材料的應用，傳統的鋁網與碳纖維之間會發生原電池腐蝕而影響其腐蝕防護及安全可靠性能，銅網便是目前較好的替代品，而且采用銅網其導電性優于傳統編織工藝制成的銅網，

銅網平面面積大，厚度薄，銅合金絲直徑小，使用時要求該銅網和復合材料緊密配合，對其厚度精度要求較高，同時要求無磁性、導電性好、有剛度等；要求成型網孔均勻，表面節點平整、無褶皺，具有一定剛度，因此成型是一個難點。

而一般上直徑2.6mm以上的銅桿都需要先通過大拉、中拉、小拉幾套工序以后才形成細小的銅絲，并且在將銅絲作為信號和電能等傳輸的導體使用之前，還需要先將銅絲做退火軟化工序加工，經過退火軟化工序加工后銅絲會發生氧化反應，銅絲在連續通過高溫的真空退火管退火處理之后，立即進入PH值為7.0-7.1的冷凝水中冷卻，防止高溫下銅絲與空氣中氧氣發生氧化，而銅絲穿過冷凝水以后銅絲表面水分去除也同樣影響到銅絲的氧化。但是在現有銅絲生產工藝中，銅絲穿出冷凝水以后需要采用較大功率的風磅吹風，以便使得銅絲表面的水份風干，但由于銅絲線徑小、穿過線速快，吹風風干銅絲表面水份效果較差。

基于上述現有銅網和銅絲生產工藝的不足之處，本發明研發了一種軟性抗氧化銅絲的制備方法，其制造的銅絲質地柔軟、彈性佳、拉升性能好可以再加工成軟性銅網，同時具備抗氧化的性能。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供軟性抗氧化銅絲的制備方法，該工藝利用真空感應熔煉爐進行復合銅液的煉制，將銅液鑄模，經過液氮急速冷卻、粗拔、退火、酸液浸泡、細拔拉絲、氫氣保護熱定型等工藝步驟得到軟性抗氧化銅絲。制備而成的軟性抗氧化銅絲，其導電性能強、拉伸性能強、彈性佳，具有較好的應用前景。

本發明的目的可以通過以下技術方案實現：

軟性抗氧化銅絲的制備方法，包括以下步驟：

(1)將電解銅10-20份、聚乙烯1-3份、聚碳酸酯1-2份、鎂粉2-4份、鎳粉1-3份、二甲基硅油2份混合，加入真空感應熔煉爐中進行輥煉，加熱至1300-1400℃后抽真空，爐內保持攪拌，持續反應2h,降溫至350℃后充入氬氣，保持壓強為5MPa，保溫60min；

(2)將步驟(1)的復合銅液注入鑄模中，同時急速冷卻，形成合金鑄件；

(3)將步驟(2)的合金鑄件進行粗拔以制得直徑為3-4mm的銅絲后，對該銅絲進行退火，退火溫度大約為450-500℃，退火時間大約為15-20分鐘，退火后進行水冷；

(4)將步驟(3)所得粗拔銅絲浸泡在質量百分比濃度為10％的HCl水溶液約5分鐘，然后用按質量配比為3：1：9的Cr2O3：H2SO4：H2O的溶液浸泡3分鐘；

(5)將步驟(4)得到的銅絲用去離子水清洗三遍，自然晾干；

(6)將步驟(5)的銅絲置于拉絲機中進行細拔拉絲，得到直徑為1-2mm的銅絲；

(7)將步驟(6)的銅絲放入筒式氫氣保護熱處理爐里在200℃，2小時的條件下進行定型熱處理，隨爐自然冷卻，待冷卻到室溫后，關閉氫氣，即得成品。