[發(fā)明專利]一種銅復(fù)合絲的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910071521.9
• 申請日: 2019-01-25
• 公開（公告）號: CN109755138B
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李和平;張益彬
• 申請（專利權(quán)）人: 常寧市隆源銅業(yè)有限公司
• 主分類號: H01L21/48
• 分類號: H01L21/48;H01L23/49;C21D9/52;C22F1/08;C23C26/00;C25D3/50;C25D7/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種銅復(fù)合絲的制備方法，該方法以純度為97%以上的銅為原料通過兩段熔煉配合微波磁力攪拌進(jìn)行提純，然后制成銅桿坯料，并將制得的銅桿坯料進(jìn)行兩次三次拉拔，并在第一次拉拔后通過保護(hù)液進(jìn)行旋涂，在第二次拉拔后電鍍純鈀，在第三次拉拔并進(jìn)行退火處理后清洗即得成品。本發(fā)明導(dǎo)電性能強(qiáng)、耐腐蝕性能好、抗銹能力佳，并且韌度高，具有較好的抗拉強(qiáng)度，便于進(jìn)行連續(xù)化的工業(yè)生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及銅絲的制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種銅復(fù)合絲的制備方法。

背景技術(shù)

鍵合銅絲作為半導(dǎo)體器件芯片與外部電路主要的連接材料，且造價低，機(jī)械性能高，適合細(xì)小線徑和間距，具有良好的力學(xué)性能、電學(xué)性能和第二焊點(diǎn)穩(wěn)定性，可廣泛替代鍵合金絲應(yīng)用于微電子工業(yè)中。隨著IC封裝合金工藝技術(shù)及設(shè)備的改進(jìn)，銅絲應(yīng)用從低端產(chǎn)品如DIP、SOP向中高端QFP、QFN、多層線、小間距焊盤產(chǎn)品領(lǐng)域擴(kuò)展；而隨著封裝工藝進(jìn)步和使用領(lǐng)域的擴(kuò)展，市場對鍵合銅絲的性能要求逐步提高，促進(jìn)了銅絲生產(chǎn)商對銅絲工藝性能向趨近于金絲工藝性能方向發(fā)展。

鍵合銅絲的鍵合工藝成熟，代替了傳統(tǒng)的銅絲在生產(chǎn)和加工中存在一定的缺陷如：成球性差，球型比較硬，不利于銅絲鍵合，第二焊點(diǎn)極容易氧化，不易進(jìn)行連續(xù)焊接以及產(chǎn)品壽命短等缺點(diǎn)。但現(xiàn)有的鍵合銅絲大多數(shù)通過將銅絲制作為成品后，由于銅線本身容易氧化，再加上合金工藝不成熟等原因，需要在其表面涂有一層防氧化涂層的方式達(dá)到防氧化的效果，提高銅絲的防氧化性能。其防氧化層大都是直接噴涂在銅絲表面，長期使用造成磨損，導(dǎo)致防氧化層脫落，銅絲芯暴露在空氣外部，使得鍵合銅絲的防氧化性能變差，使用時容易被氧化性物體氧化，導(dǎo)致鍵合銅絲的使用壽命降低。因而開發(fā)出一種新型合金銅絲以增強(qiáng)其抗氧化性，從而促進(jìn)合金銅絲在集成電路中的大規(guī)模應(yīng)用就顯得尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所解決的技術(shù)問題在于提供一種銅復(fù)合絲的制備方法，解決了現(xiàn)有鍵合銅絲長期使用后有磨損，導(dǎo)致防護(hù)層脫落，防氧化和防酸化性能變差的缺陷，從而解決了傳統(tǒng)工藝條件下鍵合銅絲的使用壽命降低的問題。

本發(fā)明所解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種銅復(fù)合絲的制備方法，包括以下操作步驟：

S1：將純度為97％以上的原料銅投入真空爐中，在1200～1350℃的條件下真空熔融，待固體原料完全熔融后進(jìn)行精煉，然后向真空爐內(nèi)融入惰性氣體，并繼續(xù)升溫到1450～1550℃進(jìn)行微波磁力攪拌，保持70～90min。

S2：取熔融后的銅液放入銅絲制作模具內(nèi)部，用牽引機(jī)組離合式真空上引得到直徑為15～20mm的銅桿坯料，并將上述銅桿坯料連續(xù)擠壓形成銅母線，并將銅母線進(jìn)行拉拔后得到直徑為450～600μm的粗銅絲，然后將粗銅絲進(jìn)行退火處理。

S3：按硅微粉4～6質(zhì)量份、二氧化硅3～4質(zhì)量份、聚二醇1～2質(zhì)量份、0.0005wt％的納米級高純鎳粉0.5～0.8質(zhì)量份加入真空爐中，加熱至750℃～900℃，保持并在300～900rad/min的轉(zhuǎn)速條件下攪拌30～50min，然后降溫至500～600℃，保持20～30min。

S4：用旋涂法將S3步驟制備的混合溶液涂覆在S2步驟條件下制備的粗銅絲表面。

S5：將在步驟S4的條件下涂覆完成的粗銅絲進(jìn)行第二次拉拔，將粗銅絲成直徑為100～150μm的半精銅絲，然后將半精銅絲進(jìn)行退火處理。

S6：取步驟S5中制得的半精銅絲進(jìn)行純鈀電鍍，電鍍的純鈀為3.0～3.5wt％的純鈀，純度要求大于99.99％。

S7：將步驟S6制得的半精銅絲進(jìn)行第三次拉拔，將半精銅絲拉拔成直徑80μm以下的精銅絲，然后將精銅絲進(jìn)行退火處理，處理后清洗即得成品。

在本發(fā)明中，所述步驟S1中精煉時間為20～25min，以將銅原料精煉至純度99.96％以上為準(zhǔn)。