本發(fā)明涉及鍵合絲制備,具體涉及一種表面鍍鈀金的銅基復合鍵合絲及其制備方法。
背景技術:
1、集成電路中半導體封裝需要用到一種關鍵的材料-鍵合絲(bondingwires),電子行業(yè)的快速發(fā)展,促進了鍵合絲制造技術的快速發(fā)展。鍵合絲是一種直徑精細的高拉伸強度金屬絲,是集成電路、半導體分立器件和led發(fā)光管制造過程中必不可少的封裝內引線,常見的有合金鍵合絲、銅鍵合絲、鋁鍵合絲、金鍵合絲等,鍵合絲需具備的特質是耐腐蝕、傳導性、連接性好,鍵合速度快。
2、由于鍵合金絲價格偏高,導致封裝成本增加,銀合金線價格相對較低,但在led、cob及多引腳集成電路封裝技術中,需要有惰性氣體保護,但還是會出現(xiàn)氧化、材料偏硬、一焊點滑球、二焊點線尾過長等缺陷,銀合金鍍金線雖然不需要惰性氣體保護,但由于基體材料銀是主體,在高溫高及高濕的環(huán)境下,極易產(chǎn)生電位遷移,造成封裝產(chǎn)品失效。因此,銀合金線及銀合金鍍金線均不太適合led、cob及多引腳集成電路封裝技術中。
技術實現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有技術的不足,本發(fā)明的目的在于提供一種表面鍍鈀金的銅基復合鍵合絲及其制備方法,所制備得到的復合鍵合絲具有優(yōu)異的力學性能。
2、為了實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采取如下技術方案:
3、一種表面鍍鈀金的銅基復合鍵合絲的制備方法,包括如下步驟:
4、s1、將銅塊、銅-鈣合金片材、銅-鈰合金片材、銅-銦合金片材和銅-碳納米管片材置于下拉連鑄爐真空爐中,制備得到直徑為φ8.0mm的銅合金棒材;
5、s2、將銅合金棒材置于熱處理爐中先進行保溫,經(jīng)第一次深冷處理后拉伸成直徑為φ1.0mm的線材,然后再次置于熱處理爐中進行保溫,經(jīng)第二次深冷處理后拉伸成直徑φ0.1mm的線材,隨后拉伸成直徑φ0.03mm~φ0.08mm的絲材;
6、s3、將得到的絲材依次進行表面清洗、鍍鈀、退火處理、活化處理、鍍金,隨后拉伸成直徑φ0.011mm~φ0.050mm的鍵合絲,即得到表面鍍鈀金的銅基復合鍵合絲。
7、優(yōu)選的,步驟s1中,銅-鈣合金片材中鈣的含量為0.1-0.8wt%,銅-鈰合金片材中鈰的含量為0.1-0.5wt%,銅-銦合金片材中銦的含量為0.1-0.5wt%。
8、優(yōu)選的,步驟s1中,銅-碳納米管片材的制備方法如下:將碳納米管和硝酸銅加入到去離子水中,超聲分散均勻后,旋轉蒸發(fā)除去溶劑,得到前驅體粉末,然后在300-500℃下煅燒2-3h,隨后在氫氣氣氛、400-450℃下還原2-3h,得到碳納米管負載銅粉末;
9、將碳納米管負載銅粉末和銅粉攪拌混合均勻,壓制成片材,即得到銅-碳納米管片材。
10、優(yōu)選的,碳納米管和硝酸銅的質量比為5-10:3-5,碳納米管負載銅粉末和銅粉的質量比為1:40-60。
11、優(yōu)選的,步驟s1中,銅塊、銅-鈣合金片材、銅-鈰合金片材、銅-銦合金片材和銅-碳納米管片材的質量比為100:0.1-0.3:0.1-0.3:0.1-0.3:0.1-0.5。
12、優(yōu)選的,步驟s2中,第一次深冷處理的溫度為-40℃~-120℃,處理時間為10-20s,第二次深冷處理的溫度為-30℃~-100℃,處理時間為5-10s。
13、優(yōu)選的,步驟s3中,鍍鈀層的厚度為1-2μm。
14、優(yōu)選的,步驟s3中,鍍金層的厚度為1-2μm。
15、本發(fā)明還提供由上述制備方法所制備得到的表面鍍鈀金的銅基復合鍵合絲。
16、與現(xiàn)有技術相比,本發(fā)明具有如下有益效果:
17、本發(fā)明先制備碳納米管負載銅粉末,然后將碳納米管負載銅粉末和銅粉混合均勻,壓制成片材,有效避免了碳納米管的團聚,提升了復合鍵合絲的力學性能;同時通過采用2次深冷處理,能徹底消除熔鑄產(chǎn)生的內應力,并使得所添加的鈣、鈰、銦、碳納米管與銅固溶更充分,晶體排列方向一致,使材料內部粗大的晶體產(chǎn)生碎化,晶體排列方向更趨于一致,降低晶區(qū)和非晶區(qū)延伸差異,減少微裂痕的產(chǎn)生,增加了復合鍵合絲的均一性,所制備的復合鍵合絲具有優(yōu)異的延展性。
1.一種表面鍍鈀金的銅基復合鍵合絲的制備方法,其特征在于,包括如下步驟:
2.根據(jù)權利要求1所述的表面鍍鈀金的銅基復合鍵合絲的制備方法,其特征在于,步驟s1中,銅-鈣合金片材中鈣的含量為0.1-0.8wt%,銅-鈰合金片材中鈰的含量為0.1-0.5wt%,銅-銦合金片材中銦的含量為0.1-0.5wt%。
3.根據(jù)權利要求1所述的表面鍍鈀金的銅基復合鍵合絲的制備方法,其特征在于,步驟s1中,銅-碳納米管片材的制備方法如下:將碳納米管和硝酸銅加入到去離子水中,超聲分散均勻后,旋轉蒸發(fā)除去溶劑,得到前驅體粉末,然后在300-500℃下煅燒2-3h,隨后在氫氣氣氛、400-450℃下還原2-3h,得到碳納米管負載銅粉末;
4.根據(jù)權利要求3所述的表面鍍鈀金的銅基復合鍵合絲的制備方法,其特征在于,碳納米管和硝酸銅的質量比為5-10:3-5,碳納米管負載銅粉末和銅粉的質量比為1:40-60。
5.根據(jù)權利要求1所述的表面鍍鈀金的銅基復合鍵合絲的制備方法,其特征在于,步驟s1中,銅塊、銅-鈣合金片材、銅-鈰合金片材、銅-銦合金片材和銅-碳納米管片材的質量比為100:0.1-0.3:0.1-0.3:0.1-0.3:0.1-0.5。
6.根據(jù)權利要求1所述的表面鍍鈀金的銅基復合鍵合絲的制備方法,其特征在于,步驟s2中,第一次深冷處理的溫度為-40℃~-120℃,處理時間為10-20s,第二次深冷處理的溫度為-30℃~-100℃,處理時間為5-10s。
7.根據(jù)權利要求1所述的表面鍍鈀金的銅基復合鍵合絲的制備方法,其特征在于,步驟s3中,鍍鈀層的厚度為1-2μm。
8.根據(jù)權利要求1所述的表面鍍鈀金的銅基復合鍵合絲的制備方法,其特征在于,步驟s3中,鍍金層的厚度為1-2μm。
9.如權利要求1-8任一項所述制備方法所制備得到的表面鍍鈀金的銅基復合鍵合絲。