单晶铜键合引线及其制备方法

摘要

单晶铜键合引线及其制备方法，涉及微电子材料生产领域，生产工艺融合了金属材料制备工艺、热处理工艺、金刚石模具工艺，保证了生产一致性、可靠性，解决了规模化生产问题。采用的生产过程有：修模和气体保护设备，熔炼，拉丝，清洗，复绕成品、包装以及对成品进行测试。本发明的有益效果是：单晶铜材具有致密的凝固组织，消除了横向晶界，避免了缩孔、气孔等铸造缺陷，使得其塑性加工性能、机械性能、电学性能等都明显高于普通无氧铜，克服了传统铜线拉丝加工的断头多、质量低和生产率低的缺点，能够制备出线径小至0.015mm，高强度、高延伸率、性能稳定的电子封装用键合丝。

主权项

单晶铜键合引线及其制备方法，其特征是生产工艺步骤为：第一步：修模和气体保护设备，根据需要修整模具，在制线和退火复绕成品过程中，采用纯度为过于99.99％的高纯氩气保护设备；第二步：采用真空度为10‑104MPa高真空炉将纯度高于99.995％高纯铜熔化，升温到1100～1180℃，精炼60～120分钟，整个熔炼过程采用纯度为过于99.99％的高纯氩气保护，并采用定向凝固方式拉制Φ4～Φ8mm单晶铜杆；第三步：将拉制成的高纯度单晶铜杆冷加工至Φ0.95～Φ1.102mm，每道次拉拔加工率为15～25％，拉拔速度控制在40～60m/min；然后分为47～70个道次，采用每道次加工率为7.59～17.82％将单晶铜杆拉至Φ0.018～Φ0.02mm；拉制速度为400～600m/min；0.5mm以上模具表面粗糙度Ra为0.025，0.5mm以下模具表面粗糙度Ra高于0.025；保持拉丝塔轮、导向轮、收线盘等部件高度光洁，表面粗糙度Ra高于0.025；拉丝润滑剂采用水溶性润滑剂，浓度为0.4～0.8％，拉丝时温度为35～45℃；第四步：将上步骤拉制成的单晶铜键合引线表面清洗采用超声波清洗，清洗介质采用无水酒精，超声波功率40～80W，频率20～40KHz；第五步：将清洗后的单晶铜键合引线在退火复绕设备上进行热处理，热处理过程中采用H2+Ar2保护，其热处理温度为410～425℃，热处理时间为0.7～2.0s，保护气体流量为H2 0.3～0.6L/min、Ar2 0.4～0.65L/min；退火复绕时的张力为0.6～2.8g：第六步：复绕成品、包装，将热处理后的单晶铜键合引线采用真空吸塑包装，真空度为10‑3～10‑4Mpa，第七步，对成品进行测试。