[发明专利]一种化学法镀钯铜键合丝及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属键合丝领域，尤其涉及一种化学法镀钯铜键合丝及其制备方法。

背景技术

近几年随着金价不断攀升，封装领域的成本越来越高，目前镀钯铜键合丝代替金丝已经日趋成熟，但是目前国产镀钯铜丝只能应用在低端封装中，而高端封装仍然被国外的镀钯铜丝垄断，而目前世界上的镀钯方法绝大部分为电化学镀钯，工艺繁琐，成本大，污染大。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的问题，提供一种化学法镀钯铜键合丝的制备方法，该方法制备的镀钯铜键合丝性能优秀，并且生产方法安全、节能、环保、简单，极大程度上提高了丝材的生产效率。

上述目的是通过下述方案实现的：

一种化学法镀钯铜键合丝，其特征在于，所述键合丝的元素质量百分比为：铜的质量百分比大于99.95％，磷的质量百分比为0.003％-0.04％，锰的质量百分比为0.003％-0.01％，余量为不可避免的杂质。

一种制备上述镀钯铜键合丝的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)熔铸和拉丝：在熔铸过程中加入0.003％-0.04％的磷和0.003％-0.01％的锰，加热方式采用中频加热，连铸方式采用下引式真空连铸，并控制熔铸和拉丝条件为：熔铸温度为1100-1300℃，真空度1.0*10^-5Mpa，精炼时间20-40分钟，连铸速度150-300mm/分钟，形成的铜坯直径为4-10mm，拉丝速度为70-120m/min；

(2)化学镀钯：将铜键合丝成品在退火后单根放入镀钯液进行化学镀钯，镀钯液的钯离子浓度为5-20克每升，镀钯条件为镀钯液的pH值控制在9.5-10.3，镀钯液的温度控制在40-60摄氏度；

(3)退火：利用无水乙醇还原氧化铜的特性(CuO+CH₃CH₂OH-CH₃CHO+Cu+H₂O)，用氮气加无水乙醇代替氮氢混合气进行退火保护；退火温度为250～500℃；

(4)清洗：利用无水乙醇在高温蒸发时爆炸力打掉丝上的脏物；

(5)对清洗后的键合丝进行复绕。

根据上述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中使用的镀钯液中各成分的浓度为6.67～27.67g/L PdCl、10～20g/L NaH2PO2、100～160ml/L NH4OH、10～60g/L NH4Cl。

根据上述的制备方法，其特征在于，所述化学镀钯、退火、清洗和复绕一体完成，镀钯退火复绕速度为50米每分钟。

本发明的有益效果：本发明将磷和锰元素微量合金运用在键合铜丝领域中，磷元素微量在铜基体可以提高熔体的流动性，改善铜及合金的焊接性能、耐蚀性能，锰可以提高铜的强度和耐蚀性能。本发明的工艺解决了传统镀钯铜丝生产和性能的诸多问题，使镀钯键合铜丝在生产过程中安全、环保、节能、简单，极大程度上的提高了丝材的生产效率，而生产出的丝材性能十分良好、稳定，可以满足高端封装领域对丝材性能质量的要求。

具体实施方式

本发明的化学法镀钯铜键合丝，其元素质量百分比为：铜的质量百分比大于99.95％，磷的质量百分比为0.003％-0.04％，锰的质量百分比为0.003％-0.01％，余量为不可避免的杂质。

本发明将磷和锰元素微量合金第一次运用在键合铜丝领域中，磷元素微量在铜基体可以提高熔体的流动性，改善铜及合金的焊接性能、耐蚀性能，锰可以提高铜的强度和耐蚀性能。使铜基体在均匀合金化过程中提高了强度和抗氧化性。

本发明的制备方法包括以下步骤：

(1)熔铸和拉丝：在熔铸过程中加入0.003％-0.04％的磷和0.003％-0.01％的锰，加热方式采用中频加热，连铸方式采用下引式真空连铸，并控制熔铸和拉丝条件为：熔铸温度为1100-1300℃，真空度1.0*10^-5Mpa，精炼时间20-40分钟，连铸速度150-300mm/min(即毫米/分钟)，形成的铜坯直径为4-10mm(即毫米)，拉丝速度为70-120m/min(即米/分钟)；