[发明专利]铜银复合键合丝制备方法

说明书

本发明属于金属电镀技术领域，并具体涉及一种铜银复合键合丝制备方法，包括铜棒镀银工序、拉拔工序、退火工序，其中铜棒镀银工序包括预镀液及电镀液配制、阳极及阴极制备和电镀，在100轴向择优取向纯铜棒表面镀银制备铜银复合棒；采用超塑性多道次冷拔的方式制备直径为15～30μm的铜银复合键合丝；采用连续退火的方式制备延伸率、断裂载荷及抗氧化性能满足工业使用要求的铜银复合键合丝。

技术领域

本发明属于金属电镀技术领域，具体涉及一种铜银复合键合丝制备方法。

背景技术

键合丝是芯片和外部封装基本的连接引线，常用的键合丝有金键合丝、银键合丝和铜键合丝，其中金键合丝、银键合丝具有优异的导电性及表面抗氧化性能，是目前集成电路和半导体分立器件广泛应用的材料，但是金键合丝、银键合丝价格昂贵；铜键合丝具有优异的导热和导电性能，但容易在封装和服役的过程中氧化，从而显著降低了其性能。

目前已有以铜键合丝为芯部，直接在铜键合丝表面电镀银层来制备铜银复合键合丝，显著减低了键合丝的成本，并保证了材料的导电性及表面抗氧化性能，但是现有技术中的这种通过在铜键合丝表面电镀银来制备铜银复合键合丝的方法存在以下问题：(1)连续电镀装置复杂，工艺控制难度较大；(2)电镀镀层不均匀。

因此，研发一种全新的铜银复合键合丝制备方法，以克服现有技术中存在的缺陷和不足，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种铜银复合键合丝制备方法，该方法在100轴向择优取向纯铜棒Φ8mm上进行电镀银，并采用多道次冷拔和连续退火的工艺来制备铜银复合键合丝，能够有效制备直径为15～30μm的超细抗氧化铜银复合键合丝。

本发明的铜银复合键合丝制备方法包括铜棒镀银工序、拉拔工序、退火工序，其中铜棒镀银工序包括预镀液及电镀液配制、阳极及阴极制备和电镀，其中：

铜棒镀银工序中的预镀液及电镀液配制包括：预镀液配制，配制浓度为0.035～0.45g/mL的硝酸银溶液，加入过量硫脲，并采用0.1M盐酸溶液调节pH为4，制得预镀液；电镀液配制，将38～42g硝酸银均匀溶解到100mL去离子水配制成硝酸银溶液、将74～76g烟酸均匀溶解到150mL去离子水中配制成烟酸溶液、将18～22g碳酸铵均匀溶解到50mL去离子水中配制成碳酸铵溶液，混合硝酸银溶液、烟酸溶液、碳酸铵溶液至清澈透明，添加15mL浓氨水，并采用盐酸和氨水调节pH至8.5～10，制得电镀液；

铜棒镀银工序中的阳极及阴极制备包括：电镀阳极制备，冷轧制得银薄板，弯制成圆筒形，制得电镀阳极；电镀阴极制备，其步骤包括：(1)采用600#、1500#、3000#碳化硅砂纸逐级打磨抛光100轴向择优取向纯铜棒Φ8mm的表面，去除氧化物；(2)将纯铜棒浸泡于碳酸钠溶液中4～6min进行除油，并清洗；(3)将纯铜棒在去离子水中超声清洗8～12min，干燥备用；(4)将纯铜棒浸泡于0.01M盐酸溶液中3～8min进行活化；(5)将纯铜棒在预镀液中反应70～90s进行预镀；(6)将纯铜棒超声清洗，干燥，制得电镀阴极；

铜棒镀银工序中的电镀包括：将电镀阳极、电镀阴极以及电镀液放置在电镀槽内，在阴极电流密度为0.1～0.3A/cm²的条件下恒温电镀60～80min，得到铜银复合棒，其中，阴极和阳极的面积比控制为大于2：1，在电镀过程中密封电镀槽，并定期检查电镀液pH使其保持在8.5～10，电镀完成后，对铜银复合棒进行超声清洗，真空密封；

拉拔工序包括：采用粗拉、中拉和细拉的多道次连续冷拔的方式加工铜银复合棒来制备铜银复合键合丝，其中，当铜银复合棒的直径D处于1.56mm≤D≤8mm的范围内时，采用单一拉拔模具进行拉拔，拉拔速率为3m/s；当铜银复合棒的直径D处于15μm≤D＜1.56mm的范围内时，采用拉拔模具组合的方式进行冷拔，拉拔速率为10m/s，由此制得直径为15～30μm的超细铜银复合键合丝；