一种铜镀纯镍键合丝及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种铜镀纯镍键合丝及其制备方法，该键合丝为铜丝表面镀纯镍的复合材料。其制备方法包括以下步骤：S1预制铜棒胚料：将纯度99.9995％以上的铜料，精炼时间50分钟以上，制备铜棒胚料；S2拉伸铜丝：将上述直径为8毫米‑10毫米的铜棒胚料进行粗拔处理，拉伸铜丝至直径为90‑100微米；S3固定退火处理；S4清洗：将上述直径为90‑100微米的微细铜丝进行表面清洗；S5化学镀镍：将铜键合丝成品在退火后单根放入镀镍液进行化学镀镍；S6再退火：利用无水乙醇还原氧化铜的特性，用氮气加无水乙醇代替氮氢混合气进行退火保护；S7二次清洗：利用无水乙醇在高温蒸发时爆炸力打掉丝上的脏物；S8：对清洗后的键合丝进行绕线。

【技术实现步骤摘要】
一种铜镀纯镍键合丝及其制备方法
本专利技术涉及键合丝制备
，具体是一种铜镀纯镍键合丝及其制备方法。
技术介绍
键合铜线以其优良的力学性能、电学性能和低成本因素，在微电子封装上被逐步采用，但现有铜线的应用上由于其本身容易腐蚀（键合铜丝氧化直接导致焊点连接强度不够或者虚焊）、热影响区过大不能适应低弧度及多层封装技术的需要，提高铜线耐腐蚀（抗氧化）性能、减小焊接过程中的热影响区长度能够加快铜线在微电子封装中的应用；对于当前半导体封装用键合丝替代材料的选择，市场主要选择镀钯铜线。镀钯铜线具有高电导率和导热率，并能形成更可靠的金属间结合层，由此带来高温环境下的产品；但其结合力高，键合力强可靠性优势，后续拉丝过程中容易剥落和和产生裂纹。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种铜镀纯镍键合丝及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种铜镀纯镍键合丝，该键合丝为铜丝表面镀纯镍的复合材料。作为本专利技术进一步的方案：经镀覆后的所述铜丝表面镀纯镍键合丝的镀镍层厚度为0.1μm～0.3μm。作为本专利技术再进一步的方案：所述铜丝的纯度不低于99.9995%。作为本专利技术再进一步的方案：所述纯镍纯度至少为99.9990％。作为本专利技术再进一步的方案：所述纯镍的纯度是将纯度为99.0000～99.9900％的镍块通过电解提纯而获得的，所述电解提纯的电解液为高纯水稀释的硝酸镍溶液，电流为1.8～4.2A，电压为5～12V，温度至高为65℃。一种所述的铜镀纯镍键合丝的制备方法，包括以下步骤：S1预制铜棒胚料：将纯度99.9995％以上的铜料，在真空度10-2-10-4Mpa的熔炉内高温融化，保持熔炼温度为1100℃，精炼时间50分钟以上，熔炼过程中采用高纯度氩气保护，最后采用凝固方式制备直径为8-10毫米的铜棒胚料；S2拉伸铜丝：将上述直径为8毫米-10毫米的铜棒胚料进行粗拔处理，拉伸后加工成直径为1毫米的铜丝，进一步拉伸铜丝至直径为90-100微米；S3固定退火处理，所述固定退火处理是在氮气保护气氛中将预拉伸后的铜丝进行固定退火处理，退火温度为450～500℃，退火时间为20～30min；S4清洗：将上述直径为90-100微米的微细铜丝进行表面清洗；S5化学镀镍：将铜键合丝成品在退火后单根放入镀镍液进行化学镀镍，镀镍液的镍离子浓度为5-20克每升，镀镍条件为镀镍液的pH值控制在9.5-10.3，镀镍液的温度控制在40-60摄氏度；S6再退火：利用无水乙醇还原氧化铜的特性，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℃；S7二次清洗：利用无水乙醇在高温蒸发时爆炸力打掉丝上的脏物；S8：对清洗后的键合丝进行绕线。作为本专利技术再进一步的方案：所述步骤S4清洗采用超声波技术，清洗介质采用无水酒精。作为本专利技术再进一步的方案：所述绕线是将表面清洁处理后的键合丝绕制在卷轴上，绕线张力为2～15g，绕线速度为50～80m/min，线间距为4.5～5.5mm，分卷长度为300～1000m/轴。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：镍和铜有很好的结合力，同时具有很高的塑形，而避免后续拉丝过程中剥落和裂纹的情况；同时通过两次退火极大减少键合丝内存在的应力而避免出现裂纹，大大提高了成品率和生产效率，纯镍层同时可表面铜的氧化，增加其稳定性，且成本较低。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。实施例一：一种铜镀纯镍键合丝，该键合丝为铜丝表面镀纯镍的复合材料。经镀覆后的所述铜丝表面镀纯镍键合丝的镀镍层厚度为0.1μm。所述铜丝的纯度为99.9995%。所述纯镍纯度为99.9990％。所述纯镍的纯度是将纯度为99.0000％的镍块通过电解提纯而获得的，所述电解提纯的电解液为高纯水稀释的硝酸镍溶液，电流为1.8A，电压为5V，温度至高为65℃。一种所述的铜镀纯镍键合丝的制备方法，包括以下步骤：S1预制铜棒胚料：将纯度99.9995％以上的铜料，在真空度10-2Mpa的熔炉内高温融化，保持熔炼温度为1100℃，精炼时间50分钟以上，熔炼过程中采用高纯度氩气保护，最后采用凝固方式制备直径为8毫米的铜棒胚料；S2拉伸铜丝：将上述直径为8毫米的铜棒胚料进行粗拔处理，拉伸后加工成直径为1毫米的铜丝，进一步拉伸铜丝至直径为90微米；S3固定退火处理，所述固定退火处理是在氮气保护气氛中将预拉伸后的铜丝进行固定退火处理，退火温度为450℃，退火时间为20min；S4清洗：将上述直径为90微米的微细铜丝进行表面清洗；S5化学镀镍：将铜键合丝成品在退火后单根放入镀镍液进行化学镀镍，镀镍液的镍离子浓度为5克每升，镀镍条件为镀镍液的pH值控制在9.53，镀镍液的温度控制在40摄氏度；S6再退火：利用无水乙醇还原氧化铜的特性，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℃；S7二次清洗：利用无水乙醇在高温蒸发时爆炸力打掉丝上的脏物；S8：对清洗后的键合丝进行绕线。所述步骤S4清洗采用超声波技术，清洗介质采用无水酒精。所述绕线是将表面清洁处理后的键合丝绕制在卷轴上，绕线张力为2g，绕线速度为50m/min，线间距为4.5mm，分卷长度为300m/轴。实施例二：一种铜镀纯镍键合丝，该键合丝为铜丝表面镀纯镍的复合材料。经镀覆后的所述铜丝表面镀纯镍键合丝的镀镍层厚度为0.2μm。所述铜丝的纯度为99.9995%。所述纯镍纯度为99.9990％。所述纯镍的纯度是将纯度为99.9900％的镍块通过电解提纯而获得的，所述电解提纯的电解液为高纯水稀释的硝酸镍溶液，电流为3A，电压为8V，温度至高为65℃。一种所述的铜镀纯镍键合丝的制备方法，包括以下步骤：S1预制铜棒胚料：将纯度99.9995％以上的铜料，在真空度10-3Mpa的熔炉内高温融化，保持熔炼温度为1100℃，精炼时间50分钟以上，熔炼过程中采用高纯度氩气保护，最后采用凝固方式制备直径为9毫米的铜棒胚料；S2拉伸铜丝：将上述直径为90毫米的铜棒胚料进行粗拔处理，拉伸后加工成直径为1毫米的铜丝，进一步拉伸铜丝至直径为95微米；S3固定退火处理，所述固定退火处理是在氮气保护气氛中将预拉伸后的铜丝进行固定退火处理，退火温度为480℃，退火时间为250min；S4清洗：将上述直径为95微米的微细铜丝进行表面清洗；S5化学镀镍：将铜键合丝成品在退火后单根放入镀镍液进行化学镀镍，镀镍液的镍离子浓度为12克每升，镀镍条件为镀镍液的pH值控制在10，镀镍液的温度控制在50摄氏度；S6再退火：利用无水乙醇还原氧化铜的特性，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350℃；S7二次清洗：利用无水乙醇在高温蒸发时爆炸力打掉丝上的脏物；S8：对清洗后的键合丝进行绕线。所述步骤S4清洗采用超声波技术，清洗介质采用无水酒精。所述绕线是将表面清洁处理后的键合丝绕制在卷轴上，绕线张力为8g，绕线速度为65m/min，线间距为5mm，分卷长度为600m/轴。实施例三：一种铜镀纯镍键合丝，该键合丝为铜丝表面镀纯镍的复合材料。经镀覆后的所述铜丝表面镀纯镍键合丝的镀镍层厚度为0.3μm。所述铜丝的纯度为99.9995%。所述纯镍纯度为99.9990％。所述纯镍本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铜镀纯镍键合丝，其特征在于，该键合丝为铜丝表面镀纯镍的复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种铜镀纯镍键合丝，其特征在于，该键合丝为铜丝表面镀纯镍的复合材料。2.根据权利要求1所述的铜镀纯镍键合丝，其特征在于，经镀覆后的所述铜丝表面镀纯镍键合丝的镀镍层厚度为0.1μm～0.3μm。3.根据权利要求1所述的铜镀纯镍键合丝，其特征在于，所述铜丝的纯度不低于99.9995%。4.根据权利要求1所述的铜镀纯镍键合丝，其特征在于，所述纯镍纯度至少为99.9990％。5.根据权利要求1所述的铜镀纯镍键合丝，其特征在于，所述纯镍的纯度是将纯度为99.0000～99.9900％的镍块通过电解提纯而获得的，所述电解提纯的电解液为高纯水稀释的硝酸镍溶液，电流为1.8～4.2A，电压为5～12V，温度至高为65℃。6.一种如权利要求1-2任一所述的铜镀纯镍键合丝的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1预制铜棒胚料：将纯度99.9995％以上的铜料，在真空度10-2-10-4Mpa的熔炉内高温融化，保持熔炼温度为1100℃，精炼时间50分钟以上，熔炼过程中采用高纯度氩气保护，最后采用凝固方式制备直径为8-10毫米的铜棒胚料；S2拉伸铜丝：将上述直径为8毫米-10毫米的铜棒胚料进行粗拔处理，拉伸...

【专利技术属性】
技术研发人员：张军伟，张贺源，冯忠卿，
申请(专利权)人：深圳粤通应用材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44