一种掺杂石墨烯的铜键合丝的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种掺杂石墨烯的铜键合丝的制备方法：1)按铜键合丝各元素的配比称取各组分单质，混合后研磨，筛滤后与氧化石墨烯充分混合；2)将熔融混粉熔融后制备成固定尺寸的铜合金锭，将金合金锭经过粗拉、中拉和细拉，半成品丝；3)将半成品丝反复进入还原剂的水溶液中加热水洗和细拉；4)将细丝退火，水洗干燥。本发明专利技术将铜键合丝的各成分混合细化与氧化石墨烯混合，再将混合粉体熔融后制备铜合金锭，在后续的多级细化拉伸后多次浸入还原剂的水溶液中，将表面的氧化石墨烯还原成石墨烯，石墨烯的自润滑性能会增加拉伸时的润滑性，减少冷拉过程中细丝内部产生的微裂痕，从而制备出具有更强力学性能的铜键合丝。有更强力学性能的铜键合丝。

【技术实现步骤摘要】
一种掺杂石墨烯的铜键合丝的制备方法


[0001]本专利技术涉及键合丝
，尤其涉及一种掺杂石墨烯的铜键合丝的制备方法。

技术介绍

[0002]键合丝作为一种重要的封装材料，对其各项指标的精度要求很高。键合丝的最后成型多为拉铸成型，现有键合丝多为单一合金的均相结构，在拉伸时内外受力不均键合丝的表面会产生微裂痕。
[0003]解决键合丝成型过程中产生微裂痕主要有两种方案，一种是减少冷拉的次数，从概率上减低出现微裂痕的几率；一种是在成型之后进行补救，如进行镀层或者回火处理。中国专利CN 114086021 A公开了一种键合丝快速定向铸造方法，该方法即采用减少多级冷拉成型次数的工艺，实现快速成型的目的。但是该方法无法使用传统的键合丝成型设备，前提投入成本较高，还需重新探索新的工艺。中国专利CN 110164776 A公开了一种键合丝保护镀层的制作方法，该方法将原丝从450
‑
550μm拉制成10
‑
50μm之后采用激光诱导沉积覆膜，实现原丝冷拉后的致密化。但是上述解决键合丝微裂痕的方法均是在键合丝表面进行处理，无法解决键合丝内部组分之间摩擦力过大会产生微裂痕的问题。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术提供一种掺杂石墨烯的铜键合丝的制备方法，包括以下步骤：1)按铜键合丝各元素的配比称取各组分单质，混合后研磨，筛滤后得混合金属粉末，取氧化石墨烯，与混合金属粉末充分混合，制得熔融混粉；2)将步骤1)所得熔融混粉熔融后制备成固定尺寸的铜合金锭，将金合金锭经过粗拉、中拉和细拉，制备成直径为0.1
‑
0.2mm的半成品丝；3)将步骤2)所得半成品丝进入还原剂的水溶液中加热水洗，干燥后细拉至0.07
‑
0.15mm，再进入还原剂的水溶液中加热水洗，干燥后细拉至0.03
‑
0.1mm，最后进入还原剂的水溶液中加热水洗，干燥；4)将步骤3)所得细丝在氮气保护下加热到200
‑
350℃后退火，水洗后干燥，即得。
[0005]具体地，步骤1)中，筛滤的细度为400
‑
1000目，熔融混粉中氧化石墨烯的重量占比为0.5％～2％；步骤3)中，还原剂选自柠檬酸钠、维生素C或者水合肼中的一种，水溶液的质量浓度为3％
‑
10％。
[0006]本专利技术先将铜键合丝的各成分混合细化与氧化石墨烯混合，再将混合粉体熔融后制备铜合金锭，在后续的多级细化拉伸后多次浸入还原剂的水溶液中，将表面的氧化石墨烯还原成石墨烯，石墨烯的自润滑性能会增加拉伸时的润滑性，减少冷拉过程中细丝内部产生的微裂痕，从而制备出具有更强力学性能的铜键合丝。
具体实施方式
[0007]以下结合实例对本专利技术进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。
[0008]实施例1
[0009]一种掺杂石墨烯的铜键合丝的制备方法，包括以下步骤：
[0010]1)按铜键合丝各元素的配比称取各组分单质：Cu 90％、Ag 3％、Au 1.5％、Pt 1％、Al 1.5％、Pd 1％、Ti 1％、Si 0.5％和B 0.5％，混合后研磨，1000目筛滤后得混合金属粉末，取氧化石墨烯，与混合金属粉末充分混合，制得熔融混粉，熔融混粉中氧化石墨烯的重量占比为2％；
[0011]2)将步骤1)所得熔融混粉熔融后制备成固定尺寸的铜合金锭，将金合金锭经过粗拉、中拉和细拉，制备成直径为0.2mm的半成品丝；
[0012]3)将步骤2)所得半成品丝进入质量浓度为10％的水合肼的水溶液中，加热到60℃水洗，干燥后细拉至0.15mm，再进入相同的溶液中水洗，干燥后细拉至0.1mm，最后进入相同的溶液中水洗，干燥；
[0013]4)将步骤3)所得细丝在氮气保护下加热到350℃后退火，水洗后干燥，即得。
[0014]实施例2
[0015]一种掺杂石墨烯的铜键合丝的制备方法，包括以下步骤：
[0016]1)按铜键合丝各元素的配比称取各组分单质：Cu 90％、Au4％、Ag 4％、Ti 1％和Pt 1％，混合后研磨，800目筛滤后得混合金属粉末，取氧化石墨烯，与混合金属粉末充分混合，制得熔融混粉，熔融混粉中氧化石墨烯的重量占比为1.5％；
[0017]2)将步骤1)所得熔融混粉熔融后制备成固定尺寸的铜合金锭，将金合金锭经过粗拉、中拉和细拉，制备成直径为0.15mm的半成品丝；
[0018]3)将步骤2)所得半成品丝进入质量浓度为6％的柠檬酸钠的水溶液中，加热到40℃水洗，干燥后细拉至0.1mm，再进入相同的溶液中水洗，干燥后细拉至0.05mm，最后进入相同的溶液中水洗，干燥；
[0019]4)将步骤3)所得细丝在氮气保护下加热到275℃后退火，水洗后干燥，即得。
[0020]实施例3
[0021]一种掺杂石墨烯的铜键合丝的制备方法，包括以下步骤：
[0022]1)按铜键合丝各元素的配比称取各组分单质：Cu 91％、Ag 3.5％、Au 1％、Pt 1％、Al 1.5％、Pd 1％和Ti 1％，混合后研磨，400目筛滤后得混合金属粉末，取氧化石墨烯，与混合金属粉末充分混合，制得熔融混粉，熔融混粉中氧化石墨烯的重量占比为0.5％；
[0023]2)将步骤1)所得熔融混粉熔融后制备成固定尺寸的铜合金锭，将金合金锭经过粗拉、中拉和细拉，制备成直径为0.1mm的半成品丝；
[0024]3)将步骤2)所得半成品丝进入质量浓度为3％的维生素C的水溶液中，加热到40℃水洗，干燥后细拉至0.07mm，再进入相同的溶液中水洗，干燥后细拉至0.03mm，最后进入相同的溶液中水洗，干燥；
[0025]4)将步骤3)所得细丝在氮气保护下加热到200℃后退火，水洗后干燥，即得。
[0026]对比例1
‑
3制备铜键合丝的方法分别为实施例1
‑
3的铜键合丝未添加氧化石墨烯所得铜键合丝，以及不采用还原剂的水溶液加热水洗，其他不变。将实施例1
‑
3和对比例1
‑
3所得键合丝进一步拉伸统一直径后进行拉伸实验，检测结果如表1所示。
[0027]表1.实施例1
‑
3和对比例1
‑
3所得铜键合丝的机械性能检测结果
[0028] 拉断力B.L(gf)/20μm延伸率EL(％)/20μm
实施例116.7510.36对比例114.3311.41实施例215.8610.22对比例212.5910.85实施例316.3010.71对比例314.1411.38
[0029]从表1中的数据可以看出，相比于对比例1
‑
3，实施例1
‑
3铜键合丝中含有石墨烯可以明显增加其力学性能和延伸性能，说明石墨烯在铜键合丝中起到了增强润滑的作用，减少了铜键合丝中的微裂痕。
[0030]以上所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种掺杂石墨烯的铜键合丝的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)按铜键合丝各元素的配比称取各组分单质，混合后研磨，筛滤后得混合金属粉末，取氧化石墨烯，与混合金属粉末充分混合，制得熔融混粉；2)将步骤1)所得熔融混粉熔融后制备成固定尺寸的铜合金锭，将金合金锭经过粗拉、中拉和细拉，制备成直径为0.1
‑
0.2mm的半成品丝；3)将步骤2)所得半成品丝进入还原剂的水溶液中加热水洗，干燥后细拉至0.07
‑
0.15mm，再进入还原剂的水溶液中加热水洗，干燥后细拉至0.03
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：林良，王婷，刘炳磊，曲少娜，冯忠卿，
申请(专利权)人：烟台一诺电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：