一种单晶铜丝的制备方法技术

一种单晶铜丝的制备方法，涉及一种铜丝的制备方法。将单晶铜铜杆依次拉制成Φ0.95mm，Φ0.261mm，Φ0.099mm，Φ0.0311mm，Φ0.0160mm的铜丝，然后在H2和N2的保护下，将所得的Φ0.0160mm铜丝进行热处理，再将热处理后的铜丝进行清洗，即得单晶铜丝。由于经过5次拉伸及退火，因此不仅在0.015mm时铜丝的微观结构更加完美，力学及电学性能更好，而且可以拉出直径小于0.015的铜丝。经检验，制备的单晶铜丝呈现紫红色光泽，表面清洁，在显微镜下观看无玷污无缺陷；力学性能要满足标准YS/T678-2008的要求。

【技术实现步骤摘要】

本 专利技术涉及一种铜丝的制备方法，尤其是涉及。
技术介绍
随着集成电路及半导体器件向封装多引线化、高集成度和小型化发展，为了进行窄间距、长距离的键合，要求制备出线径更细、电学性能更好的键合丝，高纯度、耐高温、超细键合丝越来越受到人们的重视(伍隽，杨邦朝.IC封装材料市场分析.电子与封装， 2002,2(3) :7-10)。此外，芯片密度的不断提高，对键合材料的导热性和可靠性提出了更高的要求，传统的金丝、铝丝由于难以满足高密度、高集成度半导体元器件的键合引线要求。 而单晶铜丝由于其高的电导率，优良的力学性能和热学性能，在很大程度上提高了芯片频率和可靠性，适应了低成本、细间距、高引出端元器件封装的发展，成为替代传统键合丝的最佳材料。中国专利200610154487. 4公开了一种键合铜丝及其制备方法。用纯度为 99. 99衬％的铜电解提纯出纯度为99. 999wt%的铜；经金属单晶水平连铸方法制作出纯度为99. 9999衬％的单晶铜；制作中间合金；将纯度为99. 9999wt%的单晶铜与中间合金经金属单晶水平连铸方法制作出本键合铜丝的坯料；拉伸；退火 ’分卷；真空包装。中国专利200610154485. 5公开了一种减少氧化的铜丝生产工艺。其步骤是1)将铜杆通过拉丝工序以后形成细小的铜丝；2)将铜丝做退火软化工艺加工处理；3)将通过高温的真空退火管退火处理之后的铜丝用冷凝水槽中的冷凝水进行冷却，及时的冷却防止铜线与高温下空气中的氧气发生氧化；4)再将冷却后的铜丝进行风干工序后得到最后的铜丝成品。根据该专利技术生产出来的铜丝抗氧化的能力得到大幅提高，节省了风磅，降减少了用电成本，降低了噪音。单晶铜丝材料质量的好坏直接影响焊接质量，从而对半导体器件的可靠性和稳定性产生很大影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种所制备的铜丝微观结构更加完美，力学及电学性能更好的单晶铜丝的制备方法。所述单晶铜丝的制备方法包括以下步骤1)大拉将单晶铜铜杆拉制成Φ0. 95mm的铜丝；2)中拉将步骤1)所得的铜丝拉制成Φ0. 261mm的铜丝；3)小拉将步骤2)所得的铜丝拉制成Φ0. 099mm的铜丝；4)细拉将步骤3)所得的铜丝拉制成Φ0. 0311mm的铜丝；5)微拉将步骤4)所得的铜丝拉制成Φ0. 0160mm的铜丝；6)退火在吐和队的保护下，将步骤5)所得的铜丝进行热处理，再将热处理后的铜丝进行清洗，即得单晶铜丝。在步骤1)和步骤2)中，所述拉制时所用的拉丝润滑剂的浓度可为5% 8%，拉制时的温度为45 55°C。在步骤3)中，所述拉制时所用的拉丝润滑剂的浓度可为3 % 5 %，拉制时的温度可为25 30°C，最好为26"C。在步骤4)中，所述拉制时所用的拉丝润滑剂的浓度可为3% 5%，拉制时的温度可为25 30°C，最好为26"C。在步骤5)中，所述拉制时所用的拉丝润滑剂的浓度可为2 % 3 %，拉制时的温度可为25 30°C，最好为26"C。在步骤6)中，所述热处理的条件为温度410 428°C，H2气体流量可为IOOml/ min, N2气体流量可为400ml/min ；所述清洗可先用超声波超声，再用乙醇洗涤。与正常拉丝工艺(均经过4次拉伸可达到0.015mm)相比，本专利技术由于经过5次拉伸及退火，因此不仅在0. 015mm时铜丝的微观结构更加完美，力学及电学性能更好，而且可以拉出直径小于0.015的铜丝。经检验，制备的单晶铜丝呈现紫红色光泽，表面清洁，在显微镜下观看无玷污无缺陷；力学性能要满足标准YS/T678-2008的要求。将退火检验合格后的铜丝放置到复绕机上可复绕成500m/卷或其它长度的规格。具体实施例方式实施例11、大拉将原材料Φ3. Omm的高纯度单晶铜铜杆拉制Φ0. 95mm,经过12个道次， 拉丝润滑剂浓度为5%，拉丝时温度为45°C ；2、中拉将Φ0. 95mm的铜丝拉制Φ0. 261mm，拉拔速度控制在0. 8m/s，经过13个道次。拉丝润滑剂浓度为5%，拉丝时温度为45°C ；3、小拉将Φ0. 261mm的铜丝拉制Φ0. 099mm,拉拔速度控制在0. 9m/s,经过12个道次，拉丝润滑剂浓度为3%，拉丝时温度为26°C ；4、细拉将Φ0. 099mm的铜丝拉制Φ0. 0311mm，拉拔速度控制在2m/s，经过20个道次。拉丝润滑剂浓度为3%，拉丝时温度为26°C ；5、微拉将Φ0. 0311mm的铜丝最低可以拉制Φ0. 0160mm，拉拔速度控制在lm/s， 经过16个道次，拉丝润滑剂浓度为2%，拉丝时温度为26°C ；6、退火在H2和N2的保护下(保护气体流量为H2100ml/min、N2400ml/min)将步骤5)所得的铜丝在410°C温度下进行热处理，热处理速度为0. 9m/s，处理后的铜丝进行超声波清洗，再用无水酒精洗涤，即得单晶铜丝。经检验，制备的单晶铜丝呈现紫红色光泽，表面清洁，在显微镜下观看无玷污无缺陷；力学性能要满足标准YS/T678-2008的要求。检验合格后的铜丝放置到复绕机上复绕成 500m/卷或其它长度的规格，将复绕后铜丝真空包装，即得产品。上述实施例中，模具的孔径光洁度0.25mm以上表面粗造度Ra等于0. 025 ； 0. 25mm以下表面粗造度Ra大于0. 025。实施例2实施例1类似，其区别在于1、大拉时，拉丝润滑剂浓度为8%，拉丝时温度为55°C2、中拉时，拉丝润滑剂浓度为8%，拉丝时温度为50°C ；3、小拉时，拉丝润滑剂浓度为5%，拉丝时温度为25°C ；4、细拉时，拉丝润滑剂浓度为4%，拉丝时温度为26°C ；5、微拉时，拉丝润滑剂浓度为2. 5%，拉丝时温度为30°C ； 6、退火时，热处理温度为420°C，热处理速度为0. 94m/s。实施例3实施例1类似，其区别在于1、大拉时，拉丝润滑剂浓度为6%，拉丝时温度为50°C ；2、中拉时，拉丝润滑剂浓度为6%，拉丝时温度为55°C ；3、小拉时，拉丝润滑剂浓度为4%，拉丝时温度为30°C ；4、细拉时，拉丝润滑剂浓度为5%，拉丝时温度为25°C ；5、微拉时，拉丝润滑剂浓度为3%，拉丝时温度为26°C ；6、退火时，热处理温度为428°C，热处理速度为0. 92m/s。以上步骤中，铜丝清洗采用超声波清洗，清洗介质采用无水乙醇。虽然退火处理一般采用无水乙醇超声清洗，但鉴于无水乙醇在高温下容易燃烧，可改用超纯水超声清洗。以下给出检验的结果重点检测铜丝的外观质量和力学性能，外观是紫红色光泽， 表面清洁，在显微镜下观看无玷污无缺陷；力学性能满足标准YS/T678-2008的要求。正常拉丝工艺均经过4次拉伸可达到0. 015mm,本专利技术由于经过5次拉伸及退火，因此不仅在 0. 015mm时铜丝的微观结构更加完美，力学及电学性能更好，而且可以拉出直径小于0. 015 的铜丝。将退火检验合格后的铜丝放置到复绕机上复绕成500m/卷或其它长度的规格，复绕速度为2m/s。将复绕后铜丝真空包装，真空度为0. IMPa0权利要求1.，其特征在于包括以下步骤1)大拉将单晶铜铜杆拉制成Φ0.95mm的铜丝；2)中拉将步骤1)所得的铜丝拉制成Φ0.261mm的铜丝；3)小拉将步骤2)所得的铜丝拉制成Φ0.099mm的本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种单晶铜丝的制备方法，其特征在于包括以下步骤：１）大拉：将单晶铜铜杆拉制成Φ０．９５ｍｍ的铜丝；２）中拉：将步骤１）所得的铜丝拉制成Φ０．２６１ｍｍ的铜丝；３）小拉：将步骤２）所得的铜丝拉制成Φ０．０９９ｍｍ的铜丝；４）细拉：将步骤３）所得的铜丝拉制成Φ０．０３１１ｍｍ的铜丝；５）微拉：将步骤４）所得的铜丝拉制成Φ０．０１６０ｍｍ的铜丝；６）退火：在Ｈ２和Ｎ２的保护下，将步骤５）所得的铜丝进行热处理，再将热处理后的铜丝进行清洗，即得单晶铜丝。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵剑青，白雪巍，
申请(专利权)人：厦门迈士通控股集团有限公司，
类型：发明
国别省市：92