CN108118182A - 一种集成电路封装用镀钯铜线的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种集成电路封装用镀钯铜线的加工方法，包括如下步骤：按重量百分含量将La和Ag，余量为纯度≥99.99％的铜混合，加入氮气保护下，的高频炉中熔炼，经凝固制得铜杆；将铜杆在氮氢共混气体保护下，经拉拔、退火制得铜线；将铜线通过温度为55‑65℃，PH为4.6‑5.6的镀钯液中化学镀钯制得镀钯铜线；将镀钯铜线经去离子水清洗，干燥得到所述集成电路封装用镀钯铜线。本发明将铜线在酸性环境下化学镀钯，一方面解决了电镀工艺繁琐、成本高及污染大的问题；另一方面改善了碱性环境化学镀钯稳定性差、络合剂种类繁多和镀层性能较差的缺点，制得镀钯铜线的耐氧化性能、耐腐蚀性能及可焊性能优异。
Description
技术领域
本发明涉及集成电路封装技术领域，尤其涉及一种集成电路封装用镀钯铜线的加工方法。
背景技术
在集成电路封装技术领域中，芯片与引线框架常用金线键合连接，金线具有优异的抗氧化侵蚀能力和高导电性，可以很容易地通过热压缩法和超声波焊接技术键合到指定位置。然而近年来，随着金价不断上涨，电子产品价格不断降低，寻找其他更适合的金属代替金线成为急需解决的问题。铜线成本较低，相比金线导电、导热性能好，人们逐渐采用铜线代替金线以降低材料成本。但是铜线易于氧化、腐蚀、硬度大、焊接性差，这也成为铜线键合技术面临的困难与挑战。
为解决铜线键合技术问题，目前采用镀钯铜线、镀金铜线来代替昂贵的金线产品。镀钯键合铜线采用相对低廉的钯作为镀层，控制成本的同时，也可解决铜线易氧化和耐腐蚀的问题。中国专利CN106086962A公开了一种封装用镀金镀钯键合铜线的生产工艺，通过电镀钯层、电镀金层，极大提高了键合铜线的耐氧化性能、耐腐蚀性能。但是电镀工艺镀钯、镀金工艺繁琐、成本高、污染大。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种集成电路封装用镀钯铜线的加工方法，它提高了铜线的耐氧化、耐腐蚀性能和导电性能，制备工艺简单、环保，成本较低。
本发明提出了一种集成电路封装用镀钯铜线的加工方法，包括如下步骤：
S1、按重量百分含量将La 0.008-0.01wt％和Ag 0.01-0.02wt％，余量为纯度≥99.99％的铜混合，加入氮气保护下，温度为1310-1350℃的高频炉中熔炼，经凝固制得铜杆；
S2、将S1铜杆在氮氢共混气体保护下，经拉拔和退火处理制得铜线；
S3、将S2铜线在温度为55-65℃，PH为4.6-5.6的镀钯液中化学镀钯制得镀钯铜线；
S4、将S3镀钯铜线经去离子水清洗，干燥制得所述集成电路封装用镀钯铜线。
优选地，S3中镀钯液原料按重量份包括：氯化钯8-12份，次磷酸钠18-24份，柠檬酸三钠15-25份，三乙醇胺20-30份，水15-40份。
优选地，S3中镀钯液原料按重量份包括：氯化钯9-11份，次磷酸钠20-22份，柠檬酸三钠19-22份，三乙醇胺24-26份，水20-35份。
优选地，S3中化学镀钯的钯层厚度为0.3-0.6μm。
优选地，S1中，铜杆直径为8-15mm。
优选地，S2中氮气流量为6.5-7.5L/min，氢气流量为0.6-0.9L/min。
优选地，S2中拉拔速度为150-250m/min。
优选地，退火温度为450-500℃，退火时间为0.8-1.2h。
优选地，S2中铜线的直径为0.07-0.12mm。
优选地，S4中镀钯铜线干燥温度为80-100℃，干燥时间为10-15分钟。
本发明将La和Ag微量元素应用于铜线封装领域中制备铜线合金，La可以脱除有害杂质，净化铜液和细化晶粒，Ag的导电性好于Cu，可使铜机体处于饱和状态，促使合金元素析出，La、Ag、Cu合金可显著提高铜的韧性、耐腐蚀性能和可焊接性能。本发明将铜线在酸性环境下进行化学镀钯，一方面解决了电镀工艺繁琐、成本高、污染大的问题；改善了碱性环境化学镀钯稳定性差、络合剂种类繁多和镀层性能较差的问题。另一方面，酸性镀钯液稳定好，制得镀钯铜线的耐氧化性能、耐腐蚀性能及可焊性能优异，镀钯生产工艺简单、安全、环保，应用前景好。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出了一种集成电路封装用镀钯铜线的加工方法，包括如下步骤：
S1、按重量百分含量将La 0.01wt％和Ag 0.015wt％，余量为纯度≥99.99％的铜混合，加入氮气保护下，温度为1312℃的高频炉中熔融，经凝固制得直径为12mm铜杆；
S2、将S1铜杆在6.5L/min氮气和0.6L/min氢气的共混气体保护下，经拉拔速度为240m/min的拉伸机拉拔，在485℃退火处理1.1小时制得直径为0.07mm的铜线；
S3、将S2铜线在温度为60℃，PH为5.5的镀钯液中，化学镀覆一层厚度为0.3μm的金属钯层，制得镀钯铜线；
S4、将S3镀钯铜线经去离子水清洗，在80℃干燥15分钟得到集成电路封装用镀钯铜线。
其中，S3中镀钯液原料按重量份包括：氯化钯8份，次磷酸钠18份，柠檬酸三钠15份，三乙醇胺20份，水15份。
实施例2
本发明提出了一种集成电路封装用镀钯铜线的加工方法，包括如下步骤：
S1、按重量百分含量将La 0.009wt％和Ag 0.02wt％，余量为纯度≥99.99％的铜混合，加入氮气保护下，温度为1350℃的高频炉中熔融，经凝固制得直径为15mm铜杆；
S2、将S1铜杆在7.5L/min氮气和0.9L/min氢气的共混气体保护下，经拉拔速度为250m/min的拉伸机拉拔，在500℃退火处理1.0小时制得直径为0.12mm的铜线；
S3、将S2铜线在温度为60℃，PH为5.5的镀钯液中，化学镀覆一层厚度为0.6μm的金属钯层，制得镀钯铜线；
S4、将S3镀钯铜线经去离子水清洗，在100℃干燥10分钟得到集成电路封装用镀钯铜线。
其中，S3中镀钯液原料按重量份包括：氯化钯12份，次磷酸钠24份，柠檬酸三钠25份，三乙醇胺30份，水40份。
实施例3
本发明提出了一种集成电路封装用镀钯铜线的加工方法，包括如下步骤：
S1、按重量百分含量将La 0.008wt％和Ag 0.01wt％，余量为纯度≥99.99％的铜混合，加入氮气保护下，温度为1340℃的高频炉中熔融，经凝固制得直径为10mm铜杆；
S2、将S1铜杆在6.9L/min氮气和0.7L/min氢气的共混气体保护下，经拉拔速度为200m/min的拉伸机拉伸，在470℃退火处理0.8小时制得直径为0.10mm的铜线；
S3、将S2在温度为60℃，PH为5.5的镀钯液中，化学镀覆一层厚度为0.5μm的金属钯层，制得镀钯铜线；
S4、将S3镀钯铜线经去离子水清洗，在90℃干燥12分钟得到集成电路封装用镀钯铜线。
其中，S3中镀钯液原料按重量份包括：氯化钯9份，次磷酸钠20份，柠檬酸三钠19份，三乙醇胺24份，水20份。
实施例4
本发明提出了一种集成电路封装用镀钯铜线的加工方法，包括如下步骤：
S1、按重量百分含量将La 0.0085wt％和Ag 0.015wt％，余量为纯度≥99.99％的铜混合，加入氮气保护下，温度为1320℃的高频炉中熔融，经凝固制得直径为9mm铜杆；
S2、将S1铜杆在7.2L/min氮气和0.8L/min氢气的共混气体保护下，经拉拔速度为160m/min的拉伸机拉拔，在455℃退火处理0.85小时制得直径为0.09mm的铜线；
S3、将S2铜线在温度为60℃，PH为5.5的镀钯液中，化学镀覆一层厚度为0.4μm的金属钯层，制得镀钯铜线；
S4、将S3镀钯铜线经去离子水清洗，在100℃干燥12分钟得到集成电路封装用镀钯铜线。
其中，S3中镀钯液原料按重量份包括：氯化钯11份，次磷酸钠22份，柠檬酸三钠22份，三乙醇胺26份，水35份。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种集成电路封装用镀钯铜线的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、按重量百分含量将La 0.008-0.01wt％和Ag 0.01-0.02wt％，余量为纯度≥99.99％的铜混合，加入氮气保护下，温度为1310-1350℃的高频炉中熔炼，经凝固制得铜杆；
S2、将S1铜杆在氮氢共混气体保护下，经拉拔和退火处理制得铜线；
S3、将S2铜线在温度为55-65℃，PH为4.6-5.6的镀钯液中化学镀钯制得镀钯铜线；
S4、将S3镀钯铜线经去离子水清洗，干燥制得集成电路封装用镀钯铜线。
2.根据权利要求1所述集成电路封装用镀钯铜线的加工方法，其特征在于，S3中镀钯液原料按重量份包括：氯化钯8-12份，次磷酸钠18-24份，柠檬酸三钠15-25份，三乙醇胺20-30份，水15-40份。
3.根据权利要求1或2所述集成电路封装用镀钯铜线的加工方法，其特征在于，S3中镀钯液原料按重量份包括：氯化钯9-11份，次磷酸钠20-22份，柠檬酸三钠19-22份，三乙醇胺24-26份，水20-35份。
4.根据权利要求1-3任一项所述集成电路封装用镀钯铜线的加工方法，其特征在于，S3中化学镀钯的钯层厚度为0.3-0.6μm。
5.根据权利要求1-4所述集成电路封装用镀钯铜线的加工方法，其特征在于，S1中，铜杆直径为8-15mm。
6.根据权利要求1-5所述集成电路封装用镀钯铜线的加工方法，其特征在于，S2中氮气流量为6.5-7.5L/min，氢气流量为0.6-0.9L/min。
7.根据权利要求1-6所述集成电路封装用镀钯铜线的加工方法，其特征在于，S2中拉拔速度为150-250m/min；优选地，退火温度为450-500℃，退火时间为0.8-1.2h。
8.根据权利要求1-7所述集成电路封装用镀钯铜线的加工方法，其特征在于，S2中铜线的直径为0.07-0.12mm。
9.根据权利要求1-8任一项所述集成电路封装用镀钯铜线的加工方法，其特征在于，S4中镀钯铜线干燥温度为80-100℃，干燥时间为10-15分钟。
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