[发明专利]一种抗氧化键合铜丝的制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种抗氧化键合铜丝的制备方法及应用，该抗氧化键合铜丝的制备方法先将电解铜熔化后得到铜液，随后在惰性气体的保护之下将钼、铋、氮化硼、酚醛树脂添加到铜液中，再经磁力搅拌得到混合铜液。随后将混合铜液经冷却结晶得到键合铜锭，压延后反复拉拔得到直径大小满足要求的键合铜丝，最后在惰性气体保护下在铜丝表面滴加抗腐蚀液，干燥后得到成品。利用该方法制备而成的抗氧化键合铜丝具有良好的抗氧化性能、机械强度及耐腐蚀性能，并且成本较低，能够满足行业的要求，具有良好的应用前景。同时，本发明还公开了该方法所制得的铜丝在集成电路中的应用。

技术领域

本发明涉及金属材料加工技术领域，特别涉及一种抗氧化键合铜丝的制备方法及应用。

背景技术

键合铜丝作为微电子工业的新型研发材料，以其优良的力学性能、电学性能和低成本因素，已经成功替代键合金丝应用于IC后道封装中.随着IC封装键合工艺技术及设备的改进，铜丝应用从低端产品如DIP、SOP向中高端QFP、QFN、多层线、小间距焊盘产品领域扩展。因封装制程对键合铜丝的性能要求逐步提高，促进了铜丝生产商对铜丝工艺性能向趋近于金丝工艺性能发展，成为替代金丝封装的新型材料。但目前铜线的应用上由于其本身容易氧化、键合工艺不成熟等原因，在大规模集成电路封装中的应用受到了限制，通过微合金化提高键合铜丝性能是较为有效的方法。

钼为银白色金属，钼原子半径为0.14nm，原子体积为235.5px/mol，配位数为8，晶体为Az型体心立方晶系，空间群为Oh(lm3m)。钼作为铁的合金添加剂，有助于形成完全珠光体的基体，能改善铸铁的强度和韧性，提高大型铸件组织的均匀性，还可以提高热处理铸件的可淬性。含钼灰口铸铁具有很好的耐磨性，可作重型车辆的闸轮和刹车片等。钼主要用于钢铁工业，其中的大部分是以工业氧化钼压块后直接用于炼钢或铸铁，少部分熔炼成钼铁钼箔片钼箔片后再用于炼钢。低合金钢中的钼含量不大于1％，但这方面的消费却占钼总消费量的50％左右。不锈钢中加入钼，能改善钢的耐腐蚀性。在铸铁中加入钼，能提高铁的强度和耐磨性能。含钼18％的镍基超合金具有熔点高、密度低和热胀系数小等特性，用于制造航空和航天的各种耐高温部件。金属钼在电子管、晶体管和整流器等电子器件方面得到广泛应用。

铋为银白色至粉红色的金属，质脆易粉碎，铋的化学性质较稳定。铋在自然界中以游离金属和矿物的形式存在。矿物有辉铋矿、铋华等。金属铋由矿物经煅烧后成三氧化二铋，再与碳共热还原而获得，可用火法精炼和电解精炼制得高纯铋。纯铋是柔软的金属，不纯时性脆。常温下稳定。主要矿石为辉铋矿(Bi₂S₃)和赭铋石(Bi₂O₅)。液态铋凝固时有膨胀现象。铋的导电和导热性都较差。铋的硒化物和碲化物具有半导体性质。铋主要用于制造易熔合金，熔点范围47～262℃，最常用的是铋同铅、锡、锑、铟等金属组成的合金，用于消防装置、自动喷水器、锅炉的安全塞。钢中加人微量铋，可改善钢的加工性能，可锻铸铁加入微量铋，能使可锻铸铁具备类似不锈钢的性能。

氮化硼是由氮原子和硼原子所构成的晶体。化学组成为43.6％的硼和56.4％的氮，具有四种不同的变体：六方氮化硼(HBN)、菱方氮化硼(RBN)、立方氮化硼(CBN)和纤锌矿氮化硼(WBN)。氮化硼具有抗化学侵蚀性质，不被无机酸和水侵蚀。在热浓碱中硼氮键被断开。1200℃以上开始在空气中氧化。熔点为3000℃，稍低于3000℃时开始升华。氮化硼六方晶系结晶，最常见为石墨晶格，也有无定形变体，除了六方晶型以外，碳化硼还有其他晶型。其应用主要有：(1)金属成型的脱模剂和金属拉丝的润滑剂；(2)高温状态的特殊电解、电阻材料；(3)高温固体润滑剂，挤压抗磨添加剂，生产陶瓷复合材料的添加剂，耐火材料和抗氧化添加剂，尤其抗熔融金属腐蚀的场合，热增强添加剂、耐高温的绝缘材料；(4)晶体管的热封干燥剂和塑料树脂等聚合物的添加剂；(5)压制成各种形状的氮化硼制品，可用做高温、高压、绝缘、散热部件。