本發(fā)明涉及半導(dǎo)體新材料領(lǐng)域，具體涉及鍵合絲領(lǐng)域，尤其涉及一種具有磁性鍍層銅鍵合絲及其制備方法。

背景技術(shù)：

近幾年隨著金價(jià)不斷攀升，封裝領(lǐng)域的成本越來(lái)越高，目前鍍鈀銅鍵合絲代替金絲已經(jīng)日趨成熟。

現(xiàn)有技術(shù)中多數(shù)研究的熱點(diǎn)在于銅鍵合絲的具體成分組成和鍍鈀防氧化的方法。例如中國(guó)專利文獻(xiàn)（CN103560120A）公開(kāi)了一種含有微量的磷和錳的鍵合絲，并具體采用了化學(xué)鍍的方式鍍鈀；中國(guó)專利文獻(xiàn)（CN102660695A）公開(kāi)了一種具有屏蔽銅網(wǎng)的鍵合絲，防止交叉放電的風(fēng)險(xiǎn)。但是鍵合絲間的電磁干擾還是存在，如何減少鍵合絲間的電磁干擾也是半導(dǎo)體封裝所需要克服的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種具有磁性鍍層銅鍵合絲，所述銅鍵合絲的元素質(zhì)量百分比為：銅的質(zhì)量百分比大于99.95%，硅的質(zhì)量百分比為0.003%-0.05%，銀的質(zhì)量百分比為0.001%-0.005%，錳的質(zhì)量百分比為0.005%-0.01%，余量為不可避免的雜質(zhì)，所述銅鍵合絲的外層依次包裹有磁性鍍層和化學(xué)鍍鈀層。

其中，所述磁性鍍層為鐵層和鐵鈷合金層的雙層結(jié)構(gòu)。

其中，所述鐵層的厚度為50-500μm，所述鐵鈷合金層的厚度為200-800μm。

其中，所述鐵鈷合金層，鐵的質(zhì)量百分比為50%-80%，鈷的質(zhì)量百分比為20%-50%。

本發(fā)明還提供了一種制備上述具有磁性鍍層銅鍵合絲的方法，所述方法包括以下步驟：

（1）熔鑄和拉絲：在熔鑄過(guò)程中加入0.003%-0.05%的硅、0.001%-0.005%的銀和0.005%-0.01%的錳，加熱方式采用中頻加熱，連鑄方式采用下引式真空連鑄，并控制熔鑄和拉絲條件為：熔鑄溫度為1100-1300°C，真空度1.0*10-5Mpa，精煉時(shí)間20-40分鐘，連鑄速度150-300mm/分鐘，形成的銅坯直徑為3-8mm，拉絲速度為50-100m/min；

（2）電鍍磁性鍍層：將銅鍵合絲成品在退火后單根放入鐵的電鍍液中進(jìn)行電鍍鐵層，其中鐵的電鍍液的鐵離子濃度為20-50克每升，鐵層厚度為50-500μm；然后再把鍍有鐵層的銅鍵合絲放入鐵鈷的電鍍液中進(jìn)行電鍍鐵鈷合金層，其中鐵鈷的電鍍液的鐵離子濃度為20-50克每升，鈷離子的濃度為10-20克每升，鐵鈷合金層厚度為200-800μm；

（3）化學(xué)鍍鈀：將銅鍵合絲成品在退火后單根放入鍍鈀液進(jìn)行化學(xué)鍍鈀，鍍鈀液的鈀離子濃度為5-20克每升，鍍鈀條件為鍍鈀液的pH值控制在9.5-10.3，鍍鈀液的溫度控制在40-60攝氏度；

（4）退火：利用無(wú)水乙醇還原氧化銅的特性（CuO+CH3CH2OH—CH3CHO+Cu+H2O），用氮?dú)饧訜o(wú)水乙醇代替氮?dú)浠旌蠚膺M(jìn)行退火保護(hù)；退火溫度為250~500°C；

（5）清洗：利用無(wú)水乙醇在高溫蒸發(fā)時(shí)爆炸力打掉絲上的臟物；

（6）對(duì)清洗后的鍵合絲進(jìn)行復(fù)繞。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明將硅、銀、錳的微量元素加入銅鍵合絲，可以提高熔體的流動(dòng)性，改善銅及合金的焊接性能、耐蝕性能，提高銅的強(qiáng)度和耐蝕性能。本發(fā)明還利用鐵層和鐵鈷合金層來(lái)防止電磁干擾，鐵鈷合金層還可以防止內(nèi)部銅鍵合絲的氧化。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的具有磁性鍍層銅鍵合絲，所述銅鍵合絲的元素質(zhì)量百分比為：銅的質(zhì)量百分比大于99.95%，硅的質(zhì)量百分比為0.003%-0.05%，銀的質(zhì)量百分比為0.001%-0.005%，錳的質(zhì)量百分比為0.005%-0.01%，余量為不可避免的雜質(zhì)，所述銅鍵合絲的外層依次包裹有磁性鍍層和化學(xué)鍍鈀層。

本發(fā)明的制備方法包括以下步驟：

（1）熔鑄和拉絲：在熔鑄過(guò)程中加入0.003%-0.05%的硅、0.001%-0.005%的銀和0.005%-0.01%的錳，加熱方式采用中頻加熱，連鑄方式采用下引式真空連鑄，并控制熔鑄和拉絲條件為：熔鑄溫度為1100-1300°C，真空度1.0*10-5Mpa，精煉時(shí)間20-40分鐘，連鑄速度150-300mm/分鐘，形成的銅坯直徑為3-8mm，拉絲速度為50-100m/min；

（2）電鍍磁性鍍層：將銅鍵合絲成品在退火后單根放入鐵的電鍍液中進(jìn)行電鍍鐵層，其中鐵的電鍍液的鐵離子濃度為20-50克每升，鐵層厚度為50-500μm；然后再把鍍有鐵層的銅鍵合絲放入鐵鈷的電鍍液中進(jìn)行電鍍鐵鈷合金層，其中鐵鈷的電鍍液的鐵離子濃度為20-50克每升，鈷離子的濃度為10-20克每升，鐵鈷合金層厚度為200-800μm；

（3）化學(xué)鍍鈀：將銅鍵合絲成品在退火后單根放入鍍鈀液進(jìn)行化學(xué)鍍鈀，鍍鈀液的鈀離子濃度為5-20克每升，鍍鈀條件為鍍鈀液的pH值控制在9.5-10.3，鍍鈀液的溫度控制在40-60攝氏度；

（4）退火：利用無(wú)水乙醇還原氧化銅的特性（CuO+CH3CH2OH—CH3CHO+Cu+H2O），用氮?dú)饧訜o(wú)水乙醇代替氮?dú)浠旌蠚膺M(jìn)行退火保護(hù)；退火溫度為250~500°C；

（5）清洗：利用無(wú)水乙醇在高溫蒸發(fā)時(shí)爆炸力打掉絲上的臟物；

（6）對(duì)清洗后的鍵合絲進(jìn)行復(fù)繞。

實(shí)施例1

（1）熔鑄和拉絲：在熔鑄過(guò)程中加入0.003%的硅、0.001%的銀和0.005%的錳，加熱方式采用中頻加熱，連鑄方式采用下引式真空連鑄，并控制熔鑄和拉絲條件為：熔鑄溫度為1200°C，真空度1.0*10^-5Mpa，精煉時(shí)間40分鐘，連鑄速度200mm/分鐘，形成的銅坯直徑為5mm，拉絲速度為80m/min；

（2）電鍍磁性鍍層：將銅鍵合絲成品在退火后單根放入鐵的電鍍液中進(jìn)行電鍍鐵層，其中鐵的電鍍液的鐵離子濃度為50克每升，鐵層厚度為500μm；然后再把鍍有鐵層的銅鍵合絲放入鐵鈷的電鍍液中進(jìn)行電鍍鐵鈷合金層，其中鐵鈷的電鍍液的鐵離子濃度為50克每升，鈷離子的濃度為20克每升，鐵鈷合金層厚度為500μm；

（3）化學(xué)鍍鈀：將銅鍵合絲成品在退火后單根放入鍍鈀液進(jìn)行化學(xué)鍍鈀，鍍鈀液的，鍍鈀液成分為6g/LPdCl、10g/LNaH2PO2、100ml/LNH4OH、10g/LNH4Cl，鍍鈀液的pH值控制在9.5附近，鍍鈀液的溫度控制在40攝氏度；化學(xué)還原鈀法中使用的包鈀液為弱堿性，使用后為中性，較為環(huán)保。成品化學(xué)鍍鈀法的鍍后鈀層均勻，并且鈀層厚度可控。另外傳統(tǒng)工藝是在半成品時(shí)鍍鈀，這樣絲材變硬，在后道加工時(shí)模具消耗量極大，本專利的化學(xué)鍍鈀方法可以最大程度的減小模具用量，節(jié)省資源。

（4）退火：利用無(wú)水乙醇還原氧化銅的特性（CuO+CH3CH2OH—CH3CHO+Cu+H2O），用氮?dú)饧訜o(wú)水乙醇代替氮?dú)浠旌蠚膺M(jìn)行退火保護(hù)，比氫氣還原安全；退火溫度為250°C；

（5）清洗：利用無(wú)水乙醇，在高溫蒸發(fā)時(shí)爆炸力打掉絲上的臟物；利用無(wú)水乙醇在高溫蒸發(fā)時(shí)爆力打掉絲上的臟東西，代替去離子水清洗的步驟，可以節(jié)省用水量，節(jié)約用水。

（6）對(duì)清洗后的鍵合絲進(jìn)行復(fù)繞?；瘜W(xué)鍍鈀、退火、清洗和復(fù)繞一體完成，鍍鈀退火復(fù)繞速度為50米每分鐘。

實(shí)施例2

（1）熔鑄和拉絲：在熔鑄過(guò)程中加入0.05%的硅、0.05%的銀和0.001%的錳，加熱方式采用中頻加熱，連鑄方式采用下引式真空連鑄，并控制熔鑄和拉絲條件為：熔鑄溫度為1300°C，真空度1.0*10^-5Mpa，精煉時(shí)間30分鐘，連鑄速度300mm/分鐘，形成的銅坯直徑為8mm，拉絲速度為50m/min；

（2）電鍍磁性鍍層：將銅鍵合絲成品在退火后單根放入鐵的電鍍液中進(jìn)行電鍍鐵層，其中鐵的電鍍液的鐵離子濃度為20克每升，鐵層厚度為200μm；然后再把鍍有鐵層的銅鍵合絲放入鐵鈷的電鍍液中進(jìn)行電鍍鐵鈷合金層，其中鐵鈷的電鍍液的鐵離子濃度為50克每升，鈷離子的濃度為10克每升，鐵鈷合金層厚度為300μm；

（3）化學(xué)鍍鈀：將銅鍵合絲成品在退火后單根放入鍍鈀液進(jìn)行化學(xué)鍍鈀，鍍鈀液成分為6.67g/LPdCl（對(duì)應(yīng)鈀離子濃度為5克每升）、10g/LNaH2PO2、100ml/LNH4OH、10g/LNH4Cl，鍍鈀液的pH值控制在9.5附近，鍍鈀液的溫度控制在40攝氏度；化學(xué)還原鈀法中使用的包鈀液為弱堿性，使用后為中性，較為環(huán)保。成品化學(xué)鍍鈀法的鍍后鈀層均勻，并且鈀層厚度可控。另外傳統(tǒng)工藝是在半成品時(shí)鍍鈀，這樣絲材變硬，在后道加工時(shí)模具消耗量極大，本專利的化學(xué)鍍鈀方法可以最大程度的減小模具用量，節(jié)省資源。

（4）退火：利用無(wú)水乙醇還原氧化銅的特性（CuO+CH3CH2OH—CH3CHO+Cu+H2O），用氮?dú)饧訜o(wú)水乙醇代替氮?dú)浠旌蠚膺M(jìn)行退火保護(hù)，比氫氣還原安全；退火溫度為500°C；

（5）清洗：利用無(wú)水乙醇在高溫蒸發(fā)時(shí)爆炸力打掉絲上的臟物；利用無(wú)水乙醇在高溫蒸發(fā)時(shí)爆力打掉絲上的臟東西，代替去離子水清洗的步驟，可以節(jié)省用水量，節(jié)約用水。

（6）對(duì)清洗后的鍵合絲進(jìn)行復(fù)繞?；瘜W(xué)鍍鈀、退火、清洗和復(fù)繞一體完成，鍍鈀退火復(fù)繞速度為50米每分鐘。