一种电子芯片用高纯铜铜丝的加工工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种电子芯片用高纯铜铜丝的加工工艺，该工艺包括以下步骤：将铜丝原材料进行提纯处理，将铜丝的纯度提纯为高纯铜；利用真空熔炼炉对提纯后的高纯铜进行熔炼加工，并加入钴原料和镍原料，将高纯铜精炼为混合溶液；将真空熔炼后的混合溶液进行冷却处理，在其凝固为合金状态后通过水平连铸形成铜棒坯；将铜棒坯放入铜丝制作模具中进行拔丝处理，并对拔出的铜丝进行退火处理；采用超声清洗设备对铜丝进行清洗，去除表面杂质后进行纯度检测，将不符合预设纯度条件的铜丝进行返回熔炼处理。本发明专利技术可以提升高纯铜铜丝的抗氧化性，增强了铜丝的抗拉能力，满足电子芯片封装的工艺要求。的工艺要求。的工艺要求。

【技术实现步骤摘要】
一种电子芯片用高纯铜铜丝的加工工艺


[0001]本专利技术涉及电子芯片加工
，尤其涉及一种电子芯片用高纯铜铜丝的加工工艺。

技术介绍

[0002]随着半导体工业的发展，高纯度溅射靶材正在崛起，集成电路产业已经成为高纯度溅射靶材的主要应用领域之一。
[0003]半导体工业的发展需要提高集成电路的集成度，并且需要减小电路中单位器件的尺寸。每个单元器件的内部由衬底，绝缘层，介质层，导体层和保护层组成，其中介质层，导体层甚至保护层都依赖于溅射涂覆技术，因此溅射靶是一个用于制备集成电路的核心材料。集成电路领域中使用的涂料主要包括铜靶材，铝靶材，钛靶材，钽靶材，钨靶材等，这些都需要高纯度的目标材料，通常超过5N（99.999％）。其中，高纯度铜溅射靶材产品主要用于半导体工业和平板显示器工业，如电子芯片加工等。各产业的市场应用情况如下：信息存储产业：随着信息即计算机技术的不断发展，世界市场对记录介质的需求量越来越大，与之相应的记录介质用靶材市场也不断扩大，其相关产品有硬盘、磁头、光盘（CD—ROM，CD
‑
R，DVD
‑
R等）、磁光相变光盘（MO，CD
‑
RW，DVD
‑
RAM）。
[0004]集成电路产业：在半导体应用领域，靶材是世界靶材市场的主要组成之一，主要用于电极互连线膜、阻挡层薄膜、接触薄膜、光盘掩膜、电容器电极膜、电阻薄膜等方面。
[0005]平面显示器产业：平面显示器包括液晶显示器（LCD）、等离子体显示器（PDP）等。目前，在平面显示器市场中以液晶显示器（LCD）为主，其市场占有率超过85%，被认为是目前最有应用前景的平面显示器件，广泛应用于笔记本电脑显示器、台式电脑监视器和高清晰电视机。LCD的制造工艺较复杂，其中降低反射层、透明电极、发射极与阴极均由溅射方法形成，因此，在LCD产业中溅射靶材骑着重要作用。
[0006]高纯铜靶材在以上领域都有广泛的应用，并且对所需溅射靶材的质量提出了越来越高的要求。
[0007]铜作为一种高导电、导热以及相对低成本的材料在键合丝领域具有良好的应用前景，但其自身抗氧化性和机械性能较差，键合过程中容易断线，且容易对芯片造成损伤，导致元器件服役可靠性较差。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种电子芯片用高纯铜铜丝的加工工艺，可以提升高纯铜铜丝的抗氧化性，增强了铜丝的抗拉能力，满足电子芯片封装的工艺要求。
[0009]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种电子芯片用高纯铜铜丝的加工工艺，包括以下步骤：步骤一：电解提纯，将铜丝原材料进行提纯处理，将铜丝的纯度提纯为99.999wt%
的高纯铜；步骤二：真空熔炼，利用真空熔炼炉对提纯后的高纯铜进行熔炼加工，并加入钴原料和镍原料，将高纯铜精炼为混合溶液；步骤三：水平连铸，将真空熔炼后的混合溶液进行冷却处理，在其凝固为合金状态后通过水平连铸形成铜棒坯；步骤四：拔丝退火，将铜棒坯放入铜丝制作模具中进行拔丝处理，并对拔出的铜丝进行退火处理；步骤五：超声清洗，采用超声清洗设备对铜丝进行清洗，去除表面杂质后进行纯度检测，将不符合预设纯度条件的铜丝进行返回熔炼处理。
[0010]具体的，步骤二具体包括：将提纯后的高纯铜由加料机构加到坩埚回转机构，同时将高纯度（纯度99％以上）的镍原料和钴原料放入坩埚回转机构，坩埚回转机构封闭在真空系统中，利用电磁感应产生的涡旋电流作为热源，加热到1500~1650℃，在真空状态下将高纯铜、镍原料和钴原料熔化形成混合溶液。
[0011]具体的，步骤三具体包括：将真空熔炼后的铜液转移到保温炉内，通过保温炉将混合溶液分配到各个结晶器，铜液在结晶器内凝固成型，同时通过结晶器自带的冷却水套达到降温的目的，并在牵引机构牵引力的作用下，从结晶器内铸造拉出，形成直径为25mm铜棒坯。
[0012]具体的，步骤四具体包括：将铸造的铜棒坯在拉丝机上逐步拉细，先以42m/min的拉丝速度将铜棒坯单模粗拉为直径8mm的铜丝，然后将直径8mm的铜丝以42m/min的拉丝速度进行连续拉丝，直至拉出的铜丝符合预设的直径要求，并对铜丝进行退火处理。
[0013]具体的，所述退火处理过程具体包括：利用退火炉对铜丝进行退火处理，设定退火炉的退火温度为425℃，铜丝在退火炉内的退火时间1.2s。
[0014]具体的，步骤五具体包括：采用超声清洗设备对退火后的铜线进行清洗，去除表面杂质，采用残留电阻比RRR法测定铜丝的纯度，将符合预设纯度条件的铜丝进行包装，同时将不符合预设纯度条件的铜丝放入真空熔炼炉进行返回熔炼处理。
[0015]本专利技术的有益效果：1.本专利技术在高纯铜精炼过程中添加钴和镍原料，使得铜溶液与二者混合形成合金状态材料，以铜材料溶液为主要原材料，将铜，钴和镍通过熔炼和烧结使其合金化，合金的生成改善元素单质的性质，得到的键合铜丝的耐腐蚀性、稳定性和抗氧化性能改善，解决了现有的键合铜丝的防氧化层长期使用容易磨损脱落，使得键合铜丝的防氧化性能变差的问题。
[0016]2.本专利技术通过对铜丝拉制工艺和退火工艺进行改进，提高了高性能键合铜丝的机械性能，有利于提高生成效率。
[0017]3.本专利技术通过对铜丝进行超声波清洗和纯度测定，使制备出的键合铜丝具备良好的抗氧化性和抗拉能力的同时，满足电子芯片封装的工艺要求。
附图说明
[0018]图1是本专利技术的工艺流程图。
具体实施方式
[0019]为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0020]实施例一：本实施例中，如图1所示，一种电子芯片用高纯铜铜丝的加工工艺，包括以下步骤：步骤一：电解提纯，将铜丝原材料进行提纯处理，将铜丝的纯度提纯为99.999wt%的高纯铜；步骤二：真空熔炼，利用真空熔炼炉对提纯后的高纯铜进行熔炼加工，并加入钴原料和镍原料，将高纯铜精炼为混合溶液；步骤三：水平连铸，将真空熔炼后的混合溶液进行冷却处理，在其凝固为合金状态后通过水平连铸形成铜棒坯；步骤四：拔丝退火，将铜棒坯放入铜丝制作模具中进行拔丝处理，并对拔出的铜丝进行退火处理；步骤五：超声清洗，采用超声清洗设备对铜丝进行清洗，去除表面杂质后进行纯度检测，将不符合预设纯度条件的铜丝进行返回熔炼处理。
[0021]本实施例中，真空熔炼炉由炉盖、炉体、炉底、坩埚回转机构、真空系统及中频电源控制系统等组成。
[0022]本实施例中，步骤二具体包括：将提纯后的高纯铜由加料机构加到坩埚回转机构，同时将纯度99％以上的镍和钴原料放入坩埚回转机构，坩埚回转机构封闭在真空系统中，利用电磁感应产生的涡旋电流作为热源，加热到15本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电子芯片用高纯铜铜丝的加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：电解提纯，将铜丝原材料进行提纯处理，将铜丝的纯度提纯为99.999wt%的高纯铜；步骤二：真空熔炼，利用真空熔炼炉对提纯后的高纯铜进行熔炼加工，并加入高纯度钴原料和镍原料，将高纯铜精炼为混合溶液；步骤三：水平连铸，将真空熔炼后的混合溶液进行冷却处理，在其凝固为合金状态后通过水平连铸形成铜棒坯；步骤四：拔丝退火，将铜棒坯放入铜丝制作模具中进行拔丝处理，并对拔出的铜丝进行退火处理；步骤五：超声清洗，采用超声清洗设备对铜丝进行清洗，去除表面杂质后进行纯度检测，将不符合预设纯度条件的铜丝进行返回熔炼处理。2.根据权利要求1所述的一种电子芯片用高纯铜铜丝的加工工艺，其特征在于，所述步骤二具体包括：将提纯后的高纯铜由加料机构加到坩埚回转机构，同时将高纯度镍原料和钴原料放入坩埚回转机构，坩埚回转机构封闭在真空系统中，利用电磁感应产生的涡旋电流作为热源，加热到1500~1650℃，在真空状态下将高纯铜、镍原料和钴原料熔化形成混合溶液。3.根据权利要求1所述的一种电子芯片用高纯铜铜丝的加工工艺，其特征在于，所述步骤三具体包括：将真空熔...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦建敏，张晓蓓，赵兴文，刘正斌，张小波，
申请(专利权)人：虹华科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：