【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及键合线，具体而言，涉及一种金铜键合线及其制备方法和应用。
技术介绍
1、金键合线主要应用于半导体封装领域，用于实现芯片内部电路与外部引脚的连接；金作为键合线的优势在于：良好的导电性(能确保电流的稳定传输，降低信号传输损耗)、较高的可靠性(具有较好的抗氧化性和耐腐蚀性，在各种环境下能保持稳定的性能，减少封装失效的风险)、易于焊接(与芯片和引脚的焊接工艺相对成熟，焊接质量容易保证)等。
2、然而，金键合线也存在一些缺点：成本较高、以及在某些特定条件下可能会发生软化现象。例如，高温是导致金键合线软化的主要因素之一；当温度升高到一定程度，金的晶体结构会发生变化，使得键合线的硬度和强度降低，从而表现出软化的特性；如在半导体封装过程中的高温焊接或热处理环节，可能会使金键合线出现软化。此外，化学物质的作用也可能引发金键合线的软化。如果金键合线软化，可能会影响半导体器件的性能和可靠性，如导致引线连接不良、电性能不稳定等问题。在实际应用中，需要采取相应的措施来避免或减少金键合线的软化，如控制温度、选择合适的封装材料等。
3、为了提高键合线的高温性能，研究人员正在探索多种途径。在材料方面通过研发具有更高热导率的键合线材料，能够有效提升热量传导效率，如镀金铜键合线。镀金铜键合线的制备工艺中需要采用电镀或化学镀的方法，在铜键合线的表面均匀地镀上一层厚度合适的金层。但是，电镀与化学镀对环境污染比较严重，同时对设备和厂房的投入也比较大，生产效率较低；同时在整个制造过程中，每一个步骤都要经过严格的质量检测，包括对丝材的直
4、有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术的第一目的在于提供一种金铜键合线的制备方法，用于解决传统金键合线成本较高、高温性能差，导致影响电子设备的可靠性和使用寿命的缺陷，以及解决镀金铜键合线的制备工艺中通过电镀或化学镀镀金时导致的生产效率低、生产成本高、污染严重等缺陷。
2、本专利技术的第二目的在于提供一种所述的金铜键合线的制备方法获得的金铜键合线，兼具散热性能好、导电性强、化学稳定性好与键合性能高等优势。
3、本专利技术的第三目的在于提供所述的金铜键合线在封装方面的应用。
4、为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：
5、一种金铜键合线的制备方法，包括如下步骤：
6、(1)配置如下(a)或(b)中的一种作为金属原料：
7、(a)直径为8mm～20mm的单晶铜杆、内径为8mm～20mm的金管，且所述单晶铜杆与所述金管的长度相同；
8、(b)直径为2mm～10mm的金杆、内径为2mm～10mm的单晶铜管、内径为4mm～15mm的金管，且所述金杆、所述单晶铜管和所述金管的长度相同；
9、(2)将所述金属原料进行装配，而后对装配后截面上的异金属接触线进行电子束焊接，得到复合坯料；
10、(3)将所述复合坯料依次进行真空退火、拉拔、在线退火拉拔，得到金铜键合线。
11、一种金铜键合线，基于所述的金铜键合线的制备方法制得。以及所述的金铜键合线在封装方面的用途。
12、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
13、(1)本专利技术提供了一种具有良好高温性能的低成本金铜复合键合线及其制备方法，通过采用单质金属的杆与管的间隙配合结合真空电子束焊的方式，实现了杆-管或是杆-管-管的装配连接，具有焊接处冶金质量好、焊缝窄、深宽比大、接头性能好的优势；进一步地，采用真空退火实现金的软化，金铜间的微小间隙在真空作用下发生贴合，形成金属间界面化合物，实现冶金结合，由此得到具有高质量结合面的致密包覆层，不易脱落；进一步地，通过在线退火拉拔能够实现在三相压应力状态下的减径，使得包覆层与坯杆的结合强度增高，同时降低断线次数，进一步提高镀金键合线成品率和生产效率。
14、(2)本专利技术的制备工艺中可以灵活调整各杆、管的金属原料的内外径与厚度，使得镀金层厚度均匀可控，横断面面积覆层比可调，有利于提高金和铜冷加工变形协调性；同时本专利技术的制备工艺具有节能、环保、生产效率高的优势，相较于常规电镀或化学镀生产镀金键合线的工艺，本专利技术的生产效率整体可提升60％～70％，生产成本降低30％～40％，成品率可提升10％～20％。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种金铜键合线的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的金铜键合线的制备方法，其特征在于，对于(a)，所述金管的内径≥所述铜杆的直径；
3.根据权利要求1所述的金铜键合线的制备方法，其特征在于，对于(a)，所述金管的壁厚为2mm～3mm；
4.根据权利要求1所述的金铜键合线的制备方法，其特征在于，所述单晶铜管的内径≥所述金杆的直径，所述金管的内径≥所述单晶铜管的外径；
5.根据权利要求1所述的金铜键合线的制备方法，其特征在于，对于(a)，所述单晶铜杆和/或所述金管的内外表面粗糙度为Ra0.2～Ra3.2；
6.根据权利要求1所述的金铜键合线的制备方法，其特征在于，所述电子束焊接的焊接电流为5mA～20mA，焊接速度为50mm/min～100mm/min；
7.根据权利要求1所述的金铜键合线的制备方法，其特征在于，对于(a)，将所述单晶铜杆插入至所述金管的管道中，对装配后截面上的异金属接触线进行电子束焊接，得到复合坯料；
8.根据权利要求1所述的金铜键合线的制备方法，其特征
9.如权利要求1～8任一项所述的金铜键合线的制备方法制得的金铜键合线。
10.如权利要求1～8任一项所述的金铜键合线的制备方法制得的金铜键合线在封装方面的用途。
...【技术特征摘要】
1.一种金铜键合线的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的金铜键合线的制备方法，其特征在于，对于(a)，所述金管的内径≥所述铜杆的直径；
3.根据权利要求1所述的金铜键合线的制备方法，其特征在于，对于(a)，所述金管的壁厚为2mm～3mm；
4.根据权利要求1所述的金铜键合线的制备方法，其特征在于，所述单晶铜管的内径≥所述金杆的直径，所述金管的内径≥所述单晶铜管的外径；
5.根据权利要求1所述的金铜键合线的制备方法，其特征在于，对于(a)，所述单晶铜杆和/或所述金管的内外表面粗糙度为ra0.2～ra3.2；
6.根据权利要求1所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：董博文，钟素娟，董显，郭艳红，李永，侯江涛，
申请(专利权)人：中国机械总院集团郑州机械研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。