一种铜基键合线的制备方法与流程

本技术涉及铜基键合线领域，更具体地说，它涉及一种铜基键合线的制备方法。

背景技术：

1、方法键合线是在ic工业中作为连接芯片与外部封装基板或多层线路板的主要连接方式。因为铜成本较低，且具有良好的导电导热性，因此键合铜线被广泛使用。

2、由于裸铜线容易被氧化腐蚀，通常在其表面设置至少一层镀层以增加其性能，将待镀层的铜线浸入镀液中进行电镀加工而成。相关技术中，业内人员通过镀钯提高铜线耐氧化和耐腐蚀性能，但钯的导电性不足，通常又在此基础上进行镀金，以克服镀钯铜线硬度大和电阻大的缺陷。同时，为降低成本，减少钯的用量，通常在镀钯之前镀一层镍，也能够保证得到的铜基键合线具有优异的耐氧化、耐腐蚀和导电性。

3、针对上述中的相关技术，发明人认为镀层间的相容性差，导致层间结合力差，使铜基键合线在使用过程中的延伸性能不佳，且容易被拉断，进而导致产品不良，使用寿命大大降低。因此，目前亟需提出一种方案以解决上述技术问题。

技术实现思路

1、为了提高铜基键合线上镀层间的结合力，使铜基键合线兼顾优异的延伸性能和抗拉断性能，本技术提供一种铜基键合线的制备方法。

2、本技术提供的一种铜基键合线的制备方法，采用如下的技术方案：

3、一种铜基键合线的制备方法，包括以下步骤：

4、(1)超声波脱脂阴极去除铜线表面油脂和污垢，再进行酸洗去除铜线表面氧化皮，然后经纯水冲洗，烘干后得到预处理的铜线原料；

5、(2)将步骤(1)中得到的铜线原料通过电镀系统中，并将其连接至电镀系统的阴极上，依次渡过含有镍镀液、钯镀液、氰化亚金钾镀液的镀槽中进行电镀保护层，得到电镀铜线原料；

6、(3)将步骤(2)中得到的电镀铜线原料经精拔、烫洗和烘干后得到铜基键合线，将镀好的线材放入400度以下的真空柜，小于3个小时；

7、上述步骤(2)中的镍镀液、钯镀液、氰化亚金钾镀液中分别加入有重量百分比为2-6％的增强助剂，所述增强助剂包含以下组分：

8、双氧水5-10g/l；

9、上述步骤(2)中的镍镀液、一号钯镀液、二号钯镀液、三号钯镀液、氰化亚金钾镀液中分别加入有重量百分比为2-6％的增强助剂，所述增强助剂包含以下组分：

10、柠檬酸2-5g/l；

11、正丁醇0.5-2.5g/l；

12、植酸5-10g/l；

13、有机胺盐3-5g/l；

14、去离子水20l。

15、通过采用上述技术方案，在镍镀液、一号钯镀液、二号钯镀液、三号钯镀液、氰化亚金钾镀液中加入增强助剂，一方面能够起到微蚀的作用，在电镀前对镀件表面进行修饰，改善其形貌，进而在电镀形成电镀层后，镀件表面与镀层之间能够形成较为立体交错的咬合结构，经多次电镀后，镀层间具有较强的结合力，不易出现剥离脱落；另一方面，增强助剂各组分原料形成的混合体系，能够使自身含有的极性基团吸附在晶粒生长的活性点上，增加了电沉积的化学反应电子，增大了电化学极化，从而达到细化晶粒的效果，进而使镀层更加均匀致密，相互间的结合性更加稳定牢固。由此可见，本技术在铜基键合线的制备中，通过特殊增强助剂的使用，使镀层间的结合力大大提高，使得到的铜基键合线在应用过程中，兼顾优异的延伸性能和抗拉断性能，具有持久稳定的使用寿命。

16、优选的，所述增强助剂包含以下组分：

17、柠檬酸3.5g/l；

18、正丁醇1.5g/l；

19、植酸6g/l；

20、有机胺盐4g/l；

21、去离子水20l。

22、通过采用上述技术方案，上述组分用量的增强助剂，相互间的配合效果最为稳定优异，在镍镀液、钯镀液、氰化亚金钾镀液中所发挥的作用较为优异，最终得到的铜基键合线，其上各镀层件的结合较为稳固，延伸性能和抗拉断性能最为优异，整体应用较为持久稳定。

23、优选的，所述镍镀液：光亮剂10-30ppm、平整剂50-80ppm、增强剂0.1-0.5ppm、缓释剂小于1000ppm、有机胺加入调节至ph值为7-10、电镀盐，镍浓度小于5g/l。

24、优选的，所述一号钯镀液：光亮剂100-300ppm、平整剂50-80ppm、增强剂0.1-0.5ppm、缓释剂小于1000ppm、有机胺加入调节至ph值为7-10、电镀盐，钯浓度小于8g/l。

25、优选的，所述二号钯镀液：光亮剂50-100ppm、平整剂50-80ppm、增强剂0.1-0.5ppm、缓释剂小于1000ppm、有机胺加入调节至ph值为7-10、电镀盐，钯浓度小于6g/l。

26、优选的，所述三号钯镀液：光亮剂150-200ppm、平整剂50-80ppm、增强剂0.1-0.5ppm、缓释剂小于1000ppm、有机胺加入调节至ph值为7-10、电镀盐，钯浓度小于6g/l。

27、优选的，所述氰化亚金钾镀液：增强剂0.1-0.5ppm、缓释剂小于1000ppm；柠檬酸加入调节至ph值小于7，金浓度小于1g/l。

28、通过采用上述技术方案，上述组成的镍镀液、一号钯镀液、二号钯镀液、三号钯镀液、氰化亚金钾镀液，在电镀过程中，镀层晶粒均匀细密，形成的镀层更加平整，并能够赋予镀件稳定的作用特性；且钯、镍与铜材的结合力优秀，而上述镀液形成的镀层软硬适中，不易脱落，适于延展，延伸性能和抗拉断性能均能够兼顾，同时表现较为优异。

29、优选的，所述缓释剂为硼酸、硼酸盐、氨基乙酸和氨基乙酸盐中的一种或几种的组合物。

30、通过采用上述技术方案，上述种类的缓释剂在电镀中能抑制电镀液ph值的变化，使镀液具有自行调节ph值能力，以便在电镀过程中保持ph值稳定，进而保证镀层结构的稳定。

31、优选的，所述镀槽内的槽液温度大于70℃。

32、通过采用上述技术方案，槽液温度大于70度，更有利于镍镀液、一号钯镀液、二号钯镀液、三号钯镀液、氰化亚金钾镀液在电镀过程中，保持高效稳定的金属沉积速度，有利于使形成的镀层较为致密。

33、优选的，电镀过程中的电镀参数为：温度18-70℃，电流密度1-15asd，波美度5-30，电镀时间0.1-0.5s。

34、通过采用上述技术方案，上述电镀参数的选取，有助于在电镀过程中，使镍镀液、钯镀液和氰化亚金钾镀液充分发挥作用，并能够形成均匀完整的镀层，进而有利于得到品质优异的铜基键合线。

35、综上所述，本技术具有以下有益效果：

36、1、本技术在铜基键合线的制备中，通过特殊增强助剂的使用，不仅使镀层之间能够形成较为立体交错的咬合结构，还能够使镀层更加均匀致密，相互间的结合性更加稳定牢固，在生产以及后续使用过程中，不易发生脱落，使得到的铜基键合线在应用过程中，兼顾优异的延伸性能和抗拉断性能，具有持久稳定的使用寿命；

37、2、本技术通过特定镍镀液、一号钯镀液、二号钯镀液、三号钯镀液和氰化亚金钾镀液的组合和使用，能够使镀层间的界面结合强度提高，且整体镀层软硬适中，不易脱落，适于延展，得到的铜基键合线，延伸性能和抗拉断性能均能够兼顾，并表现较为优异，整体应用更加持久稳定，寿命较长。