一种镀金钯铜线及其制备方法与流程

本发明涉及集成电路领域，具体涉及一种镀金钯铜线及其制备方法。

背景技术：

1、封装是指将芯片在框架或基板上布局、粘贴固定及连接，引出接线端子并通过塑封固定，构成整体立体结构的工艺，既有安放、固定、密封、增强散热和保护芯片的作用，又有连接芯片内部电路和外部电路的作用，而芯片内部焊盘与外部引线框架之间的连接是通过键合线实现的，因此对键合线的导电性有很高的要求；为使键合线能够被拉伸到所需直径，所用金属须有足够的延伸率；为避免芯片被破坏，键合线需能在足够低的温度下进行热压焊接和超声焊接，键合线的化学性能、耐盐雾性能和冶金特性必须与它所焊接的材料相熔合，不会对芯片造成影响。

2、在传统的封装键合工艺中，常用金含量为99.99％以上的纯金线，键合金线具有电导率大、耐腐蚀、韧性好和易焊接等优点。然而金过于贵重，市面上常采用镀钯铜线、镀金铜线来代替昂贵的金线产品，而镀钯键合铜线采用相对低廉的钯作为镀层，控制成本的同时，也可解决铜线易氧化和耐腐蚀的问题。但是通常情况下，镀钯或镀金过程中会出现钯颗粒或金颗粒团聚现象，从而导致钯层或金层不平整，而且还会影响到铜线表面的延展性，拉拔处理过程中容易出现分层或破层的现象，从而影响到铜线的表面强度和耐盐雾性。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种镀金钯铜线及其制备方法。

2、本发明的目的采用以下技术方案来实现：

3、第一方面，本发明提供一种镀金钯铜线的制备方法，包括以下步骤：

4、步骤1，将纯铜管材经过拉拔处理形成铜丝，然后置于高温炉内退火处理，得到第一铜线基材；

5、步骤2，将第一铜线基材在超声的作用下进行表面清洁处理，得到第二铜线基材；

6、步骤3，将第二铜线基材在镀钯液内进行镀钯处理，得到第三铜线基材；

7、步骤4，将第三铜线基材在镀金液内进行镀金处理，得到第四铜线基材；

8、步骤5，将第四铜线基材在超声的作用下再次进行表面清洁处理，得到镀金钯铜线。

9、优选地，所述步骤1中，退火处理的氛围为氮气和氢气按照体积比为9.7-9.9:0.1-0.3的混合气；退火处理的温度为450-550℃，时间为1-2h。

10、优选地，所述步骤1中，第一铜线基材的直径为55-75μm。

11、优选地，所述步骤2中，超声洗涤是在无水乙醇中进行，超声频率为20-60khz，超声时间0.2-0.6h，超声处理后真空干燥。

12、优选地，所述步骤3中，镀钯处理的温度为55-75℃，镀钯时间为10-20min。

13、优选地，所述步骤3中，镀钯液成分按照重量份数计算，包括：

14、10-20份钯盐、0.2-0.6份第一稳定剂、25-50份第一络合剂、1.8-3.6份第一还原剂、0.01-0.1份第一缓冲剂和40-60份去离子水。

15、优选地，所述钯盐为硫酸四氨钯、草酸二氨钯、二氯化二氨钯中的一种或多种混合。

16、优选地，所述第一稳定剂为五氯化钽和五氯化铌的混合物，其中，五氯化钽和五氯化铌的质量比为1-3:1-3。

17、优选地，所述第一络合剂为酒石酸、琥珀酸、柠檬酸、乙二胺四乙酸中的一种或多种混合。

18、优选地，所述第一还原剂为次磷酸钠和二氯化二硒的混合物，其中，次磷酸钠和二氯化二硒的质量比例是1:0.2-0.3。

19、优选地，所述第一缓冲剂为磷酸二氢钠、氯化铵、草酸铵、柠檬酸铵中的一种或多种混合。

20、优选地，所述步骤4中，镀金处理的温度为60-70℃，镀金时间为10-20min。

21、优选地，所述步骤4中，镀金液成分按照重量份数计算，包括：

22、12-24份金盐、0.2-0.6份第二稳定剂、28-56份第二络合剂、2.1-4.2份第二还原剂、0.01-0.1份第二缓冲剂和40-60份去离子水。

23、优选地，所述金盐为硫代硫酸金钠、柠檬酸金钠、亚硫酸金钠中的一种或多种混合。

24、优选地，所述第二稳定剂为五氯化钽和五氯化铌的混合物，其中，五氯化钽和五氯化铌的质量比为1-3:1-3。

25、优选地，所述第二络合剂为亚硫酸钠、硫代硫酸钠、焦亚硫酸钠、柠檬酸钠中的一种或多种混合。

26、优选地，所述第二还原剂为次磷酸钠和二氯化二硒的混合物，其中，次磷酸钠和二氯化二硒的质量比例是1:0.2-0.3。

27、优选地，所述第二缓冲剂为磷酸二氢钠、氯化铵、草酸铵、柠檬酸铵中的一种或多种混合。

28、优选地，所述步骤5中，表面清洁处理是在去离子水内进行超声处理，超声频率为20-60khz，超声时间0.2-0.6h，超声处理后真空干燥。

29、第二方面，本发明提供一种镀金钯铜线，采用上述方法制备得到。

30、本发明的有益效果为：

31、1、本发明制备了一种镀金钯铜线，该铜线与常规镀金钯铜线的最大的不同在于，采用了全新的镀钯液和镀金液，传统镀钯镀金过程中常会出现钯颗粒或金颗粒团聚现象，而经过本发明处理后的钯层或金层表面分布更均匀、平整性更好，不容易出现分层以及破层的现象，从而维持镀金钯铜线的表面均匀性。此外，经过本发明制备的镀金钯铜线的强度和耐盐雾性也更加优异。

32、2、本发明所使用的镀钯液和镀金液的独特之处在于使用了五氯化钽和五氯化铌的混合物作为稳定剂，同时在还原剂中加入了部分二氯化二硒，使镀钯以及镀金的过程中，稳定剂中的钽离子、铌离子能够与还原剂中的硒离子结合，形成硒化钽以及硒化铌的溶胶，减缓钯或金颗粒团聚的同时，后续还会存在于镀层内，增强镀层的强度和耐盐雾性。

33、3、本发明中，镀钯液和镀金液的稳定剂是以钽和铌的混合盐组成，本发明经过检测发现，相比较于单独的钽或铌，两种金属适当比例的组合具有更加优异的效果。

技术特征：

1.一种镀金钯铜线的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种镀金钯铜线的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，退火处理的氛围为氮气和氢气按照体积比为9.7-9.9:0.1-0.3的混合气；退火处理的温度为450-550℃，时间为1-2h。

3.根据权利要求1所述的一种镀金钯铜线的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，超声洗涤是在无水乙醇中进行，超声频率为20-60khz，超声时间0.2-0.6h，超声处理后真空干燥。

4.根据权利要求1所述的一种镀金钯铜线的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，镀钯处理的温度为55-75℃，镀钯时间为10-20min；所述步骤4中，镀金处理的温度为60-70℃，镀金时间为10-20min。

5.根据权利要求1所述的一种镀金钯铜线的制备方法，其特征在于，所述钯盐为硫酸四氨钯、草酸二氨钯、二氯化二氨钯中的一种或多种混合；所述第一络合剂为酒石酸、琥珀酸、柠檬酸、乙二胺四乙酸中的一种或多种混合；所述第一缓冲剂为磷酸二氢钠、氯化铵、草酸铵、柠檬酸铵中的一种或多种混合。

6.根据权利要求1所述的一种镀金钯铜线的制备方法，其特征在于，所述第一稳定剂为五氯化钽和五氯化铌的混合物，其中，五氯化钽和五氯化铌的质量比为1-3:1-3；所述第一还原剂为次磷酸钠和二氯化二硒的混合物，其中，次磷酸钠和二氯化二硒的质量比例是1:0.2-0.3。

7.根据权利要求1所述的一种镀金钯铜线的制备方法，其特征在于，所述金盐为硫代硫酸金钠、柠檬酸金钠、亚硫酸金钠中的一种或多种混合；所述第二络合剂为亚硫酸钠、硫代硫酸钠、焦亚硫酸钠、柠檬酸钠中的一种或多种混合；所述第二缓冲剂为磷酸二氢钠、氯化铵、草酸铵、柠檬酸铵中的一种或多种混合。

8.根据权利要求1所述的一种镀金钯铜线的制备方法，其特征在于，所述第二稳定剂为五氯化钽和五氯化铌的混合物，其中，五氯化钽和五氯化铌的质量比为1-3:1-3；所述第二还原剂为次磷酸钠和二氯化二硒的混合物，其中，次磷酸钠和二氯化二硒的质量比例是1:0.2-0.3。

9.根据权利要求1所述的一种镀金钯铜线的制备方法，其特征在于，所述步骤5中，表面清洁处理是在去离子水内进行超声处理，超声频率为20-60khz，超声时间0.2-0.6h，超声处理后真空干燥。

10.一种镀金钯铜线，其特征在于，采用权利要求1的方法制备得到。

技术总结本发明涉及集成电路领域，具体涉及一种镀金钯铜线及其制备方法，制备方法包括以下步骤：步骤1，退火处理，得到第一铜线基材；步骤2，超声清洁，得到第二铜线基材；步骤3，镀钯处理，得到第三铜线基材；步骤4，镀金处理，得到第四铜线基材；步骤5，超声清洁处理，得到镀金钯铜线。经过本发明处理后的钯层或金层不仅表面分布更均匀、平整性更好，不容易出现分层以及破层的现象，从而维持镀金钯铜线的表面均匀性。此外，经过本发明制备的镀金钯铜线的强度和耐盐雾性也更加优异。技术研发人员：林良,王岩,祝海磊,罗晓伟,张乐受保护的技术使用者：烟台一诺电子材料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/26