本发明涉及集成电路封装技术领域，尤其涉及一种封装用键合铜线的加工方法。
背景技术：
在半导体集成电路封装中，芯片与引线框架通过引线键合技术实现连接，目前，引线键合所使用的连接线主要为纯金线，因为金具有抗氧化侵蚀能力和高导电性，同时可以很容易地通过热压缩法和超声波焊接技术键合到指定位置。然而近年来，随着金价不断上涨，电子产品价格不断降低，寻找其他更适合的金属代替金线成为急需解决的问题。铜线成本较低，相比金线导电、导热性能能好，人们逐渐采用铜线代替金线以降低材料成本。然而铜线易于氧化、腐蚀、硬度大、焊接性差，这也成为铜线键合技术面临的困难与挑战。
中国授权专利CN102130067B通过在铜线上镀一层价格相对低廉的钯，提高铜线耐氧化性能，但是钯的导电性不足。中国专利CN103219312A、CN103219311A分别公开了一种双镀层键合铜线，即在铜线表面镀钯层，在钯层表面镀金层或银层，解决了铜线易氧化、铜线镀钯导电性不足问题，但是其制备复杂，成本较高。
技术实现要素：
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种封装用键合铜线的加工方法，提高铜线的耐氧化、耐腐蚀性能和导电性能，制备工艺简单，成本较低。
本发明提出了一种封装用键合铜线的加工方法，包括如下步骤：
S1、按重量百分含量将Cu98.86-99.27wt％、Li0.02-0.05wt％加入氮气保护下，温度为1200-1215℃的熔炼炉中熔炼，再加入La0.1-0.15wt％、Ce0.1-0.15wt％熔炼，再加入Ag0.4-0.6wt％、Sr0.1-0.2wt％、Sn0.01-0.03wt％熔炼，经定向凝固制得无氧铜杆；
S2、将S1无氧铜杆在零下45℃至零下30℃冷却处理；
S3、将S2冷却处理的无氧铜杆加入拉伸机中，经粗拉拔和氮气保护下的退火处理，制得粗铜线；
S4、将S3粗铜线加入拉伸机，经多次精拉拔和氮气保护下退火处理，制得封装用键合铜线。
优选地，S1中Cu的纯度≥99.99％。
优选地，S1中La与Ce的重量含量比为1.3-1.6:1。
优选地，S3中粗拉拔速度为250-400m/min，优选粗拉拔速度为350m/min。
优选地，S3中退火温度为500-600℃，退火时间1-2小时。
优选为，S4中精拉拔次数与粗铜线直径、键合铜线直径之间遵循以下公式：N＝D/10d+2，其中D为粗铜线直径，d为键合铜线直径，N为精拉拔次数，如D/10d为非整数，N根据四舍五入原则取整数。
优选地，S4中精拉拔速度为70-150m/min，优选精拉拔速度为80m/min。
优选地，S4中退火温度为450-500℃，退火时间1-2小时，优选退火温度为540℃，退火时间为1小时。
本发明提出了一种封装用键合铜线的加工方法，向高纯无氧铜中引入合金元素Li、La、Ce、Ag、Sr及Sn，并通过其中控制合金加工工艺显著改善铜线的导电性能和抗氧化性能。首先，本发明选择在氮气保护下熔炼，先加入Li元素在不影响电导率和热导率的情况下进一步消除铜中的氧；再加入稀土金属La和Ce可以与低熔点杂质生产难溶物进而脱除有害杂质，净化铜液和细化晶粒，提高铜的导电性能；最后加入Ag、Sr和Sn，Ag可促进铜合金基材变软，且导电性能好于铜，Sr作为晶界活性元素，提高晶界的完整性和表面的致密性，增强抗氧原子进入内部的能力，同时提高铜线键合熔球的稳定性，Sn具有很好抗腐蚀性，可焊性，Ag、Sr和Sn的加入可进一步提高铜的抗氧化、耐腐蚀、和导电性能。其次，本发明将熔炼的抗氧化、耐腐蚀、高导电铜合金经过低温、长时间致密化处理降低铜合金原子排列间距，提高铜合金致密度，增大氧原子通过表面侵入铜线内部阻力，进一步提高铜线抗氧化能力。最后，将低温致密化处理的铜合金在氮气保护下经过多次拉伸、退火工艺，消除残余应力、降低位错、空位等缺陷，获得性能优异的封装用键合铜线。
综上所述，本发明从铜线的抗氧化、耐腐蚀性能和导电性能出发，对铜线合金元素种类及含量进行合理设计，并结合适宜的加工工艺制得综合性能优异的铜线。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出了一种封装用键合铜线的加工方法，包括如下步骤：
S1、按重量百分含量将Cu99.09wt％、Li0.05wt％加入氮气保护下，温度为1210℃的熔炼炉熔炼，再加入La 0.13wt％、Ce 0.1wt％熔炼，再加入Ag 0.45wt％、Sr 0.15wt％、Sn 0.03wt％熔炼，经定向凝固制得无氧铜杆；
S2、将S1无氧铜杆在零下45℃冷却处理10小时；
S3、将S2处理的无氧铜杆加入拉伸机中，以350m/min的速度粗拉拔后，在氮气保护和580℃退火温度下，退火处理1.5小时制得粗铜线；
S4、将S3粗铜线加入拉伸机，以140m/min的速度精拉拔3次，并在每次精拉拔在氮气保护和500℃退火温度下退火处理1小时，制得封装用键合铜线。
实施例2
本发明提出了一种封装用键合铜线的加工方法，包括如下步骤：
S1、按重量百分含量将Cu99.24wt％、Li0.03wt％加入氮气保护下，温度为1205℃的熔炼炉熔炼，再加入La0.12wt％、Ce0.1wt％熔炼，再加入Ag0.4wt％、Sr0.1wt％、Sn0.01wt％熔炼，经定向凝固制得无氧铜杆；
S2、将S1无氧铜杆在零下40℃冷却处理11小时；
S3、将S2处理的无氧铜杆加入拉伸机中，以300m/min的速度粗拉拔后，在氮气保护和550℃退火温度下，退火处理1.7小时制得粗铜线；
S4、将S3粗铜线加入拉伸机，以80m/min的速度精拉拔3次，并在每次精拉拔后在氮气保护和450℃退火温度下退火处理1.2小时，制得封装用键合铜线。
实施例3
本发明提出了一种封装用键合铜线的加工方法，包括如下步骤：
S1、按重量百分含量将Cu98.91wt％、Li0.05wt％加入氮气保护下，温度为1200℃的熔炼炉熔炼，加入La0.15wt％、Ce0.1wt％继续熔炼，再加入Ag0.56wt％、Sr0.2wt％、Sn0.03wt％继续熔炼，经定向凝固制得无氧铜杆；
S2、将S1无氧铜杆在零下35℃冷却处理11小时；
S3、将S2处理的无氧铜杆加入拉伸机中，以330m/min的速度粗拉拔后，在氮气保护和540℃退火温度下，退火处理1.2小时制得粗铜线；
S4、将S3铜线加入拉伸机，以100m/min的速度精拉拔3次，并在每次精拉拔后在氮气保护和450℃退火温度下，退火处理1.2小时制得封装用键合铜线。
实施例4
本发明提出了一种封装用键合铜线的加工方法，包括如下步骤：
S1、按重量百分含量将Cu98.95wt％、Li0.03wt％加入氮气保护下，温度为1215℃的熔炼炉熔炼，加入La0.15wt％、Ce0.15wt％熔炼，再加入Ag0.55wt％、Sr0.15wt％、Sn0.02wt％继续熔炼，经定向凝固制得无氧铜杆；
S2、将S1无氧铜杆在零下30℃冷却处理12小时；
S3、将S2处理的无氧铜杆加入拉伸机中，以250m/min的速度粗拉拔后，在氮气保护和590℃退火温度下，退火处理2.0小时制得粗铜线；
S4、将S3粗铜线加入拉伸机，以80m/min的速度精拉拔2次，并在每次精拉拔后在氮气保护480℃退火温度下退火处理1.5小时，制得封装用键合铜线。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。