本發(fā)明涉及微電子封裝用鍵合絲的制造術領域，尤其涉及一種石墨烯鍵合銅絲及其制備方法。
背景技術：
：銅作為鍵合絲的材料具有導電、導熱性好的特點，但是銅線容易氧化的缺點一直制約鍵合銅絲在半導體封裝領域的大規(guī)模應用，特別是高端的封裝形式一直沒有應用。目前采用的通用方法是在銅線的表面鍍一層貴金屬鈀金，起到抗氧化的作用，但是生產(chǎn)成本大幅增加，并且材料硬度明顯增加，不利于鍵合。技術實現(xiàn)要素：本發(fā)明提供了一種石墨烯鍵合銅絲及其制備方法，該方法操作簡單，既解決了銅線容易氧化的問題也不增加材料的硬度，而且增加了材料的導電性和散熱性。為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種石墨烯鍵合銅絲，包括銅絲和包裹在銅絲外的石墨烯層，所述的銅絲的線徑為0.016-0.050mm，石墨烯層的厚度為0.001-0.2um。本發(fā)明所述的一種石墨烯鍵合銅絲的制備方法，包括以下步驟：S1、將鱗片石墨氧化，配置成氧化石墨烯水溶液；S2、在鍵合銅絲表面涂覆氧化石墨烯溶液；S3、把氧化石墨烯還原為石墨烯，并直接包覆在鍵合銅絲表面；S4、在石墨烯鍵合銅絲表面涂敷退火液烘干。作為本發(fā)明的一個優(yōu)選的技術方案，氧化石墨烯水溶液由以下重量份的成分組成，鱗片石墨30-50份，NaNO30.5-4份，濃硫酸15-25份，高錳酸鉀0.08-2.64份，雙氧水4-8份，去離子水0.6-50份。作為本發(fā)明的一個優(yōu)選的技術方案，所述的氧化石墨烯粉末溶于去離子水后需超聲處理20min。作為本發(fā)明的一個優(yōu)選的技術方案，所述的步驟S2是以物理氣相沉積法在鍵合銅絲表面涂覆氧化石墨烯溶液。作為本發(fā)明的一個優(yōu)選的技術方案，所述的步驟S3在鍵合銅絲表面涂覆氧化石墨烯溶液后，使線材處于高真空的環(huán)境中，并通入還原性氣體，在加熱溫度為300-800℃中把氧化石墨烯還原為石墨烯，并直接包覆在鍵合銅絲表面。作為本發(fā)明的一個優(yōu)選的技術方案，所述的步驟S4在退火爐收線軸前端加配一個液體循環(huán)裝置，采用浸沒涂覆方式使石墨烯鍵合銅絲表面在高速運行過程中均勻覆一層退火液，并于一定溫度下進行紅外烘干。本申請實施例中提供的一個或多個技術方案，至少具有如下技術效果或優(yōu)點：本發(fā)明的石墨烯包覆銅線的方法不僅解決了銅線容易氧化、外部包裹型線材粘絲的問題，而且具有環(huán)保、增加了材料的導電性和散熱性的特點。本發(fā)明推進了銅基鍵合絲產(chǎn)業(yè)化的進程。附圖說明為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本申請實施例的結構示意圖。具體實施方式為了更好的理解上述技術方案，下面將結合說明書附圖以及具體的實施方式對上述技術方案進行詳細的說明。如圖1所示，一種石墨烯鍵合銅絲，包括銅絲1和包裹在銅絲1外的石墨烯層2，所述的銅絲1的線徑為0.016-0.050mm，石墨烯層2的厚度為0.001-0.2um。本發(fā)明所述的一種石墨烯鍵合銅絲的制備方法，包括以下步驟：S1、將鱗片石墨氧化，配置成氧化石墨烯水溶液；S2、在鍵合銅絲表面涂覆氧化石墨烯溶液；S3、把氧化石墨烯還原為石墨烯，并直接包覆在鍵合銅絲表面；S4、在石墨烯鍵合銅絲表面涂敷退火液烘干。作為本發(fā)明的一個優(yōu)選的技術方案，氧化石墨烯水溶液由以下重量份的成分組成，鱗片石墨30-50份，NaNO30.5-4份，濃硫酸15-25份，高錳酸鉀0.08-2.64份，雙氧水4-8份，去離子水0.6-50份。優(yōu)選的，鱗片石墨32.57份，NaNO33.26份，濃硫酸16.29份，高錳酸鉀1.95份，雙氧水4.25份，去離子水41.68份。其中，在本實施例中，所述的氧化石墨烯粉末溶于去離子水后需超聲處理20min。其中，在本實施例中，所述的步驟S2是以物理氣相沉積法在鍵合銅絲表面涂覆氧化石墨烯溶液。其中，在本實施例中，所述的步驟S3在鍵合銅絲表面涂覆氧化石墨烯溶液后，使線材處于高真空的環(huán)境中，并通入還原性氣體，在加熱溫度為300-800℃，優(yōu)選為450℃中把氧化石墨烯還原為石墨烯，并直接包覆在鍵合銅絲表面。其中，在本實施例中，所述的步驟S4在退火爐收線軸前端加配一個液體循環(huán)裝置，液體循環(huán)裝置包括：三相電機、下儲液室、上儲液室、鼓泡攪拌裝置。使石墨烯鍵合銅絲高速運行中穿過上儲液室，表面涂覆一層退火液。將退火液循環(huán)裝置的設計與退火爐結合起來，大幅提升了石墨烯鍵合銅絲的加工能力和效率，并于一定溫度下進行紅外烘干，紅外烘干裝置包括：溫控系統(tǒng)、紅外燈、固定裝置、防護裝置。紅外烘干溫度控制在200-300℃，烘干溫度優(yōu)選為220℃。石墨烯鍵合銅絲測試數(shù)據(jù)（以20um為例）拉斷力（cN）5.305.205.005.405.205.065.105.30延伸率（%）13.2712.8913.3212.7413.5714.0813.8513.29以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術人員，在不脫離本發(fā)明技術方案范圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術方案的內容，依據(jù)本發(fā)明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術方案的范圍內。當前第1頁1 2 3