本發明專利技術公開了一種電子封裝用的石墨烯包覆銅焊絲及其制備方法，在普通銅焊絲表面直接生長或移植石墨烯薄膜，所生長或移植的石墨烯薄膜將銅焊絲包覆，從而制成石墨烯包覆銅焊絲。包覆在銅表面的石墨烯薄膜起到保護膜的作用，避免銅焊絲在運輸，存儲及使用過程中氧化。特別是在焊接的高溫環境下，石墨烯首先被氧化以避免內部的銅被氧化而導致焊接質量下降，同時石墨烯氧化生成的二氧化碳也可以形成保護氣，進一步避免銅被氧化。此外，石墨烯的良好導熱性能也有利于焊接熱量的散發。由于石墨烯薄膜的存在，很好的保證了銅焊絲的焊接質量，有利于提高電子封裝質量和成品率。
【技術實現步驟摘要】
: 本專利技術屬于集成電路電子封裝領域，涉及。
技術介紹
:隨著電子技術的飛速發展，封裝的小型化和組裝的高密度化以及各種新型封裝技術的不斷涌現，對電子組裝質量的要求也越來越高。由此，電子封裝技術在現代電子工業中的地位也越來越重要，焊接技術作為電子封裝領域的關鍵技術，其重要性不言而喻。未來焊接技術的發展主要有兩個方向:研制新的焊接方法、焊接設備和焊接材料；提高焊接機械化和自動化水平。其中新焊接金屬材料的研制是焊接技術發展的一個非常重要的方面。傳統的焊接金屬材料主要有鋁絲，金絲和銅絲。鋁絲是早期的重要焊接金屬材料；但是隨著電子封裝技術的不斷發展，由于其固有的缺點，鋁絲無法繼續滿足當前電子封裝質量所提出的越來越嚴苛的要求，而逐漸被淘汰不用。取而代之的金絲，因為其穩定的物理化學特性，成為電子封裝的主流焊接金屬材料；但是金絲也有缺點，因為金是貴重金屬，金絲的制作成本非常的高，這就直接的提高了電子封裝的成本。制作成本相對較低的銅焊絲在性能上比較接近金焊絲，是替代金焊絲的一個不錯的選擇；但是銅絲存在緩慢氧化，以及在焊接的高溫條件下容易被氧 化從而影響焊接質量的問題。鍍鈀的銅焊絲很大程度上可解決這一問題。但是鍍鈀銅焊絲制作工藝相對復雜，且鈀為貴金屬，其成本也較高
技術實現思路
:本專利技術所要解決的問題是，提供，避免銅焊絲在運輸，存儲及使用過程中氧化。特別是在焊接的高溫環境下，石墨烯首先被氧化以避免內部的銅被氧化而導致焊接質量下降，同時石墨烯氧化生成的二氧化碳也可以形成保護氣，進一步避免銅被氧化。此外，石墨烯的良好導熱性能也有利于焊接熱量的散發。由于石墨烯薄膜的存在，很好的保證了銅焊絲的焊接質量，有利于提高電子封裝質量和成品率。為了實現上述目的，本專利技術采用的技術方案是:一種電子封裝用的石墨烯包覆銅焊絲，包括銅焊絲以及石墨烯薄膜，所述石墨烯薄膜包覆在銅焊絲表面。所述銅焊絲為純銅焊絲或銅合金焊絲，所述銅合金為黃銅焊絲GMT-⑶、紫磷銅焊絲S201、硅青銅焊絲S211、錫青銅焊絲S212、錫青銅焊絲S213、鋁青銅焊絲A1S214、鋁青銅焊絲A2S215、鋁青銅焊絲(A3)、錫黃銅焊絲S221、鐵黃銅焊絲S222、鎳鋁青銅焊絲-1、鎳鋁青銅焊絲-2、鋅白銅焊絲S225、鋅白銅焊絲S225F、鋅白銅焊絲S226、鋅白銅焊絲S227、鋅白銅焊絲S229中的一種。所述石墨烯薄膜為原位生長或移植包裹形成。一種電子封裝用的石墨烯包覆銅焊絲的制備方法，將電子封裝用銅焊絲清洗處理后在其表面生長一層石墨烯薄膜。制備所述石墨烯薄膜所用的碳源氣體為甲烷、乙烯、乙炔、乙醇、甲醇中的一種。所述形成石墨烯薄膜的方法為:將銅焊絲放置在密閉反映腔室內，保證腔室真空壓強低于KT1Pa后，在氫氣保護氛圍下開始加熱，當腔室環境溫度達到850 1080°C時，保持10 40min，然后通入碳源氣體，所述碳源氣體與氫氣的流量比值為0.1 1，1，0 35min后停止通入碳源氣體，同時使腔室快速冷卻，當腔室溫度環境降至100 150°C時，停止通入氫氣，當溫度下降至室溫時，使腔室與外部環境相通直至腔室內外壓強一致。形成石墨烯薄膜的方法為:將銅焊絲放置在密閉反應腔室，打開真空泵，當腔室真空壓強低于KT1Pa后，通入氫氣，在氫氣的保護下開始加熱，當腔室環境溫度達到850 IOSO0C以后，保持恒溫10 30min，然后通入碳源氣體，碳源氣體與氫氣的流量比值為0.1 1，同時，打開滾動開關，勻速緩慢地傳送銅焊絲，當整卷銅焊絲傳送完畢以后，關閉碳源氣體進氣閥，停止加熱并開始快速降溫，待腔室內部溫度下降到100 150°C時，關閉氫氣進氣閥，當溫度下降到接近室溫時，關停真空泵，使反應腔室與外界相通直至腔室內外壓強一致。形成石墨烯薄膜的方法為:將銅焊絲放置在密閉反應腔室，打開真空泵，當腔室真空壓強低于KT1Pa后，關停真空泵，通入氫氣，當腔室壓強恢復為一個標準大氣壓時，打開排氣管道的閥門，在氫氣的保護下開始加熱，當腔室環境溫度達到850 1080°C后，保持恒溫10 40min，然后通入碳源氣體，碳源氣體與氫氣的氣體流量比值為0.1 1，生長10 35min后停止通入碳源氣體，停止加熱并開始快速降溫；待腔室內部溫度下降到100 150°C時停止通入氫氣；當溫度下降到接近室溫時，打開腔室。形成石墨烯薄膜的方法為:將銅焊絲放置在密閉反應腔室，啟動機械泵閥，開始抽真空，當腔室真空壓強低于KT1Pa后，關停機械泵閥，啟動分子泵，當腔室壓強小于I X KT4Pa時，關停分子泵，打開機械泵閥并通入氫氣，在氫氣的保護下開始加熱，當腔室環境溫度達到450 600°C時，保持恒溫并啟動射頻源，待射頻源穩定工作后開始通碳源氣體，碳源氣體與氫氣的氣體流量比值為0.1 1，當射頻功率達到800W以上時，打開傳動開關，開始勻速緩慢地傳送銅焊絲；當整卷銅焊絲傳送完畢以后，關閉射頻源并停止通入碳源氣體，同時停止加熱并開始快速降溫；待腔室內部溫度下降到100 150°C時，停止通入氫氣；當溫度下降到接近室溫時，關機械泵，使腔室與外界相通直至腔室內外壓強一致。形成石墨烯薄膜的方法為:將銅焊絲放置在密閉反應腔室，啟動機械泵，開始抽真空，當腔室真空壓強低于KT1Pa后，關閉機械泵閥，啟動分子泵；當腔室壓強小于(I X IO-4Pa時，關停分子泵，打開機械泵，同時通入氫氣，在氫氣的保護下開始加熱；當腔室環境溫度達到850 1080°C后，保持恒溫10 40min，然后通入碳源氣體，所述碳源氣體與氫氣的氣體流量比值為0.1 1，同時打開滾動開關，開始勻速緩慢地傳送銅焊絲，當整卷銅焊絲傳送完畢以后，停止通入碳源氣體，停止加熱并開始快速降溫；待腔室內部溫度下降到100 150°C時，停止通入氫氣；當溫度下降到接近室溫時，關機械泵，使腔室內外相通直至腔室內外壓強一致。 與現有技術相比，本專利技術至少具有以下優點:本專利技術在銅焊絲表面生長有石墨烯薄膜，石墨烯薄膜將銅焊絲表面包覆，從而起到保護膜的作用。石墨烯本身具有很好的導電性，而且由于石墨烯具有穩定的物理化學特性，可以保護銅絲避免在使用過程中被氧化。特別是在焊接過程中，石墨烯被氧化形成二氧化碳保護氣，避免銅被氧化從而保證了焊接質量，如此可知，石墨烯包覆銅焊絲不亞于鍍鈀銅焊絲，甚至有可能優于鍍鈀銅焊絲。并且，石墨烯的導熱性能比任何金屬都要強，有利于焊接過程中的散熱。另一方面，石墨烯包覆銅箔的制作成本相比鍍鈀銅箔還要低。附圖說明:圖1本專利技術的石墨烯包覆銅焊絲的示意圖；圖2CVD法生長石墨烯裝置示意圖；圖3傳動法生長石墨烯裝置示意圖； 圖4RFPECVD法生長石墨烯裝置示意圖；其中:1為銅焊絲；2為石墨烯薄膜；3為電加熱圓筒；具體實施方式:下面結合附圖對本專利技術做進一步詳細描述:參考附圖1-4，本專利技術的具體實施方案如下:本專利提出在普通銅焊絲I表面原位生長連續的石墨烯薄膜2，石墨烯薄膜將銅焊絲表面包覆，從而起到保護膜的作用。石墨烯本身具有很好的導電性，而且由于石墨烯具有穩定的物理化學特性，可以保護銅絲避免在使用過程中被氧化。特別是在焊接過程中，石墨烯被氧化形成二氧化碳保護氣，避免銅被氧化從而保證了焊接質量，從這一點上來說，石墨烯包覆銅焊絲不亞于鍍鈀 銅焊絲，甚至有可能優于鍍鈀銅焊絲。本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種電子封裝用的石墨烯包覆銅焊絲，其特征在于：包括銅焊絲以及石墨烯薄膜，所述石墨烯薄膜包覆在銅焊絲表面。
【技術特征摘要】
1.一種電子封裝用的石墨烯包覆銅焊絲，其特征在于:包括銅焊絲以及石墨烯薄膜，所述石墨烯薄膜包覆在銅焊絲表面。2.如權利要求1所述的一種電子封裝用的石墨烯包覆銅焊絲，其特征在于:所述銅焊絲為純銅焊絲或銅合金焊絲，所述銅合金為黃銅焊絲GMT-⑶、紫磷銅焊絲S201、硅青銅焊絲S211、錫青銅焊絲S212、錫青銅焊絲S213、鋁青銅焊絲A1S214、鋁青銅焊絲A2S215、鋁青銅焊絲(A3)、錫黃銅焊絲S221、鐵黃銅焊絲S222、鎳鋁青銅焊絲-1、鎳鋁青銅焊絲_2、鋅白銅焊絲S225、鋅白銅焊絲S225F、鋅白銅焊絲S226、鋅白銅焊絲S227、鋅白銅焊絲S229中的一種。3.如權利要求1所述的一種電子封裝用的石墨烯包覆銅焊絲，其特征在于:所述石墨烯薄膜為原位生長或移植包覆形成。4.一種電子封裝用的石墨烯包覆銅焊絲的制備方法，其特征在于:將電子封裝用銅焊絲清洗處理后在其表面生長或移植一層石墨烯薄膜。5.如權利要求4所述的制備方法，其特征在于:制備所述石墨烯薄膜所用的碳源氣體為甲烷、乙烯、乙炔、乙醇、甲醇中的一種。6.如權利要求4或5所述的制備方法，其特征在于:所述形成石墨烯薄膜的方法為:將銅焊絲放置在密閉反映腔室內，保證腔室真空壓強低于KT1Pa后，在氫氣保護氛圍下開始加熱，當腔室環境溫度達到850 1080°C時，保持10 40min，然后通入碳源氣體，所述碳源氣體與氫氣的流量比值為0.1 1，I IOOmin后停止通入碳源氣體，同時使腔室快速冷卻，當腔室溫度環境降至100 150°C時，停止通入氫氣，當溫度下降至室溫時，使腔室與外部環境相通直至腔室內外壓強一致。7.如權利要求4或5所述的制備方法，其特征在于:形成石墨烯薄膜的方法為:將銅焊絲放置在密閉反應腔室，開啟真空泵，當腔室壓強低于KT1Pa后，通入氫氣，在氫氣的保護下開始加熱，當腔室環境 溫度達到850 1080°C以后，保持恒溫10 30min，然后通入碳源氣體，碳源氣體與氫氣的流量比值為0.1 1，同時，打開滾動開關，勻速緩慢地傳送銅焊絲，當整卷銅焊絲傳送完畢以后，關閉碳源氣體進氣閥，停止加熱并開始快速降溫，待腔室內部溫度下降到100 150°C時，關閉氫氣進氣閥，當溫度下降到接近室溫時，關停真...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉衛華，李昕，李全福，王小力，
申請(專利權)人：西安交通大學，
類型：發明
國別省市：
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