键合引线被广泛应用于集成电路封装和半导体器件中,随着黄金市值一路飙升,不到十年时间黄金原料价格增长了超过300％。为了降低封装成本,人们一直在寻找合适的材料来代替金。铜线与金线相比,具有成本低、导电性好、导热性高、机械性能优良、金属间化合物生长速度慢等优点。铜键合丝更适应低成本、细间距、长跨度、高引出端器件发展的需要,是替代传统键合丝的最佳材料。　　 本文系统研究了铜键合丝的微合金化配方,微合金化及连铸工艺技术和微细丝材拉拔工艺技术。通过对铜键合丝微合金机理的分析,优化设计了三种微合金化配方的铜键合丝。实验研究了三种配方铜键合丝的微合金化工艺、铜杆连铸和微细丝材拉拔工艺技术。分析了各工序关键工艺参数对微细丝材加工性能和力学性能的影响,讨论了加工过程中丝材的组织演变和造成丝材断线和表面缺陷的各种因素,最终提出了铜键合丝生产微合金化和微细线材拉拔的优化工艺技术。主要实验结果如下:　　 (1)微合金化配方研究:通过在5N高纯铜中添加总量小于50ppm的Mg、稀贵金属和(或)低熔点金属等微合金化元素,优化设计了三种铜键合丝的成分配方,φ20μm铜键合丝的力学性能(破断力P>6.0CN、延伸率6为10%-16%)及性能的稳定性和一致性优于国家半导体器件键合用铜丝标准,并达到国外同类产品水平。　　 (2)微合金及连铸工艺技术研究结果表明:在99.9999%高纯铜中以中间合金方式添加微合金化元素,通过对微合金化真空感应熔炼及连铸工艺的熔炼温度、连铸速度和水冷结晶器冷却能力等关键工艺参数的精确控制,获得了铸锭成分均匀、组织致密、无显微组织疏松、单方向生长的柱状晶铸态组织,φ8.0mm的连铸棒冷加工性能优异。　　 (3)线材粗中拉过程采用全浸式、微细线材拉拔采喷淋式单道次多模润滑冷却拉拔工艺技术,通过严格控制道次变形量、配模比、收放线张力等关键工艺参数,并采用高品质进口天然钻石模和水溶性润滑冷却剂,得到了表面光洁、无划痕的铜键合丝微细丝材。　　 (4)在500-580℃中间退火可以明显改善φ25μm以下的铜键合丝微细丝材的加工性能,φ20μm丝材的单丝平均长度提高50%以上,同时φ20μm铜丝最终热处理后的延伸率提高5-7%。　　 (5)通过对各工艺参数的改进优化,提出了铜键合丝微合金化、连铸和微细线材拉拔的优化工艺,φ25μm铜键合丝材成材率大于90%,φ20μm铜键合丝材成材率大于85%。