本发明属于键合丝材料，具体涉及一种功率器件用纯铝键合丝的制备方法。
背景技术：
1、引线键合技术(wirebondgag)又称为线焊技术，是一种通过加压、加热、超声波等能量并借助键合方法(球-劈或楔-楔等)采用金属键合丝将裸芯片电极焊区与电子封装的输入/输出引线或基板上的金属布线焊区相互连接的技术。目前引线键合技术在电子封装内连接技术中仍占有主要地位。市场上主要使用的键合丝有金丝、铜丝、银丝及铝丝。金丝由于其优良的化学稳定性，是最早广泛应用于电子封装及led行业，但由于金的价格昂贵，经过几十年的研究，金丝的开发已到瓶颈，封装行业需寻求性能优异且价格低廉的键合丝。与传统的金键合丝相比，铝键合丝材料价格成本低，价格优势明显。地壳中丰富的金属铝含量，表明将来铝键合丝的大规模生产的可能性。
2、铝丝键合和金线键合一样,也是晶体管、集成电路和超大规模电路组装中广泛使用的连接方法之一。键合用铝丝是上世纪中研制成功。高纯铝丝导电性好,耐蚀性优,但强度较差,难以拉成微细丝,因此一般使用100-500um规格的丝,主要用功率管和可控硅等。由于电子工业的不断发展,现有的键合铝丝已不能完全满足使用要求。此外,由于半导体键合金丝本身的价格高,而在电子制品的市场竞争中,厂家迫切希望能使用价格便宜的键合丝。基于以上原因,近年来键合丝生产厂家在纯铝丝和铝一硅丝基础上又开发出了球焊铝合金丝、复合铝合金丝等新型键合用丝。
3、随着能源利用与环境不断地向可持续性方向发展，功率器件在各类能源系统中的应用越来越广泛。在微电子封装制造领域，粗铝丝键合是实现大功率电性能互连的一种主流方式。粗铝丝键合是以楔焊劈刀为工具，在常温下完成的针对直径范围为75-500um的铝丝超声键合。传统工业纯铝线材生产时会产生一些工艺问题：键合粗丝相比细丝需要更大输入能量，而提高温度或者超声功率则有损伤芯片的风险；另一方面，键合线越粗对焊点的力学性能要求越高，而传统生产工艺愈来愈不能满足封装要求，因此对于粗丝亟待开发一种性能良好且稳定的生产方法。。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服现有技术纯铝键合丝性能不稳定，细拉断线影响其成品率以及生产成品偏高现象等缺点，提供一种功率器件用纯铝键合丝的制备方法。
2、本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种功率器件用纯铝键合丝的制备方法，对纯铝线进行大拉、中拉后进行中间热处理，再细拉和成品退火；其中，所述的中间热处理的方法为：在氮气氛围下对中拉后的粗铝丝清洗后进行热处理，完成后风吹快速冷却；所述热处理的温度为140～160℃，时间为10～20min。
3、中间热处理时线材内部发生再结晶行为，同时内部晶粒发生长大、移动等行为，使丝材内部晶粒分布较为均匀，且细晶粒的占比超过60％，晶粒分布更为均匀，断裂力变小和延伸率变大，以确保丝材后续的细拉断线问题得到改善。本发明中将键合丝置于氮气保护气氛下，可以隔绝氧气。同时，保护气氛可以作为传热介质，有利于键合丝退火时受热均匀。
4、进一步地，步骤s1中所述纯铝线的直径为4.8～5.2mm，铝的纯度≥99.99％，杂质含量ppm＜10。4n以上高纯度铝，例如，4n铝、5n铝或6n铝等。
5、进一步地，对纯铝线进行大拉、中拉后得线径为300～305μm的线材，减面率为99.64％，巨大的变形量使线材内部晶粒储存大量的能量，使得晶粒有很大的由高能状态向低能状态的趋向力和晶界间的移动，最后使得晶粒分布更为均匀。线材高能状态可以使再结晶行为得到适当的加强。
6、进一步地，所述热处理设备为高温电热鼓风干燥箱，采用空气调节方式，强制内循环通氮气。中拉后线圈的长度优选为1500～2500m进行热处理，更进一步优选为1541m、2050m、2443m。在热处理前，高温电热鼓风干燥箱先升高至超过150℃，而后下降至低于150℃，如此反复几次，等温度彻底稳定后进行中间热处理工序。
7、进一步地，所述细拉至线径为125～130μm。
8、进一步地，所述成品退火的温度为250～300℃，退火时间为8～12min，以确保其退火时丝材受热均匀和性能稳定；线材在成品退火前需自然放置时间≥24h，自然放置可以使部分线材拉拔过程中产生的应力自然消散，去除部分残余应力，提高键合丝的性能稳定性。且进一步提高其在al盘等上的成型能力，同时还有利于抗氧化性能，改善其加工性能。
9、进一步地，所述清洗采用超声波清洗，超声波的频率为55～65hz。
10、本发明具有以下优点：本发明公开了一种功率器件用纯铝键合丝的制备方法，对纯铝线进行大拉、中拉后使得纯铝中晶粒有很大的高能状态向低能状态的趋向力和晶界间的移动，最后使得晶粒分布更为均匀。所述中间热处理作用于纯铝键合丝，能有效解决细拉断线问题，保持性能稳定，减低生产成本，提高纯铝键合丝的综合性能。所述线材在成品退火前的自然放置可以使部分线材拉拔过程中产生的应力自然消散，去除部分残余应力，提高键合丝的性能稳定性。采用本发明的制备方法能够降低制备纯铝键合丝的成本，使键合丝具有良好性能稳定性，适用于大规模集成功率器件封装。
1.一种功率器件用纯铝键合丝的制备方法，其特征在于，对纯铝线进行大拉、中拉后进行中间热处理，再细拉和成品退火；其中，所述的中间热处理的方法为：
2.根据权利要求1所述的一种功率器件用粗铝键合丝的制备方法，其特征在于，步骤s1中所述纯铝线的直径为4.8～5.2mm，铝的纯度≥99.99%，杂质含量ppm＜10。
3.根据权利要求2所述的一种功率器件用粗铝键合丝的制备方法，其特征在于，对纯铝线进行大拉、中拉后得线径为300～305μm的线材。
4.根据权利要求2所述的一种功率器件用粗铝键合丝的制备方法，其特征在于，所述热处理设备为高温电热鼓风干燥箱，采用空气调节方式，强制内循环通氮气。
5.根据权利要求2所述的一种功率器件用粗铝键合丝的制备方法，其特征在于，所述细拉至线径为125～130μm。
6.根据权利要求2所述的一种功率器件用粗铝键合丝的制备方法，其特征在于，所述成品退火的温度为250～300℃，退火时间为8～12min。
7.根据权利要求1所述的一种功率器件用粗铝键合丝的制备方法，其特征在于，所述清洗采用超声波清洗，超声波的频率为55～65hz。
