近年来众多研究表明:铜键合丝具有良好的电器机械性能和低成本等特点成为替代金丝键合的最佳材料。制备适用于低成本、细间距、高引出端元器件封装的铜键合丝得到业内普遍的关注。本文对采用单晶铜制备键合丝的性能进行研究,通过对传统工艺制备的单晶铜在拉制超微细键合丝产生断线进行系统的整理分析,改进单晶铜杆的制备工艺并对其性能质量进行试验。研究了试验制备的线径为Φ8mm高品质的单晶铜杆在不同冷拉拔状态下显微组织、取向变化和性能变化规律,并通过中间退火试验,研究了不同退火时间、退火温度下的单晶铜性能的变化规律。采用试验制备的高品质单晶铜制备进行了线径为Φ0.050mm初步的键合工艺试验。主要研究结论如下:1.从线材坯料分析,单晶铜线材中的H、O、S元素对于超微细丝的拉制极其敏感,组织的不均匀导致单晶铜超微细丝拉制困难;从拉制工艺方面,拉制力控制不当、拉制过程中的线材表面损伤、润滑液质量影响都造成超微细丝的拉制困难,导致断线。2.确定制备单晶铜杆的最佳工艺参数范围,在相同的真空工艺下,采用不同纯度的原料铜均可以将单晶铜杆中H、O、S的含量分别控制在较低水平。真空熔炼工艺制备的单晶铜杆均表现出优异的力学、电学性能。3.单晶铜在不同冷拉拔变形量作用下,线材变形直接进入线性硬化的第Ⅱ阶段,加工硬化速率非常快;当变形量达到90%以上时,加工硬化速率变小。单晶铜的微观组织演化是从线径的边缘滑移裂化开始,然后发生孪生变形,随后又产生新的滑移变形;晶粒的裂化、碎化、细化以及轴向与径向的不均匀变形,贯穿于变形的整个过程,最后形成纤维状组织。单晶铜在冷拉拔作用下,电阻率呈先增大后减小的变化趋势,分界点为累积变形量达到58.5%,随着后续变形量的继续小幅增加,拉应力作用增强单晶铜线材的电阻率变化减慢慢直至缓慢上升,可用罗伦斯曲线拟合出电阻率变化的规律;线径为φ0.25mm的单晶铜线材随着退火时间和退火温度的增加,抗拉强度降低,延伸率增加,电阻率呈下降趋势。在中间退火温度430℃时,退火时间为2s时,单晶铜线材的纤维晶转变为等轴晶,具有高的延伸率和好的抗拉强度。对单晶铜键合丝的键合性能和可靠性进行了初步分析,表现出较好的可焊接性和稳定性。