一种键合金线及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种键合金线，由质量百分含量的以下各组分组成：铍0.0001％‑0.010％、铁0.0001％‑0.0010％、硅0.0001％‑0.001％，不可避免的其它杂质元素总量0.0001％‑0.01％，余量为金；制备方法为：(1)熔炼；(2)粗中拉；(3)细拉；(4)退火；(5)复绕；(6)包装。本发明专利技术制备工艺能够满足键合材料各方面力学性能并能提供更好键合性能，且操作简便，使加工材料获得优良力学性能的键合金线的制备工艺，满足实际使用要求。

【技术实现步骤摘要】
一种键合金线及其制备方法
本专利技术涉及一种键合金线及其制备方法，属于半导体封装的引线材料及其生产工艺

技术介绍
键合金线条是一种具备优异电气、导热、机械性能以及化学稳定性极好的内引线材料，主要作为半导体关键的封装材料(键合金丝、框架、塑封料、焊锡球、高密度封装基板、导电胶等)。在LED封装中起到一个导线连接的作用，将芯片表面电极和支架连接起来，当导通电流时，电流通过金线进入芯片，使芯片发光。目前，现有技术中键合金线及金线的制备工艺存在如下缺陷：由于小晶片LED封装用键合金线线径较细，对于微细线材加工而言，原材料的致密性和一致性是影响微细拉丝的关键，拉丝过程的中间热处理及拉丝模具是影响微细线材加工的重要因素；因此，优化金键合线的组份，提高金键合线的强度及抗腐蚀性能，改善熔炼键合金线技术，确保金组织及性能一致，采用适当中间热处理并优化拉丝模具、完善微细金线制造方法，对于加快金线在小晶片LED封装中的应用具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术正是针对现有技术存在的不足，提供一种能够满足键合材料各方面力学性能并能提供更好表面抗氧化性的键合金线，且操作简便，能使加工材料获得优良力学性能的键合金线的制备工艺，满足实际使用要求。为解决上述问题，本专利技术所采取的技术方案如下：一种键合金线，由质量百分含量的以下各组分组成：铍0.0001％-0.010％、铁0.0001％-0.0010％、硅0.0001％-0.001％，不可避免的其它杂质元素总量0.0001％-0.01％，余量为金。具体地，所述键合金线的制备方法，包括以下步骤：步骤(1)熔炼：通过将微量元素铍Be、铁Fe、硅Si、不可避免的其它杂质元素加至原料金中(添加元素在10PPM以下)，进行加温混合，做出8mm的金棒；步骤(2)粗中拉：(2.1)粗拉工序：通过模具挤压将8mm金棒拉伸成1mm；(2.2)中拉工序：通过模具挤压将1mm金棒拉伸成0.1mm；步骤(3)细拉：通过模具挤压将0.1mm金棒拉伸成0.018mm-0.050mm；步骤(4)退火：通过热处理达到客户要求的断裂负荷和延伸率；步骤(5)复绕：通过绕线设备将线材绕成客户要求的长度；步骤(6)包装：通过真空包装，配合包装盒、干燥剂进行包装。作为上述技术方案的改进，步骤(1)中所述进行加温混合的温度控制在1200-2200℃。作为上述技术方案的改进，步骤(3)中所述细拉工序是以达到客户要求的直径为准。作为上述技术方案的改进，步骤(4)中所述退火温度为850-1050℃，退火时间为12-32小时。作为上述技术方案的改进，步骤(4)中所述退火还包括一个中间去应力退火，所述中间去应力退火的温度为150-650℃，时间为8-12小时。作为上述技术方案的改进，经过中间去应力退火处理的键合金线在随后的复绕过程中的保证其不发生任何变形量。本专利技术与现有技术相比较，本专利技术的实施效果如下：(1)本专利技术的键合金线在组分中加入了铍、铁、硅元素，改善了合金的综合性能；具体包括：硬度、刚性、电导率、热导率、延展性、导热性及可调节金合金的力学性能和封装性能及可塑性。(2)本专利技术的键合金线的制备方法，通过模具挤压实现粗拉和细拉两道工序，极大提高了金合金的成型质量，使得键合性能几乎接近纯金线，降低了经济成本。(3)在制备好金合金之后通过均匀退火工艺，可使得金合金中的各元素均匀分布，从而提高产品的力学性能。(4)本专利技术的键合金线的制备方法，在拉制过程中根据实际需要进行中间去应力退火，可进一步消除在产品内部存在的应力集中，提高产品的成品率并最终提高产品的力学性能。附图说明图1为本专利技术所述键合金线制备方法流程示意图。具体实施方式下面将结合具体的实施例来说明本专利技术的内容。实施例1(以制备直径20μm的键合金线为准)：键合金线各组分质量百分比含量如下：铍0.0001％、铁0.0001％、硅0.0001％，不可避免的其它杂质元素总量0.0001％，余量为金。制备工艺如下：步骤(1)熔炼：称量好各微量元素，将微量元素铍Be、铁Fe、硅Si、不可避免的其它杂质元素加至原料金中(添加元素在10PPM以下)，置入真空炉熔炼坩埚中，抽真空至10ˉ3Pa后回充氩气至真空炉内微正压，进行加温混合(所述进行加温混合的温度控制在1200℃)，制得金液浇注入模具，做出8mm的金棒；步骤(2)粗中拉：(2.1)粗拉工序：将8mm的金棒继续置入真空炉熔炼坩埚中进行加温(抽真空至10ˉ3Pa回充氩气至真空炉内微正压)至熔融状态，通过模具挤压将8mm金棒拉伸成1mm；(2.2)中拉工序：将1mm的金棒继续置入真空炉熔炼坩埚中进行加温(抽真空至10ˉ3Pa回充氩气至真空炉内微正压)至熔融状态，通过模具挤压将1mm金棒拉伸成0.1mm；步骤(3)细拉：对金合金制成的0.1mm金棒进行真空环状水幕方式迅速冷却，再通过模具挤压将0.1mm金棒拉伸成0.018mm-0.050mm(具体地，所述细拉工序是以达到客户要求的直径为准)；步骤(4)退火：通过热处理达到客户要求的断裂负荷和延伸率，所述退火温度为850℃，退火时间为12小时(由金的化学性质很稳定，退火处理过程中不需要采用真空或保护气)；其中，所述退火还包括一个中间去应力退火(经过中间去应力退火处理的键合金线在随后复绕过程中保证其不发生任何变形量)，中间去应力退火的温度为150℃，时间为8小时；步骤(5)复绕和包装：通过绕线设备将线材绕成客户要求的长度，其以500+5m米为单轴键合金线长度，进行复绕分装，分装好的金线置入塑料包装盒内，并连同塑料包装盒(包装盒内放置有干燥剂)一起放入封装塑料袋中。下述表格1为实施例1的元素组分含量及相关的工艺条件制得的键合金线的性能实验数据：实施例2(以制备直径20μm的键合金线为准)：键合金线各组分质量百分比含量如下：铍0.00505％、铁0.00055％、硅0.00055％，不可避免的其它杂质元素总量0.00505％，余量为金。制备工艺如下：步骤(1)熔炼：称量好各微量元素，将微量元素铍Be、铁Fe、硅Si、不可避免的其它杂质元素加至原料金中(添加元素在10PPM以下)，置入真空炉熔炼坩埚中，抽真空至10ˉ3Pa后回充氩气至真空炉内微正压，进行加温混合(所述进行加温混合的温度控制在1700℃)，制得金液浇注入模具，做出8mm的金棒；步骤(2)粗中拉：(2.1)粗拉工序：将8mm的金棒继续置入真空炉熔炼坩埚中进行加温(抽真空至10ˉ3Pa回充氩气至真空炉内微正压)至熔融状态，通过模具挤压将8mm金棒拉伸成1mm；(2.2)中拉工序：将1mm的金棒继续置入真空炉熔炼坩埚中进行加温(抽真空至10ˉ3Pa回充氩气至真空炉内微正压)至熔融状态，通过模具挤压将1mm金棒拉伸成0.1mm；步骤(3)细拉：对金合金制成的0.1mm金棒进行真空环状水幕方式迅速冷却，再通过模具挤压将0.1mm金棒拉伸成0.018mm-0.050mm(具体地，所述细拉工序是以达到客户要求的直径为准)；步骤(4)退火：通过热处理达到客户要求的断裂负荷和延伸率，所述退火温度为1000℃，退火时间为22小时(由金的化学性质很稳定，退火处理过程中不需要采用真空或保护气)；其中，所述退火还包括一个中间去应力退火(经过中间去应力退火处本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种键合金线，其特征在于：由质量百分含量的以下各组分组成：铍0.0001％‑0.010％、铁0.0001％‑0.0010％、硅0.0001％‑0.001％，不可避免的其它杂质元素总量0.0001％‑0.01％，余量为金。

【技术特征摘要】
1.一种键合金线，其特征在于：由质量百分含量的以下各组分组成：铍0.0001％-0.010％、铁0.0001％-0.0010％、硅0.0001％-0.001％，不可避免的其它杂质元素总量0.0001％-0.01％，余量为金。2.根据权利要求1所述一种键合金线的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤(1)熔炼：通过将微量元素铍Be、铁Fe、硅Si、不可避免的其它杂质元素加至原料金中(添加元素在10PPM以下)，进行加温混合，做出8mm的金棒；步骤(2)粗中拉：(2.1)粗拉工序：通过模具挤压将8mm金棒拉伸成1mm；(2.2)中拉工序：通过模具挤压将1mm金棒拉伸成0.1mm；步骤(3)细拉：通过模具挤压将0.1mm金棒拉伸成0.018mm-0.050mm；步骤(4)退火：通过热处理达到客户要求的断裂负荷和延伸率；步骤(5)复绕：通过绕线...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘实，顾贤刚，
申请(专利权)人：上海万生合金材料有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31