晶片LED封装用合金键合线及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种晶片LED封装用合金键合线及其制造方法，所述晶片LED封装用合金键合线以银基合金为基体，银基合金包括以下原料：银、钙、钐、铈；基体表面镀有保护层，保护层由改性镀液电镀而成；改性镀液包括：氯化钯、2,4‑二氯喹唑啉、1‑十二烷基咪唑、壳聚糖、十二烷基苯磺酸钠、富马酸；所述晶片LED封装用合金键合线的制造方法包括以下步骤：S1、银基合金的冶炼；S2、银基合金的连铸；S3、银基合金杆的拉制；S4、银基合金线的中间热处理；S5、银基合金线表面清洗；S6、银基合金线的表面镀保护层；S7、微细拉制。本发明专利技术提出的合金键合线，品质高、稳定性好、不易氧化、器件成品率高、使用范围宽。

【技术实现步骤摘要】
晶片LED封装用合金键合线及其制造方法
本专利技术涉及合金键合线
，尤其涉及一种晶片LED封装用合金键合线及其制造方法。
技术介绍
引线键合是一种使用细金属线，利用热、压力、超声波能量使金属引线与基板焊盘紧密焊合，实现芯片与基板间的电气互连和芯片间的信息互通，是微电子领域常用的封装材料。早期的键合线多由纯金制成，但随着黄金资源的日益稀缺，黄金价格持续攀升，纯金键合线的生产成本较高，相比之下纯银引线的价格相对较低，且电学性能优异、稳定性好，因此是纯金键合线良好的替代品，但是纯银引线在LED、COB以及多引脚集成电路封装过程中，常出现氧化变黑、器件合格率低、不耐受高温、键合强度低等不足，无法满足大功率LED器件的使用和小晶片LED封装的要求。基于现有技术中存在的不足，本专利技术提出晶片LED封装用合金键合线及其制造方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有键合线的价格昂贵、稳定性差、表面易氧化、器件合格率低、耐高温性能不理想、键合强度低、使用范围窄的问题，而提出的一种晶片LED封装用合金键合线及其制造方法。为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：晶片LED封装用合金键合线，所述晶片LED封装用合金键合线以银基合金为基体，所述银基合金包括以下重量份的原料：银54～65份、钙1.4～2.8份、钐0.3～0.6份、铈0.5～0.8份；所述基体表面镀有保护层，所述保护层由改性镀液电镀而成，厚度为0.3～0.5μm；所述改性镀液的配方包括：氯化钯20～30g/L、2,4-二氯喹唑啉12～16g/L、1-十二烷基咪唑6～8ml/L、壳聚糖2～4g/L、十二烷基苯磺酸钠40～60g/L、富马酸23～28ml/L。优选的，所述改性镀液包括以下重量份的原料：所述改性镀液包括以下重量份的原料：氯化钯22～28g/L、2,4-二氯喹唑啉13～15g/L、1-十二烷基咪唑6.5～7.5ml/L、壳聚糖2.4～3.6g/L、十二烷基苯磺酸钠44～56g/L、富马酸25～27ml/L。优选的，所述改性镀液包括以下重量份的原料：氯化钯25g/L、2,4-二氯喹唑啉14g/L、1-十二烷基咪唑7ml/L、壳聚糖3g/L、十二烷基苯磺酸钠50g/L、富马酸26ml/L。优选的，所述改性镀液由以下方法制备而来：将壳聚糖加入到富马酸中，于40～50℃超声分散15～25min，再加入2,4-二氯喹唑啉和1-十二烷基咪唑，于55～65℃搅拌1～2h，再冷却至依次加入十二烷基苯磺酸钠和氯化钯，搅拌至均匀即得改性镀液。本专利技术还提出了晶片LED封装用合金键合线的制造方法，包括以下步骤：S1、银基合金的冶炼：按照银54～65份、钙1.4～2.8份、钐0.3～0.6份、铈0.5～0.8份称量各原料，将称量的钙、钐、铈以及银称量质量的85％～90％放入真空炉坩埚中，将剩余量的银放入真空炉加料盒中，对真空炉抽真空，待真空度高于5×10-2Pa后，充入氮气至0.1～0.5MPa，升温至1100～1200℃，待银完全熔化后，移动加料盒将剩余量的银加入到坩埚中，再充入氮气至0.1～0.5MPa，搅拌15～25min，保温20～30min，再将合金熔体冷却，即得银基合金坯料；S2、银基合金的连铸：将步骤S2制备得到的银基合金坯料加入到真空下拉连铸炉中，抽真空，待真空度高于5×10-1Pa后，升温至1100～1200℃，待银基合金坯料完全熔化，精炼静置25～35min，开始连铸直径为8～12mm的银基合金杆；S3、银基合金杆的拉制：将步骤S2制备得到的直径为8～12mm的银基合金杆进行第一次拉制，拉制成直径为3～4mm的银基合金线，再将直径为3～4mm的银基合金线进行第二次拉制，拉制成直径为1～1.5mm的银基合金线，其中第一次拉制过程中线材变形率为6％～8％，第二次拉制过程中线材变形率为9％～12％；S4、银基合金线的中间热处理：将直径为1～1.5mm银基合金线，在真空炉中进行中间热处理，真空炉的真空度高于于5×10-1Pa，升温程序为：1～10min以25℃/min的速度升温，11～21min以15℃/min的速度升温，22min后以25℃/min的速度升至500～600℃，进行热处理2～4h，然后随炉冷却，即完成银基合金线的中间热处理；S5、银基合金线表面清洗：先用混酸对银基合金线表面进行冲洗，再用去离子水冲洗，烘干；S6、银基合金线的表面镀保护层：利用改性镀液在步骤S5清洗后的银基合金线表面电镀一层厚度为0.3～0.5μm的保护层，镀液温度为30～40℃，电流密度为6～8A/dm2。S7、微细拉制：将步骤S6表面镀改性镀液后的银基合金线拉制成直径为0.1～0.25mm的银合金键合线，拉制过程中线材变形率为6％～8％，然后将直径为0.1～0.25mm的银合金键合线经过细拉机连续拉拔成直径为0.05～0.065mm的细线，再在微拉机上通过多道拉拔，最终获得直径为0.012～0.018mm的微细银基合金键合线，即为晶片LED封装用合金键合线。优选的，步骤S6中，所述混酸由体积比为3:2的乙酸水溶液和盐酸水溶液混合而成，所述乙酸水溶液中乙酸的质量浓度为3％，所述盐酸水溶液中盐酸的质量浓度为5％。本专利技术提出的晶片LED封装用合金键合线，与现有技术相比优点在于：1、本专利技术提出的晶片LED封装用合金键合线，以银基合金为基体，并且在银基合金中添加一定比例的钙、钐和铈，以提高银基合金的耐磨性、耐高温性能和耐腐蚀性，再配合银基合金表面电镀的保护层，能够避免传统纯银合金的稳定性差、易氧化、键合强度低、器件成品合格率低、使用范围窄的问题，除此之外通过本专利技术提出的制作方法得到的合金键合线能够满足大功率LED器件的使用和小晶片LED封装的要求，使用范围宽。2、本专利技术中银基合金基体表面的保护层，有改性镀液电镀而成，且该改性镀液由氯化钯、2,4-二氯喹唑啉、1-十二烷基咪唑、壳聚糖、十二烷基苯磺酸钠、富马酸复配而成，不但能够在银基合金表面形成均匀的保护层，起到进一步防止银基合金氧化的作用，同时还能提高合金键合引线的键合强度和耐腐蚀性能，能够保证制作得到的合金键合线长期在酸性环境下使用，延长合金键合线的使用寿命，除此之外，保护层的存在还能提高银基合金的强度，保证后续微细拉伸后的成品均匀一致、品质高，拉拔断线现象少，成品合格率高。3、银基合金杆拉制后的中间热处理过程中采用程序升温的方式，控制热处理过程中温度的变化，通过高速-低速-高速的升温程序，以控制银基合金的组织结构，降低拉制后的局部应力集中，提高复合镀液在银基合金表面电镀，减少后续微细拉制过程中拉拔断线的现象产生，为晶片LED封装用合金键合线的制造提供保障。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步解说。实施例1本专利技术提出的晶片LED封装用合金键合线，所述晶片LED封装用合金键合线以银基合金为基体，所述银基合金包括以下重量份的原料：银54份、钙1.4份、钐0.3份、铈0.5份；所述基体表面镀有保护层，所述保护层由改性镀液电镀而成，厚度为0.3μm；所述改性镀液的配方包括：氯化钯20g/L、2,4-二氯喹唑啉12g/L、1-十二烷基咪唑6ml/L、壳聚糖2g/L、十二烷基苯磺酸钠40g/L、富马酸23ml/L；所述改性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.晶片LED封装用合金键合线，其特征在于，所述晶片LED封装用合金键合线以银基合金为基体，所述银基合金包括以下重量份的原料：银54～65份、钙1.4～2.8份、钐0.3～0.6份、铈0.5～0.8份；所述基体表面镀有保护层，所述保护层由改性镀液电镀而成，厚度为0.3～0.5μm；所述改性镀液的配方包括：氯化钯20～30g/L、2,4‑二氯喹唑啉12～16g/L、1‑十二烷基咪唑6～8ml/L、壳聚糖2～4g/L、十二烷基苯磺酸钠40～60g/L、富马酸23～28ml/L。

【技术特征摘要】
1.晶片LED封装用合金键合线，其特征在于，所述晶片LED封装用合金键合线以银基合金为基体，所述银基合金包括以下重量份的原料：银54～65份、钙1.4～2.8份、钐0.3～0.6份、铈0.5～0.8份；所述基体表面镀有保护层，所述保护层由改性镀液电镀而成，厚度为0.3～0.5μm；所述改性镀液的配方包括：氯化钯20～30g/L、2,4-二氯喹唑啉12～16g/L、1-十二烷基咪唑6～8ml/L、壳聚糖2～4g/L、十二烷基苯磺酸钠40～60g/L、富马酸23～28ml/L。2.根据权利要求1所述的晶片LED封装用合金键合线，其特征在于，所述改性镀液包括以下重量份的原料：所述改性镀液包括以下重量份的原料：氯化钯22～28g/L、2,4-二氯喹唑啉13～15g/L、1-十二烷基咪唑6.5～7.5ml/L、壳聚糖2.4～3.6g/L、十二烷基苯磺酸钠44～56g/L、富马酸25～27ml/L。3.根据权利要求1所述的晶片LED封装用合金键合线，其特征在于，所述改性镀液包括以下重量份的原料：氯化钯25g/L、2,4-二氯喹唑啉14g/L、1-十二烷基咪唑7ml/L、壳聚糖3g/L、十二烷基苯磺酸钠50g/L、富马酸26ml/L。4.根据权利要求1或2或3所述的晶片LED封装用合金键合线，其特征在于，所述改性镀液由以下方法制备而来：将壳聚糖加入到富马酸中，于40～50℃超声分散15～25min，再加入2,4-二氯喹唑啉和1-十二烷基咪唑，于55～65℃搅拌1～2h，再冷却至依次加入十二烷基苯磺酸钠和氯化钯，搅拌至均匀即得改性镀液。5.晶片LED封装用合金键合线的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、银基合金的冶炼：按照银54～65份、钙1.4～2.8份、钐0.3～0.6份、铈0.5～0.8份称量各原料，将称量的钙、钐、铈以及银称量质量的85％～90％放入真空炉坩埚中，将剩余量的银放入真空炉加料盒中，对真空炉抽真空，待真空度高于5×10-2Pa后，充入氮气至0.1～0.5MPa，升温至1100～1200℃，待银完全熔化后，移动加料盒将剩余量的银加入到坩埚中，再充入氮气至0.1～0....

【专利技术属性】
技术研发人员：贺龙彪，
申请(专利权)人：河南大仑电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41