本发明专利技术是一种键合银丝及其制备方法，由以下组分组成：Ｃｕ ０．３０％－０．８０％，Ｃｅ ０．２０％－０．５０％，Ｐｄ ０．０５％－０．０９％，余量为Ａｇ。本发明专利技术在高纯银材料的基础上，采取多元掺杂合金，加入其他成分，减少金属化合物的形成，同时阻止了界面氧化物和裂纹的产生，降低了结合性能的退化，使结合性能和金丝一样稳定，从而提高了结合性能、导电性和抗氧化性；并通过控制熔铸、加工、热处理条件，进一步优化组织结构，保证得到合适的机械性能，以满足不同的需要，能够真正应用于集成电路等高级封装中，部分或全部取代金丝。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种键合银丝并涉及其制备方法。(二) 、
技术介绍
键合丝(Bonding Wires)作为一个产品族(Product Family)是半导体封装的关键材料之一，它的功能是实现半导体芯片与引脚的电 连接，起着芯片与外界的电流导入及导出作用。键合丝目前主要由金丝和铝丝 及铜丝组成，其中铝丝仅限于低档的玩具电路，金丝则占有中高产品，超过总 的80%的份额。近年来黄金价格的持续走高，促使金丝替代品的发展，包括铜丝、 金银合金丝等，其中铜丝己经较为成熟，并且开始应用，但由于其易氧化和硬 度较大等问题，严重影响了器件的可靠性和效率，故虽然从八十年代就开始探 讨，生产制造和使用技术也都有了很大的改进，但到现在还只限于分离器件等 低档产品的批量应用。(三) 、
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种键合银丝 及其制备方法，通过合金技术来改进其材料性能，来接近或达到金丝的要求， 使其可以真正应用于集成电路等高级封装中，以部分或全部取代金丝。本专利技术的技术方案如下。一种键合银丝，其特征在于由以下组分组成Cu 0.30%-0.80%， Ce 0.20%-0.50%， Pd0.05%-0.09%，余量为Ag。所述的键合银丝的制备方法，其特征在于经过以下步骤制备而成a. 银原料选择99.999%以上的高纯银，或选择提纯工艺，将高纯银纯度 由初始的99.95%-99.99%去除杂质，达到99.999%以上的高纯银；b. 熔铸在99.999%的高纯银中按比例加入所述的各种金属，经过预合金、母合金和连续拉铸工艺，熔铸成圆棒；C.拉丝将圆棒通过拉丝机拉成丝线；d. 退火；e. 机械性能检测；f. 绕线将丝线分绕成不同长度的小轴。 本专利技术的积极效果如下。键合银丝与金和铜键合丝相比较，(1)、银的导电性比金和铜都好；(2)、 银的刚性(强度)适中，比金好，低于铜；(3)、银的抗氧化性不如金，但比铜好; (4)、银的硬度与金基本相同，但低于铜丝。现在铜丝替代金丝的使用过程中，最大的问题， 一个是抗氧化性差，影响 器件的可靠性和效率，并增加了生产和使用成本；另外一个问题是硬度太大， 容易造成芯片的损坏，大大影响了成品率；而银线的抗氧化性优于铜线，硬度 又低于铜线，所以从综合性能上看，银线相对于铜线更有优势，并且强度略高 于金，更适合高密度、小型化封装的需要；故从材料性能上看，银丝也更接近 于金线；另外，从成本上来看，虽然银价格上高于铜，但远远低于金。影响银键合丝最主要的问题是键合时银铝扩散过快，造成焊点的中间化合 物过厚，影响导电性和可靠性；本专利技术在高纯银材料的基础上，采取多元掺杂 合金，加入其他成分，减少金属化合物的形成，同时阻止了界面氧化物和裂纹 的产生，降低了结合性能的退化，使结合性能和金丝一样稳定，从而提高了结 合性能、导电性和抗氧化性；并通过控制熔铸、加工、热处理条件，进一步优 化组织结构，保证得到合适的机械性能，以满足不同的需要，能够真正应用于 集成电路等高级封装中，部分或全部取代金丝。附图说明图l是本专利技术自由烧球形状图。图2是本专利技术键合成弧排列图，可见线弧没有问题。图3是本专利技术银球TEM结构图。图4是本专利技术银铝界面TEM结构图。图5是本专利技术银铜楔焊结合剖面图。图6是本专利技术银铝球焊结合剖面图。图7是本专利技术银铝扩散层剖面(200°C 500hr)图。图8是本专利技术20CTC老化后的剪切试验图。图9是本专利技术25(TC老化后的剪切试验图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例进一步说明本专利技术。 实施例一原料配比CuO.30%, Ce0.50%， Pd0.05%%，以Ag配至100。/。。 制备方法a.银原料选择99.999%以上的高纯银，或选择提纯工艺，将 高纯银纯度由初始的99.95%-99.99%去除杂质，达到99.999%以上的高纯银；b. 熔铸根据不同型号及客户的要求将99.999%的高纯银，加入各种合金， 经过预合金、母合金和连续拉铸工艺，熔铸成圆棒，以满足下一步工艺要求；c. 拉丝将银棒通过拉丝机拉成不同直径的丝线；d. 退火根据客户的不同要求，设定不同的退火参数，消除应力，并得到 满足要求的机械性能；e. 机械性能检测检査产品是否符合要求；f. 绕线根据客户的不同要求将银丝分绕成不同长度的小轴；g. 最终检验表面、直径、放线、应力、机械性能、长度等检测；. 包装。 实施例二原料配比Cu0.80%， Ce0.20%%， Pd0.09%，以Ag配至1000/0。制备方法同实施例一。 实施例三原料配比Cu0.60%， Ce0.40%， Pd0.07。/0，以Ag配至1000/。。 制备方法同实施例一。对实施例三成品进行检测，检测数据如表l、表2。由表1可知，本专利技术的合金丝更接近金键合丝的形成金属间化合物的速度。 由表2可知，本专利技术的合金丝接近金键合丝的各项机械性能，并能够满足集 成电路等高级封装的键合要求。表l 形成金属间化合物的速度与Al形成10 rai金属间化合物<20(TC)所需时间Au-AIAg陽AICu-AI现有金属0.25s0.15s17s本专利技术的Ag合金0.18s表2 本专利技术的银键合丝与现有金键合丝的机械性能对比表直径(Wn)断裂负3待(g)延伸率(％)金(4N)银金(4N)银182.5-44.2-4.32-52.6-5.5203-54.6-4.72-52.2-5.6235-75.9-6.12-62.2-5.3257-97.7-8.22-83.5-8.33010-1312.3-12.82-83.3-9.23816-1921.8-22.23-104.7-13.25030-3437.5-38.33-105.3-14.5其中，表l数据的检测条件是SE:KBSI-LEO 1455VP; EHT-20.00KV WD=10MM; Mag=2.00kx ; Spot Size=230。表2断裂负荷和延伸率的检测条件是Sample Length: 10mm; Pull Speed: lOmm/min; M/C: Istron 4301。由图3可见，成球微观结构良好。由图4可见，焊接微观结构良好。 由图5可见，尾焊结合良好。 由图6可见，球焊结合良好。 由图7可见，扩散检测良好。 由图8、 9可见，焊接良好。权利要求1、一种键合银丝，其特征在于由以下组分组成Cu 0.30％-0.80％，Ce0.20％-0.50％，Pd 0.05％-0.09％，余量为Ag。2、 如权利要求1所述的键合银丝的制备方法，其特征在于经过以下步骤制 备而成a. 银原料选择99.999%以上的高纯银，或选择提纯工艺，将高纯银纯度 由初始的99.95%-99.99%去除杂质，达到99.999%以上的高纯银；b. 熔铸在99.999%的高纯银中按比例加入所述的各种金属，经过预合金、 母合金和连续拉铸工艺，熔铸成圆棒；c. 拉丝将圆棒通过拉丝机拉成丝线；d. 退火；e. 机械性能检测；f. 绕线将丝线分绕成不同长度的小轴。全文摘要本专利技术是一种，由以下组分组成Cu 0.30％-0.80％，Ce 0.20％-0.50％，Pd 0.05％-0.09％，余量为Ag。本专利技术在高纯银材料的基础上，采取多元掺杂合金，加入其他成分，减少金属化合本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种键合银丝，其特征在于由以下组分组成：Ｃｕ ０．３０％－０．８０％，Ｃｅ０．２０％－０．５０％，Ｐｄ ０．０５％－０．０９％，余量为Ａｇ。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：林良，
申请(专利权)人：烟台一诺电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]
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