一种键合金丝及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种键合金丝，该键合金丝的成分和重量百分比含量如下：钙0.0003％～0.0008％，铜0.002％～0.004％，锗0.0005％～0.0015％，其余为金，金的纯度≥99.99wt％。本发明专利技术还公开一种上述键合金丝的制备方法，主要是在拉丝步骤之后和退火步骤之前还包括：将拉丝结束后所得的金线装在高压水清洗系统进行清洗，该清洗系统中的水压为2～4kg即压力0.2～0.4Mpa，水温为40～60℃。本发明专利技术的键合金丝具有高强度、低长弧度的优点，有效满足半导体行业对键合金丝的高需要；并且制备过程有效清洗键合金丝表面润滑剂，保证了最终产品的使用效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及键合丝
，具体涉及一种键合金丝及其制各方法。
技术介绍
键合金丝是用于集成电路或晶体管芯片管芯与引线框架连接的关键引线材料。近 年来随着半导体行业的迅速发展，集成电路的集成化程度越来越高，电路板厚度越来越小， 器件上的电极数越来越多，电极间距越来越窄，封装密度也相应变得越来越小，客观要求作 为引线的键合金丝具有高强度、低长弧度和非常高的弧形稳定性等性能。而目前键合金丝 主要以铍、铈、银等元素为合金的微量元素，这些微量元素具有细化晶粒、强化金的作用，但 添加这些元素的合金材料很难满足引线对高强度、低长弧度的高要求。而且，在现有的键合金丝在制备过程中，一般需要将其加热到300 600°C进行退 火，退火后直接缠绕于收线轴进行分卷，这时键合金丝之间容易产生自扩散的粘结效应，导 致下一道工序使用时放不出线来，产生大量的断线，产品成材率不高，因此限制了收线轴的 缠绕长度。一般，在键合金丝制备工艺过程，拉丝的粗、中拉工序中使用的润滑液的粘度较 大，拉丝后金线的表面会残留较多的润滑液，如果不经处理直接进行退火加工，残留的润滑 液就会影响成品线的表面洁净度，进一步影响最终产品的使用效果。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的上述不足，提供一种高强度、低长弧度的键合金丝。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案为一种键合金丝，该键合金丝 的成分和含量如下(重量百分比)钙0.0003% 0.0008% (即钙3 8ppm)，铜0.002% 0. 004% (即铜20 40ppm)，锗0.0005% 0.0015% (即锗5 15ppm)，其余为金，金的 纯度彡99. 99wt%0本专利技术所要解决的另一技术问题是，提供上述键合金丝的制备方法，用该方法制 备的键合金丝产品成材率高，收线轴的缠绕长度长。该键合金丝的制备方法，包括以下工艺步骤①用纯度为99. 99衬％的金电解提纯出纯度为99. 999wt%的高纯金；电解时控制 电解槽的槽压在0. 6V，电解析出的金依次经水煮、氨水煮、水煮、3mol/L硝酸煮、水洗，烘干 得高纯金；②将高纯金进行熔炼，铸锭成金板，将金板轧制成薄金片；③制作中间合金，所述中间合金指钙-金中间合金、铜-金中间合金、锗-金中间 合金中的一种；所述制作中间合金，包括以下顺序的工艺步骤a.按重量百分比称取步骤②得到的薄金片99. 43% 99. 50%，称取钙或铜或锗 0. 50% 0. 57% ；b.投料，用薄金片将钙或铜或锗捆包成小包，并将此小包放入坩埚中；c.真空熔炼真空熔炼的熔炼功率为10kW，待完全熔化后保持温度精炼IOmin ；d.浇铸，合金液倒入石墨锭模中；e.酸洗将生成的中间合金先用纯水冷却，然后放到烧杯中并加入浓盐酸，将烧 杯放到电炉上加热15min，煮完后再用纯水洗，最后用压缩空气吹干；以上步骤制作出一种中间合金，按同样的工艺步骤制作出另外几种中间合金。④竖式熔炼将步骤③得到的中间合金在惰性气体氩气的保护下进行熔炼，拉铸， 形成金棒；熔炼温度为1100 1200°C，完全熔化后保持温度，精炼15min。⑤拉丝将熔铸的金棒在拉丝机上逐步拉细，直至要求的直径；其拉丝过程中的 模具延伸率为5% 18%，拉丝速度为3 15m/s。⑥退火退火温度为300 600°C，退火速度为0. 3 1. 2m/s，退火后进行表面处 理。退火后的表面处理指在键合金丝表面附上一层高分子化合物，高分子化合物由10%表 面活性剂、10%无水乙醇及80%双蒸水组成。⑦分卷将键合金丝缠绕于收线轴。其绕丝张力为5 20g，绕丝速度为400 800rpm。⑧真空包装。本专利技术上述的拉丝步骤⑤之后和退火步骤⑥之前还包括拉丝结束后将金线装在 HWCS (High-pressure water cleaning system高压水清洗系统)进行清洗，该清洗系统中 的水压为2 4kg(即压力0. 2 0. 4Mpa)，水温控制在40 60°C (由于粗、中拉中使用的 润滑液粘度较大，金线的表面很容易残留较多的润滑液，从而影响成品线的表面洁净度，使 用HWCS清洗系统可以有效减少金线表面润滑液残留)。下表1为不采用高压水清洗和采用高压水清洗，金线表面润滑液的残留量对比表1不采用高压水清洗和高压水清洗前后，金线表面润滑液的残留量对比权利要求1.一种键合金丝，其特征在于该键合金丝的成分和重量百分比含量如下钙 0. 0003% 0. 0008%，铜0. 002% 0. 004%，锗0. 0005% 0. 0015%，其余为金，金的纯度 彡 99. 99wt%。2.根据权利要求1所述的一种键合金丝的制备方法，其特征在于包括以下工艺步骤①用纯度为99.99wt%的金电解提纯出纯度为99. 999wt%的高纯金；②将高纯金进行熔炼，铸锭成金板，将金板轧制成薄金片；③制作中间合金，所述中间合金指钙-金中间合金、铜-金中间合金、锗-金中间合金 中的一种；所述制作中间合金，包括以下顺序的工艺步骤a.按重量百分比称取步骤②得到的薄金片99.43% 99. 50%，称取钙或铜或锗 0. 50% 0. 57% ；b.投料，用薄金片将钙或铜或锗捆包成小包，并将此小包放入坩埚中；c.真空熔炼；d.浇铸，合金液倒入石墨锭模中；e.酸洗；以上步骤制作出一种中间合金，按同样的工艺步骤制作出另外几种中间合金；④竖式熔炼将步骤③得到的中间合金在惰性气体氩气的保护下进行熔炼，拉铸，形成 金棒；⑤拉丝将熔铸的金棒在拉丝机上逐步拉细，直至要求的直径；⑥退火退火温度为300 600°C，退火速度为0.3 1. 2m/s，退火后进行表面处理；⑦分卷将键合金丝缠绕于收线轴；⑧真空包装；上述拉丝步骤⑤之后和退火步骤⑥之前还包括将拉丝后所得的金线装在压力为 0. 2 0. 4Mpa，水温为40 60°C的高压水清洗系统中进行清洗。3.根据权利要求2所述的键合金丝的制备方法，其特征在于所述步骤①中电解时控 制电解槽的槽压在0. 6V，电解析出的金依次经水煮、氨水煮、水煮、3mol/L硝酸煮、水洗，烘 干得高纯金。4.根据权利要求2所述的键合金丝的制备方法，其特征在于所述步骤③中真空熔炼 的熔炼功率为10kW，待完全熔化后保持温度精炼lOmin。5.根据权利要求2所述的键合金丝的制备方法，其特征在于所述步骤③中酸洗过程 指将生成的中间合金先用纯水冷却，然后放到烧杯中并加入浓盐酸，将烧杯放到电炉上加 热15min，煮完后再用纯水洗，最后用压缩空气吹干。6.根据权利要求2所述的键合金丝的制备方法，其特征在于所述步骤④中熔炼温度 为1100 1200°C，完全熔化后保持温度，精炼15min。7.根据权利要求2所述的键合金丝的制备方法，其特征在于所述步骤⑤中，其拉丝过 程中的模具延伸率为5% 18%，拉丝速度为3 15m/s。8.根据权利要求2所述的键合金丝的制备方法，其特征在于所述步骤⑥中退火后 的表面处理指在键合金丝表面附上一层高分子化合物，高分子化合物由10%表面活性剂、10%无水乙醇及80%双蒸水组成。9.根据权利要求2所述的键合金丝的制备方法，其特征在于所述步骤⑦中，其绕丝张 力为5 2Og,绕丝速度为400 800rpm。全文摘要本专利技术公开一种键合金丝，本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种键合金丝，其特征在于：该键合金丝的成分和重量百分比含量如下：钙０．０００３％～０．０００８％，铜０．００２％～０．００４％，锗０．０００５％～０．００１５％，其余为金，金的纯度≥９９．９９ｗｔ％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑康定，郑芳，李彩莲，郑磊，
申请(专利权)人：宁波康强电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：97