一种键合合金银丝及制备方法技术

技术编号:8903684 阅读:310 留言:0更新日期:2013-07-11 00:49
本发明专利技术涉及一种键合合金银丝及制备方法,属于键合丝加工技术领域。一种键合合金银丝,包含以下重量比的金属材料:银<90wt%,金3.0wt%-10.0wt%,钯3.0wt%-8.0wt%;还包含至少两种下列金属:钙10-100ppm,铍4-10ppm,铈10-100ppm,铜50-500ppm。其制备方法:1)备料。2)母合金熔炼。3)连铸合金棒。4)粗拉、中拉、细拉。5)中间退火。6)超细拉。7)终退火。8)绕线。9)包装。本发明专利技术工艺设计合理、规范,操作简便,所得产品导电能力强,具有一定的抗氧化性、良好的可塑性、较高的断裂负荷和较好的伸长率,且价格低廉,可满足半导体封装业、LED照明技术对键合合金银丝性能要求,可做为键合金丝的替代品。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及,属于键合丝加工

技术介绍
键合丝是半导体器件和集成电路组装时,为使芯片内电路的输入/输出键合点与引线框架的内接触点之间实现电气链接的微细金属丝内引线。目前主要类型有金丝、合金金丝、铜丝、镀钯铜丝等。银的电阻率为1.586*10_8μ Ω m,在所有金属中电阻率最小,导电性能最优,且银的散热性要优于金,但纯银丝成球不稳定,易氧化,其使用还存在很大挑战。为降低封装成本,适应LED键合的需要,键合合金银丝应时而生。键合合金银丝具有优异的物理性能和良好的力学性能,并可大大降低产品成本,已经逐渐成为键合金丝的有效替代品,键合合金银丝具有以下性能特点: 1、键合合金银丝的成本较低 引线键合中使用的各种规格的合金银丝,其成本最高可以降低40%。2、键合合金银丝的力学性能良好 键合合金银丝具有较高的伸长率和断裂负荷,这样在模压和封装过程中可以得到优异的球颈强度和较高的弧线稳定性。3、键合合金银丝的电学性能优良 随着芯片频率不断提高,对封装中导体材料的电性能提出了更高的要求,银电阻率为1.586*10_8μ Ωπι,在所有金属中电阻率最小,导电性能最优。4、键合合金银丝的热学性能优异 随着芯片密度的提高和体积的缩小,芯片制造过程中的散热是设计和工艺考虑的一个重要内容,金属银的热导率429 W/(mK),散热性要优于金。5、目前键合合金银丝存在的缺点及技术分歧 I)不论合金银丝还是纯银丝由于合金元素的存在,短时暴露不会出现氧化问题,但长时间放置仍存在氧化问题。2)键合合金银丝生产以及封装过程中均需要气体保护。3)由于键合合金银丝强度较低,可拉性稍次于键合金丝,故在生产过程中需要调整设备拉力或更换小加工率模具,从而避免出现断丝问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决已有技术存在的不足,提供一种具有一定抗氧化性、可塑性,具有较高断裂负荷和较好伸长率,且价格低廉的键合合金银丝及其制备方法。为实现上述目的,本专利技术采用以下技术方案: 一种键合合金银丝,其特别之处在于包含以下重量比的金属材料:银(Ag)<90wt %,金(Au) 3.0wt%-10.0wt%, IE (Pd) 3.0wt%-8.0wt% ;还包含至少两种下列金属材料:I丐(Ca) IO-1OOppm,铍(Be) 4-10ppm,铺(Ce)IO-1OOppmjH(Cu) 50_500ppm。上述键合合金银丝的制备方法,其特别之处在于: 1)、采用以下金属材料: 纯度为 99.999wt% 金 3.0wt%-10.0wt%,纯度为 99.97wt% 的钯 3.0wt%-8.0wt%,钙粒0.40wt%-0.80wt%,被片 0.40wt%-0.80wt%,铺 0.40wt%-0.80wt% 和无氧铜 0.4-1.0 wt%,余量为纯度为99.999wt%银; 2)、采用以下熔炼的母合金· a、Au-Be母合金; b、Au-Ca母合金; C、Au-Ce母合金; d、Au-Cu母合金; 3)、采用以下配比: 按重量百分比分别取纯度为99.999wt%金片0.0wt%-9.20wt%,纯度为99.97wt%的钯片3.0wt%-8.0wt%, Au-Be 母合金 0-0.25wt%, Au-Ca 母合金 0_2.5 wt%, Au-Ce 母合金 0_2.5wt%, Au-Cu母合金0-12.5 wt%,其余为纯度为99.999wt%银。进一步,上述键合合金银丝制备方法3)、中采用以下配比: 按重量百分比分别取纯度为99.999wt%金片0.0wt%-9.20wt%,纯度为99.97wt%的钯片3.0wt%-8.0wt%,Au-Be 母合金 0.05 wt%-0.25wt%,Au-Ca 母合金 0.125 wt%-2.5 wt%, Au-Ce母合金0.125 wt%-2.5 wt%,Au-Cu 母合金0.5 wt%-12.5 wt%,其余为纯度为 99.999wt%银。键合合金银丝的制备方法,2)、中所述Au-Be母合金的熔炼方法为:按重量称取纯度为 99.999wt% 金 99.20wt%-99.60wt%,铍片 0.40wt%-0.80wt% ;i)、投料:将占金总重量90-95%的金直接放入炉内大坩埚中,其余金做成金箔,将碎铍片包在金箔中放入炉内悬空的小坩埚中; )、真空熔炼:盖好炉盖抽真空,当炉内真空度达到0.1X KT3Pa时开始加热,当炉内温度达到1050-1250°C时,金属完全熔化,维持此温度,精炼10-20分钟;打开小坩埚,将碎铍片和金箔加入炉内的大坩埚中,搅拌20-30次,静置10-20分钟; iii)、随炉冷却:停止加热,熔化的合金随炉冷却到室温,再重复ii)步骤,2-3次,彻底冷却后取出该母合金。键合合金银丝的制备方法,2)、中所述Au-Ca母合金的熔炼方法为:按重量称取纯度为 99.999wt% 金 99.20wt%-99.60wt%,钙粒 0.40wt%-0.80wt% ; i)、投料:将占金总重量90-95%的金直接放入炉内大坩埚中,其余金做成金箔,将钙粒包在金箔中放入炉内悬空的小坩埚中; )、真空熔炼:盖好炉盖抽真空,当炉内真空度达到0.1X KT3Pa时开始加热,当炉内温度达到1050-1250°C时,金属完全熔化,维持此温度,精炼10-20分钟;打开小坩埚,将钙粒和金箔加入炉内的大坩埚中,搅拌20-30次,静置10-20分钟; iii)、随炉冷却:停止加热,熔化的合金随炉冷却到室温,再重复ii)步骤,2-3次,彻底冷却后取出该母合金。键合合金银丝的制备方法,2)、中所述Au-Ce母合金的熔炼方法为:按重量称取纯度为 99.999wt% 金 99.20wt%-99.60wt%,铈 0.40wt%-0.80wt% ; i)、投料:将占金总重量90-95%的金直接放入炉内大坩埚中,其余金做成金箔,将碎铈块包在金箔中放入炉内悬空的小坩埚中; )、真空熔炼:盖好炉盖抽真空,当炉内真空度达到0.1X KT3Pa时开始加热,当炉内温度达到1050-1250°C时,金属完全熔化,维持此温度,精炼10-20分钟;打开小坩埚,将碎铈块和金箔加入炉内的大坩埚中,搅拌20-30次,静置10-20分钟; iii)、随炉冷却:停止加热,熔化的合金随炉冷却到室温,再重复ii)步骤,2-3次,彻底冷却后取出该母合金。键合合金银丝的制备方法,2)、中所述Au-Cu母合金的熔炼方法为: 按重量称取纯度为99.999wt%金99.00 wt%-99.60 wt%,纯度为99.99wt%的无氧铜0.40wt%-l.00wt% ; i)、投料:将占金总重量90-95%的金直接放入炉内大坩埚中,其余金做成金箔,将碎铜片包在金箔中放入炉内悬空的小坩埚中; )、真空熔炼:盖好炉盖抽真空,当炉内真空度达到0.1X KT3Pa时开始加热,当炉内温度达到1050-1250°C时,金属完全熔化,维持此温度,精炼10-20分钟;打开小坩埚,将碎铜片和金箔加入炉内的大坩埚中,搅拌20-30次,静置10-20分钟; iii)、随炉冷却:停止加热,熔化的合金随炉冷却到室温,再重复ii)步本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种键合合金银丝,其特征在于包含以下重量比的金属材料:?Ag<90wt?%,Au?3.0wt%?10.0wt%,Pd?3.0wt%?8.0wt%;还包含至少两种下列金属材料:Ca?10?100ppm、Be?4?10ppm、Ce?10?100ppm?、Cu?50?500ppm。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:范红程泰马晓霞李玉芹
申请(专利权)人:烟台招金励福贵金属股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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