专利名称：一种键合金丝及其制备方法
技术领域：
本发明属于电子封装键合行业所属子行业封装材料范畴技术领域，具体涉及一种键合金丝及其制备方法。
背景技术：
传统键合金丝是由金和其他微量金属(钙、钯、铜、银等)制备而成，用于LED及IC 封装生产。近年来随着半导体等行业的迅速发展，集成电话等的集成化程度越来越高，电极板越来越小，器件上得电极数越来越多，电极间距越来越窄，封装密度也变得越来越小，因此，对键合金丝需要越来越大。传统键合金丝除价格昂贵外，其抗拉强度偏低。例如直径20 微米的金线，在焊接后，其最高抗拉强度不到5克力，延伸率一般不超过6 %。键合金丝是以黄金为原材料，随着国际金价的不断上涨，键合金丝的价格也一路攀升，因此，如何解决键合金丝的成本问题，同时又不改变质量，甚至通过改进提高产品质量，已经成为重中之重。中国专利申请号为 200610021373. 2,201010622360. 7,201110027498. 7 公开键合金丝及其制备方法，上述制备的键合金丝都是在金丝中加入不同金属元素，虽然质量上有所提高，但没有针对键合金丝性质的进行深入的研究，即没有在质量为基础上对生产成本和使用成本进行研究。
发明内容
基于上述原因，申请人通过多年的研究，意外的发现，在键合金丝中提高金属银的含量，制备成新的特种键合金丝，可降低生产和使用成本，使用成本仅为现有的键合金丝使用成本的40-50%左右，同时提高了键合丝的强度及延伸率，更好的抵抗封装冲击力及封装材料热膨胀力。本发明还提供上述所述键合金丝的制备方法，该方法工艺简单、易于生产， 可使用传统键合丝材的设备生产，无需改造投资新的设备。本发明通过下述技术方案实现的。一种键合金丝，其特征在于金丝中加入银，还加入元素Ca (钙)、Pd (钯)、Cu (铜)、 In(铟)、Sn(锡)、Ni (镍)、La(镧)、Sc(钪)、Ce(铈)中一种或几种。本发明所述元素的绝对纯度均大于等于99. 99% (包括金、银、01、？(1、01、111、511、 Ni、La、Sc、Ce)。上述所述键合金丝中优选银的重量百分含量为10% -25%。上述所述键合金丝中元素Ca (钙)、Pd (钯)、Cu (铜)、In (铟)、Sn (锡)、Ni (镍)、 La (镧)、Sc (钪)、Ce (铈)中一种或几种重量含量为5-900ppm。上述所述键合金丝中银的重量百分含量为20%，元素中钙重量百分含量为 5-100ppm，钯重量百分含量为5-100ppm，铜重量百分含量为5-100ppm。上述所述键合金丝的制备方法包括但不限于下述取石墨坩埚中放入金及银，放入元素Ca(钙)、Pd(钯)、Cu(铜)、In(铟)、Sn(锡)、 Ni(镍)、La(镧)、Sc(钪)、Ce(铈)中一种或几种，充入氮气，熔炼温度为1100_1200°C，搅拌均勻后引出，制成直径为6-10mm的合金棒材；取合金棒材，通过拉丝机，将棒材拉制成键合金丝；在氮气保护下退火，退火温度为300-550°C，退火速度为50-60米/分钟；键合金丝缠绕于收线轴，真空包装。一种键合金丝的制备方法取石墨坩埚中放入金及银，放入元素Ca(钙)、Pd(钯)、Cu(铜)、In(铟)、Sn(锡)、 Ni(镍)、La(镧)、Sc(钪)、Ce(铈)中一种或几种，充入氮气，熔炼温度为1100_1200°C， 搅拌均勻后引出，制成直径为6-10mm的合金棒材；取合金棒材，通过拉丝机，将棒材拉制成键合金丝；在氮气保护下退火，退火温度为300-550°C，退火速度为50-60米/分钟；键合金
丝缠绕于收线轴，真空包装。上述制备方法中的金属元素绝对纯度均大于等于99. 99% (包括金、银、Ca、Pd、 Cu、In、Sn、Ni、La、Sc、Ce)。一、键合金丝研究试验试验例1 键合金丝中钙的重量百分含量为20%，其余金属元素银重量百分含量为20ppm，钯重量百分含量为20ppm，铜重量百分含量为20ppm，其余为金。试验例2 键合金丝中铜的重量百分含量为20%，其余金属元素钙重量百分含量为20ppm，钯重量百分含量为20ppm，银重量百分含量为20ppm，其余为金。试验例3 键合金丝中银的重量百分含量为20%，其余金属元素钙重量百分含量为20ppm，钯重量百分含量为20ppm，铜重量百分含量为20ppm，其余为金。方法取石墨坩埚中放入金，放入其它金属，充入氮气，熔炼温度为1150°C，搅拌均勻后引出，制成直径为8mm的合金棒材；取合金棒材，通过拉丝机，将棒材拉制成键合金丝直径为30微米的金丝；在氮气保护下退火，退火温度为450°C，退火速度为55米/分钟； 键合金丝缠绕于收线轴，真空包装。上述金属元素的绝对纯度均大于等于99. 99%。试验结果见表1。表1不同键合金丝的质量比较
权利要求
1.一种键合金丝，其特征在于金丝中加入银，加入元素Ca、Pd、Cu、In、Sn、Ni、La、Sc, Ce中一种或几种。
2.根据权利要求1所述的一种键合金丝，其中键合金丝中银的重量百分含量为 10% -25%。
3.根据权利要求1所述的一种键合金丝，其中元素01、？(1、01、111、511、慰、1^、5(3、(^中一种或几种重量含量为5-900ppm。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种键合金丝，其中银的重量百分含量为20%， 元素中钙重量百分含量为5-100ppm，钯重量百分含量为5-100ppm，铜重量百分含量为 5_100ppmo
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种键合金丝，其中键合金丝的制备方法包括下述步骤取石墨坩埚中放入金及银，放入元素Ca、Pd、Cu、In、Sn、Ni、La、Sc、Ce中一种或几种，充入氮气，熔炼温度为1100-1200 V，搅拌均勻后弓I出，制成直径为6-10mm的合金棒材；取合金棒材，通过拉丝机，将棒材拉制成键合金丝；在氮气保护下退火，退火温度为300-55(TC， 退火速度为50-60米/分钟；键合金丝缠绕于收线轴，真空包装。
6.一种键合金丝的制备方法，其特征在于取石墨坩埚中放入金及银，放入元素Ca、Pd、Cu、In、Sn、Ni、La、Sc、Ce中一种或几种，充入氮气，熔炼温度为1100-1200 V，搅拌均勻后弓I出，制成直径为6-10mm的合金棒材；取合金棒材，通过拉丝机，将棒材拉制成键合金丝；在氮气保护下退火，退火温度为300-55(TC， 退火速度为50-60米/分钟；键合金丝缠绕于收线轴，真空包装。
全文摘要
本发明涉及电子封装键合行业所属子行业封装材料范畴。本发明公开了一种键合金丝，其中金丝中加入银，还加入元素Ca、Pd、Cu、In、Sn、Ni、La、Sc、Ce中一种或几种，其中键合金丝中银的重量百分含量为10％-25％。本发明键合金丝可降低生产和使用成本，使用成本仅为现有的键合金丝使用成本的40-50％左右，同时提高了键合丝的强度及延伸率，更好的抵抗封装冲击力及封装材料热膨胀力。本发明还提供上述所述键合金丝的制备方法，该方法工艺简单、易于生产，可使用传统键合丝材的设备生产本发明键合金丝，无需改造投资新的设备。
文档编号C22C1/02GK102418001SQ20111036253
公开日2012年4月18日 申请日期2011年11月16日 优先权日2011年11月16日
发明者周钢, 薛子夜, 赵碎孟 申请人:浙江佳博科技股份有限公司