一种金合金键合丝及其制备方法与流程

本发明涉及键合金丝领域，具体涉及一种金合金键合丝及其制备方法。

背景技术：

1、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。键合金丝的使用需要具有良好的韧性和抗断裂强度；当金合金键合丝中的金含量下降后，金丝整体的性能也会随着下降，为了可以达到降低金含量的同时，键合丝的性能不会降低较多或者不变或者有所提高，本发明提出了一种金合金键合丝及其制备方法。

技术实现思路

1、针对上述存在的问题，本发明提出了一种金合金键合丝及其制备方法。

2、为了实现上述的目的，本发明采用以下的技术方案：

3、一种金合金键合丝，所述金丝按质量含量包括以下化学组成成分：

4、银：7.5-9％；

5、钯：3-4.5％；

6、铜：0.0028-0.0032％；

7、镍：0.0018-0.0022％；

8、钴：0.0018-0.0022％；

9、硅：0.0001％-0.005％；

10、铟：0.0001％-0.005％；

11、钙：0.0001％-0.005％；

12、镧：0.0001％-0.005％；

13、铈：0.0001％-0.005％；

14、余量为金和不可比避免的杂质元素

15、优选的，所述金丝按质量含量包括以下化学组成成分：

16、银：7.9-8.5％；

17、钯：3.4-4.1％；

18、铜：0.0028-0.0032％；

19、镍：0.0018-0.0022％；

20、钴：0.0018-0.0022％；

21、硅：0.0001％-0.005％；

22、铟：0.0001％-0.005％；

23、钙：0.0001％-0.005％；

24、镧：0.0001％-0.005％；

25、铈：0.0001％-0.005％；

26、余量为金和不可比避免的杂质元素

27、根据权利要求1所述的金合金键合丝，其特征在于，所述金丝按质量含量包括以下化学组成成分：

28、银：8.2％；

29、钯：3.8％；

30、铜：0.003％；

31、镍：0.002％；

32、钴：0.002％；

33、硅：0.005％；

34、铟：0.005％；

35、钙：0.005％；

36、镧：0.005％；

37、铈：0.005％；

38、余量为金和不可比避免的杂质元素。

39、优选的，所述的金合金键合丝的制备方法包括以下步骤：

40、(1)熔炼、拉铸：在惰性保护气体的保护下，将金、银、钯、铜、镍、钴、硅、铟、钙、镧、铈的金属原料放入1100℃-1300℃的熔炉中熔铸、拉铸成金合金棒；

41、(2)拉丝：

42、①一段拉丝：将金合金棒在拉丝机上进行拉丝，拉丝成直径为0.1mm-0.2mm的一段键合丝；

43、②二段拉丝：将一段键合丝升温至150℃-245℃，再次通过拉丝机拉丝，至直径为0.05-mm0.08mm的二段键合丝；

44、③三段拉丝：将二段键合丝通过持续超声5min-10min后，再次通过拉丝机拉丝，至直径为0.01mm-0.005mm的三段键合丝；

45、④四段拉丝：将三段键合丝通过持续超声10min-20min后，再次通过拉丝机拉丝，至直径为15μm-20μm的金丝；

46、(3)退火：在保护气体的保护下，控制金丝退火温度，退火速度为0.85m/s-1.25m/s下进行退火；

47、(4)绕线：将键合丝缠绕于收线轴；

48、(5)成品检测：通过键合金丝检测显微镜，对键合丝表面进行视觉检测，键合丝的表面需为光洁、无损伤；

49、(6)包装：将键合丝，包装盒内，抽真空，充入氮气保护性气体，完成包装并密封处理并进行真空包装。

50、优选的，所述退火的保护气体为氮气或为氩气。

51、优选的，所述退火包括：

52、(1)一次退火：控制金丝退火温度在720℃-805℃，进行退火，退火速度为0.5m/s-0.6m/s；退火结束后重新进行二次退火；

53、(2)二次退火：控制金丝退火温度在515℃-685℃，退火速度为0.85m/s-1.25m/s下进行退火。

54、优选的，所述绕线步骤中控制绕线张力为2.8g-7.0g，收线速度为40rpm-80rpm。

55、由于采用上述的技术方案，本发明的有益效果是：

56、(1)本发明解决了现有键合金丝降低金含量金丝强度降低的问题，本发明降低金含量的同时添加了特定含量的硅、铟、镧等金属，通过本发明的制备方法，实现了提高金合金键合丝整体韧性和抗断裂强度；

57、(2)本发明在拉丝和退火工艺中采用分段式，采用了特定的处理方式，加入各个金属元素能相互结合，使得合金键合丝的延伸率最高提高了35.8％，抗破断力提高了24.6％。

技术特征：

1.一种金合金键合丝，其特征在于，所述金丝按质量含量包括以下化学组成成分：

2.根据权利要求1所述的金合金键合丝，其特征在于：所述金丝按质量含量包括以下化学组成成分：

3.根据权利要求1所述的金合金键合丝，其特征在于，所述金丝按质量含量包括以下化学组成成分：

4.根据权利要求1所述的金合金键合丝的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

5.根据权利要求1所述的金合金键合丝的制备方法，其特征在于，所述退火的保护气体为氮气或为氩气。

6.根据权利要求1所述的金合金键合丝的制备方法，其特征在于，所述退火包括：

7.根据权利要求1所述的金合金键合丝的制备方法，其特征在于，所述绕线步骤中控制绕线张力为2.8g-7.0g，收线速度为40rpm-80rpm。

技术总结
本发明公开了一种金合金键合丝及其制备方法，属于键合金丝领域，其中该金丝按质量含量包括银：7.5‑9％；钯：3‑4.5％；铜：0.0028‑0.0032％；镍：0.0018‑0.0022％；钴：0.0018‑0.0022％；硅：0.0001％‑0.005％；铟：0.0001％‑0.005％；钙：0.0001％‑0.005％；镧：0.0001％‑0.005％；铈：0.0001％‑0.005％；余量为金和不可比避免的杂质元素，通过本发明的制备方法制备得到的键合丝提高金合金键合丝整体韧性和抗断裂强度，使得合金键合丝的延伸率最高提高了35.8％，抗破断力提高了24.6％。

技术研发人员：周钢,范传勇,张知行,郑华贵
受保护的技术使用者：上杭县紫金佳博电子新材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14