本发明涉及用于连接半导体元件上的电极和线路板(引线框、基板、带等)的键合引线，属于电子封装领域。
背景技术：
键合丝是半导体封装中的四大基础材料之一(芯片、引线框架、塑封树脂、键合丝)，用于连接芯片和引线框架或者芯片与芯片之间，起到传导电信号的作用。电子产品的便携式、小型化、网络化和多媒体化发展趋势，对集成电路封装技术及材料提出了相应的要求，高密度和高速化成为促进微电子封装技术发展的重要因素。封装材料是实现封装新技术的依托，封装技术的进步，要求其材料在性能有所提高，以适应新技术条件。传统键合金丝在导电性，强度均已经趋于极限，寻求一种新的材料迫在眉睫。银的导电、导热性能均高于金，具有良好的机械性能，且生成金属间化合物的速率低于金。但是，银在大气中容易硫化，稳定性差，在银表面覆一层金可大大提高其化学稳定性。金包银复合键合丝的复层和芯材性能互相取长补短，产生协同效应，使其复合键合丝的性能优于原组成材料而满足封装要求。
复合技术是金包银复合键合丝的关键制备技术之一。表面包覆技术有电镀、固相复合技术、复合熔铸和气相沉积技术等。通过对界面结合力、表面质量、复层厚度控制和批量化生产条件等方面的比较，固相复合技术可以获得复层可控、界面结合力强、复层厚度一致性好、满足批量生产条件的优良复合坯料。固相复合技术中的拉拔复合可获得细长尺寸制品，适用于金属管和棒材的复合以及包覆棒材的进一步加工。现有的复合丝材制备技术有套管后挤压(谢明、陈永泰、张吉明.金/银/铜合金新型复合丝材及其制备方法.中国发明专利，申请号：201210580244.2，公开日：2013.05.01)或者套管后锻造(姜雁斌，谢建新，郭诗瑾.一种金包铜复合丝的制备方法，中国发明专利，申请号：201610318397.8，公开日：2016.07.20)，这两种方法存在的问题是：(1)无法制备复层厚度和芯材直径比小于1：10的超薄复层键合丝，复层较厚影响第一焊点的成球性，继而降低焊接性能；2)挤压和锻造方法制备出的复合坯料表面质量差，进一步加工缺陷多，断线率高；3)挤压和锻造过程中金属流动不均匀时，容易造成沿长度方向内外壁厚不均匀，容易产生外形波浪、界面呈竹节状甚至硬层后破裂现象。4)设备复杂，周期长。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种适用于微电子封装的键合引线-金包银复合键合丝及其制备方法。金包银复合键合丝制备方法是采用套管组装成坯料，经拉拔变形和扩散退火对金包银进行复合，经拉拔加工制备金包银复合键合丝。该方法制备成的复合键合丝复层均匀可控、界面结合力强、制备过程环保。
本发明的具体制备步骤如下：
(1)管材制备
采用纯度为99.99％的金原料,经高频熔炼炉制备成直径为φ30～40mm的铸锭。在铸锭中心钻孔，孔内径为φ10～15mm，经粗轧、精细轧制、拉拔，制备成外径为φ5～10mm，壁厚为0.05～0.5mm±0.005mm的金管。
(2)芯材制备
按照agpdx(x＝2～10％)的成分配料，采用精密连铸技术制备成直径φ4.5μm～9.95μm的铸锭，真空度为10-2，连铸速度为50～100mm/min，连铸温度为900～1050℃。
(3)复合坯料组装
将制备好的金管在大气中退火，退火工艺为200℃～400℃/45min，银棒在管式炉中氢气保护气氛下退火，退火工艺为600℃～800℃/30min。对金管和银棒分别清洗，清洗过程如下：金管先经10％的hcl中煮沸，在通风厨中加热至沸腾10min，烘干。然后用丙酮溶液冲洗金管内壁；用丙酮溶液擦拭银棒表面，晾干。将银棒放置在干净的玻璃板上，双手按压银棒，在玻璃板上滚动，直至银棒垂直，从金管的一端轻轻得套入。
(4)拉拔复合
组装好的坯料以30～50％的道次变形量拉拔复合，拉拔后的复合棒材在大气中以300～500℃的温度，5～60min的保温时间扩散退火。
(5)细丝加工
对步骤(4)制备成金包银复合丝材进行进一步的拉拔加工，制备成φ20μm～φ50μm的成品。其中φ0.3mm以上丝材道次变形量为10％～20％，拉拔速度为10～80m/min,φ0.3mm以下的丝材道次变形量为3％～15％，拉拔速度为50～200m/min。
(6)退火
对步骤(5)制备的金包银复合丝材进行退火，退火温度为300℃～600℃，退火速度为50m/min～100m/min。
本发明的优点在于：套管拉拔复合技术利用拉伸变形的特点，使金管和银棒材形成大面积的新鲜表面，排出复层和芯材之间的气体，消除缺陷，得到复合坯料。复合坯料经扩散退火，界面两侧的元素被激活并相互扩散，形成细晶粒组织的扩散层，增强了材料的界面结合，提高了界面的结合强度。
采用套管拉拔变形复合技术制备金包银复合键合丝具有成品尺寸精确，表面光洁度高，界面结合力强、复层厚度可控，设备简单，维修方便等优点。
附图说明
图1为套管拉拔复合技术示意图：1:拉丝模；2、芯材；3、复层。
具体实施方式
制备
(1)管材制备
采用99.99％的金作为原料，采用浇铸方法制备成φ30mm的铸锭，在中心钻孔，孔内径为φ10mm，经粗轧、精轧、精拉制备成外径为φ5.08mm，壁厚为0.08mm±0.005mm的金管。
(2)芯材制备
以99.9％以上的银为原料，采用精密连铸工艺制备成φ4.9mm的棒材，连铸工艺为：温度为1050℃，引出速度为100m/min，真空度为10-2pa。
(3)复合坯料组装
将制备好的金管在大气中退火，退火工艺为350℃/45min，银棒在管式炉中氢气保护气氛下退火，退火工艺为700℃/30min。对金管和银棒分别清洗，清洗过程如下：金管先经10％的hcl中煮沸，在通风厨中加热至沸腾10min，烘干。然后用丙酮溶液冲洗金管内壁；用丙酮溶液擦拭银棒表面，晾干。将银棒放置在干净的玻璃板上，双手按压银棒，在玻璃板上滚动，直至银棒垂直，从金管的一端轻轻得套入。
拉拔复合
复合坯料采用40％的变形量过模后退火，退火工艺为350℃/30min。
拉拔加工
对复合后的丝材进一步拉拔加工，制备成φ20μm的金包银复合键合丝，其中φ0.3mm以上丝材道次变形量为12％，拉拔速度为40m/min,φ0.3mm以下的丝材道次变形量为5％，拉拔速度为100m/min。
退火
对制备好的复合丝材进行连续退火，退火温度在560℃，退火速度在85m/min。
本发明的金包银复合键合丝的具体实施例的技术指标如表1所示。