一种高纯金银钯铂合金键合引线及其制备方法与流程

1.本发明涉及合金材料技术领域，特别涉及一种高纯金银钯铂合金键合引线及其制备方法。


背景技术：

2.键合引线是实现芯片功能必不可少的材料，半导体集成电路制造完成后所得的芯片虽然已经具有特定的功能，但是要实现该功能，必须通过与外部电子元件的连接，而半导体集成电路芯片需要经过与封装体的键合工序，最终得到芯片封装，如此才能通过封装的引脚与外部电子元件连接，在芯片与封装体的键合工艺中，都通过键合线将芯片上的焊盘与封装体的引脚进行电连接。
3.键合引线根据金属原料的不同，可以分为许多种，其中金银钯铂合金键合引线具有良好的导电性以及延展性，在金银钯铂合金键合引线的实际制备过程中，技术人员首先需要将金、钯以及部分银进行机械混合，随后对混合物进行真空熔炼，并在真空熔炼完成后，将其与铂以及剩余银进行二次熔炼，制备成铸锭。
4.在上述制备过程中，在将金、钯以及部分银进行机械混合时，通常是在常温状态下采用挤压混合的方式进行，混合效果不够理想，同时在后续制备铸锭的过程中，为了在合理范围内降低生产成本，通常会采用永久铸模进行铸锭的制作，在使用永久铸模时，还需要设置配套的水冷系统，以便于保证铸模的快速冷却，但是这样就会导致制备过程中水资源的浪费，同时铸模冷却时的热量也会被浪费。
5.因此，发明一种高纯金银钯铂合金键合引线及其制备方法来解决上述问题很有必要。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种高纯金银钯铂合金键合引线及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
7.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高纯金银钯铂合金键合引线，按重量百分比包含金4-7％、银85-94％、钯3-4％以及铂1-2％。
8.本发明还提供了一种高纯金银钯铂合金键合引线的制备方法，所述方法使用预热式制备装置实现，所述预热式制备装置包括设备箱，所述设备箱顶部设置有真空熔炼机构与预热式机械混合机构，所述预热式机械混合机构位于真空熔炼机构左侧，所述真空熔炼机构对第一批次物料以及第二批次物料进行熔炼，所述预热式机械混合机构中的第一液压缸带动压板对第一批次物料进行加压混合，所述设备箱内部设置有浇铸机构与余热利用机构，所述真空熔炼机构中的金属液输出管将熔炼后的金属液输入到浇铸机构内部进行冷却成型，所述余热利用机构将空气输入至浇铸机构内部，对浇铸机构进行降温，同时使热空气输入至预热式机械混合机构，进而对预热式机械混合机构内部的第一批次物料进行预热，所述真空熔炼机构顶部设置有预热式进料机构以及真空熔炼机构左侧顶部设置有定时给
料机构，所述预热式进料机构中的进气管接受余热利用机构所产生的热风，进而对放置于预热式进料机构中料斗左侧腔室的第二批次物料进行预热，所述定时给料机构中的叶轮在余热利用机构产生的热风的驱动下，带动预热式进料机构中的阻隔横板往复左右移动，进而完成第二批次物料的自动下料。
9.优选的，所述真空熔炼机构包括真空熔炼炉、中频感应加热装置、放置板、坩埚、金属液输出管、下料通道和电磁阀；
10.所述真空熔炼炉与中频感应加热装置均固定设置于设备箱顶部，所述中频感应加热装置位于真空熔炼炉右侧，所述放置板固定设置于真空熔炼炉内部，所述坩埚固定设置于放置板顶部，所述金属液输出管固定贯穿设置于坩埚底部并贯穿真空熔炼炉内壁并延伸至浇铸机构正上方，所述下料通道固定贯穿设置于真空熔炼炉内腔顶部，所述电磁阀设置有两个，两个所述电磁阀分别设置于金属液输出管以及下料通道上。
11.优选的，所述预热式机械混合机构包括第一壳体、压板、第一液压缸、金属承载板、弹性件、第一封堵块、密封前板、升降横杆和第二封堵块；
12.所述第一壳体固定设置于设备箱顶部，所述压板滑动设置于第一壳体内侧顶部，所述第一液压缸固定设置于第一壳体顶部，且其输出轴贯穿第一壳体顶部并延伸至第一壳体内部与压板固定连接，所述金属承载板滑动设置于第一壳体内侧底部，所述弹性件设置有两个，两个所述弹性件分别固定设置于金属承载板底部两侧，且均与第一壳体内壁固定连接，所述弹性件设置为弹簧，所述第一封堵块固定设置于金属承载板底部，且对余热利用机构中的热空气分流管的一个输出端进行封堵，所述密封前板固定设置于第一壳体开口处内侧底部，所述升降横杆固定设置于金属承载板左侧，且贯穿第一壳体并延伸至第一壳体外侧，所述第二封堵块固定设置于升降横杆左端。
13.优选的，所述浇铸机构包括底板、定模、侧板、动模和第二液压缸；
14.所述底板固定设置于设备箱内腔底部，所述定模固定设置于底板顶部右侧，所述侧板固定设置于底板顶部左侧，所述动模位于定模左侧，且与底板滑动连接，所述第二液压缸固定设置于侧板左侧，且其输出轴贯穿侧板并与动模固定连接。
15.优选的，所述余热利用机构包括抽真空管、真空泵、散热通道、热空气分流管、第二壳体和热空气导流管；
16.所述散热通道设置有两个，两个所述散热通道水平方向上共线设置，且分别开设于定模与动模上，所述抽真空管一端与预热式进料机构中的顶罩连接以及另一端与位于右侧的散热通道连接，所述真空泵设置于抽真空管上，所述热空气分流管与位于左侧的散热通道连接，所述热空气分流管的一个输出端贯穿第一壳体并延伸至第一壳体内腔底部，所述第二壳体固定套接设置于热空气分流管的另一个输出端外侧，所述热空气导流管固定贯穿设置于第二壳体顶部，且其顶端与定时给料机构中的侧罩连接。
17.优选的，所述预热式进料机构包括顶罩、密封门、料斗、中间隔板、预热腔、进气管、排气管和阻隔横板；
18.所述顶罩固定设置于真空熔炼炉顶部，所述密封门通过合页转动设置于顶罩顶部，所述料斗位于顶罩内部且与真空熔炼炉固定连接，所述中间隔板固定设置于料斗内侧，所述预热腔开设于料斗内部左侧，所述进气管右端与排气管右端均与预热腔连通，且进气管与排气管均贯穿顶罩并延伸至顶罩外部，所述进气管左端贯穿定时给料机构中的第三壳
体并与其固定连接，所述阻隔横板滑动嵌套设置于料斗左侧底部。
19.优选的，所述定时给料机构包括安装座、第三壳体、侧罩、气孔、往复丝杆和叶轮；
20.所述安装座固定设置于真空熔炼炉左侧顶部，所述第三壳体与侧罩均固定设置于安装座顶部，且侧罩固定设置于第三壳体左侧，所述气孔设置有多个，多个所述气孔均匀开设于第三壳体左侧壁上，所述往复丝杆通过轴承转动嵌套设置于第三壳体右侧壁上，且其右端贯穿顶罩左侧壁并延伸至顶罩内部与阻隔横板螺纹连接，所述叶轮位于第三壳体内部且固定套接设置于往复丝杆外侧左端。
21.优选的，具体包括以下步骤：
22.s1、原料添加：在上一加工步骤所产生的金属液出料的过程中，将第一批次物料堆叠放置在金属承载板顶部，将第二批次物料放入料斗左侧腔室中，此时第一批次物料通过金属承载板对弹性件进行施压，金属承载板通过升降横杆带动第二封堵块下降，此时热空气分流管位于第一壳体内部的输出端开启，热空气分流管位于第二壳体内部的输出端被封堵；
23.s2、余热利用以及第一批次物料预热：启动真空泵，真空泵通过抽真空管抽取顶罩内部的空气，空气在进入散热通道与定模以及动模进行换热，此时定模与动模降温，定模与动模内部的上一加工步骤所产生的金属液被逐渐冷却为铸锭，空气则在升温后通过热空气分流管输送到第一壳体内腔底部，进而通过金属承载板对其顶部的第一批次物料进行预热，同时在预热过程中，使得第一液压缸带动压板下降，进而对第一批次物料进行挤压混合；
24.s3、第一批次物料熔炼：第一批次物料挤压混合完毕后，将其由金属承载板顶部取下并放入到料斗右侧腔室中，随后将密封门关闭，随着真空泵的继续抽取，顶罩内部恢复真空状态，此时可以将电磁阀打开，位于料斗右侧腔室的第一批次物料通过下料通道落入到坩埚中，此时启动中频感应加热装置，中频感应加热装置启动后对坩埚进行加热，进而对第一批次物料进行熔炼；
25.s4、第二批次物料预热以及熔炼：在将第一批次物料由金属承载板顶部取下时，此时在弹性件的推动下，金属承载板带动第一封堵块对热空气分流管位于第一壳体内部的输出端进行封堵，并解除第一封堵块对热空气分流管位于第二壳体内部输出端的封堵，热空气由热空气分流管位于第二壳体内部的输出端输出，然后通过热空气导流管进入到侧罩中，然后通过多个气孔带动第三壳体内部的叶轮旋转，进而使往复丝杆开始带动阻隔横板向左移动，同时热空气进入到第三壳体内部后会通过往复丝杆进入到预热腔中，进而对料斗进行加热，使得料斗对其左侧腔室中的第二批次物料进行预热，随着阻隔横板的不断移动，预热完成后的第二批次物料落入到坩埚中与第一批次物料熔炼所产生的金属液混合，并再次被熔炼；
26.s5、铸锭取出：在第二批次物料熔炼的过程中，使第二液压缸带动动模左移，进而将位于定模与动模之间的上一加工步骤所产生金属液冷却形成的铸锭取出，并完成下一加工步骤中所需的第一批次物料和第二批次物料的上料；
27.s6、铸锭精拔、退火、酸洗以及水洗：将合金铸锭精拔为合金杆，并对其进行热退火处理，热退火完成后，使用酸洗溶液进行清洗，并在清洗完成后，再使用去离子水进行清洗。
28.优选的，所述第一批次物料包括上述原料中的金、钯和总量银的四分之三，所述第
二批次物料包括上述原料中的铂以及余下的银。
29.本发明的技术效果和优点：
30.本发明通过设置由预热式机械混合机构、浇铸机构、余热利用机构、预热式进料机构和定时给料机构，以便于利用余热利用机构吸入空气与浇铸机构进行换热，进而加快浇铸机构冷却速度的同时，将换热后产生的热风先后输入至预热式机械混合机构以及预热式进料机构，进而实现对第一批次物料以及第二批次物料的预热，降低第一排次物料机械混合难度，同时使其机械混合效果更好，另外可以提高第二批次物料的初始温度，缩短第二批次物料熔炼所需时间，相较于现有技术中的同类型工艺，本发明在实际实施时无需设置配套水冷，降低设备成本的同时，可以对冷却过程中产生的余热进行回收再利用，使得第一批次原料机械混合效果更加理想的同时并进一步缩短工艺所需时间，提高生产效率的同时更加节能环保。
附图说明
31.图1为本发明的整体正视结构示意图。
32.图2为本发明的真空熔炼机构正面剖视结构示意图。
33.图3为本发明的预热式机械混合机构正面剖视结构示意图。
34.图4为本发明的浇铸机构正面剖视结构示意图。
35.图5为本发明的预热式进料机构与定时给料机构正面剖视结构示意图。
36.图6为本发明的方法流程示意图。
37.图中：1、设备箱；2、真空熔炼机构；21、真空熔炼炉；22、中频感应加热装置；23、放置板；24、坩埚；25、金属液输出管；26、下料通道；27、电磁阀；3、预热式机械混合机构；31、第一壳体；32、压板；33、第一液压缸；34、金属承载板；35、弹性件；36、第一封堵块；37、密封前板；38、升降横杆；39、第二封堵块；4、浇铸机构；41、底板；42、定模；43、侧板；44、动模；45、第二液压缸；5、余热利用机构；51、抽真空管；52、真空泵；53、散热通道；54、热空气分流管；55、第二壳体；56、热空气导流管；6、预热式进料机构；61、顶罩；62、密封门；63、料斗；64、中间隔板；65、预热腔；66、进气管；67、排气管；68、阻隔横板；7、定时给料机构；71、安装座；72、第三壳体；73、侧罩；74、气孔；75、往复丝杆；76、叶轮。
具体实施方式
38.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
39.实施例1
40.本发明提供了一种高纯金银钯铂合金键合引线，按重量百分比包含金4-7％、银85-94％、钯3-4％以及铂1-2％。
41.实施例2
42.本发明还提供了一种高纯金银钯铂合金键合引线的制备方法，所述方法使用预热式制备装置实现，所述预热式制备装置包括设备箱1，所述设备箱1顶部设置有真空熔炼机
构2与预热式机械混合机构3，所述预热式机械混合机构3位于真空熔炼机构2左侧，所述真空熔炼机构2对第一批次物料以及第二批次物料进行熔炼，所述预热式机械混合机构3中的第一液压缸33带动压板32对第一批次物料进行加压混合，所述设备箱1内部设置有浇铸机构4与余热利用机构5，所述真空熔炼机构2中的金属液输出管25将熔炼后的金属液输入到浇铸机构4内部进行冷却成型，所述余热利用机构5将空气输入至浇铸机构4内部，对浇铸机构4进行降温，同时使热空气输入至预热式机械混合机构3，进而对预热式机械混合机构3内部的第一批次物料进行预热，所述真空熔炼机构2顶部设置有预热式进料机构6以及真空熔炼机构2左侧顶部设置有定时给料机构7，所述预热式进料机构6中的进气管66接收余热利用机构5所产生的热风，进而对放置于预热式进料机构6中料斗63左侧腔室的第二批次物料进行预热，所述定时给料机构7中的叶轮76在余热利用机构5产生的热风的驱动下，带动预热式进料机构6中的阻隔横板68往复左右移动，进而完成第二批次物料的自动下料。
43.如图2所示，所述真空熔炼机构2包括真空熔炼炉21、中频感应加热装置22、放置板23、坩埚24、金属液输出管25、下料通道26和电磁阀27；
44.更为具体的，所述真空熔炼炉21与中频感应加热装置22均固定设置于设备箱1顶部，所述中频感应加热装置22位于真空熔炼炉21右侧，所述放置板23固定设置于真空熔炼炉21内部，所述坩埚24固定设置于放置板23顶部，所述金属液输出管25固定贯穿设置于坩埚24底部并贯穿真空熔炼炉21内壁并延伸至浇铸机构4正上方，所述下料通道26固定贯穿设置于真空熔炼炉21内腔顶部，所述电磁阀27设置有两个，两个所述电磁阀27分别设置于金属液输出管25以及下料通道26上。
45.如图3所示，所述预热式机械混合机构3包括第一壳体31、压板32、第一液压缸33、金属承载板34、弹性件35、第一封堵块36、密封前板37、升降横杆38和第二封堵块39；
46.更为具体的，所述第一壳体31固定设置于设备箱1顶部，所述压板32滑动设置于第一壳体31内侧顶部，所述第一液压缸33固定设置于第一壳体31顶部，且其输出轴贯穿第一壳体31顶部并延伸至第一壳体31内部与压板32固定连接，所述金属承载板34滑动设置于第一壳体31内侧底部，所述弹性件35设置有两个，两个所述弹性件35分别固定设置于金属承载板34底部两侧，且均与第一壳体31内壁固定连接，所述弹性件35设置为弹簧，所述第一封堵块36固定设置于金属承载板34底部，且对余热利用机构5中的热空气分流管54的一个输出端进行封堵，所述密封前板37固定设置于第一壳体31开口处内侧底部，所述升降横杆38固定设置于金属承载板34左侧，且贯穿第一壳体31并延伸至第一壳体31外侧，所述第二封堵块39固定设置于升降横杆38左端。
47.如图4所示，所述浇铸机构4包括底板41、定模42、侧板43、动模44和第二液压缸45；
48.更为具体的，所述底板41固定设置于设备箱1内腔底部，所述定模42固定设置于底板41顶部右侧，所述侧板43固定设置于底板41顶部左侧，所述动模44位于定模42左侧，且与底板41滑动连接，所述第二液压缸45固定设置于侧板43左侧，且其输出轴贯穿侧板43并与动模44固定连接。
49.如图3、图4和图5所示，所述余热利用机构5包括抽真空管51、真空泵52、散热通道53、热空气分流管54、第二壳体55和热空气导流管56；
50.更为具体的，所述散热通道53设置有两个，两个所述散热通道53水平方向上共线设置，且分别开设于定模42与动模44上，所述抽真空管51一端与预热式进料机构6中的顶罩
61连接以及另一端与位于右侧的散热通道53连接，所述真空泵52设置于抽真空管51上，所述热空气分流管54与位于左侧的散热通道53连接，所述热空气分流管54的一个输出端贯穿第一壳体31并延伸至第一壳体31内腔底部，所述第二壳体55固定套接设置于热空气分流管54的另一个输出端外侧，所述热空气导流管56固定贯穿设置于第二壳体55顶部，且其顶端与定时给料机构7中的侧罩73连接。
51.如图5所示，所述预热式进料机构6包括顶罩61、密封门62、料斗63、中间隔板64、预热腔65、进气管66、排气管67和阻隔横板68；
52.更为具体的，所述顶罩61固定设置于真空熔炼炉21顶部，所述密封门62通过合页转动设置于顶罩61顶部，所述料斗63位于顶罩61内部且与真空熔炼炉21固定连接，所述中间隔板64固定设置于料斗63内侧，所述预热腔65开设于料斗63内部左侧，所述进气管66右端与排气管67右端均与预热腔65连通，且进气管66与排气管67均贯穿顶罩61并延伸至顶罩61外部，所述进气管66左端贯穿定时给料机构7中的第三壳体72并与其固定连接，所述阻隔横板68滑动嵌套设置于料斗63左侧底部。
53.同时，所述定时给料机构7包括安装座71、第三壳体72、侧罩73、气孔74、往复丝杆75和叶轮76；
54.更为具体的，所述安装座71固定设置于真空熔炼炉21左侧顶部，所述第三壳体72与侧罩73均固定设置于安装座71顶部，且侧罩73固定设置于第三壳体72左侧，所述气孔74设置有多个，多个所述气孔74均匀开设于第三壳体72左侧壁上，所述往复丝杆75通过轴承转动嵌套设置于第三壳体72右侧壁上，且其右端贯穿顶罩61左侧壁并延伸至顶罩61内部与阻隔横板68螺纹连接，所述叶轮76位于第三壳体72内部且固定套接设置于往复丝杆75外侧左端。
55.实施例3
56.所述方法具体包括以下步骤：
57.s1、原料添加：在上一加工步骤所产生的金属液出料的过程中，将第一批次物料堆叠放置在金属承载板34顶部，将第二批次物料放入料斗63左侧腔室中，此时第一批次物料通过金属承载板34对弹性件35进行施压，金属承载板34通过升降横杆38带动第二封堵块39下降，此时热空气分流管54位于第一壳体31内部的输出端开启，热空气分流管54位于第二壳体55内部的输出端被封堵；
58.s2、余热利用以及第一批次物料预热：启动真空泵52，真空泵52通过抽真空管51抽取顶罩61内部的空气，空气在进入散热通道53与定模42以及动模44进行换热，此时定模42与动模44降温，定模42与动模44内部的上一加工步骤所产生的金属液被逐渐冷却为铸锭，空气则在升温后通过热空气分流管54输送到第一壳体31内腔底部，进而通过金属承载板34对其顶部的第一批次物料进行预热，同时在预热过程中，使得第一液压缸33带动压板32下降，进而对第一批次物料进行挤压混合；
59.s3、第一批次物料熔炼：第一批次物料挤压混合完毕后，将其由金属承载板34顶部取下并放入到料斗63右侧腔室中，随后将密封门62关闭，随着真空泵52的继续抽取，顶罩61内部恢复真空状态，此时可以将电磁阀27打开，位于料斗63右侧腔室的第一批次物料通过下料通道26落入到坩埚24中，此时启动中频感应加热装置22，中频感应加热装置22启动后对坩埚24进行加热，进而对第一批次物料进行熔炼；
60.s4、第二批次物料预热以及熔炼：在将第一批次物料由金属承载板34顶部取下时，此时在弹性件35的推动下，金属承载板34带动第一封堵块36对热空气分流管54位于第一壳体31内部的输出端进行封堵，并解除第一封堵块36对热空气分流管54位于第二壳体55内部输出端的封堵，热空气由热空气分流管54位于第二壳体55内部的输出端输出，然后通过热空气导流管56进入到侧罩73中，然后通过多个气孔74带动第三壳体72内部的叶轮76旋转，进而使往复丝杆75开始带动阻隔横板68向左移动，同时热空气进入到第三壳体72内部后会通过往复丝杆75进入到预热腔65中，进而对料斗63进行加热，使得料斗63对其左侧腔室中的第二批次物料进行预热，随着阻隔横板68的不断移动，预热完成后的第二批次物料落入到坩埚24中与第一批次物料熔炼所产生的金属液混合，并再次被熔炼；
61.s5、铸锭取出：在第二批次物料熔炼的过程中，使第二液压缸45带动动模44左移，进而将位于定模42与动模44之间的上一加工步骤所产生金属液冷却形成的铸锭取出，并完成下一加工步骤中所需的第一批次物料和第二批次物料的上料；
62.s6、铸锭精拔、退火、酸洗以及水洗：将合金铸锭精拔为合金杆，并对其进行热退火处理，热退火完成后，使用酸洗溶液进行清洗，并在清洗完成后，再使用去离子水进行清洗。
63.还需要说明的是，所述第一批次物料包括上述原料中的金、钯和总量银的四分之三，所述第二批次物料包括上述原料中的铂以及余下的银。
64.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。