一种铜钯银合金键合引线及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种合金键合引线及其制备方法，尤其涉及一种铜钯银合金键合引线 及其制备方法，属于微电子封装用金属键合丝技术领域。
【背景技术】
[0002] 微电子引线键合，是一种使用微细金属线，可利用热、压力、超声波能量使其与基 板焊盘紧密焊合，实现芯片与基板间的电气互连和芯片间的信息互通。在理想控制条件下， 引线和基板间会发生电子共享或原子的相互扩散，从而使两种金属间实现原子量级上的键 合。
[0003] 目前在LED、C0B及多引脚集成电路封装，键合线多采用金线及纯银镀金线。例如 本申请人的早期专利申请，公开号为CN103474408A给出的《一种表面有镀金层的金银合金 键合丝及其制备方法》，包括有金银合金丝，其特征在于金银合金丝表面镀有金保护层；所 述金银合金丝含有铍、碲、钴；所述金银合金丝金和银的纯度均多99. 99%，金保护层金的纯 度多99. 99% ;所述表面有镀金层的金银合金键合丝各组分的重量份数为：金银合金丝金含 量7. 0~10. 0，银含量82~90 ;金保护层金含量3. 0~8. 0 ;铍含量0. 0001~0. 0007 ; 碲含量〇. 〇〇〇1~〇. 〇〇〇8,钴含量0. 0001~0. 0007 ;所述金银合金丝直径为0. 015mm~ 0? 05mm，金保护层厚度为0? 2um~0? 6um。由于键合金丝价格偏高，导致封装成本增加；纯 银镀金键合丝价格相对较低，但在LED、C0B及多引脚集成电路封装技术中，需要有惰性气 体保护，但还是会出现氧化、材料偏硬、一焊点滑球、二焊点线尾过长等问题。因此，键合金 丝和纯银镀金键合丝并不能完全适合LED、C0B及多引脚集成电路的封装。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的就在于针对上述问题，提供一种推拉力、抗氧化性能、键合性能好且 成本低的铜钯银合金键合引线及其制备方法。
[0005] 为实现上述目的，本发明给出的技术方案是，一种铜钯银合金键合引线，其特点 是所述铜钯银合金键合引线的表面设置有镀钯保护层，所述铜钯银合金键合引线直径为 0. 015mm~0. 05mm，锻钮层厚度为 0. 2um~0. 6um。
[0006] 本发明所述铜钯银合金键合引线中的铜和银纯度均多99. 9999%，内部钯和保护层 钯的纯度多99. 9999%。铜钯银合金键合引线各组分的重量份数为：铜含量（78-83)，银含量 (10-15)，钯含量（1-10)，稀土含量（0? 0001-0. 0008)，钙含量（0? 0001-0. 0005)。
[0007] 作为一种优选方案，本发明所述铜钯银合金键合引线各组分的重量份数之和等于 100,其中的银含量12,钯含量8,钙含量0. 0004,稀土含量0. 0006,其余为铜。铜钯银合金 键合引线直径为由0. 0325mm，钯保护层厚度为0. 4um。
[0008] 本发明给出的一种铜钯银合金键合引线制备方法，包括以下步骤。
[0009] 1)选取铜锭钯锭及银锭，清洗，烘干备用。
[0010] 2)制备铜钯银合金铸锭：铜锭，钯锭，银锭，钙及稀土置于真空熔铸炉中，得到铜 .巴银合金铸锭。
[0011] 3)制备铜钯银合金棒：将铜钯银合金铸锭放入真空下拉连铸炉中，抽真空加热， 采用定向凝固方法，下拉连铸得到铜钯银合金棒。
[0012] 4)铜钯银合金棒均匀化退火：将铜钯银合金棒置于热处理炉中，进行合金均匀化 退火处理。
[0013] 5)粗拉伸：将铜钯银合金棒粗拉伸得到合金线材。
[0014] 6)晶粒细化退火：将合金线材置于热处理炉中，进行合金晶粒细化热处理。
[0015] 7)中拉伸：将晶粒细化退火处理的合金线材中拉伸得到中丝。
[0016] 8)细拉伸：将中丝拉伸得到细丝。
[0017] 9)表面清洗：将细丝先用酸液清洗，再用去离子水冲洗，烘干。
[0018] 10)表面镀钯：采用在线电镀设备，对清洗后的细丝表面在线镀钯。
[0019] 11)细微拉伸：将镀钯后的细丝进行微细拉伸得到微细丝。
[0020] 12)热处理：将微细丝置于连续退火系统中，进行连续退火处理。
[0021] 13)复绕分装：将微细丝单卷定尺。
[0022] 首先，本发明所述步骤1)先用氢氧化纳清洗，再用去离子水冲洗，放入烘箱烘干。
[0023] 步骤2)将铜锭，钯锭，银锭，钙及稀土放入高纯石墨坩锅中，置于真空熔铸炉中，进 行中频感应加热，在加热过程中，抽真空处理。待材料完全熔化，充入高纯氮气保温，将液态 铜钯银合金倒入高纯石墨槽中，得到铜钯银合金铸锭。
[0024] 步骤3)将铜钯银合金铸锭放入高纯石墨坩锅，置于真空下拉连铸炉中，抽真空加 热铜钯银合金铸锭，待完全熔化后保温，充高纯氮气继续加热，待温度稳定后精炼，采用定 向凝固方法，下拉连铸得到铜钯银合金棒。
[0025] 步骤9)酸液采用硝酸及乙酸溶液。
[0026] 步骤12)退火期间，采用高纯氮气保护气保护。
[0027] 其次，本发明所述步骤1)氢氧化纳的摩尔浓度为10%~25%。
[0028] 步骤2)中频感应加热至1000°C~1200°C，保温30min~90min，得到宽度5cm~ 10cm、厚度1cm的铜钮银合金铸锭。
[0029] 步骤3)抽真空加热铜钯银合金铸锭，加热至1000°C~1200°C，待完全熔化后，保 温15min~60min;充高纯氮气继续加热至1100°C~1350°C，精炼30min~90min，得到直 径为6mm或8mm的铜钮银合金棒。
[0030] 步骤4 )热处理温度800 °C~900 °C，保温时间8h~20h。
[0031] 步骤5)合金线材直径为1mm。
[0032] 步骤6 )热处理温度500 °C~650 °C，保温时间lh~8h。
[0033] 步骤7)中丝直径为0? 5謹。
[0034] 步骤8)细丝直径为0? 〇8謹~0? 10謹。
[0035] 步骤9)硝酸及乙酸溶液摩尔浓度为5%~15%。
[0036] 步骤10)在线镀钮收线速度为5m/min~8m/min，电流密度为6A/dm2~10A/dm2。
[0037] 步骤11)微细丝直径为0? 015mm~0? 05mm〇
[0038] 步骤12)连续退火温度300°C~450°C，速度40m/min~80m/min。
[0039] 步骤13)单卷定尺控制张力0? 8g~8.Og，单卷500m定尺。
[0040] 作为优选方案，本发明所述步骤1)氢氧化纳摩尔浓度为17. 5%。
[0041] 步骤2)中频感应加热至1200°C，保温60min，得到宽度7. 5cm、厚度1cm的铜钯银 合金铸
[0042] 步骤3)抽真空加热铜钯银合金铸锭，加热至1KKTC，待完全熔化后，保温 37. 5min。充高纯氮气继续加热至1225°C，精炼60min，得到直径为6mm或8mm的铜钮银合 金棒。
[0043] 步骤4 )热处理温度850 °C，保温时间14h。
[0044] 步骤6 )热处理温度650 °C，保温时间4. 5h。
[0045] 步骤8)细丝直径为0.09mm。
[0046] 步骤9)硝酸及乙酸溶液摩尔浓度为10%。
[0047] 步骤11)微细丝直径为0? 0325mm。
[0048] 步骤12)连续退火温度375°C，速度60m/min。
[0049] 步骤13)单卷定尺控制张力4. 4g。
[0050] 与现有技术相比，本发明的有益效果是。
[0051] 本发明采用铜钯银合金取代纯银镀金键合丝，克服了纯银镀金键合丝的不足，其 材料推拉力、抗氧化性能、键合性能均能达到纯银镀金键合丝的性能要求。而且，本发明表 面有镀钯层的铜钯银合金键合丝的价格比纯银镀金键合丝的低很多，大幅度降低了键合线 封装成本。其次本发明在微细拉伸过程中，镀层材质更致密、表面光滑、线型一致，基体表面 与镀层之间金属分子相互渗透，确保镀层的附着力，增加了产品保质期限与抗氧化力。另 外，本发明采用铜钯银合金铸锭连铸制成铜钯银合金棒的方式，使各组分分布更均匀、颗粒 更小、产品性能更加优越。
【具体实施方式】
[0052] 下面结