專利名稱：一種鍵合金絲及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬于電子封裝鍵合行業(yè)所屬子行業(yè)封裝材料范疇技術領域，具體涉及一種鍵合金絲及其制備方法。
背景技術：
傳統(tǒng)鍵合金絲是由金和其他微量金屬(鈣、鈀、銅、銀等)制備而成，用于LED及IC 封裝生產。近年來隨著半導體等行業(yè)的迅速發(fā)展，集成電話等的集成化程度越來越高，電極板越來越小，器件上得電極數(shù)越來越多，電極間距越來越窄，封裝密度也變得越來越小，因此，對鍵合金絲需要越來越大。傳統(tǒng)鍵合金絲除價格昂貴外，其抗拉強度偏低。例如直徑20 微米的金線，在焊接后，其最高抗拉強度不到5克力，延伸率一般不超過6 %。鍵合金絲是以黃金為原材料，隨著國際金價的不斷上漲，鍵合金絲的價格也一路攀升，因此，如何解決鍵合金絲的成本問題，同時又不改變質量，甚至通過改進提高產品質量，已經成為重中之重。中國專利申請?zhí)枮?200610021373. 2,201010622360. 7,201110027498. 7 公開鍵合金絲及其制備方法，上述制備的鍵合金絲都是在金絲中加入不同金屬元素，雖然質量上有所提高，但沒有針對鍵合金絲性質的進行深入的研究，即沒有在質量為基礎上對生產成本和使用成本進行研究。
發(fā)明內容
基于上述原因，申請人通過多年的研究，意外的發(fā)現(xiàn)，在鍵合金絲中提高金屬銀的含量，制備成新的特種鍵合金絲，可降低生產和使用成本，使用成本僅為現(xiàn)有的鍵合金絲使用成本的40-50%左右，同時提高了鍵合絲的強度及延伸率，更好的抵抗封裝沖擊力及封裝材料熱膨脹力。本發(fā)明還提供上述所述鍵合金絲的制備方法，該方法工藝簡單、易于生產， 可使用傳統(tǒng)鍵合絲材的設備生產，無需改造投資新的設備。本發(fā)明通過下述技術方案實現(xiàn)的。一種鍵合金絲，其特征在于金絲中加入銀，還加入元素Ca (鈣)、Pd (鈀)、Cu (銅)、 In(銦)、Sn(錫)、Ni (鎳)、La(鑭)、Sc(鈧)、Ce(鈰)中一種或幾種。本發(fā)明所述元素的絕對純度均大于等于99. 99% (包括金、銀、01、？(1、01、111、511、 Ni、La、Sc、Ce)。上述所述鍵合金絲中優(yōu)選銀的重量百分含量為10% -25%。上述所述鍵合金絲中元素Ca (鈣)、Pd (鈀)、Cu (銅)、In (銦)、Sn (錫)、Ni (鎳)、 La (鑭)、Sc (鈧)、Ce (鈰)中一種或幾種重量含量為5-900ppm。上述所述鍵合金絲中銀的重量百分含量為20%，元素中鈣重量百分含量為 5-100ppm，鈀重量百分含量為5-100ppm，銅重量百分含量為5-100ppm。上述所述鍵合金絲的制備方法包括但不限于下述取石墨坩堝中放入金及銀，放入元素Ca(鈣)、Pd(鈀)、Cu(銅)、In(銦)、Sn(錫)、 Ni(鎳)、La(鑭)、Sc(鈧)、Ce(鈰)中一種或幾種，充入氮氣，熔煉溫度為1100_1200°C，攪拌均勻后引出，制成直徑為6-10mm的合金棒材；取合金棒材，通過拉絲機，將棒材拉制成鍵合金絲；在氮氣保護下退火，退火溫度為300-550°C，退火速度為50-60米/分鐘；鍵合金絲纏繞于收線軸，真空包裝。一種鍵合金絲的制備方法取石墨坩堝中放入金及銀，放入元素Ca(鈣)、Pd(鈀)、Cu(銅)、In(銦)、Sn(錫)、 Ni(鎳)、La(鑭)、Sc(鈧)、Ce(鈰)中一種或幾種，充入氮氣，熔煉溫度為1100_1200°C， 攪拌均勻后引出，制成直徑為6-10mm的合金棒材；取合金棒材，通過拉絲機，將棒材拉制成鍵合金絲；在氮氣保護下退火，退火溫度為300-550°C，退火速度為50-60米/分鐘；鍵合金
絲纏繞于收線軸，真空包裝。上述制備方法中的金屬元素絕對純度均大于等于99. 99% (包括金、銀、Ca、Pd、 Cu、In、Sn、Ni、La、Sc、Ce)。一、鍵合金絲研究試驗試驗例1 鍵合金絲中鈣的重量百分含量為20%，其余金屬元素銀重量百分含量為20ppm，鈀重量百分含量為20ppm，銅重量百分含量為20ppm，其余為金。試驗例2 鍵合金絲中銅的重量百分含量為20%，其余金屬元素鈣重量百分含量為20ppm，鈀重量百分含量為20ppm，銀重量百分含量為20ppm，其余為金。試驗例3 鍵合金絲中銀的重量百分含量為20%，其余金屬元素鈣重量百分含量為20ppm，鈀重量百分含量為20ppm，銅重量百分含量為20ppm，其余為金。方法取石墨坩堝中放入金，放入其它金屬，充入氮氣，熔煉溫度為1150°C，攪拌均勻后引出，制成直徑為8mm的合金棒材；取合金棒材，通過拉絲機，將棒材拉制成鍵合金絲直徑為30微米的金絲；在氮氣保護下退火，退火溫度為450°C，退火速度為55米/分鐘； 鍵合金絲纏繞于收線軸，真空包裝。上述金屬元素的絕對純度均大于等于99. 99%。試驗結果見表1。表1不同鍵合金絲的質量比較
權利要求
1.一種鍵合金絲，其特征在于金絲中加入銀，加入元素Ca、Pd、Cu、In、Sn、Ni、La、Sc, Ce中一種或幾種。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種鍵合金絲，其中鍵合金絲中銀的重量百分含量為 10% -25%。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種鍵合金絲，其中元素01、？(1、01、111、511、慰、1^、5(3、(^中一種或幾種重量含量為5-900ppm。
4.根據(jù)權利要求1-3任一項所述的一種鍵合金絲，其中銀的重量百分含量為20%， 元素中鈣重量百分含量為5-100ppm，鈀重量百分含量為5-100ppm，銅重量百分含量為 5_100ppmo
5.根據(jù)權利要求1-4任一項所述的一種鍵合金絲，其中鍵合金絲的制備方法包括下述步驟取石墨坩堝中放入金及銀，放入元素Ca、Pd、Cu、In、Sn、Ni、La、Sc、Ce中一種或幾種，充入氮氣，熔煉溫度為1100-1200 V，攪拌均勻后弓I出，制成直徑為6-10mm的合金棒材；取合金棒材，通過拉絲機，將棒材拉制成鍵合金絲；在氮氣保護下退火，退火溫度為300-55(TC， 退火速度為50-60米/分鐘；鍵合金絲纏繞于收線軸，真空包裝。
6.一種鍵合金絲的制備方法，其特征在于取石墨坩堝中放入金及銀，放入元素Ca、Pd、Cu、In、Sn、Ni、La、Sc、Ce中一種或幾種，充入氮氣，熔煉溫度為1100-1200 V，攪拌均勻后弓I出，制成直徑為6-10mm的合金棒材；取合金棒材，通過拉絲機，將棒材拉制成鍵合金絲；在氮氣保護下退火，退火溫度為300-55(TC， 退火速度為50-60米/分鐘；鍵合金絲纏繞于收線軸，真空包裝。
全文摘要
本發(fā)明涉及電子封裝鍵合行業(yè)所屬子行業(yè)封裝材料范疇。本發(fā)明公開了一種鍵合金絲，其中金絲中加入銀，還加入元素Ca、Pd、Cu、In、Sn、Ni、La、Sc、Ce中一種或幾種，其中鍵合金絲中銀的重量百分含量為10％-25％。本發(fā)明鍵合金絲可降低生產和使用成本，使用成本僅為現(xiàn)有的鍵合金絲使用成本的40-50％左右，同時提高了鍵合絲的強度及延伸率，更好的抵抗封裝沖擊力及封裝材料熱膨脹力。本發(fā)明還提供上述所述鍵合金絲的制備方法，該方法工藝簡單、易于生產，可使用傳統(tǒng)鍵合絲材的設備生產本發(fā)明鍵合金絲，無需改造投資新的設備。
文檔編號C22C1/02GK102418001SQ20111036253
公開日2012年4月18日 申請日期2011年11月16日 優(yōu)先權日2011年11月16日
發(fā)明者周鋼, 薛子夜, 趙碎孟 申請人:浙江佳博科技股份有限公司