[发明专利]一种合金键合丝及其制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种合金键合丝，属于封装材料技术领域，本发明还涉及所述合金键合丝的制备方法及其应用。

背景技术

键合丝是用于集成电路或晶体管芯片管芯与引线框架连接的关键引线材料。传统键合丝主要由纯金材质制成。纯金材质的键合丝具有较佳的延展性及导电性等物理性质。但是，随着LED及IC产品市场竞争的日趋激烈，产品销售价格大幅下降，如何开发出一种能达到纯金焊线的功效，并可大幅降低材料成本的金属键合丝成为封装企业迫在眉睫的任务。

中国专利文献CN102418011A公开了一种键合金丝，所述金丝中加入银，还加入元素Ca、Pd、Cu、In、Sn、Ni、La、Sc、Ce中一种或几种，其中键合金丝中银的重量百分含量为10％-25％，金的重量百分含量约为74%-89%。该技术方案仍以金为基材，键合丝的成本仍然很高。

中国专利文献CN101569968B公开了一种封装导线用的银合金焊线，该银合金焊线的组成成分包含：重量百分比为90.00～99.99％的银成分；重量百分比为0.0001～9.9997％的金成分；以及重量百分比为0.0001～9.9997％的铜成分。该技术方案所述的银合金焊线的焊接效果不理想、高速键合条件下易断线。

综合上述分析，如何提供一种成本低廉、键合性能优良、高速键合条件下不断线的键合丝及其生产工艺是现有技术中还没有解决的技术难题。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种成本低廉、键合性能优良、高速键合条件下不断线、机械性能强的键合丝及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种合金键合丝，该合金键合丝包括：金5-10wt%，铝1-5wt%，镍0.5-5wt%，其余为纯度≥99.999wt%的银。

作为一种优选，本发明提供一种合金键合丝，该合金键合丝的成分和重量含量为：金6-9wt%，铝2-4wt%，镍1-4wt%，其余为纯度≥99.999wt%的银。

作为一种优选，本发明提供一种合金键合丝，该合金键合丝的成分和重量含量为：金7-8wt%，铝3wt%，镍2-3wt%，其余为纯度≥99.999wt%的银。

作为一种优选，所述合金键合丝还添加Ca、Se、Rh、Be、Co、In中的一种或其中的几种。

作为一种优选，所述合金键合丝添加重量含量为1-120ppm的Ca、Se、Rh、Be、Co、In中的一种或其中的几种。

作为一种优选，所述合金键合丝添加重量含量为1-20ppm的Ca,1-20ppm的Se,1-20ppm的Rh,1-20ppm的Be,1-20ppm的Co,1-20ppm的In。

本发明还提供一种制备上述合金键合丝的方法，所述方法包括如下步骤：

(1)将金属原料银、金、铝、镍置入于熔炉中进行熔铸，以制成银合金铸块；

(2)将步骤（1）制成的银合金铸块进行拉丝加工，形成预定线径的银合金线材；

(3)将步骤（2）制成的银合金线材进行退火工艺处理，制得所需合金键合丝。

其中，所述方法步骤（1）中金属原料为：金5-10wt%，铝1-5wt%，镍0.5-5wt%，其余为纯度≥99.999wt%的银；优选金6-9wt%，铝2-4wt%，镍1-4wt%，其余为纯度≥99.999wt%的银；更有选金7-8wt%，铝3wt%，镍2-3wt%，其余为纯度≥99.999wt%的银。

作为一种优选，所述方法步骤（1）中还包含加入微量金属原料Ca、Se、Rh、Be、Co、In中的一种或其中的几种进行熔铸。

作为一种优选，所述方法步骤（1）中还包含加入重量含量为1-20ppm的Ca,1-20ppm的Se,1-20ppm的Rh,1-20ppm的Be,1-20ppm的Co,1-20ppm的In进行熔铸。

所述方法步骤（3）中退火工艺处理后的银合金线材还进行绕线工艺处理。

所述绕线工艺处理后的银合金线材还进行封装工艺处理。

所述步骤（2）中的拉丝工艺包括粗拉、中拉、细拉、超微细拉伸。

所述步骤（3）中的退火工艺处理包括有成品退火、性能测试过程。

上述任一种合金键合丝或上述任一种方法制备的合金键合丝有用于封装导线的用途。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：