[发明专利]银基键合丝的制备方法

说明书

本发明公开了一种银基键合丝的制备方法，该银基键合丝是首先在纯度高于99.999%的Ag中添加2.0%‑4.0%Pd、3.0%‑5.0%Ce和4.0%‑6.0%Cu混合为合金基材，并通过对合金基材进行熔炼、拉丝、清洗、退火、绕线、包装等步骤制成，在熔炼过程中不需要加氮气保护，采用添加高温分子筛和反复抽真空进行除氧，同时通过多次反复熔炼使合金金属熔液完全熔合均匀，制得的银基键合丝一致性好，性能稳定，延伸率和拉伸强度高，确保了焊接质量和器件的可靠性和稳定性，并使整个生产工艺流畅，提高了生产效率，同时其还具有良好的抗氧化，导电性，成本适中，可广泛应用于IC、LED等电子封装领域。

技术领域

本发明涉及键合丝加工技术领域，特别涉及一种银基键合丝的制备方法。

背景技术

键合丝作为半导体器件，大规模集成电路封装业的重要结构材料之一，

起联结硅片电极与引线框架的外部引出端子的作用，并传递芯片的电信号、散发芯片内产生的热量，是集成电路封装的关键材料，键合丝材料的质量好坏直接影响焊接质量，从而对器件的可靠性和稳定性产生很大影响。

在元素周期表中过渡组金属元素中银、铜、金和铝四种金属元素具有较高的导电性能，其中，键合金丝因具备优异的导热、机械性能以及化学稳定性，在键合丝使用中占主导地位，但也存在其自身无法克服的缺点：价格昂贵，受市场金件大幅上涨影响较大，制约了封装成本的控制，导致终端产品的价格过高，不利于企业提高竞争力。键合铜丝价格优势明显，但是还存在一些缺点：如铜丝过硬引起的第二焊点容易缩丝，致使键合操作中断，给后续封装工序造成困难，严重影响生成效率和成品率；铜的氧化温度低，键合铜丝的高氧化性，使得键合铜丝在开包后必须在较短时间内用完，键合丝成品长度受限，并且保存需要真空或保护气体。

键合银丝价格便宜，导电性和散热性都好，反光性好不吸光，一般采取多元掺杂合金加入微量元素，减少金属化合物的形成，降低结合性能的退化，使结合性能和金丝一样稳定，银基键合丝的制备总体是按照母合金制备-连续铸造-拉丝-退火-绕线-包装的工艺流程来进行，但现有的银基合金键合丝制备工艺为了防止键合丝氧化均需要在合金熔炼过程中加氮气保护，而且由于关键因素控制不当很难实现合金熔合后的完全均匀化，制得的银基合金键合丝延伸率和拉伸强度等性能波动范围大，影响焊接质量，降低了器件的可靠性和稳定性，同时还影响了整个键合丝生产的流畅性，降低了生产效率。

发明内容

本发明的任务是提供一种熔炼过程中不需加氮气保护，合金熔液熔合均匀，抗氧化性良好，性能稳定的银基键合丝的制备方法以解决现有技术中存在的问题。

本发明通过以下技术方案来实现发明目的：

一种银基键合丝的制备方法，包括以下步骤：

（一）在纯度高于99.999%的Ag中添加2.0%-4.0% Pd、3.0%-5.0% Ce和4.0%-6.0%Cu混合为合金基材；

（二）使用金相砂纸对连铸炉中的坩埚、结晶器以及牵引棒进行抛光后，将步骤一中的合金金属材料加入安装有高温分子筛的连铸炉内，然后抽真空升温，使合金基材在真空度为1.0×10^-2 MPa-2×10^-3 MPa，温度为600℃-700℃的连铸炉内搅拌30 min-1h进行精炼，并采用水温温控设备控制循环冷却水的温度；

（三）升温到1100℃-1200℃，持续搅拌10-20min，将完全熔化好的合金金属熔液注入连铸炉内的储液池保温，以4-8 cm/min的连铸速度完成对合金金属熔液的连铸，熔铸得到合金银棒材；

（四）将步骤三中的合金银棒其投入连铸炉中，重复步骤二和步骤三，制得均匀的合金银棒材；