[发明专利]银-锡-石墨烯复合键合丝及其制备方法

说明书

本发明公开了一种银‑锡‑石墨烯复合键合丝，其包括：石墨烯0.05%～1.5%、锡5%～10%、银88.5～94.95%及不可避免的杂质。与现有技术相比，在高端的LED及IC封装中，这种银‑石墨烯新型复合键合丝的成本仅为金丝1/8，大大降低了封装成本，且有效的克服了金银合金丝及镀钯铜丝在焊线时出现推拉力不足，二焊点植球不良和一焊点滑球等键合性缺陷，焊点能很好的共晶，键合性能均能达到键合金丝的性能要求。另外，本发明还提供了上述复合键合丝的制备方法。

技术领域

本发明涉及微电子封装用键合丝技术领域，具体地涉及了银-锡-石墨烯复合键合丝，同时还涉及了该银-锡-石墨烯复合键合丝的制备方法。

背景技术

微电子引线键合，是一种使用微细金属线，利用热、压力、超声波能量为使金属引线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。

目前在中高端LED、COB及多引脚IC集成电路封装，键合线多用金线、金银合金丝及镀钯铜线。由于键合金丝价格偏高，导致封装成本增加。金银合金丝价格相对较低，但在高端LED、COB及多引脚IC集成电路封装技术中，会出现键合氧化、推拉力不足、焊点共晶不好等缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是降低使用键合金丝所带来的封装成本，以及克服金银合金丝及镀钯铜丝现有的技术缺陷，并提供一种银-锡-石墨烯复合键合丝；本发明的又一个目的是提供上述银-锡-石墨烯复合键合丝的制备方法。

为实现上述目的，为此，本发明涉及的银-锡-石墨烯复合键合丝，以重量百分比计，包括：石墨烯0.05%～1.5%、锡5%～10%、银88.5～94.95%及不可避免的杂质。

在另一种优选技术方案中，银-锡-石墨烯复合键合丝，以重量百分比计，由石墨烯0.05%～1.5%、锡5%～10%、银88.5～94.95%及不可避免的杂质组成。

此外，本申请还提供上述任一技术方案所述银-锡-石墨烯复合键合丝的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

步骤1、配制硝酸银溶液10L；

步骤2、将质量为5-10g的石墨置于配制好的硝酸银溶液中，同时施以电磁搅拌和超声波分散，并用氨水调节溶液的pH值为中性，在反应温度为40℃～70℃的条件下，滴入还原剂；

步骤3、反应完毕后用去离子水冲洗并过滤，将收集的反应产物置于干燥箱烘干，得到含石墨烯4%～8.5%的银-石墨烯复合粉末材料；

步骤4、制备银-锡合金棒：按重量百分比，将65%～80%的银和20%～35%的锡放入高纯石墨坩埚内，并置于真空下拉连铸炉中，抽真空加热至1000℃～1300℃，待材料完全熔化后，充入高纯氩气保护，保温30min～90min，然后进行下拉定向连铸，得到直径为Φ8mm的银-锡合金棒；

步骤5、制备银-锡-石墨烯复合棒材：按重量百分比，将一定量的纯度≥99.99%银粉、银-石墨烯复合材料粉末、银-锡合金棒置于高纯石墨坩埚内，并将高纯石墨坩埚置于真空下拉连铸炉中，抽真空加热至1100℃～1300℃，待材料完全熔化后，保温15min～60min的同时进行搅拌；搅拌后精炼30min～60min，采用定向凝固方法，下拉连铸得到直径为Φ6mm的复合材料棒材，该复合材料棒材的成分为石墨烯0.05%～1.5%、锡5%～10%、银88.5～94.95%；

步骤6、粗拉伸：将经步骤5中的Φ6mm的复合材料棒材粗拉伸成直径Φ1.0mm的线材；

步骤7、表面清洗：将经过粗拉的直径Φ1.0mm的线材先用浓度为1%～20%盐酸溶液清洗，再用去离子水冲清洗并烘干；