[发明专利]键合金丝及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及键合丝领域，尤其涉及一种键合金丝及其制备方法。

背景技术

键合金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。近年来随着半导体行业的迅速发展，集成电路的集成化程度越来越高，电路板厚度越来越小，器件上的电极数越来越多，电极间距越来越窄，封装密度也相应变得越来越小，客观要求作为引线的键合金丝具有高强度、低长弧度和非常高的弧形稳定性等性能。而目前键合金丝主要以铍、铈、银等元素为合金的微量元素，这些微量元素具有细化晶粒、强化金的作用，但添加这些元素的合金材料很难满足引线对高强度、低长弧度的高要求。

而在现有的键合金丝的制备过程中，一般需要将其加热到300～600℃进行退火，退火后直接缠绕于收线轴进行分卷，这时键合金丝之间容易产生自扩散的粘结效应，导致下一道工序使用时放不出线来，产生大量的断线，产品成材率不高，因此限制了收线轴的缠绕长度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服以上现有技术问题的不足，提供一种高强度、低长弧度的键合金丝。

本发明所采用的技术方案为提供一种键合金丝，其材料配方重量百分比为：铍0.0005％～0.001％(即铍5～10ppm，一个ppm为一百万分之一，下同)，铜或锗0.0008％～0.002％(即铜8～20ppm或锗8～20ppm)，铈0.001％～0.003％(即铈10～30ppm)，其余为金，金的纯度≥99.996wt％。

本发明所要解决的另一技术问题是，提供本发明键合金丝的制备方法，用该方法制备的键合金丝产品成材率高，收线轴的缠绕长度长。

一种键合金丝的制备方法，包括以下工艺步骤：

①用纯度为99.99wt％的金电解提纯出纯度为99.999wt％的高纯金。电解时控制电解槽的槽压在0.6V，电解析出的金依次经水煮、氨水煮、水煮、3mol/L硝酸煮、水洗，烘干得高纯金。

②将高纯金进行熔炼，铸锭成金板，将金板轧制成薄金片。

③制作中间合金，所述中间合金指铍-金中间合金、铜-金中间合金、锗-金中间合金和铈-金中间合金中的一种。

所述制作中间合金，包括以下顺序的工艺步骤：

a.按重量百分比称取步骤②得到的薄金片99.43％～99.50％和铍或铜或锗或铈0.50％～0.57％。

b.投料，用薄金片将铍或铜或锗或铈捆包成小包，并将此小包放入坩埚中。

c.真空熔炼：真空熔炼的熔炼功率为10kW，待完全熔化后保持温度精炼10min。

d.浇铸，金液倒入石墨锭模中。

e.酸洗：将生成的中间合金先用纯水冷却，然后放到烧杯中并加入浓盐酸，将烧杯放到电炉上加热15min，煮完后再用纯水洗，最后用压缩空气吹干。

以上步骤制作出一种中间合金，按同样的工艺步骤制作出另外几种中间合金。

④竖式熔炼：将步骤③得到的中间合金在惰性气体氩气的保护下进行熔炼，拉铸，形成金棒。熔炼温度为1150±50℃，完全熔化后保持温度，精炼15min。

⑤拉丝：将熔铸的金棒在拉丝机上逐步拉细，直至要求的直径。其拉丝过程中的模具延伸率为5％～18％，拉丝速度为3～15m/s。

⑥退火：退火温度为300～600℃，退火速度为0.3～1.2m/s，退火后进行表面处理。退火后的表面处理指在键合金丝表面附上一层高分子化合物，高分子化合物由10％表面活性剂、10％无水乙醇及80％双蒸水组成。

⑦分卷：将键合金丝缠绕于收线轴。其绕丝张力为5～20g，绕丝速度为400～800rpm。

⑧真空包装。

与现有技术相比，本发明的键合金丝具有以下显著优点和有益效果：本发明的微量元素选用铍、铜或锗、铈，铜能提高金属强度，提高材料的高温强度，锗主要是提高材料的断裂负荷，并降低键合金丝的弧度，铜元素和锗元素的添加与合理配比使制备出的键合金丝在保证高强度的同时具有较好的低长弧度，满足半导体行业对键合金丝的高需要。

本发明的键合金丝的制备方法中在退火后进行一个表面处理，即在键合金丝表面附上一层高分子化合物，高分子化合物由10％表面活性剂、10％无水乙醇及80％双蒸水组成，能在键合金丝表面形成一层很薄很致密的保护层，这层保护层有效防止了键合金丝之间产生自扩散的粘结效应，使制备出的键合金丝之间不容易粘结在一起，从而大大提高了产品成材率，防止了放线时大量断线的产生，增大了收线轴的缠绕长度。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明，但并不仅限于以下实施例。

实施例1