[发明专利]银基微合金键合丝及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及微电子后道封装工序用键合丝线产品的制造技术领域，特别涉及一种银基微合金键合丝及其制备方法。

背景技术

键合丝用于连接集成电路晶圆与载板端子，是集成电路与外部应用的重要桥梁，广泛应用于发光二极管、三极管、IC等半导体行业的引线封装。目前，最为广泛使用的是黄金丝键合线。但黄金价格昂贵且日益上涨，给出货量最大的低端LED，IC封装带来沉重的成本压力；因此，业界对于成本低廉、性能稳定的新型材料用以取代黄金键合丝具有非常迫切的需求。

目前用于替代黄金丝的研究集中于铜基键合丝，但材料內禀性能差异带来的诸多问题尚未得到解决：1. Cu拉制过程中的加工硬化，使得难以拉制与黄金键合丝一样细的线径；2. Cu的稳定性远低于Au，在保存及焊接过程中容易氧化，导致邦定芯片的性能恶化甚至失效，需要改变目前的邦定工艺，以及对键合丝进行防氧化处理。这些问题导致新型铜基键合丝还没有得到大规模的替代使用。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供了一种性能稳定，价格低廉，材料力学和电学性能好的银基微合金超细键合丝。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种银基微合金键合丝，组成键合丝的材料各成份重量百分比为：其中银含量为99.982～99.993%，铟含量为0.003～0.008%，铜含量为0.002～0.006%，金含量为0.002～0.004%。

一种银基微合金键合丝的制备方法，主要包括以下步骤：

A．采用真空将组成所述键合丝的合金材料放入感应炉熔炼于1100°C下熔炼；

B．将合金连铸成高纯度银基微合金棒，其直径在6～10mm；

C．将上述银基微合金棒经过大拉机拉制成直径为1.5mm的银基微合金棒，再将拉制好的银基微合金棒经微机程控、交流伺服电机驱动的拉丝机拉制成直径为0.15mm的银基微合金线；

D．在温度为200℃的退火复绕设备上进行热处理，再经微机程控交流伺服电机驱动的拉丝机将直径为0.15mm的银基微合金棒经过连续拉拔制成直径为0.013～0.025mm的银基键合丝。

本发明的有益效果是：本发明具有以下优点：1、价格低廉，仅为黄金键合丝价格的10-30%；比铜基键合丝价格高，考虑铜键合丝使用过程中的抗氧化处理，综合价格与Cu键合丝相当；2、由于材料的改善和拉拔工艺的配合，制备的银基微合金材料可以拉拔至0.025mm-0.013mm超细线径，完全覆盖现有的黄金键合丝的各种尺寸；3、键合丝性能稳定，抗氧化性能好，可直接在现有用于邦定黄金丝的设备上进行焊接邦定，与现有的黄金丝邦定工艺兼容；4、材料的力学、电学性能好，直径0.023mm的银基微合金键合丝，其断裂强度达72mN，延伸率为8%-12%，电阻率为1.7x10^-8Ω·m，达到或者超过相同尺寸的黄金键合丝的力学、电学性能，可完全替代用于中低端LED封装，IC封装领域的黄金键合丝。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

具体实施方式：

实施例1：一种银基微合金键合丝，组成键合丝的材料各成份重量百分比为：其中银含量为99.993%，铟含量为0.003%，铜含量为0.002%，金含量为0.002%。

一种银基微合金键合丝的制备方法，主要包括以下步骤：

A．采用真空将组成所述键合丝的合金材料放入感应炉熔炼于1100°C下熔炼；

B．将合金连铸成高纯度银基微合金棒，其直径在6～10mm；

C．将上述银基微合金棒经过大拉机拉制成直径为1.5mm的银基微合金棒，再将拉制好的银基微合金棒经微机程控、交流伺服电机驱动的拉丝机拉制成直径为0.15mm的银基微合金线；

D．在温度为200℃的退火复绕设备上进行热处理，再经微机程控交流伺服电机驱动的拉丝机将直径为0.15mm的银基微合金棒经过连续拉拔制成直径为0.013～0.025mm的银基键合丝。

实施例2：一种银基微合金键合丝，组成键合丝的材料各成份重量百分比为：其中银含量为99.982%，铟含量为0.008%，铜含量为0.006%，金含量为0.004%。

一种银基微合金键合丝的制备方法，主要包括以下步骤：

A．采用真空将组成所述键合丝的合金材料放入感应炉熔炼于1100°C下熔炼；

B．将合金连铸成高纯度银基微合金棒，其直径在6～10mm；