[发明专利]一种键合丝

说明书

技术领域

本发明涉及一种键合丝，具体涉及一种具有三层镀层结构的键合丝及其制备方法。

背景技术

目前，集成电路中的半导体电子芯片与外部引线框架的连接大部分都是依靠键合丝完成的，即所谓的引线键合。其过程是在键合设备上使键合丝通过专用陶瓷嘴再固定住，使之尾部留出一定长度的键合丝，再通过外部电弧放电使键合丝尾部熔融成球状，然后利用陶瓷嘴使球状键合丝挤压连接到电子芯片的电极上，最后通过键合设备的移动使键合丝的另一端采用摩擦的方式连接到外部引线框架上，经塑料树脂封装后完成。要保证上述所有工序的顺利进行，对键合丝有成球性好、导电导热性好、强度高、延伸性好、抗氧化性和耐腐蚀性好等要求。所以现在大部分的键合丝都以纯度在99.99%以上的黄金作为主材料，工作线径在18～50μｍ范围内，此时键合金丝能很好的满足上述键合的要求，此事实经过广泛的验证而得到证实。但是黄金的造价昂贵，键合金丝成本较高，为适应市场要求相继推出了键合金丝的替代品，例如银合金丝以及镀金银合金丝。银合金丝制造成本较低，但是其抗氧化硫化性较低，只能在低端产品上替代金丝。相对而言，镀金银合金丝能更好的替代金丝，其在银合金丝的表面镀了一层金，在不影响其键合的情况下确实提高了产品的抗氧化硫化性能，但由于金的原子结构与银原子结构十分相似，所以在银合金丝表面镀金无法解决银的迁移问题，电子封装后道的性能稳定性较差，所以镀金银合金丝仍无法完全替代金丝。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种抗氧化硫化性强、稳定性好的键合丝及键合丝的制备方法。

上述目的是通过下述方案实现的：

一种键合丝，其特征在于，该键合丝由键合丝基体和包覆在键合丝基体外的三层镀层构成，所述键合丝基体为金银钯合金；所述三层镀层由内向外依次为金镀层、钯镀层、铂镀层，并且所述铂镀层在三层镀层中的厚度最厚。

根据上述的键合丝，其特征在于，所述金银钯合金的化学成分为：金5wt%—20wt%，银60wt%—94wt%，钯1wt%—20wt%。

根据上述的键合丝，其特征在于，所述金镀层的质量为所述键合丝基体质量的1wt%—5wt%，所述钯镀层的质量为所述键合丝基体和所述金镀层质量之和的1wt%—5wt%，所述铂镀层的质量为所述键合丝基体、所述金镀层和所述钯镀层质量之和的4wt%—10wt%。

一种上述的键合丝的制备方法，其特征在于，所述方法的步骤为：

（1）将金、银以及钯按质量比（5—20）：（60—94）：（1—20）进行真空熔炼后，拉铸成直径为10~6mm的合金丝棒，经大、中拉再到微拉至直径为40—80μｍ，得到键合丝基体；

（2）在键合丝基体上镀金，其中金镀层的质量为键合丝基体质量的1wt%—5wt%；

（3）对步骤（2）的合金丝进行超声清洗，在金镀层上镀钯，其中钯镀层的质量为键合丝基体和金镀层质量之和的1wt%—5wt%；

（4）对步骤（3）的合金丝进行超声清洗，在钯镀层上镀铂，其中铂镀层的质量为键合丝基体、金镀层和钯镀层质量之和的4wt%—10wt%；

（5）将步骤（4）的合金丝微拉至所需线径，得到键合丝。

根据上述的键合丝的制备方法，其特征在于，镀金、镀钯和镀铂的方式为无氰电镀。

根据上述的键合丝的制备方法，其特征在于，所述金的纯度为99.999%以上，所述钯的纯度为99.99%以上，所述铂的纯度为99.99%以上。

本发明的有益效果：

本发明的键合丝具有三层镀层结构，其抗氧化硫化性强，能解决银的迁移问题，电子封装后道性能稳定性好，且制备成本低，可完全取代金丝。

附图说明

图1为本发明的键合金丝的结构示意图。

具体实施方式

如图1所述，本发明的键合丝具备三层镀层结构，三层镀层包覆在键合丝基体1外。键合丝基体1的材质为金银钯合金，三层镀层由内向外依次为金镀层2、钯镀层3、铂镀层4，并且本发明的键合丝以铂为主覆层，即三层镀层中铂镀层4的厚度最厚。作为键合丝基体1的金银钯合金的化学成分为金5wt%—20wt%、银60wt%—94wt%、钯1wt%—20wt%。金镀2层的质量为键合丝基体1质量的1wt%—5wt%，钯镀层3的质量为键合丝基体1和金镀层2质量之和的1wt%—5wt%，铂镀层4的质量为键合丝基体1、金镀层2和钯镀层3质量之和的4wt%—10wt%。

本发明的键合丝的制备方法的步骤如下：