[发明专利]一种含金的键合镀锡合金线

说明书

本发明涉及金属键合丝技术领域，特别涉及一种含金的键合镀锡合金线，该合金线包括合金线本体以及包裹在合金线本体外表面的镀锡层，在制备合金线本体时，以铜元素为基体，往其中合理的加入了金，银，铝，锰和镧元素，并采用科学的合金线制备方法，使金，银，铝，锰和镧元素均匀分布到铜基体中，从而改善铜基体的综合性能，并通过纳米硅粉和氮化钛粉体提高其形核率，强化其力学性能；使本发明的合金线不仅具有更高的破断力和伸长率，键合性能更好，而且具有更低的电阻率，导电性能更佳；同时，本发明还改善了铜合金线的镀锡工艺，优化了浸镀锡液，以浸镀锡技术代替常规的化学镀锡技术，使本发明的合金线的表面平整光滑，镀层均匀、致密，几乎没有瑕疵。

技术领域

本发明涉及金属键合丝技术领域，具体涉及一种含金的键合镀锡合金线。

背景技术

键合线是一种使用细金属线，利用热、压力、超声波能量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，是微电子领域常用的封装材料。早期的键合线多由纯金制成，但这种键合线价格昂贵，成本高，为降低成本，键合线逐渐被各种键合合金线取代，如纯银镀金键合线、各种铜合金键合线等。铜线由于价格低、导电率好、硬度大等优势使铜合金键合线成为当下应用最广泛的键合线。但现有的铜合金键合线大多具有表面易氧化，力学性能差、易出现拉拔断线等问题。因此，研发能够满足键合材料各方面力学性能并能提供更好表面抗氧化性的键合铜线显得尤为重要。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提出了一种含金的键合镀锡合金线，该合金线不仅具有更高的破断力和伸长率，键合性能更好，而且具有更低的电阻率，导电性能更佳。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

本发明提供了一种含金的键合镀锡合金线，该合金线包括合金线本体以及包裹在所述合金线本体外表面的镀锡层，所述合金线本体由以下重量百分比的原料制成：

金0.5％～1.5％，银0.003％～0.009％，铝0.001％～0.005％，纳米硅粉0.1％～0.8％，氮化钛粉体0.8％～1.5％，锰0.3％～0.5％，镧0.05％～0.1％，余量为铜。

优选的，所述镀锡层的厚度为50～80nm。

优选的，所述金，银，铝，纳米硅粉，氮化钛粉体，锰，镧和铜的纯度均大于99.99％。

本发明还提供了一种制备上述含金的键合镀锡合金线的方法，该方法包括以下步骤：

S1、合金坯料的制备：将金，银，铝，纳米硅粉，氮化钛粉体，锰，镧和铜放入真空电弧炉中，先抽真空，使真空电弧炉内的真空度大于1×10^-2Pa，然后往其中通入氩气使真空电弧炉内的气压到达0.5～0.8MPa，接着以30～40℃/min的升温速度升温至800～1000℃，再以50～60℃/min的升温速度升温至1300～1500℃，保温20～30min，保温期间每隔10min搅拌一次，得到合金金属液，最后将合金金属液冷却，得合金坯料；

S2、合金金属杆的制备：将合金坯料放入真空连续铸造设备的氮化硼坩埚内，先升温至300～500℃保温2～3h，然后抽真空使坩埚内的真空度高于3×10^-2Pa，继续升温，使温度升至800～1000℃后停止抽真空，接着往坩埚内通入氩气使坩埚内的气压到达0.5～0.8MPa，并将温度提升至1300～1500℃，保温20～30min后得到合金金属液，最后继续通入氩气使坩埚内的气压到达1.0～1.2MPa，随即通过间歇拉铸的方式拉制形成直径为8～12mm大小的合金金属杆；

S3、退火处理：在真空条件下对S2步骤中制备得到的合金金属杆进行退火处理，先在1300～1500℃的退火温度下退火6～12h，再于500～700℃的退火温度下退火10～24h；