[发明专利]一种键合合金丝及其制备和应用

说明书

本发明涉及一种键合合金丝及其制备和应用，属于键合丝加工技术领域。本发明所述键合合金丝的组成成分以质量分数计，包括银92％～99％，钯0.5％～4％，铜0.1‑2％，金0.1‑2％，镓20‑200PPM，铈20‑200PPM，铂20‑200PPM，镧20‑200PPM，经熔铸和拉丝后，制成截面直径≤50μm的键合合金丝；本发明以高纯银材为基础，添加合金元素，制成了具有较小延伸率浮动范围的键合丝，减少异常短线频率，提高键合产能和设备稼动率；适用于集成电路、大规模集成电路微型化封装，也适用于分立器件、LED封装；所述键合合金丝制备方法简单，实用性好。

技术领域

本发明涉及一种键合合金丝及其制备和应用，属于键合丝加工技术领域。

背景技术

半导体封装用键合丝是封装行业的基础材料之一，它决定着集成电路的发展水平，键合金丝所需要的合金丝需要具备机械强度好，成球特性好，接合性好，易于作业和焊接的特性。

传统使用的键合丝是一种微合金化高纯金丝，常用碱土金属、稀有金属和稀土金属、过渡金属以总质量分数0.0001％-0.01％加入高纯Au制成，但是近几年来，黄金市值一路飙升，不到十年时间黄金原料价格增长了140％，给使用键合金丝的厂家，增加了沉重的原材料成本，同时也大大增加了键合金丝生产厂商的生产及流动成本。

在研发方面，随着先进半导体封装技术进入中国大陆，对大陆键合金丝厂商也提出了更高的要求，键合金丝电参数、强度参数、成球参数等要求越来越高，而且由于封装器件尺寸的不断减小，常规的键合金丝已经达到了其能力极限，这就要求有直径更细、强度更高的合金丝来适应超细间距的封装器件，这就导致，键合丝在键合过程中或者应用过程中，线弧性能不稳定，容易出现异常断裂，导致键合产能低，设备稼动率低。

合金型金丝键合金丝，金和银在液态和固态都能无限固溶，显著提高键合金丝的强度，抗振动破断性能优良，当键合金丝合成环状时，球颈不会发生断裂，芯片也不会因为球软而发生破裂，现有中国专利文献CN103194637A公开了一种键合合金银丝，银＜90wt％，金3.0wt％-10.0wt％，钯3.0wt％-8.0wt％得到得合金导电能力强，具有一定的抗氧化性、良好的可塑性，较高的断裂负荷和较好的伸长率，但是，在实际的键合过程和使用过程中，仍然不可避免会产生较高的断线频率。

发明内容

因此，本发明为了解决现有技术中键合丝线弧性能不稳定，断线频率高的技术问题，公开了一种键合合金丝及其制备和应用。

本发明公开了一种合金组合物，以所述合金组合物的总质量计，包括:银 92％～99.3wt％，钯0.5％～4wt％，铜0.1-2wt％，金0.1-2wt％，镓20-200PPM，铈20-200PPM，铂20-200PPM，镧20-200PPM。

优选的，银94％～98wt％，钯1％～3wt％，铜0.5-1.5wt％，金0.5-1.5wt％，镓100-150PPM，铈100-150PPM，铂100-150PPM，镧100-150PPM。

优选的，银95％，钯3％，铜1％，金1％，镓100PPM，铈100PPM，铂 100PPM，镧100PPM。

优选的，所述银、铜和金的纯度均为99.99％。

本发明还公开了一种合金丝，所述合金丝截面直径≤50μm，由所述的合金组合物制备而成。

本发明还公开了一种所述合金丝的制备方法，包括以下步骤：

熔铸步骤：将银基材及其他合金元素组成的母材进行熔铸制成棒材；

拉丝步骤：将所述棒材进行拉丝加工，拉制到所需尺寸的微细丝材；

退火步骤：将所述微细丝材进行退火工艺处理即得所需键合丝。