[发明专利]仿金色键合合金丝及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子封装键合材料领域，特别是一种仿金色的键合合金丝。

背景技术

传统键合金丝是由金和其他微量金属(钙、钯、铜、银等)制备而成，用于LED及IC封装生产。近年来随着半导体等行业的迅速发展，集成电路等的集成化程度越来越高，电极板越来越小，器件上得电极数越来越多，电极间距越来越窄，封装密度也变得越来越小，因此，对键合金丝需要越来越大。传统键合金丝以黄金为原材料，键合金丝的价格昂贵，随着国际金价的不断上涨，键合金丝的价格也一路攀升，因此，如何降低键合金丝的成本，同时又不改变质量，甚至通过改进提高产品质量，已经成为重中之重。

专利CN102418001A公开了一种键合金丝，其在金丝中加入重量百分含量为10％-25％的银，还加入元素Ca、Pd、Cu、In、Sn、Ni、La、Sc、Ce中一种或几种。该键合金丝可降低生产和使用成本，使用成本仅为现有的键合金丝使用成本的40-50％左右。专利CN102776405A公开了一种键合金银合金丝，由以下重量比的金属材料组成:银20-30%，钯、钙、铍和铈均为5-1000ppm，其余含量为金。该键合合金丝价格适中，完全可以满足半导体封装行业、LED照明技术对键合金银合金丝性能的要求。但是上述专利合金丝中含有较高比例的黄金，其成本仍相对较高。专利CN103194637A公开了一种键合合金银丝，包含以下重量比的金属材料:银＜90wt%，金3.0wt%-10.0wt%，钯3.0wt%-8.0wt%；还包含至少两种下列金属：钙10-100ppm，铍4-10ppm，铈10-100ppm，铜50-500ppm。该键合合金丝进一步降低了金的含量，其价格进一步降低，同时也满足半导体封装业、LED照明技术对键合合金银丝性能要求，可做为键合金丝的替代品。但是上述专利合金丝中仍含有一定比例的黄金，其成本难以得到进一步降低。

发明内容

为此，本发明所要解决的是进一步降低合金丝的成本，提供一种黄金含量为零的、成本极为低廉的仿金色键合合金丝。同时，该合金丝适用于集成电路、大规模集成电路微型化封装、分立器件和LED封装，能满足各项键合性能要求。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种仿金色键合合金丝，包括银65-80wt%，铜17-32wt%，铟0.5-2wt%，钯0.5-1wt%。

优选的，所述仿金色键合合金丝，包括银65-78wt%，铜20-32wt%，铟0.5-2wt%，钯0.5-1wt%。

进一步优选的，所述仿金色键合合金丝，包括银70-78wt%，铜20-29wt%，铟0.5-1.5wt%，钯0.5-1wt%。

较佳的，所述仿金色键合合金丝的制备方法包括：

步骤1：熔炼母材

将银，铜，铟，钯升温熔炼，升温至1100-1280℃精炼，后自然冷却至室温；

步骤2：制棒材

在真空条件下，采用连续拉铸方法引出母材，制得合金棒材；

步骤3：拉丝

将合金棒材从粗至细多级拉丝，制得合金丝；

步骤4：退火

在惰性气体保护下退火，制得仿金色键合合金丝。

优选的，步骤3拉丝中，多级拉丝包括有粗拉、中拉、细拉、超微细拉。

该键合合金丝以银为基础，添加一定比例的铜、钯、铟，得到仿金色的键合合金丝。因原材料中不含黄金，所以原料成本极低，约为传统金丝的1/20。其机械性能优良，可满足在常规条件下焊接技术要求，可大大降低LED及IC封装的制造成本，可替代传统的金线产品应用于集成电路、大规模集成电路微型化、分立器件和LED等封装。同时，该键合合金丝可获得完美的仿金色，外形颜色与22K-18K黄金的色泽一致，在不借助仪器的情况下，肉眼基本无法分辨是否为黄金材质，可满足客户对键合合金丝的颜色有仿金色的需求。

本发明还提供一种制备仿金色键合合金丝的方法，其包括

步骤1：熔炼母材

坩埚内添加母材：银65-80wt%，铜17-32wt%，铟0.5-2wt%，钯0.5-1wt%；并升温熔炼，升温至1100-1280℃精炼，后自然冷却至室温；

步骤2：制棒材

在真空条件下，采用连续拉铸方法引出母材，制得合金棒材；

步骤3：拉丝

将合金棒材从粗至细多级拉丝，制得合金丝；

步骤4：退火

在惰性气体保护下退火，制得仿金色键合合金丝。