[发明专利]一种固定比例金基/银基键合线及其制备方法

说明书

本发明公开了一种固定比例金基/银基键合线及其制备方法，金基/银基键合线包括基体元素和合金元素，所述基体元素为高纯金元素或高纯银元素。本发明区别于现有键合银丝或金银合金键合丝基体材料比例随意变化，合金材料随意添加，导致材料的稳定性和一致性差等问题；该固定比例金基/银基键合线是由固定含量比例的基材金或银和匹配的固定比例添加合金元素在固态混合、液态混熔而成的，具有较好的机械性能、导电散热性能和键合性能，且性能稳定，一致性好；可有效解决超细金丝或银丝在键合过程中常常造成引线摆动、键合断裂和踏丝现象；而添加的合金元素成本较低，又可明显降低线材的材料成本，因而在一定范围内起到替代纯金线的作用。

技术领域

本发明涉及半导体、集成电路、LED及PCB电路板等微电子行业封装用材料领域，，具体涉及一种固定比例金基/银基键合线及其制备方法。

背景技术

键合丝（bonding wire）是连接芯片与外部封装基板（substrate）和/或多层线路板（PCB）的主要连接方式。键合丝发展趋势，从应用方向上主要是线径细微化、高车间寿命（floor life）以及高线轴长度。

随着集成电路封装业快速的向小体积，高性能，高密集，多芯片方向推进，特征间距尺寸越来越小，集成度越来越高，这极大的提高了对键合丝材料的要求，也增加了键合封装难度。金丝在窄间距、长距离键合技术要求下，劣势渐显；因为在超细间距球形键合工艺中，引脚数增多，使原来的金、铝键合丝的数量及长度也大大增加，致使引线电感、电阻很高，从而也难以适应高频高速性能的要求；同时，引脚数量增加，引脚间距减小，就需要使用超细的金丝，而超细金丝在键合过程中常常造成引线摆动、键合断裂和踏丝现象，成弧能力的稳定性也随之下降，从而加大了操作难度。另一方面，金的成本高昂，因此，开发性能和成本都具优势的新型键合线是微电子行业不断微型化、低成本发展的大势所需。

现有替代金丝的主要是银丝和在银中添加微量元素的银合金丝，但因成分变化不定，性能非常不稳定且一致性差，影响使用性能。

发明内容

本发明提出了一种固定比例金基/银基键合线及其制备方法，该固定比例金基键合线的基材成分固定化，因采用金基或银基合金形式，可有效解决超细金丝或银丝在键合过程中常常造成引线摆动、键合断裂和踏丝现象。

实现本发明的技术方案是：一种固定比例金基/银基键合线，金基/银基键合线包括基体元素和合金元素，所述基体元素为高纯金元素或高纯银元素。

所述基体元素为高纯金元素，合金元素为高纯银、高纯钯、铂、锇、碲和硒的合金元素，金基/银基键合线中高纯金元素质量百分数为80%、70%、60%或51%，余量为合金元素，制备得到金基键合线。

所述基体元素为高纯银元素，合金元素为高纯金和高纯钯的合金元素，金基/银基键合线中高纯银元素质量百分数为80%、85%、88%、90%或95%，余量为合金元素，制备得到银基键合线。

所述金基/银基键合线的直径为0.01mm-0.03mm。

所述的固定比例金基/银基键合线的制备方法，步骤如下：

（1）固态混合：按特定比例取高纯金高纯银元素或与合金元素在固态下充分混合，得到合金母材；

（2）熔铸：将合金母材加热至全部熔化，在液态混合搅拌熔炼均匀后定向凝固、连铸成8-3mm的合金材棒；

（3）拉拔：将合金材棒依次经过大拉、中拉、小拉、细拉、微拉道次，拉拔成0.01mm-0.03mm的极微细金基/银基键合线；

（4）清洗退火：将极微细金基/银基键合线进行清洗、退火、风干；

（5）复绕分卷：根据用途复绕分巻，包装成品。

所述步骤（2）中加热方式为将合金母材置于高真空熔铸炉的坩埚内，抽真空后中频感应加热。