[发明专利]一种复合键合丝及制备方法

说明书

本发明涉及一种复合键合丝及制备方法，所述复合键合丝，各组份的重量百分含量为：Pd含量为4％～18％，其余为Ag；其中，Pd以纤维状分布在Ag基体中。本发明所述复合键合丝的力学性能可以达到与金丝及银合金丝同一水平，同时具有优异的可靠性和良好的导电性，电阻率低于键合金丝，且在一定范围内可调，并且还有成本低的优点。

技术领域

本发明涉及电子封装用的键合丝，具体为一种复合键合丝及其制备方法。

背景技术

键合丝是在各类电子元器件中实现芯片内电路与引线框架电连接的微细金属材料，是用于半导体分立器件和集成电路电子封装的关键基本材料之一。

目前最为广泛采用的键合丝为黄金类键合丝，特别是4N级(纯度＞99.99％)的高纯金丝。近年来，由于黄金价格的日益上涨，给大使用量的中低端电子封装行业带来巨大的成本压力，业界内开发了各型号银合金键合丝来代替传统的键合金丝。通过在低成本的的银中加入Au、Pd、Cu、Pt等多种合金元素，可使银合金键合丝拥有与金丝同一水平的机械性能及键合可靠性。

然而，银合金类键合丝由于加入的合金元素种类繁多，熔炼多种中间合金工艺复杂且成本高，丝材性能一致性不易保证，且通过加入大量合金元素及多种微量元素后虽然合金丝的可靠性提升明显，但银的大幅合金化导致其晶格无序性增加，电子散射加重，电阻率显著增加。因此，现有技术生产的银合金键合丝，其电阻率往往较高，例如典型牌号Ag-8Au-3Pd键合丝的电阻率甚至达5μΩ·cm以上，在中低端场合无法很好的替代键合金丝(常用的4N金丝电阻率约2.3μΩ·cm)，且无法满足近年来电子元器件日益小型化、高功率化的发展趋势对键合丝材料高导电性的要求。

发明内容

本发明提供了一种复合键合丝及制备方法，采用本发明所述方法制得的复合键合丝，解决了背景技术中所述的银基键合丝无法同时兼顾高可靠性及高导电性的问题。

本发明的技术方案是：

一种复合键合丝，该键合丝各组份的重量百分含量为：Pd含量为4％～18％，其余为Ag；其中，Pd以纤维状分布在Ag基体中。

上述的复合键合丝的制备方法，其特征在于，有以下步骤：

1)制备键合丝粉

按照上述配比取Ag粉和Pd粉，混匀，得混合粉末；

2)烧结、自由锻+旋锻、拉拔

步骤1)所得混合粉末烧结成坯料，经旋自由锻和旋锻，得到杆材；再经多模拉拔成丝材；

3)热处理

步骤3)所得丝材超声波清洗，300℃下退火，得到复合键合丝。

步骤1)所述Ag粉≥400目，Ag含量为＞99.999％。

步骤1)所述Pd粉中Pd含量为＞99.99％。

步骤2)所述搅拌为研磨或球磨。

所述球磨是在氩气条件下300-400rpm球磨48h。

步骤2)所述烧结的方法：温度为850～920℃，压力≥30Mpa，真空度为10^-4Pa。

步骤2)所述旋锻和轧制的方法是：将烧结后的坯料锻打为12mm×12mm的方条，随后以2.0-2.5m/min的牵引速度冷旋锻，得到φ3.5-3.0mm的杆材。

步骤2)所述多模拉拔为：粗拉，其道次变形量＜20％；中拉，其道次变形量＜15％；细拉，其道次变形量＜10％，将杆材拉拔为丝材。