[發(fā)明專利]一種金、銀和鈀的合金鍵合線及其制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201710473009.8
• 申請日: 2017-06-15
• 公開（公告）號: CN107316854A
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李軍;田鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 滕州晨暉電子集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號: H01L23/49
• 分類號: H01L23/49;H01L21/48;C22C5/06;C22C1/02;C22F1/14
• 代理公司: 暫無信息
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬鍵合線領(lǐng)域，具體是一種金、銀和鈀的合金鍵合線。

背景技術(shù)

隨著集成電路及分立器件向封裝多引線化、高集成度和小型化發(fā)展，高端半導(dǎo)體封裝要求用更細(xì)、強(qiáng)度更高的鍵合線進(jìn)行窄間距、長距離的引線鍵合，半導(dǎo)體封裝企業(yè)對鍵合線提出了弧度到時更低，弧長更長，直徑更細(xì)，高溫性能等越來越高的要求，同時要求降低鍵合線的成本。

目前市面上高端封裝大部分采用鍵合金線進(jìn)行封裝。現(xiàn)在半導(dǎo)體封裝市場上主要有四種材料的鍵合線，分別為金、銀、銅和鋁。在過去幾十年的鍵合線產(chǎn)品中，金線一直處在主導(dǎo)地位。自2007年，黃金價格開始大幅上升，這種趨勢一致持續(xù)到2011年，黃金價格突破1850美元每盎司，至今仍在1200-1300美元每盎司的相對高位，使用鍵合金線的成本越來越高。銅線(包括鍍鈀銅線)極易氧化，使用性能不穩(wěn)定；而合金銀線的加工性能一直得不到解決。鋁線主要用于低端消費(fèi)電子及功率元器件。目前銀基合金鍵合線在低端封裝中已代替金線，而高端封裝仍然沒有取得技術(shù)突破。所以市場迫切需要一種新型的加工性能優(yōu)良、抗氧化、耐腐蝕性能強(qiáng)、成本低的新型鍵合線。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種金、銀和鈀的合金鍵合線，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種金、銀和鈀的合金鍵合線，包括金元素、銀元素、鈀元素和雜質(zhì)，金元素占總質(zhì)量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1-5％，鈀元素占總質(zhì)量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1-15％，銀元素占總質(zhì)量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于80％，余量為雜質(zhì)。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：金和銀的純度不低于99.999％，鈀的純度不低于99.99％。

所述金、銀和鈀的合金鍵合線的制備方法，具體步驟如下：

步驟一，稱取原料：稱取純度99.999％以上的金、純度99.999％以上的銀和純度99.99％以上的鈀；

步驟二，制備合金；在真空度不大于1*10^-3pa的環(huán)境下制備銀鈀預(yù)合金；

步驟三，熔鑄：在真空度不大于1*10^-3pa的中頻感應(yīng)爐中，以1200-1300℃下精煉20-40分鐘，再以50-100mm/min的速度進(jìn)行下引式真空連續(xù)連鑄，在水流量不低于10LPM以及水壓力不低于0.4Mpa的條件下冷卻，形成直徑為7mm的線坯；

步驟四，拉線：先用單模拉線機(jī)將直徑7mm線坯拉至直徑不大于1mm的線坯，再用多模拉線機(jī)將線材拉至直徑最小為0.012mm的成品線材，拉線速度為300-600m/min；

步驟五，清洗：對拉線后的線材清洗掉表面臟污；

步驟六，退火：將成品線材放入可控放線張力的自動放線豎式連續(xù)退火爐中進(jìn)行退火處理，退火溫度為400-500℃，退火過程中無需惰性氣體保護(hù)；

步驟七，復(fù)繞：對退火后的鍵合線根據(jù)客戶要求進(jìn)行復(fù)繞。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過銀與鈀預(yù)合金，金和純銀熔鑄成棒材，再經(jīng)過拉線、退火、清洗、復(fù)繞完成產(chǎn)品制備；本發(fā)明的金銀鈀合金鍵合線，在制備過程中合理使用各種工藝參數(shù)，解決了傳統(tǒng)銀基鍵合線難于加工、易氧化、耐腐蝕性能差等諸多問題，本發(fā)明提高了銀基合金鍵合線的加工性能，抗氧化和抗腐蝕性能大大提高，且本發(fā)明的鍵合線使用性能十分良好、穩(wěn)定，可以滿足半導(dǎo)體高端封裝領(lǐng)域?qū)︽I合線材的性能質(zhì)量要求。

附圖說明

圖1為金、銀和鈀的合金鍵合線的制備方法流程圖。

圖2為金、銀和鈀的合金鍵合線中金銀鈀二元合金相圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式對本專利的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)地說明。

實(shí)施例1

一種金、銀和鈀的合金鍵合線，包括金元素、銀元素、鈀元素和雜質(zhì)，金元素占總質(zhì)量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％，鈀元素占總質(zhì)量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15％，銀元素占總質(zhì)量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80％，雜質(zhì)為零。

所述金、銀和鈀的合金鍵合線的制備方法，具體步驟如下：

步驟一，稱取原料：稱取純度99.999％以上的金、純度99.999％以上的銀和純度99.99％以上的鈀；

步驟二，制備合金；在真空度為0.1*10^-3pa和1600℃的環(huán)境下制備銀鈀預(yù)合金，這個真空度可以降低預(yù)合金的熔點(diǎn)，；