[發明專利]一種LED鍵合金線的制備方法

在審

• 申請號: 202011592349.0
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112680618A
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 王善林;尹立孟;陳玉華;王剛;黃永德;陳宜;張體明;謝吉林;周波;胡錦揚
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學
• 主分類號: C22C1/03
• 分類號: C22C1/03;C22C5/02;C22F1/02;C22F1/14;B21C37/04;B22D19/16;H01L23/49
• 代理公司: 成都中匯天健專利代理有限公司 51257
• 代理人: 劉雨田

本發明公開了一種LED鍵合金線的制備方法，通過優化合金成分組合及工藝，制造一種擁有良好性能的用于LED封裝的鍵合金線，采用包金的工藝，利用銀提升金線的中心強度，配合脈沖電流，解決了金線加工過程中加工硬化的問題。

技術領域

本發明涉及半導體材料技術領域，具體涉及一種LED鍵合金線的制備方法。

背景技術

發光二極管簡稱為LED，發光二極管可高效地將電能轉化為光能，在現代社會具有廣泛的用途，如照明、平板顯示、醫療器件等。LED產品的制造離不開LED封裝，引線鍵合以其工藝簡單、技術成熟、成本低廉、適合多種封裝形式的特點，在LED封裝中依然是主流技術。隨著微電子產業的逐步向高集成度發展，對封裝技術的要求越來越高，高密度、小型化、適應高發熱是未來的發展方向。與此同事，對鍵合引線的要求也越來越高，高密度、高熱導率、低弧度、超細直徑的鍵合引線成為了配套產業鏈研發的重點。鍵合金線因其耐腐蝕性好、可靠性高，在封裝行業的中高端產品中廣泛使用。

但金線的生產成本高，金絲的生產是用拉絲機不斷拉細，在拉細過程中細絲會出現加工硬化，使金屬進一步變形的阻力增大。一般超細金絲的直徑最細只有8μm，對應的拉斷力最小只有1.5 g，特別是直徑30μm 以下的金絲，在生產過程中容易拉斷，形成廢品進一步提升金線生產的成本。

目前，為了提高材料的強度和加工性能，通常通過添加微量元素來細化晶粒和強化合金。金絲中的添加元素趨向于多元化、微量化發展。微量添加元素對金絲的性能有重大影響，對鍵合性能和成品率起著決定性的作用例如：中國專利文件CN102127663A，公開了一種鍵合金絲及其制備方法，提供一種具有高強度、低長弧度、產品成材率高、收線軸的纏繞長度長的鍵合金絲，采用的材料配方為：Be 0.0005%~ 0.001%，Ce 0.001%~0.003%，Cu或Ge0.0008%~ 0.002%質量分數，其余為Au（≥99.996%）。以及，中國專利文件CN102121077A提供了一種鍵合金絲的制備方法，具有高強度、低長弧度的優點，有效滿足半導體行業對鍵合金絲的需要，采用的材料配方為：Ca 0.0003% ~0.0008%，Cu 0.002%~0.004%，Ge 0.0005%~0.0015%，Au（≥99.996%）。

此外，在鍵合金絲中添加微量的W、Re、Pt、Y、Mg、Ir、La等，可使絲材具有更佳的強度與塑性，但是在實際應用中微量元素的添加量要嚴格控制，不能超出添加范圍，否則一方面達不到提升塑性的目的，也會使生產成本進一步提高。因此，單存的添加微量元素已經不是解決金線加工過程中加工硬化的最佳途徑。

發明內容

本發明目的在于提供一種LED鍵合金線的制備方法，通過優化合金成分組合及工藝，制造一種擁有良好性能的用于LED封裝的鍵合金線。

為了實現上述目的，本發明采取的技術方案如下：

一種LED鍵合金線的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1：使用高純度黃金板軋制成薄金片；

S2：將高純銀進行熔煉，鑄錠成銀棒；

S3：制作中間合金，所述中間合金為鉑-金中間合金或錸-金中間合金，所述制作中間合金，包括以下順序的工藝步驟：

A：按重量百分比稱取薄金片99.51%~99.60%，稱取鉑或錸0.40%~0.49%；

B：將薄金片同鉑或錸放入坩堝中，真空熔煉；

C：合金液倒入石墨錠模中冷卻成形；

D：酸洗；

S4：將S3制作的中間合金在惰性氣體氬氣的保護下進行熔煉，并注入放有S2制成銀棒的圓柱形模具中，熔鑄成形；待冷卻后軋制成直徑為0.5cm的金棒；

S5：將步驟S4軋制成形的金棒去頭尾，在拉絲機上逐步拉細，直至要求的直徑，在拉絲過程中，金線穿過脈沖電流；

S6：退火處理，溫度為300~550℃，退火速度為0.3~1.2m/s，退火后進行表面處理；