一种键合线用银基中间合金及其制备方法、键合线与流程

本发明涉及键合线，具体而言，涉及一种键合线用银基中间合金及其制备方法、键合线。

背景技术：

1、键合线是电子元器件内部连接的主要方式，键合线在电子元器件制造和封装行业中被广泛应用。键合线是封装用内引线，作为芯片和支架间的焊接引线，用于连接引脚、硅片及传达电信号，承担芯片与外界电路之间关键的电连接功能。

2、在键合线制备过程中，通过微量掺杂稀土元素，可以提高键合线性能。由于稀土元素具有独特的物理和化学性质，能够有效提升键合线的力学性能、抗氧化性、导电性和耐腐蚀性等。

3、目前，在银键合线中掺杂稀土元素主要采用熔炼中间合金的方法。该方法将一定配比的银和稀土元素直接放入真空熔炼炉中加热至熔融状态，并通过电磁搅拌使其在熔体中分散。

4、然而，稀土元素在银中的溶解度极低，这使得在传统熔炼工艺中，稀土元素难以均匀分布于银基体中，进而导致局部富集或元素偏析，严重影响了合金性能的稳定性和一致性。因此，亟需开发一种新的工艺方法，确保稀土元素在银基体中的均匀分布，提升键合线性能一致性。

5、此外，稀土元素在熔炼过程中容易与杂质或基体金属反应生成夹杂物，这些夹杂物的存在往往成为材料脆性断裂的源头，影响键合线的延展性和抗拉强度。

6、有鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的第一目的在于提供一种键合线用银基中间合金的制备方法，该方法能够实现稀土元素在合金中的均匀分布，从而显著提高键合线的性能稳定性，并避免稀土元素在熔炼过程中与杂质或基体金属反应生成夹杂物进而导致键合线性能下降的问题。

2、本发明的第二目的在于提供一种键合线用银基中间合金，该键合线用银基中间合金中的稀土元素均匀分布，采用该中间合金制得的键合线的性能一致性好。

3、本发明的第三目的在于提供一种键合线，该键合线的性能一致性好，且延展性和抗拉强度好。

4、为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

5、本发明首先提供了一种键合线用银基中间合金的制备方法，包括如下步骤：将稀土金属与银混合均匀后进行热挤压成形，得到棒材；将所述棒材进行热处理后冷却，得到处理后棒材；将所述处理后棒材进行拉拔，得到所述键合线用银基中间合金。

6、进一步地，所述稀土金属包括镧、铈、镨、钕、钆、镝和钇中的至少一种。

7、进一步地，所述稀土金属的中值粒径为20～40μm。

8、进一步地，所述银的中值粒径为30～50μm。

9、进一步地，所述稀土金属和所述银的质量比为0.5～3：97～99.5。

10、进一步地，所述混合均匀的方法包括球磨。

11、进一步地，所述球磨的球料比为5～10：1。

12、进一步地，所述球磨所用的研磨介质的直径为5～10mm。

13、进一步地，所述球磨的时间≥60min。

14、进一步地，所述球磨的转速为100～300rpm。

15、进一步地，所述球磨的过程中每隔15～25min停机冷却1～30min。

16、进一步地，所述热挤压成形的挤压温度为600～700℃。

17、进一步地，所述热挤压成形的挤压压力为500～700mpa。

18、进一步地，所述热挤压成形的挤压速度为0.05～0.2mm/s。

19、进一步地，所述棒材的直径为5～10mm。

20、进一步地，所述热处理的温度为600～700℃。

21、进一步地，所述热处理的保温时间为3～6h。

22、进一步地，所述冷却的方法包括分段冷却。

23、进一步地，所述分段冷却包括：以2～5℃/min的降温速率，由热处理温度降温至580～620℃，并保温15～30min；然后以2～5℃/min的降温速率降温至480～520℃，并保温15～30min；再以2～5℃/min的降温速率降温至380～420℃，并保温15～30min；最后以0.5℃/min的降温速率冷却至室温。

24、进一步地，所述拉拔具体包括：将所述处理后棒材进行第一拉拔至所得粗线的直径为1～1.5mm后，进行中间退火处理，之后再进行第二拉拔至所得细线的直径为0.1～0.5mm。

25、进一步地，所述第一拉拔的每道次减面率为15％～20％。

26、进一步地，所述第一拉拔的拉拔速度为20～50m/min。

27、进一步地，所述中间退火处理的温度为350～450℃。

28、进一步地，所述中间退火处理的保温时间为60～90min。

29、进一步地，所述第二拉拔的每道次减面率为10％～15％。

30、进一步地，所述第二拉拔的拉拔速度为150～200m/min。

31、进一步地，在所述拉拔之后，还包括切割的步骤。

32、本发明进一步提供了所述键合线用银基中间合金的制备方法制得的键合线用银基中间合金。

33、进一步地，所述键合线用银基中间合金按质量百分比计包括：稀土元素0.5％～3％，余量为ag。

34、进一步地，所述稀土元素包括镧元素、铈元素、镨元素、钕元素、钆元素、镝元素和钇元素中的至少一种。

35、本发明还提供了一种键合线，主要由上述键合线用银基中间合金的制备方法制得的键合线用银基中间合金，或者上述键合线用银基中间合金制备而成。

36、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

37、(1)本发明提供的键合线用银基中间合金的制备方法，能够实现稀土元素在中间合金中的均匀分布，进而显著提高由键合线用银基中间合金制得的键合线的性能稳定性。并且，该方法可以避免稀土元素在熔炼过程中与杂质或基体金属反应生成夹杂物从而导致键合线的延展性和抗拉强度下降的问题。

38、(2)本发明提供的键合线用银基中间合金的制备方法，可以提高中间合金及其制得的键合线的力学性能和抗氧化性能。

39、(3)本发明提供的键合线用银基中间合金的制备方法，通过控制粉末选取、混合工艺、热挤压工艺、热处理工艺和拉拔工艺等参数，能够进一步提高稀土元素分布的均匀性。

40、(4)本发明提供的键合线用银基中间合金的制备方法，工艺简单，适合大规模生产，能够在降低成本的同时，提高中间合金质量和一致性，具有广泛的应用前景。

技术特征：

1.一种键合线用银基中间合金的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述键合线用银基中间合金的制备方法，其特征在于，满足以下条件至少其一：

3.根据权利要求1所述键合线用银基中间合金的制备方法，其特征在于，满足以下条件：

4.根据权利要求1所述键合线用银基中间合金的制备方法，其特征在于，满足以下条件至少其一：

5.根据权利要求1所述键合线用银基中间合金的制备方法，其特征在于，所述冷却的方法包括分段冷却；

6.根据权利要求1所述键合线用银基中间合金的制备方法，其特征在于，所述拉拔具体包括：将所述处理后棒材进行第一拉拔至所得粗线的直径为1～1.5mm后，进行中间退火处理，之后再进行第二拉拔至所得细线的直径为0.1～0.5mm；

7.根据权利要求1所述键合线用银基中间合金的制备方法，其特征在于，在所述拉拔之后，还包括切割的步骤。

8.如权利要求1～7任一项所述键合线用银基中间合金的制备方法制得的键合线用银基中间合金。

9.根据权利要求8所述键合线用银基中间合金，其特征在于，所述键合线用银基中间合金按质量百分比计包括：稀土元素0.5％～3％，余量为ag；

10.一种键合线，其特征在于，主要由如权利要求1～7任一项所述键合线用银基中间合金的制备方法制得的键合线用银基中间合金，或者如权利要求8所述键合线用银基中间合金制备而成。

技术总结
本发明涉及键合线技术领域，具体而言，涉及一种键合线用银基中间合金及其制备方法、键合线。键合线用银基中间合金的制备方法包括：将稀土金属与银混合均匀后进行热挤压成形，得到棒材；将棒材进行热处理后冷却，得到处理后棒材；将处理后棒材进行拉拔，得到键合线用银基中间合金。该方法能够实现稀土元素在合金中的均匀分布，从而显著提高键合线的性能稳定性，并避免稀土元素在熔炼过程中与杂质或基体金属反应生成夹杂物进而导致键合线性能下降的问题。

技术研发人员：路全彬,钟素娟,马帅杰,王梦超,郭军华,郭鹏
受保护的技术使用者：中国机械总院集团郑州机械研究所有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/2/20