一种银键合丝及其加工方法与流程

本发明一种银键合丝及其加工方法，属于键合丝加工。

背景技术：

1、键合丝作为半导体封装的重要基础材料，决定着集成电路的发展水平，键合丝所需要的合金丝需要具备机械强度好，成球特性好，接合性好，易于作业和焊接的特性。为了能够提高键合丝的性能，并且降低键合丝的成本，本领域技术人员不断的研究，如何优化合金组成来生成键合丝；提高键合丝的均一性和导电能力。

2、金属熔融后在冷却过程中会出现结晶，在组织中形成晶区。键合丝在冷拉成型的过程中取向，结晶度逐渐升高，晶区和非晶区的延伸能力的差异会导致晶区和非晶区的界面间出现微小裂痕，随着键合丝越拉越细，这些微裂痕会放大，成为影响键合丝性能不可忽视的因素。但是，键合丝在冷拉成型中结晶是无法避免的，因此，在键合丝成型过程中，如何降低晶区和非晶区延伸性的差异是提高键合丝性能的关键。

技术实现思路

1、为了降低键合丝冷拉成型过程中，晶区和非晶区延伸性差异出现的微裂痕导致键合丝性能降低的问题，本发明提供一种银键合丝及键合丝及其加工方法。通过在键合丝的成型材料中添加石墨烯和稀土元素，在键合丝冷拉成型的过程中，降低晶区和非晶区结构上的差异，形成“过渡区”，从而减少微裂痕的产生。此外，添加的石墨烯还能提高键合丝的导电能力，通过加工方法的控制，提高键合丝的均一性。

2、本发明银键合丝是由如下重量份的成分组成：纯度为99.999%的银95-99份，钬0.2-1份，镝0.1-0.8份，铜0.1-0.5份，镧0.1-0.6份，锌0.1-0.5份，石墨烯0.1-0.6份。

3、在上述技术方案的基础上，对上述技术方案还可以做如下的改进：

4、进一步，所述的成分的重量份为：纯度为99.999%的银95-98份，钬0.5-1份，镝0.5-0.8份，铜0.1-0.3份，镧0.1-0.4份，锌0.1-0.4份，石墨烯0.1-0.5份。

5、进一步，所述的成分的重量份为：纯度为99.999%的银96份，钬0.8份，镝0.6份，铜0.3份，镧0.3份，锌0.3份，石墨烯0.3份。

6、本发明银键合丝的制备方法包括如下步骤：

7、步骤1，制锭：按重量份称取各组份，在惰性气体保护下进行熔融，将锌、银、铜和石墨烯投入石墨坩埚中，熔融后，投入镧、钬和镝，继续熔融，搅拌混合金属溶液，混合均匀，启动石墨坩埚两侧磁场，浇注成合金锭；

8、步骤2，冷拉成型：将步骤1加工出的合金锭，通过热锻模工艺对合金锭进行预处理后，将合金锭墩压成直径为10cm的棒材；将上述金属棒材通过粗拉、中拉、细拉和超细拉，制成直径为0.015-0.050mm的复合金属丝；

9、步骤3，退火：将步骤2中加工出的复合金属丝，在惰性气体保护下退火处理；

10、步骤4，缠绕封装。

11、进一步，步骤1中，所述石墨烯为氧化石墨烯。

12、进一步，步骤4在封装前对银键合丝进行电镀钯或者镍。在键合丝表面镀钯或者镀镍，可以增加键合丝的耐腐蚀性和导电性；在本发明中，若在步骤1中加入钯或者镍金属，在步骤2冷拉成型的过程中会加速晶区的成长，不易形成“过渡区”。

13、本申请的有益效果是：本发明银键合丝的成分中添加石墨烯和稀土元素钬、镝、镧，这些成分可以在银键合丝冷拉成型过程中降低晶区和非晶区延伸差异，减少微裂痕的产生，增加银键合丝的均一性和导电性，提升力学性能。

技术特征：

1.一种银键合丝，其特征在于，由如下重量份的成分组成：纯度为99.999%的银95-99份，钬0.2-1份，镝0.1-0.8份，铜0.1-0.5份，镧0.1-0.6份，锌0.1-0.5份，石墨烯0.1-0.6份。

2.根据权利要求1所述的银键合丝，其特征在于，所述的成分的重量份为：纯度为99.999%的银95-98份，钬0.5-1份，镝0.5-0.8份，铜0.1-0.3份，镧0.1-0.4份，锌0.1-0.4份，石墨烯0.1-0.5份。

3.根据权利要求1所述的银键合丝，其特征在于，所述的成分的重量份为：纯度为99.999%的银96份，钬0.8份，镝0.6份，铜0.3份，镧0.3份，锌0.3份，石墨烯0.3份。

4.一种上述权利要求1-3任一权利要求所述的银键合丝的制备方法，其特征在于，包括如下加工步骤：

5.根据权利要求4所述的银键合丝的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述石墨烯为氧化石墨烯。

6.根据权利要求5所述的银键合丝的制备方法，其特征在于，步骤4在封装前对所述银键合丝进行电镀钯或者电镀镍。

技术总结
本发明一种银键合丝及其加工方法，属于键合丝加工技术领域。一种银键合丝，由如下重量份的成分组成：纯度为99.999%的银95‑99份，钬0.2‑1份，镝0.1‑0.8份，铜0.1‑0.5份，镧0.1‑0.6份，锌0.1‑0.5份，石墨烯0.1‑0.6份。本发明银键合丝的成分中添加石墨烯和稀土元素钬、镝、镧，这些成分可以在银键合丝冷拉成型过程中降低晶区和非晶区延伸差异，减少微裂痕的产生，增加银键合丝的均一性和导电性，提升力学性能。

技术研发人员：林良,刘炳磊,张乐,张成慧,王婷
受保护的技术使用者：烟台一诺电子材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14