專利名稱：一種表面有復合鍍層的合金型鍵合絲的制作方法
技術領域：
本發明涉及鍵合絲，特別是涉及一種表面有復合鍍層的合金型鍵合絲。
背景技術：
常用的鍵合金絲直徑在Φ 16 38 μ m。其制作方法是用高純黃金添加一定量的微 量元素，經熔煉鑄造成棒材-多次拉伸-動態在線退火-分卷等工序制作而成。由于國際 黃金價格持續提高，導致以黃金為原料的鍵合金絲價格也不斷提高，進而使LED封裝成本 大幅度提高，有必要研究與開發替代鍵合金絲的合金型鍵合絲。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是彌補上述現有技術的缺陷，提供一種表面有復合鍍 層的合金型鍵合絲。本發明的技術問題通過以下技術方案予以解決。這種表面有復合鍍層的合金型鍵合絲，包括銀為主組分的銀合金芯材，以及在所 述銀合金芯材表面的鍍層。這種表面有復合鍍層的合金型銀絲的特點是由銀為主組分的銀合金芯材添加改善延伸性能的微量金屬，經過單晶熔煉拉伸成 銀合金棒材，再進行粗拉伸、中拉伸和表面清洗成銀合金芯線并在所述銀合金芯線表面復 合電鍍后再超細拉伸為表面有復合鍍層的合金型鍵合絲。本發明的技術問題通過以下進一步的技術方案予以解決。所述主組分的銀合金芯材是純度至少為99. 9980%的高純銀合金材料。所述改善延伸性能的微量金屬及其與主組分的銀合金芯材的重量百萬分比 (parts per million，縮略詞為ppm)分別如下鈹10 15ppm;鈣2 5ppm;鈰5 lOppm。所述單晶熔煉拉伸成的銀合金棒材具有純單晶體結構，添加改善 延伸性能的微量金屬，可以明顯提高單晶銀合金棒材的延伸性能。在后續的超細拉伸過程 中不必進行中間退火就具有較好的塑性變形能力，在經過帶惰性氣體保護的動態在線退火 后延伸率至少為12%，其中直徑為Φ23 μ m以下的超細合金銀絲的延伸率至少為10%，有 利于焊接鍵合時充分變形，提高線弧剛性和高度，提高拉斷力及可靠性。單晶熔煉拉伸而成的單晶銀合金棒材，再進行粗拉伸、中拉伸和表面清洗成銀合 金芯線。所述在銀合金芯線表面復合電鍍，是依次為預鍍金、鍍鈀和復鍍金。所述預鍍金的鍍金層厚度為0. 01 0. 100 μ m。所述鍍鈀的鍍鈀層厚度為0. 1 1. 5 μ m。所述復鍍金的鍍金層厚度為0. 1 1. 0 μ m。
本發明的技術問題通過以下再進一步的技術方案予以解決。優選的是，所述主組分的銀合金芯材是6N銀(Six Nines Silver = 99. 9999% )， 即純度為99. 9999%的高純銀合金材料。所述單晶熔煉后拉伸的單晶銀合金棒材的直徑為Φ4πιπι。所述再進行粗拉伸、中拉伸和表面清洗成的銀合金芯線的直徑為Φ0.05 0. 25mm，屬于超細芯材。所述超細拉伸為表面有復合鍍層的合金型鍵合絲的直徑為Φ 16 38 μ m。本發明與現有技術對比的有益效果是本發明的表面有復合鍍層的合金型鍵合絲在后續的超細拉伸過程中不必進行中 間退火就具有較好的最終塑性變形能力，在經過帶惰性氣體保護的動態在線退火后延伸率 至少為12%，性能與鍵合金絲相近，封裝鍵合時只要高純氮氣進行燒球保護即可。替代鍵合 金絲封裝后，器件可靠性穩定，與使用鍵合金絲相比，無明顯差異。而且產品成本可以控制 在15元/百米左右，性價比高。
具體實施例方式下面結合具體實施方式
對本發明進行說明。—種表面有復合鍍層的合金型鍵合絲，包括銀為主組分的銀合金芯材，以及在銀 合金芯材表面的鍍層。由銀為主組分的銀合金芯材添加改善延伸性能的微量金屬，經過單 晶熔煉拉伸成銀合金棒材，再進行粗拉伸、中拉伸和表面清洗成銀合金芯線并在所述銀合 金芯線表面復合電鍍后再超細拉伸為表面有復合鍍層的合金型鍵合絲。主組分的銀合金芯材是純度為99. 9980%的高純銀合金材料，其組分的重量百萬 分比分別如下銀99998. OOX
錫0.03Χ1(Γ6
鐵0.05 X IO"6
娃0.08 Xl (Γ6
硫0.OlXlO"6
鎂0.10Χ10"6
砷0.OlXlO"6
鋁0.03Χ1(Γ6
其它0.12Χ10Λ改善延伸性能的微量金屬及其與主組分的銀合金芯材的重量百萬分比分別如 下鈣2·81Χ1(Γ6鈹8. 44Χ10-6鈰3.52Χ10Λ選取純度為99. 99%的粗銀為原料，進行電解提純至純度6Ν。單晶熔煉拉伸而成的直徑為Φ4πιπι的單晶銀合金棒材，再進行粗拉伸、中拉伸和 表面清洗成直徑為Φ0. 05 0. 25mm的銀合金芯線。
在銀合金芯線表面復合電鍍，是依次為預鍍金、鍍鈀和復鍍金。預鍍金的鍍金層厚度為0.021 μ m。鍍鈀的鍍鈀層厚度為0. 35 μ m。復鍍金的鍍金層厚度為0. 32 μ m。將表面有復合鍍層的銀合金芯線進行超細拉伸，獲得最終直徑為Φ20μπι的表面 有復合鍍層的合金型鍵合絲。鍍層表面檢查采用80 100倍的金相顯微鏡，結果如下表面的金鍍層均勻光亮，致密完整，無裂痕、起皮、脫落。將表面有復合鍍層的合金型鍵合絲進行動態連續退火，退火溫度為430士0. 5 四溫區控制，溫區總長度1200mm，退火速度0. 8 lm/sec。退火后力學性能測試采用拉力測試儀，結果如下拉斷力7. 33g(標準值為5g)；延伸率12. 86% (標準值為10 14% )；抗拉強度240MPa(標準值為至少200MPa)；燒球后的球硬度HvO. 002 :47. 5 ；線硬度HvO. 01 :96. 2 ；電阻率1. 73 μ Ω Xcm ；熔斷電流0. 97A (弧長3mm)；成球特性球形規則，圓度合適，表面光亮無殘留物(5N氮氣燒球保護下，球徑 40 μ m) ο焊線試驗采用型號為ASM EAGLE60的焊線機，焊線產品代號為S0P16，結果如下第一焊點完全正常，無明顯金屬層擠出，無彈坑出現；第二焊點魚尾形狀完全打開，貌似金線，拉力正常；焊線拉力和球推力測試，結果如下焊線拉力8 9g (標準值為至少5g)球推力31 36g(標準值為至少20g)推球試驗后，芯片表面有足夠的殘留。以上多項測試結果表明本具體實施方式
的表面有復合鍍層的合金型鍵合絲能夠 滿足LED發光二極管的現代封裝的鍵合要求。以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定 本發明的具體實施只局限于這些說明。對于本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在 不脫離本發明構思的前提下做出若干等同替代或明顯變型，而且性能或用途相同，都應當 視為屬于本發明由所提交的權利要求書確定的專利保護范圍。
權利要求
1.一種表面有復合鍍層的合金型鍵合絲，包括銀為主組分的銀合金芯材，以及在所述 銀合金芯材表面的鍍層，其特征在于由銀為主組分的銀合金芯材添加改善延伸性能的微量金屬，經過單晶熔煉拉伸成銀合 金棒材，再進行粗拉伸、中拉伸和表面清洗成銀合金芯線并在所述銀合金芯線表面復合電 鍍后再超細拉伸為表面有復合鍍層的合金型鍵合絲。
2.如權利要求1所述的表面有復合鍍層的合金型鍵合絲，其特征在于 所述主組分的銀合金芯材是純度至少為99. 9980%的高純銀合金材料。
3.如權利要求1或2所述的表面有復合鍍層的合金型鍵合絲，其特征在于 所述主組分的銀合金芯材是6N銀(Six Nines Silver = 99. 9999 % )，即純度為99. 9999%的高純銀合金材料。
4.如權利要求3所述的表面有復合鍍層的合金型鍵合絲，其特征在于所述改善延伸性能的微量金屬及其與主組分的銀合金芯材的重量百萬分比(parts per million，縮略詞為ppm)分別如下 鈹10 15ppm ； 丐2 5ppm ； 鋪5 IOppm0
5.如權利要求4所述的表面有復合鍍層的合金型鍵合絲，其特征在于 所述在銀合金芯線表面復合電鍍，是依次為預鍍金、鍍鈀和復鍍金。
6.如權利要求5所述的表面有復合鍍層的合金型鍵合絲，其特征在于 所述預鍍金的鍍金層厚度為0. 01 0. 100 μ m ；所述復鍍金的鍍金層厚度為0. 1 1. 0 μ m。
7.如權利要求6所述的表面有復合鍍層的合金型鍵合絲，其特征在于 所述鍍鈀的鍍鈀層厚度為0. 1 1. 5 μ m。
8.如權利要求7所述的表面有復合鍍層的合金型鍵合絲，其特征在于 所述單晶熔煉后拉伸的單晶銀合金棒材的直徑為Φ4πιπι。
9.如權利要求8所述的表面有復合鍍層的合金型鍵合絲，其特征在于所述再進行粗拉伸、中拉伸和表面清洗成的銀合金芯線的直徑為Φ0. 05 0. 25mm。
10.如權利要求9所述的表面有復合鍍層的合金型鍵合絲，其特征在于 所述超細拉伸為表面有復合鍍層的合金型鍵合絲的直徑為Φ 16 38 μ m。
全文摘要
一種表面有復合鍍層的合金型鍵合絲，包括銀為主組分的銀合金芯材以及在銀合金芯材表面的鍍層，其特征在于由銀為主組分的銀合金芯材添加改善延伸性能的微量金屬，經過單晶熔煉拉伸成銀合金棒材，再進行粗拉伸、中拉伸和表面清洗成銀合金芯線并在銀合金芯線表面復合電鍍后再超細拉伸為表面有復合鍍層的合金型鍵合絲。本發明在后續的超細拉伸過程中不必進行中間退火就具有較好的最終塑性變形能力，在經過帶惰性氣體保護的動態在線退火后延伸率至少為12％，性能與鍵合金絲相近，封裝鍵合時只要高純氮氣進行燒球保護即可。替代鍵合金絲封裝后，器件可靠性穩定，與使用鍵合金絲相比，無明顯差異。而且產品成本可以控制在15元/百米左右，性價比高。
文檔編號C25D7/06GK102130068SQ20111000332
公開日2011年7月20日 申請日期2011年1月7日 優先權日2011年1月7日
發明者房躍波 申請人:四川威納爾特種電子材料有限公司