一种银合金键合线的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种银合金键合线的制备方法，包括熔炼、拉铸、一次拉丝、中间退火、二次拉丝、最后退火过程；熔铸时，熔炼原料为：0.006%~0.012%的铈、2%~5%的铜、0.04~0.08%的镧、0.02%~0.05%的钨、1%~4%的铝、0.5%~1%的钯，余量：银，银为88银；在银原料中，按照上述比例依次添加铈、铜、镧、钨、铝、钯。

【技术实现步骤摘要】
一种银合金键合线的制备方法
本专利技术涉及化学检测
，具体涉及一种银合金键合线的制备方法。
技术介绍
引线键合以其工艺简单、技术成熟、成本低廉、适合多种封装形式的特点，在LED封装中依然是主流技术。随着微电子产业的蓬勃发展，对封装技术的要求越来越高，封装技术朝着高密度、小型化、适应高发热方向发展，对键合引线的要求也越来越高，高密度、高热导率、低弧度、超细直径的键合引线成为了研发重点。键合金线因其耐腐蚀性好、可靠性高，在封装行业的中高端产品中广泛使用，但是金线造价昂贵，为降低封装成本，市场上又相继推出了各种金线的替代品，其中键合铜线作为金线的可行性替代材料已经开始应用，但由于其硬度较大，键合时容易导致芯片损伤；且在非气密性封装中易发生腐蚀，直接影响键合后器件的可靠性，只能应用于一些中低端产品。键合银线由于其优秀的电热学性能(可降低器件高频噪声、降低大功率LED发热量等)、良好的稳定性及适当的成本因素，开始逐渐应用于微电子封装中，但纯银线具有强度低、易发生电子迁移、金属间化合物生长难以控制，以及较易被腐蚀硫化等弊端，导致纯银线键合可靠性低，使之高可靠性、低弧度等封装领域应用受到限制。通过合金化获得高性能键合银合金线是改善键合银线性能的途径，可有效克服纯银线在电子封装中强度低、电子迁移率高、易腐蚀及集成微电子电路生长不易控制等问题，是键合引线重点研究和发展的方向。与金线相比，银合金线工艺参数与金线相似，且键合参数窗口较大，键合适应性强。银合金线成本相对较低，是同等线径的金线的20%左右。银合金线在LED封装中，其反光性较好，不吸光，亮度与使用金线封装相比较可提高10%左右。由于基体为银，与镀银支架焊接时，可焊性较好。通过掺杂铈、镧等合金元素，可提高银合金线的抗腐蚀和抗氧化性能，降低IMC的生长和扩散速度，增强了银合金线键合点可靠性。在银基体中添加金、钯等元素，金和钯能与银发生包晶反应，降低银的晶界电压，进而减慢银合金线的电化学腐蚀。添加铝、钛等元素能在银表面形成致密的氧化层，使银表面钝化，减少硫化、氧化等腐蚀，提高银合金线的抗腐蚀和抗氧化性能。银合金线的抗腐蚀性能较好，跟金线基本一致。由于银合金线良好的耐腐蚀性能，在用电子火焰(ElectronicFlameOff，EFO)烧球过程中无需气体保护，球表面平整光滑且球焊点形状较规则，易于获得稳定的第一焊点形貌。但对于银合金线而言，合金成分不合理或合金成分不均匀会导致FAB凝固区间较大，从而产生偏球、高尔夫球等缺陷，由此，优化的合金组份及合金成分的均匀是确保银合金线良好键合性能的关键。同时，在优化的合金组分的基础上采用合适其的工艺是决定银合金线良好键合性能的关键。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种银合金键合线的制备方法，通过优化合金成分组合及工艺，制造一种拥有良好性能的用于LED封装的银合金线。为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：一种银合金键合线的制备方法，包括熔炼、拉铸、一次拉丝、中间退火、二次拉丝、最后退火过程；熔铸时，熔炼原料为：0.006%~0.012%的铈、2%~5%的铜、0.04~0.08%的镧、0.02%~0.05%的钨、1%~4%的铝、0.5%~1%的钯，余量：银，银为88银；在银原料中，按照上述比例依次添加铈、铜、镧、钨、铝、钯；采用高频炉真空保护多次熔炼，熔炼温度为1200℃~1400℃，并在此温度精炼30min；冷却至室温后，再重复熔炼过程，总共熔炼三次；拉铸，拉铸温度在1100℃，结晶器冷切水控制在0.8MPa,水流量控制为20~25m3/h，速度为30mm/s，最终获得10mm的线材；一次拉丝：对上述线材进行拉丝，获得直径为0.5~1mm的银合金键合线；拉丝过程采用连续拉拔，拉丝速度为15mm/s;中间退火：采用氩气作为退火气氛，退火温度为300~500℃，退火炉有效长度为600~800mm，退火速率为60~100m/min；二次拉丝：对经过中间退火的银合金线继续连续拉拔，拉拔为40~60μm的银合金键合线，拉丝速度为15mm/s；最后退火，采用氩气作为退火气氛，退火温度为300~500℃，退火炉有效长度为600~800mm，退火速率为60~100m/min。本专利技术与现有技术相比的有益效果在于：本专利技术优选了合金组分，优化了制造工艺，从而制备得到了键合性能较好的银合金线。具体实施方式本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种银合金键合线的制备方法，下面结合实施例对本专利技术作进一步详细说明。实施例1一种银合金键合线的制备方法，包括以下熔炼、拉铸、一次拉丝、中间退火、二次拉丝、最后退火过程；熔铸时，熔炼原料为：0.006%的铈、2%的铜、0.04的镧、0.02%的钨、1%~4%的铝、0.5%的钯，余量：银，银为88银；在银原料中，按照上述比例依次添加铈、铜、镧、钨、铝、钯；采用高频炉真空保护多次熔炼，熔炼温度为1200℃~1400℃，并在此温度精炼30min；冷却至室温后，再重复熔炼过程，总共熔炼三次；拉铸，拉铸温度在1100℃，结晶器冷切水控制在0.8MPa,水流量控制为20~25m3/h，速度为30mm/s，最终获得10mm的线材；一次拉丝：对上述线材进行拉丝，获得直径为0.5~1mm的银合金键合线；拉丝过程采用连续拉拔，拉丝速度为15mm/s;中间退火：采用氩气作为退火气氛，退火温度为300~500℃，退火炉有效长度为600~800mm，退火速率为60~100m/min；二次拉丝：对经过中间退火的银合金线继续连续拉拔，拉拔为40~60μm的银合金键合线，拉丝速度为15mm/s；最后退火，采用氩气作为退火气氛，退火温度为300~500℃，退火炉有效长度为600~800mm，退火速率为60~100m/min。实施例2一种银合金键合线的制备方法，包括以下熔炼、拉铸、一次拉丝、中间退火、二次拉丝、最后退火过程；熔铸时，熔炼原料为：0.012%的铈、5%的铜、0.08%的镧、0.05%的钨、4%的铝、1%的钯，余量：银，银为88银；在银原料中，按照上述比例依次添加铈、铜、镧、钨、铝、钯；采用高频炉真空保护多次熔炼，熔炼温度为1200℃~1400℃，并在此温度精炼30min；冷却至室温后，再重复熔炼过程，总共熔炼三次；拉铸，拉铸温度在1100℃，结晶器冷切水控制在0.8MPa,水流量控制为20~25m3/h，速度为30mm/s，最终获得10mm的线材；一次拉丝：对上述线材进行拉丝，获得直径为0.5~1mm的银合金键合线；拉丝过程采用连续拉拔，拉丝速度为15mm/s;中间退火：采用氩气作为退火气氛，退火温度为300~500℃，退火炉有效长度为600~800mm，退火速率为60~100m/min；二次拉丝：对经过中间退火的银合金线继续连续拉拔，拉拔为40~60μm的银合金键合线，拉丝本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种银合金键合线的制备方法，其特征在于，包括熔炼、拉铸、一次拉丝、中间退火、二次拉丝、最后退火过程；熔铸时，熔炼原料为：0.006%~0.012%的铈、2%~5%的铜、0.04~0.08%的镧、0.02%~0.05%的钨、1%~4%的铝、0.5%~1%的钯，余量：银，银为88银；在银原料中，按照上述比例依次添加铈、铜、镧、钨、铝、钯。/n

【技术特征摘要】
1.一种银合金键合线的制备方法，其特征在于，包括熔炼、拉铸、一次拉丝、中间退火、二次拉丝、最后退火过程；熔铸时，熔炼原料为：0.006%~0.012%的铈、2%~5%的铜、0.04~0.08%的镧、0.02%~0.05%的钨、1%~4%的铝、0.5%~1%的钯，余量：银，银为88银；在银原料中，按照上述比例依次添加铈、铜、镧、钨、铝、钯。


2.根据权利要求1所述的一种银合金键合线的制备方法，其特征在于，采用高频炉真空保护多次熔炼，熔炼温度为1200℃~1400℃，并在此温度精炼30min；
冷却至室温后，再重复熔炼过程，总共熔炼三次。


3.根据权利要求1所述的一种银合金键合线的制备方法，其特征在于，拉铸，拉铸温度在1100℃，结晶器冷切水控制在0.8MPa,水流量控制为20~25m3/h，速度为30mm/s，最终获得10mm的线材。

【专利技术属性】
技术研发人员：王善林，尹立孟，陈玉华，王刚，黄永德，陈宜，闫玲，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：发明
国别省市：江西;36