專利名稱：一種鍵合合金銀絲及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鍵合合金銀絲及制備方法，屬于鍵合絲加工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鍵合絲是半導(dǎo)體器件和集成電路組裝時(shí)，為使芯片內(nèi)電路的輸入/輸出鍵合點(diǎn)與引線框架的內(nèi)接觸點(diǎn)之間實(shí)現(xiàn)電氣鏈接的微細(xì)金屬絲內(nèi)引線。目前主要類型有金絲、合金金絲、銅絲、鍍鈀銅絲等。銀的電阻率為1.586*10_8μ Ω m，在所有金屬中電阻率最小，導(dǎo)電性能最優(yōu)，且銀的散熱性要優(yōu)于金，但純銀絲成球不穩(wěn)定，易氧化，其使用還存在很大挑戰(zhàn)。為降低封裝成本，適應(yīng)LED鍵合的需要，鍵合合金銀絲應(yīng)時(shí)而生。鍵合合金銀絲具有優(yōu)異的物理性能和良好的力學(xué)性能，并可大大降低產(chǎn)品成本，已經(jīng)逐漸成為鍵合金絲的有效替代品，鍵合合金銀絲具有以下性能特點(diǎn):
1、鍵合合金銀絲的成本較低
引線鍵合中使用的各種規(guī)格的合金銀絲，其成本最高可以降低40%。2、鍵合合金銀絲的力學(xué)性能良好
鍵合合金銀絲具有較高的伸長(zhǎng)率和斷裂負(fù)荷，這樣在模壓和封裝過程中可以得到優(yōu)異的球頸強(qiáng)度和較高的弧線穩(wěn)定性。3、鍵合合金銀絲的電學(xué)性能優(yōu)良 隨著芯片頻率不斷提高，對(duì)封裝中導(dǎo)體材料的電性能提出了更高的要求，銀電阻率為
1.586*10_8μ Ωπι，在所有金屬中電阻率最小，導(dǎo)電性能最優(yōu)。4、鍵合合金銀絲的熱學(xué)性能優(yōu)異
隨著芯片密度的提高和體積的縮小，芯片制造過程中的散熱是設(shè)計(jì)和工藝考慮的一個(gè)重要內(nèi)容，金屬銀的熱導(dǎo)率429 W/(mK)，散熱性要優(yōu)于金。5、目前鍵合合金銀絲存在的缺點(diǎn)及技術(shù)分歧
I)不論合金銀絲還是純銀絲由于合金元素的存在，短時(shí)暴露不會(huì)出現(xiàn)氧化問題，但長(zhǎng)時(shí)間放置仍存在氧化問題。2)鍵合合金銀絲生產(chǎn)以及封裝過程中均需要?dú)怏w保護(hù)。3)由于鍵合合金銀絲強(qiáng)度較低，可拉性稍次于鍵合金絲，故在生產(chǎn)過程中需要調(diào)整設(shè)備拉力或更換小加工率模具，從而避免出現(xiàn)斷絲問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決已有技術(shù)存在的不足，提供一種具有一定抗氧化性、可塑性，具有較高斷裂負(fù)荷和較好伸長(zhǎng)率，且價(jià)格低廉的鍵合合金銀絲及其制備方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種鍵合合金銀絲，其特別之處在于包含以下重量比的金屬材料:銀(Ag)<90wt %，金(Au) 3.0wt%-10.0wt%, IE (Pd) 3.0wt%-8.0wt% ；還包含至少兩種下列金屬材料:I丐(Ca) IO-1OOppm,鈹(Be) 4-10ppm,鋪(Ce)IO-1OOppmjH(Cu) 50_500ppm。上述鍵合合金銀絲的制備方法，其特別之處在于:
1)、采用以下金屬材料:
純度為 99.999wt% 金 3.0wt%-10.0wt%,純度為 99.97wt% 的鈀 3.0wt%-8.0wt%,鈣粒0.40wt%-0.80wt%,被片 0.40wt%-0.80wt%,鋪 0.40wt%-0.80wt% 和無氧銅 0.4-1.0 wt%,余量為純度為99.999wt%銀；
2)、采用以下熔煉的母合金· a、Au-Be母合金；
b、Au-Ca母合金；
C、Au-Ce母合金； d、Au-Cu母合金；
3)、采用以下配比:
按重量百分比分別取純度為99.999wt%金片0.0wt%-9.20wt%,純度為99.97wt%的鈀片3.0wt%-8.0wt%, Au-Be 母合金 0-0.25wt%, Au-Ca 母合金 0_2.5 wt%, Au-Ce 母合金 0_2.5wt%, Au-Cu母合金0-12.5 wt%,其余為純度為99.999wt%銀。進(jìn)一步，上述鍵合合金銀絲制備方法3)、中采用以下配比:
按重量百分比分別取純度為99.999wt%金片0.0wt%-9.20wt%,純度為99.97wt%的鈀片
3.0wt%-8.0wt%，Au-Be 母合金 0.05 wt%-0.25wt%，Au-Ca 母合金 0.125 wt%-2.5 wt%, Au-Ce母合金0.125 wt%-2.5 wt%，Au-Cu 母合金0.5 wt%-12.5 wt%，其余為純度為 99.999wt%銀。鍵合合金銀絲的制備方法，2)、中所述Au-Be母合金的熔煉方法為:
按重量稱取純度為 99.999wt% 金 99.20wt%-99.60wt%，鈹片 0.40wt%-0.80wt% ；i)、投料:將占金總重量90-95%的金直接放入爐內(nèi)大坩堝中，其余金做成金箔，將碎鈹片包在金箔中放入爐內(nèi)懸空的小坩堝中；
)、真空熔煉:蓋好爐蓋抽真空，當(dāng)爐內(nèi)真空度達(dá)到0.1X KT3Pa時(shí)開始加熱，當(dāng)爐內(nèi)溫度達(dá)到1050-1250°C時(shí)，金屬完全熔化，維持此溫度，精煉10-20分鐘；打開小坩堝，將碎鈹片和金箔加入爐內(nèi)的大坩堝中，攪拌20-30次，靜置10-20分鐘；
iii)、隨爐冷卻:停止加熱，熔化的合金隨爐冷卻到室溫，再重復(fù)ii)步驟，2-3次，徹底冷卻后取出該母合金。鍵合合金銀絲的制備方法，2)、中所述Au-Ca母合金的熔煉方法為:
按重量稱取純度為 99.999wt% 金 99.20wt%-99.60wt%，鈣粒 0.40wt%-0.80wt% ；
i)、投料:將占金總重量90-95%的金直接放入爐內(nèi)大坩堝中，其余金做成金箔，將鈣粒包在金箔中放入爐內(nèi)懸空的小坩堝中；
)、真空熔煉:蓋好爐蓋抽真空，當(dāng)爐內(nèi)真空度達(dá)到0.1X KT3Pa時(shí)開始加熱，當(dāng)爐內(nèi)溫度達(dá)到1050-1250°C時(shí)，金屬完全熔化，維持此溫度，精煉10-20分鐘；打開小坩堝，將鈣粒和金箔加入爐內(nèi)的大坩堝中，攪拌20-30次，靜置10-20分鐘；
iii)、隨爐冷卻:停止加熱，熔化的合金隨爐冷卻到室溫，再重復(fù)ii)步驟，2-3次，徹底冷卻后取出該母合金。鍵合合金銀絲的制備方法，2)、中所述Au-Ce母合金的熔煉方法為:按重量稱取純度為 99.999wt% 金 99.20wt%-99.60wt%，鈰 0.40wt%-0.80wt% ；
i)、投料:將占金總重量90-95%的金直接放入爐內(nèi)大坩堝中，其余金做成金箔，將碎鈰塊包在金箔中放入爐內(nèi)懸空的小坩堝中；
)、真空熔煉:蓋好爐蓋抽真空，當(dāng)爐內(nèi)真空度達(dá)到0.1X KT3Pa時(shí)開始加熱，當(dāng)爐內(nèi)溫度達(dá)到1050-1250°C時(shí)，金屬完全熔化，維持此溫度，精煉10-20分鐘；打開小坩堝，將碎鈰塊和金箔加入爐內(nèi)的大坩堝中，攪拌20-30次，靜置10-20分鐘；
iii)、隨爐冷卻:停止加熱，熔化的合金隨爐冷卻到室溫，再重復(fù)ii)步驟，2-3次，徹底冷卻后取出該母合金。鍵合合金銀絲的制備方法，2)、中所述Au-Cu母合金的熔煉方法為:
按重量稱取純度為99.999wt%金99.00 wt%-99.60 wt%,純度為99.99wt%的無氧銅
0.40wt%-l.00wt% ；
i)、投料:將占金總重量90-95%的金直接放入爐內(nèi)大坩堝中，其余金做成金箔，將碎銅片包在金箔中放入爐內(nèi)懸空的小坩堝中；
)、真空熔煉:蓋好爐蓋抽真空，當(dāng)爐內(nèi)真空度達(dá)到0.1X KT3Pa時(shí)開始加熱，當(dāng)爐內(nèi)溫度達(dá)到1050-1250°C時(shí)，金屬完全熔化，維持此溫度，精煉10-20分鐘；打開小坩堝，將碎銅片和金箔加入爐內(nèi)的大坩堝中，攪拌20-30次，靜置10-20分鐘；
iii)、隨爐冷卻:停止加熱，熔化的合金隨爐冷卻到室溫，再重復(fù)ii)步驟，2-3次，徹底冷卻后取出該母合金。上述鍵合合金銀絲的制備方法具體包括以下步驟:
I)、備料:按所需重量稱取各種金屬材料；
純度為 99.999wt% 金 3.0wt%-10.0wt%,純度為 99.97wt% 的鈀 3.0wt%-8.0wt%,鈣粒
0.40wt%-0.80wt%,鈹片 0.40wt%-0.80wt%,鈰 0.40wt%-0.80wt% 和無氧銅(99.99%)0.4-1.0wt%，余量為純度為99.999wt%銀。2)、母合金的熔煉
依據(jù)Au-Be、Au-Ca、Au-Ce、Au-Cu合金相圖，確定各母合金熔煉溫度。采用高頻爐熔煉，真空保護(hù)，真空度為0.1 X 10_3Pa，熔煉溫度1050-1250°C，多次攪拌，獲得成分均勻的母合金。a、Au-Be母合金的熔煉；
b、Au-Ca母合金的熔煉；
C、Au-Ce母合金的熔煉； d、Au-Cu母合金的熔煉；
3)、拉鑄合金棒:
采用豎式連鑄爐，在純度為99.999wt%銀的基礎(chǔ)上添加合金元素拉制成直徑為5-10mm的合金棒。a、按重量百分比分別取純度為99.999wt%金片0.0wt%_9.20wt%,純度為99.97wt%的鈀片3.0wt%-8.0wt%,步驟2)中制備的Au-Be母合金0-0.25wt%, Au-Ca母合金0-2.5wt%, Au-Ce 母合金 0-2.5 wt%, Au-Cu 母合金 0-12.5 wt%，其余為純度為 99.999wt% 銀。b、投料:將金片、 鈀片及所需添加的母合金放入爐內(nèi)懸空的小坩堝中，純度為99.999wt%銀的放入爐內(nèi)的大坩堝中；C、真空熔煉:蓋好爐蓋抽真空，當(dāng)爐內(nèi)真空度達(dá)到0.1XKT3Pa時(shí)開始加熱，當(dāng)爐內(nèi)溫度達(dá)到1050-1250°C時(shí)，金屬銀完全熔化，維持此溫度，精煉10-20分鐘。打開爐內(nèi)懸空的小坩堝，將小坩堝內(nèi)的金片、鈀片及母合金加入爐內(nèi)的大坩堝中，攪拌20-30次，維持此溫度，精煉10-20分鐘；
d、拉鑄合金棒:停止抽真空，充氬氣，壓力0.01-0.05Pa,采用連續(xù)拉鑄方法，速度20-60mm/min,獲得表面光滑的合金棒。4)、粗拉、中拉、細(xì)拉:將采用連續(xù)拉鑄方法連鑄好的合金棒，經(jīng)過粗拉、中拉、細(xì)拉，拉制成微米級(jí)半成品細(xì)絲尺寸。5)、中間退火:將細(xì)拉獲得的合金銀絲在350_450°C退火，繞線張力3_15g，收線速度 150_250rpm。6)、超細(xì)拉:將經(jīng)過中間退火的合金銀絲，拉制成客戶所需成品尺寸。模具延伸率4-9%，拉絲速度 180-480 m/min。7)、終退火:
將成品尺寸的合金銀絲在450-600°C退火，繞線張力3-15g，收線速度100_200rpm。8)、繞線:
繞線張力為3-30g，繞線速度為500-750rpm。9)、包裝:
將繞線后的合金銀絲放入帶孔的包裝盒內(nèi)，放入干燥劑，并采用真空機(jī)進(jìn)行密封處理。所述步驟2)中采用高頻爐熔煉，真空度為0.1X 10_3Pa。所述步驟4)中粗拉、中拉、細(xì)拉的工藝參數(shù)分別為:
a、粗拉:模具延伸率7-18%，拉絲速度6-22m/min；
b、中拉:模具延伸率9-18%,拉絲速度60-180m/min ；
C、細(xì)拉:模具延伸率4-15%，拉絲速度180-480 m/min ；
本發(fā)明所提供的鍵合合金銀絲制備方法，工藝設(shè)計(jì)合理、規(guī)范，操作簡(jiǎn)便，所生產(chǎn)的鍵合合金銀絲導(dǎo)電能力強(qiáng)，具有一定的抗氧化性、良好的可塑性，具有較高的斷裂負(fù)荷和較好的伸長(zhǎng)率，且價(jià)格低廉，完全可以滿足半導(dǎo)體封裝行業(yè)、LED照明技術(shù)對(duì)鍵合合金銀絲性能的要求。該產(chǎn)品可以作為鍵合金絲的替代品，可為半導(dǎo)體企業(yè)降低40%的成本，并且鍵合絲生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)該型產(chǎn)品，無需改造投資新的設(shè)備，為企業(yè)節(jié)約成本，提高效益。


圖1:為本發(fā)明鍵合合金銀絲制備方法流程圖。
具體實(shí)施例方式以下給出本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，用來對(duì)本發(fā)明的構(gòu)成進(jìn)行進(jìn)一步說明。實(shí)施例1
本實(shí)施例鍵合合金銀絲，是 由以下重量比的金屬材料組成:純度為99.999wt%的金(Au) 8wt%，純度為99.97wt%的鈀(Pd)3 wt%，市售的純度為99.99%的無氧銅(Cu)200ppm，隹丐(Ca) 80ppm,鋪(Ce) 60ppm,鈹(Be) 8ppm,其余含量為純度 99.999wt% 的銀(Ag)。產(chǎn)品型號(hào)為KT1，其力學(xué)性能見表3。
其制備方法包括以下步驟:
I)熔煉母合金
a、熔煉Au-Be母合金的方法為:
按重量稱取純度為 99.999wt% 金 99.20 wt%-99.60 wt%，鈹片 0.40wt%-0.80wt%。i)、投料:將占金總重量90-95%的金直接放入爐內(nèi)大坩堝中，其余金做成金箔，將碎鈹片包在金箔中放入爐內(nèi)懸空的小坩堝中；
)、真空熔煉:蓋好爐蓋抽真空，當(dāng)爐內(nèi)真空度達(dá)到0.1X KT3Pa時(shí)開始加熱，當(dāng)爐內(nèi)溫度達(dá)到1050-1250°C時(shí)，金屬完全熔化，維持此溫度，精煉10-20分鐘；打開小坩堝，加入包有碎鈹片的金箔，攪拌20 -30次，靜置10-20分鐘。iii)、隨爐冷卻:停止加熱,熔化的合金隨爐冷卻到室溫,再重復(fù)ii)步驟，2-3次，徹底冷卻后取出該母合金。b、熔煉Au-Ca母合金的方法為:
按重量稱取純度為 99.999wt% 金 99.20 wt%-99.60 wt%，鈣粒 0.40wt%-0.80wt%。i)、投料:將占金總重量90-95%的金直接放入爐內(nèi)大坩堝中，其余金做成金箔，將鈣粒包在金箔中放入爐內(nèi)懸空的小坩堝中；
ii)、真空熔煉和隨爐冷卻步驟同a中ii)和iii)。C、熔煉Au-Ce母合金的方法為:
按重量稱取純度為 99.999wt% 金 99.20 wt%-99.60 wt%，鈰 0.40wt%-0.80wt%。i)、投料:將占金總重量90-95%的金直接放入爐內(nèi)大坩堝中，其余金做成金箔，將碎鈰塊包在金箔中放入爐內(nèi)懸空的小坩堝中；
ii)、真空熔煉和隨爐冷卻步驟同a中ii)和iii)。d、熔煉Au-Cu母合金的方法為:
按重量稱取純度為99.999wt%金99.00 wt%-99.60 wt%,純度為99.99wt%的無氧銅
0.40wt%-l.00wt%oi)、投料:將占金總重量90-95%的金直接放入爐內(nèi)大坩堝中，其余金做成金箔，將碎銅片包在金箔中放入爐內(nèi)懸空的小坩堝中；
ii)、真空熔煉和隨爐冷卻步驟同a中ii)和iii)。2)、備料:總共5kg。稱取純度為99.999wt%金395.67-398.09g,純度為99.97wt%鈀片150g,金-銅母合金1.00-2.50g,金-鈣母合金0.50-1.0Og,金-鈰母合金
0.375-0.75g，金-鈹母合金0.05-0.1Og,余量為純度為99.999 wt%的銀。3)、連鑄合金棒:
所用設(shè)備:豎式連鑄熔煉爐
金和銀放在爐內(nèi)的大坩堝中，將金-銅、金-鈣、金-鈹、金-鈰母合金放入爐內(nèi)懸空的小坩堝中。蓋好爐蓋抽真空，當(dāng)爐內(nèi)真空度達(dá)到0.1X KT3Pa時(shí)開始加熱，當(dāng)爐內(nèi)溫度達(dá)到1050-1250°C時(shí)，金屬金和銀完全熔化，維持此溫度，精煉10-20分鐘。打開爐內(nèi)懸空的小坩堝，加入金-銅、金-鈣、金-鈹、金-鈰母合金，并攪拌20-30次，維持此溫度，精煉10-20分鐘。停止抽真空，充氬氣，壓力0.01-0.05Pa，采用連續(xù)拉鑄方法，速度20-60mm/min，獲得直徑為8±lmm表面光滑的銀合金棒。4)、粗拉、中拉、細(xì)拉:將直徑為8±1_的合金棒，經(jīng)過粗拉、中拉和細(xì)拉工藝，將產(chǎn)品拉制成中間退火所需微米級(jí)半成品。a、粗拉:Φ 8mm — Φ 1.5mm,模具延伸率 7-18%,拉絲速度 6_22m/min ；
b、中拉:Φ 1.5mm— Φ 0.3mm,模具延伸率 9-18%,拉絲速度 60-180 m/min ；
C、細(xì)拉:Φ 0.3mm— Φ 0.08mm,模具延伸率 4-15%,拉絲速度 180-480 m/min ；
5)、中間退火:
退火溫度350-450°C，繞線張力3-15g，收線速度150_250rpm。6)、超細(xì)拉:Φ 0.08mm — Φ 0.015mm,模具延伸率4-9%,拉絲速度 180-480 m/min。7)、終退火:
退火溫度為450-600°C，繞線張力3-15g，收線速度100_200rpm。8)、繞線:
繞線張力為3-30g，繞線速度為500-750rpm。9)、包裝:
將繞線后的鍵合合金銀絲放入帶孔的包裝盒內(nèi)，放入干燥劑，并采用真空機(jī)進(jìn)行密封處理。實(shí)施例2
本實(shí)施例與實(shí)施例1不同之處在于:
本實(shí)施例鍵合合金銀絲，是由以下重量比的金屬材料組成:純度為99.999wt%的金(Au) 8wt%,純度為 99.97wt% 的IE (Pd) 3 wt%, I丐(Ca) 80ppm,鋪(Ce) 60ppm,被(Be) 8ppm,其余含量為純度99.999wt%的銀(Ag)。操作工藝同實(shí)施例1，該產(chǎn)品型號(hào)名稱為KT3，其力學(xué)性能見表3。實(shí)施例3
本實(shí)施例與實(shí)施例1不同之處在于:
本實(shí)施例鍵合合金銀絲，是由以下重量比的金屬材料組成:純度為99.999wt%的金(Au) 8wt%，純度為 99.97wt% 的鈀(Pd)3 wt%，鈣(Ca)80ppm，鈹(Be)8ppm，其余含量為純度99.999wt% 的銀(Ag)。后續(xù)工藝同實(shí)施例1，該產(chǎn)品型號(hào)名稱為KT5，其力學(xué)性能見表3。實(shí)施例4
本實(shí)施例與實(shí)施例1不同之處在于:
本實(shí)施例鍵合合金銀絲，是由以下重量比的金屬材料組成:純度為99.999wt%的金(Au) 3.5wt%，純度為 99.97wt% 的鈀(Pd)6 wt%，市售的無氧銅(Cu)(99.99%)60ppm，鈣(Ca)20ppm,鋪(Ce) 90ppm,鈹(Be) 5ppm,其余含量為純度 99.999wt% 的銀(Ag)。工藝操作步驟同實(shí)施例1。實(shí)施例5
本實(shí)施例與實(shí)施例1不同之處在于:
本實(shí)施例鍵合合金銀絲，是由以下重量比的金屬材料組成:純度為99.999wt%的金(Au) 9.5wt%,純度為 99.97wt% 的鈀(Pd) 8 wt%,市售的無氧銅(Cu) (99.99%) 480ppm,鈣(Ca) 50ppm，鈰(Ce) 20ppm，鈹(Be) lOppm，其余含量為純度 99.999wt% 的銀(Ag)。工藝操作步驟同實(shí)施例1。
按照本發(fā)明配方和工藝步驟生產(chǎn)的鍵合合金銀絲，其金(Au)和鈀(Pd)的存在可以顯著改善合金銀絲的鍵合性能，易于焊接。鈰(Ce)，鈣(Ca)和鈹(Be)的共同作用能以固溶強(qiáng)化的方式改善合金的強(qiáng)度，此外，鈰(Ce)可改善材料的抗疲勞性j^(Ca)可提高材料的塑性和可焊接性；鈹化6)能提高弧度，可以滿足LED焊線的特殊要求。按照本發(fā)明配方及工藝步驟制備的鍵合合金銀絲產(chǎn)品，測(cè)得其物理性能如表I所示，其力學(xué)性能如表2所示:
權(quán)利要求
1.一種鍵合合金銀絲，其特征在于包含以下重量比的金屬材料:Ag < 90wt %, Au3.0wt%-10.0wt%, Pd 3.0wt%-8.0wt% ； 還包含至少兩種下列金屬材料:Ca 10-100ppm、Be 4-10ppm、Ce IO-1OOppm、Cu50_500ppm。
2.權(quán)利要求1所述鍵合合金銀絲的制備方法，其特征在于 1)、采用以下金屬材料: 純度為 99.999wt% 金 3.0wt%-10.0wt%,純度為 99.97wt% 的鈀 3.0wt%-8.0wt%,鈣粒0.40wt%-0.80wt%,被片 0.40wt%-0.80wt%,鋪 0.40wt%-0.80wt% 和無氧銅 0.4-1.0 wt%,余量為純度為99.999wt%銀； 2)、采用以下熔煉的母合金 a、Au-Be母合金； b、Au-Ca母合金； C、Au-Ce母合金； d、Au-Cu母合金； 3)、采用以下配比: 按重量百分比分別取純度為99.999wt%金片0.0wt%-9.20wt%,純度為99.97wt%的鈀片3.0wt%-8.0wt%, Au-Be 母合金 0-0.25wt%, Au-Ca 母合金 0_2.5 wt%, Au-Ce 母合金 0_2.5wt%, Au-Cu母合金0-12.5 wt%,其余為純度為99.999wt%銀。
3.按照權(quán)利要求2所述鍵合合金銀絲的制備方法，其特征在于所述 3)、中采用以下配比: 按重量百分比分別取純度為99.999wt%金片0.0wt%-9.20wt%,純度為99.97wt%的鈀片3.0wt%-8.0wt%，Au-Be 母合金 0.05 wt%-0.25wt%，Au_Ca 母合金 0.125 wt%-2.5 wt%, Au-Ce母合金0.125 wt%-2.5 wt%，Au-Cu 母合金0.5 wt%-12.5 wt%，其余為純度為 99.999wt%銀。
4.按照權(quán)利要求2或3所述鍵合合金銀絲的制備方法，其特征在于所述Au-Be母合金的熔煉方法為:按重量稱取純度為 99.999wt% 金 99.20wt%-99.60wt%，鈹片 0.40wt%-0.80wt% ；i)、投料:將占金總重量90-95%的金直接放入爐內(nèi)大坩堝中，其余金做成金箔，將碎鈹片包在金箔中放入爐內(nèi)懸空的小坩堝中； )、真空熔煉:蓋好爐蓋抽真空，當(dāng)爐內(nèi)真空度達(dá)到0.1X KT3Pa時(shí)開始加熱，當(dāng)爐內(nèi)溫度達(dá)到1050-1250°C時(shí)，金屬完全熔化，維持此溫度，精煉10-20分鐘；打開小坩堝，將碎鈹片和金箔加入爐內(nèi)的大坩堝中，攪拌20-30次，靜置10-20分鐘； iii)、隨爐冷卻:停止加熱，熔化的合金隨爐冷卻到室溫，再重復(fù)ii)步驟，2-3次，徹底冷卻后取出該母合金。
5.按照權(quán)利要求2或3所述鍵合合金銀絲的制備方法，其特征在于所述Au-Ca母合金的熔煉方法為:按重量稱取純度為 99.999wt% 金 99.20wt%-99.60wt%，鈣粒 0.40wt%-0.80wt% ； i)、投料:將占金總重量90-95%的金直接放入爐內(nèi)大坩堝中，其余金做成金箔，將鈣粒包在金箔中放入爐內(nèi)懸空的小坩堝中； )、真空熔煉:蓋好爐蓋抽真空，當(dāng)爐內(nèi)真空度達(dá)到0.1X KT3Pa時(shí)開始加熱，當(dāng)爐內(nèi)溫度達(dá)到1050-1250°C時(shí)，金屬完全熔化，維持此溫度，精煉10-20分鐘；打開小坩堝，將鈣粒和金箔加入爐內(nèi)的大坩堝中，攪拌20-30次，靜置10-20分鐘； iii)、隨爐冷卻:停止加熱，熔化的合金隨爐冷卻到室溫，再重復(fù)ii)步驟，2-3次，徹底冷卻后取出該母合金。
6.按照權(quán)利要求2或3所述鍵合合金銀絲的制備方法，其特征在于所述步驟2)中Au-Ce母合金的熔煉方法為:按重量稱取純度為 99.999wt% 金 99.20wt%-99.60wt%，鈰 0.40wt%-0.80wt% ；i)、投料:將占金總重量90-95%的金直接放入爐內(nèi)大坩堝中，其余金做成金箔，將碎鈰塊包在金箔中放入爐內(nèi)懸空的小坩堝中； )、真空熔煉:蓋好爐蓋抽真空，當(dāng)爐內(nèi)真空度達(dá)到0.1X KT3Pa時(shí)開始加熱，當(dāng)爐內(nèi)溫度達(dá)到1050-1250°C時(shí)，金屬完全熔化，維持此溫度，精煉10-20分鐘；打開小坩堝，將碎鈰塊和金箔加入爐內(nèi)的大坩堝中，攪拌20-30次，靜置10-20分鐘； iii)、隨爐冷卻:停止加熱，熔化的合金隨爐冷卻到室溫，再重復(fù)ii)步驟，2-3次，徹底冷卻后取出該母合金。
7.按照權(quán)利要求2或3所述鍵合合金銀絲的制備方法，其特征在于所述Au-Cu母合金的熔煉方法為: 按重量稱取純度為99.999wt%金99.00 wt%-99.60 wt%,純度為99.99wt%的無氧銅.0.40wt%-l.00wt% ； i)、投料:將占金總重量90-95%的金直接放入爐內(nèi)大坩堝中，其余金做成金箔，將碎銅片包在金箔中放入爐內(nèi)懸空的小坩堝中； )、真空熔煉:蓋好爐蓋抽真空，當(dāng)爐內(nèi)真空度達(dá)到0.1X KT3Pa時(shí)開始加熱，當(dāng)爐內(nèi)溫度達(dá)到1050-1250°C時(shí)，金屬完全熔化，維持此溫度，精煉10-20分鐘；打開小坩堝，將碎銅片和金箔加入爐內(nèi)的大坩堝中，攪拌20-30次，靜置10-20分鐘； iii)、隨爐冷卻:停止加熱，熔化的合金隨爐冷卻到室溫，再重復(fù)ii)步驟，2-3次，徹底冷卻后取出該母合金。
8.按照權(quán)利要求2所述鍵合合金銀絲的制備方法，其特征在于包括以下步驟: 1)、備料:按所需重量稱取各種金屬材料； 純度為 99.999wt% 金 3.0wt%-10.0wt%,純度為 99.97wt% 的鈀 3.0wt%-8.0wt%,鈣粒.0.40wt%-0.80wt%,鈹片 0.40wt%-0.80wt%,鈰 0.40wt%-0.80wt% 和無氧銅(99.99%)0.4-1.0wt%，余量為純度為99.999wt%銀； 2)、母合金的熔煉 依據(jù)Au-Be、Au-Ca、Au-Ce、Au-Cu合金相圖，確定各母合金熔煉溫度；采用高頻爐熔煉，真空保護(hù)，真空度為0.1 X 10_3Pa，熔煉溫度1050-1250°C，多次攪拌，獲得成分均勻的母合金； a、Au-Be母合金的熔煉； b、Au-Ca母合金的熔煉； C、Au-Ce母合金的熔煉； d、Au-Cu母合金的熔煉； 3)、拉鑄合金棒:采用豎式連鑄爐，在純度為99.999wt%銀的基礎(chǔ)上添加合金元素拉制成直徑為5-10mm的合金棒； a、按重量百分比分別取純度為99.999wt%金片0.0wt%-9.20wt%,純度為99.97wt%的鈀片 3.0wt%-8.0wt%,步驟 2)中制備的 Au-Be 母合金 0-0.25wt%, Au-Ca 母合金 0-2.5 wt%,Au-Ce母合金0-2.5 wt%, Au-Cu母合金0-12.5 wt%，其余為純度為99.999wt%銀； b、投料:將金片、鈀片及所需添加的母合金放入爐內(nèi)懸空的小坩堝中，純度為.99.999wt%銀的放入爐內(nèi)的大坩堝中； C、真空熔煉:蓋好爐蓋抽真空，當(dāng)爐內(nèi)真空度達(dá)到0.1XKT3Pa時(shí)開始加熱，當(dāng)爐內(nèi)溫度達(dá)到1050-1250°C時(shí)，金屬銀完全熔化，維持此溫度，精煉10-20分鐘； 打開爐內(nèi)懸空的小坩堝，將小坩堝內(nèi)的金片、鈀片及母合金加入爐內(nèi)的大坩堝中，攪拌20-30次，維持此溫度，精煉10-20分鐘； d、拉鑄合金棒:停止抽真空，充氬氣，壓力0.01-0.05Pa,采用連續(xù)拉鑄方法，速度20-60mm/min,獲得表面光滑的合金棒； 4)、粗拉、中拉、細(xì)拉: 將采用連續(xù)拉鑄方法連鑄好的合金棒，經(jīng)過粗拉、中拉、細(xì)拉，拉制成微米級(jí)半成品細(xì)絲； 5)、中間退火:將細(xì)拉獲得的合金銀絲在350-450°C退火，繞線張力3-15g，收線速度150-250rpm ； 6)、超細(xì)拉:將經(jīng)過中間退火的合金銀絲，拉制成客戶所需成品尺寸，模具延伸率4-9%,拉絲速度 180-480 m/min ； 7)、終退火: 將成品尺寸的合金銀絲在450-600°C退火，繞線張力3-15g，收線速度100_200rpm ； 8)、繞線: 繞線張力為3-30g，繞線速度為500-750rpm ； 9)、包裝: 將繞線后的合金銀絲放入帶孔的包裝盒內(nèi)，放入干燥劑，并采用真空機(jī)進(jìn)行密封處理。
9.按照權(quán)利要求8所述鍵合合金銀絲的制備方法，其特征在于所述步驟4)中粗拉、中拉、細(xì)拉的工藝參數(shù)分別為: a、粗拉:模具延伸率7-18%，拉絲速度6-22m/min； b、中拉:模具延伸率9-18%,拉絲速度60-180m/min ； C、細(xì)拉:模具延伸率4-15%，拉絲速度180-480 m/min。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鍵合合金銀絲及制備方法，屬于鍵合絲加工技術(shù)領(lǐng)域。一種鍵合合金銀絲，包含以下重量比的金屬材料:銀＜90wt%，金3.0wt%-10.0wt%，鈀3.0wt%-8.0wt%；還包含至少兩種下列金屬鈣10-100ppm，鈹4-10ppm，鈰10-100ppm，銅50-500ppm。其制備方法1)備料。2)母合金熔煉。3)連鑄合金棒。4)粗拉、中拉、細(xì)拉。5)中間退火。6)超細(xì)拉。7)終退火。8)繞線。9)包裝。本發(fā)明工藝設(shè)計(jì)合理、規(guī)范，操作簡(jiǎn)便，所得產(chǎn)品導(dǎo)電能力強(qiáng)，具有一定的抗氧化性、良好的可塑性、較高的斷裂負(fù)荷和較好的伸長(zhǎng)率，且價(jià)格低廉，可滿足半導(dǎo)體封裝業(yè)、LED照明技術(shù)對(duì)鍵合合金銀絲性能要求，可做為鍵合金絲的替代品。
文檔編號(hào)C22C1/03GK103194637SQ20131015182
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月27日
發(fā)明者范紅, 程泰, 馬曉霞, 李玉芹 申請(qǐng)人:煙臺(tái)招金勵(lì)福貴金屬股份有限公司