本發(fā)明涉及鍵合金絲的加工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鍵合金絲及其制備方法。

背景技術(shù)：

鍵合絲是半導(dǎo)體中的重要配件，常作為微電子封裝用內(nèi)引線，是集成電路和半導(dǎo)體部件的重要基礎(chǔ)材料，實(shí)際生產(chǎn)過程中，鍵合金絲主要分為JC2、JC3、JE1和JE2幾個(gè)類型，它們具有不同的化學(xué)成分、電氣性能以及力學(xué)性能等。近年來，隨著市場的多元化和技術(shù)的進(jìn)步革新，尤其是應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Ξa(chǎn)品質(zhì)量要求的不斷嚴(yán)格，使得以往生產(chǎn)的鍵合金絲在電氣性能和力學(xué)性能方面逐漸無法滿足市場需求和技術(shù)進(jìn)步要求；另外，隨著半導(dǎo)體原件的進(jìn)一步小型化和集成化，鍵合金絲的直徑細(xì)化、強(qiáng)度提高成為了新的要求；此外，短熱影響區(qū)、低弧度也是技術(shù)發(fā)展的必然方向。

在工業(yè)生產(chǎn)過程中，成分優(yōu)化和工藝調(diào)整是實(shí)現(xiàn)鍵合金絲超細(xì)化、高強(qiáng)度、短熱影響區(qū)、低弧度的主要技術(shù)手段。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題，是克服以上現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，以及根據(jù)技術(shù)發(fā)展方向而前瞻性地推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步，提供一種鍵合金絲及其制備方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：一種鍵合金絲，其特征在于，鍵合金絲的成分為（質(zhì)量百分比）：金99.99%以上，銀0.0010-0.0020%，鐵0.0001-0.0010%，鉛0.0005-0.0015%，鎂0.0001-0.0010%，銅0.00010-0.0020%，硅0-0.0010%，稀土元素0.0030-0.0080%。

進(jìn)一步的，上述鍵合金絲的直徑為18-38微米，電阻為0.30-1.09歐姆，線長2.0mm的鍵合金絲的熔斷電流為0.45-0.88安培，線長4.0mm的鍵合金絲的熔斷電流為0.35-0.76安培，線長6.0mm的鍵合金絲的熔斷電流為0.33-0.66安培，熱影響區(qū)為16-75微米，低弧能力為80-85微米。

進(jìn)一步的，上述鍵合金絲，在直徑分別為18微米、20微米、23微米、25微米、30微米以及38微米時(shí)，鍵合金絲的重量分別為4.35-5.45 mg/m、5.50-6.70 mg/m、7.35-8.75 mg/m、8.75-10.25 mg/m、12.75-14.75mg/m、20.75-23.10mg/m，延伸率分別為5.0-6.0%、6.5-8.0%、8.4-9.0%、9.5-10.0%、10.8-8.0%、11.0-12.0%，斷裂負(fù)荷分別為8-10 cN、9-11 cN、10-13 cN、12-15 cN、17-20 cN、25-30 cN。

本發(fā)明還提供一種制備上述權(quán)利要求中所述鍵合金絲的方法，其特征在于采用以下工藝步驟：1）一次精煉，將塊狀金原料投入到高頻電磁感應(yīng)爐中進(jìn)行一次精煉，得到一次精煉金熔體；2）二次精煉，將一次精煉金熔體和中間合金同時(shí)加入連鑄爐，并在1180℃的超高溫下進(jìn)行二次精煉，得到成分和溫度均勻的二次精煉金熔體，其中，上述中間合金，可根據(jù)需要選擇添加不同成分的中間合金，也可以根據(jù)需要不加；3）連鑄，采用連鑄設(shè)備，對(duì)二次精煉金熔體進(jìn)行連續(xù)鑄造，得到直徑為8.0mm的棒坯；4）拉絲，采用拉絲機(jī)和鉆石拉伸模對(duì)棒坯依次進(jìn)行粗拉—中拉—細(xì)拉—終拉，得到所需直徑的鍵合金絲；5）清洗，采用超聲波清洗技術(shù)，以無水乙醇為清洗劑，對(duì)鍵合金絲進(jìn)行清洗；6）退火，對(duì)清洗后的鍵合金絲進(jìn)行退火處理，以釋放鍵合金絲在拉絲過程中產(chǎn)生的應(yīng)力；7）繞線；8）成品檢測，采用專用顯微鏡，檢測產(chǎn)品的表面質(zhì)量，確保表面光潔、無損傷、無指印；9）包裝，將鍵合金絲放入包裝盒內(nèi)，抽真空，充入氮?dú)獗Ｗo(hù)性氣體，完成包裝并密封處理。

進(jìn)一步地，上述鍵合金絲的制備方法中，一次精煉過程中采用氬氣保護(hù)性氣體，精煉溫度1000-1200℃，精煉時(shí)間30-80min。

進(jìn)一步地，上述鍵合金絲的制備方法中，二次精煉過程中采用氬氣保護(hù)性氣體，精煉時(shí)間30-90min，充分利用爐體本身的渦流，配合專用機(jī)械自動(dòng)攪拌裝置對(duì)熔體進(jìn)行攪拌，攪拌10-15次，然后靜置25-30min。

進(jìn)一步地，上述鍵合金絲的制備方法中，所述的連續(xù)鑄造的速度為10-15cm/min。

進(jìn)一步地，上述鍵合金絲的制備方法中，所述的拉絲過程中，其中，粗拉時(shí)目標(biāo)直徑為800-1000微米，粗拉速度為10-15m/min，中拉時(shí)目標(biāo)直徑為300-500微米，中拉速度為100-120m/min，細(xì)拉時(shí)目標(biāo)直徑為80-150微米，細(xì)拉速度為250-350m/min，終拉時(shí)拉至鍵合金絲的最終直徑，誤差在1微米內(nèi)，終拉速度為400-550m/min。

進(jìn)一步地，上述鍵合金絲的制備方法中，所述的退火采用惰性氣體保護(hù)氣氛，退火溫度為400-450℃，退火處理時(shí)間為1.0-2.5s，退火張力為2.0-2.5g。

進(jìn)一步地，上述鍵合金絲的制備方法中，所述的繞線采用專用繞線機(jī)，將鍵合金絲繞制在直徑3-5cm的線軸上，繞線速度為60-80m/min，線間距為5mm，分卷長度為100-800m。

本發(fā)明提供的鍵合金絲，在優(yōu)化成分的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步添加了稀土元素，同時(shí)，結(jié)合工藝參數(shù)的優(yōu)化，提高了超細(xì)鍵合金絲的強(qiáng)度，如延伸率和斷裂負(fù)荷，同時(shí)，大幅度縮短了熱影響區(qū)的長度，有效降低了弧度。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

實(shí)施例1

鍵合金絲的成分為（質(zhì)量百分比）：金99.9974%，銀0.0010%，鐵0.0001%，鉛0.0005%，鎂0.0001%，銅0.00010%，稀土元素0.0080%。制備工藝步驟為：1）一次精煉，將塊狀金原料投入到高頻電磁感應(yīng)爐中進(jìn)行一次精煉，精煉過程中采用氬氣保護(hù)性氣體，精煉溫度1200℃，精煉時(shí)間80min，得到一次精煉金熔體；2）二次精煉，將一次精煉金熔體和中間合金同時(shí)加入連鑄爐，并在1180℃的超高溫下進(jìn)行二次精煉，精煉過程中采用氬氣保護(hù)性氣體，精煉時(shí)間90min，充分利用爐體本身的渦流，配合專用機(jī)械自動(dòng)攪拌裝置對(duì)熔體進(jìn)行攪拌，攪拌15次，然后靜置30min，得到成分和溫度均勻的二次精煉金熔體，其中，上述中間合金中包含稀土元素Eu和銀；3）連鑄，采用連鑄設(shè)備，對(duì)二次精煉金熔體進(jìn)行連續(xù)鑄造，連續(xù)鑄造的速度為10cm/min，得到直徑為8.0mm的棒坯；4）拉絲，采用拉絲機(jī)和鉆石拉伸模對(duì)棒坯依次進(jìn)行粗拉—中拉—細(xì)拉—終拉，得到不同直徑的鍵合金絲，其中，粗拉時(shí)目標(biāo)直徑為800微米，粗拉速度為10m/min，中拉時(shí)目標(biāo)直徑為400微米，中拉速度為100m/min，細(xì)拉時(shí)目標(biāo)直徑為100微米，細(xì)拉速度為250m/min，終拉時(shí)目標(biāo)直徑為20微米，誤差在1微米內(nèi)，終拉速度為400m/min；5）清洗，采用超聲波清洗技術(shù)，以無水乙醇為清洗劑，對(duì)拉絲后的鍵合金絲進(jìn)行清洗；6）退火，對(duì)清洗后的鍵合金絲進(jìn)行退火處理，以釋放鍵合金絲在拉絲過程中產(chǎn)生的應(yīng)力，退火采用氬氣作為保護(hù)氣體，退火溫度為450℃，退火處理時(shí)間為2.0s，退火張力為2.0g；7）繞線，采用專用繞線機(jī)，將鍵合金絲繞制在直徑5cm的線軸上，繞線速度為60m/min，線間距為5mm，分卷長度為400m；8）成品檢測，采用專用顯微鏡，檢測產(chǎn)品的表面質(zhì)量，確保表面光潔、無損傷、無指印；9）包裝，將鍵合金絲放入包裝盒內(nèi)，抽真空，充入氮?dú)獗Ｗo(hù)性氣體，完成包裝并密封處理。

實(shí)施例2

一種鍵合金絲，鍵合金絲的成分為（質(zhì)量百分比）：金99.9930%，銀0.0020%，鐵0.0010%，鉛0.0015%，鎂0.0010%，銅0.00020%，硅0.0010%，稀土元素0.0003%。

制備方法參照實(shí)施例1。

實(shí)施例3

一種鍵合金絲，鍵合金絲的成分為（質(zhì)量百分比）：金99.9935%以上，銀0.0015%，鐵0.00050%，鉛0.0010%，鎂0.0005%，銅0.0020%，硅0.0005%，稀土元素0.0005%。

制備方法參照實(shí)施例1。

實(shí)施例4

一種鍵合金絲，鍵合金絲的成分為（質(zhì)量百分比）：金99.9965%，銀0.0013%，鐵0.0004%，鉛0.0007%，鎂0.0003%，銅0.0002%，硅0.0002%，稀土元素0.0004%。

制備方法參照實(shí)施例1。

將實(shí)施例1~4最終得到的鍵合金絲的性能參數(shù)與常規(guī)鍵合金絲的性能參數(shù)比較列于表1。

表1 直徑20微米的鍵合金絲性能參數(shù)比較

由上可知，本技術(shù)方案制成的鍵合金絲的性能優(yōu)于常規(guī)的鍵合金絲。

以上所述的僅是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。