一种铜镍合金键合丝及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112481520A(43)申请公布日2021.03.12(21)申请号202011248765.9H01L21/48(2006.01)(22)申请日2020.11.10H01L23/49(2006.01)(71)申请人烟台一诺电子材料有限公司地址264006山东省烟台市经济技术开发区珠江路32号(72)发明人王岩刘炳磊林良高琪刘运平(74)专利代理机构烟台上禾知识产权代理事务所(普通合伙)37234代理人高峰(51)Int.Cl.C22C9/06(2006.01)C22C1/02(2006.01)C21D9/52(2006.01)C22F1/08(2006.01)权利要求书1页说明书4页(54)发明名称一种铜镍合金键合丝及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种铜镍合金键合丝，包括如下重量分数的组分：镍0.1‑3％、铝100‑200ppm，余量为铜。其制备方法为：将6N铜、镍和铝按重量分数混合后加入真空合金炉中，升温至1150‑1250℃融化保温10‑30min后恒温1150℃拉铸，拉丝速度为50‑150mm/min，对拉铸成型的原丝进行退火，即得。本发明铜镍合金键合丝加入镍可以明显提高铜的抗氧化抗腐蚀性、色泽光亮但不明显升高铜的硬度，使合金仍保持优异的延展性、深冲和冷加工性能，热影响区HAZ明显减小，还可降低铜的电阻率温度系数，减少因为器件的发热影响键合丝的电信号传输；铝的微量加入可以在铜丝表面形成一个纳米级的抗氧化层，而在键合之前的超声摩擦去除抗氧化层，裸露出新鲜的线材表面，有助于线材的键合结合强度。CN112481520ACN112481520A权利要求书1/1页1.一种铜镍合金键合丝，其特征在于，包括如下重量分数的组分：镍0.1‑3％、铝100‑200ppm，余量为铜。2.根据权利要求1所述的铜镍合金键合丝，其特征在于，所述铜镍合金键合丝的制备方法为：将6N铜、镍和铝按重量分数混合后加入真空合金炉中，升温至1150‑1250℃融化保温10‑30min后恒温1150℃拉铸，拉丝速度为50‑150mm/min，对拉铸成型的原棒进行多道次拉丝、退火，即得。3.一种如权利要求1或2所述的铜镍合金键合丝制备坩埚，其特征在于，步骤为：将6N铜、镍和铝按重量分数混合后加入真空合金炉中，升温至1150‑1250℃融化保温10‑30min后恒温1150℃拉铸，拉铸速度为50‑150mm/min，对拉铸成型的原棒进行多道次拉丝、退火，即得。2CN112481520A说明书1/4页一种铜镍合金键合丝及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及键合丝领域，尤其涉及一种铜镍合金键合丝及其制备方法。背景技术[0002]键合铜丝是一种常见的键合丝，使用广泛，在IC集成电路封装、LED光电产品电路封装、分立器件、大功率器件、IGBT电路等领域都有应用。其材料成本低，尤其在大功率器件使用粗线径键合丝的封装产品中，价格优势明显。铜丝的综合机械性能优于金丝银丝，可以实现生产10微米以下超细线径键合丝以及可以实现低长弧键合封装。电阻率低导电性好，电流传输不失真。导热系数高，可以更迅速的将芯片工作的热量导出。铜铝金属间化合物(IMC)生长速度缓慢，可靠性高，芯片器件寿命长。[0003]由于金属铜自身特有的属性，键合铜丝的热影响区HAZ长且电阻率温度系数随温度波动大等，无法适应较高的技术要求。此外键合铜丝易被氧化，降低了其强度和使用寿命。发明内容[0004]本发明针对现有纯铜键合丝自身存在的无法克服的问题，提供一种铜镍合金键合丝，该键合丝以铜作为基体，添加有0.1‑3％的镍和100‑200ppm的铝，其制备方法为：将6N铜、镍和铝按重量分数混合后加入真空合金炉中，升温至1150‑1250℃融化保温10‑30min后恒温1150℃拉铸，拉铸速度为50‑150mm/min，对拉铸成型的原棒进行多道次拉丝、退火，即得。[0005]本发明铜镍合金键合丝中由于铜镍属于无限互溶固溶体，无论合金比例高低，恒定为α‑单相，材料融合性很高，镍加入铜中可以明显提高铜的抗氧化抗腐蚀性、色泽光亮但不明显升高铜的硬度，使合金仍保持优异的延展性、深冲和冷加工性能，镍的加入还可降低铜的电阻率温度系数，减少因为器件的发热影响键合丝的电信号传输；铝的微量加入可以利用铝在铜中的偏析，表面富集的特点在铜丝表面形成一个纳米级的抗氧化层，而在键合之前的超声摩擦去除抗氧化层，裸露出新鲜的线材表面，有助于线材的键合结合强度。由于铜镍无限互溶，晶格畸变小，所以晶格排列更有序(而有限固溶的铜银、铜钯合金存在局部区域偏析，晶格排列有序性差)，烧球FAB圆度更圆，减少打线滑球等缺陷，打线外观更规整。[0006]本发明铜镍合金键合丝电阻率低的