键合银合金丝的制备分析

键合银合金丝的制备分析

周钢

广东佳博电子科技有限公司

摘要：随着工业的发展，各行各业的工艺也在不断的优化与改进，对于键合金丝的需求也不断增加。因为键合金丝具有优良的稳定性，所以在集成电路封装行业及LED行业被大量的应用，但是由于经过不断的研究键合金丝的开发已经被完全开发到极限，再继续拓展的可能性极小，所以各行各业也在不断的寻求功能相似的替代品，甚至寻求性能优异，并且成本较低的键合丝材料。本文主要介绍了键合银合金丝的制备，这种制备工艺所运用的扫描电镜和体式显微镜可以观察表面的形貌以及剑和厚的表面形貌，探讨的这种键合银合金丝的性能，并且与同等的产品进行了相比较。希望能够对键合银合金丝的制备提供相关帮助。

关键词：银合；银合金丝；制备

引言：要找到性能优良且价格低廉的替代产品，就要不断地对键合金丝进行研究与开发，近几年在相关研究方面已经取得了有关的进步，但仍然存在着许许多多的问题。研发较好的是键合铜丝产品，但由于它的抗氧化性较差，在具体的使用时，就会影响电子元件的稳定性，并且会对工作效率产生影响，这样就增加了生产的成本和使用的成本，对于价格低廉，这方面有较大的影响。另外由于键合铜丝的硬度较大，在使用时会造成芯片的损坏，这样就影响了具体的成品率，所以如果要使用键合铜丝的话，只能在对产品的要求较低，并且使用时芯片比较厚的封装领域，才能够使用键合铜丝代替键合金丝。所以在寻求替代品方面，键合铜丝仍存在着许多的弊端，不能够完全的替代键合金丝。

1键合银丝

既然键合铜丝不能够替代金丝，那么我们可以考虑在金属中电阻率最小的金属银，首先，银的导电性能优异，并且银丝得散热性较好，而且银的价格相对于金丝来说较为低廉，可以有效的降低生产成本，并且在LED照明技术中键合银丝可以被广泛的运用于户外照明，各种灯具以及背光灯源等领域都可以使用剑和隐私，这就推动了键合银丝的不断发展与研究。虽然键合银丝有着许多的优点，但也存在着许多的弊端，由于银丝的可拉动性较差，所以就需要在制备过程中添加合金的元素来改变这一缺点，于是人们就研发出了银合金丝。而银合金丝相较于键合银丝来说，集键合银丝的所有优点并且改善了其可拉性较差等弊端，能够有效的替代键合金丝。

2键合银合金丝的制备

在制备过程中，要准备相对应的仪器与材料，并且准备银合金丝的原料，对原材料有着严格的要求，还要准备相关的保护气体，进行不断的试验。

首先要进行容量将高纯度的银以及各种微量元素放入炉内，进行真空熔炼，然后将获得的光滑的银合金棒进行拉丝到所需要的尺寸进行退火处理，最后采用绕线机对成品进行相关绕线。在结束之后，要对银合金丝表面的质量及性能进行相关测试，通过电镜的观察对银合金丝的表面及键合形貌进行观测，并且要对相关的性能进行测试，对于实验的结果进行分析与讨论。

2.1相关成分分析

分析键合银合金丝的成分，通过成分分析发现其主要元素为银，主要合金元素为Au，Pd，Pt分析键合银合金丝的成分，通过成分分析发现，其主要元素为银，主要合金元素为Au，Pd，Pt等，微量元素为Ca，Be，Ce，Cu等。

2.2检测

通过对表面质量进行检测，可以知道键合银合金丝的表面不存在拉拔的痕迹，没有润滑剂的残留，以及污染物氧化损伤等各方面的问题，这表键合银合金丝在生产的过程中是否符合规范标准，并且是可以进行大量生产的。在制备过程中，要进行合理的退火，因为只有合适的温度才能够消除在拉丝过程中产生的残余应力，可以改善其内部的组织结构，来获得预期的力学性能。如果在退火这一工艺过程中的温度过低，就会造成在拉过程中残余应力消除的不充分，会使键合后的球形存在着形状不良或者丝线不正等现象。如果退火这一过程中的温度过高，增加了银合丝的伸长率，会造成制备的出现银合金丝比较软，那么在进行第二焊点的时候就非常不容易切断，会造成拖尾等许多问题。

2.3结果分析

纯度非常高的银，电阻率会随着增加金元素后而不断增加，那么键合银合金丝的电阻率会导致导电性能不断降低，但不同直径的键合银合金丝的电学性能也不尽相同。键合银合金丝的键和性能，在键合烧球后必须要成球饱满，并且圆度好不不会出现偏球等现象，这样在进行第一焊点时，它的球形，大小一致。在第二焊点时，要牢固，不会出现波骆驼为等现象，这样芯片和引线的框架之间采用键合银合金丝连接并且使用的数量相当多，如果在这其中一根键合银合金丝出现问题，那么整个芯片都会出现问题，将会导致芯片的失效。这样就对键合银合金丝的性能有着非常高的要求，必须在生产过程中进行严格的把关，对制作工艺有着稳定极其严格的要求。

3与进口产品进行对比

如果用设计出来的键合银合金丝与国外进口的产品进行对比，会发现设计出来的键合银合金丝与国外的进口产品成分基本相同，所以在电阻率与熔断电流方面的功能也基本相同，其在力学性能以及键合性能方面的对比，能够满足半导体封装行业对于键合工艺和产品相关的要求。设计制备的键合银合金丝的银的质量分数要在94%~96%，这样就可以保证产品的表面以及键合烧球后的形状良好。并且这种键合银合金丝具有良好的力学性能，电学性能和键合性能可以完全满足半导体封装行业的相关要求，与同类的国外进口产品相比，在各方面也有着较为良好的性能，所以可以在替代键合金丝方面有着较大的益处。

结语：随着工业的不断发展，对于键合金丝的使用量不断增大，但由于对于键合金丝的开发与接近极致，所以人们寻求相关性能较为优异，且价格产品较为低廉的替代品，于是开始进行键合银合金丝的制备，通过不断的研究发现键合银合金丝能，能够在有着优良的电学力学以及键合性能的条件下，完全满足半导体封装行业的相关要求，并且有着许多的优点，所以人们逐渐用键合银合金丝来替代键合金丝产品。且同类产品与相关进口的产品进行相比较，在各方面都能够达到相关的要求，由于其在制作工艺方面有着严格精准的高标准要求，所以在这个过程中要精准的按照工艺进行相关的加工，在键合银合金丝的制备方面，想要取得更大的突破，仍需要我们进行不断的努力与研究。

参考文献：

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[3]陈永泰，谢明，王松，等.贵金属键合丝材料的研究进展[J].贵金属，2014（3）：66-70.