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：
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。
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。
技术实现要素：
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。
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。
本发明铜镍合金键合丝电阻率低的原因是铜的原子半径128pm，镍的原子半径124pm，银的原子半径144pm，钯的原子半径137pm。镍原子半径和铜原子半径相差最小，所以铜中加入镍后晶格畸变最小，对电子的衍射和反射作用最小，所以导电性影响最小。
具体实施方式
以下结合实例对本发明进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
一种铜镍合金键合丝，包括如下重量分数的组分：镍0.1％、铝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℃融化保温30min后恒温1150℃拉铸，拉丝速度为50mm/min，对拉铸成型的原棒进行多道次拉丝、退火，即得。
实施例2
一种铜镍合金键合丝，包括如下重量分数的组分：镍1.5％、铝150ppm，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1200℃融化保温20min后恒温1150℃拉铸，拉丝速度为100mm/min，对拉铸成型的原棒进行多道次退火，即得。
实施例3
一种铜镍合金键合丝，包括如下重量分数的组分：镍3％、铝100ppm，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1250℃融化保温10min后恒温1150℃拉铸，拉丝速度为150mm/min，对拉铸成型的原丝进行退火，即得。
表1-表3为实施例1-3铜镍合金键合丝的稳定性检测，表4-表6为实施例1-3电阻率和硬度的检测。
表1.实施例1铜镍合金键合丝退火稳定性
表2.实施例2铜镍合金键合丝退火稳定性
表3.实施例3铜镍合金键合丝退火稳定性
表4.实施例1铜镍合金键合丝电阻率、硬度
表5.实施例2铜镍合金键合丝电阻率、硬度
表6.实施例3铜镍合金键合丝电阻率、硬度
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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。
技术总结