【摘 要】
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随着微电子封装业的发展，对键合丝的高性能和低成本要求越来越高。开发替代传统键合金丝的材料成为该领域的热点。与键合金丝相比，键合铜丝不仅具有成本低、导电导热性更好、金
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随着微电子封装业的发展，对键合丝的高性能和低成本要求越来越高。开发替代传统键合金丝的材料成为该领域的热点。与键合金丝相比，键合铜丝不仅具有成本低、导电导热性更好、金属间化合物生长缓慢等优点，且更能适应细间距、长跨度、高引出端器件的封装要求，是替代传统键合金丝的首选材料。本文针对LED芯片封装对低硬度和高柔软度的新型键合铜丝的需求，优化设计了微合金化配方的四种键合铜丝，着重研究了键合铜丝的微合金化与组织和性能的关系，分析了微合金化元素的改性作用，并采用国产真空连铸设备，进行了铜杆连铸工艺优化探索，取得了以下研究结果: 1、在高纯铜中添加Ag、Mg、Sn等三种合金元素均起到了明显的强化效果，合金元素添加量大于1％时，三种元素的强化效果顺序为:Mg＞Sn＞Ag，而当添加量为ppm级时，Sn的微合金化强化效果大于Mg;其主要的强化机制是固溶强化，而且添加总量在10ppm以内即取得了良好的改性效果。 2、微合金化元素的添加（Mg、Ag和Sn）使铜的再结晶温度提高20～50℃;采用Mg、Ag、Sn微合金化铜丝退火后的再结晶组织的硬度(HV0.1)为52，仅比高纯铜的高4％，体现本研究优化设计的微合金化铜丝具有低硬度的特点。 3、Ag和Sn微合金化的微细铜丝成品（Φ18-Φ25μm）的破断力及延伸率性能均高于Ag和Mg微合金化的铜丝，在560℃/200rpm的最佳连续退火条件下，Ag和Sn微合金化的微细铜丝（添加量在10ppm以内）具有良好的的破断力和高的延伸率匹配，Φ18μm铜丝的破断力和延伸率分别为:5.9CN、16.2％;Φ25μm铜丝的破断力和延伸率分别为:11.7CN、20.3％，其延伸率达到了很高的水平，体现了高柔软度的特点。封装试用结果表明:本研究所开发的微合金化键合铜丝能很好地满足LED芯片封装的使用要求。 4、采用国产连铸炉，在适当的连铸工艺条件下获得了组织致密并无明显显微疏松的Φ8mm连铸铜杆，适当降低连铸速度，有利于柱状晶定向凝固组织的形成。
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