DOC《温州市科技计划项目》

三、研究开发内容和技术关键

(一)主要研究内容

1、高纯金原料提纯及熔炼技术的研究.

2、通过研究微量添加元素对金丝性能的影响,选择作用良好的微量添加元素进行合理配方,用以满足LED芯片封装用键合金丝强度、键合弧度、焊接性能等各项指标的要求,提高高温振动环境下的使用性能.

3、金丝加工工艺的研究.包括微量元素的合金化工艺、中间退火工艺、拉丝配模、金丝清洗润滑工艺、成品热处理工艺和金丝交复绕工艺的研究,解决金丝的单丝长度和成材率.

4、金丝直径精度的研究,通过合金化的添加,保证金丝的断裂负荷和延伸率控制在一定范围之内.

(二)技术关键及创新点

1、技术关键 (1)高纯度黄金提纯技术和熔炼铸造技术. 作为LED或集成电路封装的键合金丝所要求的纯度必须是99.99%以上的纯黄金,具有电导率高、强度高、良好的球形和键合性能,易于加工成几乎无缺陷的长丝,因此黄金必须提纯到99.999%以上.本项目黄金提纯方法采用快速电解法提纯,利用黄金析出电压临界值,获得高纯度海绵金.通过多次实验与检测采用稳定的低压直流电解电源,能提供300A大电流,电压为0-70豪伏,电压的波动为±0.1豪伏,使黄金稳定析出,而其它金属不会析出.将电解电压控制在60豪伏状态,阴极板上有黄金的稳定析出,获得了提纯的海绵金.把海绵金熔化精炼,从而获得高纯度黄金. 黄金熔炼采用连续铸造方法,黄金的熔点是1063℃,在1063℃黄金属于半熔状态,温度越高流动性能越好,冷却凝固效果差;

温度低流动性能差,但冷却效果好.最佳的连铸温度,是确保产品铸造一致性的关键.高纯度石墨铸造模具的表面粗糙对铸件坯料影响最大,通过对石墨模具铸造孔反复进行抛光加工,生产的产品可以排除坯料表面凸凹、划伤等问题,同时控制合理的牵引速度,确保产品质量. (2)LED键合金丝微量元素添加配方技术. 掌握LED和集成电路封装用键合金丝Ag\Cu\Mg\Fe\Ca\Pd\Si\Al等微量元素的合理配方,通过添加中间合金元素的复合作用和最佳的合金化元素设计,达到键合金丝的合金化,加工细线化和低成本化以及提高键合强度,提高高温振动环境下的使用性能. (3)超微细金丝拉丝制造技术. 通过超微细金丝拉丝工艺及配套装置,利用迭代算法优化,通过安装用于协调相邻道次的工作速度关系的调谐器,调整金丝收线速比,改善收卷机的运行性能和快速停止性能.金线从粗到细的排线参数,彻底解决金丝收放线阻塞问题.可将键合金丝加工到φ15μm-φ25μm范围,且保持金丝良好的表面质量及良好的性能,同时对丝材表面质量、通过清洗、风干、烘干等多道工序进行严格控制,得到微细线材. (4)金丝退火专用设备及工艺. 采用线式连续退火,利用退火温度的调整,去除金线中残留的应力和改变键合金线的断裂载荷和延伸率,达到改变机械性能的要求,再通过退火液的加入可避免金丝粘连.设计可调张力的主动放线系统和收线系统、保温效果极佳的管式退火炉体,有效退火热区域长度在80cm,确保金丝晶粒再生所需的温度,以及退火炉收线系统,确定不同线径、不同配方金丝的退火温度,确定金丝退火速度60m/min. 1)设计可调张力的主动放线系统,该系统依据张力轮的信号,带动伺服电机运转,将金丝从线轴上放下来,使其与收线速度同步,从而保证金丝受力最小化;