键合铜丝微合金化与退火态组织性能关系研究

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1、独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特另,J／m以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人或集体已经发表或撰写过的研究成果，对本文的研究做出贡献的集体和个人均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：掏至!丝日期：至竺隆：鱼!多论文使用和授权说明本人完全了解云南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文和论文电子版；允许论文被查阅或借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文

2、。(保密的论文在解密后应遵循此规定)研究生签名：塑至丝导师签名：日期：本人及导师同意将学位论文提交至清华大学“中国学术期刊(光盘版)电子杂志社”进行电子和网络出版，并编入CNKI系列数据库，传播本学位论文的全部或部分内容，同意按《中国优秀博硕士学位论文全文数据库出版章程》规定享受相关权益。研究生签名：，一～：．一导师签名：．．，——日期：摘要IMIIIIIIIIIIIIIIIHIIIIIUUlY2379747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

3、。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NT明显的强化效果，合金元素添加量大于1％时，三

4、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lOppm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,--,50oc；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(018--(I)251am)的破断力及延伸率性能均高于Ag和Mg微合

5、金化的铜丝，在560。C／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，①189m铜丝的破断力和延伸率分别为：5．9CN、16．2％；0259m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08mm连铸铜杆，适当降低连铸速

6、度，有利于柱状晶定向凝固组织的形成。关键词：键合铜丝；微合金化；连续铸造；力学性能AbstractWiththedevelopmentofthemicroelectronicpackagingtechnology，highperformanceandlowcostbondingwireisrequiredhigherandhigher．Thedevelopmentofnewwirebondingmaterialtoreplacethetraditionalgoldwirebecomesahotspotinthe

7、field．Comparedwiththegoldbondingwire，copperwirenotonlyhastheadvantageoflowercost，betterelectricalandthermalconductivityandlowergrowthofintermetalliccompound，butalsoissmisfiedwiththefinepitch，longspanandhighencapsulationpackaging．Itisconsideredtobethebestsubs

8、tituteforthetraditionalgoldbondingwire．AccordingtotherequirementsoflowhardnessandhighflexibilitycopperbondingwireinLEDchippackage，fourgroupsofmicro—alloyingcopperbondingwireweredesigned，andthehe