编制说明（贵金属键合丝热影响区长度的扫描电镜测定方法）.docx

2

贵金属键合丝热影响区长度的扫描电镜测定方法编制说明

一、工作简况

1.项目概述：

贵金属键合丝以良好的导电、导热和化学稳定性，广泛应用于高端IC产品、军品器件模块、LED大功率照明产品作为导通芯片与引线框架的关键封装材料[1]。在引线键合准备阶段的烧球处理时，电弧产生的热能快速熔化键合丝尖端，形成自由空气球，同时大量的热量沿丝材传导使键合丝近球端发生晶粒粗化和晶粒急剧生长现象，随热量向远端扩散，热量对丝材组织的影响逐渐降低。我们将键合丝近球端晶粒在热影响下长大的区域称为热影响区（HeatAffectedZone，HAZ）[2]。热影响区由于晶粒粗大，力学强度较低，容易形成失效点。因此，键合丝热影响区的长短直接决定了键合成弧高度和键合强度，是键合丝极其重要的指标。随着集成电路及分立器件向封装多引线化、高集成度和小型化发展，贵金属键合丝呈现出超细线径、低长弧、高强度的重要发展趋势，对热影响区要求比之前更加严格。热影响区越短，键合时则可形成越低的弧度，占用空间越小、键合强度也越高。在工业生产中，人们通过成分优化和工艺调整来缩短键合丝的热影响区，因此热影响区的长度测量尤为重要，是键合丝产品生产及研发必不可少的检测项目。

传统的热影响区长度测定方法是金相法，根据晶粒度大小变化来确定热影响区长短。GB/T6394-2017《金属平均晶粒度测定方法》[3]规定了金属平均晶粒度测定的方法。随着键合丝线径缩小，该方法无法满足直径在30μm以下的细丝的粒径测试需求，具体表现在：①使用该标准中的制样方法无法制备出满足测量的贵金属超细键合丝截面；②金相显微镜已经无法有效分辨晶粒度变化来界定热影响区长短，③该方法无法满足2μm以下晶粒粒径测定。另一方面，行业内缺乏统一的热影响区长度的判定标准，国内外也没有相关现行方法与规范直接适用于键合丝热影响区长度的测定。

针对30μm以下的细丝的热影响区长度测定问题，采用高分辨电子显微镜并结合先进的制样技术是解决该问题的最有效途径。本标准适用于各类贵金属键合丝热影响区长度的测量。其中方法一直接观察法是针对键合金丝产品快速测量的方法，采用扫描电镜的背散射模式观察烧球后的键合金丝，获

3

得丝材晶粒组织图像，根据丝材晶粒组织图像对热影响区进行判定并测量该方法简单便捷，可以满足不同丝径和型号键合金丝热影响区长度的快速测定，但该方法测量精度有限，适用于键合金丝产品热影响区长度的粗略测定。方法二聚焦离子束FIB法是针对50微米以下各类贵金属键合丝的热影响区长度的标准测量。通过双束或多束扫描电镜上的大束流聚焦离子束来切割并抛光试样，从而制备出平整且满足通道衬度拍摄要求的键合丝截面，再通过小束流聚焦离子束成像技术，获得键合丝内部清晰的晶粒组织图像，并根据丝材纵截面晶粒组织图像测定热影响区的长度。该方法获得的晶粒组织图像清晰，适用于热影响区长度的精确测定。

任务来源：

云南省贵金属新材料控股集团股份有限公司2021年11月向上级主管部门提出制定贵金属键合丝热影响区长度的扫描电镜测定方法标准制定计划书，于2023年5月获全国有色金属标准化技术委员会批准，项目计划编号T-610。项目起止时间为2023年5月～2024年10月，技术归口单位为全国有色金属标准化技术委员会。

因公司发展需要，贵研铂业股份有限公司已更名为云南省贵金属新材料控股集团股份有限公司，更名事宜于2023年12月8日通过上市公司股东大会审议，2023年12月12日完成工商变更，并取得新的营业执照，故第一起草单位名称变更为云南省贵金属新材料控股集团股份有限公司。

2.标准项目编制单位、起草人概述：

标准项目编制单位云南省贵金属新材料控股集团股份有限公司，是集贵金属系列功能材料研究、开发和生产经营于一体的国有高新技术企业，其贵金属产品广泛应用于电子信息、航空、航天、船舶、汽车、生物医药、化学化工、建材、矿产冶金、环保能源等行业。贵金属键合丝是公司主要产品之一，公司每年约有25万卷贵金属卷键合丝的生产规模，产值达3亿元左右，其中30μm以下键合丝材占比90%以上，且超细键合丝材的规模还在逐年增长。公司在键合丝材生产技术水平领先，其中最细的键合金丝直径规格低至12μm，在行业内率先提出了超细贵金属丝热影响区长度测量的先进检测方法与规范需求。

4

公司检测中心（对外是贵研检测科技（云南）有限公司）专职贵金属产品的检测，其物理性能部拥有FIB-SEM系统和SEM、金相、精研一体机等测试及制样设备。受益于母公司贵研所和贵研