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随着半导体封装技术的升级和新型电子行业的发展,键合金丝由于封装成本的升高及材料本身性能的限制,已不能满足目前的高密度、窄间距、长距离、低成本的键合要求。键合银丝性能与键合金丝相近,而成本远低于键合金丝,其抗氧化性优于键合铜丝和键合铝丝,硬度低于键合铜丝,故从综合性能上看,银丝作为引线键合材料相对于铜丝更有优势取代金丝。传统键合丝的开发一般需要通过大量的实验探索合金元素对键合丝性能的影响规律,进而确定满足特定性能的键合丝的合金成分,研发成本高、研究周期长,受实验条件的限制,材料性能演变的规律也得不到很好的解释。而第一原理计算已广泛应用于金属材料的力学、电子结构等性能的评价及合金成分设计。为此,本文通过第一性原理计算研究元素X（Au、Be、Pd、Y、Ca、Cu、In、Zn、Pt、Ni、Sn、Sb、Mg、Ti、Nb、Al）微量掺杂对Ag基体的晶体结构、热力学性能、导电性能、力学性能的影响规律,为金银键合丝的合金化设计提供理论依据,对降低金银键合丝的研发周期、节省研究成本具有重要意义。首先,构建了Ag108纯银及X含量为0.926at%的Ag107X合金模型,并对Ag108及Ag107X的晶体结构进行了几何优化,分析了X元素掺杂对Ag的热力学性能的影响。结果表明:Ag108的晶格常数计算值为4.1413?,与实验值4.0777?较为一致。掺杂X原子中,Nb、Mg、In、Sn、Sb、Ca、Y从小到大依次增大了Ag的晶格常数,而Au、Ti、Pt、Zn、Pd、Al、Cu、Ni、Be从小到大依次降低了Ag的晶格常数,形成的合金中,Ag107Y具有最大的晶格常数4.1491?,Ag107Be具有最小的晶格常数4.1340?。掺杂合金中,Ag107Be、Ag107Ni合金的生成焓为正值,分别为0.93×10-2eV/atom、0.06×10-2eV/atom,较Ag108更难形成,而Ag107X（Au、Pd、Y、Ca、Cu、In、Zn、Pt、Sn、Sb、Mg、Ti、Nb、Al）合金生成焓均为负值,表明它们较Ag108更容易形成,其中Ag107Ti的生成焓为-2.94×10-22 eV/atom,绝对值最大,最容易形成。Ag108及Ag107X合金的结合能均为负值,表明它们均具有较强的热力学稳定性。其次,计算了Ag108及Ag107X合金的能带结构、态密度、原子电荷布居,并预测了X元素掺杂对Ag导电性能的影响。结果表明:Ag108及Ag107X合金有大量的能带穿过费米面,表现出典型的金属特性。掺杂X原子中,Au、Be、Pd、Y、Cu、Pt、Nb原子从Ag原子中得到电荷,而Ca、In、Zn、Ni、Sn、Sb、Mg、Ti、Al原子电荷会转移到Ag原子中。其中Sn、Mg、Ca、Sb、Zn、Y原子与Ag间电荷转移较多,分别为0.94e、0.95e、1.21e、1.84e、1.54e、-2.21e,表明它们与Ag间有较强的共价键,这应归因于Ag-5s、5p、4d轨道分别与Sn-5p,Mg-3s、2p,Ca-3d,Sb-5p,Zn-3d,Y-5p轨道具有较强的轨道杂化作用。而Au、Be、Pd、Cu、Pt、Nb、In、Ni、Ti、Al与Ag原子间电荷转移不超过0.3e,表明它们与Ag原子间的共价键较弱。300K下X元素对Ag的电导率降低程度的排列顺序为:Cu<Au<Pd<Zn<Be<Al<In<Mg<Ca<Ti<Ni<Pt<Sn<Sb<Nb<Y。其中Cu、Au掺杂形成的Ag107Cu、Ag107Au合金300K下的电导率较高,分别为0.611×108/（Ω*m）、0.592×108/（Ω*m）。而Nb、Y掺杂形成的Ag107Nb、Ag107Y合金300K下的电导率较低,分别为0.290×108/（Ω*m）、0.289×108/（Ω*m）。最后,计算了Ag108和Ag107X合金的弹性常数、体模量、剪切模量、杨氏模量等,并预测了X元素掺杂对Ag硬度及延展性的影响。结果表明:Ag108和Ag107X合金的弹性常数均满足Born力学稳定性标准,故它们的晶体结构具有力学稳定性。X元素对Ag硬度影响顺序为:Mg>Be>Cu>Au>Al>Ti>Y>Pd>Zn>Ca>Pt>Ni>Sb>Sn>Nb>In,其中Mg、Be、Cu掺杂形成的Ag107Mg、Ag107Be、Ag107Cu合金的本征硬度较大,分别为4.27GPa、3.96GPa、3.89GPa。Ag107X的B/G值主要分布于2.5-3.5间,大于1.75,其泊松比ν分布在0.325-0.365之间,大于0.3,表明Ag107X合金均具有较好的塑性。