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    重庆时时彩综合走势: 一种银合金材料及其制备工艺.pdf

    关 键 词:
    一种 合金材料 及其 制备 工艺
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    摘要
    申请专利号:

    CN201510357837.6

    申请日:

    2015.06.25

    公开号:

    CN106319276A

    公开日:

    2017.01.11

    当前法律状态:

    撤回

    有效性:

    无权

    法律详情: 发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):C22C 5/06申请公布日:20170111|||实质审查的生效IPC(主分类):C22C 5/06申请日:20150625|||公开
    IPC分类号: C22C5/06; C22C1/02; C22F1/14 主分类号: C22C5/06
    申请人: 王仁宏; 锐阳光电股份有限公司
    发明人: 王仁宏; 李金忠
    地址: 中国台湾台中市潭子区潭子加工出口区北环路15号4楼之2
    优先权:
    专利代理机构: 上海申新律师事务所 31272 代理人: 董科
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201510357837.6

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2018.06.19|||2017.02.08|||2017.01.11

    法律状态类型:

    发明专利申请公布后的视为撤回|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明为一种银合金材料及其制备工艺,其中银合金材料包含:65至95重量%的银及5至35重量%的铟,使得银合金材料具有固液共存区;当此银合金材料透过混合、真空加热、冷却及退火等步骤合成后,此银合金材料具有低屈服强度(58MPa)和高极限强度(300MPa)和高的延伸率(60%),以及极佳抗硫化特性,并可用作光学高反射镜、含银饰品及钎焊材料,以及作为半导体封装用的极细银合金线。

    权利要求书

    1.一种银合金材料,其特征在于以所述银合金材料的总重量为基准,所述
    银合金材料包含:65至95重量%的银及5至35重量%的铟,使得所述银合金材
    料具有固液共存区。
    2.如权利要求1所述的银合金材料,其特征在于,所述银合金材料包含5
    至25重量%的铟。
    3.如权利要求1所述的银合金材料,其特征在于,所述银合金材料可应用
    于光学高反射镜。
    4.如权利要求1所述的银合金材料,其特征在于,所述银合金材料可应用
    于钎焊材料。
    5.如权利要求1所述的银合金材料,其特征在于,所述银合金材料可应用
    于含银饰品。
    6.如权利要求4所述的银合金材料,其特征在于,所述钎焊材料为线材,
    所述线材的直径介于8mm至16μm之间。
    7.如权利要求1所述的银合金材料,其特征在于,所述银合金材料的金属
    延伸率为60%。
    8.如权利要求1所述的银合金材料,其特征在于,所述银合金材料的屈服
    强度为58MPa。
    9.如权利要求1所述的银合金材料,其特征在于,所述银合金材料的极限
    强度为300MPa。
    10.一种银合金材料的制备工艺,其特征在于,所述银合金材料的制备工艺
    包括下列步骤:
    (a).提供银金属颗粒及铟金属颗粒;
    (b).混合所述银金属颗粒及所述铟金属颗粒形成银铟金属混合物;
    (c).对所述银铟金属混合物进行真空加热步骤,使所述银铟金属混合物融解
    成银铟均匀熔融状态;
    (d).对所述银铟金属混合物进行冷却步骤使其形成银铟合金初产物,所述银
    铟合金初产物为银铟固液共存的固态溶液;
    (e).对所述银铟合金初产物进行退火步骤,使其形成银合金材料,其中所述
    银合金材料具有固液共存区。
    11.如权利要求10所述的银合金材料的制备工艺,其特征在于,于所述步
    骤(a)中,以所述银金属颗粒与所述铟金属颗粒的总重量为基准,所述银金属颗粒
    占65至95重量%,所述铟金属颗粒占5至35重量%。
    12.如权利要求11所述的银合金材料的制备工艺,其特征在于,于所述步
    骤(a)中,所述铟金属颗粒占5至25重量%。
    13.如权利要求10所述的银合金材料的制备工艺,其特征在于,于所述步
    骤(c)中,将所述银铟金属混合物置于容器中,以温度1000至1030℃的条件下,
    对所述银铟金属混合物进行所述真空加热步骤。
    14.如权利要求10所述的银合金材料的制备工艺,其特征在于,于所述步
    骤(d)中,将所述银铟金属混合物置于真空装置中进行所述冷却步骤。
    15.如权利要求10所述的银合金材料的制备工艺,其特征在于,于所述步
    骤(e)中,将所述银铟合金初产物置于真空装置中進行所述退火步骤。

    说明书

    一种银合金材料及其制备工艺

    技术领域

    本发明系有关于一种银合金材料,尤指一种含铟的银合金材料及其制备工
    艺,使得此特定的含铟的银合金材料能够用做光学高反射镜、钎焊材料、含银饰
    品的制作以及作为半导体封装用的极细银合金线。

    背景技术

    电子产品中芯片的打线技术,于早期为使用纯金线,近年来为降低其成本,
    故业界纷纷寻找可替代的材料,例如铜线,但由于铜线容易氧化,极易造成芯片
    运作的不稳定,抑或使用铜线镀上金、钯或铂等贵金属来克服氧化的问题,但在
    打线接合的过程中,其界面焊接处仍容易受到水气的影响而产生腐蚀的情况。因
    此,业界开始使用铜金等不同配比的合金线作为替代,另一方面,也尝试以纯银
    线来取代金线作为打线材料。

    由于银线具有较佳的导电性,且价格较纯金线便宜又不似铜线易于腐蚀。然
    而,银线在大气中虽然稳定且不易氧化,但却容易硫化,因此为克服硫化的问题,
    银线的使用亦开始向合金化的方发展,藉由添加其他元素来改善银材料的原先特
    性,例如:添加微量的钯有助于抗氧化、硫化和电迁移的能力。

    此外,同时添加多种不同的元素于合金之中,亦为合金研究发展的趋势,早
    期如于1975年所申请的美国专利公告号US4052531A中,提出一种含70重量%
    的银(Ag),其余为铟(In)、锌(Zn)、硅(Si)及铜(Cu)的钎焊材料,或如台湾专利公
    告号TWI316092B中,提出一种以银为基础的合金,并添加铟、锡(Tin)、锑(Sb)
    或铋(Bi)于其中的多种金属银合金,或如中国发明专利公开第CN102312120A号
    中,提出一种含96至97.5重量%的银,其余为铟及金(Au)的合金键合丝,或如
    台湾发明专利公告第TWI404809B号中,提出一种含64至67.5重量%的银及31.5
    至35重量%的铟的合金组成物,使其特性为高硬度、高熔点、高强度等。

    由上述现有技术可知,合金材料的应用十分地广泛,但现有技术往往需要添
    加二种以上的元素,且每种以特定比例及特定元素合成的合金仅具有相类似的金
    属特性,因此局限了其应用的范围,而多种元素的混合,亦可能造成合金成分不
    均匀的现象。

    是以,如何简化合金合成步骤及合成一泛用的合金材料,为本发明欲解决的
    技术课题。

    发明内容

    为了解决现有技术所述的问题,本发明的主要目的在于提供一种银合金材料
    及其制备工艺,其特征在于以所述银合金的总重量为基准,所述银合金材料包含:
    65至95重量%的银及5至35重量%的铟,使得所述银合金材料具有固液共存区。

    所述银合金材料包含5至25重量%的铟。

    所述银合金材料可应用于光学高反射镜。

    所述银合金材料可应用于钎焊材料。

    所述银合金材料可应用于含银饰品。

    所述钎焊材料为线材,所述线材的直径介于8mm至16μm之间。

    所述银合金材料的金属延伸率为60%。

    所述银合金材料的屈服强度为58MPa。

    所述银合金材料的极限强度为300MPa。

    本发明提供一种银合金材料的制备工艺,包括下列步骤:

    (a).提供银金属颗粒及铟金属颗粒;

    (b).混合所述银金属颗粒及所述铟金属颗粒使其形成银铟金属混合物;

    (c).对所述银铟金属混合物遂行真空加热步骤,使所述银铟金属混合物融解
    成银铟均匀熔融状态;

    (d).对所述银铟金属混合物遂行冷却步骤使其形成银铟合金初产物,所述银
    铟合金初产物为银铟固液共存的固态溶液;以及

    (e).对所述银铟合金初产物遂行退火步骤,使其形成银合金材料,其中所述
    银合金材料具有固液共存区。

    所述步骤(a)中,以所述银金属颗粒与所述铟金属颗粒的总重量为基准,所述
    银金属颗粒占65至95重量%,所述铟金属颗粒占5至35重量%。

    所述步骤(a)中,所述铟金属颗粒占5至25重量%。

    所述步骤(c)中,所述银铟金属混合物置于容器中,以温度1000至1030℃的
    条件下,对所述银铟金属混合物进行所述真空加热的步骤。

    所述步骤(d)中,所述银铟金属混合物置于真空装置中进行所述冷却的步骤。

    所述步骤(e)中,所述银铟合金初产物置于真空装置中进行所述退火的步骤。

    附图说明

    图1为本发明所提供的合成银合金材料的实施步骤流程示意图。

    附图标记说明

    步骤S11~S14

    具体实施例

    本发明提供一种含铟的银合金材料及其制作方式,请参阅图1所示,为合成
    含铟的银合金材料,首先需混合银金属颗粒及铟金属颗粒(步骤S11),使其形成
    银铟金属混合物,于步骤S11中,以银铟金属混合物的总重量为基准,银铟金属
    混合物包含:65至95重量%的银及5至35重量%的铟;于另一较佳实施方式中,
    银铟金属混合物可包含:75至95重量%的银及5至25重量%的铟。

    接着进行真空加热(步骤S12),步骤S12将银铟金属混合物置于真空炉中,
    以1000至1030℃的温度进行真空加热,使该银铟金属混合物融解成银铟均匀熔
    融状态(molten phase)。

    之后进行冷却(步骤S13),将真空加热后的银铟金属混合物置于真空装置中
    进行冷却,而获得银铟合金的初产物,此银铟合金初产物为银铟固液共存
    (solid-liquid coexistence)的固态溶液。

    待冷却完成后,进行退火步骤(步骤S14),将所获得的银铟合金初产物置于
    真空装置中,进行退火处理,使其形成含铟的银合金材料。透过退火处理,可增
    加含铟的银合金材料的柔软性、延性和韧性,此外所述含铟的银合金材料具有固
    液共存区(solid-liquid coexistence zone)。

    首先进行抗硫化的测试,将上述含铟的银合金材料制成的光学高反射镜与纯
    银制成的圆盘分别置于120℃、气压为1.01帕(Pa)的含硫蒸气玻璃罐中,经过1
    小时后,可以发现,以含铟的银合金材料所制成的光学高反射镜仍无硫化的情形
    发生;相反的,纯银制成的圆盘于相同环境条件下,经过1小时候,发现其与硫
    蒸气产生反应,于表面生成厚度约25μm黑色的硫化银(Ag2S)。证明相较于纯银
    制成的圆盘硫化现象的发生,本案揭示65至95重量%的银及5至35重量%的
    铟所合成的银合金材料具有高度抗硫化的特性。

    此外,以美国材料和试验协会(ASTM)的标准,分别测试纯金、纯银、铝(Al)、
    标准成分的银合金(包含:92.5重量%的银及7.5重量%的铜)及本案合成的含铟的
    银合金材料。

    测试项目包括:屈服强度(Yields Tensile strength)、极限强度(Ultimate Tensile
    strength)及延伸率(Elongation),测试图表如下所示:


    由上表所示可知,含铟的银合金材料相较于铝或标准成分的银合金,其屈服
    强度仅有58MPa,因此,若以所述含铟的银合金材料制成用于半导体芯片封装
    的钎焊材料的线材,由于其屈服强度低,因此可降低打线接合工具(wire bonding
    tool)操作时的力量,避免对芯片的接合焊盘(bond pads)造成损害的机率。

    由上表所示可知,含铟的银合金材料相较于纯金、纯银、铝及标准成分的银
    合金等材料,其极限强度高达300MPa,因此具有较高的抵抗及承受外力作用的
    特性,是以,以此线材封装的半导体芯片的打线接合结构下,可承受更多后续射
    出成型的加工冲击力。而相较于先前技术如中国专利公开号CN102312120A,本
    案所提出的含铟的银合金材料其极限强度(300MPa=300MN/mm2)亦优于该前案
    所提出的银铟合金键合丝(极限强度为70MN/mm2)。

    由上表所示可知,含铟的银合金材料其延伸率高达60%,延伸特性可降低打
    线接合结构于打线接合或射出成型等加工程序时,打线结构因受外力作用而断裂
    的现象。而相较于先前技术如中国专利公开号CN102312120A,本案所提出的含
    铟的银合金材料其延伸率亦优于该前案所提出的银铟合金键合丝(延伸率约为
    12%)。

    而由于以纯金或纯银制成的线材,其仅具有单一熔点(melting point),如银的
    熔点为961.93℃、金的熔点为1064℃,因此以纯银线材或纯金线材进行线材钎
    焊(brazing)过程中,需让打线接合工具确实地维持在单一且稳定的钎焊温度,否
    则无法让打线结构稳固地连接芯片与基板。相较于本案所提出的含铟的银合金材
    料,由于其具有固液共存区,因此,当使用所述含铟的银合金材料制成的线材进
    行钎焊接合时,仅需让打线接合工具维持在固液共存区温度的范围内工作即可,
    也因此提升了整体芯片封装的速度及打线接合的良率。

    综上所述,本发明所提供仅以银及铟合成的银合金材料具有抗硫化、低屈服
    强度、高极限强度及高延展性等特性,使其可广泛地应用于光学高反射镜、钎焊
    材料及含银饰品的制作等,并可藉由其固液共存区的特性提升线材钎焊的良率;
    故,本发明实为极具产业价值之作。

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