银合金线材制造技术

本发明专利技术提供一种银合金线材，其含有银、钯、金及镍，以银、钯、金及镍的总重为基准，钯的含量为1.0重量百分比至5.0重量百分比，金的含量为0.01重量百分比至1.0重量百分比，镍的含量为0.03重量百分比至2.0重量百分比。通过控制银合金线材的组成，本发明专利技术能具体避免银合金线材在热影响区发生晶粒成长的问题，因而能有利于提升银合金线材的机械强度以及银合金线材和焊垫之间的接合强度，使其得以通过冷热冲击和拉线弧高等试验。

【技术实现步骤摘要】
银合金线材
本专利技术涉及一种金属线材，尤指一种应用于打线封装制造方法的银合金线材。
技术介绍
常见的银合金线材主要由银、金及钯成分所组成，在打线封装制造方法中，通常会先采用电弧加热的方式，使银合金线材的末端受热熔融成球形的FAB(freeairball)后，再将FAB经由瓷嘴焊针下压而与一焊垫接合形成第一焊点，而银合金线材的另一端则会被牵拉至另一导电焊垫处，并与另一导电焊垫接合，形成第二焊点，由此构成一电路的导通。因应用于不同电路设计与封装形式等需求，当第一焊点形成之后，往往需要将银合金线材通过不同程度的转折而与另一导电焊垫接合，以实现电路连接的目的。然而，受到电弧热量的影响，邻近FAB的线材晶粒会受热而成长，此晶粒大量成长的区域即称为“热影响区”(heataffectedzone，HAZ)。由于热影响区的线材晶粒通常比一般中间区域的线材晶粒还要粗大，因而热影响区的线材也有机械强度不足的问题。因此，对于热影响区长度较长的银合金线材而言，当其在打线封装制造方法中正好面临转折角度非常大或线弧高度非常低的需求时，易使转折点刚好落在热影响区的位置，致使银合金线材容易在转折点发生线材断裂的情形，而影响接合的品质。
技术实现思路
有鉴于现有技术存在的缺点，本专利技术的目的在于抑制银合金线材中热影响区的晶粒成长，以避免银合金线材容易在转折点发生线材断裂的问题。为实现上述目的，本专利技术提供一种银合金线材，其含有银、钯、金及镍，以银、钯、金及镍的总重为基准，钯的含量为1.0重量百分比至5.0重量百分比，金的含量为0.01重量百分比至1.0重量百分比，镍的含量为0.03重量百分比至2.0重量百分比，其余为银。通过控制银合金线材的组成，本专利技术的银合金线材能在轴心区域获得细长的连续长轴晶晶粒，因而当其进行烧球制造方法之后，能确保邻近FAB的热影响区的晶粒仍是呈现出类似于线材中心的细小条状长轴晶晶粒，抑制热影响区发生晶粒成长的现象，使本专利技术银合金线材中连续长轴晶晶粒占银合金线材的长轴断面的比例大于9％，银合金线材的热影响区的晶粒尺寸相对于线材中间区域的晶粒尺寸的比值小于1.1。于此，本专利技术银合金线材中连续长轴晶晶粒占银合金线材的长轴断面的比例越高，银合金线材受高热的影响越不明显，因此在烧球制造方法之后，银合金线材的热影响区的晶粒尺寸相对于线材中间区域的晶粒尺寸的比值越低，即银合金线材的热影响区不会有明显晶粒成长的现象。在其中一实施例中，镍的含量优选为0.05重量百分比至1.0重量百分比；在另一实施例中，钯的含量为2.0重量百分比至4.0重量百分比；在又一实施例中，金的含量为0.2重量百分比至0.8重量百分比。更优选的，在前述银合金线材的组成中，镍的含量为0.05重量百分比至1.0重量百分比，钯的含量为2.0重量百分比至4.0重量百分比，金的含量为0.2重量百分比至0.8重量百分比。因此，本专利技术的技术手段能进一步抑制因高热影响而在其热影响区发生晶粒成长的现象，银合金线材的热影响区的晶粒尺寸相对于线材中间区域的晶粒尺寸的比值小于或等于1.03。优选的，镍的含量为0.4重量百分比至0.6重量百分比，钯的含量为1.0重量百分比至3.0重量百分比，金的含量为0.4重量百分比至0.6重量百分比。因此，本专利技术的银合金线材中连续长轴晶晶粒占银合金线材的长轴断面的比例大于20％。本专利技术的技术手段通过控制银合金线材的组成，能具体抑制银合金线材受到高热影响而在其热影响区发生晶粒成长的问题；因此，本专利技术的技术手段能同时提升银合金线材的机械强度以及银合金线材和焊垫之间的接合强度，确保银合金线材能顺利通过冷热冲击试验和拉线弧高试验，而不会有失效的问题。附图说明图1A为利用聚焦式离子束显微镜观察实施例1的银合金线材在烧球前的影像图，其中白色实线线条所圈选的区域为整体银合金线材的观察区域，此观察区域中包含白色虚线线条所圈选的轴心区域以及未被白色虚线线条所圈选的轴心外侧两旁的区域。图1B为利用聚焦式离子束显微镜观察实施例2的银合金线材在烧球前的影像图，其中白色实线线条所圈选的区域为整体银合金线材的观察区域，此观察区域中包含白色虚线线条所圈选的轴心区域以及未被白色虚线线条所圈选的轴心外侧两旁的区域。图1C为利用聚焦式离子束显微镜观察实施例3的银合金线材在烧球前的影像图，其中白色实线线条所圈选的区域为整体银合金线材的观察区域，此观察区域中包含白色虚线线条所圈选的轴心区域以及未被白色虚线线条所圈选的轴心外侧两旁的区域。图2A为利用聚焦式离子束显微镜观察比较例1的银合金线材在烧球前的影像图。图2B为利用聚焦式离子束显微镜观察比较例2的银合金线材在烧球前的影像图。图2C为利用聚焦式离子束显微镜观察比较例3的银合金线材在烧球前的影像图。图2D为利用聚焦式离子束显微镜观察比较例6的银合金线材在烧球前的影像图。图3A为利用聚焦式离子束显微镜观察实施例1的银合金线材在烧球后的影像图。图3B为利用聚焦式离子束显微镜观察实施例2的银合金线材在烧球后的影像图。图3C为利用聚焦式离子束显微镜观察实施例3的银合金线材在烧球后的影像图。图4A为利用聚焦式离子束显微镜观察比较例1的银合金线材在烧球后的影像图。图4B为利用聚焦式离子束显微镜观察比较例2的银合金线材在烧球后的影像图。图4C为利用聚焦式离子束显微镜观察比较例3的银合金线材在烧球后的影像图。图4D为利用聚焦式离子束显微镜观察比较例6的银合金线材在烧球后的影像图。具体实施方式以下，将通过具体实施例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可经由本说明书的内容轻易地了解本专利技术所能达成的优点与功效，并且在不背离本专利技术的精神下进行各种修饰与变更，以施行或应用本专利技术的内容。银合金线材的制备实施例1至8、比较例1至6的银合金线材大致上采用如下述的方法所制得：首先，将铜坩埚内部抽真空至4.0torr以下后，再通入氩气至1大气压，依此步骤连续进行三次，再使用450安培电流，将银(Ag)、钯(Pd)、金(Au)、镍(Ni)等纯原料利用电弧加热方式熔融成预合金铸锭。在此步骤中，所添加银的重量百分比为钯的重量百分比的4倍。接着，经真空感应熔炼(vacuuminductionmelting，VIM)制造方法，在氩气的保护气氛下，将前述预合金铸锭与适当比例的纯银利用高周波熔融方式，设定于1200℃的温度连续铸造熔炼10分钟，以获得线径为10mm的银合金母棒。在前述真空感应熔炼制造方法中，所制得的银合金母棒的组成如下表1所示；在真空感应熔炼制造方法中，将余量的纯银与预合金铸锭连铸熔炼成银合金母棒。以实施例1的Ag-Pd-Au-Ni合金母棒的组成为例，先将2.0wt％的纯钯、0.5wt％的纯金、0.05wt％的纯镍和8.0wt％的纯银混合熔融成Ag-Pd-Au-Ni预合金铸锭；再在真空感应熔炼制造方法中将前述的Ag-Pd-Au-Ni预合金铸锭与89.45wt％的纯银熔炼成如表1所示的组成的Ag-Pd-Au-Ni合金母棒。此外，以比较例1的Ag-Pd-Au合金母棒的组成为例，先将2.0wt％的纯钯、0.5wt％的纯金和8.0wt％的纯银混合熔融成Ag-Pd-Au预合金铸锭；再在真空感应熔炼制造方法中将前述的Ag-Pd-Au预合金铸锭与89.5wt％的纯银熔炼成如表1所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种银合金线材，其含有银、钯、金及镍，以银、钯、金及镍的总重为基准，钯的含量为1.0重量百分比至5.0重量百分比，金的含量为0.01重量百分比至1.0重量百分比，镍的含量为0.03重量百分比至2.0重量百分比。

【技术特征摘要】
1.一种银合金线材，其含有银、钯、金及镍，以银、钯、金及镍的总重为基准，钯的含量为1.0重量百分比至5.0重量百分比，金的含量为0.01重量百分比至1.0重量百分比，镍的含量为0.03重量百分比至2.0重量百分比。2.根据权利要求1所述的银合金线材，其中镍的含量为0.05重量百分比至1.0重量百分比。3.根据权利要求1所述的银合金线材，其中钯的含量为2.0重量百分比至4.0重量百分比。4.根据权利要求1所述的银合金线材，其中金的含量为0.2重量百分比至0.8重量百分比。5.根据权利要求2所述的银合金线材，其中钯的含量为2.0...

【专利技术属性】
技术研发人员：林育玮，郑云楷，钟松廷，林恒如，
申请(专利权)人：光大应用材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71