【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及有色金屬熔煉，具體而言，涉及一種銀合金及其制備方法、銀合金的生產(chǎn)設(shè)備和應(yīng)用；更具體地，涉及一種銀合金及其制備方法、銀合金的生產(chǎn)設(shè)備、鍵合銀線的生產(chǎn)系統(tǒng)和應(yīng)用。
技術(shù)介紹
1、銀及其合金廣泛應(yīng)用于電子電氣、醫(yī)藥化工、消毒抗菌、感光材料、環(huán)保、白銀飾品及工藝制品等領(lǐng)域。由于銀及其合金具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性以及良好的化學(xué)穩(wěn)定性、延展性等特點(diǎn)，銀及其合金在半導(dǎo)體封裝和集成電路領(lǐng)域具有廣闊的前景。在電子封裝領(lǐng)域所用的鍵合銀線通常摻雜微量元素以增加銀的耐腐蝕性和鍵合可靠性，如金、鎂、鈀等元素。
2、但是，在銀合金熔煉過(guò)程中，由于不同金屬的飽和蒸氣壓不一致，特別是高蒸汽壓金屬易于揮發(fā)，導(dǎo)致銀合金的中高蒸汽壓金屬元素易損失，進(jìn)而導(dǎo)致高蒸汽壓金屬元素含量不精準(zhǔn)，且成分不均勻，大大降低了鍵合線的性能及其質(zhì)量穩(wěn)定性與一致性。
3、雖然過(guò)量添加高蒸汽壓金屬元素可以保持合金成分與預(yù)期成分基本一致，但仍然無(wú)法解決合金成分不均勻的問(wèn)題，而且還增加了熔煉成本。
4、有鑒于此，特提出本專利技術(shù)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的第一目的在于提供一種銀合金的制備方法，通過(guò)在真空中將金屬銀和高蒸氣壓金屬蒸發(fā)并超聲混合，能使異種或多種金屬以原子級(jí)別的粒子進(jìn)行混勻，且高蒸氣壓金屬元素幾乎無(wú)損失，冷凝形核結(jié)晶后所得的銀合金中的高蒸氣壓金屬元素含量精準(zhǔn)，成分均勻。解決了傳統(tǒng)熔煉方式存在的高蒸汽壓金屬易揮發(fā)導(dǎo)致高蒸汽壓金屬元素含量不精準(zhǔn)且成分不均勻的問(wèn)題。
2、本專利
3、本專利技術(shù)的第三目的在于提供一種銀合金的生產(chǎn)設(shè)備，不僅可以提高銀合金成分均勻性，還可以降低高蒸氣壓金屬熔煉過(guò)程中的燒損，提高了高蒸氣壓金屬的利用率。
4、本專利技術(shù)的第四目的在于提供一種鍵合銀線的生產(chǎn)系統(tǒng)，有利于提高鍵合線的質(zhì)量穩(wěn)定性及一致性。
5、本專利技術(shù)的第五目的在于提供所述銀合金的制備方法制得的銀合金或者所述銀合金或者所述銀合金的生產(chǎn)設(shè)備或者所述鍵合銀線的生產(chǎn)系統(tǒng)在電子電氣、感光材料、航空航天以及醫(yī)療領(lǐng)域中的應(yīng)用。
6、為了實(shí)現(xiàn)本專利技術(shù)的上述目的，特采用以下技術(shù)方案：
7、本專利技術(shù)首先提供了一種銀合金的制備方法，包括如下步驟：在真空條件下，將金屬銀和高蒸氣壓金屬加熱至氣態(tài)，并通過(guò)超聲混合均勻，得到混合金屬蒸汽；所述混合金屬蒸汽經(jīng)冷凝及形核結(jié)晶后，得到所述銀合金。
8、進(jìn)一步地，所述高蒸氣壓金屬包括鎂、鋅、鈣、鋰、鉀、鈉、鉛、釤、銪、銩、銦、鐿、鍶中的至少一種金屬。
9、進(jìn)一步地，所述高蒸氣壓金屬為鉛，并且所述銀合金中的鉛元素所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1％～20％，優(yōu)選為2％～20％。
10、進(jìn)一步地，所述真空條件的真空度為1×10-6pa～0.34pa。
11、進(jìn)一步地，所述加熱的溫度為962℃～1200℃。
12、進(jìn)一步地，所述超聲的頻率為3khz～5khz。
13、進(jìn)一步地，待所述金屬銀和所述高蒸氣壓金屬蒸發(fā)完全后，進(jìn)行所述超聲10min～20min。
14、進(jìn)一步地，所述冷凝的時(shí)間為10min～40min。
15、進(jìn)一步地，所述加熱前所加入的高蒸氣壓金屬的質(zhì)量占所加入的金屬銀與高蒸氣壓金屬總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)為w1，經(jīng)所述冷凝及形核結(jié)晶后得到的銀合金中高蒸氣壓金屬元素所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為w2，則|w1-w2|≤0.0005。
16、進(jìn)一步地，|w1-w2|≤0.0003。
17、本專利技術(shù)進(jìn)一步提供了采用所述銀合金的制備方法制得的銀合金。
18、本專利技術(shù)又提供了一種銀合金的生產(chǎn)設(shè)備，適用于所述銀合金的制備方法，所述銀合金的生產(chǎn)設(shè)備包括真空爐管，所述真空爐管包括相連通的蒸發(fā)區(qū)和流動(dòng)區(qū)，以及通過(guò)密封擋板與所述流動(dòng)區(qū)隔絕的冷凝區(qū)；所述蒸發(fā)區(qū)的內(nèi)部設(shè)置有高溫容器，所述高溫容器用于盛放金屬銀和高蒸氣壓金屬；所述蒸發(fā)區(qū)設(shè)置有真空度測(cè)量?jī)x；所述蒸發(fā)區(qū)的外部設(shè)置有發(fā)熱體裝置和超聲發(fā)射裝置；所述發(fā)熱體裝置用于對(duì)所述金屬銀和所述高蒸氣壓金屬進(jìn)行加熱和蒸發(fā)，所述超聲發(fā)射裝置用于對(duì)所述蒸發(fā)后的金屬蒸汽進(jìn)行混勻；所述冷凝區(qū)的外部設(shè)置有水冷裝置，所述水冷裝置用于對(duì)所述冷凝區(qū)進(jìn)行冷卻；所述混勻后的金屬蒸汽由所述蒸發(fā)區(qū)流經(jīng)所述流動(dòng)區(qū)后，進(jìn)入所述冷凝區(qū)進(jìn)行冷凝形成銀合金。
19、進(jìn)一步地，所述真空爐管具有抽氣口。
20、進(jìn)一步地，所述蒸發(fā)區(qū)和所述流動(dòng)區(qū)的內(nèi)部分別設(shè)置有第一溫度測(cè)量裝置。
21、進(jìn)一步地，所述冷凝區(qū)的內(nèi)部設(shè)置有第二溫度測(cè)量裝置。
22、進(jìn)一步地，所述高溫容器包括坩堝。
23、本專利技術(shù)進(jìn)一步提供了一種鍵合銀線的生產(chǎn)系統(tǒng)，包括所述銀合金的生產(chǎn)設(shè)備。
24、本專利技術(shù)還提供了所述銀合金的制備方法制得的銀合金，或者所述銀合金，或者所述銀合金的生產(chǎn)設(shè)備，或者所述鍵合銀線的生產(chǎn)系統(tǒng)在電子電氣、感光材料、航空航天以及醫(yī)療領(lǐng)域中的應(yīng)用。
25、進(jìn)一步地，所述電子電氣包括半導(dǎo)體封裝。
26、進(jìn)一步地，所述銀合金主要用于制成鍵合線以用于所述半導(dǎo)體封裝。
27、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的有益效果為：
28、(1)本專利技術(shù)提供的銀合金的制備方法，通過(guò)在真空中將金屬銀和高蒸氣壓金屬蒸發(fā)并超聲混合，高蒸氣壓金屬元素幾乎無(wú)損失，提高了高蒸氣壓金屬的利用率，冷凝形核結(jié)晶后所得的銀合金中的高蒸氣壓金屬元素含量精準(zhǔn)，并且成分均勻，組織致密。
29、(2)本專利技術(shù)提供的銀合金的制備方法，基于理想氣體定律(克拉佩龍方程)與蒸氣壓與溫度的關(guān)系，使得異種或多種金屬以氣體原子級(jí)別進(jìn)行混合重組，能夠大大提高銀合金成分均勻性。
30、(3)本專利技術(shù)提供的銀合金的制備方法，采用超聲對(duì)異種或多種金屬蒸氣振動(dòng)，可促使多種金屬蒸氣快速混合，大大提高混合效率。
31、(4)本專利技術(shù)提供的銀合金的制備方法，可以提高銀合金的純度，降低銀合金中的雜質(zhì)元素含量，因?yàn)榈驼魵鈮旱碾s質(zhì)金屬元素未蒸發(fā)而留在蒸發(fā)區(qū)，實(shí)現(xiàn)了與銀元素的分離。
32、(5)本專利技術(shù)提供的銀合金的制備方法，能使難溶于銀的元素例如鉛很好地與銀均勻分散，制得高鉛含量的銀鉛合金。
33、(6)本專利技術(shù)提供的銀合金的制備方法，操作簡(jiǎn)單，易于實(shí)施。
34、(7)本專利技術(shù)提供的銀合金的生產(chǎn)設(shè)備，不僅可以提高銀合金成分均勻性，還可以降低高蒸氣壓金屬熔煉過(guò)程中的燒損，提高了高蒸氣壓金屬的利用率。
35、(8)本專利技術(shù)提供的銀合金的生產(chǎn)設(shè)備，可以提高銀合金的純度，降低銀合金中的雜質(zhì)元素含量，因?yàn)榈驼魵鈮旱碾s質(zhì)金屬元素未蒸發(fā)而留在蒸發(fā)區(qū)，實(shí)現(xiàn)了與銀元素的分離。
36、(9)本專利技術(shù)提供的銀合金的生產(chǎn)設(shè)備，制得的銀合金中的高蒸汽壓金屬元素含量精準(zhǔn)，且銀合金成分均勻，有利于提高由其制得的鍵合線的質(zhì)量穩(wěn)定性及一致性，進(jìn)而提高鍵合線的性能。
3本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種銀合金的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述銀合金的制備方法，其特征在于，所述高蒸氣壓金屬包括鎂、鋅、鈣、鋰、鉀、鈉、鉛、釤、銪、銩、銦、鐿、鍶中的至少一種金屬。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述銀合金的制備方法，其特征在于，所述高蒸氣壓金屬為鉛，并且所述銀合金中的鉛元素所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1％～20％，優(yōu)選為2％～20％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述銀合金的制備方法，其特征在于，滿足以下條件至少其一：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述銀合金的制備方法，其特征在于，所述加熱前所加入的高蒸氣壓金屬的質(zhì)量占所加入的金屬銀與高蒸氣壓金屬總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)為W1，經(jīng)所述冷凝及形核結(jié)晶后得到的銀合金中高蒸氣壓金屬元素所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為W2，則|W1-W2|≤0.0005，優(yōu)選為|W1-W2|≤0.0003。
6.采用如權(quán)利要求1～5任一項(xiàng)所述銀合金的制備方法制得的銀合金。
7.一種銀合金的生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于，適用于如權(quán)利要求1～5任一項(xiàng)所述銀合金的制備方法，所述銀合金的生產(chǎn)設(shè)備包括真空爐管，所述真空爐管包括相連通的
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述銀合金的生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于，滿足以下條件至少其一：
9.一種鍵合銀線的生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，包括如權(quán)利要求7～8任一項(xiàng)所述銀合金的生產(chǎn)設(shè)備。
10.如權(quán)利要求1～5任一項(xiàng)所述銀合金的制備方法制得的銀合金或者如權(quán)利要求6所述銀合金或者如權(quán)利要求7～8任一項(xiàng)所述銀合金的生產(chǎn)設(shè)備或者如權(quán)利要求9所述鍵合銀線的生產(chǎn)系統(tǒng)在電子電氣、感光材料、航空航天以及醫(yī)療領(lǐng)域中的應(yīng)用；
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種銀合金的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述銀合金的制備方法，其特征在于，所述高蒸氣壓金屬包括鎂、鋅、鈣、鋰、鉀、鈉、鉛、釤、銪、銩、銦、鐿、鍶中的至少一種金屬。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述銀合金的制備方法，其特征在于，所述高蒸氣壓金屬為鉛，并且所述銀合金中的鉛元素所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1％～20％，優(yōu)選為2％～20％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述銀合金的制備方法，其特征在于，滿足以下條件至少其一：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述銀合金的制備方法，其特征在于，所述加熱前所加入的高蒸氣壓金屬的質(zhì)量占所加入的金屬銀與高蒸氣壓金屬總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)為w1，經(jīng)所述冷凝及形核結(jié)晶后得到的銀合金中高蒸氣壓金屬元素所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為w2，則|w1-w2|≤0.0005，優(yōu)選為|w1-w2|...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：程亞芳，郭軍華，董顯，郭鵬，李元，馬帥杰，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)機(jī)械總院集團(tuán)鄭州機(jī)械研究所有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
還沒(méi)有人留言評(píng)論。發(fā)表了對(duì)其他瀏覽者有用的留言會(huì)獲得科技券。