本發(fā)明涉及貴金屬材料制造，更具體地，涉及一種銦銀合金及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、銦銀合金是一種低溫特種焊料，其具有抗疲勞性和延展性好、導(dǎo)電、導(dǎo)熱性好、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于高性能芯片、mems（微電機(jī)系統(tǒng)）傳感器等半導(dǎo)體集成電路的封裝，是半導(dǎo)體行業(yè)中重要的焊料品種之一。

2、真空熔煉是得到高品質(zhì)焊料合金的重要工藝，可以有效減少合金中的氧含量。現(xiàn)有技術(shù)中，合金的制備方法通過包括如下兩種，一種是將所有金屬原料混合后加熱熔化，控制加熱溫度介于兩種金屬的熔點(diǎn)之間，利用熔點(diǎn)較低的金屬將熔點(diǎn)較高的金屬溶解，然而這種方法會(huì)造成合金的成分不均勻。

3、另一種是將所有金屬原料混合后加熱熔化，控制加熱溫度能夠使得所有金屬熔化。例如現(xiàn)有技術(shù)公開了一種銦銀合金材料的制備方法，包括如下步驟：（a）.提供銀金屬顆粒及銦金屬顆粒；(b).混合所述銀金屬顆粒及所述銦金屬顆粒形成銀銦金屬混合物；(c).對(duì)所述銀銦金屬混合物進(jìn)行真空加熱步驟，使所述銀銦金屬混合物融解成銀銦均勻熔融狀態(tài)，真空加熱的溫度為1000~1030℃；(d).對(duì)所述銀銦金屬混合物進(jìn)行真空冷卻步驟使其形成銀銦合金初產(chǎn)物，所述銀銦合金初產(chǎn)物為銀銦固液共存的固態(tài)溶液；(e).對(duì)所述銀銦合金初產(chǎn)物進(jìn)行真空退火步驟，使其形成銀合金材料，其中所述銀合金材料具有固液共存區(qū)。

4、然而，該銦銀合金的制備方法還存在如下技術(shù)問題，由于銦的熔點(diǎn)為156.6℃，銀的熔點(diǎn)為960℃，上述現(xiàn)有技術(shù)對(duì)銀銦金屬混合物真空加熱的溫度為1000~1030℃，銦在此高溫下易揮發(fā)，既對(duì)熔煉設(shè)備造成污染，也造成銦損耗大，導(dǎo)致合金中銦含量下降。由于銦、銀均屬于貴重金屬原料，因此銦銀合金的制備尤其需要減少損耗。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明為了克服現(xiàn)有熔煉技術(shù)應(yīng)用于銦銀合金制備時(shí)存在的原材料損耗高、成分不均勻等不足，提供一種銦銀合金的制備方法，原材料損耗低，而且制備的銦銀合金具有優(yōu)異的成分均勻性。

2、本發(fā)明上述目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、一種銦銀合金的制備方法，包括如下步驟：

4、s1.?將原料銦和原料銀分別加熱熔化，得到熔融的銦和熔融的銀；

5、s2.?將步驟s1得到的熔融的銀倒入步驟s1得到的熔融的銦中并均勻混合成合金熔體；

6、s3.?將步驟s2得到的合金熔體冷卻凝固；

7、s4.?將步驟s3得到的凝固的合金在真空環(huán)境下加熱熔化并保溫再次得到合金熔體，冷卻后即得銦銀合金；

8、其中，步驟s4中，加熱溫度為200℃~400℃，保溫時(shí)間為10min~30min。

9、本發(fā)明通過分別加熱熔化原料銦和原料銀，然后將銀熔體倒入銦熔體在液態(tài)下進(jìn)行混合，無須將所有原材料加熱至高溫即可將銀均勻分散在銦基體內(nèi)，得到成分均勻的銦銀合金，減少了因揮發(fā)、氧化造成的材料損耗，而且有利于提高熔煉效率減少熔煉時(shí)間，另外還有利于提高合金成分均勻性。

10、而且，本發(fā)明通過步驟s4在較低的溫度下對(duì)合金進(jìn)行真空重復(fù)熔化，一方面降低了合金中氣體夾雜并進(jìn)一步使得合金成分更加均勻，另一方面由于加熱溫度較低，能夠減少除氣過程銦的揮發(fā)。

11、步驟s4中，加熱溫度過高，會(huì)加大銦的揮發(fā)損耗。加熱溫度過低，會(huì)導(dǎo)致合金中的氧含量過高，合金作為焊料在應(yīng)用時(shí)會(huì)導(dǎo)致焊接空洞增多，焊接質(zhì)量下降。

12、步驟s4中，保溫時(shí)間過長(zhǎng)，會(huì)加大銦的揮發(fā)損耗。保溫時(shí)間過短，對(duì)于降低合金中氣體夾雜的效果作用不明顯。

13、本發(fā)明步驟s4中，加熱溫度可以為200℃、250℃、300℃、350℃、400℃。

14、本發(fā)明步驟s4中，保溫時(shí)間可以為10min、15min、20min、25min、30min。

15、在實(shí)際應(yīng)用中，銦銀合金的制備方法可以包括如下步驟：

16、s1.?將原料銦和原料銀分別放入不同坩堝內(nèi)加熱熔化，得到熔融的銦和熔融的銀；

17、s2.?將步驟s1得到的熔融的銀倒入步驟s1得到的熔融的銦中并均勻混合成合金熔體；

18、s3.?將步驟s2得到的合金熔體倒入鑄模中，冷卻凝固；

19、s4.?將步驟s3得到的凝固的合金鑄錠放入坩堝中，在真空環(huán)境下加熱熔化并保溫再次得到合金熔體，將熔體澆注、冷卻，即得銦銀合金。

20、優(yōu)選地，步驟s4中，加熱溫度為200℃~300℃。

21、優(yōu)選地，步驟s4中，保溫時(shí)間為15min~25min。

22、優(yōu)選地，步驟s1中，銦的加熱溫度為200℃~400℃。

23、銦的熔點(diǎn)為156.6℃，將銦加熱到200℃~400℃，有利于得到熔融的銦，而且還能避免銦在高溫下的揮發(fā)，減少銦的損耗。

24、銦的加熱溫度可以為200℃、250℃、300℃、350℃或400℃。

25、優(yōu)選地，步驟s1中，銀的加熱溫度為1000℃~1200℃。

26、銀的熔點(diǎn)為960℃，將銀加熱到1000℃~1200℃，有利于得到熔融的銀。

27、銀的加熱溫度可以為1000℃、1050℃、1100℃、1150℃或1200℃。

28、銀的加熱溫度稍低，能夠降低金屬損耗，但是可能會(huì)造成合金的均勻性稍差，這可能是因?yàn)殂y的加熱溫度稍低，銀在銦中的溶解速率變慢，導(dǎo)致銀在不同區(qū)域內(nèi)的分布不均。

29、優(yōu)選地，步驟s4中，真空環(huán)境的氣壓不超過20pa。

30、真空環(huán)境的氣壓越低，越有利于降低合金中夾雜的氣體。

31、更優(yōu)選地，步驟s4中，真空環(huán)境的氣壓不超過10pa。

32、優(yōu)選地，步驟s1中，所述原料中，銀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%~5%。

33、該銦和銀的原料制備得到的銦銀合金，能夠作為焊料應(yīng)用在半導(dǎo)體行業(yè)中。

34、本發(fā)明還保護(hù)一種銦銀合金，由上述任一項(xiàng)所述銦銀合金的制備方法制備得到。

35、優(yōu)選地，所述銦銀合金中，氧含量為不高于0.008wt.%。

36、本發(fā)明還保護(hù)上述所述銦銀合金在焊料中的應(yīng)用。

37、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

38、本發(fā)明提供了一種銦銀合金的制備方法，通過分別加熱熔化原料銦和原料銀，然后將銀熔體與銦熔體在液態(tài)下進(jìn)行混合，無須將所有原材料加熱至高溫即可將銀均勻分散在銦基體內(nèi)，得到成分均勻的合金，減少了因揮發(fā)、氧化造成的材料損耗，而且有利于提高熔煉效率減少熔煉時(shí)間，另外還有利于提高合金成分均勻性。而且，本發(fā)明通過在較低的溫度下對(duì)合金進(jìn)行真空重復(fù)熔化，一方面降低了合金中氣體夾雜并進(jìn)一步使得合金成分均勻，另一方面減少除氣過程銦的揮發(fā)。

技術(shù)特征：

1.一種銦銀合金的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述銦銀合金的制備方法，其特征在于，步驟s4中，加熱溫度為200℃~300℃。

3.如權(quán)利要求1所述銦銀合金的制備方法，其特征在于，步驟s4中，保溫時(shí)間為15min~25min。

4.如權(quán)利要求1所述銦銀合金的制備方法，其特征在于，步驟s1中，銦的加熱溫度為200℃~400℃。

5.如權(quán)利要求1所述銦銀合金的制備方法，其特征在于，步驟s1中，銀的加熱溫度為1000℃~1200℃。

6.如權(quán)利要求1所述銦銀合金的制備方法，其特征在于，步驟s4中，真空環(huán)境的氣壓不超過20pa。

7.如權(quán)利要求1所述銦銀合金的制備方法，其特征在于，步驟s1中，所述原料中，銀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%~5%。

8.一種銦銀合金，其特征在于，由權(quán)利要求1~7任一項(xiàng)所述銦銀合金的制備方法制備得到。

9.如權(quán)利要求8所述銦銀合金，其特征在于，所述銦銀合金中，氧含量為不高于0.008wt.%。

10.權(quán)利要求8或9所述銦銀合金在焊料中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種銦銀合金及其制備方法和應(yīng)用，涉及貴金屬材料制造技術(shù)領(lǐng)域。銦銀合金的制備方法包括如下步驟：S1.將原料銦和原料銀分別加熱熔化，得到熔融的銦和熔融的銀；S2.將步驟S1得到的熔融的銀倒入步驟S1得到的熔融的銦中并均勻混合成合金熔體；S3.將步驟S2得到的合金熔體冷卻凝固；S4.將步驟S3得到的凝固的合金在真空環(huán)境下加熱熔化并保溫再次得到合金熔體，冷卻后即得銦銀合金。本發(fā)明無須將所有原材料加熱至高溫即可將銀均勻分散在銦基體內(nèi)，減少了因揮發(fā)、氧化造成的材料損耗。通過在較低的溫度下對(duì)合金進(jìn)行真空重復(fù)熔化，一方面降低了合金中氣體夾雜并使得合金成分均勻，另一方面減少除氣過程銦的揮發(fā)。

技術(shù)研發(fā)人員：王捷,陳衛(wèi)民
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣州先藝電子科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/5