[发明专利]一种高纯银金属线及其制备方法

说明书

本发明属于金属丝材制备技术领域，公开了一种高纯银金属线及其制备方法，高纯银金属线的制备方法包括以下步骤：步骤1：将高纯银锭熔炼；步骤2：将高纯银液体经过引线操作得到高纯银棒A；步骤3：经过多组轧辊轧制得到高纯银棒B；步骤4：退火得到高纯银棒C；步骤5：将拉丝得到高纯银丝材A；步骤6：通入氢气的同时退火得到高纯银丝材B；步骤7：拉丝得到直径为14μm的高纯银金属线。本发明采用轧制工艺来轧制银棒，相比于拉拔、挤压等工艺，银棒受到的形变作用力会更为均匀，制得的银棒外表面和内部的晶粒大小几乎一致，晶粒均匀性较高。

技术领域

本发明属于金属丝材制备技术领域，涉及一种高纯银金属线及其制备方法。

背景技术

高纯金属材料由于它们的性能与一般工业纯金属显著不同，因而获得了特殊用途。例如制备半导体材料用的锗、铟、镓等金属要求达到99.999％以上的纯度，高纯金属还大量用于科研领域。

其中高纯银作为一种在电子材料领域应用比较广泛的高纯金属，其制作出的高纯银金属线在应用于键合丝时，在PCB板的元器件中成为了性价比较高的一种产品；而由于高纯银的成本较高，因此在满足PCB板上的元器件导电连接所需的情况下，缩小高纯银金属线的直径成为了比较重要的研发方向。

研究发现，14μm直径高纯银金属丝的导电能力已经可以满足PCB板上的元器件导电连接所需，制备14μm直径或者以下的丝材可以相比传统100μm的丝材节省大量的材料消耗，因此目前制作14μm直径高纯银金属丝的方法成为了新的研发热点；如果采用常规的高纯银金属丝制备方法，因为高纯银丝材的抗拉强度受限，在拉制至100μm直径粗细左右就很容易发生断丝，将高纯银丝材拉至100μm以下成为了一个很大的技术难点。

中国专利202210825157.2公开了一种高导电抗氧微合金化铜合金键合丝及其制备方法，所述制备方法包括以下步骤：将Cu-Ag中间合金、Cu-Au中间合金、Cu-Pd中间合金和5N以上高纯度铜混合后进行熔炼，再加入Cu-Mg、Cu-Zn和Cu-Al中间合金进行精炼，将精炼得到的熔融体拉铸成圆棒，再将圆棒依次经大拉、中拉、细拉及微细拉工序得到高导电抗氧微合金化铜合金键合丝。

上述专利通过将高纯金属混合熔炼后拉铸成圆棒，再将圆棒依次经大拉、中拉、细拉及微细拉等工序合成所需的键合丝，基于上述专利的技术方案是应用在高纯金属丝生产的，因此理论上也应该能够用于高纯银金属丝的生产中，但是在实施过程中发现，由于高纯银的抗拉强度较低，在需要将高纯银丝材拉至100μm以下时，高纯银丝材在大拉、中拉、细拉及微细拉过程中很容易出现断裂的现象，哪怕将经过大拉、中拉、细拉及微细拉工序的键合丝在350℃～450℃、惰性气氛中进行退火处理使得材料塑性得到回复，也难以避免丝材的断裂，丝材断裂会影响产品的生产。

另一篇中国专利202210990905.2公开了一种单晶铜键合线的制备方法，包括如下步骤：将多晶铜棒通过挤压处理制得多晶铜细棒；将多晶铜细棒经过多道次拉拔，制得多晶铜细线；将多晶铜细线进行退火处理，制得单晶铜键合线。

上述专利跟前一篇专利的技术方案类似，不同之处在于该专利的技术方案是应用于单晶铜，这样更加佐证了将高纯金属棒多次拉拔和多次退火处理的技术方案是可以用于高纯银金属线的生产的，不同之处在于，上述专利在拉拔过程中采用了45号机油加25％片状石墨作为润滑剂，来减少摩擦系数，使得铜棒在拉拔过程中减少断裂的几率，但是在拉丝过程中不采用润滑剂，最终拉制成直径为0.018-0.025mm的多晶铜细线；但是在应用该技术方案生产直径低于100μm的高纯银金属线的过程中发现，上述技术方案有以下两个缺陷：

1、在退火步骤时加热腔体会严重碳化，并且丝材氧化严重，需要清洗丝材表面的氧化层，这样会导致丝材的直径精准度降低，并且材料的损耗升高；而且在拉丝过程中由于银丝材的直径太小，还是不能有效避免银丝材的断裂；