201247903 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於電子封裝合金線材及其形成方法，且 特別是有關於一種低阻抗的合金線材。 【先前技術】 於般電子產品封裝導線的基本要求。而對 ;冋、 阿頻的積體電路元件而言（例如.古对士 器、震盪器、電、、』如.咼速放大 為了避免峨積體電路、以及高速軌⑽等）， ―腦），2(signal delaying)及串音干擾(鳴· 確保產品在長2線的電阻率要求更為嚴格。此外，為了 能，可靠度的考H嚴苛條件下能夠維持正常壽命與功 兼顧低阻抗且〜二為重要。因此，封裝產業需要能夠 然而，目ί 合線材°
導電性降低。；提Ν可*度的材料設計大多會造成其 度，因而影響其t —般低電阻率材料則具有較低的強 但材質較軟，而：：例如-般純金屬的導電性較佳， 卻會提高其電喊二°’、他70素的合金可以改善機械性質， 在電子產業· φ A 擇： 巾見的封裝導線’例如包括下列幾種選 (1)金線：金 接合界面會大^可具有低電阻率，但是金線與餘塾打績 AuAU、Au為V形成f性介金屬化合物(包括Au2Al'線 金屬反應會伴暖羞使=導電性降低。此外，金/銘界面介 生許多柯肯達孔洞(Kirkendall v〇ids)，更 201247903 加提高接合界面電阻率，而導致接點的可靠度降低。 ⑺鋼線·近年來’封裝產業開始採用銅線作為半導體 及發光/二極體打線接合的線材。銅線雖具有較佳的導電 ! 生仁卻很谷易氧化’故在線材儲存及運送過程均需要密 封保護，打線接合製程更需要昂責的氣氣加氯氣輔助，且 在後續封裝電子產品可靠度試驗仍然會遭遇氧化及腐録 的問題。此外，銅線材質太硬，打線接合容易造成晶片破 裂等問題。雖然在-些研究中提出在銅線表面鐘上其他金 屬鍍層以改善易氧化及腐钱的問題的方法（例如參照美國 專利 US 7645522B2、US 0173659A1、us 782〇913ϋ，、但 由於銅線本身硬度高，造成打線接合步驟易失敗，故仍無 法達到積體電路元件封裝時所需的可靠度。 (3)銀線：銀是在所有材料中電阻率最低的元素，但是 純銀在含硫的環境會有硫化腐蝕的問題，同時純銀線在鋁 墊上打線接合時也會生成脆性的介金屬化合物(Ag2A]或 Ag4Al)。此外’純銀線在含水氣的封裝材料内部很容易發 生電解離子遷移現象(I〇n Migration)。亦即，純銀在含水氣 環境會經由電流作用水解溶出銀離子，再與氧反應成為不 穩定的氧化銀（AgO)，此氧化銀因而會進行去氧化作用 (Deoxidize)形成銀原子，並向正極成長出樹葉紋理狀（ieaf vein)的銀鬚，最後造成正負電極的短路（請參考：H. Tsutomu, Metal Migration on Electric Circuit Boards, Three Bond Technical News, Dec. 1, 1986.)。此外，在一些研究 中提出在銀線表面鍍上其他金屬鍍層以改善硫化腐蝕及銀 離子遷移問題的方法(例如參照美國專利US 6696756)，但 4 201247903 所形成的線材仍無法達到理想的可靠度及電阻率。 (4)合金線：合金線例如包括以金為主的合金以及以銀 為主的合金。這些合金例如更包括銅、銘、锰、鉻、在弓、 銦等元素，然而這些合金線仍然無法同時兼具低阻抗及高 可靠度的性質。 綜上所述，現有的各種純金屬線材、表面鍍金屬的複 合線材、以及添加元素的合金線材都無法滿足高速運作與 高頻積體電路元件封裝的需求，因此，目前亟需一種兼具 低阻抗及高可靠度的線材。 【發明内容】 在本發明實施例中提供一種電子封裝合金線材，其係 至少由銀、金及妃所形成之合金線材，其中，該合金線材 中銀:金巴的重量比=86〜99.98 : 0.01〜8 : 0.01〜6，，且在該 合金線材中，具有退火孿晶結構(annealing twins structure) 的晶粒數量佔該合金線材的所有晶粒數量的20%以上。 在本發明另一實施例中提供一種電子封裝合金線材的 .製造方法，包括：提供一粗線材，該粗線材係至少由銀、 金及鈀所形成之合金線材；以及交替進行複數道冷加工成 形步驟及複數道退火步驟，以逐次縮減該粗線材的線徑而 形成一細線材，其中，該些冷加工成形步驟及該些退火步 驟至少包括下列步驟：進行倒數第二道冷加工成形步驟； 之後，進行倒數第二道退火步驟，該倒數第二道退火步驟 的退火溫度為0.5Tm〜0.7Tm，退火時間為2〜10秒，其中， Tm為該粗線材的材質的絕對溫標的溶點；之後，進行最後 201247903 之間的變形量;^步驟所形成的線材 退火步驟，該H 超過15%;以及進行最後一道 退火步驟的退步驟的退火溫度比倒數第二道 分鐘。 ’凰又阿20C〜200°C，退火時間為〇·01〜15 為讓本發明之上述和其他目的、縣外 顯易懂，下文特舉〜 和優點能更明 細說明如下：、較佳㈣例，並配合所附圖式，作詳 【實施方式】 發明出數個不同的實施例。本 ，為限。舉例而言，於第二元件二= :ί:„ι件與第三元件直接接觸的實施例，亦包 ;具有，元件形成在第-元件與第二元件之間、：； 明起m一7°件並未直接接觸的實施例。此外，為簡 林見’本發明在不同例子中以重複的元件符號及/或字母 係rs不代表所述各實施例及/或結構間具有特定的關 金电2明提供一種合金線材及其形成方法，除了藉由合 ㈣之外’更由線材晶粒結構進行改良，使 線材的導電性與可靠度都大幅提升。 开;成m㈣射，合讀材至^銀、金及免所 瓜成，且該合金線射銀··金：免的重量比m 6 201247903 0.01〜8 : 0.01〜6。此外，在合金線材中退火孿晶結構 (annealing twins structure)的晶粒數量佔其所有晶粒數量的 20%以上。習知打線接合金屬線材的内部組織均為微細晶 粒，其雖可提供足夠的拉伸強度與延展性，但是微細晶粒 本身存在大量的高角度晶界（High Angle Grain Boundary)，這些高角度晶界會阻礙電子的傳輸，因而提 高線材的電阻率。此外，電阻升高會使得溫度上升，造成 線材通電流時較容易燒熔，而影響其可靠度。另一方面， 大量的高角度晶界也會加速線材的硫化腐蝕破壞，不利於 線材的導電性與可靠度。相對的，在本發明的實施例中所 提供的合金線材具有等軸粗大晶粒，故可減少高角度晶界 的形成’降低合金線材的電阻率。此外，大量的退火孿晶 結構可提升材料強度，故可提升可靠度。 第1圖顯示在本發明一實施例中之合金線材的形成方 法的流程圖。參照第1 在步驟102中，提供-粗線材， 該粗線材，少由銀、金及朗形成之合金線材 。在步驟 1〇4中’父替進行複數道冷加工成形步驟及複數道退火步 驟’以逐次縮減該粗線材的線徑，以形成—細線材。上述 步驟的詳細方法敘述如下。 >驟102 ’提供一粗線材，該粗線材係至少由銀、 金及1巴所形成之合金線材。纟、金、妃之選擇是因為這三 =兀’τ'在相平衡圖上可以完全互相固溶(^碰％㈣㈣，不 任，性的介金屬相析出物，故所形成的合金線材 ° ' 、仏的延展性，且金、把的添加也不會對電阻率有 太大的影響。 201247903 經實驗發現，適量的金可具有抗硫化及抗腐蝕的功 效，然而當金的含量太高時，會形成大量脆性介金屬化合 物，並且伴隨著產生許多柯肯達孔洞（Kirkendallvoids)，造 成合金線材導電性及可靠度降低。另外，適量的鈀可具有 抗腐#、避免離子遷移破壞及抑制介面金屬反應的功效， 然而當鈀的含量過高時，則會造成合金線材的電阻升高。 在一實施例中，粗線材中銀的含量約為86〜99.98wt%， 金的含量約為0.01〜8wt%，纪的含量約為0.01〜6wt%。應 注意的是，在其他例子中，合金線材可更包括其他金屬、 非金屬元素、或其他雜質成分，本發明並不限定為銀_金_ 在巴的三元合金。因此，只要控制粗線材中銀、金、纪的重 量比=86〜99.98 : 0.01〜8 : 0.01〜6，其中銀為此粗線材的主 要成份，即在本發明之範疇以内。此外，由於在實際冶煉、 精煉、冷加工成形等的過程中，難以完全除去所有雜質而 準確達成數學上或理論上的特定濃度，因此當上述雜質含 量的範圍落於對應的標準或規格所訂定的允收範圍内，仍 視為在本發明的範疇之内。本發明所屬技術領域中具有通 常知識者應當瞭解依據不同的性質、條件、需求等等，上 述對應的標準或規格會有所不同，故下文中並未列出特定 的標準或規格。 在一實施例中，粗線材的形成方法係將銀、金及鈀加 熱熔融後，經澆鑄而成為鑄錠。而後，對鑄錠進行冷加工， 以形成上述至少由銀、金及鈀所形成之粗線材。在另一實 施例中，則是將銀、金及鈀加熱熔融後，以連續鑄造的方 式形成上述粗線材。在一實施例中，粗線材的線徑約為5〜10 8 201247903 步驟104’交替進行複數道 i首in-----从少灭輝及稷 ^，以逐次縮減該粗線材的線徑，以形成一細線 圖則顯示步驟104所述複數道冷加工 ::=r_。在第2圖中，步驟：= 驟刚-!由驟及退火步驟至少包括下列步驟：在步 工成矿+ ’進盯第一道冷加工成形步驟，該第-道冷加 ::步::形成的線材之間的變形量為1〇%以 ，在步驟淋2中，進行第—道退 = 魏火步驟的退火溫度為Q 5Tm〜Q 7Tm，退火時該】第一 衫，其中，Tm為該粗線材 、 —Γ 成形步驟及退火步驟可視需要重福 替進行數次。而後’在步驟―，進二= 步驟，該倒數第二道退Λ::數第二道退火 .丁m〜〇.7Tm，退火時間為2〜1〇秒，1 皿又為 材的材質的絕對溫標的溶點。在步^ ’m為該粗線 -道冷加工成形步驟，使得該最後_ A進行最後 形成的線材與該倒數第二道冷加 :加工成形步驟所 之間的變形量為1%以上^ 〜驟所形成的線材 冷加工成形步驟而對被冷3=，_量係指因 率。在步驟104-6中，進行k成的截面積縮減 道退火步驟的退火溫度比倒最後一 :_〜戰，退火時間為。 ::=火溫度 在一贯施例中，步驟104也 應，主忍的是， 進行二道冷加工成形步輝 9 201247903 (步驟104-3、104-5)及二道退火步驟（步驟]04-4、104-6)。 在一實施例中’上述冷加工成形步驟包括抽線、擠型 或前述之組合。或者，上述冷加工成形步驟及退火步驟可 為任何已知或未來發展的冷加工/退火方式。 在上述冷加工成形及退火步驟後所形成的細線材為至 少由銀、金及鈀所形成之合金線材，且該合金線材中銀:金： 鈀的重量比=86〜99.98 : 0力1〜8 : 0.01〜6。在一實施例中’ 該合金線材包括尺寸介於Ιμπι至ΙΟμπι的粗大晶粒’且在 該合金線材中，具有退火攣晶結構（annealing twins structure) 的晶粒數量佔該合金線材的所有晶粒數量的20%以上。在 一實施例中，細線材的線徑為1 〇〜50 μιη。相較於傳統的金 屬線材，上述細線材可具有較佳的可靠度及較低的電阻。 上述退火孿晶結構的形成原因可根據物理冶金學原理 推論（請參考 George E. Dieter, Mechanical Metallurgy， McGRAW-HILL Book Company, 1976, —P. 135-141.及 R.W. Cahn，PhysicalMetallurgy，1970，P.1 184-1185 )。退火孿晶 結構的形成是由於在冷加工製程時在材料内部累積應變能 (strain)，這些應變能在後續退火熱處理時會驅動部分區域 之原子均勻剪移（Shear)至與其所在晶粒内部未剪移原子 形成相互鏡面對稱之b日格位置，此即為退火孿晶（Annealing Twin)，而其相互對稱之界面即為孿晶界（Twin Boundary)。退火孿晶主要發生在晶格排列最緊密之面心 立方（Face Centered Cubic ; FCC )結晶材料，其孿晶界為 低能量之Σ 3特殊晶界’結晶方位均為（1】丨}面。相較於 一般退火再結晶（Recrystallization )所形成高角度晶界 201247903 (High Angle Grain Boundary )，孿晶界的界面能大約只有 高角度晶界的5°/。。此外，一般而言’疊差能（Stacking Fault Energy )愈小的材料愈容易產生退火孿晶，而金、銀、把 合金元素的疊差能均大約在50 erg/cm2以下，故容易形成 退火孿晶。亦即，並非所有金屬都能輕易形成孿晶結構。 例如，鋁雖為面心立方結晶構造材料，但其疊差能大約200 erg/cm2 ’故極少出現退火孿晶。 此外，第2圖所述的冷加工成形步驟也為退火孿晶結 構形成的因素之一。足夠的冷加工變形量所累積應變能可 提供原子驅動力以產生退火孿晶，但如果冷加工變形量太 大’在退火熱處理初始再結晶（Primary Recrystallization) 階段即會引發多數晶粒成核（Nuclei of Recrystallized Grains ) ’因而形成大量的微細晶粒，降低退火孿晶的產 生機會。應注意的是，第2圖所述形成合金線材的方法僅 為本發明一較佳實施例，然而本發明之合金線材的形成方 法並非以此為限。 第3A、3B圖顯示本發明一實施例所形成之合金線材 300。第3A圖顯示合金線材3〇〇的一部分的線段的示意 圖。第3B圖顯示沿著平行於第3A圖所示合金線材300的 長度方向的縱切面圖。 參照第3A圖’合金線材300為至少包括銀、金、鈀合 金線材。參照第3B圖’合金線材300的縱切面為面心立方 (face=centered cubic)晶相的多晶結構（p〇iycrystalline stmcture)’内含多數個晶粒3〇2。在一實施例中，晶粒3〇2 可為尺寸介於1 μπι至1 Ομυ!的粗大晶粒。此外，各晶粒之 201247903 間是以高角度晶界304為界，其中具有退火擎晶結構 (annealing twins structure)306的晶粒的數量，是佔此合金 線材300的所有晶粒數量的20%以上。在一較佳實施例中， 退火孿晶結構的晶粒的數量佔合金線材的所有晶粒數量的 40%—以上，且多數個粗大晶粒302的尺寸介於私111至印111。 在一實施例中，合金線材300中銀、金、鈀的重量比 =86〜99.98 : 〇.〇1〜8 ·· 0.01〜6 ’其中銀為此合金線材3〇〇的 主要成份，金、鈀或其他成份的含量不大於銀的含量。應 注意的是’上述合金線材雖以銀為主要成分並包含特定比 例的金絲’然而本發日狀料並心此為限。在其他例 子中’合金線材可更包括其他金屬、非金屬元素、或其他 =可避免的雜質成分。應注意的是，其他金屬元素的添加 需視應用上的需要調整，以避免影響合金線材的性質。例 α ’在十述合金線材中加入銅時，固然會產生材質強化效 仁疋鋼^素會使合金線材的抗氧化及碰化腐敍枝能大 低’而且由於銀·銅合金會在晶界產生不連續析出物， 扯5Γ成,線。此外’銅也會使合金的硬度增高變脆，使得 4製程困難’同時在打線接合過程也容易造成晶片擊穿。 另外’雖然添加稀土元素可以 對於封裝打線接A &妗# _ 呎口I的 η β 的線材應用需求，細晶粒有較多晶界， 崎2日日界會阻礙電子值^ 於高速運作及’使合金電阻率提高，故不適用 稀土的Ρ 電路電子產品之封装需求。此外， 在通電流;其氧化及腐崎’使得封裝線材 外，在厶今：而不利於電子產品的可靠度。此 .々、加約會使材料延展性變差；在合金中添加 201247903 :二：二、ά、形成低溫相，使線材耐溫性變差，持續 l础：：蜗二線材融斷；添加鈹(Be)為具毒性之易燃性 固—d刀士或煙霧都是有毒的；添加舒(Ru)、铑(Rh)、 锇(Os)、敍(Ir)B夺’其炫點（分別為23i〇〇c、⑼5〇c、3〇45〇c 和241 均遠高於銀的彿點(22 n°c)，因此其溶煉極為困 ί Η合2巾田增加電阻率。此外’部分添加元素在相平衡 圖ί ^、銀形齡金屬相的析*物(Precipitation)，而造成 材貝的^化及較兩—性’更會降低線材的導電性。 ;傳統的線材’本發明實施例中之合金線材例如 玎具有下列優點，包括： (1)電阻低： j銀/、有如低的電阻率，但在傳統製程中之銀線材 :晶粒,数細晶粒(平均粒徑約為0.5〜1 _，故具有大量 % B界因而造成電阻率提高。此外，銀線材在紹墊 上打線接合時會生成脆性的介金屬化合物（減二銀 (AgzAl)或銘化_(Ag4A1))，故會造成導電性降低。 .而本發明之合金線材係包括退火孿晶（AnneaHng TW^)組織的孿晶界（Twin Boundary)為調諧（Coherent) t構造，屬於低能量之Σ3特殊晶界，其界面能僅為一 般南角度晶界的5 %。因此這些退火孿晶之對稱晶格排列 對電子傳輪的阻礙極小，而能展現較低的電阻率。此外， 在2明—較佳實施例中’合金線材包括等軸粗大晶粒， 故可減少高角度晶界的密度，而降低電阻。 (2)機械強度佳： 奴而言，微細晶粒組織金屬線材強度的強化係仰賴 201247903 高角度晶界阻擋差排移動，但會造成不利於打線接合、導 電性差、可靠度降低等問題。另外，若將晶粒的粒徑提高， 雖可降低電阻，但會造成線材機械強度太低的問題。 然而’本發明各實施例中之合金線材中包括至少20% 的晶粒内部含有退火孿晶（Annealing Twin)組織，故可維 持線材較佳的機械強度。更進一步說明，由於孿晶結構與 其所在之晶粒具有不同結晶方位（Crystal Orientation)，因此 可以阻擋差排（Dislocation)的移動，而產生材料強化效 應°藉此可維持與一般微細晶粒結構線材相近之拉伸強 度’但由於差排及原子可經由孿晶界跨移（Cross Slip)， 其延展性反而高於一般微細晶粒形成的線材。 (3)具抗氧化、抗腐蝕能力： 一般而言，銀在含硫環境下常有硫化腐蝕的問題，故 會以在銀上鍍其他貴金屬以避免硫化。然而，貴金屬在打 線接合結球過程也會完全溶入熔融的銀銲球基材内，使得 打線接合元成的球銲點成分僅是含微量保護性貴金屬的銀 合金，因此打線接合的球銲點仍會發生硫化腐蝕現象，因 此仍無法有效避免銀電解離子遷移所造成球銲點短路現 象，以及在鋁墊打線接合時的柯肯達孔洞效應。 然而’本發明各實施例中之合金線材中包括至少20% 的晶粒内部含有退火孿晶（Anneaiing Twin)組織，由於孿 晶界的較低的界面能，可以避免成為氧化、硫化及氯離子 腐蝕的路徑，故能展現較佳的抗氧化性與耐腐蝕性。 (4)封裝過程中晶粒成長不易： 傳統的線材之微細晶粒結構經過打線接合後，銲球點 14 201247903 凝固熱量在其附近線材累積，會使得其晶粒迅速成長而形 成熱影響區’因而降低拉線試驗強度。然而，本發明各實 施例之合金線材至少20%的晶粒内部含有退火孿晶 (Annealing Twin)組織，這些退火孿晶（AnnealingTwin) 組織具有較低的界面能，結構較—般高角度晶界穩定。因 此，不僅在高溫狀態下孿晶界本身不易移動，更會對其所 在晶粒之周圍的高角度晶界產生固鎖作用，使這些高角度 晶界亦無法移動，因而整體晶粒組織不會有明顯晶粒成長 現象。故即使在打線接合過程中第一接點（銲球點）從熔 融狀態冷卻至室溫，也可以維持原有晶粒尺寸。此外，當 封裝產品在經歷各種高溫可靠度試驗時，也較不易導致： 粒不穩定成長。 (5)電子遷移率低： 在傳統製程中，純銀線材在含水氣的封裝材料内部很 谷易發生電解離子遷移現象(i〇nMigration)，最後造成正 電極的短路。此外，純銀線與鋁墊打線接合時，由於名、 鋁原子基地(Matrix)的擴散係數較鋁原子在銀基地、I么 1〇2至10。倍，此一界面擴散速度的巨大差異會造、大、’’勺 柯肯達孔洞，導致電阻率升高及打線接合銲^失=所謂的 而在本發明的合金線材中，由於原子經由低萨旦p 界或跨越孿晶界的擴散速率極低，因此當應用於1=1里丰晶 時，即使在高密度電流下其線材内部原子也不易產品 綜合上述優點，本發明之合金線材應用於積㈣带一 件的封裝打線接合，不僅具有較低的電阻率， 电路元 且較一般傳 15 201247903 統線材展現較佳的品質及可靠度。然而，依使用者的需求， 亦可將本發明之合金線材應用於其他技術領域與用途，例 如：音響線、訊號或功率傳輸線、變壓器線等，而合金線 材的線徑亦可依據需求加以變化，而不限定為上述例示的 範圍。 此外’經實驗發現’合金線材中至少20 %的晶粒含有 退火孿晶結構才可達到上述優點。因此’雖然在習知打線 接合用的金屬線材的製程中’或許偶有出現退火孿晶結構 的情況’但是含退火孿晶結構的晶粒數量通常為線材所有 的晶粒的10 %以下或甚至完全不含退火孿晶結構，故仍然 無法具有上述之優點。 本發明經過諸位發明人長久、精心的研究，發現利用 特定組成的合金元素並控制冷加工變形量與退火溫度時間 可形成内部含有大量退火孿晶的材料，因而獲得一種可具 低電阻率、高導熱性、高強度、高延展性、優良抗氧化腐 雀虫性之封裝導線。更詳細而言，合金組成提供導電性與機 械性賀的最佳協調，孿晶界則具有可以有效抑制電遷移現 象、提升材料強度及延展性等特性，因此在進行打線接合 的封裝時，不僅具有極低的電阻率，且在可靠度試驗時更 展現極佳的成績。例如，在最嚴苛的壓力鍋測試（pressure Cooker Test ; PCT)中，在溫度（Ta)=121°c、相對溼度 (RH)=100%、2大氣壓的條件下可耐受128小時以上，遠高 於一般電子產品可靠度測試所要求96小時。在另一實施例 中在南度加速等命试驗中（Highly Accelerated Stress Test ’ HAST) ’ 在溫度（Ta)勹48〇c、相對溼度(RH)^9〇%、 16 201247903 3.6伏特的偏壓的條件下可達到128小時以上，也遠高於一 般電子產品可靠度測試規範所要求96小時。因此，在本發 明各實施例中之合金線材可以應用於各種高速電源交換積 體電路中，例如輸入電壓範圍在4.5V至17V，工作頻率 1200KHZ的壓降型直流式電壓交換積體電路(Buck DC/DC Converter)’而不限於應用在—般速度較慢的5〇〇ΚΉΖ以下 的壓降型直流式電壓交換積體電路。 【比較例1】具微細晶粒之合金線材 利用高週波電熱熔煉89wt%銀-8wt.%金-3wt.%鈀合 金，再經過8次冷加工成形步驟抽線延伸與退火熱處理， 以形成線徑25.4 μιη之細線材。而後，進行倒數第二道冷 加工成形步驟抽線延伸而成為線徑22 6μιη之細線材，再經 過650 C退火5秒。最後進行最後一道冷加工成形步驟抽 線形成17.5μιη之細線材，並進行最後一道退火步驟，其退 火溫，為750。〇退火時間為1〇秒。完成最終退火步驟後’ 捲線完成打線接合所需要之合金線材產品。 第4圖顯不以微細晶粒之合金線材的剖面圖，其晶粒 尺寸平均約，退火孿晶結構大約只佔總晶粒數量的 10 %。 【比較例2】市售4N純金線材 隹第5圖顯示市售4N純金線材的剖面圖。參照第5圖， 市=4N純金線材的晶粒尺寸小，且退火孿晶結構數量低。 17 201247903 【比較例3】市售銅鍍纪線材 第6圖顯+ 也 _ '、不市售銅鍍鈀線材的剖面圖。參照第6圖， 市。銅鑛免線材的晶粒尺寸較大，但退火孿晶結構數量低。 【貝施例1】具有大量退火孿晶結構的合金線材 利用高週波電熱熔煉89wt0/c^_8wt·%金-3wt.%鈀合 金’再以連續鑄造方式獲得線徑6 mm之粗線材。其中， 銀的含量約為89 wt% ;金的含量約為8 wt% ;以及鈀的含 量約為3 wt%。進行15次冷加工成形步驟抽線延伸與退火 熱處理，以形成線徑22.6 μιη之細線材。而後，進行倒數 第二道冷加工成形步驟抽線延伸而成為線徑20μιη之細線 材’再經過53(TC退火4秒。最後進行最後一道冷加工成 形步驟抽線形成17.5μπι之細線材，並進行最後一道退火步 驟，其退火溫度為630°C、退火時間為1分鐘。完成最終 退火步驟後，捲線完成打線接合所需要之合金線材產品。 【實施例2】具有大量退火孿晶結構的合金線材 利用高週波電熱熔煉95wt%銀-3wt.%金-2wt·.%鈀合 金，再以連續鑄造方式獲得線徑6 mm之粗線材。其中， 銀的含量約為95 ;金的含量約為3 ;以及纪的含 量約為2 wt%。進行15次冷加工成形步驟抽線延伸與退火 熱處理，以形成線徑22.6 μιη之細線材。而後，進行倒數 第二道冷加工成形步驟抽線延伸而成為線徑20μιη之細線 材’再經過530。(3退火4秒。最後進行最後一道冷加工成 形步驟抽線形成17.5μηι之細線材’並進行最後一道退火步 18 201247903 驟’其退火溫度為63Gt、退火時間$ i分鐘。完成最終 退火步驟後，捲線完成打線接合所需要之合金線材產品。 第7圖顯7^貫施例1的合金線材的剖面圖。如第7圖 所示’其晶粒尺寸平均52⑽，其中具有退火孿晶結構的 晶粒佔總晶粒數晉女Μ/,。，. 里大約42 % ;實施例2的合金線材的晶粒 尺寸平均6.7ym ’其中具有退火孿晶結構的晶粒佔總晶粒 數量大約36%。 電阻率測試： 匕較例1之合金線材的電阻率約為6.8 μΩ . cm。比較 例2之4N純金線材的電阻率約為。比較例3 ^銅^線材的電阻率約為1.9μΩ . em。實施例1之電阻 率平均值大約5.〇 μΩ . cm，略高於比較例2之純金線與比 六j之銅錢銳線；實施例2之電阻率平均值大約3.1 μ Ω . —接L比較例1之純金線與比較例2之銅鑛把線。亦即， 只施例1與貫施例2之具有大量孿晶結構之銀合金線材與 Λ 之/、彳放細晶粒之銀合金線材相比，退火孿晶結構 確貫了以有效降低線材的電阻率。 機械性質測試： 比車乂例1之合金線材的拉伸強度約為7.5 g，延伸率大 、’勺7.1 /〇。比較例23之4N純金線材及銅鐘把線材的拉 伸強度約為6.6至10.7g，延伸率大約4.0-6.0%。實施例1 之拉伸強度大約8.8 g，且延伸率可達9.5 % ;實施例2之拉 201247903 伸強度大約8·1 g，延伸率可達12.5 %。亦即，實施例j與 實細< 例2之具有大量擎晶結構之合金線材可具有較佳的機 械強度及延展性。 可靠度測試： 利用實施例1之合金線材進行打線接合以形成高速電 源交換器產品，並對此高速電源交換器產品進行一系列可 靠度試驗，其結果綜合示於表〗，其中最嚴苛的壓力鍋測 試（Pressure Cooker Test, PCT)實際可耐受丨28小時以上， 遠高於一般電子產品可靠度測試所要求96小時，另一同樣 嚴可的鬲加速哥命試驗（Highly Accelerated Stress Test， HAST )可達到128小時以上’也遠高於一般電子產品可靠 度測試規範所要求96小時。 表1 試驗項目 (TEST ITEM) 試驗條件 (TEST CONDITION) 通過與否 1.前處理測試 (Precondition Test) 烘烤(125°C ; 24小時） 溫濕度測試(30°C ; 60%RH ; 192 小時）； 重流(1^£1〇\¥):260°(1：;3次 通過 2.壓力鍋測試 (Pressure Cooker Test ； PCT) Ta=121°C ; 100%RH ; 2 大氣壓； 96小時 通過 3溫度循環測試 (Temperature Cycling Test ； TCT) Ta=-65〇C〜150oC (air to air) ; 15 分鐘；1000次循環 通過 4.溫濕度測試 (Temperature&Humidity Test ； THT) Ta=85°C ; 85%RH;無偏壓；1000 小時 通過 5.高溫儲存測試 (High Temperature Storage Test ； HTST) Ta=150°C ; 1000 小時 通過 20 201247903 6.低溫儲存測試 (Low Temperature Storage Test ； LTST) Ta=-40°C ; 1000 小時 通過 7.高度加速壽命試驗 (Highly Accelerated Stress Test ； HAST) Ta=148°C ; 90%RH ; 3.6 伏特的偏 壓；96小時 通過 8.冷熱衝擊測試 (Thermal shock Test ； TST) Ta= -65°C〜150 °C ; 5 分鐘；1000 次循環 通過 雖然本發明已以數個較佳實施例揭露如上，然其並非 用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者， 在不脫離本發明之精神和範圍内，當可作任意之更動與潤 飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界 定者為準。 21 201247903 【圖式簡單說明】 第1圖顯示在本發明實施例中之合金線材的形成方法 的流程圖。 第2圖顯示步驟104所述複數道冷加工成形步驟及退 火步驟更詳細的步驟。 第3A-3B圖顯示本發明實施例所形成之合金線材。 第4-6圖顯示本發明之比較例之線材的剖面圖。 第7圖顯示本發明之實施例之具有大量孿晶結構的合 金線材的剖面圖。 【主要元件符號說明】 300〜合金線材 302〜晶粒 304〜向角度晶界 306〜退火孿晶結構 22