的溫度參數(shù)提升為290°C、熱處理時(shí)間為30分鐘時(shí)， 下表是表示本發(fā)明其一較佳實(shí)施例的含固相反應(yīng)的富金層銀基導(dǎo)線的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，其中于 "形成鈣化銀金熱擴(kuò)散區(qū)"字段中標(biāo)示為"N0"者是代表此銀金鈣混合比例的含固相反應(yīng)的 富金層銀基導(dǎo)線結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，無法有效形成可用的含固相反應(yīng)的富金層銀基導(dǎo)線；再者，本 組實(shí)驗(yàn)亦加入與血漿混合的人工體液浸置實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)的設(shè)置是使用人工體液模擬人體內(nèi)的 血漿，將本發(fā)明的含固相反應(yīng)的富金層銀基導(dǎo)線浸置于仿真人體體溫37°C的人工體液內(nèi) 96小時(shí)，以測量本發(fā)明的含固相反應(yīng)的富金層銀基導(dǎo)線與血漿的反應(yīng)狀況，其中在"人工體 液浸置實(shí)驗(yàn)37°C _96hr"字段內(nèi)顯示為"NG"者是代表與血漿反應(yīng)會生成絕緣體的鈣鹽層， 而導(dǎo)致以本發(fā)明的含固相反應(yīng)的富金層銀基導(dǎo)線做為人體內(nèi)的生醫(yī)級芯片傳導(dǎo)時(shí)阻抗會 提高，而無法有效傳遞信號，進(jìn)而造成生醫(yī)級芯片無作用；由下表數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)鈣含量小于 或等于0. 32wt. %，無法有效形成鈣化銀金熱擴(kuò)散區(qū)而導(dǎo)致銀基導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，而當(dāng)鈣 含量小于或等于〇. Ilwt. %時(shí)，于人工體液浸置試驗(yàn)中會生成鈣鹽層而使連接的生醫(yī)級芯 片無作用。
[0033]
[0034] 再者，當(dāng)?shù)诙A段真空熱處理的溫度參數(shù)再提升至425°C、熱處理時(shí)間同樣為30 分鐘時(shí)，下表亦表示本發(fā)明其一較佳實(shí)施例的銀金鈣銀基導(dǎo)線的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，其中在細(xì)胞增 長率與人工體液浸置實(shí)驗(yàn)中，不論鈣含量的重量百分比為何，亦即當(dāng)鈣含量的重量百分比 從0. 06wt. %~0. 58wt. %,本發(fā)明的含固相反應(yīng)的富金層銀基導(dǎo)線的細(xì)胞增長率皆可達(dá) 到標(biāo)準(zhǔn)值的90%以上，而與血漿的反應(yīng)亦不會生成鈣鹽層，可有效達(dá)到生醫(yī)級芯片的應(yīng)用； 再者，此真空熱處理的條件亦可完全形成13納米（nm)以上的鈣化銀金熱擴(kuò)散區(qū)，顯示本發(fā) 明的含固相反應(yīng)的富金層銀基導(dǎo)線可處于穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)狀態(tài)。
[0035]
[0036] 此外，下表表示同樣的鈣、金重量百分比含量于同樣的真空熱處理?xiàng)l件下，不同的 參數(shù)特性，例如打線成球性、打線接合密度、熔斷電流密度，以及界面金屬間化合物厚度等， 其中打線成球性為一種集成電路封裝產(chǎn)業(yè)的工藝之一，是一種高壓放電的球形接合打線技 術(shù)，又稱為放電結(jié)球（electronic flame off,簡稱EF0)，由下表中顯示，不論f丐含量的重 量百分比為何，其打線成球性皆可過關(guān)；此外，當(dāng)鈣含量大于0. 46wt. %時(shí)，其打線接合強(qiáng) 度是呈現(xiàn)下降的趨勢，此表示在半導(dǎo)體封裝工藝時(shí)，其接合的強(qiáng)度不足，無法有效當(dāng)作集成 電路封裝的導(dǎo)線使用；再者，請一并參閱圖3所示，為本發(fā)明含固相反應(yīng)的富金層銀基導(dǎo)線 制造方法其一較佳實(shí)施例的經(jīng)熱處理的銀金鈣導(dǎo)線顯微鏡照片電子圖，其中熱處理于真空 環(huán)境下先進(jìn)行730°C的溫度熱處理60分鐘后，再以425°C的溫度熱處理30分鐘完成，與圖 2的未經(jīng)熱處理的顯微鏡照片電子圖比較得知，經(jīng)過熱處理可生成富金合金層，經(jīng)過拉線工 藝后，此富金合金層會包覆在導(dǎo)線的外側(cè)，因此，含固相反應(yīng)的富金層銀基導(dǎo)線的外側(cè)會較 為平整，而內(nèi)部銀質(zhì)導(dǎo)線的區(qū)域亦會存在有鈣金屬離子。
[0037]
[0038] 因此，由上述四個(gè)表格的不同真空熱處理?xiàng)l件的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，若以100%的總組 成成分的重量百分比計(jì)算，本發(fā)明其一較佳實(shí)施例的含固相反應(yīng)的富金層銀基導(dǎo)線是至少 包括有0. 06wt. %~0. 39wt. %的鈣含量、3. 2wt. %的金含量，以及剩余重量百分比的銀含 量，含固相反應(yīng)的富金層銀基導(dǎo)線具有至少90 %的細(xì)胞增長率（RGR)，并且與血漿反應(yīng)具 有不生成鈣鹽層的特點(diǎn)。
[0039] 此外，在本發(fā)明其二較佳實(shí)施例中，首先，是準(zhǔn)備一添加有硝酸鈦、醋酸鈦、磷酸鈦 或碳酸鈦等其中的一種化合物的含有鈦離子的水溶液；隨后，將金粉加入含有鈦離子的水 溶液中，以l〇〇°C的水熱法加熱水溶液使鈦金屬離子吸附于金粒子表面，以形成納米核殼復(fù) 合金粒子；再者，過濾水溶液以獲得固相的納米核殼復(fù)合金粒子；之后，將固相的納米核殼 復(fù)合金粒子置入銀熔液內(nèi)，攪拌均勻并靜置室溫冷卻以形成一銀基材，藉此，納米核殼復(fù)合 金粒子系均勻分布于銀基材；隨后，進(jìn)行真空熱處理，使銀基材表面形成一含銀、鈦的富金 合金層（AgAuTi與AgAuTi2);最后，再將含銀、鈦的富金合金層的銀基材進(jìn)行抽線工藝以形 成20 μ m的含固相反應(yīng)的富金層銀基導(dǎo)線；下表是表示在二階段真空熱處理?xiàng)l件為730°C、 60分鐘與465°C、30分鐘下的含固相反應(yīng)的富金層銀基導(dǎo)線實(shí)驗(yàn)結(jié)果，由數(shù)據(jù)顯示，含固相 反應(yīng)的富金層銀基導(dǎo)線是至少包括有〇. 12wt. %~0. 85wt. %的鈦含量、2. 8wt. %的金含 量，以及剩余重量百分比的銀含量，含固相反應(yīng)的富金層銀基導(dǎo)線具有90%以上的細(xì)胞增 長率（RGR)，亦即擁有優(yōu)異的細(xì)胞兼容性，并且與血漿反應(yīng)亦具備有不生成鈦鹽層的特點(diǎn)。
[0040]
[0041] 再者，在本發(fā)明其三較佳實(shí)施例中，首先，是準(zhǔn)備一添加有硝酸鋯、醋酸鋯、磷酸鋯 或碳酸鋯等其中的一種化合物的含有鋯離子的水溶液；隨后，將金粉加入含有鋯離子的水 溶液中，以100°c的水熱法加熱水溶液使鋯金屬離子吸附于金粒子表面，以形成納米核殼復(fù) 合金粒子；再者，過濾水溶液以獲得固相的納米核殼復(fù)合金粒子；之后，將固相的納米核殼 復(fù)合金粒子置入銀熔液內(nèi)，攪拌均勻并靜置室溫冷卻以形成一銀基材，藉此，納米核殼復(fù)合 金粒子系均勻分布于銀基材；隨后，進(jìn)行真空熱處理，使銀基材表面形成一含銀、鋯的富金 合金層（AgAuZr與AgAuZr2);最后，再將含銀、鋯的富金合金層的銀基材進(jìn)行抽線工藝以形 成20 μ m的含固相反應(yīng)的富金層銀基導(dǎo)線；下表是表示在真空熱處理?xiàng)l件為730°C、60分 鐘與520°C、60分鐘下的含固相反應(yīng)的富金層銀基導(dǎo)線實(shí)驗(yàn)結(jié)果，由數(shù)據(jù)顯示，此含固相反 應(yīng)的富金層銀基導(dǎo)線是至少包括有〇. 〇9wt. %~0. 72wt. %的鋯含量、4. Iwt. %的金含量， 以及剩余重量百分比的銀含量，含固相反應(yīng)的富金層銀基導(dǎo)線具有90%以上的細(xì)胞增長率 (RGR)，亦即擁有優(yōu)異的細(xì)胞兼容性，并且與血漿反應(yīng)亦具備有不生成鋯鹽層的特點(diǎn)。
[0043] 從上述的實(shí)施說明可知，本發(fā)明的銀基導(dǎo)線及其制造方法與現(xiàn)有技術(shù)相較之下， 本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0044] 1.本發(fā)明的含固相反應(yīng)的富金層銀基導(dǎo)線制造方法是通過將鈣、鈦或鋯等金屬離 子吸附并結(jié)晶于金粉的納米核殼復(fù)合金粒子上，并熔進(jìn)高溫的銀熔液內(nèi)，繼續(xù)以真空連續(xù) 爐進(jìn)行有效的二階段真空熱處理方法，即于真空環(huán)境下先進(jìn)行700°C~800°C的溫度熱處 理30~90分鐘后，再以425°C~520°C的溫度熱處理30~60分鐘，以制備具有富金合金 層的銀基線材，當(dāng)應(yīng)用于生醫(yī)級芯片的導(dǎo)線時(shí)，具有較高的細(xì)胞增長率，可有效達(dá)到優(yōu)異的 細(xì)胞兼容性，是一種無鍍層表面熱誘發(fā)析出金合金層的銀基導(dǎo)線。
[0045] 2.本發(fā)明的含固相反應(yīng)的富金層銀基導(dǎo)線制造方法是通過水熱法將鈣、鈦或鋯金 屬離子以氧化方式吸附于金粉的納米核殼復(fù)合金粒子上，可有效解決使用涂布技術(shù)而不易 將相關(guān)金屬層鍍上金金屬層與厚度不均勻的缺點(diǎn)，不僅解決鍍層剝離的問題，亦可達(dá)到制 備銀金鈣、銀金鈦或銀金鋯等精細(xì)線的目標(biāo)。
[0046] 3.本發(fā)明的含固相反應(yīng)的富金層銀基導(dǎo)線制造方法是通過人工體液模擬人體血 漿的體溫37°C浸置96小時(shí)的試驗(yàn)，可有效與血漿反應(yīng)而不生成絕緣體的鈣鹽層，有效達(dá)到 以本發(fā)明的含固相反應(yīng)的富金層銀基導(dǎo)線做為人體內(nèi)的生醫(yī)級芯片傳導(dǎo)時(shí)，防止鈣鹽層造 成短路而無法有效傳遞信號的缺點(diǎn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種含固相反應(yīng)的富金層銀基導(dǎo)線制造方法，其步驟包括有： 步驟一：準(zhǔn)備含有鈣離子、鈦離子或鋯離子其中之一金屬離子的水溶液； 步驟二：將納米金粉加入上述水溶液內(nèi)，納米金粉于水溶液中形成多顆金粒子，利用水 熱法將金屬離子吸附于金粒子表面，以形成納米核殼復(fù)合金粒子； 步驟三：過濾水溶液以獲得固相的納米核殼復(fù)合金粒子； 步驟四：將固相的納米核殼復(fù)合金粒子置入銀熔液內(nèi)，攪拌均勻并靜置室溫冷卻以形 成銀基材，藉此，納米核殼復(fù)合金粒子均勻分布于銀基材； 步驟五：進(jìn)行二階段真空熱處理，使銀基材表面形成富金合金層；以及 步驟六：將銀基材進(jìn)行抽線工藝以形成含固相反應(yīng)的富金層銀基導(dǎo)線。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含固相反應(yīng)的富金層銀基導(dǎo)線制造方法，其中所述金屬離子 為鈣離子時(shí)，所述水溶液為添加硝酸鈣、醋酸鈣、磷酸鈣或碳酸鈣其中之一的水溶液。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含固相反應(yīng)的富金層銀基導(dǎo)線制造方法，其中所述水熱法是 將水溶液加熱至沸騰，使金屬離子吸附于金粒子表面，以形成納米核殼復(fù)合金粒子。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含固相反應(yīng)的富金層銀基導(dǎo)線制造方法，其中所述二階段 真空熱處理是于真空環(huán)境下先進(jìn)行700°C~800°C的溫度熱處理30~90分鐘后，再以 425°C~520°C的溫度熱處理30~60分鐘。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含固相反應(yīng)的富金層銀基導(dǎo)線制造方法，其中所述富金合金 層為AgAu7Ca2 與AgAu9Ca2，或AgAuTi與AgAuTi2，或AgAuZr與AgAuZr2 其中之一。6. -種通過權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的方法制備的含固相反應(yīng)的富金層銀基導(dǎo)線。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的含固相反應(yīng)的富金層銀基導(dǎo)線，其中該含固相反應(yīng)的富金層 銀基導(dǎo)線具有至少90%的細(xì)胞相對增長率。8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的含固相反應(yīng)的富金層銀基導(dǎo)線，其中該含固相反應(yīng)的富金層 銀基導(dǎo)線與血漿反應(yīng)不生成鈣鹽層。
【專利摘要】本發(fā)明有關(guān)于一種含固相反應(yīng)的富金層銀基導(dǎo)線制造方法，首先，準(zhǔn)備含鈣、鈦或鋯離子其中之一金屬離子的水溶液；接著，將納米金粉加入水溶液內(nèi)，納米金粉于水溶液中形成多顆金粒子，利用水熱法將金屬離子吸附于金粒子表面，以形成納米核殼復(fù)合金粒子；之后，過濾水溶液以獲得固相納米核殼復(fù)合金粒子；隨后，將固相納米核殼復(fù)合金粒子置入銀熔液，攪拌均勻以形成銀基材，藉此，納米核殼復(fù)合金粒子均勻分布于銀基材；之后，進(jìn)行二階段真空熱處理，使銀基材表面形成富金合金層；最后，將銀基材進(jìn)行抽線工藝以形成含固相反應(yīng)的富金層銀基導(dǎo)線。
【IPC分類】C22C5/06, H01L21/48, C22C1/02, H01L23/49
【公開號】CN105225964
【申請?zhí)枴緾N201410289087
【發(fā)明人】呂傳盛, 洪飛義
【申請人】呂傳盛, 洪飛義
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2014年6月25日