專利名稱：：一種半導(dǎo)體器件銅焊線及其制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件銅焊線及其制備工藝。
背景技術(shù)：
：以往在IC、LSI或混合型IC半導(dǎo)體中，為實(shí)現(xiàn)Si片半導(dǎo)體元件上形成的電極墊片與引線框架之間的內(nèi)部電連接，一直采用直徑15-60Pm的Au線和Al-Si合金線。Au線可以采用生產(chǎn)性高的熱壓焊或超聲熱壓焊，耐蝕性也好，因此被廣泛應(yīng)用，但Au原料昂貴，Al-Si合金線與Au線相比，價(jià)格便宜，但不能在大氣中進(jìn)行熱融壓焊，而且由于容易腐蝕，所以半導(dǎo)體在使用時(shí)易發(fā)生斷線故障，特別是在環(huán)氧樹脂等常用的樹脂型半導(dǎo)體中，由于該樹脂的透濕性和氯氣污染，Al-Si合金細(xì)線的腐蝕將更嚴(yán)重。Cu線既便宜又耐腐蝕，如果采用Cu及Cu合金細(xì)線作引線，不僅避免了Si上鍍片與Au線之間的結(jié)合部產(chǎn)生脆性相的問(wèn)題，而且與Au和Ag鍍片部接觸良好。特別是最近采用鍍Cii或Cii合金引線框架，Cii引線直接焊接時(shí)，同種金屬結(jié)合，接觸性能穩(wěn)定，而且樹脂封裝后耐濕性優(yōu)良。對(duì)Cu焊線要求的特性主要有球的形狀良好，球的硬度與Au接近，不造成半導(dǎo)體元件的損傷，另外與引線框架的內(nèi)引線部分的接合性要好等。無(wú)氧Cu絲，其鑄錠狀態(tài)Hv高達(dá)50-60，焊接時(shí)容易使Si片損傷，為了降低硬度，通常將含50-100ppm雜質(zhì)的Cu提純，使其雜質(zhì)含量降低到4ppm以下，此時(shí)Cu線坯的硬度變?yōu)?4-43，與Au線坯的硬度30-40大致相同，但如此純的Cu線在3(TC以下的室溫就發(fā)生再結(jié)晶，其破斷強(qiáng)度隨著存放時(shí)間而逐漸下降，延伸率增大，性能不穩(wěn)定。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體器件銅焊線，其硬度與Au線接近，不會(huì)造成Si片損傷，焊弧高度、焊接強(qiáng)度、焊線的高溫性能都比Au線高；同時(shí)避免了Si片與Au線結(jié)合部脆性相的形成，提高了器件的穩(wěn)定性。本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種半導(dǎo)體器件銅悍線，是由以下質(zhì)量百分比的組分組成的至少99.99%的銅，0.00050.002%的鈦，余量為銀、鋅、鈣、鎂中的一種或任意幾種，每—種含量為0.00030.0020%。一種半導(dǎo)體器件銅焊線的制備工藝，步驟如下(1)取純度在99.99%以上的銅，備用；(2)熔鑄添加Ti及Ag，Zn，Ca，Mg等中的一種或2種以上，用熱型連鑄爐制成C6.0mm線坯；(3)將上述線坯制成C0.02mm的成品線；(4)成品連續(xù)退火，條件為Ar氣保護(hù)，溫度250500°C，速度10100m/min。所述步驟(3)具體為將上述線坯粗拉或細(xì)拉，此過(guò)程中可30(TC真空退火，反復(fù)操作，直至制成e0.02mm的成品線。本發(fā)明采用99.99%以上的高純Cu原料，添加Ti(0.00050.02%)起到降低Cu線硬度的效果，再加入Ag、Zn、Ca、Mg等中的一種或兩種以上，每一種含量在0.00030.0020%之間，不僅不會(huì)提高Cu球的硬度，還提高Cu線的高溫強(qiáng)度和焊接性能。采用本發(fā)明的半導(dǎo)體、集成電路封裝Cu焊線，能保證良好的焊球形狀，焊接時(shí)球形圓，球的硬度與Au線接近，不會(huì)造成Si片損傷，焊弧高度，焊接強(qiáng)度，焊線的高溫性能都比Au線高。而且Cu焊線便宜，降低了封裝成本。同時(shí)避免了Si片與Au線結(jié)合部脆性相的形成，提高了器件的穩(wěn)定性。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明實(shí)施例生產(chǎn)C0.025咖CU焊線，步驟如下(1)用99.9996以上的高純Cu原料，按表l所示成份配料。表lCu焊料化學(xué)成分<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>(2)用熱型連鑄爐鑄成(26.0mm線坯。(3)粗拉或細(xì)拉或300。C真空退火，反復(fù)操作最后制成e0.025mm成品線。(4)成品連續(xù)退火，Ar氣保護(hù)，溫度250500。C,速度10100m/min。(5)測(cè)定<0.025咖Cu線的常溫和250。C高溫性能，并觀察在5%H2+95%N2氣氛中焊接時(shí)球的形狀，研究在50gf超聲波功率0.lw，焊接時(shí)間O.l秒條件下的焊接情況，焊弧高度，焊接強(qiáng)度等。結(jié)果如表2所示。表2本發(fā)明Cu焊線的機(jī)械性能和焊接性能<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>注〇一未造成Si片損傷的球的硬度。X—造成Si片損傷的球的硬度。由表2可知，本發(fā)明的半導(dǎo)體、集成電路封裝Cu焊線的球的硬度與Au線接近，不會(huì)造成Si片損傷，焊弧高度，焊接強(qiáng)度，焊線的高溫性能都比Au線高。權(quán)利要求1.一種半導(dǎo)體器件銅焊線，其特征在于，是由以下質(zhì)量百分比的組分組成的至少99.99％的銅，0.0005～0.002％的鈦，余量為銀、鋅、鈣、鎂中的一種或任意幾種，每一種含量為0.0003～0.0020％。2.權(quán)利要求1所述的一種半導(dǎo)體器件銅焊線的制備工藝，其特征在于，步驟為(1)取純度在99.99%以上的銅，備用；(2)熔鑄添加Ti及Ag，Zn，Ca，Mg等中的一種或2種以上，用熱型連鑄爐制成<6.0mm線還；(3)將上述線坯制成e0.02mm的成品線；(4)成品連續(xù)退火，條件為Ar氣保護(hù)，溫度250500。C，速度10100m/min。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種半導(dǎo)體器件銅焊線的制備工藝，其特征在于所述步驟(3)具體為將上述線坯粗拉或細(xì)拉，此過(guò)程中可或300'C真空退火，反復(fù)操作，直至制成0O.O2mm的成品線。全文摘要本發(fā)明公開了一種半導(dǎo)體器件銅焊線及其制備工藝，是由以下質(zhì)量百分比的組分組成的至少99.99％的銅，0.0005～0.002％的鈦，余量為銀、鋅、鈣、鎂中的一種或任意幾種，每一種含量為0.0003～0.0020％。其制備工藝為用99.99％以上的高純Cu原料，再添加Ti，Ag，Zn，Ca，Mg等元素中的一種以上，經(jīng)熱型連鑄爐鑄成Φ6.0mm線坯，再制成Φ0.025mm線，最后連續(xù)退火，Ar氣保護(hù)，溫度250～500℃，速度10～100m/min。本發(fā)明的Cu焊線焊弧高度，焊接強(qiáng)度，焊線的高溫強(qiáng)度等都優(yōu)于Au線，線價(jià)低廉，提高了半導(dǎo)體器件的穩(wěn)定性。文檔編號(hào)C21D1/26GK101525703SQ20091001469公開日2009年9月9日申請(qǐng)日期2009年3月8日優(yōu)先權(quán)日2009年3月8日發(fā)明者門廣才申請(qǐng)人:聊城北科電子信息材料有限公司