[發明專利]銅合金導線及其制造方法

在審

• 申請號: 201710651291.4
• 申請日: 2017-08-02
• 公開（公告）號: CN108070734A
• 公開（公告）日: 2018-05-25
• 發明（設計）人: 鄭東辰;蔣承學;許家豪
• 申請（專利權）人: 財團法人金屬工業研究發展中心
• 主分類號: C22C9/00
• 分類號: C22C9/00;C22C1/03;C22F1/08;C22F1/02;H01B1/02
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 黃挺

本發明提供了一種銅合金導線及其制造方法，該銅合金導線是以組成成分重量百分比為0.3～0.45的銀、0.01～0.02的鈦、其余為銅以及不可避免的雜質組成；該銅合金導線的制造方法是通過二階段的真空熔煉，先經真空電弧熔煉制成銅鈦母合金，再與剩余成分經真空感應熔煉以連續鑄造法制成銅合金線材；再以無滑動伸線設備將銅合金線材以材料流動均勻的抽線方式抽制成銅合金精細線，最后以氬氣作為保護氣體對銅合金精細線進行熱處理，完成銅合金導線的制程；通過本制造方法制造的銅合金導線，既可改善其氧化的問題，也可保有并提升其焊接性。

技術領域

本發明是關于一種銅導線及其制造方法，特別是關于一種銅合金導線及其制造方法。

背景技術

近年來由于金價走高，已知技術用以作為半導體封裝導線的金線也開始被其他金屬導線取代，以材質成分或創新結構開發半導體封裝導線已然成為該領域的主要發展方向。

因此，在導電性質與成本上都有優勢的銅金屬，也被作為主要替代材質來開發導線，但是，銅金屬雖然有良好的導電性與延展性且價格較低廉，但在實際應用上，卻因銅金屬易于氧化的特性影響了傳導的功能并大幅縮減了銅導線的壽命；因此，由成分、制程或結構的改良來改善銅導線氧化的問題也成為領域中其中一個研究的課題。

例如在專利文獻中國臺灣證書號TW I509089中，公開了一種純銅合金線的剖面構造，該線的組成是由40～100ppm鈦、鋯、鋅、錫中的至少一種卑金屬，以及剩余部分用銅所構成；該線材的剖面構造是該線材因鉆石伸線眼模加工而徑縮的加工面，該線材表面形成由總有機碳量為50～3000μg/m2所構成的有機碳層。

上述專利文獻中國臺灣證書號TW I509089的技術主要在于為了抑制銅線表面銅氧化物變質成為斑點，因此使銅母材中含有易氧化的卑金屬元素先與氧原子進行內部氧化。接著，在表面氧化層大部分還是未飽和的銅氧化物期間，由鉆石拉伸模在線材表面形成不使該氧化層還原的有機碳層，而取得銅氧化物層的氧化還原平衡，進而阻止斑狀的銅氧化物在表面產生；然而，此專利的銅導線在實際上與鋁墊焊接時，由于成分比例的關系，會有焊接性較差的情形。

另外，在專利文獻中國臺灣證書號TW I512121中，公開了一種接合線，其包含：以銅作為主要成分的具有表面的核心，其中銅的總量至少97％，另包含0.5％～3％的鈀、45～900ppm的銀；此專利文獻的技術在于其在核心外結合一涂層，該涂層包括Pd、Au、Pt、Ag的至少一種作為主要成分。若選擇退火溫度作為變量參數，且將退火時間設為定值，則將退火溫度選為高于最大延伸率的退火溫度值尤其有益；特定而言，可使用此制造原理將線的平均晶粒大小調節至較大的晶粒尺寸，可以正性方式影響其他性質，如線柔軟性、球接合行為等。

但是，上述專利文獻中國臺灣證書號TW I512121在實際應用上，由于其表面涂層是包括Pd、Au、Pt、Ag的至少一種作為主要成分，是以制造成本較高且成球性會較無鍍層的來的差。

有鑒于此，本發明即研發一種特定成分的銅合金導線，既可改善其氧化的問題，也可保有并提升其焊接性。

發明內容

本發明所要解決的主要問題是在于銅導線易氧化的特性在半導體封裝上應用的限制；因此本發明以加入銀、鈦作為組成成分，并對其制作方法進行改良，克服銅導線易氧化的問題，同時提升銅導線的焊接性。

為達成上述的目的，本發明提供了一種銅合金導線，是以銅、銀、鈦為主要組成成分，并以組成成分重量百分比如下的比例真空熔煉制成：0.3～0.45的銀、0.01～0.02的鈦以及其余部分為銅以及不可避免的雜質。

而本發明所述的銅合金導線，是在真空狀態下進行二階段熔煉后，以連續鑄造法制成銅合金線材，再經伸線設備抽制為銅合金精細線，最后經退火溫度580～700℃(退火時間0.1秒以上)的熱處理完成銅合金導線的制程。