专利名称：：一种半导体器件铜焊线及其制备工艺的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种半导体器件铜焊线及其制备工艺。
背景技术：
：以往在IC、LSI或混合型IC半导体中，为实现Si片半导体元件上形成的电极垫片与引线框架之间的内部电连接，一直采用直径15-60Pm的Au线和Al-Si合金线。Au线可以采用生产性高的热压焊或超声热压焊，耐蚀性也好，因此被广泛应用，但Au原料昂贵，Al-Si合金线与Au线相比，价格便宜，但不能在大气中进行热融压焊，而且由于容易腐蚀，所以半导体在使用时易发生断线故障，特别是在环氧树脂等常用的树脂型半导体中，由于该树脂的透湿性和氯气污染，Al-Si合金细线的腐蚀将更严重。Cu线既便宜又耐腐蚀，如果采用Cu及Cu合金细线作引线，不仅避免了Si上镀片与Au线之间的结合部产生脆性相的问题，而且与Au和Ag镀片部接触良好。特别是最近采用镀Cii或Cii合金引线框架，Cii引线直接焊接时，同种金属结合，接触性能稳定，而且树脂封装后耐湿性优良。对Cu焊线要求的特性主要有球的形状良好，球的硬度与Au接近，不造成半导体元件的损伤，另外与引线框架的内引线部分的接合性要好等。无氧Cu丝，其铸锭状态Hv高达50-60，焊接时容易使Si片损伤，为了降低硬度，通常将含50-100ppm杂质的Cu提纯，使其杂质含量降低到4ppm以下，此时Cu线坯的硬度变为34-43，与Au线坯的硬度30-40大致相同，但如此纯的Cu线在3(TC以下的室温就发生再结晶，其破断强度随着存放时间而逐渐下降，延伸率增大，性能不稳定。
发明内容针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种半导体器件铜焊线，其硬度与Au线接近，不会造成Si片损伤，焊弧高度、焊接强度、焊线的高温性能都比Au线高；同时避免了Si片与Au线结合部脆性相的形成，提高了器件的稳定性。本发明是通过以下技术方案实现的一种半导体器件铜悍线，是由以下质量百分比的组分组成的至少99.99%的铜，0.00050.002%的钛，余量为银、锌、钙、镁中的一种或任意几种，每—种含量为0.00030.0020%。一种半导体器件铜焊线的制备工艺，步骤如下(1)取纯度在99.99%以上的铜，备用；(2)熔铸添加Ti及Ag，Zn，Ca，Mg等中的一种或2种以上，用热型连铸炉制成C6.0mm线坯；(3)将上述线坯制成C0.02mm的成品线；(4)成品连续退火，条件为Ar气保护，温度250500°C，速度10100m/min。所述步骤(3)具体为将上述线坯粗拉或细拉，此过程中可30(TC真空退火，反复操作，直至制成e0.02mm的成品线。本发明采用99.99%以上的高纯Cu原料，添加Ti(0.00050.02%)起到降低Cu线硬度的效果，再加入Ag、Zn、Ca、Mg等中的一种或两种以上，每一种含量在0.00030.0020%之间，不仅不会提高Cu球的硬度，还提高Cu线的高温强度和焊接性能。采用本发明的半导体、集成电路封装Cu焊线，能保证良好的焊球形状，焊接时球形圆，球的硬度与Au线接近，不会造成Si片损伤，焊弧高度，焊接强度，焊线的高温性能都比Au线高。而且Cu焊线便宜，降低了封装成本。同时避免了Si片与Au线结合部脆性相的形成，提高了器件的稳定性。具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步的说明实施例生产C0.025咖CU焊线，步骤如下(1)用99.9996以上的高纯Cu原料，按表l所示成份配料。表lCu焊料化学成分<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>(2)用热型连铸炉铸成(26.0mm线坯。(3)粗拉或细拉或300。C真空退火，反复操作最后制成e0.025mm成品线。(4)成品连续退火，Ar气保护，温度250500。C,速度10100m/min。(5)测定<0.025咖Cu线的常温和250。C高温性能，并观察在5%H2+95%N2气氛中焊接时球的形状，研究在50gf超声波功率0.lw，焊接时间O.l秒条件下的焊接情况，焊弧高度，焊接强度等。结果如表2所示。表2本发明Cu焊线的机械性能和焊接性能<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>注〇一未造成Si片损伤的球的硬度。X—造成Si片损伤的球的硬度。由表2可知，本发明的半导体、集成电路封装Cu焊线的球的硬度与Au线接近，不会造成Si片损伤，焊弧高度，焊接强度，焊线的高温性能都比Au线高。权利要求1.一种半导体器件铜焊线，其特征在于，是由以下质量百分比的组分组成的至少99.99％的铜，0.0005～0.002％的钛，余量为银、锌、钙、镁中的一种或任意几种，每一种含量为0.0003～0.0020％。2.权利要求1所述的一种半导体器件铜焊线的制备工艺，其特征在于，步骤为(1)取纯度在99.99%以上的铜，备用；(2)熔铸添加Ti及Ag，Zn，Ca，Mg等中的一种或2种以上，用热型连铸炉制成<6.0mm线还；(3)将上述线坯制成e0.02mm的成品线；(4)成品连续退火，条件为Ar气保护，温度250500。C，速度10100m/min。3.根据权利要求2所述的一种半导体器件铜焊线的制备工艺，其特征在于所述步骤(3)具体为将上述线坯粗拉或细拉，此过程中可或300'C真空退火，反复操作，直至制成0O.O2mm的成品线。全文摘要本发明公开了一种半导体器件铜焊线及其制备工艺，是由以下质量百分比的组分组成的至少99.99％的铜，0.0005～0.002％的钛，余量为银、锌、钙、镁中的一种或任意几种，每一种含量为0.0003～0.0020％。其制备工艺为用99.99％以上的高纯Cu原料，再添加Ti，Ag，Zn，Ca，Mg等元素中的一种以上，经热型连铸炉铸成Φ6.0mm线坯，再制成Φ0.025mm线，最后连续退火，Ar气保护，温度250～500℃，速度10～100m/min。本发明的Cu焊线焊弧高度，焊接强度，焊线的高温强度等都优于Au线，线价低廉，提高了半导体器件的稳定性。文档编号C21D1/26GK101525703SQ20091001469公开日2009年9月9日申请日期2009年3月8日优先权日2009年3月8日发明者门广才申请人:聊城北科电子信息材料有限公司