一种用于半导体封装的粗铜线及其制造方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113699409A(43)申请公布日2021.11.26(21)申请号202111010562.0C22C1/03(2006.01)(22)申请日2021.09.24C22F1/08(2006.01)C22F1/02(2006.01)(71)申请人汕头市骏码凯撒有限公司C21D8/06(2006.01)地址515000广东省汕头市龙湖区万吉工C21D1/26(2006.01)业区万吉北街6号A座B22D11/00(2006.01)(72)发明人周博轩周振基于锋波H01L23/49(2006.01)(74)专利代理机构汕头市潮睿专利事务有限公H01L21/48(2006.01)司44230B21C1/00(2006.01)代理人林天普朱明华(51)Int.Cl.C22C9/00(2006.01)C22C9/10(2006.01)C22C9/06(2006.01)C22C9/04(2006.01)C22C9/02(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图1页(54)发明名称一种用于半导体封装的粗铜线及其制造方法(57)摘要一种用于半导体封装的粗铜线，其特征在于按重量计含有微量添加元素10‑500ppm，余量为铜；所述微量添加元素是Zn、Ca、P、Ag、Ni、Si及Sn中的一种或其中多种的组合。本发明还提供上述用于半导体封装的粗铜线的一种制造方法。本发明的粗铜线与现有的粗铝线、纯铜线相比，具有以下有益效果：（1）硬度低，焊线粘结性能优异；（2）电阻率低，导电性好；（3）强度高，延展性好，焊接稳定；（4）抗氧化性能高，具有更长的使用寿命；（5）具有稳定的可靠性能，能够增强键合工艺的可靠性，特别是对于高功率密度、高效散热的功率模块，采用本发明的粗铜线键合能够有效提升其功率循环能力。CN113699409ACN113699409A权利要求书1/2页1.一种用于半导体封装的粗铜线，其特征在于按重量计含有微量添加元素10‑500ppm，余量为铜；所述微量添加元素是Zn、Ca、P、Ag、Ni、Si及Sn中的一种或其中多种的组合。2.根据权利要求1所述的用于半导体封装的粗铜线，其特征是：所述微量添加元素的组成为Zn10‑480ppm、Si10‑480ppm和Sn10‑480ppm。3.根据权利要求1所述的用于半导体封装的粗铜线，其特征是：所述微量添加元素的组成为Ag10‑480ppm、Ni10‑480ppm和P10‑480ppm。4.根据权利要求1所述的用于半导体封装的粗铜线，其特征是：所述微量添加元素的组成为Ni10‑480ppm、Zn10‑480ppm和Ca10‑480ppm。5.根据权利要求1所述的用于半导体封装的粗铜线，其特征是：优选上述用于半导体封装的粗铜线的直径为100‑500um。6.权利要求1‑5任一项所述的用于半导体封装的粗铜线的制造方法，其特征在于包括下述步骤：（1）熔铸：按比例将微量添加元素加入到铜原料中，经过真空熔炼和定向连续引铸工艺，获得直径为6‑12毫米的铜合金棒；（2）拉丝：对步骤（1）得到的铜合金棒进行拉拔，获得直径为0.8‑2.0毫米的铜合金线；（3）中间热处理：步骤（2）拉拔完成后，对铜合金线进行中间热处理，中间热处理采用真空热处理工艺，中间热处理的温度为300‑600℃、时间为1‑3小时；（4）对经步骤（3）中间热处理的铜合金线继续进行拉拔，获得直径为100‑500μm的铜合金线；（5）最终退火：对步骤（4）得到的铜合金线进行最终退火，最终退火采用真空退火工艺，最终退火的温度为250‑600℃、保温时间为0.5‑3小时；最终退火结束后，随炉冷却，得到所需的用于半导体封装的粗铜线。7.根据权利要求6所述的用于半导体封装的粗铜线的制造方法，其特征在于：步骤（1）中，Zn以Cu‑Zn中间合金的形式加入，Ca以Cu‑Ca中间合金的形式加入，P以Cu‑P中间合金的形式加入，Ag以Cu‑Ag中间合金的形式加入，Ni以Cu‑Ni中间合金的形式加入，Si以Cu‑Si中间合金的形式加入，Sn以Cu‑Sn中间合金的形式加入，铜以纯铜的形式加入。8.根据权利要求7所述的用于半导体封装的粗铜线的制造方法，其特征在于：所述Cu‑Zn中间合金的熔铸方法为：按重量计将1‑20份Zn加入到999‑980份铜原材里，经过真空熔炼和定向连续引铸工艺，获得直径为6‑12毫米的棒状Cu‑Zn中间合金；所述Cu‑Ca中间合金的熔铸方法为：按重量计将1‑20份Ca加入到999‑980份铜原材里，经过真空熔炼和定向连续引铸工艺，获得直径为6‑12毫米的棒状Cu‑Ca中间合金；所述Cu‑P中间合金的熔铸方法为：按重量计将1‑20份P加入到999‑980份铜原材里，经过真空熔