[发明专利]高纯度铜焊接引线

说明书

技术领域

本发明涉及通过采用引线焊接机的球焊接法连接IC芯片电极和导线等的基板的铜合金引线，尤其涉及初始焊球(FAB)的室温硬度柔软的焊接引线。

背景技术

以往，作为连接IC芯片的电极和基板上的导线等的方法，已知代替金引线而使用高纯度的铜合金引线通过球焊接法进行布线的方法。

在通过球焊接法进行布线的方法中通常是采取以下方法：从卷线机伸出的高纯度的铜合金引线被导入作为焊接工具的焊管中，接着，通过与电极焊枪之间的微放电，使导入到该工具的出口侧的铜合金引线顶端在惰性气氛或还原性气氛下熔融形成初始焊球(FAB)，然后，将该熔融焊球边进行超声波振动边将其热压焊接到加热后的IC芯片的电极上。此后，让焊管沿XYZ(前后、左右、上下)移动，将安装于IC芯片的电极上的铜合金引线按照规定的形状形成回路，楔焊接于外部布线引线框架上后，切断高纯度铜合金引线从而进行引线焊接。

但是，由于高纯度铜合金引线容易被大气中所存在的氧氧化，所以在形成上述初始焊球(FAB)时，在大气中其表面被氧化膜所覆盖，并且通过扩散到焊球内部的氧使存在于熔融铜金属中的杂质也被氧化。为此，在存在有氧的气氛中，高纯度铜合金引线的熔融焊球会变硬，在往上述IC芯片的电极上热压焊接时，会产生焊接性变差且IC芯片破裂的问题。目前为止，IC芯片的破裂被认为是起因于高纯度铜合金的氧化膜，为防止这种氧化膜的形成，设成仅使用惰性气体的完全密闭气氛，或使用向惰性气体气氛中混入具有还原效果的氢气来形成上述初始焊球(FAB)，从而防止铜合金引线的初始焊球(FAB)的氧化(专利文献1、2、3)。

另一方面，也有一些学术性研究，试图通过将铜金属引线的纯度从99.99％提高到99.999％甚至99.9999％来尽可能地减少形成杂质或氧化物的元素。这是因为，铜金属引线的纯度越高，形成熔融焊球时的球形状越接近圆球，越接近圆球，由热压焊接形成的焊接面上的变形越接近圆形。

但是，随着铜金属引线的纯度变高，重结晶温度将会变低，铜金属引线自身将会变软。因此，即使预先进行加工硬化处理，也会发生时效软化，从而使软化了的高纯度的铜金属引线的使用变得极为困难。特别是焊接引线用的铜金属引线，因为是通过拉丝加工大量生产的，所以若提高铜金属引线的纯度，会在拉丝加工过程中因铜金属引线与拉丝模具间的摩擦热使高纯度的铜金属引线自身软化，导致引线切断。另外，虽然只要花些功夫也能试作出这种高纯度的铜金属引线，但即使使用这种高纯度的铜金属引线在上述IC芯片的电极上并用超声波与热进行焊接，从焊接在IC芯片电极上的铜金属引线形成规定的回路时，约99.999质量％以上的高纯度铜金属引线的性能会下降。

作为这些问题的对策，有几个关于向高纯度的铜金属中添加各种微量元素的铜合金引线的报道(专利文献1、2、3)。不过，当球焊接气氛中存在氧时，即使高纯度的铜合金引线，也会出现初始焊球(FAB)形成不了圆球状，或初始焊球(FAB)变得过硬从而导致半导体的IC芯片破裂的问题。由于这个缘故，无法进行焊接强度高、令人满意的利用初始焊球(FAB)的热压焊接，或者不能描画令人满意的回路，到目前为止，利用高纯度的铜合金引线未能达到经得起实用的水平。

现有技术文献

专利文献

[专利文献1]日本特开2003-133364号公报

[专利文献2]日本特开2008-085320号公报

[专利文献3]日本特公平05-20493号公报

发明内容

因此，要求得到一种这样的焊接引线，即，虽然是由高纯度的铜合金构成的球焊用铜合金引线，但能够容易地进行室温下的拉丝模具加工，而且不会产生起因于初始焊球(FAB)的IC芯片的破裂。

本发明是鉴于以上情况而提出的，目的在于提供一种焊接引线，其重结晶温度高，虽然是由可以进行拉丝加工的高纯度的铜合金构成的铜合金引线，但铜合金引线的初始焊球(FAB)或熔融焊球的室温硬度低于由不添加微量的高纯度金属构成的铜金属引线的情况。具体而言，就是通过添加微量的磷(P)来得到提高了重结晶温度的高纯度合金引线。一加入磷(P)，高纯度的铜金属的重结晶温度便会急剧上升。因此，即便加入微量的磷(P)，铜合金引线在室温下通过模具拉丝进行的拉丝加工也会变得可能。而且，如果将铜(Cu)金属的纯度和磷(P)的添加量控制为适度，会出现添加磷(P)之后的铜合金引线的初始焊球(FAB)的室温硬度低于不添加磷磷(P)的铜金属引线的情况的范围。本发明的目的就在于提供这样一种高纯度的铜合金引线。