[发明专利]铜微合金、铜微合金导线及其制备方法

说明书

一种铜微合金，按重量计含有：钯0.5‑0.7%，金0.3‑0.5%，银0.1‑0.3%，铂0.05‑0.2%，磷0.05‑0.1%，硅0.05‑0.1%，余量为铜。所述铜微合金中，磷以磷化铜（Cu₃P₂）的形式存在，硅以硅化铜（Cu₅Si）的形式存在。本发明还提供一种铜微合金导线，采用上述铜微合金经拉丝工艺制成。本发明还提供上述铜微合金、铜微合金导线的制备方法。本发明的铜微合金导线具有良好的导电性以及高耐蚀性（比纯铜线更耐腐蚀），以及优异的机械强度与电疲劳特性。本发明的铜微合金导线，其拉伸强度介于5~7gf，且通电疲劳寿命大于300次。

技术领域

本发明涉及合金材料，具体涉及一种铜微合金，采用这种铜微合金制成的导线（可用于IC、LED封装的导线），以及上述铜微合金、铜微合金导线的制备方法。

背景技术

铜线因导电性佳且便宜，所以是用于制备导线的主要材料，但是因为铜线容易氧化且容易被腐蚀，进而影响其导电功效。为了降低铜线的氧化情形，目前会在铜线外表面包覆一被覆层，以降低铜线的氧化与腐蚀速度。

举例而言，中国第CN 103745963 B号专利披露一种铜基引线及载有铜基引线的半导体封装结构，其系以电解镀金、无电解镀金或是蒸镀的方法在作为芯材的铜线外包覆一被覆层，被覆层材质为金、钯或铂中的任意一种或多种组合，以获得一铜基引线，最后再于铜基引线的外表面进行等离子蚀刻处理，以提高其表面光洁度。又如，中国第CN108122877B号专利披露一种薄金铜合金线及其制造方法，系在铜线芯线外依序包覆钯预镀层以及金包覆层。然而，此类铜线因为内外层的材质不同，会因为热膨胀差异而导致耐电热疲劳性不佳；再者，也因为材质不同，在腐蚀环境中更容易发生电位差腐蚀，大幅降低应用可靠度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种铜微合金导线及其制备方法，这种铜微合金具有耐腐蚀的特性，以及优异的机械强度与电疲劳特性。采用的技术方案如下：

一种铜微合金，其特征在于按重量计含有：钯0.5-0.7%，金0.3-0.5%，银0.1-0.3%，铂0.05-0.2%，磷0.05-0.1%，硅0.05-0.1%，余量为铜。

优选方案中，所述铜微合金中，磷以磷化铜（Cu₃P₂）的形式存在，硅以硅化铜（Cu₅Si）的形式存在。

一种铜微合金导线，其特征在于采用上述铜微合金经拉丝工艺制成。

本发明还提供上述铜微合金的一种制备方法，其特征在于包括下述步骤：

（1）配备下述原料：铜、钯、金、银、铂、磷铜母合金材料和铜硅母合金材料；

所有原料总体上含有下述重量比例的元素：钯0.5-0.7%，金0.3-0.5%，银0.1-0.3%，铂0.05-0.2%，磷0.05-0.1%，硅0.05-0.1%，其余为铜；

（2）将步骤（1）配备的铜、钯、金、银和铂熔炼成铜合金材料，并对铜合金材料进行均匀化处理；

（3）向均质化的铜合金材料中添加步骤（1）配备的磷铜母合金材料，于1000~1300℃下均匀化处理10~60分钟，获得第一中间产物；

（4）向第一中间产物中添加步骤（1）配备的铜硅母合金材料，于1100~1300℃下均匀化处理10~60分钟，获得铜微合金。

步骤（3）获得的第一中间产物含有磷化铜，步骤（4）获得的铜微合金含有硅化铜和磷化铜。

上述步骤（1）中，磷元素来自磷铜母合金材料，硅来自铜硅母合金材料，铜元素来自铜、磷铜母合金材料和铜硅母合金材料等原料。