用于电子部件的导件及其制造方法技术

提供一种具有优异的耐热性、耐氧化性和耐腐蚀性且尤其具有优异的焊接性的用于电子部件的导件以及通过电镀低成本地制造该导件的方法。该导件包含至少表面部分由Ｃｕ或Ｃｕ合金制成的基体、按所述次序依次形成的Ｎｉ、Ｃｏ、Ｎｉ合金和Ｃｏ合金的底层以及Ｐｄ、Ｒｕ、Ｐｄ合金和Ｒｕ合金的表层。所述底层由粒积在２０ｍｍ以上的晶粒组成。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于电子部件的导件，例如，用于将各种电子部件如半导体器件与外部电路连接的导线及其制造方法。更具体地说，本专利技术涉及一种廉价的，所述导件具有良好的耐热性和耐氧化性以及耐腐蚀性，并由此具有优异的焊接性。二极管、晶体管和IC等各种半导体器件、以及包含这些半导体器件的电容器、电阻器等各种电子部件具有将器件或部件与例如印刷电路板的终端连接的导接部分。电子部件的导接部分和印刷电路板的终端部分通过导件如典型的为导线而相互电连接。通常用焊接进行连接。以往，作为此类导线，往往使用Cu单一金属、Cu-Fe类或Cu-Sn类的Cu合金制成的线材，或者用Au、Ag、Sn、Ni或Sn-Pb合金镀层的包铜钢线。用于制造导线的材料根据导线连接的电子部件而适当选择。例如，对主要要求连接后保持机械强度的电子部件，使用Cu合金制成的导线或包铜钢线。另一方面，对主要要求确保导电性的电子部件，使用铜线。对在制造过程中进行浸蚀处理电子部件，选择对在浸蚀工序中使用的浸蚀剂具有耐腐蚀性的材料。当电子部件需进行熔接、焊接、固化模塑或熟化等热处理时，使用具有耐热性和耐氧化性的材料。例如，对Si接头进行使用强酸或强碱的浸蚀处理并将导线接在Si接头上时，在高达350-400℃的温度将导线焊接在Si接头上。而且，当使用硅氧烷树脂固化模塑所得器件时，在200-250℃的温度于空气中进行热固化。这时，导线必须具有耐热性、耐氧化性和耐腐蚀性。作为暴露在上述环境中的Si接头的导线，目前已知有Ag镀层的导线，该导线包含由含Ag的无氧铜制成的芯材、包覆该芯材表面的Ni或Ni合金的底层以及作为表层而形成在底层上的Ag镀层。在该Ag镀层的导线中，形成表层的Ag兼备耐热性、耐氧化性和耐腐蚀性，但Ag本身昂贵且易发生原子移动。此外，当在高温下将导线在空气中加热时，氧透过表层(Ag)而扩散，并将底层氧化，其结果，焊接性下降。为解决Ag镀层导线的上述问题，已有人设计了一种用Pd或Pd合金表层代替Ag表层的导线(参见日本专利公开公报1985年第217693号)。Pd或Pd合金表层具有优异的耐热性、耐氧化性和耐腐蚀性，并具有不会发生Ag那样的原子移动的长处。然而，该现有的导线由于其表层材料是Pd或Pd合金而仍然昂贵。为降低成本，可将表层制成尽可能的薄。若表层太薄，则与Ag表面镀层一样，在热处理时焊接性下降。因此，为提高其焊接性，必须增加由Pd或Pd合金制成的表层的厚度，但这会导致导线成本的上升。本专利技术者为解决上述表层在焊接时焊接性下降的问题，进行了深入研究，结果得到下述发现。即，当在焊接过程中加热导线时，构成导线基体表面部分的金属成分如铜成分透过形成底层的金属晶粒间界或透过晶粒间界内的小孔而热扩散并污染表层，其结果，表层的焊接性下降。根据上述发现，本专利技术者得到下述技术思想即，若加大构成上述底层的金属粒积，可减少晶粒间界的数目，从而可抑制金属成分从基体表面部分向表层的热扩散，由此可防止表层被污染和焊接性下降。基于该技术思想，本专利技术得以完成。本专利技术的一个目的在于，提供一种具有优异的耐热性、耐氧化性和耐腐蚀性且即使其表层的厚度减少，焊接性也不会下降的用于电子部件的导件。本专利技术的另一目的在于，提供一种低成本制造用于电子部件的导件的方法，该导件具有优异的耐热性、耐氧化性和耐腐蚀性，还具有优异的焊接性。为达到上述目的，本专利技术提供一种用于电子部件的导件，它包括至少表面部分由Cu或Cu合金制成的基体；由选自Ni、Co、Ni合金和Co合金中的一种制成的、形成在基体表面上的底层；以及由选自Pd、Ru、Pd合金和Ru合金中的一种制成的、形成在底层表面上的表层，其中，所述底层由粒积在20mm以上的晶粒组成。本专利技术还提供一种制造用于电子部件的导件的方法，它包括下述工序对至少表面部分由Cu或Cu合金制成的基体进行热处理，将Cu或Cu合金的粒积控制在20mm以上；用Ni、Co、Ni合金和Co合金中的一种对热处理过的表面部分进行镀层，形成底层；以及用Pd、Ru、Pd合金和Ru合金中的一种对底层进行镀层，形成表层。附图说明图1是本专利技术一实施例中的导件A的剖面图；图2是本专利技术的另一实施例中的导件B的剖面图；图3是本专利技术的又一实施例中的导件C的剖面图；图4是本专利技术的再一实施例中的导件C′的剖面图。图1是导件A的剖面图，更具体地说，是作为本专利技术一实施例的导线。导件A包含基体1、包覆基体1的表面的底层2、和形成在底层2上的表层3。基体1可完全由Cu或由Cu合金制成。另外，基体1可包含例如用Cu或Cu合金镀层的钢线，以使钢线表面部分仅由Cu或Cu合金形成。所用的Cu合金可以是例如Cu-Zn合金、Cu-Sn合金、Cu-Ag合金、或Cu-Ni合金。底层2形成在基体1的表面上。该底层2起防止基体1的金属元素在加热进行焊接过程中从基体热扩散至后述的表层并使其污染。更具体地说，底层2是由Ni、Cu、和Ni合金如Ni-Co合金、Ni-Fe合金、Ni-Sn合金、Ni-Zn合金、以及Cu合金如Cu-Zn合金、Cu-Ni合金、Cu-Sn合金、Cu-Ag合金组成的、粒积在20mm以上的层。若粒积小于20mm，则底层2中的晶粒间界的数目增加且晶粒间界内的小孔数目也增加。由此，不能有效地抑制金属从基体1扩散至表层，其结果，表层被污染，其焊接性下降。底层2中的粒积最好为50-100mm。通常，对基体1镀层，形成底层2。此时形成在基体1上的镀层的粒积可通过后述的对基体的退火处理和控制在基体表面部分重结晶的晶粒的大小来进行调节。形成表层3，使其覆盖底层2。该表层3系用Pd、Ru、Pd合金如Pd-Ni合金、Pd-P合金、以及Ru合金如Ru-Ni合金对底层2镀层来加以形成。构成表层3的金属不会原子移动并具有优异的耐热性、耐氧化性和耐腐蚀性，因此，具有这样的表层的导接不会发生原子移动并具有优异的耐热性、耐氧化性和耐腐蚀性。表层3的构成金属非常昂贵，因此，表层厚度应尽可能地薄以降低导接成本。根据本专利技术，由于上述底层2的功能，若表层3的厚度减至约0.02mm，焊接性不会下降。导接A可按下述方法制造。首先，制备基体1，然后用本领域已知的方法对其镀层，在基体1的表面上形成底层2。此时，为使底层2中的粒积大于或等于20mm，进行下述处理。将基体1在非氧化气氛中退火。具体地说，将基体1在炉内于非氧化气体环境中按预定的时间加热。此时，当变化加热温度而使热处理时间固定时，基体1的表面部分中的晶粒的粒积随着处理温度的上升而增大，其结果，堆积在基体表面部分的这些上述晶粒上的底层的粒积也增大。例如，若在400℃将基体1退火，则镀在基体上的底层的粒积约为20mm，而若在600℃将基体1退火，则底层的粒积约为80mm。因此，通过控制基体的退火温度，可调节底层2的结晶粒积。对底层2的厚度无特殊限制。然而，若底层2太薄，则抑制金属成分从基体1热扩散的效果消失，而若底层太厚，则由于镀层应力增加而易于从基体1剥离。因此，底层2的厚度最好约为0.1-2.0mm。用该方法镀上底层2，并形成表层3，由此得到本专利技术的导件A。若表层3太薄，则小孔数目增加且底层2的暴露面积也增加，由此产生焊接性下降的问题。另一方面，若表层3太厚，则制造成本增加。因此，表层3的厚度最好控制在约0本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于电子部件的导件，包含： 至少表面部分由Ｃｕ或Ｃｕ合金制成的基体； 由选自Ｎｉ、Ｃｏ、Ｎｉ合金和Ｃｏ合金中的一种制成的、形成在上述基体表面上的底层；以及 由选自Ｐｄ、Ｒｕ、Ｐｄ合金和Ｒｕ合金中的一种制成的、形成在底层表面上的表层， 其中，所述底层由粒积在２０ｍｍ以上的晶粒组成。

【技术特征摘要】
JP 1996-6-13 151980/961.用于电子部件的导件，包含至少表面部分由Cu或Cu合金制成的基体；由选自Ni、Co、Ni合金和Co合金中的一种制成的、形成在上述基体表面上的底层；以及由选自Pd、Ru、Pd合金和Ru合金中的一种制成的、形成在底层表面上的表层，其中，所述底层由粒积在20mm以上的晶粒组成。2.如权利要求1所述的导件，其特征在于，由选自Ni-P合金、Ni-B合金、Co-P合金、Co-B合金、Ni-Co-P合金和Ni-Co-B合金中的一种制成的中间层形成在上述底层和表层之间。3.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：铃木智，谷木守正，
申请(专利权)人：古河电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]