进一步检查的直 径范围也显得正确。
[0149] 基于银含量的运个范围，关于导线忍的柔软度、平均颗粒大小W及球形接合行为 优化了具有其他直径的导线。
[0150] 对于33ym直径的导线，发现了 650 °C的优化的退火溫度。制造导线的其他参数 和方法与示例1的导线相比保持不变。
[0151] 进一步的实验示出了对于具有在28.. 38ym范围内的直径的导线，在4..IOym 的范围内的平均颗粒大小能够被获得并且对于银含量的全部变化范围（即从45ppm至 900ppm)是优选的。
[0152] 对于具有33ym直径和225ppm银含量的导线，通过在650 °C处退火获得了 6ym 的平均颗粒大小。
[0153] 对于50ym直径的导线，发现了 670 °C的优化的退火溫度。制造导线的其他参数 和方法与示例1的导线相比保持不变。
[0154] 进一步的实验示出了对于具有在38. . 50Jim的范围内的直径的导线，在8. . 15Jim 的范围内的平均颗粒大小能够被获得并且对于银含量的全部变化范围（即从45ppm至900 ppm)是优选的。
[0155] 对于具有50ym直径和225ppm银含量的导线，通过在670 °C处退火获得了 15ym 的平均颗粒大小。
[0156]示例 3 至少99. 99%纯度的一些铜材料("4N铜"）在相蜗中烙化。小量的钮（Pd)被添加到烙 化物并且添加的成分在铜烙化物中的均匀分布被提供。然后，通过连续和缓慢地将烙化物 铸成在2mm与25mm之间的棒来生成导线忍前驱体。
[0157] 导线忍前驱体然后W数个牵引步骤被牵引W形成具有目前20ym的规定的直径 的导线忍2。牵引被实施为在室溫处的冷牵引。
[015引关于导线忍2的横截面形状，参考对于W上示例的评论。
[0159] 借助于运个过程，制造了发明的导线的数个不同的样品。在第一变体中，在铜中的 钮的量被调整为0. 89%。在第二最优选的变体中，钮的量被调整为1. 25%。
[0160] 关于进一步元素的杂质的阔值，参考W上本发明的第二示例，参见表7。注意到在 第=示例的情况下银含量优选地低于25ppm。总之，证明了在根据本发明的含有钮的铜导 线的情况下，银的甚至更高的量是可容忍的或者甚至能够具有有益的效果。特别地，参考W 上第一示例的表6,其中提到了含有Pd的导线的数个示例。运样的组合被理解为根据本发 明的第=示例的导线的优选的进一步变体。
[0161] 导线然后在最终退火步骤中退火W便进一步调整像延伸、硬度、晶体结构等的参 数。通过W定义的速度将导线1运转通过定义的长度和溫度的退火烘箱24来如连续退火 那样动态地执行退火(参见图15)。导线从第一卷轴25退绕并且通过滑轮26引导。在离开 烘箱24之后，导线被卷缆在第二卷轴上用于封装。
[0162] 在本示例中，是移动导线的给定的片保留在加热烘箱24之内的暴露时间的退火 时间是大约0.3S。退火溫度在20ym直径、含有Pd的导线的情况下被选择为800 °C。在 烘箱区之内，恒定的溫度被调整。
[0163] 图16示出第一变体（1.25%钮合金）的20ym铜导线的示例性退火曲线。通过调 整移动导线的速度来将退火时间选择为恒定的值。退火溫度是X轴的可变参数。运些图示 出对于导线的断裂载荷（BL)W及延伸（EU测量的值。该延伸在图10的显示的示例中展示 大约17. 9%的典型的局部最大值，所述最大值是在大约570 °C的退火溫度处获得的。
[0164] 现在第=示例的发明的导线不在最大延伸的运个溫度处而在大约750°C处退火， 所述750°C高于根据图16的最大延伸溫度180 °C。运导致大约14%的延伸值，其低于 17. 9%的最大延伸值大于22%。
[016引 W下的表9示出关于本发明的第S示例的20 ym导线的一些测量的值。
(表9 :导线直径20ym)。
[0166] 注意到添加了本发明的第一示例的比较的导线（"4NCU")，其已经列举在W上的表 5中。
[0167] 如期望的那样，来自表9的值示出Pd合金的导线与纯铜导线相比具有轻微更高的 电阻率。另一方面，由Pd合金导致像改进的侵蚀抵抗性的有益的效果。所述表进一步示 出，如果实施了根据本发明的退火过程则含有Pd的导线能够获得与纯铜导线（"4NCu")非 常相似的机械性质。在表9中，在标准的焊球形成过程之后，硬度测量被实施并且在导线忍 上(左边值）和在无空气焊球（FAB)上平均。1.25%Pd合金的20ym导线的进一步具体的 硬度测量能够在图18的图中看到。运个图示出在导线表面上随着离无空气焊球的距离增 加的多个测量。在FAB区段的附近看到硬度的小的降低。
[016引第S示例的导线的进一步的变体被列举在W下的表10中：
(表10 :不同的导线直径，Pd含量1. 25%)。
[0169] 显然的是导线的延伸值随着导线直径而增加。然而，贯穿所有不同的示例和导线 直径保持退火到低于分别的最大值的延伸值的发明原则。
[0170] 分别对20ym直径导线的样品测量在图16至21中的数据。
[0171] 能够从图17得到的是，Pd合金的并且退火的导线的平均颗粒大小与纯铜导线的 颗粒大小相似。
[0172] 图19示出Pd合金的导线比本发明的纯铜导线具有稍微更大的球形接合工艺窗 口，其中窗口是相当可比较的。
[017引图20示出在第二接合工艺窗口的情况下，本发明的Pd合金的样品展示关于超声 能量W及力值两者显著更大的窗口。
[0174]图21示出在175°C的溫度处高达2000小时的热老化行为。在导线的高溫储存处 在运个时间尺度下没有显著的热老化是可见的。
[01巧]通常，分别的实施例的特定特征能够根据分别的要求而彼此组合。如果合适的话， 进一步特征(例如导线忍的涂层）能够被添加到任何特定的实施例。
【主权项】
1. 一种接合导线，包括： 具有表面的芯（2)， 其中芯（2)包括铜作为主要成分， 其中在芯中的晶体颗粒的平均大小是在2. 5μπι与30μπι之间，并且 其中接合导线的屈服强度小于120MPa。2. 根据之前的权利要求之一的导线，其中导线的杨氏模量小于100GPa。3. 根据之前的权利要求之一的导线，其中在导线芯（2)的直径与平均颗粒大小之间的 比率是在2. 5与6之间。4. 根据之前的权利要求之一的导线，其中导线芯（2)的铜的总量是至少97%。5. 根据之前的权利要求之一的导线，其中导线芯以在0. 5%与3%之间的量含有钯。6. 根据之前的权利要求之一的导线，其中导线芯以在45ppm与900ppm之间的量含有 银。7. 根据之前的权利要求之一的导线，其中导线（1)具有在8μm与80μm的范围内的直 径。8. 根据之前的权利要求之一的导线，其中在接合步骤之前导线芯在至少580Γ的温度 处退火达至少0. 1s的时间。9. 根据之前的权利要求之一的导线，其中在退火之后的导线（1)的延伸值不大于最大 延伸值的92%。10. 根据权利要求9的导线，其中导线（1)在至少比通过在其处退火获得最大延伸值的 温度高l〇°C的温度处退火。11. 根据之前的权利要求之一的导线，特征在于涂层（3)被叠加在芯（2)的表面上方。12. 根据权利要求11的导线，其中涂层的质量不大于导线芯（2)的质量的3%。13. 根据权利要求11或12的导线，特征在于涂层（3)包括Pd、Au、Pt和Ag的组中的 至少一个作为主要成分。14. 根据之前的权利要求中任一个的导线，其中在接合之前的导线芯（2)的硬度不大 于 95. 0HV(0· 010N/5s)。15. 根据之前的权利要求之一的导线，其中在导线芯中的硼的含量小于100ppm。16. 根据之前的权利要求之一的导线，其中 导线芯的直径是在15μπι与28μπι之间并且平均颗粒大小是在2. 5μπι与6μπι之间； 或者 导线芯的直径是在28μm与38μm之间并且平均颗粒大小是在3μm与10μm之间；或 者 导线芯的直径是在38μm与50μm之间并且平均颗粒大小是在7μm与15μm之间；或 者 导线芯的直径是在50μπ?与80μπ?之间并且平均颗粒大小是在ΙΟμL?与30μπ?之间。17. 模块，包括：第一接合焊盘（11)，第二接合焊盘（1)以及根据之前权利要求中任一 个的导线（1 )，其中导线（1)通过球形接合的方式被连接到接合焊盘（11)之一。18.根据权利要求17的模块，其中在将20μm直径的导线接合到铝接合焊盘的情况下， 用于球形接合的工艺窗口面积具有至少120g*mA的值。19. 用于制造根据权利要求1至16中任一个的接合导线的方法，包括步骤： a. 提供具有要求的组分的铜芯前驱体； b. 牵引前驱体直到达到了导线芯的最终直径； c. 在定义的温度处将牵引的导线（1)退火达最小的退火时间。20. 根据权利要求19的方法，其中通过连续退火来执行退火。
【专利摘要】本发明涉及包括具有表面的芯的接合导线，其中所述芯包括铜作为主要成分，其中所述芯包括铜作为主要成分，其中在所述芯中的晶体颗粒的平均大小是在2.5μm与30μm之间，并且其中所述接合导线的屈服强度小于120MPa。
【IPC分类】H01L23/49, C22C9/00
【公开号】CN105393352
【申请号】CN201480037851
【发明人】杨平熹, M.萨兰加帕尼, E.米尔克
【申请人】贺利氏材料新加坡私人有限公司
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2014年4月4日
【公告号】US20160078980, WO2014178792A1