专利名称：：邦定引线和使用其的集成电路装置的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种用来将集成电路装置(IC、LSI、晶体管等)上的电极连接到电路配线基板(引线框、陶瓷基板、印刷电路板等)上的导线的邦定(bonding)引线，并且还涉及一种使用这种邦定引线的集成电路装置。
背景技术：
：使用邦定引线的球形邦定方法用作将集成电路装置连接到电路配线板的方法。球形邦定方法是常见的实施工艺，在该工艺中，由可移动的毛细管(下文称之为“邦定工具”)引导的邦定引线的一端通过它和电极焊炬之间的放电熔化以在该端形成球，之后，该球被压在第一邦定点以在其上形成球邦定，然后，在送出引线时，邦定工具移动到第二邦定点以相同的方式(但是这次不形成球)形成连接。在连接形成后，邦定工具被提升，引线被夹具拖动以切断引线。如果第一邦定点位于集成电路装置的电极上并且第二邦定点位于电路配线板的电极上，或者如果第一邦定点位于电路配线板的电极上并且第二邦定点位于集成电路装置的电极上，则集成电路装置上的电极和电路配线板上的电极被电连接。迄今为止，已经使用金作为邦定引线的材料，但是由于金很昂贵，所以已经开发出由便宜的铜制成的邦定引线(铜邦定引线)；例如，在日本专利公开No.08-28382中公开了一种这样的邦定引线。然而，铜邦定引线具有的问题是引线不适于长期储存，因为引线表面容易氧化，并且由于邦定过程中从基板传导的热量而继续氧化，这导致了邦定质量的下降。日本待审公开专利公开No.62-97360提出了一种使用铜作为芯材料的邦定引线，芯上涂覆有贵金属或耐腐蚀金属，例如金、银、铂、钯、镍、钴、铬或钛。其宣称这种邦定引线比金邦定引线更便宜并且仍然能够形成表面不氧化的良好邦定。本发明人发现，涂覆有金等的铜邦定引线具有的问题是，当形成的球的直径较小时，球的形状没有变成真正的球形，而是变成了矛状的形状，并且还具有球形状的再现性不稳定和邦定可靠性降低等问题。为了解决这些问题，本发明人提出了一种邦定引线，其特征在于使用了熔点比铜高的耐氧化金属作为涂覆层，并且每单位横截面积的延长率为0.021％/μm2或更大(WO03/036710A1)。本发明人还提出一种涂覆有钯等的铜邦定引线，其特征在于为了该目的在涂覆层和芯之间提供了不同的金属层作为防止电镀液在通过电镀形成涂覆层时分解，并且增强了涂覆层和芯之间的粘结(PCT/JP03/03492)。此外，本发明人还研究了其芯由除铜之外的材料形成并涂覆有不同于用作芯材料的金属的邦定引线的球形状的再现性。结果，发现，对于这种邦定引线，当涂覆层的熔点低于芯材料的熔点时，球也形成为矛状的形状，并且当涂覆层的熔点高于芯材料的熔点时，在引线的中心和球的中心之间会发生位移。在铜邦定引线的情况下，当使用熔点高于铜的耐氧化金属作为涂覆层时，球的形状变得稳定，并且引线的每单位横截面积的延长率为0.021％/μm2或更大。然而，在生产延长率为0.021％/μm2或更大的铜邦定引线时，由于各种原因例如有限的退火条件，发生了生产过程的自由度下降的问题。因此，需要提供一种铜邦定引线，不管其延长特性如何，它都具有极好的球形状稳定性。在使用上述铜邦定引线时，球形状的再现性稳定了并且邦定的可靠性改善了，但是根据本发明人进行的进一步研究，发现铜邦定引线趋于引发下文所述的短尾(shorttial)或无杆(no-stick)缺陷。将参考图1、2和3说明短尾缺陷和无杆缺陷。图2是示意图，示出了从第二邦定到下一邦定的球形成的过程。如上所述，在邦定引线2在第二邦定点1(图2(a))处连接到配线板3之后，邦定工具抬高并且夹具4关闭；这里，邦定引线2被夹具拖动从而在第二邦定点1处被切断(图2(b))。因为邦定工具5在邦定引线2被切割时抬高，所以在切割后，从邦定工具5的端部延伸留下了预定长度的邦定引线(尾部6)，并且通过它和电极焊炬8之间的放电，在尾部6的末端形成下一球邦定的新球7(图2(从))。然而，如图3所示，如果邦定引线2在邦定工具5抬高到预定高度之前被切断(图3(a))，则从邦定工具5的末端伸出的尾部6变短，或者形不成尾部6(图3(b))，这导致了不能稳定形成下一球邦定的球7或者形成的球小于特定尺寸。这种缺陷称为短尾缺陷。无杆缺陷是在第二邦定过程中不能很好形成邦定并且在邦定之后连接脱落的缺陷，如图4所示。如上所述，邦定引线和配线基板等之间的连接通过同时施加压力和超声波能量形成邦定来实现。为了实现良好的连接，超声波能量、挤压荷载等必须控制在合适的范围(好的邦定条件范围)内。然而，如果使用高缺陷率的邦定引线，产生的问题是好的邦定条件较窄，使得在实行球邦定方法时很难控制条件。另外，在具有高无杆或短尾缺陷率的邦定引线的情况下，即使所述条件被控制在好的邦定条件范围内，由于这种缺陷的发生，可连续执行的邦定的次数也会降低。因此，需要开发一种其芯主要由铜构成的铜邦定引线，其不易产生无杆或短尾缺陷。为了生产上述的其芯由熔点高于芯材料的金属涂覆层涂覆的邦定引线，优选地，采用一种方法，在该方法中，金属厚层通过电镀等方法作为涂覆层形成在由芯材料形成的粗引线上，然后，被涂覆的引线被拉拔多次以得到所需的引线直径和层厚度。电镀和引线拉拔的结合在厚度的均匀和表面的光滑方面提供了极好的结果；此外，因为该方法确保了芯材料和涂覆层之间的良好粘结，所以该方法可减轻邦定工具被脱落的涂覆层或不同金属层的碎片阻塞的问题。然而，高熔点金属通常很难拉拔，并且已经指出具有上述极好特征的方法仍然具有以下的1-4问题，这些问题都需要改进。1、与金相比，引线断裂的发生频率较高并且产量较低。2、拉线模具易于磨损，并且模具的寿命较短。3、虽然涂覆层分层的可能性减小，但仍然存在涂覆层可能局部剥落或在拉线过程中涂覆层可能发生破裂的可能性。4、拉出的引线的直径可能沿其长度变化，或者拉出的引线的横截面形状可能与真正的圆形偏离。问题1和2导致生产成本增加，而问题3和4导致邦定特性降低(下文中，问题1-4称为“可拉拔性差的问题”)。
发明内容本发明的目的是提供一种邦定引线，该邦定引线包括芯和形成在芯上分涂覆层并且具有极好的球形稳定性，并且特别是，提供一种引线中心和球中心之间不易发生位移的邦定引线。本发明的另一目的是提供一种邦定引线，该邦定引线包括主要有铜构成的芯和形成在芯上的涂覆层并且具有极好的球形稳定性，并且不易导致短尾缺陷特别是无杆缺陷。本发明的进一步目的是提供一种邦定引线，该邦定引线包括形成在芯上的涂覆层，所述涂覆层由熔点高于芯材料的金属制成，并且该邦定引线不存在上述的可拉拔性差的问题。本发明的还有目的是提供一种使用这种邦定引线生产的集成电路装置。图1是示意图，示出了形成在邦定引线上的球的状态。图2是示意图，示出了第二邦定之后的处理步骤。图3是示意图，示出了第二邦定之后的处理步骤。图4是示意图，示出了第二邦定之后的处理步骤。具体实施例方式作为研究结果，本发明人发现，如果在芯材料熔化时涂覆层材料(涂覆材料)的润湿性较低，即，如果湿接触角(wetcontactangle)较大，则球中心从引线中心发生位移的问题就不易发生。即，发明人发现，如果结合使用满足以下条件1)和2)的芯材料和涂覆材料，则可得到具有极好球形稳定性的邦定引线，并且基于该发现可实现本发明(第一方面)。1)涂覆材料的熔点高于芯材料的熔点。2)在芯材料熔化时与涂覆层的湿接触角不小于20度。作为本发明的第一方面，提供了一种邦定引线，包括芯和形成在芯上的涂覆层，其中涂覆层由熔点高于芯的金属形成，并且在芯熔化时与涂覆层的湿接触角不小于20度。在芯熔化时与涂覆层的湿接触角是指在安装在涂覆材料上的一块芯材料通过加热到高于芯材料熔点的温度而完全熔化时的接触角。更具体地，它是在温度以50℃/分钟的速率升高到比芯材料开始熔化的温度高40℃的点时测量的接触角。当该接触角为20度或更大时，球的中心与引线中心对齐，如图1(a)所示，但是当该角度小于20度时，球中心趋于从引线中心移位，如图2(b)所示，这导致了邦定可靠性的下降。特别是，当接触角小于10度时，球不能保持其球形形状，而是形成一种沿引线一侧升高的形状，如图1(c)所示。另一方面，当接触角为30度或更大时，可得到更好的结果。在研究了引线的各种物理特性和其对短尾缺陷的影响之间的相关关系之后，本发明人发现邦定引线的卷曲程度大大影响了短尾缺陷的出现，并且当卷曲程度为预定程度或更小时，(即，卷曲的曲率半径为预定值或更大)，短尾缺陷发生的可能性降低到不会导致实用问题的水平。因此，基于该发现发明人实现了本发明(第二方面)。这里，卷曲的预定程度是指，在邦定引线垂下使其末端接触水平面并且在该端之上的15cm的点处切断从而使其坠落时，形成的弧的曲率半径为35mm。即，作为本发明第二方面，提供了一种邦定引线，包括主要由铜构成的芯和形成在芯上的涂覆层，其中涂覆层由熔点高于芯的耐氧化金属形成，并且其中当邦定引线垂下使其末端接触水平面并且在该端之上的15cm的点处切断从而使其坠落到水平面上时，形成的弧的曲率半径(下文称为曲率半径)为35mm或更大。具体地，基于如此坠落的引线长度的中点和位于该中点前后3cm的点构成的总共3个点形成的弧的曲率半径来确定该曲率半径。推测起来，在引线的卷曲程度较大时发生短尾缺陷，因为那时引线和邦定工具内表面之间的摩擦较大并且在邦定工具被抬高时由该摩擦力导致的拉伸施加到因此断裂的引线。已经考虑到，因为铜邦定引线比金邦定引线更刚硬，所以在金邦定引线中不会导致短尾缺陷的卷曲程度在铜邦定引线的情况下会导致短尾缺陷，因为如上所述摩擦较大。因此，期望增加曲率半径(曲率半径)以减小铜邦定引线的短尾缺陷率。曲率半径取决于邦定引线生产过程中的邦定引线通过的引导辊的直径、施加到引线的拉伸力和引线入口/出口角(引线进入辊子和从辊子出来时形成的角度)并且还取决于引线运送或储存时的线轴直径和卷绕张力而变化。然而，因为通过引导辊的邦定引线不可避免地形成卷曲形状，所以不可能得到没有卷曲的邦定引线。此外，如果得到了卷曲程度减小(即，增加的曲率半径)的邦定引线，则引导辊的直径必须增加和/或拉伸力必须减小，并且因此难以得到卷曲程度极小的邦定引线。本发明人发现，只要曲率半径制造为35mm或更大，则短尾缺陷的发生可被防止到在实际中不会变成问题的程度。因此，不需要增加引导辊的直径或减小张力以试图将曲率半径增加到远大于35mm的值；这便利了邦定引线生产设备的设计和其生产条件的选择。更优选地，曲率半径为40mm或更大。另外，在研究了引线各物理特性和其对无杆和短尾缺陷之间的相关关系之后，本发明人发现，邦定引线的屈服强度与短尾缺陷的发生紧密相关，特别是与无杆缺陷的发生紧密相关，并且通过将0.2％的屈服强度设置为不大于预定值的值，可减小无杆缺陷的发生频率。基于该发现，本发明人实现了本发明(第三方面)。即，作为本发明第三方面，提供了一种邦定引线，包括主要由铜构成的芯和形成在芯上涂覆层，其中涂覆层由熔点高于芯的耐氧化金属形成，并且其中0.2％的屈服强度不小于0.115mN/μm2但不大于0.165mN/μm2。本发明的邦定引线的特征在于，0.2％的屈服强度不小于0.115mN/μm2但不大于0.165mN/μm2。这里，0.2％的屈服强度是指在荷载从不表现出屈服现象的金属材料上移去时导致0.2％塑性变形的应力。当使用其0.2％的屈服强度不小于0.115mN/μm2但不大于0.165mN/μm2的邦定引线时，无杆缺陷和短尾缺陷的发生频率降低，结果，可扩展好的邦定条件范围，使得在实施球形邦定方法时条件管理容易。不小于0.125mN/μm2但不大于0.155mN/μm2的范围对于本发明邦定引线的0.2％屈服强度来说是更优选的。更具体地，0.2％的屈服强度值通过应力曲线和X-Y坐标上的线的交叉点处的应力除以拉拔引线前的引线横截面积(μm2)计算，其中应力曲线代表100mm长度(夹盘之间的长度)的引线以1毫米/分钟的速率拉拔时变形(mmX轴)和应力(Y轴)之间的关系，并且该线通过X轴0.2mm的点并且与应力几乎为0的部分处的应力曲线平行。作为进一步研究的结果，本发明人还发现，如果涂覆层硬度高，则引线的可拉拔性降低，并且通过将涂覆层硬度减小到预定值之内可改善可拉拔性(可解决差可拉拔性的问题)，基于该发现，实现了本发明(第四方面)。即，作为本发明第四方面，提供了一种邦定引线，包括芯和形成在芯上的涂覆层，其中涂覆层由熔点高于芯的金属形成，并且其中涂覆层的维氏硬度为300或更低。当涂覆层的维氏硬度保持在300以内时，可实现极好的效果，例如，改善引线的可拉拔性，并且特别是，降低了拉拔期间涂覆层局部分层和裂开的发生频率。更优选地，涂覆层的维氏硬度为220或更低；在该范围内，可进一步改善引线的可拉拔性。在测量维氏硬度时，如果直接测量引线的涂覆层部分的硬度，则在某些情况下，由于诸如涂覆层(镀层)较薄、引线表面突出等之类的原因导致的大误差，测量很难进行。在这些情况下，利用相同的电镀液和条件用来形成涂覆层，应该在与芯材料相同的材料制成的板上形成合适厚度的镀层，并且应该测量该镀层的维氏硬度。本发明进一步提供了选自上述第一到第四方面任何方面的结合。芯材料对于本发明第二方面和第三方面的邦定引线来说，芯材料主要由铜构成。对于本发明第一方面和第四方面的邦定引线来说，芯材料不限于任何特定种类的材料。其实例包括金、银、铜等。铜邦定引线是优选的，因为它比金邦定引线更便宜，并且它具有合适的刚度并且更加不易于由于树脂密封过程中的树脂流动而发生引线接触和短路问题。然而，它的问题在于比金邦定引线更经常发生短尾缺陷。另一方面，比金便宜且相对柔软的银具有的优点是，在邦定期间，它可能对邦定目标产生的破坏较小。这里，术语“主要由铜或银构成的芯”包括仅由铜或银构成的芯。然而，在芯主要由铜构成的情况下，优选地，相对于芯的重量，包括在总量中的除铜之外的元素不小于0.001重量百分比但不大于1重量百分比。当杂质量保持在该范围内时，可得到好的延长特性，结果，可改善球形稳定性。在芯中包括的除铜之外的元素的实例包括铍、锡、锌、锆、银、铬、铁、氧、硫和氢。当总量中包括的除铜之外的元素不小于0.001重量百分比时，不仅实现好的延长特性的效果而且在处理过程中能够显著减小引线断裂等可能性的效果都可以得到。然而，过量的除铜之外的元素不仅对电特性有反作用，例如增加电阻，而且会导致在形成球期间在球的表面形成凹坑和屈服强度增加的问题，这将在下文描述。鉴于此，期望除铜之外的元素总量保持在1重量百分比之内。涂覆材料从防止邦定引线氧化的角度看，优选地使用耐氧化金属作为涂覆材料。这种金属的实例包括金、钯、铂和镍。除了别的以外，熔点高于芯材料的耐氧化金属是优选的。这种类型的金属依据芯材料的种类而不同。例如，当芯材料是铜时，优选地，以熔点至少高于铜200℃的金属形成涂覆层。当使用这种金属作为涂覆层时，形成在球形邦定过程中的球形状被稳定，并且防止了形成矛状球。熔点高于铜至少200℃的金属的特定实例包括钯、铂和镍，并且优选地使用主要由选自钯、铂和镍的至少一种元素构成的金属。当然，可以使用包括两种或多种选自钯、铂和镍的元素的合金作为涂覆层，或者备选地，使用与选自钯、铂和镍的金属形成合金的铜或其他金属作为涂覆层，只要这种合金耐氧化并且熔点高于铜即可。主要由选自钯、铂和镍的至少一种元素构成的金属包括包含两种或多种选自钯、铂和镍的元素的合金。另外，与选自钯、铂和镍的金属形成合金的铜、银或其他金属可用作涂覆层，只要这种合金耐氧化和熔点高于芯材料并且选自钯、铂和镍的金属是合金的主要成分即可。在包括钯、铂和镍的组中，钯是特别优选的，因为它相对便宜、提供良好的电镀粘结、比镍具有更好的耐氧化性、并且比铂具有更好的可加工性(可拉拔性)。涂覆层厚度对于涂覆层厚度，落入满足0.007≤Y≤0.05范围的厚度是优选的，其中Y＝引线被垂直切开时横截面中的(涂覆层横截面积/芯横截面积)。当厚度处于如此定义的范围时，进一步改善了球形稳定性，更容易得到真球状的球。更优选地，该范围为0.01≤Y≤0.04。不同的金属层本发明的邦定引线包括芯和形成在芯上的涂覆层；优选地，在芯和涂覆层之间设置不同的金属层。这里，不同的金属层意味着由不同于形成芯和涂覆层的材料的任何材料形成的金属层。不同的金属层不仅用来防止通过电镀形成涂覆层时使用的电镀液的分解，而且有助于增加涂覆层和芯之间的粘结。它还提供了能够在较宽范围的球直径内容易地保持球的真球状形状的效果。可用作不同的金属层的材料的不同金属的实例包括金、铂、钯、铼、铑、钌、钛、镁、铁、铝、锆、铬、镍、银、锡、锌、锇、铱及其合金。除了别的以外，金、铂、钯、铬、镍、银、锡、锌及其合金是优选的，因为可通过电镀容易地形成不同的金属层。另外，从防止用来形成涂覆层的电镀液分解的观点看，优选地使用低离子化倾向并且易于形成钝化层的金属；这些金属包括金、铂、钯、铑、钌、钛、铁、铝、锆、铬、镍及其合金。在这些优选金属中，金、铂或钯是特别优选的。不同的金属可以是其熔点低于芯材料(铜)熔点的金属。另外，相同的金属可以既用作不同的金属层又用作涂覆层，如果它们利用不同的电镀方法形成的话。例如，可通过打底电镀(strikeelectroplating)形成不同的金属层，而通过电镀形成涂覆层。即，甚至在由相同的金属形成金属层时，如果它们利用不同的电镀方法形成，由此可见，金属层由不同的材料形成。不同金属层的厚度不受特定限制。通常，厚度优选为0.001μm到0.1μm，更优选地为0.001μm到0.03μm。通常，大约0.001到0.1倍涂覆层厚度的厚度对该目的来说就足够了。每单位横截面积的延长率本发明的邦定引线不管其每单位横截面积的延长率如何表现出极好的球形稳定性，但是在邦定引线其芯主要由铜构成的情况下，优选地，每单位横截面积的延长率为0.021％/μm2或更多，因为那时引线会表现出进一步极好的球形稳定性。每单位横截面积的延长率定义为10cm长的引线以20毫米/分钟的速率拉拔直到引线断裂时的引线延长率(百分比)除以拉拔前的引线横截面积(芯和涂覆层的总和[μm2]，或者如果提供了不同金属层，芯、不同金属层和涂覆层的总和[μm2])所得的值。涂覆层B当其维氏硬度为150或更低的软金属层形成为邦定引线的最外层时，进一步改善了引线的可拉拔性，并且特别是，延长了拉拔模具的寿命。因此，优选地，用维氏硬度为150或更小的软金属涂覆所述涂覆层。作为涂覆层B的材料，其维氏硬度为100或更低的金属是更优选的。在这些金属中，具有极好耐氧化性和延展性的金是特别优选的。如果涂覆层B即最外层的熔点低于涂覆层熔点，则会发生球趋于形成为矛状形状的问题。然而，通过使得涂覆层B的厚度小于涂覆层的厚度并且不大于引线直径的0.002倍可避免这种问题。更优选地，涂覆层B的厚度不大于0.001倍的引线直径。本发明的邦定引线除了芯、涂覆层、不同金属层和涂覆层B之外还可包括其他层，只要额外的层不损坏本发明的效果即可。涂覆层、不同金属层和涂覆层B每层都可由多层形成。邦定引线的直径本发明邦定引线的直径不受特定限制，但是在目的是形成小直径的球时，15到40μm的引线直径是优选的。集成电路装置本发明进一步提供了一种利用上述邦定引线生产的集成电路装置。本发明的邦定引线不仅表现出极好的球形稳定性等，而且还具有极好的可拉拔性，并且在生产成本和邦定特性方面有优势。因此，利用该邦定引线，集成电路装置上的电极可以稳定的方式连接到配线基板，并且通过使用上述邦定引线生产的集成电路装置具有稳定的质量且在生产成本方面有优势。邦定引线的生产方法为了生产邦定引线，在粗的铜引线上形成厚层金属镀层作为涂覆层，并且如果也形成不同金属层和涂覆层B的话，形成这些层的厚层金属也形成在引线上，从而涂覆的引线被拉拔多次以得到想要的引线直径和层厚度。该方法是经济的和优选的。电镀和引线拉拔的结合在厚度均匀和表面光滑方面提供了极好的结果。此外，因为该方法确保了芯材料、不同金属层和涂覆层之间的良好粘结，所以该方法可解决邦定工具被涂覆层或不同金属层上剥落的碎片阻塞的问题。形成涂覆层的方法对于在芯上形成涂覆层的方法，优选地，使用电镀方法。当还形成不同金属层时，优选地采用了通过电镀等方法在芯上形成不同金属层然后通过电镀在其上形成涂覆层的方法。对于形成不同金属层来说，特别优选地使用打底电镀。其他的形成薄膜如不同金属层的可能方法是化学气相沉积和物理气相沉积。通常，在通过拉拔引线得到最终完成的引线直径之后，邦定引线经过退火(“最终退火”)来调节气延长率。为了得到每单位横截面积的延长率为0.21％/μm2或更大的邦定引线，优选地，除了最终退火之外，在形成涂覆层之后通过拉拔工艺执行部分退火。在使用主要由铜构成的芯的本发明的邦定引线中，由于曲率半径依据生产工艺期间邦定引线通过的引导辊直径、施加到引线的张力和引线的入口/出口角而变化，所以通过合适调节直径和张力可容易地得到落入前述优选角度范围内的曲率半径。这里，引导辊直径和施加到引线的张力的优选值依据邦定引线的直径等变化。另外，因为曲率半径还依据引线运输或储存时的线轴卷绕直径等变化，所以引导辊的直径和施加到引线的张力还依据线轴卷绕直径等变化。然而，引导辊直径和施加到引线的张力的优选值可通过预先的试验等容易得到。本发明的使用主要由铜构成的芯的邦定引线的屈服强度取决于引线生产时包含在铜材料中的杂质类型和数量、退火温度和退火时间以及引线拉拔时的加工硬度。通常，包含在铜材料中的杂质量越小，屈服强度值越小。另外，屈服强度值在退火温度和退火时间增加时减小。因此，通过条件包含在铜材料中的杂质量、退火温度、退火时间等可得到其0.2％屈服强度在0.115到0.165mN/μm2范围内的邦定引线。另外，在得到最终完成的引线直径之外多次进行退火时，屈服强度值一般会趋于降低。通过将引线通过孔径小于引线直径的拉拔模具而将引线拉拔成更小直径的引线。这里，当引线被拉拔时，在通过其孔径不十分小于引线直径的模具时施加了合适的润滑油，所以可得到具有较小屈服强度值的邦定引线。在芯上形成涂覆层的方法包括电镀方法。当还形成涂覆层B时，涂覆层B在形成涂覆层之后通过电镀等方法形成。通过选择材料和电镀液以及使用的电镀条件可实现落入上述优选硬度范围内的涂覆层B的硬度和涂覆层的硬度。即使使用相同的金属，硬度也依据电镀液和使用的电镀条件而变化，因为杂质的种类和数量以及电镀结构依据它们而变化。例如，钯的维氏硬度可在200到460的范围内变化。发明效果当利用本发明的邦定引线实施球形邦定方法时，其中本发明的邦定引线包括芯和形成在芯上的涂覆层且其特征在于涂覆层由熔点高于芯材料的金属形成并且在芯熔化时与涂覆层的湿接触角不小于20度，真正球状的球可以稳定形成并且球中心与引线中心偏移的问题不易发生。当利用本发明的邦定引线实施球形邦定方法时，其中本发明的邦定引线包括主要由铜构成的芯和形成在芯上的涂覆层且其特征在于涂覆层由熔点高于芯材料的耐氧化金属形成并且曲率半径为35mm或更大，形成的球的形状稳定并且可防止短尾缺陷的发生，因此可连续实现稳定的连接。当使用本发明的邦定引线时，其中本发明的邦定引线包括主要由铜构成的芯和形成在芯上的涂覆层且其特征在于涂覆层由熔点高于芯的耐氧化金属形成并且0.2％的屈服强度不小于0.115mN/μm2但不大于0.165mN/μm2，可减小无杆缺陷和短尾缺陷的发生频率并且连续实现稳定的连接。另外，因为好的邦定条件范围较宽，所以在实行球形邦定方法时容易进行条件控制。另外，特征在于涂覆层的维氏硬度为300或更低的本发明的邦定引线提供了良好的可拉拔性并且能够显著减轻现有技术的问题，例如与金相比，在引线拉拔期间引线断裂的发生频率较高，并且产量较低；引线拉拔模具容易磨损并且模具寿命短；涂覆层可能局部剥落或在引线拉拔期间涂覆层中可能发生裂纹；并且拉拔的引线直径可能沿其长度变化或者拉拔的引线的横截面形状可能偏离真圆形形状。特别是，在邦定引线提供有维氏硬度为150或更低的涂覆层B作为最外层时，可进一步减小模具的磨损。如上所述，因为集成电路装置上的电极和电路配线基板之间的稳定连接可通过上述的本发明的邦定引线实现，所以优选地使用该邦定引线生产集成电路装置。通过使用该邦定引线生产的集成电路装置具有稳定的质量。作为第五方面，本发明还提供了一种通过使用上述邦定生产的集成电路装置。实例将参考特定实例进一步详细说明本发明。应该理解，这里公开的实例绝非意在限制本发明的范围。实例1通过电镀在纯度为99.995％且直径为200μm的芯铜引线上形成0.8μm厚的涂覆层。通过拉拔和退火该引线，生产各种类型的邦定引线，各种邦定引线的芯直径为25.2μm且涂覆层厚度为0.1μm。利用各种引线，通过使用邦定机(Kaijo公司制造的型号FB137)可形成直径60μm的100个球，并且检查球中心从引线中心移位的形状缺陷的发生数量。结果和所使用的芯材料和涂覆材料一起在表1中示出。按以下方式通过使用ULVAC-RIKO制造的高温润湿性试验设备WET1200测量芯材料熔化时的湿接触角。一块通过将2.5mm尺寸的芯材料球压缩成易于包覆(mountable)的形状而生产的材料被放置在厚度为1.5mm且表面粗糙度Ra＝100nm的一片涂覆材料上。空气用纯度为99.9999％氮气代替并且以50℃/分钟的速率加热并且使氮气以1升/分钟的速率流动。在温度到达高于该块开始熔化的温度的40℃的点时测量湿接触角。测量值对各种芯金属的比重进行修正(银10.49，金19.26，铜8.93)。表1从表1所示结果可以看出，在湿接触角大于20度的试验1-4中缺陷率较低，但是在湿接触角小于20度的试验5中，形成的全部100个球都有缺陷。实例2(1)通过打底电镀在纯度为99.995％且直径为200μm的铜引线上形成大约0.04μm厚的金打底电镀薄膜。之后，形成0.8μm厚的钯电镀薄膜。通过拉拔和退火该引线，生产出铜邦定引线，各种邦定引线的铜芯直径为25.2μm，钯层(涂覆层)厚度0.1μm，金层(不同金属层)厚度为大约0.005μm，延长率为15％。通过调节引导辊的直径和用来围绕线轴卷绕引线的张力，生产出各种曲率半径的样品。利用各种样品，使用邦定机(ASM制造的型号EAGLEAB339)通过施加80g的荷载和160的超声波能量在环路长度大约4mm的208针QFP(铜引线框，银电镀(silverspotplating))上执行邦定并且检查缺陷率(ppm每百万个邦定整个发生的短尾缺陷和无杆缺陷的数量)。结果如表2所示。连续的可邦定性当缺陷率小于500ppm时被判断为好，标记为○，当缺陷率为500ppm或更高时判断为差，标记为×。结果如表2所示。(2)利用(1)中使用的相同样品，通过重复(1)中使用的条件执行试验，只是改变超声波能量，并且得到缺陷率小于500ppm的超声波能量范围(好的邦定条件范围)。结果如表2所示。表2从表2所示结果可以看出，在曲率半径小于35mm的试验4中，缺陷率为2000ppm，即，每500次邦定发生一个短尾缺陷或无杆缺陷，但是在曲率半径仅略微大于试验4的曲率半径的试验3的情况下，缺陷率大大提高到360ppm，这意味着大约每3000次邦定具有一个缺陷；这种缺陷率在实际中不会成为问题。在曲率半径大于40mm的试验1和2中缺陷率进一步改善。实例3通过打底电镀在纯度为99.995％且直径为200μm的铜引线上形成大约0.04μm厚的金打底电镀薄膜。之后，形成0.8μm厚的钯电镀薄膜。通过拉拔和退火该引线，生产出各种屈服强度值的铜邦定引线，各种邦定引线的铜芯直径为25.2μm，钯层(涂覆层)厚度0.1μm，金层(不同金属层)厚度为大约0.005μm。各种铜邦定引线的曲率半径为40mm。利用各种引线，使用邦定机(ASM制造的型号EAGLEAB339)通过施加80g的荷载和改变超声波能量在环路长度大约4mm的208针QFP(铜引线框，银电镀)上执行邦定并且检查缺陷率(ppm每百万个邦定整个发生的短尾缺陷和无杆缺陷的数量)低于200ppm(每5000个邦定应该缺陷)的超声波能量范围(好的邦定条件范围)。结果如表3所示。这里的屈服强度为以1毫米/分钟的速率拉拔100毫米长的样品在10个点处得到的值的平均值。表3从表3所示结果可以看出，在0.2％屈服强度大于0.165mN/μmu2的试验6和0.2％屈服强度小于0.115mN/μm2的试验1中，好的邦定条件范围非常窄。另一方面，在0.2％屈服强度不小于0.125mN/μm2但不大于0.155mN/μm2的试验3和4中，可得到特别宽的好邦定条件范围。权利要求1.一种邦定引线，包括芯和形成在芯上的涂覆层，其中涂覆层由熔点高于芯的金属形成，并且在芯熔化时与涂覆层的湿接触角不小于20度。2.一种邦定引线，包括主要由铜构成的芯和形成在芯上的涂覆层，其中涂覆层由熔点高于芯的耐氧化金属形成，并且其中在邦定引线垂下使其端部接触水平面并且在该端之上15厘米的点处切断从而落在水平面上时，形成的弧的曲率半径为35毫米或更大。3.根据权利要求2所述的邦定引线，其中形成的弧的曲率半径为40毫米或更大。4.一种邦定引线，包括主要由铜构成的芯和形成在芯上的涂覆层，其中涂覆层由熔点高于芯的耐氧化金属形成，并且其中0.2％的屈服强度不小于0.115mN/μm2但不大于0.165mN/μm2。5.根据权利要求4所述的邦定引线，其中0.2％的屈服强度不小于0.125mN/μm2但不大于0.155mN/μm2。6.一种邦定引线，包括芯和形成在芯上的涂覆层，其中涂覆层由熔点高于芯的金属形成，并且其中涂覆层的维氏硬度为300或更低。7.根据权利要求1或6所述的邦定引线，其中芯材料主要由铜构成。8.根据权利要求2-5中任一项所述的邦定引线，其中涂覆层由熔点高于铜的熔点至少200℃的金属形成。9.根据权利要求2-5、7和8中任一项所述的邦定引线，其中每单位横截面积的延长率为0.021％/μm2或更多。10.根据权利要求2-5和7-9中任一项所述的邦定引线，其中芯包含的除铜之外的元素总量相对于芯的重量不小于0.001重量百分比但不大于1重量百分比。11.根据权利要求1或6所述的邦定引线，其中芯材料主要由银构成。12.根据权利要求6所述的邦定引线，其在涂覆层外侧具有维氏硬度为150或更小的涂覆层B作为最外层。13.根据权利要求12所述的邦定引线，其中用于涂覆层B的材料为金。14.根据权利要求12或13所述的邦定引线，其中涂覆层B的厚度小于涂覆层的厚度但不大于0.002倍的引线直径。15.根据权利要求1-14中任一项所述的邦定引线，其中涂覆层由主要选自钯、铂和镍的至少一种元素构成的金属形成。16.根据权利要求15所述的邦定引线，其中涂覆层由钯形成。17.根据权利要求1-16中任一项所述的邦定引线，其中涂覆层的厚度落入满足0.007≤Y≤0.05的范围，其中Y＝在芯被垂直切割时横截面中的(涂覆层横截面积/芯横截面积)。18.根据权利要求1-17中任一项所述的邦定引线，其中在芯和涂覆层之间设置有不同金属层。19.一种使用根据权利要求1-18中任一项所述的邦定引线生产的集成电路装置。全文摘要一种具有芯材料和形成在芯材料上的涂覆层的邦定引线，所述涂覆层包括熔点高于芯材料熔点的金属并且具有至少一项以下特征1.熔化的芯材料与涂覆材料的湿接触角为20度或更多，2.在邦定引线垂下使其末梢接触水平面并且在该末梢之上15厘米的点处切断并且切断的引线落在水平面上时形成的圆弧的曲率半径为35毫米或更大，3.0.2％偏移的屈服强度为0.115到0.165mN/μm文档编号H01L21/60GK1868049SQ20048003036公开日2006年11月22日申请日期2004年10月13日优先权日2003年10月20日发明者改森信吾,野中毅,井冈正则申请人:住友电气工业株式会社