银合金铜线制造技术

技术编号:18464367 阅读:73 留言:0更新日期:2018-07-18 15:11
本发明专利技术涉及一种包含线芯的银合金铜线,所述线芯自身由以下组成:(a)含量在0.3wt.‑%到0.7wt.‑%的银,(b)含量在99.25wt.‑%到99.7wt.‑%范围内的铜,以及(c)0wt.‑ppm到500wt.‑ppm的另外组分,其中所有以wt.‑%和wt.‑ppm计的量是基于所述芯的总重量计。

Silver alloy copper wire

The present invention relates to a silver wire copper wire containing a wire core. The core itself consists of the following components: (a) copper with a content of (0.3wt.)% to 0.7wt.% of silver, (b) content in the range of 99.25wt.% to 99.7wt.%, and the other component of (c) 0wt. ppm to 500wt. ppm. A total weight based on the core.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】银合金铜线本专利技术涉及一种包含芯8μm到80μm厚的银合金铜线,所述芯包含特定重量比的铜与银。本专利技术进一步涉及用于制造所述线的方法。键合线在电子和微电子应用中的用途是熟知的现有技术。尽管一开始键合线是由金制得,但如今使用较便宜的材料,如铜、铜合金、银和银合金。关于线几何结构,最常见的是圆形横截面的键合线和具有近乎矩形横截面的键合带。两种类型的线几何结构均具有使其适用于特定应用的优势。本专利技术的一个目标是提供适合用于线键合应用的银合金铜线,所述银合金铜线尤其在耐腐蚀性和键合性能方面有所改进,并且还显示整体均衡的性质范围,所述性质与线键合应用相关,包括(例如)极佳的可靠性性能、符合超细间距要求的改进的键合球形状、改进的第2键合窗、改进的回路性能、延长的车间寿命(floorlife)等。上述目标的解决方案的贡献由独立权利要求的主题提供。独立权利要求的从属权利要求呈现本专利技术的优选实施例,其主题也对解决上文提及的目标作出贡献。在第一方面中,本专利技术涉及一种银合金铜线,其包含线芯或甚至由线芯组成(下文也简称为“芯”),线芯自身由以下组成:(a)含量在0.3wt.-%(重量-%,重量%)到0.7wt.-%范围内的银、优选0.5wt.-%的银,(b)含量在99.25wt.-%到99.7wt.-%范围内的铜、优选99.45wt.-%到99.5wt.-%范围内的铜、或甚至更优选地99.49wt.-%到99.5wt.-%范围内的铜,以及(c)0wt.-ppm(重量-ppm,重量ppm)到500wt.-ppm的另外组分、优选0wt.-ppm到100wt.-ppm的另外组分(除银和铜以外的组分),其中所有以wt.-%和wt.-ppm计的量是基于所述芯的总重量计。下表汇编银合金铜线芯的组成的各种实施例:铜(wt.-%)银(wt.-%)另外组分(wt.-ppm)总计(wt.-%)99.25-99.70.3-0.70-500100.0099.29-99.70.3-0.70-100100.0099.45-99.50.50-500100.0099.49-99.50.50-100100.00银合金铜线优选地是在微电子中用于键合的键合线。银合金铜线优选地是单件式物品。众多形状是已知的并且显得适用于本专利技术的银合金铜线。对于本专利技术,术语“键合线”包含所有形状的横截面和所有常见的线直径,但具有圆形横截面和细直径的键合线是优选的。平均横截面在例如50μm2到5024μm2或优选在110μm2到2400μm2的范围内;因此在优选圆形横截面的情况下,平均直径在例如8μm到80μm或优选在12μm到55μm的范围内。通过“定尺寸方法”可以获得平均直径,或简单地说线或线芯的直径。根据此方法确定了用于限定长度的银合金铜线的物理重量。基于此重量,使用线材料密度计算线或线芯的直径。直径按照对特定线的五次切割的五次测量值的算术平均值计算。与前述一致,线芯按前述所公开的比例包含(a)银和(b)铜。然而,本专利技术的银合金铜线的芯可以包含(c)总量在0wt.-ppm到500wt.-ppm、优选在0wt.-ppm到100wt.-ppm的另外组分。在本文中,另外组分,通常也称作“不可避免的杂质”,是源自存在于所用原材料中的杂质或源自线制作方法的少量化学元素和/或化合物,即,(c)类型的另外组分的存在可能(例如)源自存在于银和/或铜中的杂质。所述另外组分的实例是:Au、P、Ni、Pd、Fe、Si、Mn、Cr、Ce、Mg、La、Al、B、Zr、Ti、S等。另外组分(c)0wt.-ppm到500wt.-ppm或甚至0wt.-ppm到100wt.-ppm的低总量确保线特性的良好再现性。存在于芯中的另外组分(c)通常并非单独添加。在一实施例中,本专利技术的银合金铜线的芯包含少于15wt.-ppm的以下各种另外组分(c):Au、P、Ni、Pd、Fe、Si、Mn、Cr、Ce、Mg、La、Al、B、Zr、Ti、S。本文中的银合金铜线的芯定义为块状材料的均质区域。由于任何块状材料始终具有可以在某种程度上展现不同性质的表面区域,因此将线芯的特性理解为块状材料的均质区域的特性。块状材料区域的表面可以在形态、组成(例如氯和/或氧含量)和其它特征方面不同。表面可以是线芯的外表面;在所述实施例中,本专利技术的银合金铜线由线芯组成。在一替代方案中,表面可以是介于线芯和叠加于线芯上的涂层之间的介面区域。在本专利技术的上下文中的术语“叠加”用于描述第一物品(例如线芯)相对于第二物品(例如涂层)的相对位置。“叠加”表征为例如中间层的另外物品可以(并非必要)配置于第一物品与第二物品之间。优选地,第二物品至少部分地叠加于第一物品上,例如达至少30%、50%、70%或达至少90%,每一个都是相对于第一物品的总表面计。最优选地,第二物品完全叠加于第一物品上。在本专利技术的上下文中的术语“中间层”是指介于银合金铜线的芯与叠加于其上的涂层之间的区域。在此区域中,存在芯与涂层两者的材料的组合。在本专利技术的上下文中,术语“厚度”用于定义层在垂直于芯纵向轴线的方向上的尺寸,所述层至少部分地叠加于芯的表面上。在一实施例中,芯具有表面,其中将涂层叠加于芯的表面上。在一实施例中,涂层的质量相对于芯的总质量计不超过5wt.-%,优选是2wt.-%或低于2wt.-%。当存在涂层时,涂层相对于芯的总质量计通常具有0.1wt.-%或高于0.1wt.-%、或0.5wt.-%或高于0.5wt.-%的最小质量,。将低含量的材料涂覆为涂层可以保持由线芯的材料所定义的特征。另一方面,涂层给予线表面特定特征,例如,可对抗于环境的惰性、抗腐蚀性、改进的键合性等。例如,对于直径为18μm的线,涂层的厚度在20nm到120nm的范围内。对于具有25μm直径的线,涂层可以具有(例如)介于30nm到150nm范围内的厚度。在实施例中,涂层可以由贵金属元素制成。涂层可以是一种上述贵金属元素的单层。在另一实施例中,涂层可以是包含多个叠加的邻近子层的多层,其中每一子层由不同贵金属元素制成。用于沉积所述贵金属元素于芯上的常用技术是镀覆,如电镀和无电极电镀;从气相沉积材料,如溅镀、离子电镀、真空蒸发和物理气相沉积;以及从熔融物沉积材料。在实施例中,本专利技术的银合金铜线或其芯的特征在于以下固有特性中的至少一个(参见如下文所述的“测试方法A”):(i)以纵向方向(线芯的纵向方向)测量,平均线粒度(平均粒度)低于4.0μm,例如在2μm到3μm的范围内,(ii)线芯以纵向方向测量的平均粒度与其直径的比率在0.05到0.25的范围内、优选在0.1到0.20的范围内,(iii)以纵向方向测量,芯的平均粒度的标准差(RSD)与其平均粒度的比率低于0.3,例如在0.1到0.2的范围内。在本文中对于线芯使用术语“固有特性”。固有特性意指线芯自身具有的特性(与其它因素无关)。相对于固有特性的非固有特性取决于线芯与其它因素(如所采用的测量方法和/或测量条件)的关系。在另一方面中,本专利技术还涉及用于制造上述公开的任一实施例中的银合金铜线的方法。所述方法包含至少以下步骤:(1)提供前体物品,其由以下组成:(a)含量在0.3wt.-%到0.7wt.-%的银、优选0.5wt.-%的银,(b)含量在99.25wt.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种包含线芯的银合金铜线,所述线芯自身由以下组成:(a)呈0.3重量%到0.7重量%的量的银,(b)呈介于99.25重量%到99.7重量%范围内的量的铜,以及(c)0wt.‑ppm到500wt.‑ppm的另外组分,其中所有以重量%和wt.‑ppm计的量是基于所述芯的总重量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.02 SG 10201509913X1.一种包含线芯的银合金铜线,所述线芯自身由以下组成:(a)呈0.3重量%到0.7重量%的量的银,(b)呈介于99.25重量%到99.7重量%范围内的量的铜,以及(c)0wt.-ppm到500wt.-ppm的另外组分,其中所有以重量%和wt.-ppm计的量是基于所述芯的总重量。2.根据权利要求1所述的银合金铜线,其具有介于50μm2到5024μm2范围内的平均横截面。3.根据权利要求1或2所述的银合金铜线,其具有平均直径在8μm到80μm范围内的圆形横截面。4.根据权利要求1、2或3所述的银合金铜线,其中所述银量是0.5重量%并且所述铜量是99.45重量%到99.5重量%。5.根据前述权利要求中任一权利要求所述的银合金铜线,其中另外组分的量是在0wt.-ppm到100wt.-ppm的范围内。6.根据前述权利要求中任一权利要求所述的银合金铜线,其中所述线芯具有表面,其中所述表面是外表面或介于所述线芯与叠加于所述线芯上的涂层之间的界面区域。7.根据权利要求6所述的银合金铜线,其具有叠加于所述线芯上的涂层,其中所述涂层是由贵金属元素制成的单层或包含多个叠加邻近子层的多层,其中每一子层由不同贵金属元素制成。8.根据前述权利要求中任一权利要求所述的银合金铜线,其中所述线芯的特征至少在于以下固有特性中的一个:(i)以纵向方向测量,平均线粒度是在2μm到<4μm的范围内,(ii)所述线芯的以纵向方向测量的平...

【专利技术属性】
技术研发人员:廖金枝张兮穆拉利·萨兰加帕尼A·蒂托纳迪A·D·巴亚拉斯S·毕诺巴吉C·K·洛克T·E·富由·富由卓志伟
申请(专利权)人:贺利氏材料新加坡私人有限公司
类型:发明
国别省市:新加坡,SG

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