用于铜引线接合的纳米结构阻挡层制造技术

本发明专利技术的名称为用于铜引线接合的纳米结构阻挡层。用于铜引线接合的纳米结构阻挡层(110)包括金属晶粒(114)和在金属晶粒(114)之间的晶粒间金属(116)。纳米结构阻挡层(110)包括选自镍或钴的第一金属，和选自钨或钼的第二金属。晶粒间金属(116)中第二金属的浓度高于金属晶粒(114)中第二金属的浓度。纳米结构阻挡层(110)可以在铜芯引线(100)上以提供涂布的接合引线。纳米结构阻挡层(110)可以在接合垫上以形成涂布的接合垫。公开了使用反向脉冲电镀来电镀纳米结构阻挡层(110)的方法。公开了使用涂布的接合引线的引线接合方法。

【技术实现步骤摘要】
用于铜引线接合的纳米结构阻挡层相关申请的交叉引用本申请要求2017年9月20日提交的美国临时申请号62/561,050(TexasInstruments案卷号TI-78930PS)的35U.S.C.§119(e)条款下的优先权的权益，其通过引用以其全部并入本文。
本公开内容涉及电子器件中引线接合的领域。更具体地，本公开内容涉及电子器件中的铜引线接合。
技术介绍
由于与金相比，铜的成本较低，许多电子应用使用铜接合引线代替金接合引线。虽然铜的导热性和导电性高于金，但是由于其差的抗氧化性和耐腐蚀性，铜遭受可靠性问题。为了减少氧化和腐蚀，一些铜引线被涂布有钯。钯是昂贵的，这增加了电子应用的制造成本。可选地，有时使用裸铜引线，在存储期间其需要特殊的包装，并且在还原气体存在下需要引线接合，这增加了制造成本。
技术实现思路
本公开内容介绍了用于铜引线接合的纳米结构阻挡层。纳米结构阻挡层包括金属晶粒(metalgrain)和金属晶粒之间的晶粒间(inter-grain)金属。纳米结构阻挡层包括选自镍或钴的第一金属。纳米结构阻挡层包括选自钨或钼的第二金属。纳米结构阻挡层中第二金属的浓度高于金属晶粒中第二金本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种形成涂布的接合引线的方法，其包括：提供铜芯引线，所述铜芯引线包括大于90重量百分比的铜；和在所述铜芯引线上电镀至少第一金属和至少第二金属以在所述铜芯引线上形成纳米结构阻挡层，其中：所述第一金属选自镍和钴；所述第二金属选自钨和钼；所述纳米结构阻挡层包括金属晶粒和在所述金属晶粒之间的晶粒间金属；所述金属晶粒包括所述第一金属和所述第二金属；所述晶粒间金属包括所述第一金属和所述第二金属；并且所述晶粒间金属中所述第二金属的浓度高于所述金属晶粒中所述第二金属的浓度。

【技术特征摘要】
2017.09.20 US 62/561,050;2018.05.19 US 15/984,3461.一种形成涂布的接合引线的方法，其包括：提供铜芯引线，所述铜芯引线包括大于90重量百分比的铜；和在所述铜芯引线上电镀至少第一金属和至少第二金属以在所述铜芯引线上形成纳米结构阻挡层，其中：所述第一金属选自镍和钴；所述第二金属选自钨和钼；所述纳米结构阻挡层包括金属晶粒和在所述金属晶粒之间的晶粒间金属；所述金属晶粒包括所述第一金属和所述第二金属；所述晶粒间金属包括所述第一金属和所述第二金属；并且所述晶粒间金属中所述第二金属的浓度高于所述金属晶粒中所述第二金属的浓度。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述纳米结构阻挡层中钨和钼的平均组合浓度是1重量百分比至35重量百分比。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述纳米结构阻挡层包括镍和选自铈和镧的第三金属。4.一种涂布的接合引线，其包括：铜芯引线，所述铜芯引线包括大于90重量百分比的铜；和在所述铜芯引线的表面上的纳米结构阻挡层，其中：所述纳米结构阻挡层包括选自镍和钴的第一金属；所述纳米结构阻挡层包括选自钨和钼的第二金属；所述纳米结构阻挡层包括包含所述第一金属和所述第二金属的金属晶粒，和在所述金属晶粒之间的包含所述第一金属和所述第二金属的晶粒间金属；并且所述晶粒间金属中所述第二金属的浓度高于所述金属晶粒中所述第二金属的浓度。5.根据权利要求4所述的涂布的接合引线，其中所述纳米结构阻挡层中钨和钼的平均组合浓度是1重量百分比至35重量百分比。6.根据权利要求4所述的涂布的接合引线，其中所述纳米结构阻挡层包括镍和选自铈和镧的第三金属。7.一种形成微电子器件的方法，其包括：提供衬底，在所述衬底上具有接合垫；提供涂布的接合引线，所述涂布的接合引线包括：铜芯引线，所述铜芯引线包括大于90重量百分比的铜；和所述铜芯引线的表面上的纳米结构阻挡层，其中：所述纳米结构阻挡层包括选自镍和钴的第一金属；所述纳米结构阻挡层包括选自钨和钼的第二金属；所述纳米结构阻挡层包括包含所述第一金属和所述第二金属的金属晶粒，和在所述金属晶粒之间的包含所述第一金属和所述第二金属的晶粒间金属；并且所述晶粒间金属中所述第二金属的浓度高于所述金属晶粒中所述第二金属的浓度；在所述涂布的接合引线的末端处形成引线接合球，其中所述引线接合球包括来自所述铜芯引线的铜，并且所述纳米结构阻挡层在所述引线接合球的表面周围延伸；和将所述引线接合球按压在所述接合垫上，使得所述引线接合球接合至所述接合垫。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述纳米结构阻挡层中钨和钼的平均组合浓度是1重量百分比至35重量百分比。9.根据权利要求7所述的方法，其中所述纳米结构阻挡层包括镍和选自铈和镧的第三金属。10.根据权利要求7所述的方法，其中所述接合垫包括铝，并且所述纳米结...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·达沃德，C·D·曼纳克，S·F·帕沃内，
申请(专利权)人：德克萨斯仪器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US