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↑［２］，和４．涂覆层的维氏硬度为３００或更低。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术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。
技术介绍
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。本专利技术人发现，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，本专利技术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)。本专利技术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/JP 03/03492)。此外，本专利技术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，但是根据本专利技术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(short tial)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”)。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术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。本专利技术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。本专利技术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。附图说明图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，本专利技术人发现，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(wet contact angle)较大，则球中心从引线中心发生位移的问题就不易发生。即，专利技术人发现，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专利技术(第一方面)。1)涂覆材料的本文档来自技高网...
【技术保护点】
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。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2003-10-20 358971/2003;JP 2003-10-20 359185/2001.一种邦定引线，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...
【专利技术属性】
技术研发人员：改森信吾，野中毅，井冈正则，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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