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Verfahren zur Herstellung von Mikrodraht, insbesondere von galvanisch vergoldetem Kupferdraht, dadurch gekennzeichnet, daß der Kupfermikrodraht unter einer Zugspannung von 0,7. ..0,9 seiner Streckgrenze galvanisch beschichtet wird.Method for producing micro-wire, in particular galvanically gold-plated copper wire, characterized in that the copper micro-wire is subjected to a tensile stress of 0.7. ..0.9 of its yield strength is galvanically coated.
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung betrifft ein Vorfahren zur Herstellung von Mikrodraht, insbesondere von galvanisch vergoldetem Kupfermikrodraht. Anwendungsgebiet des Drahtes ist die Kontaktierung von mikroelektronischen Bauelementen zur Herstellung elektrisch leitender Verbindungen zwischen dem Halbleiter und den äußeren Anschlüssen.The invention relates to an ancestor for the production of micro-wire, in particular galvanically gold-plated copper micro-wire. Application of the wire is the contacting of microelectronic devices for making electrically conductive connections between the semiconductor and the external terminals.
Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art
Die Herstellung galvanisch vergoldeter Kupfermikrodrähte ist bereits bekannt (DD-WP 159086). Sie erfolgt derart, daß Kupfermikrodrähte der Qualität Cu4N galvanisch beschichtet, im Anschluß an die Vergoldung in gesonderten Arbeitsgängen verformt und danach einer Schlußglühung unterzogen werden. Diese Verformung erfolgt im plastischen Bereich und hat den Zweck, den Draht zu verfestigen und die Goldschicht zu verdichten, so daß ihre Härte ansteigt. Die Wärmebehandlung ist erforderlich, um die für den speziellen Einsatzfall gewünschten mechanischen Eigenschaften zu erreichen. Der Nachteil dieser Verfahrensweise besteht darin, daß durch den Drahtzug des vergoldeten Drahtes in der Goldschicht Zugspannungen erzeugt werden, die zur Rißbildung in der Goldschicht führen und somit die Korrosionsschutzwirkung der Edelmetallschicht beeinträchtigen. Durch die nachträgliche Wärmebehandlung unter Schutzgas, deren Temperatur im allgemeinen zwischen 200 und 6O0°C liegt, entstehen besonders an der Oberfläche goldreiche Kupfermischkristalle, die den Korrosionsschutz insbesondere bei längerer Lagerung unter ungünstigen klimatischen Bedingungen ebenfalls herabsetzen. In diesem Zusammenhang ist auch bekannt, daß bei der galvanischen Veredlung von Mikrodrähten diese wegen ihrer geringen Reißfestigkeit nur mit einer Zugkraft beauflagt werden, die gerade für die Straffung des Drahtes während des Durchlaufes in den einzelnen Galvanisierbehälter· ausreicht. So wird beispielsweise in DD-WP 29105 eine Galvanisieranlage zum Vergolden von Wolframdraht derart beschrieben, daß in flüssigkeitsdichten Durchbrüchen über Anschlußstutzen Luft mit einem Druck eingeblasen wird, der größer als der auf der Innenwand jedes Behälters lastende Flüssigkeitsdruck ist. Dadurch wird erreicht, daß der Draht die Flüssigkeitsbehälter geradlinig ohne Richtungsänderung durchlaufen kann und die Zugkraft dementsprechend minimiert wird. Im allgemeinen kann davon ausgegangen werden, daß bei der galvanischen Veredlung von Mikrodrähten die Zugkraft den 0,2fachen Wert der entsprechenden Streckgrenze nicht überschreitet.The production of electroplated copper micro-wires is already known (DD-WP 159086). It is carried out in such a way that copper micro-wires of the quality Cu4N are galvanically coated, deformed following the gilding in separate operations and then subjected to a final annealing. This deformation takes place in the plastic area and has the purpose of strengthening the wire and compacting the gold layer, so that their hardness increases. The heat treatment is required to achieve the mechanical properties desired for the particular application. The disadvantage of this procedure is that tensile stresses are generated by the wire of the gold-plated wire in the gold layer, which lead to cracking in the gold layer and thus affect the corrosion protection effect of the noble metal layer. Subsequent heat treatment under protective gas, the temperature of which is generally between 200 and 60O <0> C, produces gold-rich copper mixed crystals especially on the surface, which likewise reduce corrosion protection, especially during prolonged storage under unfavorable climatic conditions. In this context, it is also known that in the galvanic finishing of micro wires they are only charged with a tensile force due to their low tensile strength, which is just sufficient for the tightening of the wire during the passage in the individual galvanizing. Thus, for example, in DD-WP 29105 a galvanizing plant for gilding tungsten wire is described in such a way that air is injected at a pressure greater than the liquid pressure on the inner wall of each container in fluid-tight openings. This ensures that the wire can pass through the liquid container in a straight line without changing direction and the tensile force is minimized accordingly. In general, it can be assumed that in the electroplating of micro-wires, the tensile force does not exceed 0.2 times the corresponding yield strength.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Ziel der Erfindung ist ein wirtschaftliches Ve.-'shran zur Herstellung von vergoldetem Kupfermikrodraht.The aim of the invention is an economical Ve .- 'shran for the production of gold-plated copper micro-wire.
Darlegung des Wesons der ErfindungPresentation of the veson of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von galvanisch vergoldeten Kupfermikrodrähten bereitzustellen, das eine nachfolgende mechanische Verformung sowie Wärmebehandlung überflüssig macht. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Kupfermikrodraht unter einer Zugspannung von 0,7.. .0,9 seiner Streckgrenze galvanisch vergoldet wird.The invention has for its object to provide a method for producing galvanically plated copper micro-wires, which makes subsequent mechanical deformation and heat treatment superfluous. According to the invention the object is achieved in that the copper micro-wire is galvanically gold plated under a tensile stress of 0.7 .. .0.9 its yield strength.
Dadurch wird erreicht, daß durch die Abscheidung des Goldes auf einen unter Zugspannung stehenden Draht nach Wegnahme der Zugbeanspruchung auf die Schicht eine Druckspannung wirkt, die die Schichtqualität positiv beeinflußt, d. h., es erfolgt eine Verdichtung der Goldschicht mit dem Abbau von Poren und Hohlräumen. Es wurde weiter gefunden, daß unter diesen Bedingungen die Einstellung der mechanischen Sollwerte des Mikrodrahtes durch eine Entfestigung bei relativ niedrigen Temperaturen unter intensiver Wärmeübertragung im galvanischen Elektrolyten vorgenommen werden kann.This ensures that by the deposition of gold on a wire under tension after removal of the tensile stress on the layer a compressive stress acts, which positively influences the layer quality, d. that is, there is a densification of the gold layer with the degradation of pores and voids. It was further found that under these conditions, the adjustment of the mechanical set values of the microwire can be made by softening at relatively low temperatures with intensive heat transfer in the galvanic electrolyte.
Ausführungsbeispielembodiment
Die Erfindung wird an nachstehendem Ausführunfesbeispiel näher erläutert:The invention is explained in more detail in the following embodiment:
Ein nach bekannter Weise hergestellter Kupferdraht der Qualität Cu5N mit einem Durchmesser von 30 pm und einer StreckgrenzeA manufactured in a known manner copper wire of quality Cu5N with a diameter of 30 pm and a yield strength
von 20OMPa wird ui.ter einer Ziehkraft 12cN galvanisch mit einer 2pm starken Goldschicht versehen.from 20OMPa, a tensile force of 12 cN is galvanically provided with a 2 pm thick gold layer.
Die Arbeitsparameter des Elektrolyten sind folgende:The working parameters of the electrolyte are as follows: