DE102020001486A1 - Ersatz von Golddraht zum Bonden durch vernickelten undversilberten Kupferdraht - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bearbeitung von Kupferdraht mit folgenden Verfahrensschritten:- Vernickeln des Kupferdrahtes zur Bereitstellung eines vernickelten Kupferdrahtes,- Versilbern des vernickelten Kupferdrahtes zur Bereitstellung eines vernickelten und versilberten Kupferdrahtes und- Walzen des vernickelten und versilberten Kupferdrahtes auf ein gewünschtes Nennmaß.Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Verwendung des auf ein Nennmaß gewalzten vernickelten und versilberten Kupferdrahtes zum Bonden von Halbleiterbauelementen.

Description

  • Die Erfindung betrifft den Ersatz von Golddraht zum Bonden von Halbleiterbauelementen durch Kupferdraht, wobei der Kupferdraht galvanisch vernickelt, dann galvanisch versilbert und anschließend auf Nennmaß gewalzt wird.
  • Es soll Golddraht zum Bonden von Halbleiterbauelementen durch erst vernickelten und danach versilberten (auf elektrolytischem Weg) Kupferdraht ersetzt werden.
  • Dies geschieht wie folgt:
    • In einem ersten Schritt wird der Kupferdraht vernickelt, damit Silber auf Kupfer besser haftet.
  • In einem zweiten Schritt wird die auf den Kupferdraht aufgebrachte Nickelschicht versilbert.
  • In einem dritten Schritt erfolgt ein Walzen des vernickelten und danach versilberten Kupferdrahtes auf ein gewünschtes Nennmaß.
  • Dies wird nachfolgend anhand der Zeichnungen veranschaulicht.
  • Die 1 veranschaulicht den ersten Schritt, bei welchem ein Kupferdraht 1 vernickelt wird, damit Silber auf Kupfer besser haftet. Wie aus der 1 ersichtlich ist, wird zur Bereitstellung eines vernickelten Kupferdrahtes 2 ein Kupferdraht 1 durch ein galvanisches Bad 3 geführt, wobei zwischen dem Kupferdraht 1 und einer ebenfalls in das galvanische Bad 3 geführten und als Elektrode dienenden Nickelplatte 4 eine Gleichspannung U= angelegt wird.
  • Die 2 veranschaulicht den zweiten Schritt, bei welchem die auf den Kupferdraht aufgebrachte Nickelschicht versilbert wird. Wie aus der 2 ersichtlich ist, wird zur Bereitstellung eines versilberten, vernickelten Kupferdrahtes 5 der vernickelte Kupferdraht 2 durch ein galvanisches Bad 6 geführt, wobei zwischen dem vernickelten Kupferdraht 2 und einer ebenfalls in das galvanische Bad 6 geführten Silberelektrode 7 wiederum eine Gleichspannung U= angelegt wird.
  • Die 3 veranschaulicht den dritten Schritt, bei welchem ein Walzen des vernickelten und danach versilberten Kupferdrahtes auf ein gewünschtes Nennmaß erfolgt. Wie aus der 3 ersichtlich ist, wird zum Walzen des vernickelten und danach versilberten Kupferdrahtes 5 der von einer ersten Drahtrolle 8 abgewickelte vernickelte und versilberte Kupferdraht 5 durch ein Walzenpaar 9, 10 geführt und der vom Walzenpaar 9, 10 auf ein gewünschtes Nennmaß gewalzte vernickelte und versilberte Kupferdraht 12 auf eine zweite Drahtrolle 11 aufgewickelt.
  • Des Weiteren kann bei Bedarf zwischen und nach den galvanischen Bädern ein Reinigungsvorgang vorgenommen werden.
  • Silber hat einen höheren Leitwert und auf der Oberfläche eine bessere HF-Leitfähigkeit, d.h. Silber leitet Hochfrequenz besser als Gold. Silber und Kupfer haben eine bessere thermische Leitfähigkeit.
  • Das Walzen des versilberten Kupferdrahtes ermöglicht folgende Vorteile:
    • - Nennmaß ist erreichbar,
    • - höhere Oberfläche, Querschnitt des Drahtes,
    • - Kupfer ist damit besser elektrisch leitfähig.
  • Bei höherem Bedarf können mehrere Drähte parallel geführt werden.
  • Durch einen Ersatz von Golddraht zum Bonden durch vernickelten und versilberten Kupferdraht werden die Herstellungskosten reduziert. Der durch die Reduzierung der Herstellungskosten erzielte Gewinn resultiert aus dem eingesparten Gold minus den Herstellungskosten des vernickelten/versilberten Kupferdrahtes.
  • Nickel soll eingesetzt werden, weil dann Silber besser haftet als wenn Silber direkt auf Kupferdraht aufgetragen wird.
  • Zum Potential Kupfer - Nickel bzw. Nickel - Silber wird auf die Nernstsche Gleichung verwiesen, die dem Internet und Youtube entnommen werden kann.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Kupferdraht
    2
    Vernickelter Kupferdraht
    3
    Galvanisches Bad
    4
    Nickelplatte
    5
    Vernickelter und versilberter Kupferdraht
    6
    Galvanisches Bad
    7
    Silberelektrode
    8
    Erste Drahtrolle
    9
    Walze
    10
    Walze
    11
    Zweite Drahtrolle
    12
    auf ein Nennmaß gewalzter, vernickelter und versilberter Kupferdraht

Claims (6)

  1. Verfahren zur Bearbeitung von Kupferdraht mit folgenden Verfahrensschritten: - Vernickeln des Kupferdrahtes (1) zur Bereitstellung eines vernickelten Kupferdrahtes (2), - Versilbern des vernickelten Kupferdrahtes (2) zur Bereitstellung eines vernickelten und versilberten Kupferdrahtes (5) und - Walzen des vernickelten und versilberten Kupferdrahtes (5) auf ein gewünschtes Nennmaß.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem zur Bereitstellung des vernickelten Kupferdrahtes (2) der Kupferdraht (1) durch ein galvanisches Bad (3) geführt wird, wobei zwischen dem Kupferdraht (1) und einer ebenfalls in das galvanische Bad (3) geführten, als Elektrode dienenden Nickelplatte (4) eine Gleichspannung (U=) angelegt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem zur Bereitstellung des vernickelten und versilberten Kupferdrahtes (5) der vernickelte Kupferdraht (2) durch ein galvanisches Bad (6) geführt wird, wobei zwischen dem vernickelten Kupferdraht (2) und einer ebenfalls in das galvanische Bad (6) geführten Silberelektrode (7) eine Gleichspannung (U=) angelegt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem zum Walzen des vernickelten und versilberten Kupferdrahtes (5) der von einer ersten Drahtrolle (8) abgewickelte vernickelte und versilberte Kupferdraht (5) durch ein Walzenpaar (9, 10) geführt wird und der vom Walzenpaar (9, 10) auf ein gewünschtes Nennmaß gewalzte vernickelte und versilberte Kupferdraht (12) auf eine zweite Drahtrolle (11) aufgewickelt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, bei welchem zwischen und/oder nach den galvanischen Bädern ein Reinigungsvorgang vorgenommen wird.
  6. Verwendung eines nach einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche bearbeiteten Kupferdrahtes zum Bonden von Halbleiterbauelementen.
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