鍍鋁銅結(jié)合導(dǎo)線及制作其的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及導(dǎo)線，優(yōu)選地用于微電子學(xué)中的結(jié)合的結(jié)合導(dǎo)線，包括具有表面的銅芯（2）和涂層（3），該涂層（3）被疊加在銅芯（2）的表面上，其中，涂層（3）包括鋁，其中，涂層（3）的厚度與銅芯（2）的直徑的比在從0.05至0.2μm范圍內(nèi)，其中，銅芯（2）的直徑的標(biāo)準(zhǔn)偏差與銅芯（2）的直徑的比在從0.005至0.05μm范圍內(nèi)，并且其中，涂層（3）的厚度的標(biāo)準(zhǔn)偏差與涂層（3）的厚度的比在從0.05至0.4μm范圍內(nèi)，其中導(dǎo)線具有在從100μm至600μm范圍內(nèi)的直徑。本發(fā)明還涉及一種用于制作導(dǎo)線的工藝、由所述工藝可獲得的導(dǎo)線、包括至少兩個(gè)元件和至少上述導(dǎo)線的電設(shè)備、包括所述電設(shè)備的推進(jìn)設(shè)備和由楔結(jié)合來(lái)通過(guò)上述導(dǎo)線連接兩個(gè)元件的工藝。
【專(zhuān)利說(shuō)明】鍍鋁銅結(jié)合導(dǎo)線及制作其的方法
[0001] 本發(fā)明涉及優(yōu)選地用于微電子學(xué)中的結(jié)合的導(dǎo)線，包括具有表面的銅芯和b.涂 層，該涂層被疊加在銅芯的表面上，其中，涂層包括鋁，其中，涂層的厚度與銅芯的直徑的 比在從0. 05至0. 2范圍內(nèi)，其中，銅芯的直徑的標(biāo)準(zhǔn)偏差與銅芯的直徑的比在從0. 005至 0. 05范圍內(nèi)，并且其中，涂層的厚度的標(biāo)準(zhǔn)偏差與涂層的厚度的比在從0. 05至0. 4范圍內(nèi)， 其中，導(dǎo)線具有在從100 Mm至600 Mm范圍內(nèi)的直徑。本發(fā)明還涉及一種用于制作導(dǎo)線的 工藝、由所述工藝可獲得的導(dǎo)線、包括至少兩個(gè)元件和至少上述導(dǎo)線的電設(shè)備、包括所述電 設(shè)備的推進(jìn)設(shè)備和由楔結(jié)合通過(guò)上述導(dǎo)線來(lái)連接兩個(gè)元件的工藝。
[0002] 結(jié)合導(dǎo)線在半導(dǎo)體器件的制造中被用于在半導(dǎo)體器件制造期間將集成電路和印 刷電路板電互連。此外，結(jié)合導(dǎo)線在功率電子應(yīng)用中被用來(lái)將晶體管、二極管等與外殼的 焊盤(pán)或插腳電連接。雖然結(jié)合導(dǎo)線開(kāi)始由金制成，但現(xiàn)在使用較不昂貴的材料，諸如銅或 鋁。雖然銅線提供非常好的電和熱傳導(dǎo)性，但銅線的楔結(jié)合與由鋁制成的導(dǎo)線相比具有其 挑戰(zhàn)。此外，銅線易受導(dǎo)線的氧化。
[0003] 相對(duì)于導(dǎo)線幾何結(jié)構(gòu)，最常見(jiàn)的是圓形截面的結(jié)合導(dǎo)線和具有或多或少矩形截面 的結(jié)合帶。兩個(gè)類(lèi)型的導(dǎo)線幾何結(jié)構(gòu)都具有其優(yōu)點(diǎn)，使得其對(duì)特定的應(yīng)用有用。因此，兩個(gè) 類(lèi)型的幾何結(jié)構(gòu)在市場(chǎng)中具有其份額。例如，結(jié)合帶針對(duì)給定的截面面積具有較大接觸面 積。然而，帶的彎曲是有限的，并且在結(jié)合時(shí)必須觀察帶的取向以便到達(dá)帶與其被結(jié)合的元 件之間的可接受電接觸。轉(zhuǎn)到結(jié)合導(dǎo)線，這些彎曲起來(lái)更加靈活。然而，結(jié)合涉及到結(jié)合工 藝中的導(dǎo)線的焊接或較大變形，其可造成損害或者甚至毀壞結(jié)合焊盤(pán)和被結(jié)合到那的元件 的底層電結(jié)構(gòu)。
[0004] 某些最近開(kāi)發(fā)針對(duì)具有芯和殼的結(jié)合導(dǎo)線，其是例如涂層。作為芯材料，可由于高 電導(dǎo)率而選擇銅或金。關(guān)于涂層，鋁是更常見(jiàn)的選擇中的一個(gè)。這些芯殼結(jié)合導(dǎo)線將銅線 的優(yōu)點(diǎn)中的某些和鋁線的某些相組合。最近成就使得將標(biāo)準(zhǔn)楔結(jié)合工藝用于此類(lèi)鍍鋁銅線 成為可能。無(wú)論如何，一直存在對(duì)進(jìn)一步改善關(guān)于結(jié)合導(dǎo)線本身和結(jié)合工藝的結(jié)合導(dǎo)線技 術(shù)的需要。
[0005] 因此，本發(fā)明的目的是提供改善的導(dǎo)線。
[0006] 因此，本發(fā)明的另一目的是提供導(dǎo)線，其具有良好的處理性質(zhì)且其在互連時(shí)不具 有特定需要，因此節(jié)省成本。
[0007] 本發(fā)明的目的還提供具有優(yōu)良電和熱傳導(dǎo)性的導(dǎo)線。
[0008] 本發(fā)明的又一目的是提供展現(xiàn)改善的可靠性的導(dǎo)線。
[0009] 本發(fā)明的又一目的是提供展現(xiàn)優(yōu)良的可結(jié)合性的導(dǎo)線。
[0010] 本發(fā)明的另一目的是提供對(duì)腐蝕和/或氧化具有改善的抵抗的導(dǎo)線。
[0011] 另一目的是提供將與標(biāo)準(zhǔn)芯片和結(jié)合技術(shù)一起使用的新型導(dǎo)線，該新型導(dǎo)線相比 于常規(guī)導(dǎo)線而言確保延長(zhǎng)的壽命。
[0012] 又一目的是提供改善的電氣設(shè)備，特別是用于功率電子裝置，其與其中用標(biāo)準(zhǔn)鋁 線來(lái)將電氣元件互連的常規(guī)設(shè)備相比具有延長(zhǎng)的壽命。
[0013] 另一目的是提供改善的電氣設(shè)備，特別是用于功率電子裝置，其與其中結(jié)合基于 鋁線的常規(guī)設(shè)備相比在較高電流流動(dòng)下操作。
[0014] 本發(fā)明的另一目的是提供此類(lèi)改善的電氣設(shè)備，其具有與上述常規(guī)設(shè)備相同的尺 寸和類(lèi)似的芯片設(shè)計(jì)。另一目的是提供用于在最初被設(shè)計(jì)成用于常規(guī)電氣設(shè)備制造的生產(chǎn) 線上制造此類(lèi)改善的電氣設(shè)備的裝置。這將使用于實(shí)施改善技術(shù)的成本最小化。
[0015] 又一目的是提供改善的電氣設(shè)備，其中與常規(guī)電氣設(shè)備相比降低了非故意內(nèi)部電 橋接的概率。此外，目的是簡(jiǎn)化或者甚至能夠省略關(guān)于電氣設(shè)備中的非故意內(nèi)部橋接的特 定預(yù)防措施。
[0016] 令人驚訝地，已發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的導(dǎo)線將解決上述目的中的至少一個(gè)。此外，已發(fā)現(xiàn)一 種用于制造這些導(dǎo)線的工藝，其克服了制造導(dǎo)線的挑戰(zhàn)中的至少一個(gè)。此外，發(fā)現(xiàn)包括本發(fā) 明的導(dǎo)線的半導(dǎo)體在根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)線與其它電氣元件(例如印刷電路板、焊盤(pán)/插腳等） 之間的接口處更加可靠。
[0017] 對(duì)上述目的中的至少一個(gè)的解決方案的貢獻(xiàn)由形成種類(lèi)的權(quán)利要求的主題提供， 由此，形成種類(lèi)的獨(dú)立權(quán)利要求的從屬子權(quán)利要求表示本發(fā)明的優(yōu)選方面,其主題同樣地 對(duì)解決上述目的中的至少一個(gè)作出貢獻(xiàn)。
[0018] 本發(fā)明的第一方面是一種導(dǎo)線，包括： a. 具有表面（15)的銅芯（2);以及 b. 涂層（3)，疊加在銅芯（2)的表面（15)上， 其中，涂層（3)包括鋁， 其中，涂層（3)的厚度與銅芯（2)的直徑的比在從0.05至0.2、優(yōu)選地從0.05至0. 15 或從0. 1至0. 15的范圍內(nèi)， 其中，銅芯（2 )的直徑的標(biāo)準(zhǔn)偏差與銅芯（2 )的直徑的比小于0. 1，優(yōu)選地小于0. 05或 小于0. 03或從0. 03至0. 001， 其中，涂層（3)的厚度的標(biāo)準(zhǔn)偏差與涂層（3)的厚度的比在從0. 05至0. 4 Mm范圍內(nèi)， 優(yōu)選地從0. 1至0. 3， 其中，導(dǎo)線具有從100 Mm至600 Mm范圍內(nèi)，優(yōu)選地在從150 Mm至550 Mm范圍內(nèi)或者 從230 Mm至500 Mm的直徑。
[0019] 導(dǎo)線優(yōu)選地是用于微電子裝置中的結(jié)合的結(jié)合導(dǎo)線。該導(dǎo)線優(yōu)選地是一件物體。 應(yīng)在導(dǎo)線的縱向延伸的至少80%、優(yōu)選地90%內(nèi)滿足用于上述截面圖和直徑的準(zhǔn)則。
[0020] 本上下文中的術(shù)語(yǔ)"截面圖"指的是通過(guò)導(dǎo)線切割的視圖，其中，切割的平面垂直 于導(dǎo)線的縱向延伸。在導(dǎo)線的縱向延伸上的任何位置處可以找到截面圖。
[0021] 在截面中通過(guò)導(dǎo)線的"最長(zhǎng)路徑"是可以通過(guò)截面圖的平面內(nèi)的導(dǎo)線的截面敷設(shè) 的最長(zhǎng)弦（chord)。
[0022] 在截面中通過(guò)導(dǎo)線的"最短路徑"是垂直于上文定義的截面圖的平面內(nèi)的最長(zhǎng)路 徑的最長(zhǎng)弦。
[0023] 如果導(dǎo)線具有完美的圓形截面，則最長(zhǎng)路徑和最短路徑變得不可區(qū)別且共享相同 的值。
[0024] 術(shù)語(yǔ)"直徑"是任何平面和在任何方向上的所有幾何直徑的算術(shù)平均，其中，所有 平面都垂直于導(dǎo)線的縱向延伸。
[0025] 在本發(fā)明的上下文中的術(shù)語(yǔ)"疊加"用來(lái)描述第一項(xiàng)目（例如銅芯）相對(duì)于第二項(xiàng) 目（例如涂層）的相對(duì)位置?？赡艿?，可在第一和第二項(xiàng)目之間布置諸如中間層之類(lèi)的更多 項(xiàng)目。優(yōu)選地，第二項(xiàng)目被至少部分地疊加在第一項(xiàng)目的表面上，諸如相對(duì)于第一項(xiàng)目的總 表面達(dá)至少30 %、50 %、70 %或達(dá)至少90%。
[0026] 在本發(fā)明的上下文中的術(shù)語(yǔ)"厚度"被用來(lái)定義在垂直于銅芯的縱軸的方向上的 層的尺寸，該層被至少部分地疊加在表面銅芯上。
[0027] 在本發(fā)明的上下文中的術(shù)語(yǔ)"中間層"是銅芯與涂層之間的導(dǎo)線區(qū)域。在此區(qū)域 中，如在芯中的材料以及如在涂層中的材料以組合方式存在，例如以至少一個(gè)金屬間相的 形式。
[0028] 在本發(fā)明的上下文中的術(shù)語(yǔ)"金屬間相"被用來(lái)定義兩個(gè)或更多金屬的相，其中， 不同的元件被排序到結(jié)構(gòu)中的不同的位點(diǎn)中，該位點(diǎn)具有不同的局部環(huán)境且常常是明確定 義的固定化學(xué)計(jì)量。這是關(guān)于合金的差異，其中不同的元素被隨機(jī)地分布。
[0029] 在如上文定義的截面圖中確定了長(zhǎng)度的所有上述尺寸，例如厚度、直徑、最長(zhǎng)路 徑、最短路徑。
[0030] 無(wú)涂覆銅線的銅芯的"表面"是導(dǎo)線/空氣界面。
[0031] 涂覆的、可能退火的導(dǎo)線的銅芯的"表面"被定義成是圍繞其中心的銅芯的虛擬界 限,該虛擬界限是Cu的濃度偏離導(dǎo)線中心處的Cu的濃度超過(guò)9. 9%-wt的地方，該中心由如 上文定義的最短和最長(zhǎng)路徑兩者的交叉點(diǎn)定義。
[0032] 優(yōu)選地，本發(fā)明的導(dǎo)線在導(dǎo)線的截面圖中具有基本上圓形的區(qū)域。
[0033] 根據(jù)本發(fā)明的銅芯包括按重量計(jì)至少95%、優(yōu)選地按重量計(jì)至少98%的至少99. 9 % Cu的純度的元素銅（Cu)，每個(gè)基于銅芯的總重量。優(yōu)選地，銅芯的純度為至少99. 99 %或 99.999 % 或 99. 9999 %。
[0034] 包括鋁的涂層優(yōu)選地選自由鋁、鋁合金或兩者的組合組成的組。
[0035] 優(yōu)選鋁是至少99. 9 % A1的純度的元素鋁（A1)，更優(yōu)選地，鋁的純度為至少99. 99 % A1或99. 999 % A1。通常，此類(lèi)涂層在鋁一空氣界面處形成氧化鋁薄層。
[0036] 優(yōu)選地，涂層包括按重量計(jì)至少80 %、優(yōu)選地按重量計(jì)至少90 %的99. 9 %的純 度、而更優(yōu)選地99. 99 %的純度的鋁，每個(gè)基于涂層的總重量。
[0037] 錯(cuò)合金的優(yōu)選示例是具有鎂的合金（AlMg)和基于合金的總量，具有1 %-wt的娃 的鋁的合金（AlSil)。
[0038] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，銅芯的直徑在從70至500Mm、優(yōu)選地從150至400Mm或從 200至300 Mm或從230至250Mm范圍內(nèi)，每個(gè)是在導(dǎo)線的截面圖中確定的。
[0039] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，涂層的厚度在從10至6〇Mm、優(yōu)選地從20至5〇Mm、優(yōu)選地 從20至4〇Mm或從25至35Mm范圍內(nèi)，每個(gè)是在導(dǎo)線的截面圖中確定的。應(yīng)在導(dǎo)線的縱向 延伸的至少80 %、優(yōu)選地90 %內(nèi)滿足用于涂層的厚度的上述準(zhǔn)則。
[0040] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，在芯與涂層之間布置中間層。該中間層優(yōu)選地包括至少 一個(gè)金屬間相，其包括芯的材料和涂層的材料。中間層通常示出用于涉及到的材料中的每 個(gè)的濃度梯度。如果兩個(gè)材料都是金屬，則形成金屬間相。
[0041] 根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選方面，在芯與涂層之間布置中間層，其中，該中間層鄰近于銅芯 且鄰近于涂層。
[0042] 導(dǎo)線的中間層被定義成是銅芯與涂層之間的導(dǎo)線區(qū)域，其中，Cu的濃度基于中間 層的總重量偏離基于銅芯總重量的銅芯中的Cu濃度超過(guò)5%it，并且其中，A1的濃度基于 中間層的總重量偏離基于涂層的總重量的涂層中的A1的濃度超過(guò)5%-wt。
[0043] 可以例如使用光顯徽術(shù)或掃描電子顯微術(shù)在導(dǎo)線的截面圖中確定上述尺寸，即涂 層的厚度、中間層的厚度和銅芯的直徑。在光顯微術(shù)中，用銅紅對(duì)銅芯進(jìn)行著色，涂層是銀 色的且中間層是灰色的?？梢允褂媒M合SEM/EDX來(lái)確定上文所述的銅和鋁的濃度。（掃描 電子顯微術(shù)/能量色散X射線光譜術(shù))。
[0044] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，導(dǎo)線的任何截面圖中的中間層的面積份額在從0. 4至15 %、優(yōu)選地從0. 8至8. 5%范圍內(nèi)，每個(gè)基于導(dǎo)線的截面的總面積。
[0045] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，中間層的厚度在從0. 1至5 Mm、優(yōu)選地從0. 5至3 Mm范 圍內(nèi)。應(yīng)在導(dǎo)線的縱向延伸的至少80 %、優(yōu)選地90 %內(nèi)滿足用于中間層的厚度的上述準(zhǔn) 貝1J。有時(shí)，中間層的厚度方面的偏差可由于中間層的缺陷(例如氣孔）而發(fā)生。
[0046] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，中間層的厚度的標(biāo)準(zhǔn)偏差在從0. 1至5 Mm、優(yōu)選地從0.4 至4 Mm或從0. 5至3 Mm范圍內(nèi)。
[0047] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，耗散功對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)線而言是對(duì)于由純A1制成 的參考導(dǎo)線的耗散功的至少2倍、優(yōu)選地至少3倍高。優(yōu)選地，在從20000至120000測(cè)試 循環(huán)范圍內(nèi)的測(cè)試循環(huán)中，耗散功對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)線而言是對(duì)于由純A1制成的參考 導(dǎo)線的耗散功的至少2倍、優(yōu)選地至少3倍高。更優(yōu)選地，在從20000至120000測(cè)試循環(huán) 范圍內(nèi)的所有測(cè)試循環(huán)中，耗散功對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)線而言是對(duì)于由純A1制成的參考 導(dǎo)線的耗散功的至少2倍、優(yōu)選地至少3倍高。然而，在某些情況下，對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo) 線的耗散功不超過(guò)由純A1制成的參考導(dǎo)線的耗散功的10倍高。此參考導(dǎo)線是由散布50 ppm鎳的99. 999 %的純度的鋁制成的鋁線（由Heraeus/德國(guó)以"AL-H11 CR"之名出售)，并 且其具有與本發(fā)明的導(dǎo)線相同的截面面積。
[0048] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，最大應(yīng)變對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)線而言是對(duì)于由純A1制 成的參考導(dǎo)線的最大應(yīng)變的至少1. 5倍、優(yōu)選地至少2倍高。優(yōu)選地，在從20000至120000 測(cè)試循環(huán)范圍內(nèi)的測(cè)試循環(huán)中，最大應(yīng)變對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)線而言是來(lái)自由純A1制成 的參考導(dǎo)線的最大應(yīng)變的至少2倍、優(yōu)選地至少4倍高。更優(yōu)選地，在從20000至120000 測(cè)試循環(huán)范圍內(nèi)的所有測(cè)試循環(huán)中，最大應(yīng)變對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)線而言是由純A1制成 的參考導(dǎo)線的最大應(yīng)變的至少1. 5倍、優(yōu)選地至少2倍高。然而，在某些情況下，對(duì)于根據(jù) 本發(fā)明的導(dǎo)線的最大應(yīng)變率不超過(guò)由純A1制成的參考導(dǎo)線的最大應(yīng)變的10倍高。此參考 導(dǎo)線是由散布50 ppm鎳的99. 999 %的純度的鋁制成的鋁線，（由Heraeus/德國(guó)以"AL-H11 CR"之名出售)，并且其具有與本發(fā)明的導(dǎo)線相同的截面面積。
[0049] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，在從20000至120000測(cè)試循環(huán)范圍內(nèi)的測(cè)試循環(huán)中，功 率循環(huán)測(cè)試中的在相同條件下的循環(huán)數(shù)目對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)線而言是由純A1制成的參 考導(dǎo)線的功率循環(huán)測(cè)試的至少3倍、優(yōu)選地至少4倍高。更優(yōu)選地，在從20000至120000 測(cè)試循環(huán)范圍內(nèi)的所有測(cè)試循環(huán)中，功率循環(huán)測(cè)試中的在相同條件下的循環(huán)數(shù)目對(duì)于根據(jù) 本發(fā)明的導(dǎo)線而言是由純A1制成的參考導(dǎo)線的功率循環(huán)測(cè)試的至少3倍、優(yōu)選地至少4倍 高。然而，在某些情況下，功率循環(huán)測(cè)試中的相同條件下的循環(huán)數(shù)目是由純A1制成的參考 導(dǎo)線的耗散功的不超過(guò)50倍高。此參考導(dǎo)線是由散布50 ppm鎳的99. 999 %的純度的鋁 制成的鋁線（由Heraeus/德國(guó)以"AL-H11 CR"之名出售)，并且其具有與本發(fā)明的導(dǎo)線相同 的截面面積。
[0050] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，導(dǎo)線的導(dǎo)線結(jié)合剪切力對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)線而言至少 與對(duì)于由純A1制成的參考導(dǎo)線一樣高。下面描述此測(cè)試。此參考導(dǎo)線是由散布50 ppm鎳 的99. 999 %的純度的鋁制成的鋁線，（由Heraeus/德國(guó)以"AL-H11 CR"之名出售)，并且其 具有與本發(fā)明的導(dǎo)線相同的截面面積。
[0051] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，導(dǎo)線的導(dǎo)線拉力對(duì)于導(dǎo)線而言比對(duì)于由純A1制成的參 考導(dǎo)線至少高10%、優(yōu)選地至少高20%。此參考導(dǎo)線是由散布50 ppm鎳的99. 999 %的純度 的鋁制成的鋁線（由Heraeus/德國(guó)以"AL-H11 CR〃之名出售)，并且其具有與本發(fā)明的導(dǎo)線 相同的截面面積。
[0052] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明的導(dǎo)線滿足上述測(cè)試條件（即耗散功、最大應(yīng)變、 功率循環(huán)測(cè)試、導(dǎo)線結(jié)合剪切力和楔拉力）中的至少兩個(gè)或者甚至全部。
[0053] 本發(fā)明的另一方面是一種用于制造導(dǎo)線的工藝，至少包括以下步驟： a. 提供包括具有表面的銅芯和涂層的導(dǎo)線前體，該涂層被疊加在銅芯的表面上，其 中，該涂層包括錯(cuò)， 其中，涂層的厚度與銅芯的直徑的比在從0. 05至0. 2、優(yōu)選地從0. 05至0. 15或從0. 1 至0. 15的范圍內(nèi)， 其中，銅芯的直徑的標(biāo)準(zhǔn)偏差與銅芯的直徑的比小于0. 1，優(yōu)選地小于0. 05或小于 0.03 或從 0.03 至 0.001， 其中，涂層的厚度的標(biāo)準(zhǔn)偏差與涂層的厚度的比在從0. 05至0. 4Mffl范圍內(nèi)，優(yōu)選地從 0· 1 至 0· 3， 其中，導(dǎo)線前體具有在從〇. 5至5mm范圍內(nèi)的直徑， b. 對(duì)導(dǎo)線前體進(jìn)行成形， c. 對(duì)導(dǎo)線前體進(jìn)行退火，由此獲得導(dǎo)線， 其中，導(dǎo)線具有從100 Mm至600 Mm范圍內(nèi)，優(yōu)選地在從150 Mm至550 Mm范圍內(nèi)或者 從230 Mm至500 Mm的直徑。
[0054] 可以如在步驟a.中通過(guò)在銅線的表面的至少一部分上形成鋁涂層來(lái)獲得導(dǎo)線前 體。優(yōu)選地，在銅線的表面的100%或從80至100 %或從60至80 %上形成鋁層，每個(gè)相對(duì) 于銅線的總表面面積。已知用于在銅表面上且特別是在銅線上形成鋁層的許多技術(shù)。優(yōu)選 技術(shù)是鍍敷，諸如電鍍和無(wú)電電鍍、由氣相的鋁的沉積，諸如濺射、離子鍍、真空蒸發(fā)和化學(xué) 汽相沉積以及由熔體的鋁的沉積。
[0055] 可以采用銅線的預(yù)處理來(lái)使表面粗糙度適合和/或向銅線的表面添加圖案。已知 用以使銅線的表面適合的許多技術(shù)。優(yōu)選技術(shù)是冷軋成型、研磨和電化學(xué)研磨。
[0056] 已知用以對(duì)導(dǎo)線前體進(jìn)行成形的許多技術(shù)。優(yōu)選技術(shù)是滾軋、旋鍛、模拉等，其中 模拉是特別優(yōu)選的。更優(yōu)選地，在3至20個(gè)步驟中對(duì)導(dǎo)線前體進(jìn)行拉伸，其中，在每個(gè)步驟 中，執(zhí)行在長(zhǎng)度方面從6至18%的導(dǎo)線前體的延長(zhǎng)。可以采用增滑劑。適當(dāng)?shù)脑龌瑒┯性S 多且是技術(shù)人員已知的。
[0057] 在本領(lǐng)域中已知用以對(duì)導(dǎo)線進(jìn)行退火的許多程序，例如可以在連續(xù)或在不連續(xù)過(guò) 程兩者中執(zhí)行導(dǎo)線的退火。在特殊應(yīng)用中，甚至可將連續(xù)和不連續(xù)過(guò)程相組合。
[0058] 根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選方面，通過(guò)將導(dǎo)線前體加熱至在從140至400°C、優(yōu)選地從160 至350°C或從200至300°C或從220至280°C范圍內(nèi)的溫度來(lái)執(zhí)行退火，并且保持該溫度達(dá) 30分鐘至5小時(shí)，優(yōu)選地從30分鐘至3小時(shí)。然后，將通過(guò)使導(dǎo)線前體退火而獲得的導(dǎo)線 冷卻至室溫?？梢砸愿鞣N方式來(lái)執(zhí)行該冷卻。一個(gè)適當(dāng)?shù)姆绞绞窃陔x開(kāi)加熱區(qū)時(shí)在環(huán)境溫 度下將導(dǎo)線暴露于周?chē)諝狻８鶕?jù)上述程序的導(dǎo)線到室溫（T = 20°C)的冷卻通?？梢栽?24小時(shí)內(nèi)實(shí)現(xiàn)。應(yīng)例如通過(guò)浸入冷水中等避免導(dǎo)線的淬火。因此，另一方面是一種其中不 通過(guò)導(dǎo)線的淬火來(lái)執(zhí)行導(dǎo)線在離開(kāi)加熱區(qū)時(shí)的冷卻的工藝。
[0059] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，在連續(xù)過(guò)程中、更優(yōu)選地在管式爐中執(zhí)行退火。甚至更優(yōu) 選地，由單拉伸機(jī)從提供導(dǎo)線前體及成形和退火的步驟來(lái)拉伸導(dǎo)線。
[0060] 管式爐中的退火期間的拉伸速度取決于管式爐的管的長(zhǎng)度。管越長(zhǎng)，更高的拉伸 速度越是可行，以便獲得能量到一塊導(dǎo)線的一定暴露。管式爐的管的優(yōu)選長(zhǎng)度在從0. 8至 2. 5米或從1至2米或從1. 5至2. 5米范圍內(nèi)。
[0061] 可將爐的管中的溫度調(diào)整到拉伸速度或者獨(dú)立地進(jìn)行評(píng)估。管中的優(yōu)選溫度在從 150至600°C或從200至600°C或從250至550°C范圍內(nèi)。一般地，將溫度選擇成低于在其 處存在于導(dǎo)線中的組分中的至少一個(gè)或至少兩個(gè)組分的混合物液化的溫度。例如,如果對(duì) 部分可溶或不可溶的雙或多組分合金進(jìn)行退火，則烘箱中的溫度不應(yīng)超過(guò)合金的低共熔溫 度。
[0062] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，將爐中的溫度選擇成比在該其處導(dǎo)線的組分中的至少一 個(gè)或至少兩個(gè)組分的混合物液化的溫度低至少30°C或50°C或80°C。
[0063] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，在從1至20米/分或從1至16米/分或從2至18米/ 分范圍內(nèi)選擇退火速度。
[0064] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，可在惰性氣氛或還原氣氛中執(zhí)行管式爐中的退火。這適 用于連續(xù)以及不連續(xù)處理兩者中的退火。許多惰性氣氛以及還原氣氛在本領(lǐng)域中是已知 的。關(guān)于已知的惰性氣氛，氮?dú)馐莾?yōu)選的。關(guān)于已知的還原氣氛，氫氣是優(yōu)選地。此外，優(yōu) 選還原氣氛是氮?dú)夂蜌錃獾幕旌衔铩?yōu)選地，氮?dú)夂蜌錃獾幕旌衔锸莾?yōu)選地，其在從90至 98 % - Vol.氮?dú)夂蛷?0至2 Vol - %氫氣范圍內(nèi)，每個(gè)參考混合物的總體積。氮?dú)?氫 氣的優(yōu)選混合物等于93/7、95/5和97/3 Vol-%/Vol-%，每個(gè)基于混合物的總體積。如果導(dǎo) 線的表面的某些部分對(duì)被空氣中的氧所氧化敏感，例如如果導(dǎo)線的銅被暴露于其表面，則 在退火中施加還原氣氛是特別優(yōu)選的。
[0065] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，在退火期間形成中間層。
[0066] 本發(fā)明的另一方面是通過(guò)上文定義的工藝可獲得的導(dǎo)線。
[0067] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，導(dǎo)線的特征在于以下特征中的至少一個(gè)： a. 耗散功對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)線而言是由純A1制成的參考導(dǎo)線的耗散功的至少2倍 商； b. 單軸循環(huán)測(cè)試中的最大應(yīng)變對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)線而言是由純A1制成的參考導(dǎo) 線的最大應(yīng)變的至少2倍高； c. 功率循環(huán)測(cè)試對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)線而言是對(duì)于由純A1制成的參考導(dǎo)線的至少3 倍高； d. 根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)線的導(dǎo)線結(jié)合剪切力對(duì)于該導(dǎo)線而言與對(duì)于由純A1制成的參考 導(dǎo)線一樣高； e. 根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)線的導(dǎo)線拉力對(duì)于該導(dǎo)線而言比對(duì)于由純A1制成的參考導(dǎo)線高 至少10%、優(yōu)選地至少20%。 f. 根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)線的電導(dǎo)率比由純A1制成的參考導(dǎo)線的電導(dǎo)率高出在從20 %至 55 %范圍內(nèi)。
[0068] 上述由純A1制成的參考導(dǎo)線是由散布50 ppm鎳的99. 999 %純度的鋁制成的鋁 線（由Heraeus/德國(guó)以"AL-H11 CR"之名出售)，并且其具有與本發(fā)明的導(dǎo)線相同的截面面 積。
[0069] 本發(fā)明的另一方面是一種包括兩個(gè)元件和至少如上文定義的導(dǎo)線或如上所述地 制造的導(dǎo)線的電設(shè)備。
[0070] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，該電設(shè)備中的至少一個(gè)導(dǎo)線通過(guò)楔結(jié)合、優(yōu)選地通過(guò)超 聲楔楔結(jié)合而被連接到電設(shè)備的另一元件。
[0071] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，元件中的至少一個(gè)選自由基板、IGBT (S卩：絕緣柵雙極晶 體管)、集成電路、晶體管、諸如發(fā)光二極管、光電二極管之類(lèi)的二極管組成的組。
[0072] 本發(fā)明的另一方面是上述導(dǎo)線或根據(jù)如上所述的工藝制造的導(dǎo)線在控制單元與 受控設(shè)備之間的楔楔結(jié)合互連中的使用。
[0073] 本發(fā)明的另一方面是推進(jìn)設(shè)備、優(yōu)選地推進(jìn)交通工具、太陽(yáng)電池或風(fēng)力渦輪機(jī)，該 推進(jìn)設(shè)備包括至少一個(gè)如上所述的電設(shè)備。
[0074] 本發(fā)明的另一方面是一種用于制作電設(shè)備的工藝，包括步驟 a. 提供至少兩個(gè)元件； b. 通過(guò)如上所述的導(dǎo)線將兩個(gè)元件連接，其中，所述連接中的至少一個(gè)是通過(guò)楔結(jié)合 執(zhí)行的。
[0075] 楔結(jié)合技術(shù)在本領(lǐng)域中是已知的且在文獻(xiàn)中被廣泛地描述，例如在Shankara K. Prasad 的 Kluwer Academic Publishers, 2004， ISBN 1-4020-7762-9 中的"Advanced Wirebond Interconnection Technology"中，特別是第I章(介紹）和第IV章(工藝技術(shù))。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0076] 在圖中舉例說(shuō)明了本發(fā)明的主題。然而，圖形并不意圖以任何方式限制本發(fā)明或 權(quán)利要求的范圍。
[0077] 在圖1中，描述了導(dǎo)線1。
[0078] 圖2示出了導(dǎo)線1的截面圖。在截面圖中，銅線2在截面圖中間。銅芯2被涂層3 包圍。銅芯的表面15位于銅線2的界限上。在通過(guò)導(dǎo)線1的中心23的線L上，銅芯2的 直徑被示為線L與表面15的交叉點(diǎn)之間的端至端距離。導(dǎo)線1的直徑是通過(guò)中心23的線 L和導(dǎo)線1的外界的交叉點(diǎn)之間的端到端距離。此外，描述了涂層3的厚度。
[0079] 在圖3中，描述了具有銅芯2、中間層7和涂層3的導(dǎo)線1。除針對(duì)圖2所述的項(xiàng) 目之外，示出了中間層7的厚度。
[0080] 圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的工藝。
[0081] 圖5描述了包括兩個(gè)元件11和導(dǎo)線1的電設(shè)備。導(dǎo)線1將兩個(gè)元件11電連接。
[0082] 圖6描述了另一電設(shè)備10。四個(gè)元件11被三個(gè)導(dǎo)線1電連接。
[0083] 圖7描述了推進(jìn)設(shè)備16,在這種情況下為汽車(chē)，其包括電設(shè)備10。
[0084] 在圖8中，示出了一塊根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)線的截面圖。
[0085] 在圖9中，示出了通過(guò)一塊根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)線的縱向切口。
[0086] 圖10描述了導(dǎo)線1的放大。自下至上地示出了在銅芯的兩個(gè)表面15之間的銅芯 2的剖面，后面是中間層7。在中間層7的頂部上的是涂層3。鄰近于涂層3的在頂部上的 黑色區(qū)域是背景且不是示例的一部分。
[0087] 圖11描述了應(yīng)變單軸循環(huán)測(cè)試的例證圖表。在X軸上，用％示出延長(zhǎng)度。在y軸 上，示出了應(yīng)力[MPa]。由實(shí)驗(yàn)所得到的曲線是historesis環(huán)（loop)。用A標(biāo)記的曲線是 由根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)線記錄的，曲線B是用由純鋁制成的參考導(dǎo)線記錄的。如在測(cè)試方法中 所述地確定Δ 8￡)1和Ar。
[0088] 圖12和圖13示出了如針對(duì)圖11所述的多次測(cè)量，收集用于圖12中的圖表中的 耗散功和用于圖13中的塑性應(yīng)變的結(jié)果。用圓點(diǎn)標(biāo)記的值是用根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)線記錄的， 用矩形點(diǎn)標(biāo)記的值是用由純鋁制成的參考導(dǎo)線記錄的。
[0089] 圖14示出了收集功率循環(huán)測(cè)試的結(jié)果的圖表。在X軸上，示出了作為在循環(huán)開(kāi)始 時(shí)和在循環(huán)停止時(shí)的溫度之間的差的ΛΤ。在 7軸上示出了直至失敗為止的循環(huán)數(shù)目。在 此圖表中，示出了用于純鋁的樣本的曲線(通過(guò)明亮矩形點(diǎn)的曲線擬合)。此外，示出了對(duì)于 根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)線的曲線(通過(guò)暗矩形點(diǎn)的曲線擬合)。根據(jù)圖表，到失敗的循環(huán)數(shù)目對(duì)于 本發(fā)明的導(dǎo)線而言是對(duì)于純鋁的參考的至少三倍高。
[0090] 圖15示出了導(dǎo)線拉力測(cè)試的草圖。在結(jié)合21中以45°的角19將導(dǎo)線1結(jié)合到 基板20。拉鉤17牽拉導(dǎo)線1。在拉鉤17牽拉導(dǎo)線1時(shí)形成的角32是90°C。
[0091] 測(cè)試方法 所有測(cè)試和測(cè)量是在T = 20°C和50 %的相對(duì)濕度下進(jìn)行的。
[0092] 電導(dǎo)率 測(cè)試樣品（即長(zhǎng)度為1. 〇 m的導(dǎo)線)的兩端被連接到提供I = 10 mA的恒定電流的功率 源。用測(cè)量電壓的設(shè)備來(lái)記錄電壓。用至少4個(gè)測(cè)試樣品來(lái)重復(fù)此布置（set-up)。將四個(gè) 測(cè)量結(jié)果的算術(shù)平均用于下面給出的計(jì)算。
[0093] 根據(jù)R = U/I來(lái)計(jì)算電阻R。
[0094] 根據(jù)P = (RXA) / 1來(lái)計(jì)算比電阻P，其中，A是導(dǎo)線的平均截面面積且1是用 于測(cè)量電壓的設(shè)備的兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)之間的導(dǎo)線的長(zhǎng)度。
[0095] 根據(jù)〇 = 1 / p來(lái)計(jì)算比電導(dǎo)率σ。
[0096] 層厚度 為了確定涂層的厚度、中間層的厚度和芯的直徑，垂直于導(dǎo)線的最大延長(zhǎng)來(lái)切割導(dǎo)線。 仔細(xì)地研磨切口并進(jìn)行拋光以避免軟材料(例如Α1)的涂抹。通過(guò)光學(xué)顯微鏡或掃描電子 顯微鏡（SEM)來(lái)記錄圖片，其中，將放大選擇成使得示出導(dǎo)線的整個(gè)截面。
[0097] 重復(fù)此程序至少15次。將所有值提供為至少15次測(cè)量結(jié)果的算術(shù)平均。
[0098] 楔-楔結(jié)合一參數(shù)定義 在20°C下執(zhí)行導(dǎo)線到用AlSil (從Heraeus/德國(guó)可獲得)鍍敷的CuSn6制成的基板的 結(jié)合，其中，將該結(jié)合應(yīng)用于AlSil表面。在以導(dǎo)線與基板之間的45°角形成第一楔結(jié)合之 后，用導(dǎo)線的第二端將其楔入到基板。導(dǎo)線的兩端之間的結(jié)合的距離在從5至20 mm范圍 內(nèi)。此距離被選擇成以便確保導(dǎo)線與基板之間的45°的角。在楔結(jié)合期間，將在60 -120 kHz范圍內(nèi)的頻率的超聲應(yīng)用于結(jié)合工具達(dá)40至500毫秒。
[0099] 然后，如上所述地將由鋁AL-H11 CR制成的標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)線的參考樣本楔結(jié)合。通過(guò)確 定基板上的導(dǎo)線的接觸面積（A。Mf)來(lái)評(píng)估結(jié)合導(dǎo)線的變形程度。
[0100] 關(guān)于使用根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)線制成的要測(cè)試樣本，楔結(jié)合參數(shù)（即外加力、頻率和暴 露到超聲的時(shí)間）必須適于在基板上實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)線的接觸面積（A。inv)，其中，A。 等于A。inv。關(guān)于具有包含鋁的涂層的銅線，必須增加施加的能量，即必須增加如下參數(shù)中的 一個(gè)：外加力、超聲頻率和暴露到超聲的時(shí)間。
[0101] 導(dǎo)線拉力 在 XYZTEC Condor 150 機(jī)器上根據(jù) MIL-STD-883G 方法 2011. 7 (1989)、條件 D 來(lái)進(jìn)行 導(dǎo)線拉力測(cè)試。以45°角將導(dǎo)線結(jié)合到用AlSil (從Heraeus/德國(guó)可獲得）鍍敷的CuSn6 制成的鋁基板上，其中，將該結(jié)合應(yīng)用于AlSil表面。導(dǎo)線的兩端之間的結(jié)合的距離在從5 至20 mm范圍內(nèi)。此距離被選擇成以便確保導(dǎo)線與基板之間的45°的角。以2500Mm/s的 牽拉速度在環(huán)的中間牽拉環(huán)。拉鉤的直徑是導(dǎo)線直徑的至少兩倍。
[0102] 導(dǎo)線結(jié)合剪切力測(cè)試 在 XYZTEC Condor 150 機(jī)器上根據(jù) AEC-Q101-103 Rev-A (07. 2005)來(lái)進(jìn)行導(dǎo)線結(jié)合 剪切力測(cè)試。以45°角將導(dǎo)線結(jié)合到用AlSil (從Heraeus/德國(guó)可獲得)鍍敷的CuSn6制 成的鋁基板，其中，將該結(jié)合應(yīng)用于AlSil表面。然后，以50 Mffl/s的速度將剪切工具下降 至基板以限定零高度。接下來(lái)，將剪切工具從基板縮回至結(jié)合導(dǎo)線的直徑的10%的距離。 然后，以250 Mffl/s的速率進(jìn)行剪切。還記錄結(jié)合剪切失敗模式：（1)結(jié)合提升；（2)結(jié)合剪 切；（3)磨頂槽；（4)結(jié)合表面提升(結(jié)合表面與其底層基板分離)。
[0103] 應(yīng)變和耗散功一單軸循環(huán)測(cè)試 筆直導(dǎo)線的樣本被夾在機(jī)器中以施加機(jī)械應(yīng)變(張緊和壓縮)。被暴露于機(jī)械測(cè)試的導(dǎo) 線的長(zhǎng)度是1.0 _。以1%/s的應(yīng)變率執(zhí)行樣本的循環(huán)直至樣本失敗（導(dǎo)線破損)。機(jī)器記 錄由樣本傳輸?shù)牧?。針?duì)直至失敗為止的循環(huán)數(shù)目（N)對(duì)塑性應(yīng)變振幅（Λ ε Pl)和耗散功 (Λr)每個(gè)進(jìn)行繪圖。
[0104] Λ ￡￡)1被定義為hysteresis環(huán)的增加和減小分支的零應(yīng)力處的應(yīng)變差。
[0105] Δ r被定義為一個(gè)hysteresis環(huán)的積分。
[0106] 功率循環(huán)測(cè)試 通過(guò)使用要測(cè)試導(dǎo)線將二極管EMC0N 4高功率芯片（從德國(guó)慕尼黑INFINEON技術(shù)公司 可獲得）楔結(jié)合到底板來(lái)產(chǎn)生樣本。如上所述，以適當(dāng)?shù)姆绞絹?lái)選擇楔結(jié)合參數(shù)，確保所有 被結(jié)合導(dǎo)線在導(dǎo)線與底板之間示出相同的接觸面積（A。 Mf)。關(guān)于商售底板，選擇在測(cè)試期 間將保持管芯被附著(二極管）的底板。使用相同的底板來(lái)準(zhǔn)備所有樣本。
[0107] 在由美國(guó)AZ85281的坦佩的Integrated Technology公司供應(yīng)的ITC5230上進(jìn)行 功率循環(huán)測(cè)試。為了進(jìn)行測(cè)試，將樣本安裝在冷卻墊上，通過(guò)該冷卻墊，在冷卻墊的進(jìn)口處 使用具有溫度20°C的流體以恒定流速率將樣本永久地冷卻。為了確保定義的熱傳遞被樣本 耗散，在樣本與冷卻墊之間布置熱傳導(dǎo)膜。使ITC5230的電極接觸二極管和底板。
[0108] 結(jié)合之后的電缺陷 針對(duì)電缺陷評(píng)估根據(jù)上述楔-楔結(jié)合程序在相同條件下完成的一組150個(gè)樣本。樣 本中的每個(gè)具有9個(gè)結(jié)合，其總計(jì)達(dá)1350個(gè)結(jié)合。取決于缺陷的數(shù)目，在表2中用++、+、 0、-或一來(lái)標(biāo)記每個(gè)組。 ++ = 0 + = < 2 % 0 = 2 - 5 % -=5-10 % -=> 10 %〇
[0109]在功率循環(huán)測(cè)試之前，評(píng)估預(yù)置電壓α)和時(shí)間下的電流量（u，這是實(shí)現(xiàn)樣本 從40°C的起始溫度到175°C的溫度的增加所必需的。此時(shí)間是循環(huán)的接通時(shí)間。在其之 后，在不向樣本施加電流的同時(shí)評(píng)估樣本從175°C冷卻至40°C的冷卻時(shí)間。此時(shí)間是關(guān)斷 時(shí)間。一個(gè)接通時(shí)間、后面是一個(gè)關(guān)斷時(shí)間的序列定義一個(gè)功率循環(huán)。
[0110] 然后，通過(guò)連續(xù)地施加上述功率循環(huán)來(lái)執(zhí)行功率循環(huán)測(cè)試。在預(yù)置電流1〇下，記 錄在功率循環(huán)的接通時(shí)間期間的電壓（vt)。當(dāng)接通時(shí)間段期間的電壓vt超過(guò)電壓丨時(shí)，功 率循環(huán)測(cè)試結(jié)束。Vf = (V。+ 10 %)。
[0111] 示例 由示例來(lái)進(jìn)一步舉例說(shuō)明本發(fā)明。這些示例用于本發(fā)明的示例性闡明且并不意圖以任 何方式限制本發(fā)明或權(quán)利要求的范圍。
[0112] 不例 1 -15 使用22個(gè)拉伸模來(lái)將具有115Mm厚度的鋁涂層和770Mm銅芯直徑的總直徑1mm導(dǎo)線 的導(dǎo)線延長(zhǎng)，每個(gè)提供12%的延長(zhǎng)度以獲得在示例2、表1中詳述的導(dǎo)線直徑的導(dǎo)線。然后， 將延長(zhǎng)的導(dǎo)線放在輥?zhàn)由喜⒃诒?中詳述的退火溫度T下在烘箱中退火達(dá)1小時(shí)。在退火 之后，在24小時(shí)內(nèi)將導(dǎo)線冷卻至環(huán)境溫度。下面在表1中收集了這些導(dǎo)線的性質(zhì)和導(dǎo)線處 理的處理參數(shù)，在表2中收集了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。使用具有如表1中所示的Cu直徑和總導(dǎo)線直徑 的導(dǎo)線來(lái)準(zhǔn)備示例1、3-15。

【權(quán)利要求】
1. 一種導(dǎo)線（1)，包括： a. 具有表面（15)的銅芯（2);以及 b. 涂層（3)，疊加在銅芯（2)的表面（15)上， 其中，涂層（3)包括鋁， 其中，涂層（3)的厚度與銅芯（2)的直徑的比在從0.05至0.2范圍內(nèi)， 其中，銅芯（2)的直徑的標(biāo)準(zhǔn)偏差與銅芯（2)的直徑的比在從0. 005至0. 05的范圍內(nèi)， 以及 其中，涂層（3)的厚度的標(biāo)準(zhǔn)偏差與涂層（3)的厚度的比在從0. 05至0. 4范圍內(nèi)， 其中，所述導(dǎo)線具有在從lOOMm至600Mm范圍內(nèi)的直徑。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)合（1)導(dǎo)線，其中，中間層（7)被布置在銅芯（2)與涂層（3) 之間，其中，中間層（7)包括至少一個(gè)金屬間相，其包括芯的材料和涂層的材料。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的導(dǎo)線（1 )，其中，中間層（7)具有在從0. 1至5Mm范圍內(nèi)的厚 度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的導(dǎo)線（1)，其中，導(dǎo)線（1)的芯（2)的直徑在 從70至500 Mm范圍內(nèi)，在導(dǎo)線（1)的截面圖中確定。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的導(dǎo)線（1 )，其中，涂層（3)的厚度在從10至60Mffl范圍內(nèi)， 在導(dǎo)線（1)的截面圖中確定。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項(xiàng)所述的導(dǎo)線（1)，其中，基于銅芯的總重量，所述銅 芯包括按重量計(jì)至少95 %的至少99. 9%純度的銅。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中的任一項(xiàng)所述的導(dǎo)線（1)，其中，基于涂層的總重量，所述涂 層包括按重量計(jì)至少80 %的99. 9%純度的鋁。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中的任一項(xiàng)所述的導(dǎo)線（1 )，其中，耗散功對(duì)于導(dǎo)線（1)而言是 由純A1制成的參考導(dǎo)線的耗散功的至少2倍高。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至8中的任一項(xiàng)所述的導(dǎo)線（1)，其中，單軸循環(huán)測(cè)試中的最大應(yīng)變 對(duì)于導(dǎo)線（1)而言是由純A1制成的參考導(dǎo)線的最大應(yīng)變的至少1.5倍高。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1至9中的任一項(xiàng)所述的導(dǎo)線（1 )，其中，功率循環(huán)測(cè)試對(duì)于導(dǎo)線（1) 而言是對(duì)于由純A1制成的參考導(dǎo)線的至少3倍高。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1至10中的任一項(xiàng)所述的導(dǎo)線（1)，其中，導(dǎo)線（1)的導(dǎo)線拉力對(duì)于 導(dǎo)線（1)而言比對(duì)于由純A1制成的參考導(dǎo)線高至少10%。
12. -種用于制造導(dǎo)線（1)的工藝，至少包括以下步驟： a. 提供導(dǎo)線前體（9)，其包括具有表面（15)的銅芯（2)和涂層（3)，該涂層（3)被疊加 在銅芯（2)的表面（15)上，其中，涂層（3)包括鋁， 其中，涂層（3)的厚度與銅芯（2)的直徑的比在從0.05至0.2的范圍內(nèi)， 其中，銅芯（2)的直徑的標(biāo)準(zhǔn)偏差與銅芯（2)的直徑的比在從0. 005至0. 05的范圍內(nèi)， 以及 其中，涂層（3)的厚度的標(biāo)準(zhǔn)偏差與涂層（3)的厚度的比在從0. 05至0. 4的范圍內(nèi)， 其中，所述導(dǎo)線前體（9)具有在從0. 5至5mm范圍內(nèi)的直徑， b. 對(duì)導(dǎo)線前體（9)進(jìn)行成形， c. 對(duì)導(dǎo)線前體（9)進(jìn)行退火， 由此，獲得導(dǎo)線（1 )，其中，導(dǎo)線（1)具有在從lOOMm至600Mm范圍內(nèi)的直徑。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的工藝，其中，在步驟c中形成中間層（7)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的工藝，其中，在從140°C至400°C范圍內(nèi)的溫度下、優(yōu) 選地在從30分鐘至5小時(shí)的時(shí)段內(nèi)執(zhí)行退火。
15. -種通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求12至14中的任一項(xiàng)所述的工藝可獲得的導(dǎo)線（1)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的導(dǎo)線（1)，其中，所述導(dǎo)線（1)的特征在于以下特征中的至 少一個(gè)： a. 耗散功對(duì)于導(dǎo)線（1)而言是由純A1制成的參考導(dǎo)線的耗散功的至少2倍高； b. 單軸循環(huán)測(cè)試中的最大應(yīng)變對(duì)于導(dǎo)線（1)而言是由純A1制成的參考導(dǎo)線的最大應(yīng) 變的至少2倍高； c. 功率循環(huán)測(cè)試對(duì)于導(dǎo)線（1)而言是對(duì)于由純A1制成的參考導(dǎo)線的至少3倍高； d. 導(dǎo)線（1)的導(dǎo)線拉力對(duì)于導(dǎo)線（1)而言比對(duì)于由純A1制成的參考導(dǎo)線高至少10% ; e. 導(dǎo)線（1)的電導(dǎo)率比由純A1制成的參考導(dǎo)線的電導(dǎo)率高出從20%至55%范圍內(nèi)。
17. -種包括至少兩個(gè)元件（11)和至少根據(jù)權(quán)利要求1至11或權(quán)利要求15和16中 的任一項(xiàng)所述的導(dǎo)線（1)或至少根據(jù)權(quán)利要求12至14中的任一項(xiàng)所述的工藝制造的導(dǎo)線 (1)的電設(shè)備（10)，其中導(dǎo)線（1)將兩個(gè)元件（11)電連接。
18. 權(quán)利要求17的電設(shè)備（10)，其中，通過(guò)楔結(jié)合可獲得電連接。
19. 權(quán)利要求17或18中的任一項(xiàng)所述的電設(shè)備（10)，其中，元件（11)中的至少一個(gè)選 自由基板、集成電路、IGBT、晶體管、諸如發(fā)光二極管或光電二極管之類(lèi)的二極管組成的組。
20. -種包括至少一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求17至19中的任一項(xiàng)所述的電設(shè)備（10)的推進(jìn)設(shè) 備（12)。
21. -種來(lái)自制作電設(shè)備（10)的工藝，包括如下步驟： a. 提供至少兩個(gè)元件（10); b. 通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1至11或權(quán)利要求15和16中的任一項(xiàng)的導(dǎo)線（1)或至少根據(jù) 根據(jù)權(quán)利要求12至14中的任一項(xiàng)所述的工藝制造的導(dǎo)線（1)來(lái)連接兩個(gè)元件（10)，其中， 通過(guò)楔結(jié)合來(lái)執(zhí)行所述連接中的至少一個(gè)。
【文檔編號(hào)】H01B1/02GK104272455SQ201380023792
【公開(kāi)日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2013年5月7日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月7日
【發(fā)明者】E.米爾克, P.普雷諾西爾, S.托馬斯 申請(qǐng)人:賀利氏材料工藝有限責(zé)任兩合公司