(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤコアを含むか、またはワイヤコアからなる合金化銀ワイヤであって、前記ワイヤコア自体は、
（ａ）３〜６ｗｔ％の範囲の量のパラジウムと、
（ｂ）０．２〜２ｗｔ％の範囲の量の金と、
（ｃ）２０〜７００ｗｔ  ｐｐｍの範囲の量のニッケルと、
（ｄ）２０〜５００ｗｔ  ｐｐｍの範囲の量の白金と、
（ｅ）９１．８８〜９６．７８６ｗｔ％の範囲の量の銀と、
（ｆ）０〜１００ｗｔ  ｐｐｍのさらなる成分とからなり、
ｗｔ％およびｗｔ  ｐｐｍにおけるすべての量は前記コアの総重量に基づいており、
前記合金化銀ワイヤは８〜８０μｍの範囲の平均直径を有する、合金化銀ワイヤ。
【請求項２】
１２〜５５μｍの範囲の平均直径を有する、請求項１に記載の合金化銀ワイヤ。
【請求項３】
前記パラジウムの量は、４〜５ｗｔ％の範囲である、請求項１または２に記載の合金化銀ワイヤ。
【請求項４】
前記金の量は０．５〜１．５ｗｔ％の範囲である、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の合金化銀ワイヤ。
【請求項５】
前記ニッケルの量は、２７５〜３２５ｗｔ  ｐｐｍの範囲である、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の合金化銀ワイヤ。
【請求項６】
前記白金の量は、７５〜１２５ｗｔ  ｐｐｍの範囲である、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の合金化銀ワイヤ。
【請求項７】
前記銀の量は、９３．４５５〜９５．３８７５ｗｔ％の範囲である、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の合金化銀ワイヤ。
【請求項８】
断面図において、円形、楕円形、または矩形の形状を有する、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の合金化銀ワイヤ。
【請求項９】
前記ワイヤコアは表面を有し、前記表面は、外面または前記ワイヤコアと前記ワイヤコア上に重ね合わせられたコーティング層との間の界面領域である、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の合金化銀ワイヤ。
【請求項１０】
前記ワイヤコア上に重ね合わせられたコーティング層を有し、前記コーティング層は、貴金属元素から形成された単一層、または多数の重ね合わせられた隣接する副層から構成された多層であり、各副層は異なる貴金属元素から形成されている、請求項９に記載の合金化銀ワイヤ。
【請求項１１】
前記ワイヤコアは、以下の内因的特性：
（１）平均ワイヤ粒径は１０μｍ未満であることと、
（２）ワイヤ結晶粒［１００］または［１０１］または［１１１］方位の面は、１０％未満であることと、
（３）ワイヤ双晶境界割合は６０％以下であることと、
（４）ＦＡＢは、２種類の粒状組織である、等軸粒子および柱状粒子の組み合わせを示すことと、
（５）ＦＡＢ平均粒径は８μｍ以下であることと、
（６）ＦＡＢ結晶粒［１０１］方位の面は、２５％未満であることと、
（７）ＦＡＢ双晶境界割合は７０％未満であることと
のうちの少なくとも１つを特徴とし、
かつ／または以下の外因的特性：
（α）耐食性は２％以下の接合ボールリフトの値を有することと、
（β）耐湿性は２％以下の接合ボールリフトの値を有することと、
（γ）前記ワイヤコアの硬度は９０ＨＶ以下であることと、
（δ）ステッチボンディングに対するプロセスウィンドウ領域は、少なくとも１２０００ｍＡ・ｇの値を有することと、
（ε）前記ワイヤの抵抗率は４．５μΩ・ｃｍ未満であることと、
（ζ）前記ワイヤの降伏強度は１８０ＭＰａ以下であることと、
（η）前記ワイヤの銀の樹枝状結晶成長は４μｍ／ｓ以下であることと
のうちの少なくとも１つを特徴とする、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の合金化銀ワイヤ。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の合金化銀ワイヤの製造方法であって、前記方法は、少なくとも、
（１）請求項１乃至７のいずれか１項に記載のワイヤコアの組成を有する前駆物を提供するステップと、
（２）前記前駆物をワイヤコアの所望の最終直径が得られるまで伸長させてワイヤ前駆体を形成するステップと、
（３）工程ステップ（２）の完了後に得られたワイヤ前駆体を４００〜６００℃の範囲の炉設定温度で０．４〜０．８秒の範囲の曝露時間にわたって最終的にストランド焼鈍して、合金化銀ワイヤを形成するステップとを含み、
ステップ（２）は、４００〜８００℃の炉設定温度で５０〜１５０分間の範囲の曝露時間にわたる伸長された前駆物の中間バッチ焼鈍の１つ以上のサブステップ、および／または４００〜８００℃の炉設定温度で０．４秒〜１．２秒の範囲の曝露時間にわたる伸長された前駆物の中間ストランド焼鈍の１つ以上のサブステップを含む、方法。
【請求項１３】
最終ストランド焼鈍は、４００〜５００℃の範囲の炉設定温度で０．５〜０．７秒の範囲の曝露時間にわたって実施される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
最終的にストランド焼鈍された合金化銀ワイヤは、１種以上の添加剤を含有し得る水中で急冷される、請求項１２または１３に記載の方法。
【請求項１５】
工程ステップ（２）の中間焼鈍、並びにステップ（３）の最終ストランド焼鈍は、不活性雰囲気中または還元雰囲気中で実施される、請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
請求項１２乃至１５のいずれか１項に記載の方法によって得られる合金化銀ワイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、銀、パラジウム、金、ニッケルおよび白金を特定の重量比で含有するコアを備えた、厚さ８〜８０μｍの合金化銀ワイヤ（ａｌｌｏｙｅｄ  ｓｉｌｖｅｒ  ｗｉｒｅ）に関する。本発明は、そのようなワイヤを製造する方法にさらに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子装置およびマイクロエレクトロニクス用途におけるボンディングワイヤの使用はよく知られた技術水準である。ボンディングワイヤは当初は金から製造されていたが、最近では、銅、銅合金、銀および銀合金のようなそれほど高価ではない材料が用いられている。
【０００３】
ワイヤ形状に関して、最も一般的なのは円形断面のボンディングワイヤ、および概ね矩形断面を有するボンディングリボンである。いずれのタイプのワイヤ形状も、それらを特定の用途において有用にするそれらの利点を有する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、ワイヤーボンディング用途に使用するのに適した合金化銀ワイヤを提供することにあり、前記合金化銀ワイヤは、とりわけ耐腐食性および耐湿性において改善されているだけでなく、例えば、広いステッチボンディングウィンドウ、良好な再現性を有する軸対称フリーエアボール（ｆｒｅｅ  ａｉｒ  ｂａｌｌ：ＦＡＢ）の形成、低いＦＡＢ硬度、高いステッチ引張強さ（ｓｔｉｔｃｈ  ｐｕｌｌ  ｓｔｒｅｎｇｔｈ）、柔軟なワイヤ、低い電気抵抗率、低いエレクトロマイグレーションなどを含む、ワイヤーボンディング用途に関して関連する全体的にバランスのとれた範囲の特性も示す。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的の解決に対する貢献はカテゴリを形成する請求項の主題によってなされる。カテゴリを形成する請求項の従属下位請求項は、本発明の好ましい実施形態を表わし、その主題もまた上述した目的の解決に貢献する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】銀−パラジウム−金−ニッケル−白金合金の１８μｍワイヤの試料２の例示的な焼鈍曲線を示す図である（表１を参照）。焼鈍時間は、移動するワイヤの速度を調節することにより一定値に選択した。焼鈍温度はＸ軸の可変パラメータである。グラフは、破断荷重の測定値（ＢＬ、グラムにおいて）および前記ワイヤの伸び（ＥＬ、％において）を示す。前記伸びは引張試験によって測定した。伸びの測定値は、示した例では、約７００℃の焼鈍温度において得られた約２０％の典型的な極大値を示した。試料ワイヤ２は、図１に従って最大伸び温度より２１０℃低い４９０℃で焼鈍された。これは、最大伸び値より４０％超低い約８％の伸び値をもたらした。
【０００７】
【図２】銀−パラジウム−金−ニッケル−白金合金の１８μｍワイヤの試料２（表１）の例示的なイオンミリングされた断面像を示す図である。ワイヤ、ＨＡＺおよびＦＡＢの３つの異なる位置の粒子モルホロジーが明らかになっている。ワイヤ試料２は４９０℃で焼鈍され、７．４５％のＥＬであった。１．８のボール対ワイヤサイズ比（Ｂａｌｌ  ｔｏ  ｗｉｒｅ  ｓｉｚｅ  ｒａｔｉｏ：ＢＳＲ）、１８ｍＡのＥＦＯ電流、および４２０μｓのＥＦＯ時間が適用された。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
第１態様において、本発明は、ワイヤコア（以下、省略して「コア」とも称する）を含むか、または前記ワイヤコアからなる合金化銀ワイヤに関し、前記ワイヤコア自体は、
（ａ）３〜６ｗｔ％（重量％（ｗｅｉｇｈｔ−％）、重量％（％  ｂｙ  ｗｅｉｇｈｔ））の範囲、好ましくは４〜５ｗｔ％の範囲の量のパラジウムと、
（ｂ）０．２〜２ｗｔ％の範囲、好ましくは０．５〜１．５ｗｔ％の範囲の量の金と、
（ｃ）２０〜７００ｗｔ  ｐｐｍ（重量ｐｐｍ（ｗｅｉｇｈｔ−ｐｐｍ）、重量ｐｐｍ（ｐｐｍ  ｂｙ  ｗｅｉｇｈｔ））の範囲、好ましくは２７５〜３２５のｗｔ  ｐｐｍの範囲の量のニッケルと、
（ｄ）２０〜５００ｗｔ  ｐｐｍの範囲、好ましくは７５〜１２５ｗｔ  ｐｐｍの範囲の量の白金と、
（ｅ）９１．８８〜９６．７８６ｗｔ％の範囲、好ましくは９３．４５５〜９５．３８７５ｗｔ％の範囲の量の銀と、
（ｆ）０〜１００ｗｔ  ｐｐｍのさらなる成分（パラジウム、金、ニッケル、白金および銀以外の成分）とからなり、
ｗｔ％およびｗｔ  ｐｐｍにおけるすべての量は前記コアの総重量に基づき、
前記合金化銀ワイヤは、８〜８０μｍの範囲、または１２〜５５μｍの範囲の平均直径を有する。
【０００９】
前記合金化銀ワイヤは、好ましくは、マイクロエレクトロニクスにおけるボンディング用のボンディングワイヤである。前記合金化銀ワイヤは、好ましくは一体物（ｏｎｅ−ｐｉｅｃｅ  ｏｂｊｅｃｔ）である。多数の形状が知られており、本発明の合金化銀ワイヤに有用であると思われる。好ましい形状は、断面図において、円形、楕円形および矩形形状である。
【００１０】
ワイヤまたはワイヤコアの平均直径、または簡単に言うと直径は、「サイジング法」によって得ることができる。この方法によれば、規定の長さに対する合金化銀ワイヤの物理的な重量が測定される。この重量に基づいて、ワイヤまたはワイヤコアの直径がワイヤ材料の密度を用いて計算される。前記直径は、特定のワイヤの５本の切断物に対する５つの測定値の算術平均として計算される。
【００１１】
本発明について、「ボンディングワイヤ」という用語は、円形断面および細径を有するボンディングワイヤが好ましいが、あらゆる断面形状およびあらゆる通常のワイヤ径を含む。
【００１２】
前述に従って、前記ワイヤコアは、（ａ）パラジウム、（ｂ）金、（ｃ）ニッケル、（ｄ）白金および（ｅ）銀を前に開示した配合比で含有する。
【００１３】
しかしながら、本発明の合金化銀ワイヤのコアは、（ｆ）０〜１００ｗｔ  ｐｐｍの総量のさらなる成分を含有してもよい。本状況において、多くの場合「不可避的不純物」とも称される前記さらなる成分は、用いられた原材料中に存在する不純物またはワイヤ製造工程に由来する少量の化学元素および／または化合物である。すなわち、（ｆ）のタイプのさらなる成分の存在は、例えば、銀、パラジウム、金、ニッケルおよび白金のうちの１つ以上の中に存在する不純物に由来し得る。そのようなさらなる成分の例は、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｃｅ、Ｍｇ、Ｌａ、Ａｌ、Ｂ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｓなどである。前記さらなる成分（ｆ）の０〜１００ｗｔ  ｐｐｍの低い総量は、ワイヤ特性の良好な再現性を保証する。前記コア中に存在するさらなる成分（ｆ）は、通常は、独立して添加されない。
【００１４】
実施形態において、本発明の合金化銀ワイヤのコアは、以下の量を下回るさらなる成分（ｆ）：
（ｉ）３０ｗｔ  ｐｐｍ未満のＣｕ、
（ｉｉ）それぞれ２ｗｔ  ｐｐｍ未満のＣｒ、Ｃｅ、Ｍｇ、Ｌａ、Ａｌ、Ｂｅ、Ｉｎ、Ｍｎ、Ｔｉのうちのいずれか１種、
（ｉｉｉ）それぞれ１５ｗｔ  ｐｐｍ未満のＳｉ、Ｆｅ、Ｓのうちのいずれか１種
を含有する。
【００１５】
本状況における合金化銀ワイヤのコアは、バルク材料の均質領域として定義される。任意のバルク材料は常にある程度異なる特性を示し得る表面領域を有するので、前記ワイヤのコアの特性はバルク材料の均質領域の特性として理解される。前記バルク材領域の表面は、モルホロジー、組成（例えば硫黄、塩素および／または酸素の含有量）および他の特徴の点から異なり得る。前記表面は前記ワイヤコアの外面であり得、そのような実施形態では、本発明の合金化銀ワイヤは前記ワイヤコアからなる。代替案において、前記表面は、前記ワイヤコアと前記ワイヤコア上に重ね合わせられたコーティング層との間の界面領域であり得る。
【００１６】
本発明の状況において「重ね合わせられた（ｓｕｐｅｒｉｍｐｏｓｅｄ）」という用語は、第１部材、例えばワイヤコアの、第２部材、例えばコーティング層に対する相対位置を記述するために用いられる。「重ね合わせられた」とは、中間層のようなさらなる部材が第１部材と第２部材との間に配され得るが、配される必要はないことを特徴付ける。
【００１７】
好ましくは、第２部材は、第１部材上に少なくとも部分的に、例えば、第１部材の全表面に対してそれぞれ、少なくとも３０％、５０％、７０％、または少なくとも９０％に重ね合わせられる。最も好ましくは、第２部材は、第１部材上に完全に重ね合わせられる。
【００１８】
本発明の状況において「中間層」という用語は、そのコアと前記コア上に重ね合わせられたコーティング層との間の合金化銀ワイヤの領域を指す。この領域では、前記コアおよびコーティング層の双方の材料の組み合わせが存在する。
【００１９】
本発明の状況において「厚さ」という用語は、前記コアの長手軸線に直交する方向における層のサイズを定義するために用いられ、その層は前記コアの表面上に少なくとも部分的に重ね合わせられている。
【００２０】
実施形態において、前記コアは表面を有し、コーティング層は前記コアの前記表面上に重ね合わせられている。
【００２１】
実施形態において、コーティング層の質量は、前記コアの全質量に対してそれぞれ、５ｗｔ％以下、好ましくは２ｗｔ％以下である。コーティング層が存在する場合、前記コーティング層は多くの場合、前記コアの全質量に対してそれぞれ、０．１ｗｔ％以上、または０．５ｗｔ％以上の最低質量を有する。コーティング層として低量の材料を適用することにより、前記ワイヤのコアの材料によって定義される特性が保たれる。一方、前記コーティング層は、環境に対して不活性であること、耐腐食性、改善された接合性のような特定の特性を前記ワイヤ表面に与える。例えば、前記コーティング層の厚さは、直径１８μｍのワイヤについて、２０〜１２０ｎｍの範囲である。２５μｍの直径を有するワイヤについては、前記コーティング層は、例えば３０〜１５０ｎｍの範囲の厚さを有し得る。
【００２２】
実施形態において、前記コーティング層は貴金属元素から形成され得る。前記コーティング層は前記元素のうちの１つの単一層であり得る。別の実施形態において、前記コーティング層は、多数の重ね合わせられた隣接する副層から構成された多層であり得、各副層は異なる貴金属元素から形成されている。前記コア上におけるそのような貴金属元素の堆積のための一般的な手法は、電気めっきおよび無電解めっきのようなめっき、スパッタリング、イオンプレーティング、真空蒸着および物理気相成長のような気相からの材料の堆積、および溶融物からの材料の堆積である。
【００２３】
実施形態において、本発明の合金化銀ワイヤまたはそのコアは、少なくとも以下の内因的特性（下記に述べる「試験方法Ａ」を参照）：
（１）平均ワイヤ粒径（平均粒径）は、１０μｍ未満であり、例えば、２〜６μｍの範囲にあり、好ましくは２〜４μｍの範囲であることと、
（２）ワイヤ結晶粒［１００］または［１０１］または［１１１］方位の面（ｐｌａｎｅ  ｏｆ  ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）は、１０％未満であり、例えば１〜８％の範囲にあり、好ましくは２〜７％の範囲であることと、
（３）ワイヤ双晶境界割合（ｗｉｒｅ  ｔｗｉｎ  ｂｏｕｎｄａｒｙ  ｆｒａｃｔｉｏｎ）は、６０％以下であり、例えば３０〜６０％の範囲、好ましくは４５％〜５０％の範囲であることと、
（４）ＦＡＢは、２つのタイプの粒状組織、すなわち等軸粒（粒子がほぼ丸味を帯びており、不均一な境界を有する）および柱状粒（粒子が細長い）の組み合わせを示すことと、
（５）ＦＡＢ平均粒径は、８μｍ以下であり、例えば３〜６μｍの範囲にあり、好ましくは４〜５μｍの範囲であることと、
（６）ＦＡＢ結晶粒［１０１］方位の面は、２５％未満であり、例えば８〜２２％の範囲にあり、好ましくは１６〜２０％の範囲であることと、
（７）ＦＡＢ双晶境界割合は７０％未満であり、例えば３０〜６５％の範囲にあり、好ましくは５５〜６０％の範囲であることとのうちの１つ、
および／または少なくとも以下の外因的特性：
（α）耐食性は、２％以下、例えば０〜２％の範囲である、接合ボールリフト（接合されたボールの浮き上がり）の値を有する（下記に述べる「試験方法Ｂ」を参照）ことと、
（β）耐湿性は、２％以下、例えば０〜２％の範囲である、接合ボールリフトの値を有する（下記に述べる「試験方法Ｃ」を参照）ことと、
（γ）前記ワイヤコアの硬度は、９０ＨＶ以下であり、例えば５０〜９０ＨＶの範囲にあり、好ましくは７０〜８０ＨＶの範囲である（下記に述べる「試験方法Ｄ」を参照）ことと、
（δ）ステッチボンディングに対するプロセスウィンドウ領域（ｐｒｏｃｅｓｓ  ｗｉｎｄｏｗ  ａｒｅａ）は、少なくとも１２０００ｍＡ・ｇの値を有しており、例えば直径１８μｍのワイヤに対して１３０００〜１４４００ｍＡ・ｇを有する（詳細な開示および下記に述べる「試験方法Ｅ」を参照）ことと、
（ε）前記ワイヤの抵抗率は４．５μΩ・ｃｍ未満であり、例えば３〜４．２μΩ・ｃｍの範囲にあり、好ましくは３．８〜４．０μΩ・ｃｍの範囲である（下記に述べる「試験方法Ｆ」を参照）ことと、
（ζ）前記ワイヤの降伏強度は１８０ＭＰａ以下であり、例えば１４０〜１８０ＭＰａの範囲である（下記に述べる「試験方法Ｇ」を参照）ことと、
（η）前記ワイヤの銀の樹枝状結晶成長は４μｍ／ｓ以下であり、例えば２〜４μｍ／ｓの範囲にあり、好ましくは２〜３μｍ／ｓの範囲である（下記に述べる「試験方法Ｈ」を参照）こととのうちの１つを特徴とする。
【００２４】
「内因的特性」および「外因的特性」という用語は、本願ではワイヤコアまたはＦＡＢに関して用いられる。内因的特性とは、ワイヤコアまたはＦＡＢが単独で（他の因子とは無関係に）有する特性を意味し、一方、外因的特性は、ワイヤコアまたはＦＡＢの、用いられる測定法および／または測定条件のような他の因子との関係に依存する。
【００２５】
本発明の好ましい実施形態の場合、前記ワイヤコアの硬度（すなわちボンディング前の硬度）は９０ＨＶ未満であり、好ましくは７０〜８０ＨＶの範囲である。加えて、ボンディング前の本発明のワイヤを用いて加工されたＦＡＢの硬度は、８０ＨＶ未満であり、好ましくは６０〜７０ＨＶの範囲である。前記ワイヤコアおよびＦＡＢのそのような硬度、またはより正確には柔らかさは、ボンディングの最中に繊細な基材の損傷を防止するのを助ける。実験は、本発明に従ったそのような柔軟なワイヤは非常に柔軟なＦＡＢ特性を示すことも示した。そのようなＦＡＢ硬度の制限は、機械的に繊細な構造がボンドパッドの下に整合される場合に特に有用である。これは、ボンドパッドがアルミニウムまたは金のような軟質材料からなる場合に特に当てはまる。前記繊細な構造は、例えば、特に２．５未満の誘電率を有する、多孔性二酸化ケイ素の１つまたはいくつかの層を含み得る。そのような多孔性の、従って弱い材料は、装置性能を増大するのを助けることができるために、次第に普及しつつある。
【００２６】
従って、本発明のボンディングワイヤの機械的特性は、そのような弱い層の亀裂または他の損傷を回避するために最適化され得る。
【００２７】
特定の実施形態において、本発明の合金化銀ワイヤは、４μｍ／ｓ未満の速度、例えば２〜４μｍ／ｓ未満の範囲の速度、好ましくは２〜３μｍ／ｓの範囲の速度で銀の樹枝状結晶成長を示し、それらの速度は４Ｎ純銀ワイヤの約２５μｍ／ｓの成長速度の約１／１０〜１／７である。
【００２８】
別の有利な実施形態において、前記ワイヤの抵抗率は４．５μΩ・ｃｍ未満であり、例えば３〜４．２μΩ・ｃｍの範囲にあり、好ましくは３．８〜４．０μΩ・ｃｍの範囲にあり、すなわち、多くの用途に対して適合することを意味する。
【００２９】
別の態様において、本発明はまた上記に開示したその実施形態のうちのいずれかにおける合金化銀ワイヤの製造法にも関係する。前記方法は、少なくとも、
（１）前駆物を提供するステップであって、前記前駆物は、
（ａ）３〜６ｗｔ％の範囲、好ましくは４〜５ｗｔ％の範囲の量のパラジウムと、
（ｂ）０．２〜２ｗｔ％の範囲、好ましくは０．５〜１．５ｗｔ％の範囲の量の金と、
（ｃ）２０〜７００ｗｔ  ｐｐｍの範囲、好ましくは２７５〜３２５ｗｔ  ｐｐｍの範囲の量のニッケルと、
（ｄ）２０〜５００ｗｔ  ｐｐｍの範囲、好ましくは７５〜１２５ｗｔ  ｐｐｍの範囲の量の白金と、
（ｅ）９１．８８〜９６．７８６ｗｔ％の範囲、好ましくは９３．４５５〜９５．３８７５ｗｔ％の範囲の量の銀と、
（ｆ）０〜１００ｗｔ  ｐｐｍのさらなる成分とからなり、
ｗｔ％およびｗｔ  ｐｐｍにおけるすべての量は前記前駆物の総重量に基づく、ステップと、
（２）前記前駆物をワイヤコアの所望の最終直径が得られるまで伸長させてワイヤ前駆体を形成するステップと、
（３）工程ステップ（２）の完了後に得られたワイヤ前駆体を４００〜６００℃の範囲の炉設定温度で０．４〜０．８秒の範囲の曝露時間にわたって最終的にストランド焼鈍して、合金化銀ワイヤを形成するステップとを含み、
ステップ（２）は、４００〜８００℃の炉設定温度で５０〜１５０分間の範囲の曝露時間にわたる伸長された前駆物の中間バッチ焼鈍の１つ以上のサブステップ、および／または４００〜８００℃の炉設定温度で０．４秒〜１．２秒の範囲の曝露時間にわたる伸長された前駆物の中間ストランド焼鈍の１つ以上のサブステップを含む。
【００３０】
本願では「ストランド焼鈍（ｓｔｒａｎｄ  ａｎｎｅａｌｉｎｇ）」という用語が用いられる。ストランド焼鈍は、高い再現性を有するワイヤの迅速な生産を可能にする連続工程である。ストランド焼鈍は、焼鈍されるべき伸長されたワイヤ前駆物またはワイヤ前駆体を焼鈍炉を通して移動させ、焼鈍炉を出た後にリール上に巻き付けながら、焼鈍を動的に行うことを意味する。
【００３１】
本願では「炉設定温度」という用語が用いられる。炉設定温度は、焼鈍炉の温度調節器において決められた温度を意味する。前記焼鈍炉は、室炉式炉（バッチ焼鈍の場合）であってもよいし、または管状焼鈍炉（ストランド焼鈍の場合）であってもよい。
【００３２】
この開示は前駆物、ワイヤ前駆体および合金化銀ワイヤを区別している。「前駆物（ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ  ｉｔｅｍ）」という用語は、前記ワイヤコアの所望の最終直径に達していないそれらのワイヤ前段階に用いられ、一方、「ワイヤ前駆体（ｗｉｒｅ  ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ）」という用語は所望の最終直径にあるワイヤ前段階に用いられる。工程ステップ（３）の完了後、すなわち所望の最終直径にあるワイヤ前駆体の最終ストランド焼鈍の後に、本発明の意味における合金化銀ワイヤが得られる。
【００３３】
工程ステップ（１）において提供されるような前駆物は、銀を所望量のパラジウム、金、ニッケルおよび白金と合金化すること／銀を所望量のパラジウム、金、ニッケルおよび白金でドープすることによって得ることができる。前記銀合金自身は、金属合金の当業者に知られている従来の方法によって、例えば、前記銀、パラジウム、金、ニッケルおよび白金を所望の割合で一緒に溶融することにより、調製され得る。その際に、１種以上の従来の母合金を使用することが可能である。前記溶融工程は、例えば誘導電気炉を用いて実施することができ、真空下または不活性ガス雰囲気下で作業することが好都合である。使用される材料は、例えば９９．９９ｗｔ％以上の純度等級を有し得る。そのように生成された溶融物を冷却して、銀に基づいた前駆物の均質片を形成することができる。典型的には、そのような前駆物は、例えば２〜２５ｍｍの直径と、例えば５〜１００ｍの長さとを有するロッドの形態にある。そのようなロッドは、前記銀合金溶融物を室温の適当な型内で鋳造し、その後、冷却して凝固させることにより製造することができる。
【００３４】
単層または多層の形態にあるコーティング層が、本発明の第１態様の実施形態のうちのいくつかについて開示されるように、合金化銀ワイヤのコア上に存在する場合には、このコーティング層は、好ましくは、まだ伸長されていないか、最終的に伸長されていないか、または所望の最終直径に完全に伸長されていなくてよいワイヤ前駆物に適用される。当業者には、前記ワイヤの実施形態について開示された厚さの、すなわち前記コーティング層を有する前駆物を伸長させてワイヤ前駆体を形成した後の、コーティング層を得るために、前駆物上におけるそのようなコーティング層の厚さを計算する方法が知られている。既に上記に開示したように、銀合金表面上に前記実施形態に従った材料のコーティング層を形成するための多くの技術が知られている。好ましい手法は、電気めっきおよび無電解めっきのようなめっき、スパッタリング、イオンプレーティング、真空蒸着および物理気相成長のような気相からの材料の堆積、および溶融物からの材料の堆積である。
【００３５】
本発明の第１態様の実施形態のうちのいくつかについて開示されるように、金属コーティングを単層または多層として前記ワイヤコアに重ね合わせるためには、前記前駆物の所望の直径に到達したならば、工程ステップ（２）を中断することが好都合である。そのような直径は、例えば８０〜２００μｍの範囲にあってよい。次に、単層または多層金属コーティングは、例えば１つ以上の電気めっき工程ステップによって適用され得る。その後、工程ステップ（２）は、前記ワイヤコアの所望の最終直径が得られるまで継続される。
【００３６】
工程ステップ（２）では、前記前駆物は、前記ワイヤコアの所望の最終直径が得られるまで伸長されて、ワイヤ前駆体を形成する。前駆物を伸長させてワイヤ前駆体を形成する技術は公知であり、本発明の状況に有用であると思われる。好ましい手法は、圧延（ｒｏｌｌｉｎｇ）、スエージング（ｓｗａｇｉｎｇ）、ダイス引抜き（ｄｉｅ  ｄｒａｗｉｎｇ）などであり、中でもダイス引抜きは特に好ましい。後者の場合、前記前駆物は、前記ワイヤコアの所望の最終直径に達するまで、いくつかの工程ステップで引き抜かれる。
【００３７】
前記ワイヤコアの所望の最終直径は、８〜８０μｍの範囲にあってもよく、または好ましくは１２〜５５μｍの範囲にあってもよい。そのようなワイヤダイス引抜き工程は当業者にはよく知られている。従来の炭化タングステンおよびダイヤモンドの引抜きダイスが用いられてもよく、また前記引抜きを支援するために従来の引抜き潤滑剤が用いられてもよい。
【００３８】
本発明の前記工程のステップ（２）は、４００〜８００℃の炉設定温度で５０〜１５０分間の範囲の曝露時間にわたる前記伸長された前駆物の中間バッチ焼鈍の１つ以上のサブステップ、および／または４００〜８００℃の炉設定温度で０．４秒〜１．２秒の範囲の曝露時間にわたる前記伸長された前駆物の中間ストランド焼鈍の１つ以上のサブステップを含む。前記伸長された前駆物の中間焼鈍の１つ以上のステップは、２つ以上の多数の伸長または延伸ステップの間で実施され得る。これを例によって示すと、延伸の間における３つの異なる段階において３つの中間焼鈍ステップ、例えば、４００〜８００℃の範囲の炉設定温度で５０〜１５０分間の曝露時間の間にロッドを２ｍｍの直径に延伸させてドラム上に巻き付ける第１中間バッチ焼鈍、４００〜８００℃の範囲の炉設定温度で０．４〜１．２秒の曝露時間の間に前記前駆物を４７μｍの直径に延伸する第２中間ストランド焼鈍、および４００〜８００℃の範囲の炉設定温度で０．４〜１．２秒の曝露時間の間に前記前駆物を２７μｍの直径にさらに延伸する第３中間ストランド焼鈍が実施されてもよい。
【００３９】
工程ステップ（３）において、工程ステップ（２）の完了後に得られた伸長されたワイヤ前駆体は、最終的にストランド焼鈍される。最終ストランド焼鈍は、例えば４００〜６００℃の範囲の炉設定温度で０．４〜０．８秒の曝露時間にわたって、または好ましい実施形態では４００〜５００℃で０．５〜０．７秒間にわたって、実施される。
【００４０】
最終ストランド焼鈍は、典型的には、前記伸長されたワイヤ前駆体を、典型的には所与の長さの円筒管の形態にある従来の焼鈍炉を通して、規定の温度プロフィールで、例えば１０〜６０メートル／分の範囲に選択され得る所与の焼鈍速度において、引っ張ることにより実施される。その際、焼鈍時間／炉温度パラメータを規定して設定することができる。
【００４１】
好ましい実施形態において、前記最終的にストランド焼鈍された合金化銀ワイヤは、一実施形態では１種以上の添加剤、例えば０．０１〜０．０７体積％の添加剤を含有し得る水中で急冷される（ｑｕｅｎｃｈｅｄ）。水中での前記急冷は、例えば浸漬または滴下により、最終的にストランド焼鈍された合金化銀ワイヤを、前記ワイヤが工程ステップ（３）において経験した温度から室温へ直ちにまたは迅速に、すなわち０．２〜０．６秒以内に冷却することを意味する。
【００４２】
本発明の実施形態に関して、最大伸び温度（ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｍａｘｉｍｕｍ  ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ）を下回る温度での最終ストランド焼鈍は、ワイヤモルホロジーが好ましい影響を受けることができるので、有用なワイヤ特性をもたらし得ることが判明した。この調整により、例えばワイヤ硬度、ボールボンディング挙動などのような他の特性は好ましい影響を受けることができる。
【００４３】
実施形態において、前記最終ストランド焼鈍は、焼鈍によって最大伸び値（ｍａｘｉｍｕｍ  ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ  ｖａｌｕｅ）が得られる温度よりも少なくとも１５０℃低い、例えば２００〜２２０℃低い温度で実施されてもよい。これは、最大伸び値の７０％以下、例えば最大伸び値の２０〜６０％である焼鈍後の前記ワイヤの伸び値をもたらし得る。例えば、工程ステップ（３）は、最大伸び温度ＴΔＬ（ｍａｘ）より少なくとも１５０℃低い温度、好ましくは少なくとも１８０℃低い温度、または少なくとも２００℃低い温度で実施されてもよい。
【００４４】
多くの場合、工程ステップ（３）における前記温度は、ＴΔＬ（ｍａｘ）より２５０℃以下だけ低い。最大伸び温度ＴΔＬ（ｍａｘ）は、異なる温度において試料（ワイヤ）の破断時の伸びを試験することにより決定される。データポイントは、伸び（％において）を温度（℃）の関数として示すグラフに収集される。結果として生じたグラフは多くの場合「焼鈍曲線」と称される。銀に基づいたワイヤの場合において、伸び（％において）が最大に達する温度を監視する。これが最大伸び温度ＴΔＬ（ｍａｘ）である。試料２（表１）に従った１８μｍの合金化銀ワイヤの例示的な焼鈍曲線を示す図１に一例を示す。焼鈍温度はＸ軸の可変パラメータである。前記グラフは、破断荷重の測定値（ＢＬ、グラムにおいて）および前記ワイヤの伸び（ＥＬ、％において）を示す。前記伸びは引張試験によって測定した。伸びの測定は、示した例では、約７００℃の焼鈍温度で得られた約２０％の典型的な極大値を示した。試料２に従ったワイヤが、この最大伸び温度で最終的にストランド焼鈍されたのではなく、最大伸び温度より２１０℃低い４９０℃で最終的にストランド焼鈍された場合、その結果は、最大伸び値より４０％超低い約８％の伸び値である。
【００４５】
工程ステップ（２）の中間焼鈍、並びにステップ（３）の最終ストランド焼鈍は、不活性雰囲気中または還元雰囲気中で実施され得る。多くの種類の不活性雰囲気並びに還元雰囲気が当業において知られており、焼鈍炉をパージするために用いられている。既知の不活性雰囲気のうち、窒素またはアルゴンが好ましい。既知の還元雰囲気のうち、水素が好ましい。別の好ましい還元雰囲気は水素および窒素の混合物である。好ましい水素および窒素の混合物は、９０〜９８ｖｏｌ％の窒素と、従って２〜１０ｖｏｌ％の水素であり、前記ｖｏｌ％は合計で１００ｖｏｌ％になる。好ましい混合物の窒素／水素は、それぞれ前記混合物の全体積に基づいて、９３／７、９５／５および９７／３  ｖｏｌ％／ｖｏｌ％に等しい。前記合金化銀ワイヤの表面のいくつかの部分が空気の酸素による酸化に敏感な場合には、焼鈍に還元雰囲気を適用することが特に好ましい。前記種類の不活性または還元ガスによるパージは、１０〜１２５分−１、より好ましくは１５〜９０分−１、最も好ましくは２０〜５０分−１の範囲であるガス交換率（＝ガス流量［リットル／分］：炉の内容積［リットル］）で好ましくは実施される。
【００４６】
前駆物材料（完成した合金化銀ワイヤコアの組成と同一である）の組成と、工程ステップ（２）および（３）の間に支配的な焼鈍パラメータとの独特の組み合わせは、上記に開示した内因的および／または外因的特性の少なくとも１つを示す本発明のワイヤを得るのに不可欠であると考えられる。中間および最終ストランド焼鈍ステップの温度／時間条件は、前記合金化銀ワイヤコアの内因的および外因的特性を得るか、または調節することを可能にする。
【００４７】
工程ステップ（３）の完了後、本発明の合金化銀ワイヤは完成する。その特性から利益を完全に得るためには、前記合金化銀ワイヤをワイヤーボンディング用途のいずれかに直ちに、すなわち、例えば工程ステップ（３）の完了後１０日以内に速やかに、用いることが好都合である。これに代わって、前記合金化銀ワイヤの広いワイヤーボンディングプロセスウィンドウ特性を維持するため、および前記合金化銀ワイヤを酸化または他の化学的攻撃から保護するために、完成したワイヤは、工程ステップ（３）の完了直後に、すなわち、例えば工程ステップ（３）の完了後＜１〜５時間以内に速やかに、典型的には巻き取られて、真空密封され、次いでボンディングワイヤとしてのさらなる使用のために保存される。真空密封状態における保管は６か月を越えるべきでない。真空密封を開放した後には、前記合金化銀ワイヤは、１０日以内にワイヤーボンディングに使用されるべきである。
【００４８】
工程ステップ（１）〜（３）、並びに巻き取りおよび真空密封のすべてはクリーンルーム条件（米国連邦規格２０９Ｅ（ＵＳ  ＦＥＤ  ＳＴＤ  ２０９Ｅ）クリーンルーム規格、１ｋ基準）下で実施されることが好ましい。
【００４９】
本発明の第３態様は、本発明の第２態様またはそれらの実施形態に従って前に開示した方法によって得られる合金化銀ワイヤである。前記合金化銀ワイヤは、ワイヤーボンディング用途においてボンディングワイヤとしての使用によく適していることが判明した。ワイヤーボンディング技術は当業者によく知られている。ワイヤーボンディングの間に、ボールボンド（第１ボンド）およびステッチボンド（第２ボンド、ウェッジボンド）が形成されることが一般的である。ボンドの形成中に、一定の力（典型的にはグラムで測定される）が加えられ、これは超音波エネルギー（典型的にはｍＡで測定される）の印加によって支援される。ワイヤーボンディング工程において加えた力の上限値と下限値との間の差と、印加した超音波エネルギーの上限値と下限値との間の差との数学的積は、ワイヤーボンディングプロセスウィンドウを定義する：
（加えた力の上限値−加えた力の下限値）・（印加した超音波エネルギーの上限値−印加した超音波エネルギーの下限値）＝ワイヤーボンディングプロセスウィンドウ。
【００５０】
ワイヤーボンディングプロセスウィンドウは、仕様を満たす、すなわち、ほんの数例を挙げると、プルテスト、ボールせん断テストおよびボールプルテストのような従来の試験に合格するワイヤボンドの形成を可能にする力／超音波エネルギーの組み合わせの領域を定義する。
【００５１】
換言すると、第１ボンド（ボールボンド）プロセスウィンドウ領域は、ボンディングにおいて用いられる力の上限値と下限値との間の差と、印加される超音波エネルギーの上限値と下限値との間の差との積であり、結果として生じるボンドは特定のボールせん断テスト仕様、例えば０．００８５グラム／μｍ２のボールせん断、ボンドパッド上における不着（ｎｏｎ−ｓｔｉｃｋ）なし、などを満たさなければならず、一方、第２ボンド（ステッチボンド）プロセスウィンドウ領域は、ボンディングにおいて用いられる力の上限値と下限値との間の差と、印加される超音波エネルギーの上限値と下限値との間の差との積であり、結果として生じるボンドは特定のプルテスト仕様、例えば２．５グラムの引張力、リード上における不着なし、などを満たさなければならない。
【００５２】
工業用途のためには、ワイヤーボンディングプロセスの頑健性のために、広いワイヤーボンディングプロセスウィンドウ（ｇにおける力  対  ｍＡにおける超音波エネルギー）を有することが望ましい。本発明のワイヤはかなり広いワイヤーボンディングプロセスウィンドウを示す。
【００５３】
以下の非限定的な実施例は本発明を説明する。これらの実施例は本発明の例示的な説明として機能し、本発明の範囲または請求項をいかなる形でも限定するようには意図されない。
【実施例】
【００５４】
Ｆａｂの調製：
フリーエアボールのためのＫＮＳ  プロセス  ユーザーズ  ガイド（ＫＮＳ  Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｕｓｅｒ  Ｇｕｉｄｅ  ｆｏｒ  Ｆｒｅｅ  Ａｉｒ  Ｂａｌｌ）（クリック  アンド  ソファー  インダストリーズ  インコーポレテッド（Ｋｕｌｉｃｋｅ  ＆  Ｓｏｆｆａ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ  Ｉｎｃ．）、フォートワシントン、ペンシルベニア州、米国、２００２、２００９年５月３１日）に記載されている手順に従って作業した。ＦＡＢは、標準的な放電（シングルステップ、１８ｍＡのＥＦＯ電流、４２０μｓのＥＦＯ時間）による従来の電気トーチ（ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｆｌａｍｅ−ｏｆｆ：ＥＦＯ）の放電（ｆｉｒｉｎｇ）を実施することにより調製した。
【００５５】
試験方法Ａ〜Ｊ
すべての試験および測定は、Ｔ＝２０℃および相対湿度ＲＨ＝５０％で行った。
【００５６】
Ａ．  ワイヤおよびＦＡＢの電子後方散乱回折（ＥＢＳＤ）パターン解析：
ワイヤおよびＦＡＢの集合組織（ｔｅｘｔｕｒｅ）を測定するために採用された主要ステップは、試料調製、良好な菊池像を得ること、および成分の計算であった。
【００５７】
ＦＡＢを有するか、またはＦＡＢを有さないワイヤをエポキシ樹脂を用いて最初にポッティングし、標準的な金属組織学的技術によって研摩した。最終サンプル調製工程においてイオンミリングを適用して、任意のワイヤ表面の機械的変形、汚染物質および酸化層を除去した。イオンミリングされた断面試料表面（ｉｏｎ−ｍｉｌｌｅｄ  ｃｒｏｓｓ−ｓｅｃｔｉｏｎｅｄ  ｓａｍｐｌｅ  ｓｕｒｆａｃｅ）を金でスパッタした。次に、イオンミリングおよび金スパッタリングをさらに２回実施した。化学エッチングまたはイオンエッチングは実施しなかった。
【００５８】
試料を、標準ＦＥＳＥＭ試料保持テーブル面に対して７０°の角度をなしたホルダーによってＦＥＳＥＭ（電界放出走査電子顕微鏡）に載せた。前記ＦＥＳＥＭは、ＥＢＳＤ検出器をさらに装備していた。前記ワイヤの結晶学的情報を含む電子後方散乱パターン（ＥＢＳＰ）が得られた。
【００５９】
これらのパターンを粒子配向の割合（ｇｒａｉｎ  ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ  ｆｒａｃｔｉｏｎ）、平均粒径などについて（ブルカー（Ｂｒｕｋｅｒ）によって開発されたＱＵＡＮＴＡＸ  ＥＢＳＤプログラムと呼ばれるソフトウェアを用いて）さらに解析した。同様の配向のポイントをともにグループ化して集合組織成分（ｔｅｘｔｕｒｅ  ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）を形成した。異なる集合組織成分を区別するために、１５°の最大許容角度（ｍａｘｉｍｕｍ  ｔｏｌｅｒａｎｃｅ  ａｎｇｌｅ）を用いた。伸線方向を基準方位として設定した。［１００］、［１０１］および［１１１］集合組織パーセンテージは、前記基準方位に平行な［１００］、［１０１］および［１１１］方位の面を有する結晶のパーセンテージの測定によって計算した。
【００６０】
平均粒径を解析して、最小値、本願では１０°、よりも大きな隣接格子点間の結晶学的配向を定義し、粒界の位置を決定した。ＥＢＳＤソフトウェアは、各粒子の面積を計算し、それを「平均結晶粒径」として定義される円相当径に変換した。約１００μｍ以内の長さの前記ワイヤの長手方向に沿ったすべての粒子をカウントして、平均結晶粒径の平均および標準偏差を測定した。
【００６１】
双晶境界（Σ３  ＣＳＬ双晶境界とも呼ばれる）は平均粒径の計算において除外した。前記双晶境界は、隣接する結晶学的ドメイン間における＜１１１＞方位の面に関する６０°の回転によって記述された。ポイントの数はステップサイズに依存し、前記ステップサイズは平均結晶粒径の１／５未満であった。
【００６２】
Ｂ．  接合されたボールの塩溶液浸漬試験：
前記ワイヤをＡｌ−０．５ｗｔ％Ｃｕボンドパッドにボールボンドした。そのように接合したワイヤを有する試験装置を２５℃で１０分間にわたって塩溶液中に浸漬し、脱イオン（ＤＩ）水で洗浄し、その後アセトンで洗浄した。前記塩溶液はＤＩ水中に２０ｗｔ  ｐｐｍのＮａＣｌを含有していた。浮き上がったボールの数を低倍率の顕微鏡（ニコンＭＭ−４０）下、１００倍の倍率で調査した。多数の浮き上がったボールの観察は、重篤な界面のガルバニック腐食を示した。
【００６３】
Ｃ．  接合したボールの耐湿性試験：
前記ワイヤをＡｌ−０．５ｗｔ％Ｃｕボンドパッドにボールボンドした。そのように接合したワイヤを有する試験装置を高度加速ストレス試験（ＨＡＳＴ）チャンバ内において１３０℃の温度、８５％の相対湿度（ＲＨ）で８時間にわたって保存し、その後、浮き上がったボールの数を低倍率の顕微鏡（ニコンＭＭ−４０）下、１００倍の倍率で調査した。多数の浮き上がったボールの観察は、重度の界面ガルバニック腐食を示した。
【００６４】
Ｄ．  ビッカース微小硬度：
硬度は、ビッカース圧子を有したミツトヨ  ＨＭ−２００試験機を用いて測定した。１０ｍＮの押し込み荷重の力を１２秒間の継続時間にわたってワイヤの試験片に印加した。該試験は前記ワイヤコアおよびＦＡＢの中心部において実施した。
【００６５】
Ｅ．  ステッチボンディングプロセスウィンドウ領域：
ボンディングプロセスウィンドウ領域の測定は、標準手順によって行った。試験ワイヤは、ＫＮＳ−ｉＣｏｎｎ  ボンダー  ツール（クリック  アンド  ソファー  インダストリーズ  インコーポレテッド（Ｋｕｌｉｃｋｅ  ＆  Ｓｏｆｆａ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ  Ｉｎｃ．）、フォートワシントン、ペンシルベニア州、米国）を用いて接合した。プロセスウィンドウ値は、１８μｍの平均直径を有するワイヤに基づいており、前記ワイヤが接合されたリードフィンガーは銀からなっていた。
【００６６】
プロセスウィンドウの四隅（ｆｏｕｒ  ｃｏｒｎｅｒｓ）は、２つの主な不良モード：
（１）低すぎる力および超音波エネルギーの供給は、前記ワイヤのリードフィンガー（ＮＳＯＬ）上における不着をもたらすことと、
（２）高すぎる力および超音波エネルギーの供給は、短いワイヤテール（ＳＨＴＬ）をもたらすことと
を克服することによって導き出した。
【００６７】
Ｆ．  電気抵抗率：
試験片、すなわち長さ１．０メートルのワイヤの両端を定電流／電圧を提供する電源に接続した。供給した電圧に対して抵抗を装置によって記録した。測定装置はＨＩＯＫＩ（日置電機）モデル３２８０−１０であり、試験は少なくとも１０個の試験片によって繰り返した。その測定値の算術平均を下記に与えられる計算に用いた。
【００６８】
抵抗Ｒは、Ｒ＝Ｖ／Ｉに従って計算した。
【００６９】
比抵抗ρは、ρ＝（Ｒ×Ａ）／Ｌに従って計算した。前記式中、Ａはワイヤの平均断面積であり、Ｌは電圧を測定するための装置の２つの計測点間におけるワイヤの長さである。
【００７０】
比電気伝導率σは、σ＝１／ρに従って計算した。
【００７１】
Ｇ．  伸び（ＥＬ）：
前記ワイヤの引張特性は、インストロン（ｌｎｓｔｒｏｎ）−５５６４装置を用いて試験した。前記ワイヤは２５４ｍｍのゲージ長（Ｌ）に関して２．５４ｃｍ／分の速度で試験された。破壊（破断）時における荷重および伸びをＡＳＴＭ規格Ｆ２１９−９６の通りに取得した。伸びは、引張試験の開始と終了との間におけるワイヤのゲージ長の差（ΔＬ）であり、通常、（１００・ＬΔ／Ｌ）のようにパーセンテージで報告され、記録された負荷対伸び引張プロットから計算される。引張強度および降伏強度は、ワイヤ面積で割った破断荷重および降伏荷重から計算した。ワイヤの実直径は、ワイヤの標準長さを秤量し、ワイヤの密度を用いるサイジング法によって測定した。
【００７２】
Ｈ．ワイヤのエレクトロマイグレーション試験：
５０倍の倍率の低倍率顕微鏡ニコンＭ４０モデルの対物レンズ下において、２本のワイヤをＰＴＦＥ板上でミリメートル距離内で平行に維持した。電気的に接続される２本のワイヤ間に水滴をマイクロピペットによって形成した。一方のワイヤを正極に接続し、他方のワイヤを負極に接続して、それらのワイヤに５Ｖを与えた。２本のワイヤは、１０ｋΩの抵抗器と直列に接続された閉回路において、５Ｖの直流でバイアスされた。前記回路は、電解質として数滴の脱イオン水によって前記２本のワイヤを濡らすことにより閉鎖された。銀は電解質中においてカソードからアノードへ電気移動して、銀の樹枝状結晶（ｓｉｌｖｅｒ  ｄｅｎｄｒｉｔｅｓ）を形成し、時に２本のワイヤは架橋した。銀の樹枝状結晶の成長速度は合金添加物（ａｌｌｏｙｉｎｇ  ａｄｄｉｔｉｏｎｓ）に強く依存した。試験したワイヤの直径は７５μｍであった。
【００７３】
実施例１
各場合において少なくとも９９．９９％の純度（「４Ｎ」）の銀（Ａｇ）、パラジウム（Ｐｄ）および金（Ａｕ）の所定量をるつぼ内で溶融した。少量の銀−ニッケル母合金および銀−白金母合金を前記溶融物に添加し、撹拌によって添加した成分の一様な分散を確実にした。以下の銀−ニッケル母合金および銀−白金母合金を用いた。
【００７４】
【表１】
0006509383.tif 000002
【００７５】
表１の合金について、母合金Ａｇ−０．５ｗｔ％ＮｉおよびＡｇ−０．５ｗｔ％Ｐｔの対応する組み合わせを添加した。
【００７６】
次に、８ｍｍのロッドの形態にあるワイヤコア前駆物を前記溶融物から連続鋳造した。次に、そのワイヤコア前駆物をいくつかの延伸ステップにおいて延伸させて、１８±０．５μｍの規定の直径を有したワイヤコア前駆体を形成した。前記ワイヤコアの断面は本質的に円形であった。
【００７７】
２ｍｍの直径に延伸されてドラム上に巻回されたロッドを、５００℃の炉設定温度で６０分間の曝露時間にわたって中間バッチ焼鈍した。４７μｍの直径に延伸された前記前駆物の６００℃の炉設定温度で０．８秒間の曝露時間にわたる第２中間ストランド焼鈍、および２７μｍの直径に延伸された前記前駆物の６００℃の炉設定温度で０．６秒間の曝露時間にわたる第３中間ストランド焼鈍を実施した。１８μｍのワイヤコア前駆体の４９０℃の炉設定温度で０．６秒の曝露時間にわたる最終ストランド焼鈍を実施した後に、そのように得られたワイヤを０．０５ｖｏｌ％の界面活性剤を含有する水中で急冷した。
【００７８】
中間バッチ焼鈍はアルゴンパージ用ガスを用いて実施され、一方、ストランド焼鈍は９５ｖｏｌ％の窒素：５ｖｏｌ％の窒素のパージ用ガス混合物を用いて実施された。
【００７９】
この手順によって、本発明に従った合金化銀ワイヤのいくつかの異なる試料１〜５と、４Ｎ純度の比較用銀ワイヤ（参照）とを製造した。
【００８０】
【表２】
0006509383.tif 000003
【００８１】
表１は、本発明に従った異なるワイヤ、すなわち試料１〜５の組成を示す。パラジウム含有量は３．５〜４．５ｗｔ％の範囲にあった。金含有量は０．５〜１．５ｗｔ％の範囲にあった。ニッケル添加量は２００〜３００ｗｔ  ｐｐｍで変化させた。白金含有量は５０ｗｔ  ｐｐｍおよび１００ｗｔ  ｐｐｍでそれぞれ維持した。
【００８２】
ワイヤ試料１〜５の粒径を測定し、平均粒径を報告した。結果は、各場合において２〜６μｍの範囲にあった。試料２については、平均粒径は２．８３μｍであった。
【００８３】
下記の表２は、接合されたワイヤの耐腐食性および耐湿性に対する評価の結果、第２ボンドプロセスウィンドウの挙動およびＦＡＢ形成の性能を示している。上記で定義したワイヤ試料１〜５、並びに４Ｎ純銀の比較用ワイヤを、Ａｌ−０．５ｗｔ％Ｃｕボンドパッドに接合し、上記で開示した試験方法に従って試験した。７５μｍのワイヤによって行ったエレクトロマイグレーション試験を除いて、すべての試験は１８μｍのワイヤで実施した。
【００８４】
【表３】
0006509383.tif 000004
【００８５】
前記ワイヤ試料のすべては、工業用途によく適したプロセスウィンドウを生じた。接合されたボールの耐腐食性および耐湿性の有意な改善が観察された。具体的には、ワイヤ試料２は、０のボールリフトの値を示しており、これは４Ｎ銀ワイヤ（参照）と比較して際立った改善である。
【００８６】
加えて、ワイヤ試料の銀樹枝状結晶成長は、４Ｎ純銀ワイヤのそれよりもはるかに低かった。
【００８７】
表３は、ワイヤ試料２の平均粒径および集合組織成分（ワイヤ、ＦＡＢ、および熱影響部（ｈｅａｔ  ａｆｆｅｃｔｅｄ  ｚｏｎｅ：ＨＡＺ））を示している。
【００８８】
【表４】
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【図１】
0006509383.tif 000006
【図２】
0006509383.tif 000007