Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Drahtes, beinhaltend zumindest folgende Schritte: (i) Bereitstellen eines Drahtvorläufers; (ii) Eindrücken von Vertiefungen auf dem Drahtvorläufer und optional dabei Umformen des Drahtvorläufers; und (iii) Glühen des mit Vertiefungen versehenen Drahtvorläufers zum Draht; wobei der Draht einen Anteil von mindestens 95 Gew.-% Kupfer aufweist, den Anteil bezogen auf das Gesamtgewicht des Drahtes. Die Erfindung betrifft weiterhin einen nach dem genannten Verfahren erhältlichen Draht sowie die Verwendung einer Walze zum Herstellen des Drahtes und/oder zum Einstellen der Rauigkeit an mindestens einer Stelle des Drahtes.

Hintergrund der Erfindung

Bonddrähte werden bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen verwendet, um eine integrierte Schaltung und eine Leiterplatte während der Herstellung von Halbleiterbauelementen elektrisch miteinander zu verbinden. Darüber hinaus werden Bonddrähte in der Leistungselektronik verwendet, um Transistoren, Dioden und dergleichen mit den Kontaktflächen des Gehäuses, auch Pads oder Pins genannt, elektrisch zu verbinden. Während Bonddrähte früher aus Gold hergestellt wurden, werden heute kostengünstigere Materialien wie Kupfer verwendet. Kupferdraht weist eine sehr gute elektrische und thermische Leitfähigkeit auf. Allerdings sind Kupferdrähte anfällig für Oxidation.

Hinsichtlich der Drahtgeometrie sind Bonddrähte mit kreisförmigem Querschnitt und sogenannte Bändchen, die einen mehr oder weniger rechteckigen Querschnitt haben, am gebräuchlichsten. Beide Arten von Drahtgeometrien haben ihre Vorteile, die sie für spezifische Anwendungen nützlich machen. Somit haben beide Geometriearten ihren Anteil am Markt. Bändchen haben eine größere Kontaktfläche für eine gegebene Querschnittsfläche, da sie flach auf einem Element aufliegen können. Die Biegbarkeit der Bändchen ist jedoch begrenzt. Ferner muss die Ausrichtung eines Bändchens beim Bonden beachtet werden, um einen ausreichenden elektrischen Kontakt zwischen dem Bändchen und dem Element, mit dem es verbunden wird, zu erreichen. Was die Bonddrähte anbelangt, so sind diese biegeflexibler. Allerdings beinhaltet das Bonden entweder ein Schweißen und/oder eine größere Verformung des Drahtes im Bondprozess, was zu einer Beschädigung oder sogar Zerstörung des Bondpads und der darunter liegenden elektrischen Strukturen des damit verbundenen Elements bedeuten kann.

Ein besonderes Interesse gilt dem sogenannten Laserbonden. Dies ist ein Verfahren, bei dem die zum Bonden benötigte Energie mittels Laserstrahlen auf den Bonddraht übertragen wird. Hier werden gerne Metallbändchen anstelle von Drähten eingesetzt, da das Bändchen eine größere Oberfläche für die Einkopplung des Lasers bietet. Ein Vorteil beim Bonden von Bändchen ist, dass diese im Vergleich zu Runddrähten einfach in Position gebracht und gehalten werden können. Dadurch steigt die Zuverlässigkeit des Bondens erheblich. Aufgrund der größeren Verbindung beim Bonden von Bändchen können über solche Verbindungen höhere Ströme geführt werden. Nichtsde- stotrotz besteht ein ständiger Bedarf an einer weiteren Verbesserung der Technologie in Bezug auf den Bonddraht selbst und die Bondprozesse.

Es ist bekannt, dass aufgeraute Oberflächen auf Grund ihrer vergrößerten Oberfläche eine höhere Absorption von elektromagnetischer Strahlung zeigen. Somit sollte ebenfalls eine vergrößerte Oberfläche von Bonddrähten eine höhere Absorption von Laserstrahlung in einem Laserbondprozess ermöglichen. Die Aufrauhung von Oberflächen kann durch mechanische oder chemische Verfahren (wie beispielsweise Bürsten, Ätzen) erfolgen. Diese Verfahren fuhren jedoch oftmals zu Rückständen auf den Drahtoberflächen, welche einen negativen Einfluss auf die Bondverbindung haben können. Bei diesen Rückständen kann es sich im Falle mechanischer Verfahren um Abrieb der Bürsten sowie um Partikelabtrag des Drahtmaterials handeln, welches sich an einer anderen Stelle des Drahtes wieder während des Bürstprozesses ablagem kann. Diese Rückstände können beim Bondprozess zu fehlerhaftem Auf- schmelzen des Drahtes beim Bondprozess und somit zu weniger zuverlässigen Bondverbindungen führen. Zudem kann es bei den genannten alternativen Verfahren zur Entstehung von Überlappungen von Drahtmaterial kommen. Diese Überlappungen können beim Laserbonden dazu führen, dass das Drahtmaterial infolge der starken Erwärmung und plötzlichen Ausdehnung des darunter eingeschlossenen Luftvolumens spritzt. Die Spritzer des Drahtmaterials können einerseits zu einem unzuverlässigen Bondergebnis aufgrund des Materialverlusts und andererseits zu einer schadhaften Verunreinigung anderer elektronischer Komponenten führen. Darüber hinaus haben chemische Verfahren den Nachteil, dass die Dimension der Vertiefungen in ihrer Tiefe als auch Lokalisierung schwerer einstellbar ist. So kann zum Beispiel einseitiges Ätzen eines Bändchens nur mit aufwendigen Maskierungsschritten bewerkstelligt werden. Auch das Einbringen von Mustern an Vertiefungen ist nur mit erhöhtem Aufwand zu bewerkstelligen.

Aufgaben

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen oder mehrere der sich aus dem Stand der Technik ergebenden Nachteile zumindest teilweise zu überwinden.

Es ist insbesondere eine Aufgabe der Erfindung ein Verfahren anzugeben, mittels dessen eine für das Laserbondverfahren optimierte Drahtoberfläche hergestellt werden kann.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung ein Verfahren anzugeben, mittels dessen ein Draht hergestellt werden kann, dessen mindestens eine Oberfläche eine definierte Rauigkeit aufweist.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, einen Draht mit einer Rauigkeit anzugeben, der frei von Verunreinigungen, Rückständen und Lunkern ist.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen eines Drahtes, dessen Drahtoberfläche den Anteil an einfallender Laserstrahlung beim Laserbonden möglichst umfangreich absorbiert.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen eines Drahtes, wobei der Draht bei der gleichen Intensität des einfallenden Laserlichts im Vergleich zu anderen Bonddrähten stärker erhitzt.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen eines Drahtes, wobei beim Laserbonden keine Verunreinigungen oder Rückstände gebildet werden. Eine weitere Aufgabe ist es, den Produktionsprozess zum Herstellen der erfindungsgemäßen Bonddrähte zu vereinfachen, z.B. durch Verringern der erforderlichen Schritte. Somit kann zusätzlich zu den technischen Vorteilen mit dem erfmdungsgemäßen Verfahren eine Kosten- und Zeiteinsparung in der Produktion der erfindungsgemäßen Drähte erreicht werden.

Es ist bekannt, für das sogenannte Laserbonden Bonddrähte zu verwenden, die auf einer, der elektrischen Kontaktfläche abgewandten Seite, aufgeraut sind. Dabei wurde beobachtet, dass bei derselben emittierten Laserstrahlung bei aufgerauten Bonddrähten ein höherer Energieübertrag auf den Bonddraht erfolgt als bei glatten Bonddrähten. Ohne an eine Theorie gebunden zu sein, wird davon ausgegangen, dass die eintreffende Laserstrahlung infolge der aufgerauten Seite zu einem höheren Grad von dem Bonddraht absorbiert wird bzw. dass weniger Laserstrahlung reflektiert wird. Gleichwohl besteht weiterhin Verbesserungsbedarf, um die Qualität und Zuverlässigkeit der Bondverbindung weiter zu erhöhen.

Es wurde nun gefunden, dass die Qualität der Bondverbindung in Hinsicht auf Verunreinigungen/Ausbeute gesteigert werden kann, wenn das Aufrauen des Bonddrahtes nicht durch ein Abtragen von Material, also einem Bürsten oder Fräsen, sondern durch das Einbringen von Vertiefungen, zum Beispiel durch ein Prägen erfolgt.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung

Ein Beitrag zur mindestens teilweisen Erfüllung mindestens einer der zuvor genannten Aufgaben wird durch die unabhängigen Ansprüche geleistet. Die abhängigen Ansprüche stellen bevorzugte Ausführungsformen bereit, die zur mindestens teilweisen Erfüllung mindestens einer der Aufgaben beitragen.

111 Ein Verfahren zum Herstellen eines Drahtes, beinhaltend zumindest folgende Schritte:

(i) Bereitstellen eines Drahtvorläufers;

(ii) Eindrücken von Vertiefungen auf dem Drahtvorläufer; und

(iii) Glühen des mit Vertiefungen versehenen Drahtvorläufers unter Erhalt des Drahtes; wobei der Draht einen Anteil von mindestens 95 Gew.-% Kupfer aufweist, den Anteil bezogen auf das Gesamtgewicht des Drahtes.

|2| Das Verfahren nach Ausführungsform |1|, wobei das Eindrücken ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Körnen, Kerben, Prägen, Stempeln, Senken und Furchen, oder einer Kombination von zwei oder mehr davon.

|31 Das Verfahren nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei das Eindrücken durch Walzen erfolgt, bevorzugt Prägewalzen. |4| Das Verfahren nach Ausführungsform |3|, wobei das Walzen durch mindestens eine Walze erfolgt, wobei die Walze eine zylindrische Oberfläche mit einem Relief aufweist, wobei das Relief durch Höhenunterschiede (D) der zylindrischen Oberfläche gebildet ist.

|5| Das Verfahren nach Ausführungsform |4|, wobei der Höhenunterschied (D) in einem Bereich von 3 bis 9 gm beträgt.

|6| Das Verfahren nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die durch das Verfahren auf dem Draht eingedrückten Vertiefungen ein Muster bilden.

|7| Das Verfahren nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei das Verfahren nur an einer ersten Stelle des Drahtes Vertiefungen eindrückt und der eingesetzte Draht mehrere Stellen aufweist.

|8| Das Verfahren nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei der Draht an mindestens einer Stelle eine Rauigkeit R _z in einem Bereich von 3 bis 9 gm aufweist.

|9| Das Verfahren nach Ausführungsform |7|, wobei mindestens eine weitere Stelle des Drahtes glatt ist, wobei die mindestens eine weitere Stelle sich auf einer der ersten Stelle abgewandten Stelle des Drahtes befindet.

110| Das Verfahren nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei der Draht ein Bonddraht, bevorzugt ein Bändchen ist.

|11| Das Verfahren nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei ein Element ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus dem Draht und dem Drahtvorläufer eine Querschnittsfläche Q _A in einem Bereich von 25000 bis 900000 gm ² aufweist, wobei die Querschnittsfläche Q _A senkrecht zu einer Längsrichtung L des Elements angeordnet ist.

112| Das Verfahren nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei eine Querschnittsebene Q _E durch ein Element ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus dem Drahtvorläufer und dem Draht gelegt ist, wobei die Querschnittsebene Q _E senkrecht zu einer Längsrichtung L des Elements angeordnet ist, wobei die Querschnittsebene Q _E eine Querschnittsfläche Q _A mit dem Element bildet, wobei die Querschnittsfläche Q _A zwei sich senkrecht kreuzende Linien LI und L2 beinhaltet, wobei ein kürzest möglicher Abschnitt A _Li der Linie LI durch einen Schnitt mit dem Rand von Q _A definiert ist, und wobei ein längst möglicher Abschnitt A _L2 der Linie L2 durch einen Schnitt mit dem Rand von Q _A definiert ist, wobei der Quotient aus A _L2 und A _L1 eine Zahl von 2 oder mehr beträgt.

113| Ein Draht erhältlich nach einem Verfahren gemäß mindestens einer der Ausführungsformen |1| bis |12|. |14| Eine Vorrichtung beinhaltend mindestens:

(1) Eine erste Kontaktfläche;

(2) Einen Draht gemäß mindestens einer der Ausführungsformen 1131 oder einen Draht erhältlich nach einem Verfahren gemäß einer der Ausführungsformen 111 bis 112| ; wobei der Draht elektrisch leitend mit der ersten Kontaktfläche verbunden ist.

115| Eine Verwendung einer Walze beinhaltend ein Relief zum Herstellen eines Drahtes, wobei das Relief durch einen Höhenunterschied (D) in einem Bereich von 3 bis 9 pm gekennzeichnet ist, wobei durch die Walze auf mindestens eine Stelle des Drahtes Vertiefungen eingebracht werden.

116| Eine Verwendung einer Walze beinhaltend ein Relief zum Einstellen der Rauigkeit R _z an mindestens einer Stelle eines Drahtes in einem Bereich von 3 bis 9 pm. wobei das Relief durch einen Höhenunterschied (D) gekennzeichnet ist.

117| Ein Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung beinhaltend mindestens eine elektrisch leitende Verbindung, wobei das Verfahren folgende Schritte beinhaltet:

(I) Bereitstellen eines Substrats mit mindestens einer ersten Kontaktfläche und eines Drahtes;

(II) Positionieren des Drahtes in einer mechanischen Verbindung mit der ersten Kontaktfläche;

(III) Erhitzen einer ersten Stelle des Drahtes mittels elektromagnetischer Strahlung in einem Wellenlängenbereich von 700 bis 1100 nm, unter Erhalt einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen der ersten Kontaktfläche des Substrats und dem Draht, wobei die erste Stelle des Drahtes eine Rauigkeit R _z in einem Bereich von 3 bis 9 gm, zum Beispiel von 4 bis 8 pm, oder 5 bis 7 pm, oder 4 bis 9 pm, oder 5 bis 9 pm aufweist, wobei eine von der ersten Stelle des Drahtes abgewandte weitere Stelle des Drahtes, die der Kontaktfläche zugewandt ist, eine Rauigkeit R _z in einem Bereich von 0,1 bis 1 pm aufweist, wobei die Rauigkeit R _z an mindestens der ersten Stelle des Drahtes durch ein Eindrücken erzeugt wurde, wobei das Eindrücken ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Körnen, Kerben, Prägen, Stempeln, Senken und Furchen, oder einer Kombination von zwei oder mehr davon..

118| Das Verfahren nach Ausführungsform |17|, wobei der Draht bevorzugt erhältlich ist nach dem Verfahren gemäß einer der Ausführungsformen |1| bis |12|.

119| Das Verfahren nach Ausführungsform 117| , wobei als elektromagnetische Strahlung Laserstrahlen ausgewählt sind. |20| Das Verfahren nach einer der Ausführungsformen 117| bis 119|, wobei der Draht ein Bändchen ist. Die erste und weitere Stelle des Drahtes sind dann jeweils ein Teil einer ersten bzw. einer weiteren Seite des Bändchens, oder einer ersten bzw. einer weiteren Seite des Bändchens als Ganzes.

|21| Das Verfahren nach einer der Ausführungsformen 117| bis |20|, wobei die erste Stelle des Drahtes oder die erste Seite des Drahtes auf der von der ersten Kontaktfläche des Substrats abgewandten Seite des Drahtes angeordnet ist.

|22| Das Verfahren nach einer der Ausführungsformen |17| bis |21|, wobei die Rauigkeit R _z an mindestens der ersten Stelle des Drahtes durch ein Walzen herbeigeführt wurde, zum Beispiel ein Prägewalzen.

|23| Das Verfahren nach Ausführungsform |22|, wobei zum Walzen eine Walze beinhaltend ein Relief zum Herstellen eines Drahtes, wobei das Relief durch einen Höhenunterschied (D) in einem Bereich von 3 bis 9 pm gekennzeichnet ist, wobei durch die Walze auf mindestens eine Stelle des Drahtes Vertiefungen eingebracht werden oder worden sind.

Allgemeines

In der vorliegenden Beschreibung beinhalten Bereichsangaben auch die als Grenzen genannten Werte. Eine Angabe der Art „im Bereich von X bis Y“ in Bezug auf eine Größe A bedeutet folglich, dass A die Werte X, Y und Werte zwischen X und Y annehmen kann. Einseitig begrenzte Bereiche der Art „bis zu Y“ für eine Größe A bedeuten entsprechend als Werte Y und kleiner als Y.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung

Ein erster Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Drahtes, beinhaltend zumindest folgende Schritte:

(i) Bereitstellen eines Drahtvorläufers;

(ii) Eindrücken von Vertiefungen auf dem Drahtvorläufer; und

(iii) Glühen des mit Vertiefungen versehenen Drahtvorläufers unter Erhalt des Drahtes; wobei der Draht einen Anteil von mindestens 95 Gew.-% Kupfer aufweist, den Anteil bezogen auf das Gesamtgewicht des Drahtes.

Als Drahtvorläufer kommen prinzipiell alle dem Fachmann bekannten für den Einsatz zum Bonden in der Mikro- und Leistungselektronik geeignet erscheinenden Drähte und Rohdrähte in Betracht. Der Drahtvorläufer ist wie der gebildete Draht üblicherweise ein einteiliger Gegenstand. Zahlreiche Formen sind bekannt und geeignet. Bevorzugte Formen sind - in der Querschnittsansicht - runde, ellipsoide und rechteckige Formen. Ein Draht zum Bonden mit einem ungefähr rechteckigen Querschnitt wird auch als Bändchendraht bezeichnet. Erfindungsgemäß weist der Draht einen Anteil von mindestens 95 Gew.-% Kupfer, bevorzugt mindestens 99,95 oder mindestens 99,9 Gew.-%, oder mindestens 99,99 Gew.-% Kupfer auf, wobei die Gew.-% auf das Gesamtgewicht des Drahtes bezogen sind.

Der Draht weist also bis zu 5 Gew.-%, z.B. 4 Gew.-%, oder 3 Gew.-% an weiteren Bestandteilen auf. Als weitere Bestandteile kommen alle dem Fachmann geläufigen und vorliegend geeignet erscheinenden Elemente in Betracht, insbesondere mit Kupfer legierbare Metalle, sowie Metalle, Halbmetalle und Nichtmetalle, die mit Kupfer intermetallische Phasen bilden können. Als weitere Bestandteile kommen vorzugsweise folgende Metalle in Betracht: Zinn (Sn), Eisen (Fe), Nickel (Ni). Als weitere Bestandteile kommen vorzugsweise folgende Halbmetalle in Betracht: Si. Als weitere Bestandteile kommen vorzugsweise folgende Nichtmetalle in Betracht: Phosphor (P). Es können auch Kombinationen von jeweils zwei oder mehreren Metallen, Halbmetallen und Nichtmetallen, sowohl innerhalb einer Klasse (Metalle, Halbmetalle, Nichtmetalle), als auch Bestandteile aus unterschiedlichen Klassen. Neben der gezielten Zugabe von weiteren Bestandteilen kann der Draht ebenfalls Verunreinigungen aufweisen.

Üblicherweise weist der Drahtvorläufer denselben Anteil an Kupfer auf wie der durch das erfindungsgemäße Verfahren aus dem Drahtvorläufer gebildete Draht.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Drahtvorläufer ein Flachband. Dieses kann dann nach Schritt (ii), oder nach Schritt (iii) der Länge nach in mehrere Bändchendrähte geschnitten werden. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der erfindungsgemäß hergestellte Draht ein Bändchen.

Das Bereitstellen in Schritt (i) kann prinzipiell auf jedem Fachmann bekannte und geeignet erscheinende Weise geschehen. Bevorzugt erfolgt das Bereitstellen als Richten des Drahtvorläufers in einer Vorrichtung.

In Schritt (ii) werden Vertiefungen auf dem Drahtvorläufer eingedrückt. Gleichzeitig oder im Anschluss kann der Drahtvorläufer umgeformt werden. Bevorzugt erfolgt das Umformen gleichzeitig mit dem Eindrücken von Vertiefungen.

Unter Eindrücken wird eine Bearbeitung des Drahtes verstanden, die im Wesentlichen ohne Materialabtrag erfolgt. Dies ist ein Unterschied zu abrasiven Bearbeitungen, bei denen ein Materialabtrag durch die abrasive Bearbeitung selbst bedingt ist. Beispiele für abrasive Bearbeitungen sind Bürsten und Schleifen. Im Ergebnis ist ein Draht infolge einer abrasiven Bearbeitung leichter als vor der Bearbeitung.

Das Eindrücken kann prinzipiell auf jedem Fachmann bekannte und geeignet erscheinende Art und Weise durchgeführt werden. Bevorzugt erfolgt das Eindrücken durch eine Maßnahme ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Körnen, Kerben, Prägen, Stempeln, Senken und Furchen. Besonders bevorzugt wird das Eindrücken durch ein Prägen bewirkt. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Eindrücken durch Walzen. Unter Walzen wird ein Bearbeitungsverfahren verstanden, bei dem ein Werkstoff, hier ein Drahtvorläufer, zwischen zwei oder mehreren rotierenden Werkzeugen bearbeitet wird. Erfindungsgemäß wird durch das Walzen in den Drahtvorläufer ein Relief übertragen. Bevorzugt wird beim Walzen gleichzeitig der Drahtvorläufer umgeformt. Dabei kann ein Bändchendraht erhalten werden. Das Walzen kann sowohl als Warmwalzen als auch Kaltwalzen durchgeführt werden. Bevorzugt erfolgt das Walzen als Kaltwalzen. Besonders bevorzugt erfolgt das Eindrücken durch ein Prägewalzen. Das bedeutet, dass ein Umformen und das Prägen gleichzeitig und in einem Schritt erfolgt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Walzen durch mindestens eine Walze. Die Walze weist oftmals eine zylindrische Oberfläche auf, wobei dem Fachmann auch andere Geometrien einer Walze bekannt sind und eventuell geeignet erscheinen. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Walze mit einem Relief ausgestattet, wobei das Relief durch Höhenunterschiede der zylindrischen Oberfläche gebildet ist. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Relief ein Muster auf.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform beträgt der Höhenunterschied (D) des Reliefs der Walze in einem Bereich von 3 bis 9 pm. zum Beispiel von 4 bis 8 pm, oder 5 bis 7 pm, oder 4 bis 9pm, oder 5 bis 9 pm.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform bilden die Vertiefungen ein Muster. Ein Muster bedeutet im vorliegenden Kontext ein wiederkehrendes Bild oder eine wiederkehrende Gestaltung. Das Muster, welches von dem Relief auf der Walze gebildet wird, entspricht dem Muster der Vertiefungen auf einem durch das Walzen mit der Walze bearbeiteten Draht.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Draht mehrere Stellen auf, wobei die Vertiefungen nur an einer ersten Stelle eingebracht sind. Bevorzugt weist der Draht, insbesondere wenn es ein Bändchendraht ist, mehrere Seiten auf, wobei die Vertiefungen nur an einer ersten Seite eingebracht sind.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Draht an mindestens einer Stelle eine Rauigkeit R _z in einem Bereich von 3 bis 9 pm, zum Beispiel von 4 bis 8 pm, oder 5 bis 7 pm, oder 4 bis 9pm, oder 5 bis 9 pm auf. Bevorzugt weist der Draht, wenn es ein Bändchendraht ist, auf einer ersten Seite eine Rauigkeit R _z in einem Bereich von 3 bis 9 pm, zum Beispiel von 4 bis 8 pm, oder 5 bis 7 pm, oder 4 bis 9pm, oder 5 bis 9 pm auf. Die Rauigkeit wird bestimmt gemäß DIN EN ISO 4287 (2010-07) sowie DIN EN ISO 4288 (1998-04) .

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist mindestens eine weitere Stelle des Drahtes glatt, wobei die mindestens eine weitere Stelle sich auf einer zur ersten Stelle des Drahtes abgewandten Stelle des Drahtes befindet. Unter glatt wird im vorliegenden Kontext eine Stelle oder eine Oberfläche, oder ein Teil davon verstanden, wenn diese eine Rauigkeit R _z in einem Bereich von 0,1 bis 1 pm, zum Beispiel von 0,2 bis 0,6 pm, oder von 0,2 bis 0,4 pm, aufweist.

Ist der Draht ein Bändchen, so kann anstelle einer ersten Stelle und einer weiteren Stelle des Bändchens auch ein Teil einer ersten Seite, oder eine gesamte erste Seite, und anstelle der weiteren Stelle ein Teil einer weiteren Seite des Bändchens, oder eine gesamte weitere Seite die hier beschriebenen Eigenschaften aufweisen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist im Falle eines Bändchens mindestens eine weitere Seite des Drahtes glatt, wobei die mindestens eine weitere Seite sich auf einer zur ersten Seite des Drahtes abgewandten Seite des Drahtes befindet.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist ein Element ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus dem Draht und dem Drahtvorläufer eine Querschnittsfläche QA in einem Bereich von 25000 bis 900000 pm ² auf, wobei die Querschnittsfläche QA senkrecht zu einer Längsrichtung L des Elements angeordnet ist. Sollte die Quer- schnittsfläche des Elements nicht an allen Stellen gleich sein, so wird die Querschnittsfläche QA als arithmetischer Mittelwert von mehreren Messungen der Querschnittsfläche an mindestens sieben verschiedenen Stellen des Elements berechnet.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist ein Element ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus dem Drahtvorläufer und dem Draht eine Querschnittsebene QE auf, die durch das Element gelegt ist, wobei die Querschnittsebene QE senkrecht zu einer Längsrichtung L des Elements angeordnet ist, wobei die Querschnittsebe- ne QE eine Querschnittsfläche QA mit dem Element bildet, wobei die Querschnittsfläche QA zwei sich senkrecht kreuzende Linien L 1 und L2 beinhaltet, wobei ein kürzest möglicher Abschnitt A _L I der Linie L 1 durch einen Schnitt mit dem Rand von QA definiert ist, und wobei ein längst möglicher Abschnitt A _L2 der Linie L2 durch einen Schnitt mit dem Rand von QA definiert ist, wobei der Quotient aus A _L2 und A _Li eine Zahl von 2 oder mehr, zum Beispiel in einem Bereich von 2 bis 30, oder von 5 bis 20, oder von 5 bis 10 beträgt. Die Bestimmung der Querschnittsebe- ne QE und der weiteren in diesem Absatz genannten Merkmale erfolgt wie in den Figuren 1 und 2 gezeigt. Sollte die Geometrie des Elements, dessen Querschnittsebene QE und deren weitere Merkmale bestimmt werden sollen, von der in den Figuren 1 und 2 schematisch gezeigten Form abweichen, wird der Fachmann eine dem gezeigten Schema unter Berücksichtigung der abweichenden Geometrie am nächsten kommende Bestimmungsweise erkennen und auswählen. Es ist durchaus möglich, dass ein Drahtvorläufer eine andere Geometrie aufweist, z.B. dass der Quotient aus A _L2 und A _Li eine Zahl von 1 beträgt. In diesem Fall ist der Drahtvorläufer rund. Er wird durch das Verfahren dann so umgeformt, dass der Draht den zuvor genannten Quotienten von 2 oder mehr aufweist.

Ist der Draht ein Bändchen, kann er nach Prägen optional auch in mehrere Bändchen durch geeignete Schneidprozesse geteilt werden, so dass der längst mögliche Abschnitt des Bändchens A _L2 unter Beibehaltung des kürzest mög- liehen Abschnitts A _Li verkürzt wird. Der Schneidprozess kann optional vor oder nach dem Glühen des Bändchens erfolgen.

Zum Eindrücken wird ein sogenanntes Werkzeug verwendet. Als Werkzeug eignen sich prinzipiell alle dem Fachmann bekannten und geeignet erscheinenden Vorrichtungen.

Ein bevorzugtes Werkzeug ist eine Walze. Unter einer Walze wird im Allgemeinen ein im Wesentlichen zylindrischer Körper verstanden. Die Walze kann prinzipiell jeden beliebigen Durchmesser haben. Für den vorgesehenen Einsatzzweck eignen sich bevorzugt Walzen mit einem Durchmesser von 50-150 mm. Ferner sollte die Walze aus einem Material gebildet sein, dass unter Einsatzbedingungen härter ist als ein umzuformender Gegenstand. Oftmals sind Walzen aus geschmiedetem Stahl, Hartmetall oder Stahlguss gebildet.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Werkzeug als eine Anordnung beinhaltend mindestens eine Walze ausgebildet. Es sind auch Anordnungen mit mehreren Walzen, zum Beispiel zwei oder mehr Walzen, möglich. Geeignet ist zum Beispiel eine Anordnung, bei der mindestens zwei Walzen gegenläufig rotieren und der umzuformende Gegenstand zwischen den zwei gegenläufigen Walzen durchgeführt wird. Die zwei gegenläufigen Walzen sind so angeordnet, dass zwischen den beiden Walzen ein Abstand vorgesehen ist. Dieser Abstand ist bevorzugt gleich der Dicke des umgeformten Drahtes.

Im vorliegenden Fall weist zumindest eine erste Walze ein Relief auf ihrer Oberfläche auf. Die Höhenunterschiede des Reliefs auf der ersten Walze können in einer Ausführungsform ein Muster bilden. Das Relief (auch in Form eines Musters) wird beim Durchlaufen eines umzuformenden Gegenstands durch das Werkzeug in den Gegenstand eingebracht. Dabei hängt die Tiefe der in den Draht eingebrachten Vertiefungen von der Eindringtiefe des Reliefs der ersten Walze in den Gegenstand ab. Es ist durchaus möglich, dass der Höhenunterschied (D) des Reliefs größer ist als die in den Gegenstand eingebrachten Vertiefungen. In Bezug auf die Vertiefungen im umgeformten Gegenstand wird der eingebrachte Höhenunterschied (D) des übertragenen Reliefs als Rauigkeit R _z oder auch als Prägetiefe bezeichnet. Das Umformen eines Gegenstands mit Walzen, wobei mindestens eine erste Walze ein Relief aufweist, das beim Umformen auf den Gegenstand übertragen wird, wird auch als „Prägewalzen“ bezeichnet. Die (erste) Walze entsprechend als „Prägewalze“.

In einer anderen Ausführungsform wird das Eindrücken durch ein Stempeln bewirkt. Ein Stempel ist eine mit einem Relief versehene Oberfläche. Das Relief weist einen Höhenunterschied (D) auf. Für einen Stempel eignen sich prinzipiell alle dem Fachmann bekannten und geeignet erscheinenden Materialien, insbesondere jedoch dieselben wie für die Walzen. Beim Stempeln wird ein Stempel auf einen zu bearbeitenden Gegenstand abgesenkt. Dabei wird das Relief soweit in den Gegenstand gedrückt, bis die gewünschte Tiefe der Vertiefungen gebildet ist. Diese entspricht oftmals dem Höhenunterschied (D) des Reliefs, manchmal ist die Tiefe der Vertiefungen jedoch geringer als der Höhenunterschied (D) des Reliefs. In Bezug auf die Vertiefungen im umgeformten Gegenstand wird der eingebrachte Höhenunterschied (D) des übertragenen Musters als Rauigkeit R _z oder auch als Stempeltiefe bezeich- net. In der Regel ist beim Stempeln eines Gegenstands auf der dem Stempel abgewandten Seite des Gegenstands ein weiteres Werkzeug oder eine Platte oder ähnliches vorgesehen, die so ausgebildet ist, dass der umzuformende Gegenstand nicht etwa durch ein sich Verbiegen dem Stempel ausweichen kann. Vielmehr wird der umzuformende Gegenstand durch das weitere Werkzeug in Bezug auf die Stempelrichtung in Position gehalten.

In Schritt (iii) wird der mit Vertiefungen versehene Drahtvorläufer zu einem Draht geglüht. Das Glühen erfolgt unterhalb der Schmelztemperatur von Kupfer, bevorzugt bei Temperaturen T _G in einem Bereich von 500 bis 900 °C, zum Beispiel in einem Bereich von 550 bis 650 °C, oder von 750 bis 850 °C. Die angegebene Glühtemperatur T _G ist die Temperatur, die ein Werkstück, hier der Draht, über eine angegebene Zeit hat. Das Glühen des Drahtes dauert etwa 10 Sekunden bis 6 Minuten.

Das Glühen kann diskontinuierlich oder kontinuierlich durchgeführt werden. Bevorzugt wird das Glühen kontinuierlich durchgeführt. Dazu eignet sich ein Durchlaufofen. Dabei wird eine Durchlaufstrecke im Durchlaufofen und eine Temperatur T _o des Durchlaufofens so gewählt, dass ein die Durchlaufstrecke durchlaufender Draht für die oben angegebene Dauer die Temperatur T _G aufweist. In allen Fällen kann die Ofentemperatur, zum Beispiel des Durchlaufofens T _o höher sein als die Glühtemperatur T _G . Auch kann die Durchlaufstrecke des Durchlaufofens länger sein und an den Ein- und Auslässen einen Temperaturgradienten aufweisen. Ferner ist es möglich, einen Durchlaufofen mit einer Mehrzonenheizung einzusetzen. Damit können bestimmte Temperaturprofile auf einen durchlaufenden Draht angewendet werden.

Der Durchlaufofen kann konventionell über eine in der Ofenwand liegende oder eine auf die Ofenwand von außen wirkende Heizvorrichtung auf Temperatur gebracht und gehalten werden. Dazu eignet sich eine elektrische Heizung. In einer anderen Ausführungsform kann die Glühtemperatur T _G im Durchlaufofen durch ein Plasma erzeugt werden. Dazu kann ein Stickstoff-Plasma verwendet werden, z.B. bei einer typischen Leistung von 750 W und einem Prozessgasdruck (N ₂ ) von 25 mbar.

Bevorzugt wird das Glühen des Drahtes in einer Atmosphäre, zum Beispiel Stickstoff (N ₂ ), durchgeführt. Dies wird auch als Schutzgasatmosphäre bezeichnet. Dabei wird möglichst die Gegenwart von Sauerstoff (O ₂ ) ausgeschlossen, um eine oberflächliche Oxidation des Drahtes zu vermeiden.

In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Atmosphäre einen Anteil von bis zu 10 Vol.-%, zum Beispiel in einem Bereich von 2 bis 8 Vol.-%, oder etwa 5 Vol.-% Wasserstoff (H ₂ ) auf. Der Wasserstoff wirkt in der Schutzgasatmosphäre reduzierend. Das bewirkt, dass an dem Draht etwaig oberflächlich zu Kupferoxiden (CuO oder Cu ₂ O) oxidiertes Kupfer zu elementarem Kupfer reduziert wird.

Ein zweiter Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Draht erhältlich nach einem Verfahren gemäß dem ersten Gegenstand der Erfindung oder einer der dazu beschriebenen Ausführungsformen, oder einer Kombination mehrerer der dazu beschriebenen Ausführungsformen. Ein driter Gegenstand, bevorzugt erhältlich durch das Verfahren nach dem ersten Gegenstand, oder als Ausführungsform des zweiten Gegenstands, ist ein Draht mindestens gekennzeichnet durch mindestens folgende Merkmale:

(a) Eine erste Stelle des Drahtes, im Falle eines Bändchens eine erste Seite, weist eine Rauigkeit R _z von 3 bis 9 pm, zum Beispiel von 4 bis 8 pm, oder 5 bis 7 pm, oder 4 bis 9pm, oder 5 bis 9 pm auf;

(b) Einen Quotienten von AL2 und AL 1 von 2 oder mehr, bestimmt nach der im Zusammenhang mit dem ersten Gegenstand der Erfindung beschriebenen Methode;

(c) Einen Anteil von mindestens 95 Gew.-% Kupfer, den Anteil bezogen auf das Gesamtgewicht des Drahtes (2).

Bevorzugt ist der Draht durch mindestens eines der folgenden, weiteren Merkmale gekennzeichnet:

(d) mindestens eine weitere Stelle des Drahtes ist glatt; im Falle eines Bändchens ist mindestens eine weitere

Seite des Bändchens glatt;

(e) der Draht weist eine Querschnitsfläche QA in einem Bereich von 25000 bis 900000 pm ² auf.

Weiterhin bevorzugt weist der Draht die Merkmale (a) bis (c), und zusätzlich mindestens eines der weiteren Merkmale (d) oder (e), weiter bevorzugt beide Merkmale auf.

Ein vierter Gegenstand ist ein Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung beinhaltend mindestens eine elektrisch leitende Verbindung, wobei das Verfahren folgende Schritte beinhaltet:

(I) Bereitstellen eines Substrats mit mindestens einer ersten Kontaktfläche und eines Drahtes;

(II) Positionieren des Drahtes in einer mechanischen Verbindung mit der ersten Kontaktfläche;

(III) Erhitzen einer ersten Stelle des Drahtes mittels elektromagnetischer Strahlung in einem Wellenlängenbereich von 700 bis 1100 nm, unter Erhalt einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen der ersten Kontaktfläche und dem Draht, wobei die erste Stelle des Drahtes eine Rauigkeit R _z in einem Bereich von 3 bis 9 pm, zum Beispiel von 4 bis 8 pm, oder 5 bis 7 pm, oder 4 bis 9 pm, oder 5 bis 9 pm aufweist, wobei eine von der ersten Stelle des Drahtes abgewandte weitere Stelle des Drahtes, die der Kontaktfläche zugewandt ist, eine Rauigkeit R _z in einem Bereich von 0,1 bis 1 pm.

Als elektromagnetische Strahlung werden bevorzugt Laserstrahlen ausgewählt. Laserstrahlen sind elektromagnetischer Wellen, oft eines sehr engen Frequenzbereiches und die eine hohe Strahlungsintensität aufweisen. Besonders bevorzugt sind Laserstrahlen mit einer Wellenlänge im Bereich von 700 bis 1100 nm. Zum Erhitzen eines Drahts wie in Schrit (III) wird beispielsweise ein 400 W Faserlaser mit einem Fokusdurchmesser von 25 pm verwendet. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Draht ein Bändchen. Die erste und weitere Stelle des Bändchens sind dann jeweils ein Teil einer ersten bzw. einer weiteren Seite, oder einer ersten bzw. einer weiteren Seite als Ganzes.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der im vierten Gegenstand erwähnte Draht herstellbar durch das als ersten Gegenstand der Erfindung beschriebene Verfahren, oder ein Draht gemäß dem zweiten oder dritten Gegenstand der Erfindung. Bevorzugte Ausführungsformen des ersten, zweiten und dritten Gegenstands der Erfindung betreffend den Draht sind auch im vierten Gegenstand für den Draht bevorzugt.

Unter einer elektrisch leitenden Verbindung wird im vorliegenden Kontext ein Kontakt zwischen zwei elektrisch leitfähigen Elementen, zum Beispiel einem Draht mit einer Kontaktfläche (beispielsweise eines Leistungshalbleiters oder einer Substratoberfläche (beispielsweise DCB oder Leadframe) verstanden.

Der Draht gemäß viertem Gegenstand der Erfindung ist bevorzugt erhältlich nach dem Verfahren gemäß dem ersten Gegenstand der Erfindung oder einer ihrer Ausführungsformen.

Die Rauigkeit R _z gemäß viertem Gegenstand der Erfindung wurde bevorzugt an mindestens der ersten Stelle des Drahtes durch ein Eindrücken erzeugt. Als Eindrücken wurde bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Körnen, Kerben, Prägen, Stempeln, Senken und Furchen, oder einer Kombination von zwei oder mehr davon.

Zum Beispiel wurde die Rauigkeit R _z an mindestens der ersten Stelle des Drahtes durch ein Walzen herbeigeführt, zum Beispiel ein Prägewalzen.

Zum Walzen konnte zum Beispiel eine Walze ein Relief zum Herstellen eines Drahtes beinhalten. Das Relief wies bevorzugt einen Höhenunterschied (D) in einem Bereich von 3 bis 9 pm auf. Damit konnten durch die Walze an mindestens einer Stelle des Drahtes Vertiefungen eingebracht werden.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung, beinhaltend mindestens:

(1) Eine erste Kontaktfläche;

(2) Einen Draht gemäß dem zweiten oder dritten Gegenstand der Erfindung, oder einen Draht erhältlich nach einem Verfahren gemäß dem ersten Gegenstand der Erfindung, oder gemäß einer oder mehrerer der jeweils dazu beschriebenen Ausführungsformen; wobei der Draht elektrisch leitend mit der ersten Kontaktfläche verbunden ist.

Optional kann der Draht mit einer oder mehreren weiteren Kontaktflächen elektrisch leitend verbunden sein.

Ein fünfter Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft eine Verwendung einer Walze beinhaltend ein Relief zum Herstellen eines Drahtes, wobei die Walze eine - bevorzugt zylindrische - Oberfläche aufweist, und das Relief durch einen Höhenunterschied (D) der Oberfläche in einem Bereich von 3 bis 9 pm - zum Beispiel von 4 bis 8 gm, oder 5 bis 7 pm, oder 4 bis 9pm, oder 5 bis 9 pm - gekennzeichnet ist, wobei durch die Walze auf mindestens einer Stelle des Drahtes Vertiefungen eingebracht werden. Bevorzugt werden die Vertiefungen, wenn der Draht ein Bändchen ist, auf einer Seite des Drahtes eingebracht.

Ein sechster Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft eine Verwendung einer Walze beinhaltend ein Relief zum Einstellen der Rauigkeit R _z an mindestens einer Stelle eines Drahtes in einem Bereich von 3 bis 9 pm - zum Beispiel von 4 bis 8 pm, oder 5 bis 7 pm, oder 4 bis 9 pm, oder 5 bis 9 pm -, wobei die Walze eine - bevorzugt zylindrische - Oberfläche aufweist, und das Relief durch einen Höhenunterschied (D) der Oberfläche gekennzeichnet ist. Bevorzugt wird die Rauigkeit R _z , wenn der Draht ein Bändchen ist, auf einer Seite des Drahtes eingebracht. Bevorzugte Ausführungsformen des ersten Gegenstands der Erfindung sind auch hier bevorzugt, soweit sie auf die Walze, das Einstellen der Rauigkeit R _z , die Rauigkeit R _z und den Höhenunterschied (D) Bezug nehmen.

Figuren

Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand von Figuren und Beispielen weiter exemplarisch illustriert. Weder die Figuren, noch die Beispiele bedeuten eine Einschränkung der beanspruchten Gegenstände.

Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Drahtes oder eines Drahtvorläufers.

Fig. 2 zeigt einen Blick auf eine Querschnittsfläche Q _Ä des in Figur 1 gezeigten Objekts.

Fig. 3 zeigt schematisch ein Verfahren zum Einbringen von Vertiefungen in einen Draht.

Fig. 4 zeigt ein Bändchen a) mit Relief, b) mit Bürstung.

Fig. 5 zeigt schematisch eine Vorrichtung mit einem Draht und einer Kontaktfläche.

Beschreibung der Figuren

Figur 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Drahtes 2 oder eines Drahtvorläufers 1 gekennzeichnet durch seine Länge L und eine Querschnittsebene Q _E .

Figur 2 zeigt einen Blick auf eine Querschnittsfläche Q _Ä , als Teil der in Figur 1 gezeigten Querschnittsebene Q _E . Durch die Querschnitsfläche Q _Ä sind zwei senkrecht aufeinander stehende Linien LI, L2, gelegt. Diese schneiden die Querschnitsfläche Q _Ä in den Rändern des Drahtes 2 bzw. des Drahtvorläufers 1. Dadurch werden die Abschnitte A _L I und A _L2 der Linien LI und L2 gebildet.

Figur 3 zeigt schematisch ein Verfahren zum Einbringen von Vertiefungen 3 in einen Draht 2 mittels einer Walze mit einem Relief (obere Walze, ohne Bezugszeichen). Die untere Walze ist optional und kann durch eine andere Gegenoberfläche ersetzt werden. Figur 4 zeigt die Oberflächentopographie a) eines Bändchens 2 mit eingebrachtem Muster 6 aus Vertiefungen 3; b) eines gebürsteten Bändchens.

Figur 5 zeigt schematisch eine Vorrichtung 10 beinhaltend einen Draht 2, der eine erste Kontaktfläche 12 mit ei- ner zweiten Kontaktfläche 13 verbindet.

Testmethoden a. Bestimmung der Reliefhöhe und Rauigkeit

Die Bestimmung der Reliefhöhe D als auch der Rauigkeit R _z des Drahtes erfolgte in Anlehnung an die Normen DIN EN ISO 4287 (2010-07) (Definition und Kenngrößen) und DIN EN ISO 4288 (1998-04) (Regeln und Verfahren)., wobei die Reliefhöhe der Walze sowie die Rauigkeit des Drahtes quer zur Walzrichtung bestimmt wurde. Abweichend von der Norm DIN EN ISO 4288 wurde auf Grund der geometrischen Gegebenheiten der Bändchen über eine kürze Einzel- als auch Gesamtmessstrecke gemessen. Als ausreichend lange Einzelmessstrecke wurde mindestens ein Drittel der Bändchen- bzw. der effektiv genutzten Walzenbreite definiert. Es wurde ein Mahr Perthometer PCV mit einer 2 pm großen Diamantspitze verwendet. Die Bestimmung erfolge an mindestens zwei verschiedenen Stellen des Drahtes bzw. der Walze. Die Auswertung der gemessenen Daten erfolgte in Anlehnung an die DIN EN ISO 4287 mit dem Programm MahrSurface XCR20 VI.20-4. b. Bestimmung der Querschnittsfläche eines Drahtes oder Bändchens

Zur Bestimmung der Querschnittsfläche wurde ein metallografischer Schliff angefertigt und mit Hilfe eines optischen Mikroskops ausgemessen.

Beispiele

Die Erfindung wird im Folgenden durch Beispiele weiter illustriert. Die Erfindung ist nicht auf die Beispiele und darin gezeigte Merkmalskombinationen oder Parameter beschränkt.

1. Herstellen von Kupferbändchen

Als Ausgangmaterial wurden Kupfemmddrähte mit einem Durchmesser von 0,78 mm und einer Reinheit von 99,98 Gew.% Cu verwendet. Die Drähte wurden durch eine Umformanlage mit zwei Walzen aus Hartmetall in der in Figur 3 skizzierten Anordnung geführt. Die Walze Nr. 1 (in der Figur unten) war ein glatter Zylinder mit einem Durchmesser von 96 mm. Die Walze Nr. 2 (in der Figur oben) hatte ebenfalls eine zylindrische Grundform mit einem Durchmesser von 96 mm. Im Falle der umgeformten Drähte (1) - (3) wies die Oberfläche der Walze Nr. 2 ein Relief mit einer Reliefhöhe D (D _max ) auf. Im Falle der umgeformten Drähte (A) und (B) war die Oberfläche der Walze Nr. 2 glatt und wies keinerlei Reliefstruktur auf. Die Drähte wurden zwischen den gegenläufig, aber in Transportrichtung der Drähte, rotierenden Walzen Nr. 1 und Nr. 2 hindurchgeführt. Die Walzen Nr. 1 und Nr. 2 wiesen zwischen sich einen Walzspalt S auf. Dieser wurde als kürzeste Entfernung zwischen der Oberfläche von Walze Nr. 1 und der Oberfläche der zylindrischen Grundform von Walze Nr. 2, also an einer Stelle ohne Relief, eingestellt und bestimmt. Die Auslaufgeschwindigkeit der Drähte in Transportrichtung war identisch mit der Rotationsgeschwindigkeit v der Walzen an der Kontaktfläche mit dem Draht. Als Walzöl wurde ein schnell verflüchtigendes Walzöl B-Clean 62S verwendet. Nach dem Walzschritt, wurden die umgeformten Drähte (1) - (3) und (A) und (B) in einem 2,5 m langen Durchlaufofen bei einer Durchlaufgeschwindigkeit von 10 m/min und einer Glühtemperatur T _G von 650°C in einer Wasserstoffatmosphäre geglüht. Nach dem Glühen wurden die umgeformten Drähte an Umgebungstemperatur abgekühlt. Die umgeformten Vergleichsdrähte (A) und (B) wurden nach dem Glühprozess gemäß den Kenndaten in Tabelle 2 gebürstet. Die Kenndaten der umgeformten Drähte (1) - (3) sind in Tabelle 1 angegeben.

Tabelle 1

Tabelle 2 . Beurteilung der Qualität der umgeformten Drähte

Die Qualität der umgeformten Drähte wurde einerseits optisch in Hinblick auf unerwünschte Rückstände auf der Oberfläche mit Hilfe von Rasterelektronenmikroskop-Aufnahmen beurteilt:

+: keine Rückstände, -: wenig Rückstände, - - : viel Rückstände Im nächsten Schritt wurde das Verhalten der umgeformten Drähte beim Laserbonden in Hinblick auf eventuell auftretendes Spritzverhalten untersucht. Hierzu wurden die umgeformten Drähte in identisch aufgebauten elektronischen Komponenten unter den gleichen Einstellungen des Laserbonders gebondet. Auftretende Spritzer wurden mit Hilfe eines optischen Mikroskops ausgezählt: +: keine Spritzer, wenig Spritzer, - viele Spritzer.

Es wurde beobachtet, dass die gebürsteten, umgeformten Drähte (A) und (B) Rückstände auf der Oberfläche zeigten. Dabei wurden im Falle der größer eingebrachten Vertiefungen mehr Rückstände auf der Oberfläche identifiziert. Diese Rückstände führten zu Spritzverhalten der gebürsteten, umgeformten Drähte (A) und (B) beim Laserbondprozess. Hingegen konnten keine Rückstände auf den Oberflächen der umgeformten Drähte (1) - (3) festgestellt werden.

Die umgeformten Drähte (1) und (2) mit einer Rauigkeit von R _z kleiner als 9 pm zeigten kein Spritzverhalten im Laserbondprozess. Hingegen zeigte der umgeformte (3) mit einer erhöhten Rauigkeit von R _z von 18,6 pm ein deutliches Spritzverhalten im Laserbondprozess.

Bezugszeichenliste

1 Drahtvorläufer

2 Draht

3 Vertiefung

4 Walze

5 Oberfläche der Walze

6 Relief

7 Erste Seite

8 Weitere Seite

10 Vorrichtung

11 Substrat

12 Erste Kontaktfläche

D Höhenunterschied

QE Querschnittsebene

QA Querschnittsfläche

L Länge

L1, L2 Linie

ALI, A _L 2 Abschnitt