JP2002252242A - 絶縁被覆ボンディングワイヤー - Google Patents

絶縁被覆ボンディングワイヤー

Info

Publication number
JP2002252242A
JP2002252242A JP2001051894A JP2001051894A JP2002252242A JP 2002252242 A JP2002252242 A JP 2002252242A JP 2001051894 A JP2001051894 A JP 2001051894A JP 2001051894 A JP2001051894 A JP 2001051894A JP 2002252242 A JP2002252242 A JP 2002252242A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bonding
wire
insulation
resin
dyn
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001051894A
Other languages
English (en)
Inventor
Shingo Kaimori
信吾 改森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP2001051894A priority Critical patent/JP2002252242A/ja
Publication of JP2002252242A publication Critical patent/JP2002252242A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/43—Manufacturing methods
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/43—Manufacturing methods
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/4501—Shape
    • H01L2224/45012—Cross-sectional shape
    • H01L2224/45015—Cross-sectional shape being circular
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/45099—Material
    • H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45117—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 400°C and less than 950°C
    • H01L2224/45124—Aluminium (Al) as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/45099—Material
    • H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/45144—Gold (Au) as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4554—Coating
    • H01L2224/45565—Single coating layer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4554—Coating
    • H01L2224/45599—Material
    • H01L2224/456—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45663—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than 1550°C
    • H01L2224/45669—Platinum (Pt) as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4554—Coating
    • H01L2224/45599—Material
    • H01L2224/4569—Material with a principal constituent of the material being a polymer, e.g. polyester, phenolic based polymer, epoxy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/00011—Not relevant to the scope of the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/00014—Technical content checked by a classifier the subject-matter covered by the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group, being disclosed without further technical details
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01004—Beryllium [Be]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01006—Carbon [C]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01013—Aluminum [Al]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01033—Arsenic [As]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01079—Gold [Au]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01082—Lead [Pb]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/013—Alloys
    • H01L2924/014—Solder alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/14—Integrated circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/19—Details of hybrid assemblies other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/1901—Structure
    • H01L2924/1904—Component type
    • H01L2924/19043—Component type being a resistor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/20—Parameters
    • H01L2924/207—Diameter ranges
    • H01L2924/20751—Diameter ranges larger or equal to 10 microns less than 20 microns
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/20—Parameters
    • H01L2924/207—Diameter ranges
    • H01L2924/20752—Diameter ranges larger or equal to 20 microns less than 30 microns
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/20—Parameters
    • H01L2924/207—Diameter ranges
    • H01L2924/20753—Diameter ranges larger or equal to 30 microns less than 40 microns
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/20—Parameters
    • H01L2924/207—Diameter ranges
    • H01L2924/20754—Diameter ranges larger or equal to 40 microns less than 50 microns
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/20—Parameters
    • H01L2924/207—Diameter ranges
    • H01L2924/20755—Diameter ranges larger or equal to 50 microns less than 60 microns

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板温度 ２００℃、パッドピッチ(隣接１
STボンディング間隔)１００μｍといった悪ボンディン
グ条件でも良好に接合できるボンディングワイヤーを得
る。 【解決手段】 0.2%耐力が220MＰa以上の金ワイヤ
ーを芯線として使用した絶縁被覆ボンディングワイヤ
ー。また、0.2%耐力が250MＰa以上の金ワイヤーを芯ワ
イヤーとして使用した絶縁被覆ボンディングワイヤーで
あれば、更に、接合性が良好であり、180℃での貯蔵弾
性率が5x105dyn/cm2以上、260℃の貯蔵弾性率が1x104dy
n/cm2以下の特性を有する樹脂を、絶縁被覆材料として
使用すれば、接合性が、更により良好であり、かつ、樹
脂封止による導通の心配もない。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、集積回路素子（I
C、LSI、トランジスタ等）上の電極と、回路配線基板
（リードフレーム、セラミックス基板、プリント基板
等）の導体配線とを接続する絶縁被覆ボンディングワイ
ヤーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】集積回路素子と回路配線基盤との接続法
としては、ボールボンディング法、ウェッヂボンディン
グ法、半田接続法、抵抗溶接法等が行われているが、そ
の中でも金細線のボンディングワイヤーを用いたボール
ボンディング法、及びアルミ細線、金細線を用いたウェ
ッヂボンディング法が一般的である。ボールボンディン
グ法には高速ボンディングが可能、ウェッヂボンディン
グ法には低ループ化が可能、ファインピッチボンディン
グに好適等の長所が有る。
【０００３】一般的なボールボンディング法のプロセス
とは以下のとおりである。移動自在なキャピラリー（以
下「ボンディングツール」という）にガイドされたワイ
ヤの先端にボールを形成した後、第１ボンディング点で
ある集積回路素子上の電極に、超音波を印加しつつ前記
ボールを押圧して接合を形成する（ボールボンディン
グ）。その後ワイヤーを引き出しながら、ボンディング
ツールを第２ボンディング点である回路配線基板の電極
に移動して、同様に接続する（ウェッヂボンディング。
このときボールの形成は無い）。接続後、キャピラリー
を上昇させワイヤーをクランプで引っぱることによりワ
イヤを切断する。
【０００４】一般的なウェッヂボンディング法のプロセ
スは、第２ボンディング点のみならず第１ボンディング
点でもボールの形成をしないでウェッヂボンディングで
接合するものであり、ボンディングツールの形状がボー
ルボンディング法とは違っている。
【０００５】最近、裸線のボンディングワイヤーに於い
て、次に述べるように、接触短絡が問題になった。 （１）半導体パッケージが高集積化すると、これらのパ
ッケージに接続するために必要なワイヤーの配線本数が
多くなる（以下「多ワイヤー配線化」という）。そのた
め、隣接ボンディングワイヤー間隔は狭くなるととも
に、配線されるワイヤーはより長いものが必要になり、
その結果、樹脂封止時などに隣接ワイヤー同志が接触短
絡する危険性が増した。 （２）「チップサイズパッケージ」では、実装面積を小
さくするのに、低ループ・短ワイヤー配線が要求され、
ワイヤーと素子が接触短絡する危険性が増した。 （３）「積層チップパッケージ」では、実装面積を小さ
くした結果、下層チップと基板とを配線するワイヤー
が、上層チップと基板とを配線するワイヤーと接触短絡
する危険性が増した。 以上のような接触短絡の危険性を防止するために、絶縁
性高分子材料で被覆したボンディングワイヤー（絶縁被
覆ボンディングワイヤーという）が開発された。絶縁被
覆ボンディングワイヤーを使用すれば、半導体パッケー
ジの製造歩留まりの向上が図れ、相互に交差接触しても
短絡しないのでパッケージ設計の自由度を大幅に増すこ
とが出来る。また、基板の共通化が可能となり、基板の
低コスト化が可能となる。
【０００６】絶縁被覆ボンディングワイヤーを用いて
も、ボールボンディングの場合は、放電によるボール形
成の際に、高分子皮膜が加熱昇華し、ボール表面に残ら
ないため、ベアワイヤーと同じ接合性が得られる。しか
し、ウェッヂボンディングの場合は、絶縁被覆の破壊を
ワイヤー変形（変形に追従できなくなった皮膜が破
断）、超音波振動、熱分解によって行うが、接合界面に
被覆の一部が残存し、ベアワイヤーと同様の接合性が得
られないことがある。
【０００７】接合条件が比較的良い場合、すなわち、基
板温度が高温で、接合面積がそれほど小さくない場合
は、好適被覆樹脂の採用、好適ボンディングツール形状
の採用、好適ボンディング方法の採用により接合性を大
きく改善することが可能である（特開2000-216189号公
報、特開2000-216190号公報参照）。特にボンディング
方法として、ツール先端がワイヤーを捉える前から超音
波を印加する「超音波前発振法」の採用による接合性向
上の効果は大きい。「超音波前発振法」では、ツールが
ワイヤーを基板に擦り付け、被覆を剥離、芯ワイヤーを
剥き出して接合を行うため良好な接合性を得ることが出
来る（特開2000-216190号公報参照）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】半導体パッケージの多
様化に伴い、耐熱性があまり高くない素子や、プリント
基板が使用される割合が増えており、基板温度を、従来
の例えば２５０℃といった高い温度にできず、基板温度
が２００℃程度でも、良好な接合性が要求される場合が
増えてきた。また、半導体パッケージの高集積化に伴う
多ワイヤー配線化により、ピッチが１００μｍ以下と細
かくなり、小面積での接合の必要性も更に増してきた。
これらの悪ボンディング条件でも良好な接合性を得るに
は、ボンディングワイヤーの単位面積あたりの接合力を
更に向上させる必要がある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述のような
悪ボンディング条件でも良好な接合性を得るボンディン
グワイヤーを提供することを目的とするもので、 0.2%
耐力（JISZ２２４１に基づく）が220MＰa以上の金ワイ
ヤーを芯ワイヤーとして使用することを特徴とする脂絶
縁被覆ボンディングワイヤーにより該目的を達成するも
のである。本発明のボンディングワイヤーにあっては、
0.2%耐力（JISZ２２４１に基づく）が250MPa以上の金ワ
イヤーを、芯ワイヤーとして使用することが、より好ま
しく、加えて、絶縁被覆材料として、180℃での貯蔵弾
性率が5x105dyn/cm2以上、260℃の貯蔵弾性率が1x104dy
n/cm2以下であるポリアミドを使用することが、更に、
より好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】前記の0.2%耐力は、JISZ２２４１
に規定されている試験方法に基づいて測定することがで
き、0.2%の塑性歪みが残留する公称応力（引張り荷重を
最初の断面積で除したもの）のことである。
【００１１】0.2%耐力が大きな芯ワイヤーを利用するこ
とによる接合強度向上は、特開2000-216190号公報に記
載されている超音波前発振法にてボンディングする場合
に特に顕著に表れる。超音波前発振法では、超音波振動
により絶縁被覆ワイヤーを基材に擦り付けて被覆を剥離
する過程と接合に向けてワイヤーが変形する過程が同時
に進行するわけだが、芯ワイヤーの耐力が大きく変形し
にくい場合は、超音波の振動エネルギーが効率良く被覆
剥離に使用されるため好接合性が実現出来るものと推測
される。0.2%耐力が大きなワイヤーであっても、絶縁被
覆の無いベアワイヤーや、熱硬化性樹脂による絶縁被覆
ボンディングワイヤーの場合は、それほど大きな接合強
度向上は見られず、この効果は熱可塑性樹脂絶縁被覆ボ
ンディングワイヤーのとき、顕著にあらわれる。
【００１２】ボンディング時に印加されるエネルギー
（基板熱・超音波エネルギー・ボンディングツール押し
圧）により軟化・流動化する熱可塑性樹脂を絶縁被覆材
料に用いると、0.2%耐力の大きい芯ワイヤーを使用する
ことによる被覆剥離能向上を最大限に活かすことが出来
る。
【００１３】ボンディング時に印加されるエネルギー
（基板熱・超音波エネルギー・ボンディングツール押し
圧）の、樹脂の軟化・流動化への効果を定量的に把握す
ることは困難である。しかし、発明者が、ワイヤーの接
合性、機械物性：貯蔵弾性率、基板温度の相関を調査し
た結果、「基板温度より6０℃高い温度」での貯蔵弾性
率が1x104dyn/cm2以下の熱可塑性被覆材を使用したとき
に、0.2%耐力の大きい芯ワイヤーを使用したボンディン
グワイヤーの接合性が、特に良好であることが分かっ
た。温度が高温になるほど樹脂の貯蔵弾性率は小さくな
るので、「絶縁被覆材料の貯蔵弾性率が1x104dyn/cm2以
下となる温度より60℃低い温度」以上の温度に基板温度
を設定すれば良好な接合性が得られると言い換えること
もできる。尚、ここでいう貯蔵弾性率とは、ギャップ間
隔１ｍｍの平行平板にてシート状被覆樹脂を挟み、１Hz
の正弦的歪みを与える際の応力（応答）から得られる動
的複素弾性率の弾性項のことである。
【００１４】ところで、近年、基板温度を200℃以下に
抑えたいという要求が強いが、その場合は、前記の条件
は、「絶縁被覆材料の260℃での貯蔵弾性率が1x104dyn/
cm2以下」ということになる。
【００１５】また、絶縁被覆ボンディングワイヤーを、
ボンディング後に樹脂封止を行うプラスチックパッケー
ジに使用する場合、絶縁被覆ボンディングワイヤーは、
封止するために用いる溶融樹脂の温度に耐えることが求
められる。本発明者の検討の結果、封止のために用いる
溶融樹脂の温度における絶縁被覆材料の貯蔵弾性率が5x
105dyn/cm2以上で有れば、絶縁被覆ボンディングワイヤ
ー同士を接触させた状態で、溶融樹脂を用いて封止して
も、絶縁被覆ボンディングワイヤー同士の短絡は起らな
いことが分かった。現在、樹脂封止としては180℃での
エポキシ樹脂トランスファーモールドが主流である。従
って、180℃での貯蔵弾性率が5x105dyn/cm2以上の絶縁
被覆材料を用いれば、樹脂封止による短絡の心配はない
と言える。
【００１６】以上に述べたことからわかる通り、本発明
の脂絶縁被覆ボンディングワイヤーに於いて、絶縁被覆
材料としては、180℃での貯蔵弾性率が5x105dyn/cm2以
上、260℃の貯蔵弾性率が1x104dyn/cm2以下の特性を有
する樹脂を用いることが好ましいが、そのような樹脂と
しては、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン612、ナイロ
ン610、ナイロン6/66共重合ナイロン等ポリアミド樹脂
の一部、ポリブチレンテレフタレート等ポリエステル樹
脂の一部、ポリカーボネート樹脂の一部等が挙げられ
る。なかでも、ポリアミド樹脂は、耐摩耗性に優れてい
て、ボンディングツール穴内面と、ワイヤー表面との摩
擦により被覆がこそぎ落ちる程度が少なく、良好なルー
ピング性を実現出来るため、特に好ましい。
【００１７】絶縁被覆厚については特に限定する必要は
ないし、芯ワイヤーの線径に大きく依存するものである
が０．１μｍ〜３．０μｍ位が好適である。被覆厚が
０．１μｍ以下であると良好な皮膜を均一に形成するの
が困難となり、３．０μｍ以上であるとボンディング時
の被覆材料の影響が大きいためにボンディング不良頻度
が大きくなる。被覆厚を０．３〜１．５μｍ程度に設計
すると良好なボンディング性、均一かつ良好な皮膜形成
性が安定して確保出来るためにさらに好適である。ま
た、芯ワイヤーの線径も、特に限定する必要はないが、
通常、一般的に使用されている１５μｍ〜５０μｍのも
のが使用できる。
【００１８】
【実施例】直径が２５μｍで、0.2％耐力の異なる４種
類の金ワイヤーを芯ワイヤーとして使用し、それぞれ
に、被覆厚０．６μｍで、ナイロン６６を被覆した絶縁
被覆ボンディングワイヤーについて、基板温度２００
℃、パッドピッチ(隣接１STボンディング間隔)１００μ
ｍ、というボンディング条件で、超音波前発振法にてボ
ンディングを行い、接合強度を比較検討した。ボンディ
ングの対象は、パッドピッチ(隣接１STボンディング間
隔)１００μｍという細かいものであるが、先端の直径
が１３０μｍのボンディングツールを用いることで、小
面積接合を達成した。
【００１９】ここで、ウェッヂボンディングに於いて、
絶縁被覆ボンディングワイヤーのボンド点の真際をフッ
クで引っ掛けて、上方に０．５ｍｍ/秒の速度で引っ張
った際の破断強度を接合強度とした。そして、２０点測
定して、その測定結果が、最低でも、２ｇ以上の場合を
良好な接合性の基準とした。接合強度の測定結果は表１
に示した通りで、比較例１、比較例２のように、0.2％
耐力が２２０ＭＰａに満たない金ワイヤーを芯ワイヤー
として使用したものは、接合性が良くなかったが、実施
例２の如く、0.2％耐力が２２０ＭＰａ以上の金ワイヤ
ーを芯ワイヤーとして使用したものは、接合性が良好で
あり、実施例２の如く、0.2％耐力が250ＭＰａ以上の金
ワイヤーを芯ワイヤーとして使用したものは、更に、接
合性が良好であった。
【００２０】
【表１】
【００２１】次に、直径２５μｍで、0.2％耐力250ＭＰ
ａの金ワイヤー（ＮＬ５−ＳＨ）を芯ワイヤーとして使
用し、これに、被覆厚０．６μｍで、種々のナイロン
を、次に述べる方法により被覆した絶縁被覆ボンディン
グワイヤーを作製した。 ＜ナイロン樹脂被覆ボンディングワイヤーの作製方法＞
ナイロン樹脂を溶剤に溶かしたナイロンワニスを使用。
固形分は４％。サプライリールから線速８０ｍ／分で供
給される直径２５μｍの金ワイヤーの表面にナイロンワ
ニスを塗布し、加熱炉２４０度で溶剤蒸発、皮膜形成す
る。溶液の塗布は定量的に溶液が供給されるフェルト間
に線を通すことにより行う。そして、前記実施例１、実
施例２、比較例１、比較例２のときと同じ条件で、ボン
ディングを行い、接合性と１80℃の溶融エポキシ樹脂
で、樹脂封止したときの絶縁被覆ボンディングワイヤー
線間の導通のチェックを行い、結果を表２に示した。な
お、導通のチェックは、次のようにして行った。撚り合
わせた２本の絶縁被覆ワイヤーを、片端を外に出した状
態で、上部が開いた金属製の容器の中に固定し、その上
から180℃の溶融エポキシ樹脂を流し込んで、撚り合わ
せた２本の絶縁被覆ワイヤーを封止した後に２線間の導
通を調べる。
【００２２】
【表２】
【００２３】表２からわかる通り、２６０℃の貯蔵弾性
率が１．７×１０6dyn/cm2 の実施例５の場合は、最低
接合強度が２．３ｇで、やや低めだが、一応、接合性良
好と判断される。その他、実施例１、実施例３、実施例
４はいずれも接合性良好である。
【００２４】また、１８０℃の貯蔵弾性率が１．３×１
０3 dyn/cm2 のナイロン６／６６／１２共重合を被覆
材料に用いた実施例４の場合は、１５／２０の導通があ
るが、180℃での貯蔵弾性率が5x105dyn/cm2以上の被覆
材料を用いた実施例１、実施例３、実施例５の場合は、
いずれも、導通チェック結果０／２０で、樹脂封止によ
る導通の心配は全くないことがわかる。
【００２５】
【発明の効果】以上に述べた通り、0.2%耐力が220MＰa
以上の金ワイヤーを芯ワイヤーとして使用した絶縁被覆
ボンディングワイヤーであれば、超音波前発振法による
ボンディングにより、基板温度 ２００℃、パッドピッ
チ(隣接１STボンディング間隔)１００μｍといった悪ボ
ンディング条件でも良好な接合性が得られる。また、0.
2%耐力が250MＰa以上の金ワイヤーを芯ワイヤーとして
使用した絶縁被覆ボンディングワイヤーであれば、更
に、接合性が良好であり、180℃での貯蔵弾性率が5x105
dyn/cm2以上、260℃の貯蔵弾性率が1x104dyn/cm2以下の
特性を有する樹脂を、絶縁被覆材料として使用すれば、
接合性が、更により良好であり、かつ、樹脂封止による
導通の心配もない。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 芯ワイヤーとして、0.2%耐力が220MPa以
    上の金ワイヤーを使用したことを特徴とする絶縁被覆ボ
    ンディングワイヤー。
  2. 【請求項２】 芯ワイヤーとして、0.2%耐力が250MPa以
    上の金ワイヤーを使用したことを特徴とする絶縁被覆ボ
    ンディングワイヤー。
  3. 【請求項３】 180℃での貯蔵弾性率が5x105dyn/cm2以
    上、260℃の貯蔵弾性率が1x104dyn/cm2以下であるポリ
    アミドを被覆材料としたことを特徴とする請求項２に記
    載の絶縁被覆ボンディングワイヤー。
JP2001051894A 2001-02-27 2001-02-27 絶縁被覆ボンディングワイヤー Pending JP2002252242A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001051894A JP2002252242A (ja) 2001-02-27 2001-02-27 絶縁被覆ボンディングワイヤー

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001051894A JP2002252242A (ja) 2001-02-27 2001-02-27 絶縁被覆ボンディングワイヤー

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002252242A true JP2002252242A (ja) 2002-09-06

Family

ID=18912609

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001051894A Pending JP2002252242A (ja) 2001-02-27 2001-02-27 絶縁被覆ボンディングワイヤー

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002252242A (ja)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100507584B1 (ko) 반도체 장치, 반도체칩 탑재용 기판, 이들의 제조법,접착제, 및 양면 접착 필름
JPH11510649A (ja) 接着剤接合した電子デバイス用の変形可能な基板アセンブリ
US6331119B1 (en) Conductive adhesive having a palladium matrix interface between two metal surfaces
KR20000063759A (ko) 비솔더 플립 칩 본딩용 고신뢰성 비전도성 접착제 및 이를이용한 플립 칩 본딩 방법
US9082706B2 (en) Semiconductor device with a semiconductor chip and electrical connecting elements to a conductor structure
US6759597B1 (en) Wire bonding to dual metal covered pad surfaces
US6259155B1 (en) Polymer enhanced column grid array
JP2007504648A (ja) 絶縁ワイヤのワイヤボンディング及びワイヤボンディングに用いるキャピラリ
US6854637B2 (en) Wirebonding insulated wire
TW200532751A (en) Semiconductor device and multilayer substrate therefor
EP1367644A1 (en) Semiconductor electronic device and method of manufacturing thereof
JP2002252242A (ja) 絶縁被覆ボンディングワイヤー
US20220230944A1 (en) Configurable leaded package
JP4197026B2 (ja) マルチチップ実装方法
JPH0353536A (ja) 導体のボンディング方法
JP3508478B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP4595981B2 (ja) 接続部材および該接続部材を用いた電極の接続構造並びに接続方法
JP2000223534A (ja) 半導体実装装置及び半導体チップの実装方法
JPH10163254A (ja) 回路板
CN101872754B (zh) 焊线接合结构、强化焊线接合的方法及半导体封装构造的制造方法
JP2008219052A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH03208355A (ja) 半導体装置及びその製造方法
Han et al. High reliable wire bonding technology in microwave module packaging
JP2001308230A (ja) 半導体装置
JP2000216189A (ja) 絶縁被覆ボンディングワイヤ

Legal Events

Date Code Title Description
RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20050603