JP2012231034A - Bonding wire and printed circuit board and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ボンディングワイヤ、並びに、プリント回路板およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a bonding wire, a printed circuit board, and a manufacturing method thereof.
半導体チップなどの半導体素子とプリント配線基板とを接続するにあたって、ワイヤボンディング方式による接続方式が用いられている。
この接続方法で使用されるボンディングワイヤの材料としては、従来、金が用いられることが多かった。しかし、近年の金価格の上昇に伴い、半導体組立工程におけるコスト負担が非常に大きなものとなってきている。
一方、銅は金に比較して酸化されやすくボンディングワイヤには不向きであるとの見解が一般的であったが、近年金と同等のボンダビリティを有する銅ボンディングワイヤが実用化されてきている。金と比較して銅は価格が安価で経済性が高く、電気特性は良好であるものの銅イオンのマイグレーションなどが発生しやすく、ワイヤ間の絶縁信頼性が金と比較して不十分であるケースが多かった。
In connecting a semiconductor element such as a semiconductor chip and a printed wiring board, a connection method using a wire bonding method is used.
Conventionally, gold is often used as a material for bonding wires used in this connection method. However, with the recent increase in gold prices, the cost burden in the semiconductor assembly process has become very large.
On the other hand, the general view is that copper is easily oxidized compared to gold and is not suitable for bonding wires, but copper bonding wires having bondability equivalent to gold have been put into practical use in recent years. Cases where copper is cheaper and more economical than gold and has good electrical properties but good electrical properties, but copper ion migration is likely to occur, and insulation reliability between wires is insufficient compared to gold There were many.
銅または銅合金の配線間またはワイヤ間の絶縁性を阻害する要因の一つとしては、いわゆる銅イオンのマイグレーションが知られている。これは、配線回路間やボンディングワイヤ間などで電位差が生じると水分の存在により配線を構成する銅がイオン化し、溶出した銅イオンが隣接する配線に移動する現象である。このような現象によって、溶出した銅イオンが時間と共に還元されて銅化合物となってデンドライト（樹枝状晶）状に成長し、結果として配線間またはワイヤ間を短絡してしまう。 As one of the factors that hinder the insulation between copper or copper alloy wires or wires, so-called migration of copper ions is known. This is a phenomenon in which when a potential difference occurs between wiring circuits or bonding wires, the copper constituting the wiring is ionized due to the presence of moisture, and the eluted copper ions move to the adjacent wiring. Due to such a phenomenon, the eluted copper ions are reduced with time to become a copper compound and grow into a dendrite (dendritic crystal) shape, resulting in a short circuit between wirings or wires.
このような銅イオンのマイグレーションを防止する方法として、ベンゾトリアゾール、イミダゾール、トリトリアゾール、またはメチルチアゾールを使用したマイグレーション抑制層を形成する技術が提案されている（特許文献１および２）。より具体的には、これらの文献においては、配線基板上に銅イオンのマイグレーションを抑制するための層を形成し、配線間の絶縁信頼性の向上を目指している。 As a method for preventing such migration of copper ions, techniques for forming a migration suppression layer using benzotriazole, imidazole, tritriazole, or methylthiazole have been proposed (Patent Documents 1 and 2). More specifically, in these documents, a layer for suppressing migration of copper ions is formed on a wiring substrate, and the insulation reliability between wirings is improved.
一方、上述したように、近年、配線の微細化が急激に進んでおり、銅または銅合金のボンディングワイヤ間の絶縁信頼性についてより一層の向上が要求されている。
本発明者らは、特許文献１および２に記載されるベンゾトリアゾール、イミダゾール、トリトリアゾール、またはメチルチアゾールを用いたマイグレーション抑制層を用いて銅または銅合金のボンディングワイヤの絶縁信頼性について検討を行ったところ、そのマイグレーション抑制層の効果は小さく、昨今要求されるレベルを満たすように更なる改良が必要であった。
On the other hand, as described above, in recent years, the miniaturization of wiring has been rapidly progressed, and further improvement in insulation reliability between bonding wires of copper or copper alloy is required.
The present inventors examined the insulation reliability of copper or copper alloy bonding wires using a migration suppression layer using benzotriazole, imidazole, tritriazole, or methylthiazole described in
本発明は、上記実情に鑑みて、デンドライトなどの発生が抑制された、絶縁信頼性に優れた半導体素子用のボンディングワイヤ、および、該ボンディングワイヤを用いたプリント回路板およびその製造方法を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, the present invention provides a bonding wire for a semiconductor element excellent in insulation reliability in which generation of dendrites and the like is suppressed, a printed circuit board using the bonding wire, and a method for manufacturing the same. For the purpose.
本発明者らは、鋭意検討した結果、以下の構成により上記課題を解決できることを見出した。 As a result of intensive studies, the present inventors have found that the above problem can be solved by the following configuration.
（１） 銅または銅合金のワイヤと、該ワイヤ表面上を被覆する１，２，３−トリアゾールおよび／または１，２，４−トリアゾールを含む銅イオン拡散抑制層と、を備える半導体素子用のボンディングワイヤ。
（２） 該１，２，３−トリアゾールおよび１，２，４−トリアゾールの付着量が５×１０-9ｇ／ｍｍ2以上である、（１）に記載の半導体素子用のボンディングワイヤ。
(1) For a semiconductor device comprising: a copper or copper alloy wire; and a copper ion diffusion suppressing layer containing 1,2,3-triazole and / or 1,2,4-triazole covering the surface of the wire Bonding wire.
(2) The bonding wire for a semiconductor element according to (1), wherein the adhesion amount of the 1,2,3-triazole and 1,2,4-triazole is 5 × 10 −9 g / mm 2 or more.
（３） 基板と、該基板上に配置される電極と、該基板上に搭載される半導体素子とを備え、（１）または（２）に記載の半導体素子用のボンディングワイヤによって、該電極と該半導体素子とが電気的に接続された、プリント回路板。
（４） 該半導体素子および該ボンディングワイヤが樹脂封止される、（３）に記載のプリント回路板。
(3) A substrate, an electrode disposed on the substrate, and a semiconductor element mounted on the substrate, and the bonding wire for the semiconductor element according to (1) or (2), A printed circuit board electrically connected to the semiconductor element.
(4) The printed circuit board according to (3), wherein the semiconductor element and the bonding wire are resin-sealed.
（５） 基板と、該基板上に配置される電極と、該基板上に搭載される半導体素子とを備え、銅または銅合金のワイヤによって該電極と該半導体素子とが電気的に接続されたプリント回路板と、１，２，３−トリアゾールおよび／または１，２，４−トリアゾールを含む処理液とを接触させ、その後該プリント回路板を溶剤で洗浄して、該ワイヤ表面上を１，２，３−トリアゾールおよび／または１，２，４−トリアゾールを含む銅イオン拡散抑制層で被覆する層形成工程とを備える、（３）に記載のプリント回路板の製造方法。
（６） 該層形成工程の後に、得られたプリント回路板を加熱乾燥する工程を備える、（５）に記載のプリント回路板の製造方法。
(5) A substrate, an electrode disposed on the substrate, and a semiconductor element mounted on the substrate are provided, and the electrode and the semiconductor element are electrically connected by a copper or copper alloy wire. Contacting the printed circuit board with a treatment solution containing 1,2,3-triazole and / or 1,2,4-triazole, and then washing the printed circuit board with a solvent, And a layer forming step of covering with a copper ion diffusion suppressing layer containing 2,3-triazole and / or 1,2,4-triazole.
(6) The method for producing a printed circuit board according to (5), comprising a step of heating and drying the obtained printed circuit board after the layer forming step.
本発明によれば、デンドライトなどの発生が抑制された、絶縁信頼性に優れた半導体素子用のボンディングワイヤ、および、該ボンディングワイヤを用いたプリント回路板およびその製造方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, generation | occurrence | production of a dendrite etc. was suppressed, the bonding wire for semiconductor elements excellent in insulation reliability, the printed circuit board using this bonding wire, and its manufacturing method can be provided.
以下に、本発明の半導体素子用のボンディングワイヤ、並びに、該ボンディングワイヤを用いたプリント回路板およびその製造方法について説明する。
なお、本明細書においては、プリント配線板は、基板上に接続用の電極および／または金属配線（導体配線）を有する板と定義し、プリント回路板はプリント配線板に半導体素子を搭載・接続した板と定義する。
Below, the bonding wire for semiconductor elements of this invention, the printed circuit board using this bonding wire, and its manufacturing method are demonstrated.
In this specification, a printed wiring board is defined as a board having electrodes for connection and / or metal wiring (conductor wiring) on a substrate, and a printed circuit board has a semiconductor element mounted and connected to the printed wiring board. It is defined as a finished board.
本発明の特徴点の一つとしては、銅または銅合金のワイヤを１，２，３−トリアゾールおよび／または１，２，４−トリアゾールなどのアゾール化合物を含む銅イオン拡散抑制層で被覆した点が挙げられる。該銅イオン拡散抑制層を形成することにより、ワイヤ間の銅イオンのマイグレーションが抑制される。 One of the features of the present invention is that a copper or copper alloy wire is coated with a copper ion diffusion suppressing layer containing an azole compound such as 1,2,3-triazole and / or 1,2,4-triazole. Is mentioned. By forming the copper ion diffusion suppression layer, migration of copper ions between wires is suppressed.
また、本発明の他の特徴点としては、銅または銅合金のワイヤを、１，２，３−トリアゾールおよび／または１，２，４−トリアゾールなどのアゾール化合物を含む処理液に接触させた後、さらに洗浄を行う点が挙げられる。
本発明者らは、ワイヤボンディングが接触する基板または半導体素子上にアゾール化合物が残存していると、基板の上に設けられるモールド樹脂と基板との間で密着不良などが発生しやすく、短絡の原因となることを見出している。
また、上記アゾール化合物以外のベンゾトリアゾール等のアゾール化合物を接触させた後に洗浄を行うと、銅または銅合金配線上のアゾール化合物も同時に除去されてしまい、所望の効果が発現されない。さらに、エッチング剤等の銅を溶解する成分を含んだ処理液を使用して、アゾール化合物と銅または銅合金配線とを接触させると、配線上にアゾール化合物と銅イオンとの錯体を含む皮膜が出来てしまい、マイグレーションを抑制する効果を発現できない。
上記知見を基にして検討を行った結果、本発明のような処理を施すことにより、基板または半導体素子上のアゾール化合物を除去しつつ、銅イオンのマイグレーションを抑制できる銅イオン拡散抑制層を銅または銅合金のワイヤ上に形成できることを見出している。
まず、半導体素子用のボンディングワイヤについて詳述する。
Further, as another feature of the present invention, the copper or copper alloy wire is brought into contact with a treatment liquid containing an azole compound such as 1,2,3-triazole and / or 1,2,4-triazole. Further, the point of washing is mentioned.
When the azole compound remains on the substrate or the semiconductor element in contact with the wire bonding, the present inventors are liable to cause poor adhesion between the mold resin provided on the substrate and the substrate, and the short circuit It has been found to be the cause.
Moreover, when it wash | cleans after contacting azole compounds, such as benzotriazole other than the said azole compound, the azole compound on copper or copper alloy wiring will also be removed simultaneously, and a desired effect will not be expressed. Furthermore, when a treatment liquid containing a component that dissolves copper such as an etchant is used to bring the azole compound into contact with the copper or copper alloy wiring, a film containing a complex of the azole compound and copper ions is formed on the wiring. It is possible to produce the effect of suppressing migration.
As a result of the examination based on the above knowledge, a copper ion diffusion suppression layer capable of suppressing the migration of copper ions while removing the azole compound on the substrate or the semiconductor element by performing the treatment as in the present invention is formed by copper. It has also been found that it can be formed on a copper alloy wire.
First, a bonding wire for a semiconductor element will be described in detail.
［半導体素子用のボンディングワイヤ］
本発明の半導体素子用のボンディングワイヤ（被覆ボンディングワイヤ）は、銅または銅合金のワイヤと、該ワイヤ表面上を被覆する１，２，３−トリアゾールおよび／または１，２，４−トリアゾールを含む銅イオン拡散抑制層とを有し、後述する基板上の電極と、基板上に搭載される半導体素子のボンディングパッドとを電気的に接続するワイヤである。該銅イオン拡散抑制層が形成されることにより、銅イオンのマイグレーションが抑制される。
[Bonding wire for semiconductor elements]
A bonding wire (covered bonding wire) for a semiconductor element of the present invention includes a copper or copper alloy wire and 1,2,3-triazole and / or 1,2,4-triazole covering the surface of the wire. The wire has a copper ion diffusion suppression layer and electrically connects an electrode on a substrate, which will be described later, and a bonding pad of a semiconductor element mounted on the substrate. By forming the copper ion diffusion suppression layer, migration of copper ions is suppressed.
（ワイヤ）
本発明の半導体素子用のボンディングワイヤのワイヤ（金属細線）の材料は、銅または銅合金である。銅または銅合金で形成されることにより、ワイヤが優れた電気特性を示す。
ワイヤが銅合金で構成される場合、銅以外の含有される金属としては、例えば、銀、錫、パラジウム、金、ニッケル、クロムなどが挙げられる。
(Wire)
The material of the wire (metal thin wire) of the bonding wire for the semiconductor element of the present invention is copper or a copper alloy. By being formed of copper or copper alloy, the wire exhibits excellent electrical properties.
When the wire is composed of a copper alloy, examples of the metal contained other than copper include silver, tin, palladium, gold, nickel, and chromium.
ワイヤの材料は安価で導電性の高い銅キャピラリーであることが好ましく、具体的にはＣｕＰＲＡおよびＣｕＰＲＡｐｌｕｓ（何れもKulicke&Soffa社）などが挙げられる。 The material of the wire is preferably an inexpensive and highly conductive copper capillary, and specific examples thereof include CuPRA and CuPRAplus (both from Kulicke & Soffa).
（銅イオン拡散抑制層）
本発明の半導体素子用のボンディングワイヤ中の銅イオン拡散抑制層は、１，２，３−トリアゾールおよび／または１，２，４−トリアゾール（以後、両者の総称としてアゾール化合物とも称する）を含む層である。
(Copper ion diffusion suppression layer)
The copper ion diffusion suppressing layer in the bonding wire for a semiconductor element of the present invention is a layer containing 1,2,3-triazole and / or 1,2,4-triazole (hereinafter also referred to as an azole compound as a generic name of both). It is.
アゾール化合物の含有量は、銅イオンのマイグレーションをより抑制できる点から、０．１〜１００質量％であることが好ましく、２０〜１００質量％であることがより好ましく、５０〜９０質量％であることがさらに好ましい。特に、銅イオン拡散抑制層は、実質的にアゾール化合物で構成されていることが好ましい。アゾール化合物の含有量の少なすぎると、銅イオンのマイグレーション抑制効果が低くなる。
なお、実質的にアゾール化合物で構成されているとは、アゾール化合物の含有量が５０質量％以上であることを意味する。
The content of the azole compound is preferably 0.1 to 100% by mass, more preferably 20 to 100% by mass, and 50 to 90% by mass from the viewpoint that migration of copper ions can be further suppressed. More preferably. In particular, the copper ion diffusion suppressing layer is preferably substantially composed of an azole compound. When there is too little content of an azole compound, the migration inhibitory effect of a copper ion will become low.
In addition, being substantially comprised with an azole compound means that content of an azole compound is 50 mass% or more.
銅イオン拡散抑制層中には、銅イオンまたは金属銅が実質的に含まれていないことが好ましい。銅イオン拡散抑制層に所定量以上の銅イオンまたは金属銅が含まれていると、本発明の効果に劣る場合がある。 It is preferable that the copper ion diffusion suppression layer is substantially free of copper ions or metallic copper. If the copper ion diffusion suppression layer contains a predetermined amount or more of copper ions or metallic copper, the effect of the present invention may be inferior.
１，２，３−トリアゾールおよび１，２，４−トリアゾールの付着量は、銅イオンのマイグレーションをより抑制できる点から、ワイヤの全表面積に対して、５×１０-9ｇ／ｍｍ2以上であることが好ましく、１×１０-8ｇ／ｍｍ2以上であることがより好ましい。なお、上限については特に制限されないが、製造上の観点から、１×１０-6ｇ／ｍｍ2以下であることが好ましい。
なお、付着量は、公知の方法（例えば、吸光度法）によって測定することができる。具体的には、まず水で被覆ボンディングワイヤに存在する銅イオン拡散抑制層を洗浄する（水による抽出法）。その後、有機酸（例えば、硫酸）によりワイヤ上の銅イオン拡散抑制層を抽出し、吸光度を測定して、液量と塗布面積から付着量を算出する。
The adhesion amount of 1,2,3-triazole and 1,2,4-triazole is 5 × 10 −9 g / mm 2 or more with respect to the total surface area of the wire because migration of copper ions can be further suppressed. It is preferable that it is 1 × 10 −8 g / mm 2 or more. The upper limit is not particularly limited, but is preferably 1 × 10 −6 g / mm 2 or less from the viewpoint of production.
The amount of adhesion can be measured by a known method (for example, an absorbance method). Specifically, the copper ion diffusion suppression layer present on the coated bonding wire is first washed with water (extraction method using water). Thereafter, the copper ion diffusion suppression layer on the wire is extracted with an organic acid (for example, sulfuric acid), the absorbance is measured, and the adhesion amount is calculated from the liquid amount and the coating area.
半導体素子用のワイヤの直径は特に限定されないが、通常、１０〜５００μｍの範囲が好ましく、さらに好ましくは３０〜２００μｍである。 Although the diameter of the wire for semiconductor elements is not specifically limited, Usually, the range of 10-500 micrometers is preferable, More preferably, it is 30-200 micrometers.
［プリント回路板およびその製造方法］
次に、本発明の半導体素子用のボンディングワイヤを有するプリント回路板およびその製造方法について詳述する。
まず、プリント回路板の製造方法について詳述する。
[Printed circuit board and manufacturing method thereof]
Next, a printed circuit board having bonding wires for semiconductor elements according to the present invention and a method for manufacturing the same will be described in detail.
First, a method for manufacturing a printed circuit board will be described in detail.
プリント回路板の製造方法の好適態様としては、層形成工程および乾燥工程を有する態様が挙げられる。
以下に、図面を参照して、各工程で使用される材料、および、工程の手順について説明する。
As a suitable aspect of the manufacturing method of a printed circuit board, the aspect which has a layer formation process and a drying process is mentioned.
Below, with reference to drawings, the material used at each process and the procedure of a process are demonstrated.
［層形成工程］
層形成工程では、基板と、基板上に配置される電極と、基板上に搭載される半導体素子とを備え、銅または銅合金のワイヤによって電極と半導体素子とが電気的に接続されたプリント回路板と、１，２，３−トリアゾールおよび／または１，２，４−トリアゾールを含む処理液とを接触させる（接触工程）。その後、プリント回路板を溶剤（洗浄溶剤）で洗浄して、ワイヤ表面上に１，２，３−トリアゾールおよび／または１，２，４−トリアゾールを含む銅イオン拡散抑制層を形成する（洗浄工程）。該工程によって、ワイヤの表面を覆うように、銅イオン拡散抑制層が形成され、銅イオンのマイグレーションが抑制される。
まず、層形成工程で使用される材料（プリント回路板、処理液、洗浄溶液など）について説明し、その後層形成工程の手順について説明する。
[Layer formation process]
In the layer forming step, a printed circuit including a substrate, an electrode disposed on the substrate, and a semiconductor element mounted on the substrate, and the electrode and the semiconductor element are electrically connected by a copper or copper alloy wire The plate is brought into contact with a treatment liquid containing 1,2,3-triazole and / or 1,2,4-triazole (contacting step). Thereafter, the printed circuit board is cleaned with a solvent (cleaning solvent) to form a copper ion diffusion suppression layer containing 1,2,3-triazole and / or 1,2,4-triazole on the wire surface (cleaning step) ). By this step, a copper ion diffusion suppression layer is formed so as to cover the surface of the wire, and migration of copper ions is suppressed.
First, materials (printed circuit board, processing solution, cleaning solution, etc.) used in the layer forming step will be described, and then the procedure of the layer forming step will be described.
（プリント回路板）
本工程で使用されるプリント回路板は、基板と、基板上に配置される電極と、基板上に搭載される半導体素子とを備え、銅または銅合金のワイヤによって電極と半導体素子とが電気的に接続されたプリント回路板である。
より具体的には、図１（Ａ）に示すように、プリント回路板１０は、基板１２と、電極１４、半導体素子１６、ボンディングパッド１８、銅または銅合金のワイヤ２０を有する。
(Printed circuit board)
The printed circuit board used in this process includes a substrate, an electrode disposed on the substrate, and a semiconductor element mounted on the substrate, and the electrode and the semiconductor element are electrically connected by a copper or copper alloy wire. Is a printed circuit board connected to
More specifically, as shown in FIG. 1A, the printed
基板は、後述する半導体素子を搭載できるものであれば特に制限されないが、通常、絶縁基板である。絶縁基板としては、例えば、有機基板、セラミック基板、シリコン基板、ガラス基板などを使用することができる。
有機基板の材料としては樹脂が挙げられ、例えば、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、またはそれらを混合した樹脂を使用することが好ましい。熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂、アクリル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フラン樹脂、ケトン樹脂、キシレン樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂等を用いることができる。熱可塑性樹脂としては、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、アラミド樹脂、液晶ポリマー等が挙げられる。
なお、有機基板の材料としては、ガラス織布、ガラス不織布、アラミド織布、アラミド不織布、芳香族ポリアミド織布や、これらに上記樹脂を含浸させた材料なども使用できる。
The substrate is not particularly limited as long as it can mount a semiconductor element described later, but is usually an insulating substrate. As the insulating substrate, for example, an organic substrate, a ceramic substrate, a silicon substrate, a glass substrate, or the like can be used.
Resin is mentioned as a material of an organic substrate, For example, it is preferable to use a thermosetting resin, a thermoplastic resin, or resin which mixed them. Thermosetting resins include phenolic resin, urea resin, melamine resin, alkyd resin, acrylic resin, unsaturated polyester resin, diallyl phthalate resin, epoxy resin, silicone resin, furan resin, ketone resin, xylene resin, benzocyclobutene resin Etc. can be used. Examples of the thermoplastic resin include polyimide resin, polyphenylene oxide resin, polyphenylene sulfide resin, aramid resin, and liquid crystal polymer.
In addition, as a material of the organic substrate, a glass woven fabric, a glass nonwoven fabric, an aramid woven fabric, an aramid nonwoven fabric, an aromatic polyamide woven fabric, a material impregnated with the above resin, or the like can be used.
基板上には外部接続用の電極が設けられており、該電極は上記ボンディングワイヤによって半導体素子と電気的に接続される。
電極を構成する材料は特に制限されず、例えば、銅、金、銀、錫、パラジウム、ニッケル、クロムまたはこれらの合金が挙げられる。
また、基板は、その表面上に配線パターン（図示しない）や、その内部に内層配線（図示しない）を有していてもよく、該配線パターンまたは該内層配線は基板上に配置される電極と電気的に接続していてもよい。
An electrode for external connection is provided on the substrate, and the electrode is electrically connected to the semiconductor element by the bonding wire.
The material which comprises an electrode is not restrict | limited in particular, For example, copper, gold | metal | money, silver, tin, palladium, nickel, chromium, or these alloys are mentioned.
Further, the substrate may have a wiring pattern (not shown) on its surface or an inner layer wiring (not shown) inside thereof, and the wiring pattern or the inner layer wiring is connected to an electrode disposed on the substrate. It may be electrically connected.
上記基板上に搭載される半導体素子の種類は特に制限されず、ＬＳＩチップ、ＩＣチップ等通常の素子が使用できる。
なお、半導体素子には、上記基板上の電極とワイヤを介して電気的に接続できるボンディングパッドが設けられる。
The kind of the semiconductor element mounted on the substrate is not particularly limited, and a normal element such as an LSI chip or an IC chip can be used.
The semiconductor element is provided with a bonding pad that can be electrically connected to the electrode on the substrate via a wire.
プリント回路板で使用される銅または銅合金のワイヤの態様は、上記の通りである。 The aspect of the copper or copper alloy wire used in the printed circuit board is as described above.
層形成工程で使用されるプリント回路板の製造方法は特に制限されず、公知の方法で製造できる。
例えば、まず、セミアディティブ法やサブトラクティブ法など公知の方法により、所定の配線パターンを有するプリント配線板を作製する。次に、プリント配線板上に接着剤層（例えば、熱硬化性樹脂、銀ペースト）を介して半導体素子を搭載する。その後、銅または銅合金のワイヤによって、半導体素子のボンディングパッドとプリント配線板の電極とを電気的に接続して、プリント回路板を製造する。
The manufacturing method of the printed circuit board used in the layer forming step is not particularly limited, and can be manufactured by a known method.
For example, first, a printed wiring board having a predetermined wiring pattern is manufactured by a known method such as a semi-additive method or a subtractive method. Next, a semiconductor element is mounted on the printed wiring board via an adhesive layer (for example, thermosetting resin, silver paste). Thereafter, a bonding pad of the semiconductor element and an electrode of the printed wiring board are electrically connected by a copper or copper alloy wire to manufacture a printed circuit board.
（処理液）
本工程で使用される処理液は、１，２，３−トリアゾールおよび／または１，２，４−トリアゾール（以後、両者の総称としてアゾール化合物とも称する）を含む液である。
(Processing liquid)
The treatment liquid used in this step is a liquid containing 1,2,3-triazole and / or 1,2,4-triazole (hereinafter also referred to as an azole compound as a generic name of both).
処理液は、１，２，３−トリアゾールまたは１，２，４−トリアゾールをそれぞれ単独で含んでいてもよく、両方を含んでいてもよい。なお、本発明においては、上記アゾール化合物を使用することにより所定の効果が得られており、例えば、アミノトリアゾールを代わりに使用した場合は所望の効果が得られない。
処理液中におけるアゾール化合物の総含有量は特に制限されないが、銅イオン拡散抑制層の形成のしやすさ、および、銅イオン拡散抑制層の付着量制御の点から、処理液全量に対して、０．０１〜１０質量％が好ましく、０．１〜５質量％がより好ましく、０．２５〜５質量％が特に好ましい。アゾール化合物の総含有量が多すぎると、銅イオン拡散抑制層の堆積量の制御が困難となる。アゾール化合物の総含有量が少なすぎると、所望の銅イオン拡散抑制層の堆積量になるまで時間がかかり、生産性が悪い。
The treatment liquid may contain 1,2,3-triazole or 1,2,4-triazole, respectively, or may contain both. In the present invention, a predetermined effect is obtained by using the azole compound. For example, when aminotriazole is used instead, a desired effect cannot be obtained.
Although the total content of the azole compound in the treatment liquid is not particularly limited, from the viewpoint of the ease of formation of the copper ion diffusion suppression layer and the control of the adhesion amount of the copper ion diffusion suppression layer, the total amount of the treatment liquid, 0.01-10 mass% is preferable, 0.1-5 mass% is more preferable, 0.25-5 mass% is especially preferable. When there is too much total content of an azole compound, control of the deposition amount of a copper ion diffusion suppression layer will become difficult. If the total content of the azole compound is too small, it takes time until the desired amount of copper ion diffusion suppression layer is deposited, and the productivity is poor.
処理液には溶剤が含まれていてもよい。使用される溶剤は特に制限されず、例えば、水、アルコール系溶剤（例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール）、ケトン系溶剤（例えば、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン）、アミド系溶剤（例えば、ホルムアミド、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン）、ニトリル系溶剤（例えば、アセトニトリル、プロピオニトリル）、エステル系溶剤（例えば、酢酸メチル、酢酸エチル）、カーボネート系溶剤（例えば、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート）、エーテル系溶剤、ハロゲン系溶剤などが挙げられる。これらの溶剤を、２種以上混合して使用してもよい。
なかでも、プリント回路板製造における安全性の点で、水、アルコール系溶剤が好ましい。特に、溶剤として水を使用すると、プリント回路板と処理液を接触させる際に浸漬法を採用する場合に、特異的にアゾール化合物がワイヤ表面に自己堆積しやすいことから、好ましい。
処理液中における溶剤の含有量は特に制限されないが、処理液全量に対して、９０〜９９．９９質量％が好ましく、９５〜９９．９質量％がより好ましく、９５〜９９．７５質量％が特に好ましい。
The treatment liquid may contain a solvent. The solvent used is not particularly limited. For example, water, alcohol solvents (for example, methanol, ethanol, isopropanol), ketone solvents (for example, acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone), amide solvents (for example, formamide, dimethylacetamide) N-methylpyrrolidone), nitrile solvents (eg acetonitrile, propionitrile), ester solvents (eg methyl acetate, ethyl acetate), carbonate solvents (eg dimethyl carbonate, diethyl carbonate), ether solvents, Examples thereof include halogen-based solvents. Two or more of these solvents may be mixed and used.
Of these, water and alcohol solvents are preferred from the viewpoint of safety in the production of printed circuit boards. In particular, the use of water as the solvent is preferable because the azole compound is likely to be self-deposited on the wire surface when the dipping method is employed when contacting the printed circuit board and the treatment liquid.
The content of the solvent in the treatment liquid is not particularly limited, but is preferably 90 to 99.99% by mass, more preferably 95 to 99.9% by mass, and 95 to 99.75% by mass with respect to the total amount of the treatment liquid. Particularly preferred.
一方、ワイヤ間の絶縁信頼性を高める点で、処理液には銅イオンが実質的に含まれていないことが好ましい。過剰量の銅イオンが含まれていると、銅イオン拡散抑制層を形成する際に該層中に銅イオンが含まれることになり、銅イオンのマイグレーションを抑制する効果が薄れ、ワイヤ間の絶縁信頼性が損なわれることがある。
なお、銅イオンが実質的に含まれないとは、処理液中における銅イオンの含有量が、１μｍｏｌ／ｌ以下であることを指し、０．１μｍｏｌ／ｌ以下であることがより好ましい。最も好ましくは０ｍｏｌ／ｌである。
On the other hand, it is preferable that a copper ion is not substantially contained in a process liquid at the point which improves the insulation reliability between wires. When an excessive amount of copper ions is included, copper ions are included in the copper ion diffusion suppressing layer, and the effect of suppressing the migration of copper ions is reduced. Reliability may be impaired.
The phrase “copper ions are not substantially contained” means that the content of copper ions in the treatment liquid is 1 μmol / l or less, and more preferably 0.1 μmol / l or less. Most preferably, it is 0 mol / l.
また、ワイヤ間の絶縁信頼性を高める点で、処理液には銅または銅合金のエッチング剤が実質的に含まれていないことが好ましい。処理液中にエッチング剤が含まれていると、プリント配線板と処理液とを接触させる際に、処理液中に銅イオンが溶出することがある。そのため結果として、銅イオン拡散抑制層中に銅イオンが含まれることになり、銅イオンのマイグレーションを抑制する効果が薄れ、配線間の絶縁信頼性が損なわれることがある。
エッチング剤としては、例えば、有機酸（例えば、硫酸、硝酸、塩酸、酢酸、ギ酸、ふっ酸）、酸化剤（例えば、過酸化水素、濃硫酸）、キレート剤（例えば、イミノジ酢酸、ニトリロトリ酢酸、エチレンジアミン４酢酸、エチレンジアミン、エタノールアミン、アミノプロパノール）、チオール化合物などが挙げられる。また、エッチング剤としては、イミダゾールや、イミダゾール誘導体化合物などのように自身が銅のエッチング作用を持つものも含まれる。
なお、エッチング剤が実質的に含まれないとは、処理液中におけるエッチング剤の含有量が、処理液全量に対して、０．０１質量％以下であることを指し、配線間の絶縁信頼性をより高める点で、０．００１質量％以下であることがより好ましい。最も好ましくは０質量％である。
Moreover, it is preferable that the processing liquid does not substantially contain an etching agent of copper or a copper alloy from the viewpoint of improving the insulation reliability between the wires. When an etching agent is contained in the treatment liquid, copper ions may be eluted in the treatment liquid when the printed wiring board and the treatment liquid are brought into contact with each other. Therefore, as a result, copper ions are contained in the copper ion diffusion suppression layer, the effect of suppressing migration of copper ions is reduced, and insulation reliability between wirings may be impaired.
Etching agents include, for example, organic acids (eg, sulfuric acid, nitric acid, hydrochloric acid, acetic acid, formic acid, hydrofluoric acid), oxidizing agents (eg, hydrogen peroxide, concentrated sulfuric acid), chelating agents (eg, iminodiacetic acid, nitrilotriacetic acid, Ethylenediaminetetraacetic acid, ethylenediamine, ethanolamine, aminopropanol), thiol compounds and the like. Etching agents include those having an etching action of copper such as imidazole and imidazole derivative compounds.
Note that the term “substantially free of an etchant” means that the content of the etchant in the treatment liquid is 0.01% by mass or less with respect to the total amount of the treatment liquid. Is more preferably 0.001% by mass or less. Most preferably, it is 0 mass%.
処理液のｐＨは特に制限されないが、銅イオンのマイグレーション抑制の点で、４〜１２を示すことが好ましい。なかでも、ワイヤ間の絶縁信頼性がより優れる点から、ｐＨは５〜９であることが好ましく、６〜８であることがより好ましい。
処理液のｐＨが４未満であると、ワイヤから銅イオンの溶出が促進され、銅イオン拡散抑制層に銅イオンが多量に含まれることになり、結果として銅のマイグレーションを抑制する効果が低下する場合がある。処理液のｐＨが１２超であると、水酸化銅が析出し、酸化溶解しやすくなり、結果として銅のマイグレーションを抑制する効果が低下する場合がある。
なお、ｐＨの調整は、公知の酸（例えば、塩酸、硫酸）や、塩基（例えば、水酸化ナトリウム）を用いて行うことができる。また、ｐＨの測定は、公知の測定手段（例えば、ｐＨメーター（水溶媒の場合））を用いて実施できる。
The pH of the treatment liquid is not particularly limited, but it is preferably 4 to 12 in terms of suppressing migration of copper ions. Especially, from the point which the insulation reliability between wires is more excellent, it is preferable that pH is 5-9, and it is more preferable that it is 6-8.
When the pH of the treatment liquid is less than 4, elution of copper ions from the wire is promoted, and a large amount of copper ions are contained in the copper ion diffusion suppression layer, resulting in a decrease in the effect of suppressing copper migration. There is a case. When the pH of the treatment liquid is more than 12, copper hydroxide is precipitated and is easily oxidized and dissolved. As a result, the effect of suppressing copper migration may be reduced.
The pH can be adjusted using a known acid (for example, hydrochloric acid or sulfuric acid) or a base (for example, sodium hydroxide). The pH can be measured using a known measurement means (for example, a pH meter (in the case of an aqueous solvent)).
なお、上記処理液には、他の添加剤（例えば、ｐＨ調整剤、界面活性剤、防腐剤、析出防止剤など）が含まれていてもよい。 In addition, the said process liquid may contain other additives (for example, pH adjuster, surfactant, preservative, precipitation inhibitor, etc.).
（溶剤（洗浄溶剤））
プリント配線板を洗浄する洗浄工程で使用される溶剤（洗浄溶剤）は、基板上の電極間および半導体素子上（特に、ボンディングパッド間上）に堆積した余分なアゾール化合物などを除去することができれば、特に制限されない。
溶剤としては、例えば、水、アルコール系溶剤（例えば、メタノール、エタノール、プロパノール）、ケトン系溶剤（例えば、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン）、アミド系溶剤（例えば、ホルムアミド、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン）、ニトリル系溶剤（例えば、アセトニトリル、プロピオニトリル）、エステル系溶剤（例えば、酢酸メチル、酢酸エチル）、カーボネート系溶剤（例えば、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート）、エーテル系溶剤、ハロゲン系溶剤などが挙げられる。これらの溶剤を、２種以上混合して使用してもよい。
なかでも、微細配線間への液浸透性の点から、水、アルコール系溶剤、およびメチルエチルケトンからなる群から選ばれる少なくとも１つを含む溶剤であることが好ましく、アルコール系溶剤と水の混合液であることがより好ましい。
(Solvent (cleaning solvent))
The solvent used in the cleaning process to clean the printed wiring board (cleaning solvent) should be able to remove excess azole compounds deposited between the electrodes on the substrate and on the semiconductor element (especially between the bonding pads). There is no particular restriction.
Examples of the solvent include water, alcohol solvents (eg, methanol, ethanol, propanol), ketone solvents (eg, acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone), amide solvents (eg, formamide, dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone). Nitrile solvents (eg, acetonitrile, propionitrile), ester solvents (eg, methyl acetate, ethyl acetate), carbonate solvents (eg, dimethyl carbonate, diethyl carbonate), ether solvents, halogen solvents, etc. It is done. Two or more of these solvents may be mixed and used.
Among these, from the viewpoint of liquid permeability between fine wirings, it is preferably a solvent containing at least one selected from the group consisting of water, alcohol solvents, and methyl ethyl ketone. More preferably.
使用される溶剤の沸点（２５℃、１気圧）は特に制限されないが、安全性の観点で、７５〜１００℃が好ましく、８０〜１００℃がより好ましい。 Although the boiling point (25 degreeC, 1 atmosphere) of the solvent used is not restrict | limited in particular, 75-100 degreeC is preferable from a safety viewpoint, and 80-100 degreeC is more preferable.
使用される溶剤の表面張力（２５℃）は特に制限されないが、配線間の洗浄性がより優れ、配線間の絶縁信頼性がより向上する点から、１０〜８０ｍＮ／ｍであることが好ましく、１５〜６０ｍＮ／ｍであることがより好ましい。 The surface tension (25 ° C.) of the solvent used is not particularly limited, but it is preferably 10 to 80 mN / m from the viewpoint of better cleaning properties between wirings and further improving insulation reliability between wirings, More preferably, it is 15-60 mN / m.
［層形成工程の手順］
層形成工程を、接触工程および洗浄工程の２つの工程に分けて説明する。
[Procedure for layer formation process]
The layer forming process will be described by dividing it into two processes, a contact process and a cleaning process.
（接触工程）
接触工程は、基板と、基板上に配置される電極と、基板上に搭載される半導体素子とを備え、銅または銅合金のワイヤによって電極と半導体素子とが電気的に接続されたプリント回路板と、１，２，３−トリアゾールおよび／または１，２，４−トリアゾールを含む処理液とを接触させる工程である。
上記プリント回路板と、上記処理液とを接触させることにより、図１（Ｂ）に示すように、プリント回路板１０上にアゾール化合物を含む膜２２が形成される。
(Contact process)
The contact process includes a substrate, an electrode disposed on the substrate, and a semiconductor element mounted on the substrate, and the electrode and the semiconductor element are electrically connected by a copper or copper alloy wire. And a treatment liquid containing 1,2,3-triazole and / or 1,2,4-triazole.
By bringing the printed circuit board into contact with the treatment liquid, a
アゾール化合物を含む膜には、アゾール化合物が含有される。その含有量などは、後述する銅イオン拡散抑制層中の含有量と同義である。また、その付着量は特に制限されず、後述する洗浄工程を経て、所望の付着量の銅イオン拡散抑制層を得ることができるような付着量であることが好ましい。
プリント回路板と上記処理液との接触方法は、ワイヤと処理液とが接触すれば特に制限されず、公知の方法を採用することができる。例えば、ディップ浸漬、シャワー噴霧、スプレー塗布、スピンコートなどが挙げられ、処理の簡便さ、処理時間の調整の容易さから、ディップ浸漬、シャワー噴霧、スプレー塗布が好ましい。
The film containing an azole compound contains an azole compound. The content etc. are synonymous with content in the copper ion diffusion suppression layer mentioned later. Moreover, the adhesion amount in particular is not restrict | limited, It is preferable that it is an adhesion amount which can obtain the copper ion diffusion suppression layer of a desired adhesion amount through the washing | cleaning process mentioned later.
The contact method between the printed circuit board and the treatment liquid is not particularly limited as long as the wire and the treatment liquid are in contact with each other, and a known method can be adopted. For example, dip dipping, shower spraying, spray coating, spin coating and the like can be mentioned, and dip dipping, shower spraying and spray coating are preferred from the standpoint of easy processing and easy adjustment of processing time.
また、接触の際の処理液の液温としては、銅イオン拡散抑制層の付着量制御の点で、５〜６０℃の範囲が好ましく、１５〜５０℃の範囲がより好ましく、２０〜４０℃の範囲がさらに好ましい。
また、接触時間としては、生産性、および銅イオン拡散抑制層の付着量制御の点で、１０秒〜３０分の範囲が好ましく、１５秒〜１０分の範囲がより好ましく、３０秒〜５分の範囲がさらに好ましい。
Moreover, as a liquid temperature of the process liquid in the case of contact, the range of 5-60 degreeC is preferable at the point of the adhesion amount control of a copper ion diffusion suppression layer, The range of 15-50 degreeC is more preferable, 20-40 degreeC The range of is more preferable.
The contact time is preferably in the range of 10 seconds to 30 minutes, more preferably in the range of 15 seconds to 10 minutes, and more preferably in the range of 30 seconds to 5 minutes in terms of productivity and control of the amount of adhesion of the copper ion diffusion suppression layer. The range of is more preferable.
（洗浄工程）
次に、プリント回路板を溶剤で洗浄して、銅または銅合金のワイヤ表面上を１，２，３−トリアゾールおよび／または１，２，４−トリアゾールを含む銅イオン拡散抑制層で被覆する。具体的には、図１（Ｂ）で得られたアゾール化合物を含む膜２２が設けられたプリント配線板を洗浄溶剤で洗浄することにより、余分なアゾール化合物が除去され、図１（Ｃ）に示すように、ワイヤ２０上にのみアゾール化合物を含む膜が形成される。このワイヤ２０上のアゾール化合物を含む膜が、銅イオン拡散抑制層２４に該当し、該ワイヤ２０と銅イオン拡散抑制層２４とを含む本発明の半導体素子用のボンディングワイヤ２６が得られる。
(Washing process)
Next, the printed circuit board is washed with a solvent, and a copper or copper alloy wire surface is coated with a copper ion diffusion suppressing layer containing 1,2,3-triazole and / or 1,2,4-triazole. Specifically, the excess azole compound is removed by washing the printed wiring board provided with the
洗浄方法は特に制限されず、公知の方法を採用することができる。例えば、プリント回板上に洗浄溶剤を塗布する方法、洗浄溶剤中にプリント回路板を浸漬する方法などが挙げられる。
また、洗浄溶剤の液温としては、銅イオン拡散抑制層の付着量制御の点で、５〜６０℃の範囲が好ましく、１５〜３０℃の範囲がより好ましい。
また、プリント回路板と洗浄溶剤との接触時間としては、生産性、および銅イオン拡散抑制層の付着量制御の点で、１０秒〜１０分の範囲が好ましく、１５秒〜５分の範囲がより好ましい。
The cleaning method is not particularly limited, and a known method can be employed. For example, a method of applying a cleaning solvent on the printed circuit board, a method of immersing a printed circuit board in the cleaning solvent, and the like can be mentioned.
Moreover, as a liquid temperature of a washing | cleaning solvent, the range of 5-60 degreeC is preferable at the point of the adhesion amount control of a copper ion diffusion suppression layer, and the range of 15-30 degreeC is more preferable.
The contact time between the printed circuit board and the cleaning solvent is preferably in the range of 10 seconds to 10 minutes, and in the range of 15 seconds to 5 minutes in terms of productivity and control of the amount of adhesion of the copper ion diffusion suppression layer. More preferred.
上記工程を経て得られる銅イオン拡散抑制層の態様は、上述の通りである。
なお、該図１（Ｃ）に示されるように、ワイヤ２０上以外はアゾール化合物を含む膜は実質的に除去されていることが好ましい。つまり、実質的に、ワイヤ２０表面上のみに、銅イオン拡散抑制層が形成されていることが好ましい。
The aspect of the copper ion diffusion suppression layer obtained through the above steps is as described above.
As shown in FIG. 1C, it is preferable that the film containing the azole compound is substantially removed except on the
本発明においては、上記の溶剤の洗浄を施した後であっても、銅イオンのマイグレーションを抑制することができる十分な付着量の銅イオン拡散抑制層を得ることができる。例えば、ベンゾトリアゾールなどを代わりに使用した場合は、上記溶剤による洗浄によって、大半のベンゾトリアゾールが洗い流されてしまい、所望の効果が得られない。
さらに、エッチング剤を処理液に含んだベンゾトリアゾールやエッチング能を持つイミダゾール化合物では、形成有機皮膜中に銅イオンを含んでしまい、銅イオン拡散抑制能は無く、所望の効果が得られない。
In the present invention, a sufficient adhesion amount of a copper ion diffusion suppressing layer capable of suppressing migration of copper ions can be obtained even after the solvent is washed. For example, when benzotriazole or the like is used instead, most of the benzotriazole is washed away by washing with the solvent, and the desired effect cannot be obtained.
Further, benzotriazole containing an etchant in the processing solution or an imidazole compound having an etching ability contains copper ions in the formed organic film, has no ability to suppress copper ion diffusion, and a desired effect cannot be obtained.
なお、基板上の電極および半導体素子上のボンディングパッドの材料が銅または銅合金の場合、ワイヤ上のみならず、電極およびボンディングパッド上にも銅イオン拡散抑制層が形成される。より具体的には、図２に示すように、電極１４上およびボンディングパッド１８上に、銅イオン拡散抑制層２０が形成される。該態様においては、電極およびボンディングパッドからの銅イオンのマイグレーションが抑制され、よりワイヤ間の絶縁信頼性に優れる。
When the material of the electrode on the substrate and the bonding pad on the semiconductor element is copper or a copper alloy, a copper ion diffusion suppression layer is formed not only on the wire but also on the electrode and the bonding pad. More specifically, as shown in FIG. 2, a copper ion
（乾燥工程）
該工程では、銅イオン拡散抑制層が設けられたプリント回路板を加熱乾燥する。プリント回路板上に水分が残存していると、銅イオンのマイグレーションの促進させるおそれがあるため、該工程を設けることにより水分を除去することが好ましい。なお、本工程は任意の工程であり、層形成工程で使用される溶媒が揮発性に優れる溶媒である場合などは、本工程は実施しなくてもよい。
(Drying process)
In this step, the printed circuit board provided with the copper ion diffusion suppression layer is heated and dried. If moisture remains on the printed circuit board, migration of copper ions may be promoted. Therefore, it is preferable to remove the moisture by providing this step. In addition, this process is arbitrary processes, and when the solvent used at a layer formation process is a solvent excellent in volatility etc., this process does not need to be implemented.
加熱乾燥条件としては、銅または銅合金のワイヤの酸化を抑制する点で、７０〜１２０℃（好ましくは、８０℃〜１１０℃）で、１５秒〜１０分間（好ましくは、３０秒〜５分）実施することが好ましい。乾燥温度が低すぎる、または、乾燥時間が短すぎると、水分の除去が十分でない場合があり、乾燥温度が高すぎる、または、乾燥時間が長すぎると、酸化銅が形成されるおそれがある。
乾燥に使用する装置は特に限定されず、恒温層、ヒーターなど公知の加熱装置を使用することができる。
Heat drying conditions are 70 to 120 ° C. (preferably 80 ° C. to 110 ° C.) for 15 seconds to 10 minutes (preferably 30 seconds to 5 minutes) in terms of suppressing oxidation of copper or copper alloy wires. ) It is preferable to implement. If the drying temperature is too low or the drying time is too short, moisture may not be sufficiently removed. If the drying temperature is too high or the drying time is too long, copper oxide may be formed.
The apparatus used for drying is not particularly limited, and a known heating apparatus such as a constant temperature layer or a heater can be used.
上記工程を経ることにより、基板と、基板上に配置される電極と、基板上に搭載される半導体素子とを備え、銅または銅合金のワイヤと、ワイヤ表面上を被覆する１，２，３−トリアゾールおよび／または１，２，４−トリアゾールを含む銅イオン拡散抑制層と有する半導体素子用のボンディングワイヤによって、電極と半導体素子とが電気的に接続された、プリント回路板（銅イオン拡散抑制層付きプリント回路板）が製造される。
なお、必要に応じて、半導体素子およびボンディングワイヤを樹脂封止するように、得られたプリント回路板上に樹脂層（特に、絶縁樹脂層）が形成されてもよい。該樹脂層を設けることにより、ボンディングワイヤ間の絶縁信頼性がより向上する。
By passing through the above-mentioned steps, a substrate, an electrode disposed on the substrate, and a semiconductor element mounted on the substrate are provided, and a copper or copper alloy wire and a wire surface are covered with 1, 2, 3 -Printed circuit board (copper ion diffusion suppression) in which electrodes and semiconductor elements are electrically connected by bonding wires for semiconductor elements having a copper ion diffusion suppression layer containing triazole and / or 1,2,4-triazole Printed circuit board with layers).
If necessary, a resin layer (particularly an insulating resin layer) may be formed on the obtained printed circuit board so that the semiconductor element and the bonding wire are resin-sealed. By providing the resin layer, the insulation reliability between the bonding wires is further improved.
以下、実施例により、本発明について更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to these.
（実施例１）
ボンディングワイヤ間の絶縁信頼性を評価するために、図３に示すような櫛型基板１００を作製した。櫛形基板１００は、ガラスエポキシ基材１０２と、銅電極１０４および１０６と、絶縁層１０８と、ボンディングワイヤ１１０とを備える。
Example 1
In order to evaluate the insulation reliability between bonding wires, a
該櫛形基板１００は、以下の手順により作製された。
まず、銅張積層板（日立化成社製 ＭＣＬ−Ｅ−６７９Ｆ、基板：ガラスエポキシ基板）上に、ドライレジストフィルム（日立化成（株）製のＲＹ３３１５、膜厚３０μｍ）をラミネートした。次に、ドライレジストフィルムがラミネートされた基板に、所望のパターンが形成できるガラスマスクを密着させ、レジストの感光領域を露光した。露光後、１％−Ｎａ2ＣＯ3水溶液を２ｋｇ／ｍ2のスプレー圧で付与して、現像処理を行った。その後、基板を水洗・乾燥し、銅箔上にレジストパターンを形成した。
レジストパターンを形成した基板を、ＦｅＣｌ2／ＨＣｌ水溶液（温度３７℃）に浸漬することにより銅箔のエッチングを行い、レジストパターンの非形成領域に存在する銅箔を除去した。その後、ＮａＯＨ４質量％水溶液を５０℃、２ｋｇ／ｍ2のスプレー圧で２分付与しレジストパターンを剥離し、銅電極１０４を得た。
The
First, a dry resist film (RY3315 manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd., film thickness 30 μm) was laminated on a copper-clad laminate (MCL-E-679F manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd., substrate: glass epoxy substrate). Next, a glass mask capable of forming a desired pattern was brought into close contact with the substrate on which the dry resist film was laminated, and the photosensitive region of the resist was exposed. After the exposure, a 1% -Na 2 CO 3 aqueous solution was applied at a spray pressure of 2 kg / m 2 to perform development processing. Thereafter, the substrate was washed with water and dried to form a resist pattern on the copper foil.
The copper foil was etched by immersing the substrate on which the resist pattern was formed in an FeCl 2 / HCl aqueous solution (temperature: 37 ° C.) to remove the copper foil present in the resist pattern non-formation region. Thereafter, a 4 mass% NaOH aqueous solution was applied at 50 ° C. and a spray pressure of 2 kg / m 2 for 2 minutes to peel off the resist pattern, whereby a
その後、基板上の所定の位置に、絶縁層１０８として味の素ファインテクノ社製エポキシ系絶縁膜ＧＸ−１３（膜厚４５μｍ）を、加熱、加圧して、真空ラミネーターにより０．２ＭＰａの圧力で１００℃〜１１０℃の条件により接着した。次に、過酸化マンガン溶液を用いて絶縁層表面に対してデスミア処理を行い、パラジウム触媒を表面上に付与した。その後、パラジウム触媒が付与された絶縁層に対して、無電解めっき処理（無電解めっき液：ニムデンＮＰＲ−４ 上村工業社製）および電解めっき処理（電解めっき液：ゴブライトＴＳＢ−７２ 上村工業社製）を連続して行い、絶縁層１０８上に銅薄膜を作製した。
次に、上記銅電極１０４を作製したサブトラクティブ法と同様の手順に従って、銅電極１０６を製造した。
最後に、ＣｕＰＲＡ（Kulicke&Soffa社）を用いて、銅電極１０４と１０６とを電気的に接続する直径５０μmφのワイヤボンディングを作製した。なお、ボンディングワイヤの直径／ボンディングワイヤ間の間隔（Ｌ／Ｓ）は５０μｍ／１００μｍであった。
Thereafter, an epoxy insulating film GX-13 (film thickness 45 μm) manufactured by Ajinomoto Fine Techno Co. is heated and pressurized as an insulating
Next, the
Finally, wire bonding with a diameter of 50 μmφ for electrically connecting the
得られた櫛形基板を、１，２，３−トリアゾールを含む水溶液（溶媒：水、１，２，３−トリアゾールの含有量：水溶液全量に対して２．５質量％、液温：２５℃、ｐＨ：７）に２分３０秒浸漬した。その後、エタノールを用いて得られた櫛形基板を洗浄した（接触時間：２分、液温度：２５℃）。さらに、その後、櫛形基板を１００℃で２分間乾燥処理した。
ワイヤ表面上の銅イオン拡散抑制層を硫酸で抽出して、吸光度測定を行った。吸光度測定結果より、１，２，３−トリアゾールの付着量は６．６×１０-8ｇ／ｍｍ2であった。
The obtained comb-shaped substrate was subjected to an aqueous solution containing 1,2,3-triazole (solvent: water, 1,2,3-triazole content: 2.5% by mass with respect to the total amount of the aqueous solution, liquid temperature: 25 ° C., It was immersed in pH: 7) for 2 minutes and 30 seconds. Thereafter, the comb-shaped substrate obtained using ethanol was washed (contact time: 2 minutes, liquid temperature: 25 ° C.). Further, the comb-shaped substrate was then dried at 100 ° C. for 2 minutes.
The copper ion diffusion suppression layer on the wire surface was extracted with sulfuric acid, and the absorbance was measured. From the results of the absorbance measurement, the amount of 1,2,3-triazole deposited was 6.6 × 10 −8 g / mm 2 .
（水滴滴下試験）
得られた櫛形基板のボンディングワイヤ部分を０．０５μＳ/ｃｍの水中に浸し、電圧１．２Ｖ、５分の条件で通電をおこなった後のデンドライドを光学顕微鏡（オリンパス ＢＳ−５１）により観察した。結果を表１に示す。
(Water drop test)
The bonding wire portion of the obtained comb-shaped substrate was immersed in 0.05 μS / cm water, and the dendrid after being energized under the condition of a voltage of 1.2 V for 5 minutes was observed with an optical microscope (Olympus BS-51). The results are shown in Table 1.
（実施例２)
実施例１において１，２，３−トリアゾールを１，２，４−トリアゾールに変更した以外は、実施例１と同様の手順で櫛形基板を作製し、水滴滴下試験を行った。結果を表１に示す。
(Example 2)
A comb-shaped substrate was produced in the same procedure as in Example 1 except that 1,2,3-triazole was changed to 1,2,4-triazole in Example 1, and a water drop test was performed. The results are shown in Table 1.
（実施例３）
実施例１において浸漬時間を１０秒とした以外は、実施例１と同様の手順で櫛形基板を作製し、水滴滴下試験を行った。結果を表１に示す。
(Example 3)
A comb substrate was prepared in the same procedure as in Example 1 except that the immersion time was 10 seconds in Example 1, and a water drop test was performed. The results are shown in Table 1.
（比較例１）
実施例１において１，２，３−トリアゾールを含む水溶液による処理を行わなかった以外は、実施例１と同様の手順で櫛形基板を作製し、水滴滴下試験を行った。結果を表１に示す。
(Comparative Example 1)
A comb substrate was prepared in the same procedure as in Example 1 except that the treatment with an aqueous solution containing 1,2,3-triazole was not performed in Example 1, and a water drop test was performed. The results are shown in Table 1.
（比較例２）
実施例１において１，２，３−トリアゾールをベンゾトリアゾールに変更した以外は、実施例１と同様の手順で櫛形基板を作製し、水滴滴下試験を行った。結果を表１に示す。
(Comparative Example 2)
A comb-shaped substrate was prepared in the same procedure as in Example 1 except that 1,2,3-triazole was changed to benzotriazole in Example 1, and a water drop test was performed. The results are shown in Table 1.
（比較例３）
実施例１において１，２，３−トリアゾールをイミダゾール誘導体（タフエース）に変更した以外は、実施例１と同様の手順で櫛形基板を作製し、水滴滴下試験を行った。結果を表１に示す。
(Comparative Example 3)
A comb substrate was prepared in the same procedure as in Example 1 except that 1,2,3-triazole was changed to an imidazole derivative (Tuface) in Example 1, and a water drop test was performed. The results are shown in Table 1.
なお、ｐＨの測定には、ｐＨメーター（東亜ディーケーケー社製）を使用した。表１中の「付着量」はアゾール化合物（１，２，３−トリアゾールおよび１，２，４−トリアゾール）の付着量を意味し、その測定は上述した吸光度法により行った。 A pH meter (manufactured by TOA DK Corporation) was used for pH measurement. “Adhesion amount” in Table 1 means the adhesion amount of azole compounds (1,2,3-triazole and 1,2,4-triazole), and the measurement was performed by the absorbance method described above.
上記表１に示されるように、本願発明の製造方法によって得られた銅イオン拡散抑制層を有するボンディングワイヤを有する櫛形基板は、デンドライトの発生はなく、ボンディングワイヤ間の絶縁信頼性に優れていることが確認された。
一方、銅イオン拡散抑制層を有しないワイヤを使用した比較例１、並びに、ベンゾトリアゾールおよびイミダゾールを使用した比較例２および３においては、デンドライトの発生があり、ボンディングワイヤ間の絶縁信頼性に劣っていた。
As shown in Table 1 above, the comb substrate having a bonding wire having a copper ion diffusion suppression layer obtained by the manufacturing method of the present invention has no dendrites and is excellent in insulation reliability between bonding wires. It was confirmed.
On the other hand, in Comparative Example 1 using a wire that does not have a copper ion diffusion suppressing layer, and in Comparative Examples 2 and 3 using benzotriazole and imidazole, dendrite is generated and the insulation reliability between bonding wires is poor. It was.
（実施例４）
実施例１で作製した銅電極を有する基板上に、ダイアタッチ剤（ＸＳ８４５５−２３９ ナミックス社製）を介してＩＣチップを搭載した。その後、ＩＣチップ上のボンディングパッドと基板ン上の銅電極とを銅ワイヤによって、電気的に接続し、プリント回路板を製造した。
そこで、該プリント回路板に対して、実施例１で記載した１，２，３−トリアゾールを含む水溶液を用いた処理、エタノールを用いた洗浄、および加熱乾燥を施すことにより、１，２，３−トリアゾールを含む銅イオン拡散抑制層で被覆された銅ワイヤを有するプリント回路板を製造した。さらに、回路板上の半導体素子および銅ワイヤを樹脂封止するように、封止剤（ＣＥＬ−１７０２ ＨＦ１３）で封止した。
Example 4
On the board | substrate which has the copper electrode produced in Example 1, the IC chip was mounted via the die attach agent (XS8455-239 made by NAMICS). Thereafter, a bonding pad on the IC chip and a copper electrode on the substrate were electrically connected by a copper wire to manufacture a printed circuit board.
Therefore, the printed circuit board is subjected to treatment with an aqueous solution containing 1,2,3-triazole described in Example 1, washing with ethanol, and heat drying, whereby 1,2,3. -A printed circuit board having a copper wire coated with a copper ion diffusion inhibiting layer containing triazole was produced. Further, the semiconductor element and the copper wire on the circuit board were sealed with a sealant (CEL-1702 HF13) so as to be resin-sealed.
１０：プリント配線基板
１２：基板
１４：電極
１６：半導体素子
１８：ボンディングパッド
２０：銅または銅合金のワイヤ
２２：アゾール化合物を含む膜
２４：銅イオン拡散抑制層
２６：半導体素子用のボンディングワイヤ
１００：櫛形基板
１０２：ガラスエポキシ基材
１０４、１０６：銅電極
１０８：絶縁層
１１０：ボンディングワイヤ
10: Printed wiring board 12: Board 14: Electrode 16: Semiconductor element 18: Bonding pad
20: Copper or copper alloy wire 22: Film containing azole compound 24: Copper ion diffusion suppressing layer 26: Bonding wire for semiconductor element 100: Comb substrate 102:
Claims (6)
前記ワイヤ表面上を被覆する１，２，３−トリアゾールおよび／または１，２，４−トリアゾールを含む銅イオン拡散抑制層と、を備える半導体素子用のボンディングワイヤ。 Copper or copper alloy wire,
A bonding wire for a semiconductor device, comprising: a copper ion diffusion suppressing layer containing 1,2,3-triazole and / or 1,2,4-triazole covering the surface of the wire.
前記基板上に配置される電極と、
前記基板上に搭載される半導体素子とを備え、
請求項１または２に記載の半導体素子用のボンディングワイヤによって、前記電極と前記半導体素子とが電気的に接続された、プリント回路板。 A substrate,
An electrode disposed on the substrate;
A semiconductor element mounted on the substrate,
A printed circuit board, wherein the electrode and the semiconductor element are electrically connected by the bonding wire for a semiconductor element according to claim 1.
The manufacturing method of the printed circuit board of Claim 5 provided with the process of heat-drying the obtained printed circuit board after the said layer formation process.
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