JP2013042105A - ボンディングワイヤ - Google Patents

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Takeshi Hasegawa
剛 長谷川
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Tatsuta Electric Wire and Cable Co Ltd
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Abstract

【課題】キャピラリの損傷を抑制する。
【解決手段】集積回路素子電極ａと回路配線基板導体配線ｃとをボールボンディング法によって接続するための線径Ｌ５０.８μｍ以下のボンディングワイヤＷである。銅および不可避不純物の芯材１に、ワイヤの断面積の総計に対して断面積が０．４〜１．０％のＰｄによる被覆層２を形成する。この断面積比であると、図に示すように、ＦＡＢ・ワイヤの境界付近に銅が過大な表面被覆層成分と反応する前に凝固がはじまることがない。このため、その境界付近が硬くなることがなく、キャピラリで１ｓｔ接合を行う際にキャピラリに加わる衝撃が小さく、キャピラリ寿命を長くすることができる。芯材１に５０質量ｐｐｍ以下のＰを添加すれば、芯材の酸素含有量が減少し、ＦＡＢが安定的に真球状になる。
【選択図】図２ａ

Description

この発明は、ＩＣ、ＬＳＩ、トランジスタ等の集積回路素子上の電極と、リードフレーム、セラミック基板、プリント基板等の回路配線基板の導体配線とをボールボンディング法によって接続するためのボンディングワイヤに関するものである。
この種のボンディングワイヤによるボールボンディング法による接続方法は、図３（ａ）〜（ｈ）に示す態様が一般的であり、同図（ａ）に示す、ワイヤＷがキャピラリ１０ａに挿通されてその先端にボール（ＦＡＢ：Ｆｒｅｅ Ａｉｒ Ｂａｌｌ）ｂが形成された状態から、クランプ１０ｂが開いて、キャピラリ１０ａが集積回路素子上の電極ａに向かって降下する。このとき、ボール（ＦＡＢ）ｂはキャピラリ１０ａ内に捕捉され、電極ａにボンディングされる。
ターゲットである電極ａにボールｂが接触すると（キャピラリ１０ａが電極ａに至ると）、キャピラリ１０ａがボールｂをグリップし、ボールｂに熱・荷重・超音波を与え、それによってボールｂが圧着されて（圧着ボールｂ’となって）と電極ａと固相接合され、１ｓｔボンドが形成されて電極ａと接着する（同図（ｂ））。
１ｓｔボンドが形成されれば、キャピラリ１０ａは、一定高さまで上昇した後（同図（ｃ））、導体配線ｃの真上まで移動する（同図（ｄ）〜（ｅ））。このとき、安定したループを形成するため、キャピラリ１０ａに特殊な動きをさせてワイヤＷに「くせ」を付ける動作をする場合がある（同図（ｄ）の鎖線から実線参照）。
導体配線ｃの真上に至ったキャピラリ１０ａは、導体配線ｃに向かって降下し、ワイヤＷを導体配線（２ｎｄターゲット）ｃに押し付ける（同図（ｅ）〜（ｆ））。これと同時に、その押付け部位に熱・荷重・超音波を与え、それによってワイヤＷを変形させ、ワイヤＷを導体配線ｃ上に接合させるためのステッチボンドと、次のステップでテイルを確保するテイルボンドを形成する（同図（ｆ））。
その両ボンドを形成した後、キャピラリ１０ａはワイヤＷを残したまま上昇し、キャピラリ１０ａの先端に一定の長さのテイルを確保した後、クランプ１０ｂを閉じて（ワイヤＷをつかんで）、テイルボンドの部分からワイヤＷを引きちぎる（同図（ｇ））。
キャピラリ１０ａは、所要の高さまで上昇すると停止し、そのキャピラリ１０ａの先端に確保されたワイヤＷの先端部分に、放電棒ｇでもって高電圧を掛けて火花を飛ばし（放電し）、その熱でワイヤＷを溶かし、この溶けたワイヤ素材は表面張力によって球状に近いボールｂになって固まる（同図（ｈ））。
以上の作用で一サイクルが終了し、以後、同様な作用によって、電極ａと配線導体ｃのボールボンディング法による接続がなされる。
このボールボンディング法による接続において、ボンディングワイヤＷには、金線が主に使用されるが、金は高価であるため、近年、銅純度９９．９９質量％以上の安価な銅線を使用することが行われている。そのとき、銅は裸のままでは、表面の酸化が起こり易いことから、図１に示すように、銅線からなる芯線１に耐酸化金属２を被覆したものが使用されている。
その被覆金属（被覆層）２としては、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）等が採用されている（特許文献１〜５）。
特開２００３−１３３３６１号公報 特開２００４−６４０３３号公報 特開２００７−１２７７６号公報 特許第４５４２２０３号公報 特許第４３４９６４１号公報
この金属被覆の銅線からなるボンディングワイヤＷにおいて、近年の電子部品の小型化等による集積回路素子間の極小化に伴い、上記ボールｂをより小さくする必要から、ボンディングワイヤＷにも小径のものが望まれ、そのためには、その径Ｌを５０μｍ以下とするのが好ましいとされている（特許文献１段落０００９）。
また、集積回路素子の電極ａへの接続において、ボールｂが下向き槍状（逆円錐状）になっていると、上記ボールｂの電極ａへの押し付け時、そのボールｂの尖鋭端によって電極ａを損傷させる恐れがあるため、ボールｂはできるだけ、真球であることが好ましい。そのボールｂの真球度を高めるために、上記被覆層２の厚みｔを芯線（芯材１）径の０．００１以下としたり（特許文献１請求項１）、同じく被覆層２の厚みｔを０．００１〜０．０２μｍとしたり（特許文献３請求項１）、同じく被覆層２の厚みｔを０．０２１〜０.１２μｍとしたり（特許文献４請求項１）、芯材１の銅よりも高融点の耐酸化金属で被覆層２を形成したりしている（特許文献２段落００１４）。また、被覆層２のＰｄまたはＰｔの周りにさらにＡｕの表皮層を設けることで真球度を高めることも提案されている。（特許文献５段落００１１）
さらに、有機基板をベースにしたＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）などでは加熱温度（ステージ温度）を高くすると、有機基板の反りが発生して基板を正常にクランプできなくなり、ボンディング対象物が不安定な状態になるため、ボンディング性が著しく悪化する。このため、上記ワイヤＷと電極ａ又は導体配線ｃとの接合時の加熱温度（ステージ温度）を低く、例えば、１５０℃程度にしても、十分な接合強度を担保するための種々の工夫、例えば、熱処理後に伸線する加工等もされている（特許文献３段落００２０、同００５４等）。
以上のように、耐酸化金属で銅線を被覆したボンディングワイヤＷは、従来から、種々の工夫がなされてそれなりに好評を得ている。しかし、近年は作業の高速化が求められており、１ｓｔ接合・２ｎｄ接合時の荷重・超音波発振の時間を短くしたり、ボンディング不良発生によるマシンストップをなくしたりするため、ボンディングワイヤＷのボンド接合性をこれまで以上に向上させる必要がある。
また、最近、集積回路素子寸法の微細化とともに素子の高速化が進んでいるが、隣接する配線間のコンデンサ構造に蓄積される電荷の影響で信号伝達時間の遅延が起こっている。この電荷の影響を低減するためには絶縁膜の比誘電率を下げることが不可欠であるが、比誘電率を下げるために、例えば空孔率を上げれば、それに伴って絶縁膜は機械強度が低下し、非常に脆弱になる。このため、ボンディング工程においても、１ｓｔ接合時にできるだけ低荷重で接合可能であることが求められ、ボールｂ（ＦＡＢ）の低硬度化が必要である。
特許文献４には純銅からなる芯材１にＰ、Ｂ、Ｉｒ、Ｚｒ、Ｂｉ、Ｔｉ、Ａｕ、及び、希土類元素から選ばれる１種以上の元素を含有させ、その外周全面にＰｄ等を被覆したボンディングワイヤが開示されているが、芯材１に銅以外の元素を必要以上に含有させると、ボールｂの硬度が上がるため、脆弱な絶縁膜に対しては配線の破壊の恐れがあった。それらに加えて、特許文献４のボンディングワイヤＷは裸の銅線と比べて硬くなるため、キャピラリ１０ａの寿命が短くなる不具合があった。キャピラリ１０ａの寿命を長くするには接合時の荷重や超音波発振のエネルギーを低くする必要があるが、その場合はステッチボンド接合性が悪くなる問題があった。
さらに、特許文献４、５には、純銅からなる芯材１にＰを含有するものとするとともに、その外周全面にＰｄ等を被覆したボンディングワイヤが開示されているが、芯材１にＰを含有させた場合、放電棒ｇでもって放電してワイヤＷの先端を溶融させてボールｂを作製する際に、下記の化学式に示す通り、Ｐが酸素（Ｏ２）と反応してＰ２Ｏ５として飛散する。
４Ｃｕ３Ｐ ＋ ５Ｏ２→ １２Ｃｕ ＋ ２Ｐ２Ｏ５↑
このようにＰ２Ｏ５が飛散した場合、ボールｂ表面に小さな孔（ピット）が生じる。ボールｂに生じたピットは１ｓｔ接合後にも残るため、耐食性に悪影響を及ぼす問題があった。
以上のように、芯材にＰを添加すると良好な形状のボールｂを得やすくなるが、その添加量を多くしすぎるとボールｂの高硬度化、表面の小さな孔発生による耐食性の劣化といった問題があった。
また、ボンディング不良発生を防ぐために、過度にＰｄ等を厚く被覆すると、ボールｂとワイヤの境界付近の表面被覆層成分が高くなり、一種の偏析状態となることを確認した。すなわち、放電棒ｇでもって高電圧を掛けて火花を飛ばし（放電し）、その熱でボールｂを作製する際に、過度な被覆層厚ｔであると、溶融した銅が過大な表面被覆層成分と反応する前に凝固がはじまり、表面被覆成分であるＰｄの濃度が高い部分が生成される（図２ｃ、同ｄ参照）。ボールｂとワイヤ境界付近にこのような偏析が生じると、他の部分に比べてその偏析部分の硬度が高くなる。この偏析部分はキャピラリで１ｓｔ接合を行う際にキャピラリに直接に接触するところであり、この部分の硬度が高くなると、キャピラリに加わる衝撃が大きくなり、キャピラリ寿命が短くなる問題があった。
さらに、ボールｂとワイヤ境界付近にＰｄ濃度の高い部分が生じると、相対的に他の部分のＰｄ濃度、特にボールｂ先端付近のＰｄ濃度が低くなる。その結果、１ｓｔ接合部近傍のＰｄ濃度が低くなるため、耐食性が劣化する問題があった。
この発明は、そのような実状の下、上記要求、特に、耐食性の向上とキャピラリの長寿命化の要求に応えることを課題とする。
上記課題を達成するために、この発明は、ボンディングワイヤＷの線径Ｌを、５０．８μｍ以下とし、Ｐｄによる被覆層２を形成したのである。ここで、Ｐｄ被覆層２の断面積は、ワイヤの断面積の総計に対して０．１〜１．０％、より好ましくは０．４〜１．０％としたのである。
ボンディングワイヤＷの線径Ｌを、５０．８μｍ以下としたのは、上述の特許文献１ではその径Ｌを５０μｍ以下としているが、５０．８μｍ以下であれば、５０μｍ以下と変わらない程度でもって、上記ボールｂをより小さくできるからである（実施例８参照）。
また、線径Ｌの下限は特に規定しないが、１２μｍ未満ではボンディング前にオペレータがワイヤＷをキャピラリ１０ａに通すのが困難になり、作業性が悪くなる。
芯材１は、純度９９．９９質量％以上の銅とし、必要に応じてＰを５０質量ｐｐｍ以下添加する。ＦＡＢを形成する際に、被覆層２の表面が酸化すれば、ＦＡＢが真球状にならないため、放電棒ｇでもって放電する際に通常は窒素ガスまたは窒素に微量の水素を混合させたガスをワイヤＷの先端付近に吹き付ける。これらのガスが完全にワイヤＷの先端を覆い、酸素が完全に除外されていれば問題はないが、高速での作業の必要から放電棒ｇでの放電が次のボンディングポジションへの移動中に行われることがあることや、ボンディング装置の構成上、ガスの吹き付け方法に制約があり、酸素を完全に除外することが難しいことなどから、混入した酸素の影響を取り除く必要がある。その酸素を取り除く手段として、ワイヤＷの芯材１にＰを５０質量ｐｐｍ以下の適宜量を添加する。
すなわち、芯材１にＰを添加すれば、図３（ｈ）で示す、放電棒ｇでもって放電してワイヤＷの先端を溶融させると、上記の化学式に示す通り、Ｐが酸素（Ｏ２）と反応してＰ２Ｏ５として飛散するため、結果として酸素を除去することができ、被覆層２や芯材１が酸化することなく、ＦＡＢが安定的に真球状になる。
このとき、Ｐの添加量が５０質量ｐｐｍを超えると、Ｐ２Ｏ５が大量に生成し、大気中に飛散するため、微細な空孔がＦＡＢ表面に大量に発生し、この空孔が１ｓｔボンドの信頼性劣化の原因となる。また、多量のＰを添加することによってＦＡＢ硬度が上がり、Ｓｉチップ（電極ａ）の損傷による不良の可能性が高くなる。
被覆金属をＰｄとしたのは、Ｐｄが電子材料の被覆材として一般的であり、入手が比較的容易であるからである。さらに、Ｐｄの融点は１５５４℃と、銅の融点（１０８３℃）よりも高いのでボールｂを作製するための放電棒ｇでの放電時にＰｄが先に溶けず、銅が溶融して表面張力によって真上にワイヤを這い上がっていき、良好な真球状のボールｂを得ることができる。Ｐｄの純度については、芯材１の純銅と同様に９９．９９質量％以上（残部が不可避不純物）とすることが好ましい。
被覆層２はその厚みｔが薄いほど、ボールｂの硬度が低くなり、Ｓｉチップ（電極ａ）の損傷の可能性が低くなるが、薄すぎると、ステッチボンド接合の際に芯材１の銅が露出する度合いが大きくなり、被覆層２を有さない銅ワイヤ程度のステッチボンド接合性しか発現できない。例えば、比較例１〜３、７の実験結果から理解できるように、２回以上のマシンストップが生じる恐れがある。このため、その実施例と比較例の実験結果から、被覆層２はその断面積がワイヤの断面積の総計に対して０．１％以上となる厚みとする。また、０．４％以上であれば、ステッチボンド接合性がより高くなり、良好な結果を示す。
一方、被覆層２が厚いと、ボールｂとワイヤの境界付近にＰｄ濃度の高い偏析部分が生じる（図２ｃ、同ｄ参照）。その偏析部分は硬度が高く１ｓｔ接合時に直接にキャピラリに接触するため、１ｓｔ接合時の衝撃でキャピラリ寿命が短くなる。このため、例えば、実施例及び比較例１〜３、７の実験結果から理解できるように、被覆層２の断面積がワイヤの断面積の総計に対して１．０％以下であれば、その偏析部分が生じ難く、キャピラリ寿命が十分に長くなる。また、Ｐｄがボールｂに均一に広がるため、１ｓｔ接合部の耐食性が高くなる。
これらの構成のボンディングワイヤＷの製造方法には種々のものが採用できるが、例えば、まず、純度９９．９９質量％以上の銅からなる芯材１の外周全面にＰｄによる被覆層２を形成する。その被覆層２は、電解メッキ、無電解メッキ、蒸着法等の周知の手段によって形成し、一般に、ワイヤＷは大きな線径の銅ロッドをダイスに順次貫通させていくことにより、所定の線径に仕上げられるため、この工程途中の適宜な線径で被覆層２を前記手段により形成する。このとき、被覆する際の芯材１の線径は作業性・コストにより決定されるが、製造装置の制限から０．２〜０．８ｍｍが一般的である。外周全面にＰｄを被覆された被覆線は、２００〜５００℃の炉（炉長３００〜６００ｍｍ）の中で走行速度１０〜６０ｍ／分で拡散熱処理を施して芯材１と被覆層２の密着性を高めた後、線径５０．８μｍ以下まで伸線し、その伸線したワイヤＷに調質熱処理を施す。
その調質熱処理は、所定の線径まで伸線を行いリールに巻き取られたワイヤＷを、巻き戻して管状の熱処理炉中に走行させ、再び巻き取りリールで巻き取ることによって連続熱処理を行う。管状の熱処理炉中には窒素ガスもしくは窒素に微量の水素を混合させたガスを流す。また、例えば、その炉温は４００℃以上８００℃以下として、走行速度は３０〜９０ｍ／分で熱処理を行う。
完成したワイヤＷは所定のスプールに小分けされて巻き上げられ、このスプールをボンディング装置に取り付けてワイヤＷを繰り出すことによってボンディングに使用する。
この発明は、以上のようにしたので、安定した接合強度を有するとともにキャピラリの損傷を招き難い銅ボンディングワイヤを得ることができる。
この発明に係るボンディングワイヤの断面図 （ａ）は一実施例のワイヤ端とＦＡＢ（ボールｂ）との境界付近の顕微鏡写真図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図、（ｃ）はＰｄの集積状況をあらわす分析結果カラーマッピング写真 （ａ）は他の実施例のワイヤ端とＦＡＢとの境界付近の顕微鏡写真図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図 （ａ）は一比較例のワイヤ端とＦＡＢとの境界付近の顕微鏡写真図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図、（ｃ）はＰｄの集積状況をあらわす分析結果カラーマッピング写真 （ａ）は他の比較例のワイヤ端とＦＡＢとの境界付近の顕微鏡写真図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図 ボールボンディング接続法の説明図であり、（ａ）〜（ｈ）はその途中図
純度９９．９９質量％以上の銅からなる０．２〜０．８ｍｍ径の銅線を用意し、その銅線にＰｄを電解メッキ法によってＰｄ被覆し、その被覆線に拡散熱処理を施して銅線（芯材）１と被覆層２の密着性を高めた後、線径１２〜５０．８μｍまで伸線し、窒素ガス中で調質熱処理を行い、被覆層２の厚みｔ：０．０１０〜０．１６０μｍのボンディングワイヤＷ（表１に示す実施例１〜２２及び比較例１〜１２）を得た。
その各ボンディングワイヤＷの連続ボンディング性、１ｓｔ接合部のＳｉチップ（電極ａ）の損傷度合、耐食性、ＦＡＢ・ワイヤの境界付近の観察、キャピラリ寿命の各試験を、下記の評価で行った。その評価結果を表２に示す。
「被覆層２の厚みｔ」
Ａｒイオンで深さ方向に単位時間のスパッタを行い、その都度Ｐｄ濃度を測定していき、最外層のＰｄ濃度の１／２の濃度になったところまでを被覆層２の厚みｔとするオージェ分光分析法（ＡＥＳ）で測定した。厚さの換算には一般的なＳｉＯ２換算を用いた。
「芯材１のＰ濃度」
グロー放電質量分析（ＧＤＭＳ）法を用いて分析した。
ワイヤ断面積と被覆層との断面積比：
１００×［（Ｌ／２）２×π−｛（Ｌ−２ｔ）／２｝２×π]／｛（Ｌ／２）２×π｝
＝１００×｛（Ｌ２−（Ｌ−２ｔ）２）｝／Ｌ２
ここで、ＬはワイヤＷの直径、ｔは被覆層２の厚みである。
「連続ボンディング性」
ボンディングマシンで１０，０００回の連続ボンディングを行った。この連続ボンディング試験は一般的なＡｇめっきリードフレームに対して行った。このとき、ステージ温度が低ければ、連続ボンディングが困難になる。ステージ温度１５０℃（±５℃）でマシンストップが発生しなければ「Ａ」、ステージ温度１５０℃（±５℃）ではマシンストップが発生するがステージ温度２００℃（±５℃）ではマシンストップが発生しなければ「Ｂ」、ステージ温度２００℃（±５℃）でマシンストップが起これば「Ｄ」とした。
「１ｓｔ接合部のＳｉチップ損傷」
ボンディング後、１ｓｔボール接合部直下のＳｉチップ損傷を評価するために、ボール接合部および電極膜を王水で溶解し、Ｓｉチップのクラックを光学顕微鏡と走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した。このとき、１００個の接合部を観察して５μｍ以下の微小なピットが１個もしくはまったく見られない場合は「Ａ」、５μｍ以上のクラックが認められた場合は「Ｄ」とした。
「耐食性評価（ＨＡＳＴ）」
ボンディング後、１ｓｔボール接合部の耐食性を評価するために、１３０℃／８５％ＲＨ雰囲気中に１６８時間放置するＨＡＳＴ（Ｈｉｇｈｌｙ Ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ Ｓｔｒｅｓｓ Ｔｅｓｔ）を行った。ここで、ＨＡＳＴ前後のシア強度を測定し、ＨＡＳＴ前のシア強度（ＳＳｂとする）とＨＡＳＴ後のシア強度（ＳＳａとする）の比（ＳＳａ／ＳＳｂ×１００）が７０％を上回れば、耐食性があると考えて「Ａ」、５０％以上７０％未満で、シア強度の低下の原因が１ｓｔ接合部の微細な空孔からの腐食であったものについては「Ｄ１」、７０％未満で１ｓｔ接合部のＰｄ濃度が低かったことがシア強度低下の原因であれば「Ｄ２」とした。
「ＦＡＢ・ワイヤの境界付近の観察」
市販のボンディングマシンで５０個のＦＡＢ（ボールｂ）を作製し、そのＦＡＢとワイヤの境界付近の状態を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した。すべてが、図２ａ又は図２ｂの状態であれば「Ａ」、ひとつでも図２ｃ又は図２ｄの状態のものがあれば「Ｄ」とした。なお、ＦＡＢ作製の際には放電棒ｇでワイヤ先端に放電させたが、そのときに窒素ガスを流して非酸化雰囲気とした。また、ＦＡＢの直径をワイヤ径の１．９〜２．０倍としてボール形状の安定を図った。
「ＦＡＢ・ワイヤ部のＰｄ集積状況」
市販のボンディングマシンで１０個のＦＡＢ（ボールｂ）を作製し、そのＦＡＢとワイヤの境界付近のＰｄ濃度をエネルギー分散型Ｘ線分析装置（ＥＤＸ）で分析した。ここで、Ｐｄの集積状況を表すＥＤＸによるカラーマッピングの結果（図２ａ（ｃ）、図２ｃ（ｃ））の見方を示す。カラーマッピング横にあるカラーバー（下から、黒、青、緑、黄、赤）の上の色ほどＰｄ濃度の濃い部分、下の色ほど薄い部分を表す。すなわち、図２ａ（ｃ）において、白色の部分が最もＰｄ濃度の濃い部分、続いて赤色、緑色、青色とＰｄ濃度が薄くなり、黒色の部分はＰｄが最も薄いもしくは検出されなかった部分であることを表す。図２ａ（ｃ）ではＦＡＢ（ボールｂ）の全体にわたりＰｄ（黒い点）が広がっているのに対して、図２ｃ（ｃ）ではＦＡＢ（ボールｂ）のワイヤＷに近い部分にＰｄ（黒い点）の集積している部分が見られ、ＦＡＢ（ボールｂ）の先端部分はＰｄ濃度が低くなっている。全てが図２ａ（ｃ）の状態であれば「Ａ」、ひとつでも図２ｃ（ｃ）の状態のものがあれば耐食性に問題が出るため「Ｄ」とした。
なお、ＥＤＸによるカラーマッピングの結果でワイヤＷとＦＡＢ（ボールｂ）境界近辺に黒色の部分があってＰｄが検出されていないが、これは、この部分から放出された特性Ｘ線がＦＡＢ（ボールｂ）によってはじかれて検出器に到達しなかったためである。
「キャピラリ寿命」
キャピラリ先端が割れたり、マシンストップが多発したりするまでのボンディング数をカウントした。実施例１〜２０、比較例１〜１２のボンディングワイヤＷのボンディング数をＣＬＷ、裸の銅ワイヤ（純度：９９．９９％以上）のボンディング数をＣＬＣｕとし、ＣＬＷ／ＣＬＣｕが０．８以上であれば、実施例及び比較例のボンディングワイヤＷに付き、裸の銅ワイヤと遜色ないと考えて「Ａ」、０．８未満であればキャピラリを頻繁に取り換える必要があるため「Ｄ」とした。なお、キャピラリは一般的に銅ワイヤ用に用いられているジルコニア入りセラミックス製を用いた。
「総合評価」
評価がすべて「Ａ」のものを「Ａ」、ひとつでもＢのあるものを「Ｂ」とした。また、評価のひとつでも「Ｄ」のあるものについては実用上問題であるので「Ｄ」とし、さらに、耐食性評価（ＨＡＳＴ）が「Ｄ２」であるものについても「Ｄ」としたが、「Ｄ１」であるものについては、他の評価に「Ｄ」がなければ用途によっては使用することができると考えて「Ｃ」とした。
この試験結果から、ワイヤ断面積と被覆層との断面積比が０．１％未満であると、比較例１〜３、７から、連続ボンディング性が低下し、１．０％以上であると、比較例４〜６、８〜１２から、ＦＡＢ・ワイヤの境界付近の観察において、図２ｃ、又は図２ｄで示されるように、その境界部分にＰｄ濃度が高くて硬さの高い表面被覆成分Ｐｄの偏析が生じて、キャピラリ寿命に問題が生じる（評価が「Ｄ」）。
一方、各実施例１〜２０から、ワイヤ断面積と被覆層との断面積比が０．１〜１．０％
であると、総合評価において「Ａ」又は「Ｂ」を得て、実用上問題ない評価を得ており、さらに、各実施例１、２、５、６、８、１０、１１、１４、１５、１７〜２０から、ワイヤ断面積と被覆層との断面積比が０．４〜１．０％であると、全ての評価が「Ａ」となって総合評価において「Ａ」を得ている。
また、実施例２１、２２、比較例２〜５、１２から芯材１へのＰの含有量が５０質量ｐｐｍを超えると、耐食性の問題が生じており（評価が「Ｄ１」となり）、Ｐ添加の効果を得るのであれば、その添加量を５０質量ｐｐｍ以下とすることが好ましいことが分かる。しかし、実施例２１、２２から、ワイヤ断面積と被覆層との断面積比が０．１〜１．０％であると、ＦＡＢ・ワイヤ部のＰｄ集積が認められずに耐食性に「Ｄ１」を得て、それ以外は、全て「Ａ」となって、総合評価で「Ｃ」を得ており、用途によっては使用し得ることが理解できる。
Ｗ ボンディングワイヤ
１ 芯材
２ 被覆層
ａ 集積回路素子の電極
ｂ ボンディングボール
ｃ 回路配線基板の導体配線
ｔ 被覆層厚
Ｌ ボンディングワイヤ径

Claims (3)

  1. 集積回路素子の電極（ａ）と回路配線基板の導体配線（ｃ）をボールボンディング法によって接続するための線径（Ｌ）５０.８μｍ以下のボンディングワイヤ（Ｗ）であって、銅および不可避不純物の芯材（１）に、ワイヤの断面積の総計に対して断面積が０．１〜１．０％のＰｄによる被覆層（２）を形成したことを特徴とするボンディングワイヤ。
  2. 上記被覆層（２）の断面積がワイヤの断面積に対して０．４〜１．０％であることを特徴とする請求項１に記載のボンディングワイヤ。
  3. 上記芯材（１）に５０質量ｐｐｍ以下のＰを添加したことを特徴とする請求項１又は２に記載のボンディングワイヤ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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