JP2014116405A - 銅ボンディングワイヤ及びその製造方法 - Google Patents
銅ボンディングワイヤ及びその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014116405A JP2014116405A JP2012268363A JP2012268363A JP2014116405A JP 2014116405 A JP2014116405 A JP 2014116405A JP 2012268363 A JP2012268363 A JP 2012268363A JP 2012268363 A JP2012268363 A JP 2012268363A JP 2014116405 A JP2014116405 A JP 2014116405A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- copper
- bonding wire
- oxygen
- layer
- core material
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
- H01B1/02—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of metals or alloys
- H01B1/026—Alloys based on copper
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/08—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of copper or alloys based thereon
-
- 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
- H01L2224/43—Manufacturing methods
- H01L2224/431—Pre-treatment of the preform connector
- H01L2224/4312—Applying permanent coating, e.g. in-situ coating
- H01L2224/43125—Plating, e.g. electroplating, electroless plating
-
- 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
- H01L2224/432—Mechanical processes
- H01L2224/4321—Pulling
-
- 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
- H01L2224/438—Post-treatment of the connector
- H01L2224/43848—Thermal treatments, e.g. annealing, controlled cooling
-
- 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
- H01L2224/45001—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
- H01L2224/45147—Copper (Cu) 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
- H01L2224/45157—Cobalt (Co) 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
- H01L2224/4557—Plural coating layers
- H01L2224/45572—Two-layer stack coating
-
- 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
- H01L2224/45617—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
- H01L2224/45618—Zinc (Zn) as principal constituent
-
- 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
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/102—Material of the semiconductor or solid state bodies
- H01L2924/1025—Semiconducting materials
- H01L2924/10251—Elemental semiconductors, i.e. Group IV
- H01L2924/10253—Silicon [Si]
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
- Wire Bonding (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
【解決手段】銅ボンディングワイヤ1は、銅を主成分とする心材2と、心材2の表面に形成された、銅よりも酸素との親和性が高い金属及び酸素を含有するアモルファス層を有する表面処理層3とを備える。
【選択図】図1
Description
[2]前記アモルファス層は、前記心材から拡散した銅をさらに含有する前記[1]に記載の銅ボンディングワイヤ。
[3]前記表面処理層は、前記アモルファス層の下に、さらに、銅及び銅よりも酸素との親和性が高い金属、又は、銅、銅よりも酸素との親和性が高い金属及び酸素を含有する拡散層を有する前記[1]又は前記[2]に記載の銅ボンディングワイヤ。
[4]前記銅よりも酸素との親和性が高い金属は、亜鉛である前記[1]〜[3]の何れか1つに記載の銅ボンディングワイヤ。
[5]前記表面処理層の厚さは、3nm以上0.6μm以下である前記[1]〜[4]の何れか1つに記載の銅ボンディングワイヤ。
[6]銅を主成分とする心材の表面に、銅よりも酸素との親和性が高い金属からなる被覆層を形成し、形成された前記被覆層を、50℃以上150℃以下の温度で、30秒以上60分以下の時間で加熱処理することによって、表面処理層を形成する銅ボンディングワイヤの製造方法。
[7]前記銅よりも酸素との親和性が高い金属は、亜鉛である前記[6]に記載の銅ボンディングワイヤの製造方法。
[8]前記表面処理層の厚さは、3nm以上0.6μm以下である前記[6]又は前記[7]に記載の銅ボンディングワイヤの製造方法。
図1は、本発明の一の実施の形態に係る銅ボンディングワイヤを模式的に示す断面図である。また、図2は、本発明の他の実施の形態に係る銅ボンディングワイヤを模式的に示す断面図である。
本実施の形態に係る銅ボンディングワイヤは、銅よりも酸素との親和性が高い金属が、例えば、亜鉛である場合には、最終製品のサイズ及び形状にて、銅系導体の表面に電解めっきでZn層(厚さが20μm以下が好ましく、17μm以下がより好ましく、15μm以下がさらに好ましい)を形成した後、そのまま50℃以上150℃以下の温度で30秒以上60分以下の時間の条件で大気中にて加熱することで製造することができる。これにより、少なくとも亜鉛及び酸素を含有するアモルファス層を有する表面処理層を備えた銅ボンディングワイヤが得られる。つまり、銅を主成分とする心材の表面に、亜鉛を被覆して所定の加熱処理を施すだけの簡易な手法によりアモルファス層を形成することができる。
本実施の形態によれば、表面処理層の表面への銅の拡散、及び心材2への酸素の侵入を抑制ないし低減させるバリア層として機能する表面処理層3或いは5を形成したので、ボンディングワイヤの保管時にボンディングワイヤ表面に酸化膜が成長するのを抑制でき、耐食性(耐酸化性)を有するため、ボンディング時の接続信頼性を向上させることができる。
心材2として直径1mmの4N銅(純度99.99重量%)線に、電解めっきにより厚さ0.07μmのZn層を形成した。その後、直径0.03mmまで伸線加工を行い、更に続けて、通電焼鈍により銅心材を軟質化させた。その後、50℃の温度で10分間、大気中で加熱処理して、表面処理層を備えた銅ボンディングワイヤを作製した。作製した銅ボンディングワイヤに対し、表面から深さ方向のオージェ分析を行うことで、亜鉛(Zn)、酸素(O)及び銅(Cu)から構成される表面処理層が、0.003μmの厚さに形成されていることを確認した。
心材2として直径1mmの4N銅(純度99.99重量%)線に、電解めっきにより厚さ0.17μmのZn層を形成した。その後、直径0.03mmまで伸線加工を行い、更に続けて、通電焼鈍により銅心材を軟質化させた。その後、50℃の温度で1時間、大気中で加熱処理した銅ボンディングワイヤを作製した。作製した銅ボンディングワイヤに対し、表面から深さ方向のオージェ分析を行うことで、亜鉛(Zn)、酸素(O)及び銅(Cu)から構成される表面処理層が、0.006μmの厚さに形成されていることを確認した。
心材2として直径1mmの4N銅(純度99.99重量%)線に、電解めっきにより厚さ0.27μmのZn層を形成した。その後、直径0.03mmまで伸線加工を行い、更に続けて、通電焼鈍により銅心材を軟質化させた。その後、100℃の温度で5分間、大気中で加熱処理した銅ボンディングワイヤを作製した。作製した銅ボンディングワイヤに対し、表面から深さ方向のオージェ分析を行うことで、亜鉛(Zn)、酸素(O)及び銅(Cu)から構成される表面処理層が、0.01μmの厚さに形成されていることを確認した。
心材2として直径1mmの4N銅(純度99.99重量%)線に、電解めっきにより厚さ0.60μmのZn層を形成した。その後、直径0.03mmまで伸線加工を行い、更に続けて、通電焼鈍により銅心材を軟質化させた。その後、100℃の温度で5分間、大気中で加熱処理した銅ボンディングワイヤを作製した。作製した銅ボンディングワイヤに対し、表面から深さ方向のオージェ分析を行うことで、亜鉛(Zn)、酸素(O)及び銅(Cu)から構成される表面処理層が、0.02μmの厚さに形成されていることを確認した。
心材2として直径1mmの4N銅(純度99.99重量%)線に、電解めっきにより厚さ1.33μmのZn層を形成した。その後、直径0.03mmまで伸線加工を行い、更に続けて、通電焼鈍により銅心材を軟質化させた。その後、120℃の温度で10分間、大気中で加熱処理した銅ボンディングワイヤを作製した。作製した銅ボンディングワイヤに対し、表面から深さ方向のオージェ分析を行うことで、亜鉛(Zn)、酸素(O)及び銅(Cu)から構成される表面処理層が、0.05μmの厚さに形成されていることを確認した。
心材2として直径1mmの4N銅(純度99.99重量%)線に、電解めっきにより厚さ2.67μmのZn層を形成した。その後、直径0.03mmまで伸線加工を行い、更に続けて、通電焼鈍により銅心材を軟質化させた。その後、150℃の温度で30秒間、大気中で加熱処理した銅ボンディングワイヤを作製した。作製した銅ボンディングワイヤに対し、表面から深さ方向のオージェ分析を行うことで、亜鉛(Zn)、酸素(O)及び銅(Cu)から構成される表面処理層が、0.1μmの厚さに形成されていることを確認した。
心材2として直径1mmの4N銅(純度99.99重量%)線に、電解めっきにより厚さ17μmのZn層を形成した。その後、直径0.03mmまで伸線加工を行い、更に続けて、通電焼鈍により銅心材を軟質化させた。その後、150℃の温度で30秒間、大気中で加熱処理した銅ボンディングワイヤを作製した。作製した銅ボンディングワイヤに対し、表面から深さ方向のオージェ分析を行うことで、亜鉛(Zn)、酸素(O)及び銅(Cu)から構成される表面処理層が、0.6μmの厚さに形成されていることを確認した。
酸素濃度、硫黄濃度、チタン濃度が、それぞれ7〜8 mass ppm、5 mass ppm、13 mass ppmである希薄銅合金からなる直径1mmの銅線を作製した。この銅線に、電解めっきにより厚さ0.27μmのZn層を形成した。その後、直径0.03mmまで伸線加工を行い、更に続けて、通電焼鈍により銅心材を軟質化させた。その後、150℃の温度で30秒間、大気中で加熱処理した銅ボンディングワイヤを作製した。作製した銅ボンディングワイヤに対し、表面から深さ方向のオージェ分析を行うことで、亜鉛(Zn)、酸素(O)及び銅(Cu)から構成される表面処理層が、0.01μmの厚さに形成されていることを確認した。
心材2として直径1mmの4N銅(純度99.99重量%)線に、電解めっきにより厚さ31.7μmのZn層を形成した。その後、直径0.03mmまで伸線加工を行い、更に続けて、通電焼鈍により銅心材を軟質化させた。その後、100℃の温度で5分間、大気中で加熱処理した銅ボンディングワイヤを作製した。作製した銅ボンディングワイヤに対し、表面から深さ方向のオージェ分析を行うことで、亜鉛(Zn)、酸素(O)及び銅(Cu)から構成される表面処理層が、1μmの厚さに形成されていることを確認した。
心材2として直径1mmの4N銅(純度99.99重量%)線に、電解めっきにより厚さ0.67μmのZn層を形成した。その後、直径0.03mmまで伸線加工を行い、更に続けて、通電焼鈍により銅心材を軟質化させた。作製した銅ボンディングワイヤに対し、表面から深さ方向のオージェ分析を行うことで、亜鉛(Zn)、酸素(O)及び銅(Cu)から構成される表面処理層が、0.02μmの厚さに形成されていることを確認した。
心材2として直径1mmの4N銅(純度99.99重量%)線に、電解めっきにより厚さ0.33μmのZn層を形成した。その後、直径0.03mmまで伸線加工を行い、更に続けて、通電焼鈍により銅心材を軟質化させた。その後、400℃の温度で30秒間、大気中で加熱処理した銅ボンディングワイヤを作製した。作製した銅ボンディングワイヤに対し、表面から深さ方向のオージェ分析を行うことで、亜鉛(Zn)、酸素(O)及び銅(Cu)から構成される表面処理層が、0.02μmの厚さに形成されていることを確認した。
直径1mmの4N銅(純度99.99重量%)線を、直径0.03mmまで伸線加工を行い、更に続けて、通電焼鈍により銅心材を軟質化させた。
直径1mmの6N銅(純度99.9999重量%)線を、直径0.03mmまで伸線加工を行い、更に続けて、通電焼鈍により銅心材を軟質化させた。
心材2として直径1mmの4N銅(純度99.99重量%)線に、電解めっきにより厚さ1.67μmのパラジウム(Pd)層を形成した。その後、直径0.03mmまで伸線加工を行い、更に続けて、通電焼鈍により銅心材を軟質化させた。作製した銅ボンディングワイヤに対し、表面から深さ方向のオージェ分析を行うことで、Pdで構成される表面処理層が、0.05μmの厚さに形成されていることを確認した。
直径1mmの金(純度99.99重量%)線を、直径0.03mmまで伸線加工を行い、更に続けて、通電焼鈍により銅心材を軟質化させた。
表1における各銅ボンディングワイヤに形成された表面処理層は、オ一ジェ分光分析の結果から求めた。
図3は、実施例3に係る銅ボンディングワイヤの恒温(100℃)保持試験における3600時間試験品の、表層からスパッタを繰り返しながら深さ方向のオージェ元素分析を行った結果を示すグラフである。横軸は表面からの深さ(nm)、縦軸は原子濃度(at%)を表し、実線は酸素(O)の含有比率としての原子濃度(at%)、長い破線は亜鉛(Zn)の原子濃度、短い破線は銅(Cu)の原子濃度を示している。酸素侵入深さは、表面から10nm程度であり、特に深さ0〜3nmの表層部位における平均元素含有比率を(深さ0〜3nmでの各元素の最大原子濃度−最小原子濃度)/2と定義すると、実施例3では、亜鉛(Zn)が60at%、酸素(O)が33at%、銅(Cu)が7at%であった。
ボール硬さについて、実施例1〜8、比較例1〜3、及び従来例1、2,4のボンディングワイヤは全て良好な特性を示した。実施例8及び素材全体の純度が高い従来例2、及び従来例4は、更にやわらかいボールを形成していた。実施例8において、◎の結果となった理由は、添加したチタンが不純物である硫黄をトラップすることで、銅母材(マトリックス)が高純度化し、素材の軟質特性が向上したためであると考えられる。
接続信頼性に関して、実施例1〜8については、不良率がゼロの優れた特性を示した。一方、同じくZn系の表面処理層を持つ比較例1〜3であっても、良好な特性が得られない場合が認められた。比較例1のように、亜鉛の厚さが厚い場合、比較例2のようにめっき後の加熱処理を実施していない場合、比較例3のようにめっき後に過剰な加熱処理を行った場合等、表層にアモルファスが形成されないものはいずれも、評価結果は不良となった。従来例1、2についても、銅の酸化による接着不良が発生した。また、従来例2は、強度が不十分なネック切れが発生した。これは、高純度銅であるため、結晶粒が粗大化し強度低下が生じたためである。従来例3、4は、良好な特性を示した。
ループ形状に関して、軟質である反面ループが安定しなかった従来例2以外は良好であった。特に、実施例8はより安定したループ特性を示した。
コスト(経済性)に関して、4Nの銅(従来例1)、及び本発明の実施例1〜8、比較例1〜3は、材料そのものの耐食性に優れていながら材料コストが高い貴金属コーティング等を必要とせず、安価なZnを使用し、しかもその厚さが極めて薄いため、生産性と経済性に極めて優れている。従来例2の高純度銅は、従来例3のPdや従来例4のAuよりは安価であるものの、製造方法が特殊であるため4N銅をベースとした材料よりも高価にならざるを得ない。
2:心材
3:表面処理層(アモルファス層)
4:銅ボンディングワイヤ
5:表面処理層
6:拡散層
7:アモルファス層
Claims (8)
- 銅を主成分とする心材と、
前記心材の表面に形成された、銅よりも酸素との親和性が高い金属及び酸素を含有するアモルファス層を有する表面処理層と、
を備えた銅ボンディングワイヤ。 - 前記アモルファス層は、前記心材から拡散した銅をさらに含有する請求項1に記載の銅ボンディングワイヤ。
- 前記表面処理層は、前記アモルファス層の下に、さらに、銅及び銅よりも酸素との親和性が高い金属、又は、銅、銅よりも酸素との親和性が高い金属及び酸素を含有する拡散層を有する請求項1又は請求項2に記載の銅ボンディングワイヤ。
- 前記銅よりも酸素との親和性が高い金属は、亜鉛である請求項1〜3のいずれか1項に記載の銅ボンディングワイヤ。
- 前記表面処理層の厚さは、3nm以上0.6μm以下である請求項1〜4のいずれか1項に記載の銅ボンディングワイヤ。
- 銅を主成分とする心材の表面に、銅よりも酸素との親和性が高い金属からなる被覆層を形成し、形成された前記被覆層を、50℃以上150℃以下の温度で、30秒以上60分以下の時間で加熱処理することによって、表面処理層を形成する銅ボンディングワイヤの製造方法。
- 前記銅よりも酸素との親和性が高い金属は、亜鉛である請求項6に記載の銅ボンディングワイヤの製造方法。
- 前記表面処理層の厚さは、3nm以上0.6μm以下である請求項6又は請求項7に記載の銅ボンディングワイヤの製造方法。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012268363A JP5765323B2 (ja) | 2012-12-07 | 2012-12-07 | 銅ボンディングワイヤ及びその製造方法 |
CN201310597813.9A CN103871537B (zh) | 2012-12-07 | 2013-11-22 | 铜接合线及其制造方法 |
TW102144096A TWI598175B (zh) | 2012-12-07 | 2013-12-02 | Brass welding wire and its manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012268363A JP5765323B2 (ja) | 2012-12-07 | 2012-12-07 | 銅ボンディングワイヤ及びその製造方法 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015117932A Division JP6020972B2 (ja) | 2015-06-11 | 2015-06-11 | 銅ボンディングワイヤ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014116405A true JP2014116405A (ja) | 2014-06-26 |
JP5765323B2 JP5765323B2 (ja) | 2015-08-19 |
Family
ID=50909976
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012268363A Active JP5765323B2 (ja) | 2012-12-07 | 2012-12-07 | 銅ボンディングワイヤ及びその製造方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5765323B2 (ja) |
CN (1) | CN103871537B (ja) |
TW (1) | TWI598175B (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019193960A1 (ja) * | 2018-04-06 | 2019-10-10 | 古河電気工業株式会社 | めっき線棒 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105355616B (zh) * | 2015-11-20 | 2017-12-19 | 广东梅雁吉祥实业投资股份有限公司 | 一种抗氧化金属制品 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61234556A (ja) * | 1985-04-11 | 1986-10-18 | Mitsubishi Electric Corp | ボンデイング用ワイヤ |
JPS621856A (ja) * | 1985-03-25 | 1987-01-07 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 耐食性銅系部材とその製造法 |
JP2000226645A (ja) * | 1999-02-03 | 2000-08-15 | Dowa Mining Co Ltd | 銅または銅基合金の製造方法 |
JP2004006740A (ja) * | 2002-03-26 | 2004-01-08 | Sumitomo Electric Wintec Inc | ボンディングワイヤーおよびそれを使用した集積回路デバイス |
JP2006216929A (ja) * | 2005-01-05 | 2006-08-17 | Nippon Steel Corp | 半導体装置用ボンディングワイヤ |
WO2012018487A1 (en) * | 2010-07-27 | 2012-02-09 | Corning Incorporated | Self-passivating mechanically stable hermetic thin film |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4554724B2 (ja) * | 2008-01-25 | 2010-09-29 | 新日鉄マテリアルズ株式会社 | 半導体装置用ボンディングワイヤ |
-
2012
- 2012-12-07 JP JP2012268363A patent/JP5765323B2/ja active Active
-
2013
- 2013-11-22 CN CN201310597813.9A patent/CN103871537B/zh active Active
- 2013-12-02 TW TW102144096A patent/TWI598175B/zh active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS621856A (ja) * | 1985-03-25 | 1987-01-07 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 耐食性銅系部材とその製造法 |
JPS61234556A (ja) * | 1985-04-11 | 1986-10-18 | Mitsubishi Electric Corp | ボンデイング用ワイヤ |
JP2000226645A (ja) * | 1999-02-03 | 2000-08-15 | Dowa Mining Co Ltd | 銅または銅基合金の製造方法 |
JP2004006740A (ja) * | 2002-03-26 | 2004-01-08 | Sumitomo Electric Wintec Inc | ボンディングワイヤーおよびそれを使用した集積回路デバイス |
JP2006216929A (ja) * | 2005-01-05 | 2006-08-17 | Nippon Steel Corp | 半導体装置用ボンディングワイヤ |
WO2012018487A1 (en) * | 2010-07-27 | 2012-02-09 | Corning Incorporated | Self-passivating mechanically stable hermetic thin film |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019193960A1 (ja) * | 2018-04-06 | 2019-10-10 | 古河電気工業株式会社 | めっき線棒 |
JP6655769B1 (ja) * | 2018-04-06 | 2020-02-26 | 古河電気工業株式会社 | めっき線棒、当該めっき線棒の製造方法、並びに、当該めっき線棒を用いた、ケーブル、電線、コイル、ワイヤハーネス、ばね部材、エナメル線、及び、リード線 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN103871537A (zh) | 2014-06-18 |
TW201422355A (zh) | 2014-06-16 |
TWI598175B (zh) | 2017-09-11 |
CN103871537B (zh) | 2017-04-19 |
JP5765323B2 (ja) | 2015-08-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6047214B1 (ja) | ボールボンディング用貴金属被覆銅ワイヤ | |
KR101742450B1 (ko) | 반도체 장치용 본딩 와이어 | |
CN102776408A (zh) | 一种银合金丝及其制备方法 | |
WO2018124114A1 (ja) | 表面処理材およびこれを用いて作製した部品 | |
TWI740031B (zh) | 球焊用貴金屬被覆銀線及其製造方法、及使用球焊用貴金屬被覆銀線的半導體裝置及其製造方法 | |
WO2017179447A1 (ja) | リードフレーム材およびその製造方法 | |
TW201247904A (en) | Ag-based alloy wire and method for manufacturing the same | |
TWI762546B (zh) | 導線架材料及其製造方法以及半導體封裝體 | |
CN106992164A (zh) | 一种微电子封装用铜合金单晶键合丝及其制备方法 | |
TW201837240A (zh) | 電鍍線棒材及其製造方法,及使用其形成的電纜、電線、線圈及彈簧構件 | |
JP5765323B2 (ja) | 銅ボンディングワイヤ及びその製造方法 | |
JP6123655B2 (ja) | 銅箔及びその製造方法 | |
JP6127941B2 (ja) | はんだ接合材料及びその製造方法 | |
US9769933B2 (en) | Printed circuit board and method of manufacturing the same | |
JP6020972B2 (ja) | 銅ボンディングワイヤ | |
WO2018124115A1 (ja) | 表面処理材およびこれを用いて作製した部品 | |
JPH1197609A (ja) | 酸化膜密着性に優れたリードフレーム用銅合金及びその製造方法 | |
US9960289B2 (en) | Solder joint material and method of manufacturing the same, soldering member and solar cell module | |
JPH058276B2 (ja) | ||
WO2019193770A1 (ja) | ボールボンディング用貴金属被覆銀ワイヤおよびその製造方法、ならびにボールボンディング用貴金属被覆銀ワイヤを使用した半導体装置およびその製造方法 | |
JP5293728B2 (ja) | ボンディングワイヤ | |
WO2016104121A1 (ja) | 銅ボンディングワイヤ | |
CN103745963A (zh) | 铜基引线及载有铜基引线的半导体封装结构 | |
JPWO2016194738A1 (ja) | 導電性条材およびその製造方法 | |
JP2012146730A (ja) | 太陽電池用リード線及びそれを用いた太陽電池 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140411 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20141027 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20141104 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20141226 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150519 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150601 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5765323 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |