JP2680414B2 - 半導体素子のボンディング用金線 - Google Patents

半導体素子のボンディング用金線

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Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は半導体のチップ電極と外部リードとを接続す
るために用いられるワイヤボンディング用金線に関す
る。
（従来技術とその技術的課題） 従来、ボンディング用金線において、その機械的特性
およびボンディング特性を改善するために、高純度（9
9.99％以上）のAuに各種の元素を含有せしめることが行
なわれてきた。
例えば高純度AuにLa,Pb,Be,Caを所定量含有させ（特
開昭62−228440）、あるいは高純度AuにLa,Beを所定量
含有（特開昭60−30158）などが知られており、一定の
要件下においてはそれぞれ有用性がある。
しかるに近時、LSIパッケージの多ピン化に伴いボン
ディング形態におけるワイヤループは、従来品に較べ長
ループであり、高ループであることが要求されるように
なった。
すなわち、ループだれを起すことなくループ高さを保
持すること及び長ループでもワイヤー曲りを生じない特
性、具体的にはボールネック部の引張り強度（ネック強
度）が高く、ループ高さが大きく、かつワイヤー曲りの
少ないことが要求される。
而して従来金線において、添加元素の種別及びその含
有率の範囲では前記要求を満足し得ず、半導体素子の信
頼性向上が望めなかった。
本発明は斯る従来事情に鑑み、長ループ，高ループの
要求を満足し、半導体素子の高い信頼性を確保し得るボ
ンディング用金線を提供することを目的とする。
（課題を解決するための技術的手段） 斯る本発明のボンディング用金線は、Caを１〜20重量
ppm、Mgを１〜10重量ppm、希土類元素の中から１種又は
２種以上を１〜90重量ppm含有し、残部が高純度Auから
なることを特徴とする。
Auは不可避不純物を含む99.99％以上のものを原材料
として用いる。
本発明のAu合金においてCa,Mg,希土類元素は次の如く
作用する。
Caは金線における高温強度を特に向上させ、常温引張
り強度を高め、経時変化を抑えるとともにボール形成時
の結晶微細化を促進させ、樹脂モールド時のワイヤー流
れを抑制する作用を有し、その含有率が１重量ppm未満
では前記作用が得られない。
又、Caの含有率が20重量ppmを越えると、接合強度が
低下するとともにネック切れ，チップ割れの原因にな
り、ループだれ等ループ形状の異常が発生することが多
い。
Mgは金線における常温引張り強度，高温強度を高め、
経時変化を抑えるとともに長ループでのワイヤー曲りを
抑制し、樹脂モールド時のワイヤー流れを抑制する作用
を有し、その含有率が１重量ppm未満では前記作用が得
られない。
Mgの含有率が10重量ppmを越えると、接合強度が低下
するとともにボール形状（真球度）が安定せず、またボ
ンディング時のチップ割れの原因となる。
希土類元素は原子番号57〜71にわたるLa,Ce,Pr,Nd,P
m,Smなどであり、Ca及びMgとの共存において、高温強度
を高め、ボール形成時の結晶微細化を促進させ、長ルー
プでのワイヤー曲りを抑制するとともに樹脂モールド時
のワイヤー流れを抑制する作用を有し、その含有率が１
重量ppm未満では前記作用特性を満足し得ない。
希土類元素の含有率が90重量ppmを越えると、ボンデ
ィング後の接合強度が低下するとともにボンディング硬
さが大きくなってボンディング時のチップ割れの原因と
なる。
（作用） 本発明によれば前記金線の組成によって、ボンディン
グ時におけるボールネック部（Ｂ点）の結晶粒が微細化
されてネック強度が向上するとともに金線の機械的強度
が向上する結果、長ループ，高ループのループ形態が安
定する。
（実施例） 以下に実施例を説明する。
各試料は高純度Au（99.999％）にCa,Mgと希土類元素
の中からLa,Ce,Prの１種又は２種以上とを添加して溶解
鋳造し、次に溝ロール加工を施し、その途中で焼なまし
処理を施した後に線引加工で25μφの極細金線に成形し
たものである。
各試料の元素含有率は表（１）に示す通りであり、そ
の試料No.1〜７は本発明の実施品、試料No.8〜11は本発
明の組成範囲にない比較品である。
上記試料をもって機械的特性及びボンディング特性を
測定した結果を次表（２）に示す。
この測定結果より本発明の組成は前述した範囲で最適
であることが理解される。
（効果） 本発明によれば、ボールネック部の強度が強化される
とともに機械的強度が向上し、ループ高さが高く、ルー
プ長さが大きなループ形態としてもボンディング特性が
改善され、多ピン化に対応してその信頼性の高い半導体
素子を提供することができる。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】Caを１〜20重量ppm、Mgを１〜10重量ppm、
    希土類元素の中から１種又は２種以上を１〜90重量ppm
    含有し、残部が高純度Auからなる半導体素子のボンディ
    ング用金線。
JP1109448A 1989-04-28 1989-04-28 半導体素子のボンディング用金線 Expired - Fee Related JP2680414B2 (ja)

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GB8924398A GB2231336B (en) 1989-04-28 1989-10-30 Gold wire for the bonding of a semiconductor device
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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