JP3136001B2 - 自動ワイヤボンダ用放電電極 - Google Patents

自動ワイヤボンダ用放電電極

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体素子のチップ電
極と、外部リードとを接続するために用いられる自動ワ
イヤボンダに関し、さらに詳しくは、前記ワイヤボンダ
におけるボール形成用の放電電極に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から図１に示すように、例えばキャ
ピラリー１ａの先端に垂下せしめたＡｕ線２の先端を，
放電電極１ｂの先端ヘッド部１ｂ’からの放電により溶
融させてボール２’を形成し、このボール２’をチップ
上のＡｌ又はＡｌ合金からなる電極に圧着・切断してバ
ンプ電極を形成するバンプ接続法や、前記ボール２’を
チップ電極に圧着，接合せしめた後、ループ状に外部リ
ードまで導いて該外部リードに圧着・切断することによ
り、チップ電極と外部リードを接続させるワイヤボンデ
ィング法が知られている。
【０００３】また、この種ボンディング法に用いるに有
用な自動ワイヤボンダ１として、Ｗ−Ｙ，Ｗ−Ｌａ等の
高融点金属に少量の不純物を添加して放電電極１ｂを形
成したものが知られている（特開平１−２５６１３４
号）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし乍ら上記従来の
ワイヤボンダでは、Ｗ−Ｙ，Ｗ−Ｌａが酸化し易く、放
電電極表面に酸化被膜を形成してしまうことから放電が
不安定なものになり、形成されるボール径にばらつきが
生じる結果、ボール径が大きい場合には狭ピッチ小パッ
ドの半導体のチップにおいてボール相互の接触による短
絡が発生する虞れがあり、ボール径が小さい場合にはボ
ンディング後の接続強度が低くなるという不具合があっ
た。
【０００５】本発明はこのような従来事情に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、放電電極か
らの放電をより安定性あるものとして、ボール形成時に
おけるボール径のばらつきを低減させることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めに本発明は、自動ワイヤボンダにおけるボンディング
ボール形成用の放電電極であって、該放電電極が溶解鋳
造工程を経て得られたＩｒ合金であり、該合金組成が、
Ｏｓ，Ｒｕ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ｐｄの中から１種または２種
以上を総量１〜３０wt％含有し、残部Ｉｒからなる組成
であることを特徴とする。
【０００７】また、後述の理由から、前記放電電極の合
金組成が、Ｏｓ，Ｒｕ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ｐｄの中から１種
または２種以上を総量１〜３０wt％含有すると共に、Ｒ
ｅ，Ｗ，Ｍｏの中から１種または２種以上を総量０．１
〜７wt％含有し、残部ＩｒからなるＩｒ合金であること
もよい。
【０００８】
【作用】上記の構成によれば、Ｏｓ，Ｒｕ，Ｐｔ，Ｒ
ｈ，Ｐｄを添加してなるＩｒ合金、及び、前記の配合に
加えてＲｅ，Ｗ，Ｍｏを添加してなるＩｒ合金は、酸化
しても４００℃程度で蒸発してしまうので、放電時に高
温（約３０００℃程度）になる放電電極表面には酸化膜
が形成されず、該電極からの放電が安定したものとな
る。よって、ボール径のばらつきを極めて小範囲なもの
とし、ボンディング後の接続強度を改善できる。
【０００９】また、放電電極は放電時に高温になること
から、Ｉｒ合金を形成する添加元素に高融点なもの、即
ち、Ｏｓ，Ｒｕ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ｐｄを選んだ。さらに、
Ｒｅ，Ｗ，Ｍｏの中から少なくとも１種を同時添加する
ことで、電極作製時における加工性の向上を図り得た。
【００１０】しかし乍ら、Ｏｓ，Ｒｕ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ｐ
ｄの添加総量が１wt％未満では満足な高温強度が得られ
ず、また、Ｏｓ，Ｒｕ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ｐｄの添加総量が
３０wt％を越えると偏析が生じ、Ｉｒ合金が不均一なも
のになるので好ましくない。
【００１１】さらに、Ｒｅ，Ｗ，Ｍｏの添加総量が０．
１wt％未満だと前述の効果を得られず、また、これら添
加元素の添加総量が７wt％を越えると、Ｉｒ合金が不均
一なものになるので好ましくない。
【００１２】従って、Ｏｓ，Ｒｕ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ｐｄの
総添加量を１〜３０wt％の範囲に、Ｒｅ，Ｗ，Ｍｏの総
添加量を０．１〜７wt％の範囲に、各々設定した。
【００１３】
【実施例】以下、具体的な実施例と比較例について説明
する。純度９９．９％以上のＩｒに、Ｏｓ，Ｒｕ，Ｐ
ｔ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｒｅ，Ｗ，Ｍｏを表１中に示す含有率
に基づき添加して溶解鋳造し、各試料とした。
【００１４】表１中の試料Ｎｏ．１〜１０は、Ｏｓ，Ｒ
ｕ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ｐｄ（以下、添加元素Ｉという）の中
から１種を添加した本発明実施品、試料ＮＯ．１１〜１
６は前記の配合に加えて、Ｒｅ，Ｗ，Ｍｏ（以下、添加
元素IIという）の中から１種を添加した本発明実施品、
試料Ｎｏ．１７〜２２は前記添加元素Ｉの中から２種以
上を選んで添加した本発明実施品である。
【００１５】また、表１中の試料Ｎｏ．２３は、Ｗ−Ｙ
合金からなる比較品である。
【００１６】上記のようにして作製した各試料を用い
て、図１に示すような放電電極１ｂ及びそのヘッド部１
ｂ’を成形するをもって自動ワイヤボンダ１を構成し
た。そうして、一般に使用されるＡｕワイヤ（φ２５μ
ｍ）を用いて、放電時間４ｍｓに固定してボール径６
２．５μｍになるよう放電電流を調整し、各々５万回放
電後に、ボールを１０個作製した際のボール径の平均値
と標準偏差を測定した。これらの結果も表１中に示す。
【００１７】
【表１】
【００１８】而して、試料Ｎｏ．１〜２２の測定結果か
ら、純度９９．９％以上のＩｒに添加元素Ｉ（Ｏｓ，Ｒ
ｕ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ｐｄ）を総添加量１〜３０wt％の範囲
内で添加し、さらには添加元素II（Ｒｅ，Ｗ，Ｍｏ）を
総添加量０．１〜７wt％の範囲内で添加すれば、ボール
径のばらつきを極めて小範囲なものとし得ることが確認
できた。
【００１９】また、試料Ｎｏ．２３の測定結果から、Ｗ
−Ｙ合金からなる放電電極を用いた場合は、上記本発明
実施品に比して、ボール径のばらつきが極めて大きいこ
とが確認できた。
【００２０】尚、本実施例においては放電電極１ｂとヘ
ッド部１ｂ’を一体成形物として両者を上記各試料で成
形したが、これら両者を別体物としてヘッド部１ｂ’の
み上記各試料で成形することも可能であり、この場合に
おいても、上述と同様の測定結果，効果が得られること
はいうまでもない。
【００２１】
【発明の効果】本発明は以上説明したように、Ｏｓ，Ｒ
ｕ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ｐｄ、Ｒｅ，Ｗ，Ｍｏを所定量添加し
たＩｒ合金からなる放電電極を用いることで、ボール成
形時におけるボール径のばらつきを極めて小範囲なもの
とし得た。
【００２２】従って、ボンディング後におけるボールと
チップ電極の接合強度を著しく改善して、ワイヤボンデ
ィング法及びバンプ接続法に用いるに極めて有用な自動
ワイヤボンダ並びにその放電電極を提供できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的な自動ワイヤボンダの要部を表す拡大
図。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 自動ワイヤボンダにおけるボンディング
    ボール形成用の放電電極であって、該放電電極が溶解鋳
    造工程を経て得られたＩｒ合金であり、該合金組成が、
    Ｏｓ，Ｒｕ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ｐｄの中から１種または２種
    以上を総量１〜３０wt％含有し、残部Ｉｒからなる組成
    であることを特徴とする自動ワイヤボンダ用放電電極。
  2. 【請求項２】 自動ワイヤボンダにおけるボンディング
    ボール形成用の放電電極であって、該放電電極が溶解鋳
    造工程を経て得られたＩｒ合金であり、該合金組成が、
    Ｏｓ，Ｒｕ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ｐｄの中から１種または２種
    以上を総量１〜３０wt％含有すると共に、Ｒｅ，Ｗ，Ｍ
    ｏの中から１種または２種以上を総量０．１〜７wt％含
    有し、残部Ｉｒからなる組成であることを特徴とする自
    動ワイヤボンダ用放電電極。
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