JP3142390B2 - 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１０〜１０００wtppm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１０〜１０００wtppm含有すると
共に、Ｃａ，Ｂｅ，Ｇｅ，Ｙ，Ｓｃ，希土類元素の中か
ら１種または２種以上を総量１〜１００wtppm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Ｃａ，Ｂｅ，Ｇｅ，Ｙ，Ｓｃ，希土類元素を添加
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、Ｃａ，Ｂｅ，Ｇｅ，Ｙ，Ｓｃ，希土類元素の中から
少なくとも１種を同時添加することで、Ｉｒ合金形成時
における結晶粒が微細化され、機械的強度の向上作用を
得る。
【００１０】しかし乍ら、Ｏｓ，Ｒｕ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ｐ
ｄの添加総量が１０ｗｔppm 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１０００ｗｔppm 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、Ｃａ，Ｂｅ，Ｇｅ，Ｙ，Ｓｃ，希
土類元素の添加総量が１ｗｔppm 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１００ｗ
ｔppm を越えると、Ｉｒ合金が不均一なものになり、本
来の特性が失われるので好ましくない。
【００１２】従って、Ｏｓ，Ｒｕ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ｐｄの
総添加量を１０〜１０００ｗｔppmの範囲に、Ｃａ，Ｂ
ｅ，Ｇｅ，Ｙ，Ｓｃ，希土類元素の総添加量を１〜１０
０ｗｔppm 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，Ｃａ，Ｂｅ，Ｇｅ，Ｙ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
４は前記添加元素Ｉの中から２種以上を添加した本発明
実施品である。
【００１５】試料Ｎｏ．１５〜２２は添加元素Ｉの中か
ら１種を添加すると共に、Ｃａ，Ｂｅ，Ｇｅ，Ｙ，Ｓ
ｃ，希土類元素（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．２３，２４は上
記添加元素Ｉの代表としてＰｔを添加すると共に、添加
元素IIの中からＣａ，Ｂｅ，Ｇｅを選んで２種または３
種を添加した本発明実施品である。
【００１６】尚、表１においては希土類元素の代表とし
てＹを選び、Ｓｃ及びこれら以外の希土類元素はＹと同
質性のため省略した。
【００１７】また、表１中の試料Ｎｏ．２５，２６は上
記添加元素Ｉの代表としてＯｓまたはＰｔを選びその添
加量が１０００ｗｔppm を越える比較品、試料Ｎｏ．２
７は添加元素IIの代表としてＣａを選びその添加量が１
００ｗｔppm を越える比較品である。試料Ｎｏ．２８は
添加元素Ｉの代表としてＰｔを選びその添加量が１００
０ｗｔppm を越えると共に、添加元素IIの代表としてＣ
ａを選びその添加量が１００ｗｔppm を越える比較品で
ある。試料Ｎｏ．２９は、Ｗ−Ｙ合金からなる比較品で
ある。
【００１８】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。
【００１９】
【表１】
【００２０】而して、試料Ｎｏ．１〜２４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１０〜１０００ｗｔ
ppmの範囲内で添加し、さらには添加元素II（Ｃａ，Ｂ
ｅ，Ｇｅ，Ｙ，Ｓｃ，希土類元素）を総添加量１〜１０
０ｗｔppm 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。
【００２１】また、試料Ｎｏ．２５〜２９の測定結果か
ら、添加元素Ｉ（Ｏｓ，Ｒｕ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ｐｄ）の総
添加量が１０００ｗｔppm を越える場合、添加元素II
（Ｃａ，Ｂｅ，Ｇｅ，Ｙ，Ｓｃ，希土類元素）の総添加
量が１００ｗｔppm を越える場合、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。
【００２２】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。
【００２３】
【発明の効果】本発明は以上説明したように、Ｏｓ，Ｒ
ｕ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ｐｄ、Ｃａ，Ｂｅ，Ｇｅ，Ｙ，Ｓｃ，
希土類元素を所定量添加した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。
【００２４】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１０〜１０００wtppm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１０〜１０００wtppm含有すると共に、Ｃ
    ａ，Ｂｅ，Ｇｅ，Ｙ，Ｓｃ，希土類元素の中から１種ま
    たは２種以上を総量１〜１００wtppm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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