JP3337049B2 - ボンディング用金線 - Google Patents
ボンディング用金線Info
- Publication number
- JP3337049B2 JP3337049B2 JP31905995A JP31905995A JP3337049B2 JP 3337049 B2 JP3337049 B2 JP 3337049B2 JP 31905995 A JP31905995 A JP 31905995A JP 31905995 A JP31905995 A JP 31905995A JP 3337049 B2 JP3337049 B2 JP 3337049B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- weight
- gold
- group
- neck portion
- content
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/01—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
- H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
- H01L24/45—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
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/01—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
- H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/43—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
- H01L2224/44—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
- H01L2224/45138—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
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/484—Connecting portions
- H01L2224/48463—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond
-
- 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
- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
- H01L2224/8512—Aligning
- H01L2224/85148—Aligning involving movement of a part of the bonding apparatus
-
- 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
- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
- H01L2224/852—Applying energy for connecting
- H01L2224/85201—Compression bonding
- H01L2224/85205—Ultrasonic bonding
-
- 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
- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
- H01L2224/859—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector involving monitoring, e.g. feedback loop
-
- 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
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01012—Magnesium [Mg]
-
- 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
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01015—Phosphorus [P]
-
- 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
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01032—Germanium [Ge]
-
- 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
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01039—Yttrium [Y]
-
- 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
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01047—Silver [Ag]
-
- 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
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01057—Lanthanum [La]
-
- 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
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01058—Cerium [Ce]
-
- 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
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01059—Praseodymium [Pr]
-
- 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
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/0106—Neodymium [Nd]
-
- 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
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01063—Europium [Eu]
-
- 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
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01064—Gadolinium [Gd]
-
- 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
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01068—Erbium [Er]
-
- 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
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01074—Tungsten [W]
-
- 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
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01078—Platinum [Pt]
-
- 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
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01079—Gold [Au]
-
- 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
- H01L2924/012—Semiconductor purity grades
- H01L2924/01205—5N purity grades, i.e. 99.999%
-
- 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
- H01L2924/11—Device type
- H01L2924/14—Integrated circuits
-
- 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
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/181—Encapsulation
-
- 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
- H01L2924/20—Parameters
- H01L2924/207—Diameter ranges
- H01L2924/20753—Diameter ranges larger or equal to 30 microns less than 40 microns
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
- Y10T428/12431—Foil or filament smaller than 6 mils
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
- Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Wire Bonding (AREA)
Description
と外部リード部を接続するために使用するボンディング
用金線に関し、さらに詳しくは、半導体装置組み立ての
際、超音波出力の増加等によってボンディングワイヤの
ネック部が損傷を受ける程度を大幅に低減することがで
きるICチップボンディング用金線に関する。
と外部リード部を接続する技術としては、金線を用いた
超音波併用熱圧着ボンディング法が主として用いられて
いる。また、最近の半導体装置の高速化,高機能化の要
求に伴って電極と外部リード部の数が増加した結果、電
極から外部リード部迄の配線距離が長くなっている。一
方では、半導体装置を小型,薄型にするため、電極と外
部リード部の配線距離を極端に短くすることによって対
応している。この為、多数のリード線を用いながら短く
配線を行うことが要求され、これに対応するために、ボ
ンディング装置を用いてループを形成する過程で、ルー
プ形成と逆方向へボールネック部を過酷に屈曲させて変
形させた後にループを張る、所謂リバース変形を行うこ
とによって、ループ高さとループ形状を安定化させる試
みがなされている。
て形成されたループは、半導体装置の作動段階で半導体
の発熱に伴う熱サイクルの環境に晒された場合、ボール
ネック部に断線不良が発生するという問題が生じてい
た。この様な半導体作動中の断線不良を防止するため
に、ボールネック部を過酷に屈曲,変形させてループを
張った場合、その後の過酷な熱サイクル試験において断
線が生じることの少ない金線が要求されている。
直上のネック部が破断するという問題を改善することを
目的として、Eu、Ca、Ge、Beを所定量含有させ
たものがある(特開平5−9624号)。しかし乍ら上
記従来の提案は、ボンディングワイヤーをボールネック
部で過酷に屈曲,変形させてループを張った後に過酷な
熱サイクル環境に晒された場合や、振動や衝撃を受けた
時、ボールネック部での断線の少ない金線として十分な
ものとはいえない状態にある。
な従来事情に鑑みて成されたものであり、その目的とす
るところは、超音波出力を増大させた超音波併用熱圧着
ボンディングを行い、且つボールネック部を過酷に屈
曲,変形させてループを張る、所謂リバース変形を行っ
てループを形成した後に過酷な熱サイクル環境に晒され
ても断線が生じることが少なく、振動や衝撃によって金
ボール直上のネック部が破断することの少ないICチッ
プボンディング用金線を提供することである。
重ねた結果、白金(Pt)、銀(Ag)、マグネシウム
(Mg)、ユウロピウム(Eu)を夫々所定量含有し、
残部が金(Au)からなり、該金が0.001重量%以
下の不可避不純物を含む組成の金線とすることにより、
それら各元素の相乗効果によって前述の目的を達成し得
ることを知見し、本発明を完成するに至った。すなわち
本願第1発明は、白金(Pt):0.0001〜0.0
05重量%、銀(Ag):0.0001〜0.005重
量%、マグネシウム(Mg):0.0005〜0.00
5重量%及びユウロピウム(Eu):0.00005〜
0.005重量%を含有し、残部が金(Au)からな
り、該金が0.001重量%以下の不可避不純物を含む
ことを特徴とするICチップボンディング用金線であ
る。
0001〜0.005重量%、銀(Ag):0.000
1〜0.005重量%、マグネシウム(Mg):0.0
005〜0.005重量%及びユウロピウム(Eu):
0.00005〜0.005重量%を含有し、さらにベ
リリウム(Be):0.00002〜0.001重量
%,カルシウム(Ca):0.00005〜0.004
重量%,ゲルマニウム(Ge):0.0005〜0.0
1重量%の内少なくとも1種を含有し、残部が金(A
u)からなり、該金が0.001重量%以下の不可避不
純物を含むことを特徴とするICチップボンディング用
金線である。
0.0001〜0.005重量%、銀(Ag):0.0
001〜0.005重量%、マグネシウム(Mg):
0.0005〜0.005重量%及びユウロピウム(E
u):0.00005〜0.005重量%を含有し、さ
らにランタン(La),イットリウム(Y),鉛(P
b),エルビウム(Er),カドリニウム(Gd),セ
リウム(Ce),プラセオジム(Pr),ネオジム(N
d),サマリウム(Sm)の内少なくとも1種を0.0
001〜0.02重量%含有し、残部が金(Au)から
なり、該金が0.001重量%以下の不可避不純物を含
むことを特徴とするICチップボンディング用金線、又
は、白金(Pt):0.0001〜0.005重量%、
銀(Ag):0.0001〜0.005重量%、マグネ
シウム(Mg):0.0005〜0.005重量%及び
ユウロピウム(Eu):0.00005〜0.005重
量%を含有し、さらにベリリウム(Be):0.000
02〜0.001重量%,カルシウム(Ca):0.0
0005〜0.004重量%,ゲルマニウム(Ge):
0.0005〜0.01重量%の内少なくとも1種を含
有すると共に、ランタン(La),イットリウム
(Y),鉛(Pb),エルビウム(Er),カドリニウ
ム(Gd),セリウム(Ce),プラセオジム(P
r),ネオジム(Nd),サマリウム(Sm)の内少な
くとも1種を0.0001〜0.02重量%含有し、残
部が金(Au)からなり、該金が0.001重量%以下
の不可避不純物を含むことを特徴とするICチップボン
ディング用金線である。
t、Ag、Mg及びEuからなる第1群、所定量のB
e,Ca,Geの内少なくとも1種からなる第2群、L
a,Y,Pb,Er,Gd,Ce,Pr,Nd,Smの
内少なくとも1種の所定量からなる第3群の成分を含有
した組成となっている。以下、本発明の詳細な構成とそ
の作用について説明する。本発明ではPt、Ag、M
g、Euを上記構成になるよう含有し、残部が金からな
り、該金が0.001重量%以下の不可避不純物を含む
組成にすることにより、それら金属元素同士の相乗効果
によって、超音波出力を増大させた超音波併用熱圧着ボ
ンディングを行い、且つループ形成の際にリバース変形
を加えたボンディングワイヤのネック部の信頼性におい
て、熱サイクルの環境に晒された場合及び振動や衝撃を
受けた場合の破断性能に優れた金合金線を得ることが出
来る。次に、本発明の金合金線の成分組成を上記の通り
限定した理由を説明する。
uとの共存において、ボールネック部の信頼性向上に優
れた効果を示す。Pt含有量が0.0001重量%以上
になると0.0001重量%未満と対比してボールネッ
ク部の信頼性が大きくなり、0.005重量%を越える
と良好なボール形成が出来なくなってくる。このためP
t含有量を0.0001〜0.005重量%と定めた。
Ptを前記規定量含有してもAg、Mg、Euのいずれ
か1種が含有されていない場合と対比して、Ag、M
g、Euとの共存においてボールネック部の信頼性が向
上するためPtはAg、Mg、Euとの共存が必要であ
る。さらに好ましい組成は、所定量のBe,Ca,Ge
の内少なくとも1種を含有させることであり、この組成
において、ボールネック部の信頼性向上にさらに優れた
効果を示す。
uとの共存において、ボールネック部の信頼性向上に優
れた効果を示す。Ag含有量が0.0001重量%以上
になると0.0001重量%未満と対比してボールネッ
ク部の信頼性が大きくなる。好ましくは0.0005重
量%以上であり、この時ボールネック部の信頼性の中で
衝撃試験による破断率がさらに向上してくる。0.00
5重量%を越えると良好なボール形成が出来なくなって
くる。このためAg含有量を0.0001〜0.005
重量%と定めた。Agを前記規定量含有してもPt、M
g、Euのいずれか1種が含有されていない場合と対比
して、Pt、Mg、Euとの共存においてボールネック
部の信頼性が向上するためAgはPt、Mg、Euとの
共存が必要である。さらに好ましい組成は、所定量のB
e,Ca,Geの内少なくとも1種を含有させることで
あり、この組成において、ボールネック部の信頼性向上
にさらに優れた効果を示す。
uとの共存において、ボールネック部の信頼性向上に優
れた効果を示す。Mg含有量が0.0005重量%以上
になると0.0005重量%未満と対比してボールネッ
ク部の信頼性が大きくなる。Mg含有量が0.005重
量%を越えると良好なボール形成が出来なくなってくる
と共に、ボンディング時にチップ電極に割れが生じてく
る。このためMg含有量を0.0005〜0.005重
量%と定めた。Mgを前記規定量含有してもPt、A
g、Euのいずれか1種が含有されていない場合と対比
して、Pt、Ag、Euとの共存においてボールネック
部の信頼性が向上するためMgはPt、Ag、Euとの
共存が必要である。さらに好ましい組成は、所定量のB
e,Ca,Geの内少なくとも1種を含有させることで
あり、この組成において、ボールネック部の信頼性向上
にさらに優れた効果を示す。
gとの共存において、ボールネック部の信頼性向上に優
れた効果を示す。Eu含有量が0.00005重量%以
上になると0.00005重量%未満と対比してボール
ネック部の信頼性が大きくなり、0.0001重量%以
上になると該信頼性はさらに大きくなる。Eu含有量が
0.005重量%を越えるとボンディング時にチップ電
極に割れが生じてくる。このためEu含有量を0.00
005〜0.005重量%と定めた。Euを前記規定量
含有してもPt、Ag、Mgのいずれか1種が含有され
ていない場合と対比して、Pt、Ag、Mgとの共存に
おいてボールネック部の信頼性が向上するためEuはP
t、Ag、Mgとの共存が必要である。Eu含有量のさ
らに好ましい範囲は0.0001〜0.005重量%で
あり、この範囲においてボールネック部の信頼性向上は
さらに優れた効果を示す。さらに好ましい組成は、所定
量のBe,Ca,Geの内少なくとも1種を含有させる
ことであり、この組成において、ボールネック部の信頼
性向上にさらに優れた効果を示す。
が0.00002〜0.001重量%、Ca含有量が
0.00005〜0.004重量%、Ge含有量が0.
0005〜0.01重量%の内少なくとも1種の成分
が、Pt、Ag、Mg及びEuとの共存においてボール
ネック部の信頼性向上にさらに優れた効果を示すため、
好ましく用いられる。Be含有量が0.00002重量
%未満で且つCa含有量が0.00005重量%未満で
且つGe含有量が0.0005重量%未満のとき、前記
のようなさらに優れた効果は得られない。Be含有量が
0.001重量%を越えると良好なボール形成が出来な
くなってくる。Ca含有量が0.004重量%を越える
と良好なボール形成が出来なくなってくる。Ge含有量
が0.01重量%を越えるとボンディング時の電極割れ
が発生し易くなる。このため、Be含有量を0.000
02〜0.001重量%、Ca含有量を0.00005
〜0.004重量%、Ge含有量を0.0005〜0.
01重量%と定めた。
Ce,Pr,Nd,Sm〕第1群の成分に、第3群の成
分すなわちLa,Y,Pb,Er,Gd,Ce,Pr,
Nd,Smの内少なくとも1種の成分を0.0001〜
0.02重量%含有した場合、ボールネック部の信頼性
において、第1群のみを含有する組成と対比して同等の
効果を有する。この場合、第3群の成分を含有しても、
第1群の成分であるPt,Ag,Mg,Euのいずれか
1種を含有しない場合、ボールネック部の信頼性におい
て優れた効果は得られない。
3群の成分すなわちLa,Y,Pb,Er,Gd,C
e,Pr,Nd,Smの内少なくとも1種の成分を0.
0001〜0.02重量%含有した場合、ボールネック
部の信頼性において、第1群の成分及び第2群の成分を
同時に含有した組成と対比して同等のさらに優れた効果
を有する。この場合、第2群及び第3群の成分を含有し
ても、第1群の成分であるPt,Ag,Mg,Euのい
ずれか1種を含有しない場合、ボールネック部の信頼性
において優れた効果は得られない。
について説明する。 (実施例1)純度99.999重量%の高純度金に所定
量のPt、Ag、Mg、Euを添加し真空溶解炉で溶解
した後鋳造して表中に示す組成の金合金、即ちPt1p
pm、Ag10ppm、Mg20ppm、Eu10pp
mを含有し残部がAuからなり、該Auが10ppmの
不可避不純物を含む金合金を得、これに溝ロール,伸線
機を用いた冷間加工と熱処理を繰り返し,最終線径30
μm、伸び率4%の細線になるように仕上げた。この細
線をボンディングワイヤとして、高速自動ボンダを用い
てICチップ電極上に超音波熱圧着ボンディングを行っ
た。超音波出力を0.5Wとし最初のボール接合を行っ
た後、ループ形成と逆方向にキャピラリを一旦動かしそ
のリバース角度を垂直方向に対して60度に設定し、ボ
ールネック部を苛酷に屈曲させて変形させ、次いで外部
リードに接合し正規のループ(配線)を形成した。配線
試料は1個のICチップに対して40ピン、即ち40本
の配線を行った。次いでボール形状、接合時の電極割
れ、熱サイクル試験、振動試験、衝撃試験を行った。測
定結果を表2に示す。
合金の組成を表中に示すようにしたこと以外は実施例1
と同様にして細線に仕上げ、前記した各試験を行った。
結果を表2,表4,表6,表8,表11,表14,表1
6に示す。
トーチを用いて金ボールを作製し、走査型電子顕微鏡を
用いて金ボールの大きさ、真球度、表面状態を観察し
た。金ボールの大きさは線径の2.5倍、即ち75μm
φを基準とし、真球度、表面状態は比較サンプル対比で
測定した。10個測定して全て良好な時は「良好」、1
個でも不良がある時は「不良」と表示した。
用いて100個の配線試料を作製し、電極割れ不良の発
生がないものを「良好」、1個でも割れ不良の発生があ
るものを「不良」と表示した。
脂にて封止し、−10℃×30分と150℃×30分の
熱サイクルテストを2000回行った。100個の配線試料
を測定に供し、導通テストにより断線の有無を確認し
た。断線した個数を破断率(%)で表示した。
電極に代えて銀メッキしたリードフレーム1を用いて実
施例1と同様にして配線し、次いで外部リード側の接合
部を切断して図1に示すような試料を作成し振動試験の
材料とした。図1に示す振動試験機2を用い、前記リー
ドフレーム1に先端をボンディングしたワイヤ3を治具
4を用いて軸5を中心に左右両側へ振幅させる振動試験
を次の条件で行い、破断に至るまでの振動回数を測定し
た。 スパン距離(L1 ):150μm 両側振幅(L2 ):26μm 振動周波数:40Hz(1秒間に40回) 同様の試験を3回繰り返し、得られた平均値を表示し
た。
40本)作成し衝撃加速試験を行った。即ち該試料をマ
ガジンに入れ高さ100mmから落下させて、そのワイ
ヤ破断本数を光学顕微鏡で検査した。破断率を次式で表
示した。
量のPt、Ag、Mg、Euからなる第1群の成分を含
有した実施例1〜11は、ボール形状が良好であり、ボ
ンディング時の電極割れ不良の発生がないと共に、熱サ
イクル試験後の破断率が1%、振動試験での破断に至る
までの振動回数が11,000回以上であり、衝撃試験
での破断率が12%以下であり、ボールネック部の信頼
性向上に優れた効果を示した。またこの中でも、Euの
含有量が0.0001重量%以上である実施例は、振動
試験での破断に至るまでの振動回数が12,000回以
上であり、Agの含有量が0.0005重量%以上であ
る実施例は、衝撃試験での破断率が5%以下であり、ボ
ールネック部の信頼性向上により優れた効果を示した。
Be,Ca,Geの内少なくとも1種からなる第2群の
成分を含有した実施例12〜112は、ボール形状が良
好であり、ボンディング時の電極割れ不良の発生がない
と共に、熱サイクル試験後の破断率が1%以下であり、
且つ振動試験での破断に至るまでの振動回数が11,0
00回以上であり、衝撃試験での破断率が15%以下と
優れた効果を示した。またこの中でも、Euの含有量が
0.0001重量%以上である実施例は、熱サイクル試
験後の破断率が0%、振動試験での破断に至るまでの振
動回数が13,000回以上であり、Agの含有量が
0.0005重量%以上である実施例は衝撃試験での破
断率が3%以下であり、ボールネック部の信頼性向上に
さらに優れた効果を示した。
Y,Pb,Er,Gd,Ce,Pr,Nd,Smの内少
なくとも1種の所定量からなる第3群の成分を含有した
実施例113〜135は、第1群のみを含有する実施例
1〜11と対比して同等の効果を示した。
の成分に加えて、La,Y,Pb,Er,Gd,Ce,
Pr,Nd,Smの内少なくとも1種の所定量からなる
第3群の成分を含有した実施例136〜159は、第1
群の成分及び第2群の成分を同時に含有した実施例12
〜112と対比して同等のさらに優れた効果を示した。
群、第3群の成分のいずれも含有しない比較例1は、熱
サイクル試験後の破断率が15%、振動試験での破断に
至るまでの回数が6,400回程度、衝撃試験での破断
率が38%であることが判る。また、第1群の内のいず
れか1種の成分を含有しない比較例2〜18は、熱サイ
クル試験後の破断率が5〜9%、振動試験での破断に至
るまでの回数が8,800回以上10,600回以下、
衝撃試験での破断率が20〜37%と、比較例1に比べ
れば改善されるものの、本発明に比べれば劣ることが判
る。さらに、第1群の成分の全てを含有してもその内の
いずれか1種の含有量が本発明の範囲外である比較例1
9〜22は、熱サイクル試験後の破断率が2%、振動試
験での破断に至るまでの回数が11,000回以上、衝
撃試験での破断率が12〜14%と本発明に近似する結
果が得られるものの、ボール形状、チップ電極割れのい
ずれかの点で本発明に劣ることが判る。
に係るICチップボンディング用金線は、所定量のP
t、Ag、Mg及びEuを含有し、残部が金からなり、
該金が0.001重量%以下の不可避不純物を含む組成
としたので、超音波出力を増大させた超音波併用熱圧着
ボンディングを行い、且つリバース変形を加えて形成し
たループのネック部において、熱サイクルの環境に晒さ
れた場合及び振動や衝撃を受けた場合の破断性能を大幅
に向上することが出来た。従って、多数のリード線を用
いながら短く配線を行う半導体装置の組み立てにおいて
高い信頼性が得られ、半導体装置の高速化,高機能化,
小型化,薄型化の促進に極めて有用である。
t、Ag、Mg及びEuを含有し、さらに所定量のB
e,Ca,Geの内少なくとも1種を含有し、残部が金
からなり、該金が0.001重量%以下の不可避不純物
を含む組成とした場合は、超音波出力を増大させた超音
波併用熱圧着ボンディングを行い、且つリバース変形を
加えて形成したループのネック部において、熱サイクル
の環境に晒された場合及び振動や衝撃を受けた場合の破
断性能をさらに向上することが出来、前述した効果をよ
り実効あるものとすることができた。
t、Ag、Mg及びEuを含有し、さらに所定量のL
a,Y,Pb,Er,Gd,Ce,Pr,Nd,Smの
内少なくとも1種を含有し、残部が金からなり、該金が
0.001重量%以下の不可避不純物を含む組成とした
場合は上記請求項1と同等の効果が得られ、また、所定
量のPt、Ag、Mg及びEuを含有し、さらに所定量
のBe,Ca,Geの内少なくとも1種を含有すると共
に、所定量のLa,Y,Pb,Er,Gd,Ce,P
r,Nd,Smの内少なくとも1種を含有し、残部が金
からなり、該金が0.001重量%以下の不可避不純物
を含む組成とした場合は、上記請求項2と同等の効果を
得ることができた。
Claims (3)
- 【請求項1】 白金(Pt):0.0001〜0.00
5重量%、銀(Ag):0.0001〜0.005重量
%、マグネシウム(Mg):0.0005〜0.005
重量%及びユウロピウム(Eu):0.00005〜
0.005重量%を含有し、残部が金(Au)からな
り、該金が0.001重量%以下の不可避不純物を含む
ことを特徴とするICチップボンディング用金線。 - 【請求項2】 ベリリウム(Be):0.00002〜
0.001重量%,カルシウム(Ca):0.0000
5〜0.004重量%,ゲルマニウム(Ge):0.0
005〜0.01重量%の内少なくとも1種を含有する
ことを特徴とする請求項1記載のICチップボンディン
グ用金線。 - 【請求項3】 ランタン(La),イットリウム
(Y),鉛(Pb),エルビウム(Er),カドリニウ
ム(Gd),セリウム(Ce),プラセオジム(P
r),ネオジム(Nd),サマリウム(Sm)の内少な
くとも1種を0.0001〜0.02重量%含有するこ
とを特徴とする請求項1又は請求項2記載のICチップ
ボンディング用金線。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31905995A JP3337049B2 (ja) | 1995-05-17 | 1995-12-07 | ボンディング用金線 |
MYPI96000051A MY113663A (en) | 1995-05-17 | 1996-01-08 | Gold wire for bonding |
US08/587,747 US5702814A (en) | 1995-05-17 | 1996-01-17 | Gold wire for bonding |
EP96103845A EP0743679B1 (en) | 1995-05-17 | 1996-03-12 | Gold wire for chip bonding |
DE69615746T DE69615746T2 (de) | 1995-05-17 | 1996-03-12 | Golddraht zum Bonden von Chips |
SG1996009298A SG67351A1 (en) | 1995-05-17 | 1996-04-18 | Gold wire for bonding |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7-118521 | 1995-05-17 | ||
JP11852195 | 1995-05-17 | ||
JP31905995A JP3337049B2 (ja) | 1995-05-17 | 1995-12-07 | ボンディング用金線 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0936162A JPH0936162A (ja) | 1997-02-07 |
JP3337049B2 true JP3337049B2 (ja) | 2002-10-21 |
Family
ID=26456443
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP31905995A Expired - Fee Related JP3337049B2 (ja) | 1995-05-17 | 1995-12-07 | ボンディング用金線 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5702814A (ja) |
EP (1) | EP0743679B1 (ja) |
JP (1) | JP3337049B2 (ja) |
DE (1) | DE69615746T2 (ja) |
MY (1) | MY113663A (ja) |
SG (1) | SG67351A1 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009054164A1 (ja) * | 2007-10-24 | 2009-04-30 | Tanaka Denshi Kogyo K.K. | ボールボンディング用金合金線 |
US7830008B2 (en) | 2005-01-24 | 2010-11-09 | Nippon Steel Materials Co., Ltd. | Gold wire for connecting semiconductor chip |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1997047778A1 (fr) * | 1996-06-12 | 1997-12-18 | Kazuo Ogasa | Alliage d'or dur de grande purete et procede de fabrication correspondant |
EP0890987B1 (de) * | 1997-07-07 | 2003-03-05 | W.C. Heraeus GmbH & Co. KG | Feinstdraht aus einer Goldlegierung, Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung |
DE19821395C2 (de) | 1998-05-13 | 2000-06-29 | Heraeus Gmbh W C | Verwendung eines Feinstdrahtes aus einer nickelhaltigen Gold-Legierung |
US6610930B1 (en) * | 1998-09-16 | 2003-08-26 | Kulicke & Soffa Investments, Inc. | Composite noble metal wire |
JP3323185B2 (ja) * | 2000-06-19 | 2002-09-09 | 田中電子工業株式会社 | 半導体素子接続用金線 |
KR100427749B1 (ko) * | 2002-05-07 | 2004-04-28 | 엠케이전자 주식회사 | 반도체 소자 본딩용 금-은 합금 와이어 |
WO2006035803A1 (ja) * | 2004-09-30 | 2006-04-06 | Tanaka Denshi Kogyo K.K. | Au合金ボンディング・ワイヤ |
MY140911A (en) * | 2004-11-26 | 2010-01-29 | Tanaka Electronics Ind | Au bonding wire for semiconductor device |
JP5166738B2 (ja) * | 2006-03-24 | 2013-03-21 | 新日鉄住金マテリアルズ株式会社 | 半導体素子接続用金線 |
JP4195495B1 (ja) * | 2007-11-06 | 2008-12-10 | 田中電子工業株式会社 | ボールボンディング用金合金線 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4330329A (en) * | 1979-11-28 | 1982-05-18 | Tanaka Denshi Kogyo Kabushiki Kaisha | Gold bonding wire for semiconductor elements and the semiconductor element |
GB2116208B (en) * | 1981-12-04 | 1985-12-04 | Mitsubishi Metal Corp | Fine gold alloy wire for bonding of a semiconductor device |
US4775512A (en) * | 1985-10-01 | 1988-10-04 | Tanaka Denshi Kogyo Kabushiki Kaisha | Gold line for bonding semiconductor element |
GB2201545B (en) * | 1987-01-30 | 1991-09-11 | Tanaka Electronics Ind | Method for connecting semiconductor material |
GB2262746B (en) * | 1989-04-28 | 1993-09-22 | Tanaka Electronics Ind | Gold wire for the bonding of a semiconductor device |
GB2231336B (en) * | 1989-04-28 | 1993-09-22 | Tanaka Electronics Ind | Gold wire for the bonding of a semiconductor device |
JP2891432B2 (ja) * | 1989-12-27 | 1999-05-17 | 田中電子工業株式会社 | 半導体材料の接続方法,それに用いる接続材料及び半導体装置 |
JP2689773B2 (ja) * | 1991-07-02 | 1997-12-10 | 住友金属鉱山株式会社 | ボンデイングワイヤー |
-
1995
- 1995-12-07 JP JP31905995A patent/JP3337049B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-01-08 MY MYPI96000051A patent/MY113663A/en unknown
- 1996-01-17 US US08/587,747 patent/US5702814A/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-03-12 DE DE69615746T patent/DE69615746T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1996-03-12 EP EP96103845A patent/EP0743679B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-04-18 SG SG1996009298A patent/SG67351A1/en unknown
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7830008B2 (en) | 2005-01-24 | 2010-11-09 | Nippon Steel Materials Co., Ltd. | Gold wire for connecting semiconductor chip |
WO2009054164A1 (ja) * | 2007-10-24 | 2009-04-30 | Tanaka Denshi Kogyo K.K. | ボールボンディング用金合金線 |
CN101601126B (zh) * | 2007-10-24 | 2012-06-20 | 田中电子工业株式会社 | 用于球焊的金合金线 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0936162A (ja) | 1997-02-07 |
US5702814A (en) | 1997-12-30 |
DE69615746T2 (de) | 2002-06-20 |
SG67351A1 (en) | 1999-09-21 |
EP0743679A3 (en) | 1997-02-26 |
EP0743679A2 (en) | 1996-11-20 |
DE69615746D1 (de) | 2001-11-15 |
EP0743679B1 (en) | 2001-10-10 |
MY113663A (en) | 2002-04-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3337049B2 (ja) | ボンディング用金線 | |
JPH08325657A (ja) | ボンディング用金線 | |
JP3585993B2 (ja) | ボンディング用金線 | |
JP3628139B2 (ja) | 半導体素子ボンディング用金合金線 | |
JPH08109425A (ja) | ボンディング用金線 | |
JP3669809B2 (ja) | 半導体素子ボンディング用金合金線 | |
JP3312348B2 (ja) | ボンディング用金合金線 | |
JPH1167811A (ja) | 半導体素子用金銀合金細線 | |
JP2007019349A (ja) | ボンディングワイヤ | |
JPH08316262A (ja) | ボンディング用金線 | |
JPH08321523A (ja) | ボンディング用金線 | |
JP3085090B2 (ja) | ボンディングワイヤ | |
JP3615897B2 (ja) | 半導体素子ボンディング用金合金線 | |
KR100232115B1 (ko) | 본딩용 금선 | |
JP3673366B2 (ja) | 半導体素子 | |
JP3586909B2 (ja) | ボンディングワイヤ | |
JP3916320B2 (ja) | ボンディング用金合金線 | |
JP3475511B2 (ja) | ボンディングワイヤー | |
JP3669811B2 (ja) | 半導体素子ボンディング用金合金線 | |
JPH0813062A (ja) | ボンディング用金線 | |
JP3358295B2 (ja) | ボンディングワイヤ | |
JP3751104B2 (ja) | 半導体素子ボンディング用金合金線 | |
JP4117973B2 (ja) | ボンディング用金合金線 | |
JP3593206B2 (ja) | バンプ用金合金細線および金合金バンプ | |
JP3104442B2 (ja) | ボンディングワイヤ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080809 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090809 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100809 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110809 Year of fee payment: 9 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |