JPH011243A - リ−ドワイヤの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体装置の組立製造に用いられるＣｕ、また
は、Ｃｕ合金からなるリードワイヤの製造方法に係り、
特に、耐食性および耐湿性に優れたリードワイヤの製造
方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、半導体装置の組立用のリードワイヤの材料は、Ａ
ｕ線、ＡＱ線、あるいは、Ｃｕ線が使用されている。Ｃ
ｕ線は、この三種類の材料の中で。

最も電気抵抗が小さく、細線化による高密度、高集積化
が図れる上、経済性も優れている。従って、近年、半導
体装置の高密度、高集積化と製造コストの低減の要求を
満たすため、Ｃｕ線をリードヮイヤとして用いた半導体
装置が製造されるようになってきた。

しかし、Ｃｕ線はＡｕ線やＡｆｌ線に比べて耐食性が低
い。特に、Ｃｕリードワイヤを樹脂封止型半導体装置に
組込んだ場合に、その耐湿性ノ低下が問題となる。すな
わち、樹脂封止型半導体装置は、レジンとリードフレー
ムとの界面からパッケージ内部に水分が浸入し、その過
程でＣｕリードワイヤが腐食し易い。そして、腐食によ
って生成したＣｕ２＋イオンは、半導体素子（Ｓｉチッ
プ）上のへρ配線上に還元析出し、それが再溶解と再析
出を繰返しながら、ＡＱ配線を著しく腐食させる原因と
なる。

また、樹脂封止した半導体装置をプリント基板に半田付
けする際、赤外線や半田蒸気によって。

パッケージ全体が２００℃以上の高温に加熱される６そ
の際、レジンが部分的に熱分解し、その分解ガス中の腐
食性成分、主として臭化エチル等の有機系臭化物がＣｕ
を腐食させ、リードワイヤの表面にＣｕの臭化物と酸化
物からなる皮膜が形成される。この皮膜は、密着性が低
く、粗雑な構造をしているので、レジンとリードワイヤ
との間を通って水分が浸入しやすくなり、また皮膜の成
分である臭化銅は水に溶けＣｕｚ＋イオンを生成しやす
い。したがって基板実装後、これらの作用により半導体
装置としての耐湿性の低下が懸念される。

そこで、Ｃｕリードワイヤの耐食性を向上させる方法と
して１例えば、特開昭５９−１５５６１号、特開昭６０
−１６０５５４号公報に記載のように、ワイヤ表面を耐
食金属で被覆する方法や、特開昭６０−２２４２３７号
、特開昭６０−２２４２５５号公報に記載のように、ワ
イヤ表面を酸化皮膜で被覆する方法等がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記の従来技術の内、Ｃｕリードワイヤ表面をＰｄやＡ
ｕ等の耐食金属で被覆する方法は、ワイヤの耐食性向上
には効果があるが、経済性や生産性の点で問題があった
。

一方、Ｃｕリードワイヤ表面を耐食性の酸化皮膜で被覆
する方法は、ワイヤの耐食性を改善し、経済性の点でも
金属被覆に比べて有利である。しかし、Ｃｕリードワイ
ヤの表面に酸化皮膜があると、ワイヤボンディング性の
低下が懸念される。

また、組立て加工時に酸化皮膜が剥離し易く、レジンモ
ールドした後のレジンとワイヤとの密着性の低下の同項
があった。

本発四の目的は　耐食性および耐湿椅に優れ。

かつ、経済性の高いＣｕリードワイヤの製造方法を提供
することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、保護性の高い防食皮膜を形成する有機腐食
抑制剤によりＣｕリードワイヤを処理することにより達
成される。

すなわち、本発明は、Ｃｕと安定な化合物を形成する有
機腐食抑制剤によりＣｕリードワイヤを処理し、ワイヤ
の表面に耐食性の高いＣｕとＭ食抑制剤との化合物皮膜
を形成することにより、Ｃｕワイヤの腐食を抑制し、耐
食性および耐湿性に優れたＣ　ｕ　ＩＪ−ドワイヤを提
供するものである。

〔作用〕

Ｃｕリードワイヤを有機腐食抑制剤により処理し、ワイ
ヤの表面にＣｕと腐食抑制剤との化合物皮膜を形成させ
ることは、リードワイヤの耐食性や耐湿性の向上に対し
、次のような作用をする。

Ｃｕリードワイヤの耐食性を向上させる表面処理法とし
ては、Ｃｕよりも耐食性の高い金属で被覆す＾方杖　酸
１ら物性Ｖ、ｒ＃！１食泣の無機物で仮留する方法、あ
るいは、安定な有機物皮膜で被覆する方法が考えられる
。

この内、金属被覆、すなわち、メツキは工程数の大巾な
増加や経済性の点で問題がある。また、無機物で被覆す
る方法は、無機物であるのでＣｕよりも分解温度が高く
、リードワイヤに被覆した場合、ワイヤボンディング時
に無機物皮膜の残留によりボンディング不良の原因とな
る。

一方、耐食性の有機物皮膜で被覆する方法は、その分解
温度が、いずれも、Ｃｕの融点よりもはるかに低いので
ボンディング性も良好であり、また、生産性や経済性も
高く、きわめて優れた表面処理法である。

Ｃｕと安定な耐食性皮膜を形成する有機物としては、皮
膜形成型の有機腐食抑制剤がもつとも好ましい。Ｃｕと
この有機腐食抑制剤との化合物皮膜は、下地のＣｕに対
する保護性が高く、腐食性の水溶液や腐食性ガスと接触
しても下地のＣｕの腐食を抑制し、Ｃｕｚ＋イオンの溶
出や腐食生成物皮膜の成長を防止する性質をもっている
。この特性により、樹脂封止した後でも、水分の浸入や
樹脂からの腐食性分解ガスの発生によるＣｕワイヤの腐
食を防止でき、その結果、Ｃｕｚ＋イオンの溶出による
ＡＱ配線腐食、及び、Ｃｕワイヤ上の腐食生成物皮膜の
成長によるレジンとワイヤとの密着性の低下を抑制する
ことができる。さらに、Ｃｕワイヤ上に密着性の有機物
皮膜が存在することにより、有機物であるレジンとワイ
ヤとの密着性を向上させることもできる。この作用によ
り、Ｃｕワイヤの耐食性と耐湿性を向上させ、その結果
、半導体装置の耐湿性を高めることができる。

Ｃｕと有機腐食抑制剤との化合物皮膜は、安定性と耐食
性に優れているが、一般に、２５０℃以上の高温になる
と分解するので、ワイヤボンディング時に無機物皮膜の
ように残留することがなく。

ボンディング不良の原因とはならない。

Ｃｕと耐食性の高い化合物皮膜を形成する有機腐食抑制
剤は、例えば、イミダゾール類、ベンゾイミダゾール類
、トリアゾール類、ベンゾトリアゾール類、メルカプト
ベンゾイミダゾール類、メルカプトベンゾチアゾール オキサゾール類，オキシム類，オキシキノリン類。

キノリンカルボン酸類，ニトロソナフトール類。

トリアジンチオール類，クツペロン等のいずれもその分
子中にＮ原子を含んだ有機腐食抑制剤が好ましい。Ｎ原
子含んだ腐食抑制剤はＣｕとの反応性が高く、安定性と
耐食性に優れた化合物皮膜を形成する特徴をもつため、
Ｃｕリードワイヤの表面処理剤として有利である。

有機腐食抑制剤とリードワイヤとを接触させるには、腐
食抑制剤を溶媒に溶かした溶液中に浸漬する方法、溶液
を噴霧状態にして塗布する方法、腐食抑制剤を気化させ
蒸着させる方法等が考えられるが、溶液状態にして接触
させる方法が生産性と被覆効率の点で好ましく、経済性
にも優れている。腐食抑制剤を溶かす溶媒には、水等の
無機系溶媒とアルコール、アセトン等の有機系溶媒があ
る。この内、有機系溶媒は、有機腐食抑制剤に対する溶
解度が高く、一般に、蒸気圧が高いため処理後の溶媒の
残留も少ないので有利である。

この表面処理により、Ｃｕリードワイヤ表面に形成させ
たＣｕと腐食抑制剤との化合物皮膜は、Ｃｕワイヤの耐
食性を保つ保護膜として極めて有効である。

〔実施例〕

実施例１ リードワイヤ用素材である，直径３０μｍの９９。９９
％Ｃｕワイヤを、脱脂後、本発明によるベンゾトリアゾ
ール（ＢＴＡ）のメタノール溶液（濃度：０．０１％，
温度：６０℃）中に二分間浸漬処理し、水洗，乾燥した
ものを、溶液中で腐食試験した。この溶液は、レジンパ
ッケージ内部に分水が浸入することによって生成する腐
食性水溶液の条件を模擬しており、ＣＱ濃度を０．００
１Ｍ。

ＰＨを３、温度を８０’Ｃに調整したものである。

この溶液中に処理したＣｕワイヤを浸漬し、電気化学式
腐食針によりその腐食量を測定した。測定した、Ｃｕワ
イヤの腐食量の経時変化を第１図に示す。比較例として
、表面処理を施さないリードワイヤについて、同様に腐
食試験を行い，その結果も第１図に示す。

第１図から明らかなように、本発明によるＢＴ．Ａ処理
したＣｕワイヤは、処理しない従来のものに比べて腐食
量が小さく、表面処理によって水溶液に対する耐食性が
向上していることがわかる。

実施例２ 実施例１と同様にベンゾトリアゾール処理したＣｕワイ
ヤを、エポキシレジンで封止したものを２００℃で放置
試験した。そして一定時間ごとに、封止したワイヤを取
り出し、断面ｉ察により腐食量を測定した。第２図は、
その腐食量の経時変化を示す。なお、比較例として、処
理を施さないワイヤについても同様に試験した。

第２図から明らかなように、本発明によるＢＴＡ処理し
たＣｕワイヤは、従来方法の無処理のものに比べて腐食
量は小さく、表面処理によってレジンの分解ガスによる
腐食を抑制することができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、耐食性および耐湿性に優れたＣｕリー
ドワイヤを提供することができ、半導体装置として組立
てた場合、その耐湿性の向上に効果があり、また、経済
性にも優れた製品が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明よりなるリードワイヤの水溶液中にお
ける腐食特性図、第２図はレジン中における腐食特性図
である。 ＢＴＡ・・・ベンゾトリアゾール。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ＣｕまたはＣｕ合金からなるリードワイヤの製造方
   法において、 Ｃｕと安定な化合物を形成する有機腐食抑制剤を前記リ
   ードワイヤに接触させ、表面にＣｕと前記有機腐食抑制
   剤との化合物皮膜を生成させることを特徴とするリード
   ワイヤの製造方法。 ２、前記有機腐食抑制剤は、その分子中に少なくとも窒
   素原子を含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載のリードワイヤの製造方法。 ３、前記有機腐食抑制剤は、イミダゾールおよびその誘
   導体、ベンゾイミダゾールおよびその誘導体、トリアゾ
   ールおよびその誘導体、ベンゾトリアゾールおよびその
   誘導体、メルカプトベンゾチアゾールおよびその誘導体
   、メルカプトベンゾオキサゾールおよびその誘導体、メ
   ルカプトベンゾイミダゾールおよびその誘導体、オキシ
   ム類、オキシキノリン類、キノリンカルボン酸類、ニト
   ロソナフトール類、トリアジンチオール類、クツペロン
   からなる化合物群から選択した少なくとも一種の化合物
   であることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載のリ
   ードワイヤの製造方法。