JPH01146336A - 半導体素子ボンディング用Au合金極細線 - Google Patents
半導体素子ボンディング用Au合金極細線Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
れた耐熱性を有し1%に半導体装置の製造に際して、半
導体素子と外部リードとのボンディング(結線)に用い
た場合に、−段と高いループ高さを保ち、その高さのバ
ラツキも小さく、かつ変形ループや、樹脂モールドの際
のループ流れが小さく、さらに高温にさらされる環境下
でも素地中に分散する金属間化合物の成長が抑制され。
するものである。
給されたAuまたはAu合金極細線の先端部を、電気的
に、あるいは水素炎などで加熱溶融してボールを形成し
。
おかれた半導体素子上の電極にキャピラリーで押し付け
て接合(ボールボンド)シ。
外部リード上に移動し。
し行なうことによって、半導体素子と外部リードとをボ
ンディングすることが行なわ、れておシ、これには手動
式あるいは自動式ボンダーが用いられている。
高集積度化や組立ての高速化、さらに品種形状の多様化
や苛酷な条件下での使用を余儀なくされる傾向にあり、
これに伴ってボンディングの高速化や半導体装置の高密
度化とともにパッケージ形状の多様化が進行し、中には
配線距離が従来のものよシずつと長いデバイスや、極端
に短かいデバイスの組立てを高速でボンディングする必
要が生ずるようKなってきたが、従来使用されている各
種の高純度Au極細線やAu合金極細線では。
ツキが大きいために不安定なループの形成が避けられず
、この結果半導体素子のエツジと接触してエツジショー
トを起し易く、さらに半導体装置が高温の苛酷な使用環
境にさらされると、極細線の例えばMの電極材との接合
界面において。
なり、このような金属間化合物の粗大化は信頼性を著し
く低下させるなどループに関する深刻な問題が新たに発
生するようになっているのが現状であシ、シたがってル
ープ高さが高く、その高さのバラツキも小さく、かつ変
形ループの形成もなく、さらに樹脂モールドの際のルー
プ流れが小さく、加えて金属間化合物の成長が抑制され
て。
の開発が強く望まれている。
び多様化に対応できる半導体素子ボンディング用極細線
を開発すべく研究を行なった結果。
ms を含有し、さらに。
種以上:l〜30ppm。
するAu合金で構成すると、このAu合金は、すぐれた
常温および高温強度、並びにすぐれ九耐熱性をもつ一方
、ボンディングに際しては、高さが程の熱影響によるル
ープ変形や、これに続く樹脂モールドの熱影響によるル
ープ流れの発生を抑制することができるほか、高温使用
環境下においても金属間化合物の成長が著しく抑制され
るようになるという知見を得たのである。
て、以下に成分組成を上記の通りに限定した理由を説明
する。
や流れを防止する作用があるが、その含有量が02 p
pm未満では、前記作用に所望の効果が得られず、一方
その含有量が50 ppmを越えると。
とから、その含有量な0.2〜50 ppm(0,00
002〜O,OO5重叛優)と定めた。
化温度を高め、もってボンディング時の極細線自体の強
度低下並びに変形ループの発生を抑制する作用があるが
、その含有量がl ppm未満では前記作用に所望の効
果が得られず、一方100ppmを越えて含有させると
、脆化して線引加工性が低下するようになるばかりでな
く、ボンディング時の加熱温度で結晶粒界破断を起し易
くなることから、その含有量をl 〜lOOppm (
0,0001〜0.01重量係)と定めた。
成分には、 LaおよびSi、Agとの共存において、
さらにループ高さを一段と高め、かつループ高さのバラ
ツキを小さくする作用があるほか。
用があるが、その含有量がl ppm未満では前記作用
に所望の効果が得られず、一方その含有量が30 pp
mを越えると、脆化して線引加工性などが低下するよう
になり、さらにボンディング時の加熱温度で結晶粒破断
を起し易くなることから。
03M童%)と定めた。
的に説明する。
をもったAu合金溶湯を調製し、鋳造した後、公知の溝
型圧延機を用いて圧延し、引続いて線引加工を行なうこ
とによって、直径:0゜025Uを有する本発明Au合
金極細線1〜20および比較Au合金極細線1〜20を
それぞれ製造した。
分のうちのいずれかの成分を含有せず、加えて比較Au
合金極細@8,9にあっては、Be、In。
高いものである。
線がボンディング時にさらされる条件に相当する条件、
すなわち温度:250℃に20秒間保持した条件で高温
引張試験を行ない、それぞれ破断強反と伸びを測定した
。
、高速自動ボンダーにてボンディングを行ない、ループ
高さ、ループ高さのバラツキ、ループ変形の有無、およ
び樹脂モールド後のループの流れ量を測定し、さらにボ
ンディング後のループのAj[極材との接合部における
金属間化合物層の厚みと剪断強度(接合強度)を測定し
、加えて樹脂モールド後の半導体装置(IC)について
。
に示した。
、半導体素子Sと外部リードLを極細線Wでボンディン
グした場合のhを2軸測微計を用いて測定し、80個の
測定値の平均値をもって表わし、ループ高さのバラツキ
は、前記の80個のループ高さ測定値よシ標準偏差を求
め、3σの値で表わし、この場合、実用的にはh:25
0μm以上、バラツキ=30μ冨以下であることが要求
されろう また。ループ変形の有無は、ボンディング後の結N!A
Wを顕微鏡を用いて観察し、第1図に点線で示されるよ
うに結#IWが垂れ下がって半導体素子Sのエツジに接
触(エツジショート)シている場合を「有」とし、接触
していない場合を「無」として判定した。
W)を直上からX線撮影し、この結果のX線写真にもと
づいて4つのコーナ一部における半導体素子と外部リー
ドのボンディング点を結んだ直線に対する結線の最大産
量を測定し、これらの平均値をもって表わした。この場
合ループ流れ量としては、最大値で100μmまで許容
される。
の条件でベーキング処理を施した後の断面を研磨した状
態で測定し、剪断強度はシェアテストにより測定し、さ
らに高温保持信頼性試験は。
抗値を測定し、高抵抗を示すものや、断線しているもの
を不良とし、試験数=50個のうちの不良数を測定する
ことにより行なった。この場合、金属m]化合物層の厚
みは3μm以下、接合強度は45.9以上が望まれ、か
つ高温保持信頼性試験では50個の試験数のうち1個で
も不良が発生すると信頼性の低いものとなる。
20は、いずれも高い高温強度を有し、ループ高さが高
く、かつそのバラツキもきわめて小さく、またループ変
形の発生がなく、ループ流れも著しく少なく、シかもル
ープは金属間化合物の成長が著しく抑制された状態で、
きわめて高い接合強度を示し、かつ高温に長時間加熱保
持されても不良数の発生が皆無で信頼性の著しく高いも
のであるのに対して、比較Au合金極細線1〜20に見
られるように、構成成分のすべてをこの発明の範囲を満
足した状態で含有しないと、上記特性のすべてを満足し
て具備することができないことが明らかである。
高温強度を有し、かつ常温強度および耐熱性にもすぐれ
1通常の半導体装置は勿論のこと。
つ高さのバラツキも著しく小さいループな安定して形成
することができ、さらにループの変形がほとんどないの
で、タブショートやエツジショートなどの不良発生が著
しく抑制されるほか。
における金属間化合物の粒成長が著しく抑制されるので
、ループが高抵抗を示したり、断線したシすることがな
くなυ、信頼性の著しく高いものとなるなど工業上有用
な特性を有するのである。
・・極細線。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 La:0.2〜50ppm、 を含有し、 SiおよびAgのうちの1種または2種:1〜100p
pm、 を含有し、さらに、 Be、In、Ge、およびCaのうちの1種または2種
以上:1〜30ppm、 を含有し、残りがAuと不可避不純物からなる組成を有
するAu合金からなることを特徴とする半導体素子ボン
ディング用Au合金極細線。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62306368A JPH01146336A (ja) | 1987-12-03 | 1987-12-03 | 半導体素子ボンディング用Au合金極細線 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62306368A JPH01146336A (ja) | 1987-12-03 | 1987-12-03 | 半導体素子ボンディング用Au合金極細線 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01146336A true JPH01146336A (ja) | 1989-06-08 |
JPH0576181B2 JPH0576181B2 (ja) | 1993-10-22 |
Family
ID=17956212
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62306368A Granted JPH01146336A (ja) | 1987-12-03 | 1987-12-03 | 半導体素子ボンディング用Au合金極細線 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01146336A (ja) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5282183A (en) * | 1975-12-29 | 1977-07-09 | Nec Corp | Connecting wires for semiconductor devices |
JPS5619629A (en) * | 1979-07-25 | 1981-02-24 | Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk | Bonding wire for semiconductor element |
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-
1987
- 1987-12-03 JP JP62306368A patent/JPH01146336A/ja active Granted
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0576181B2 (ja) | 1993-10-22 |
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