JPH02251156A - 半導体素子ボンディング用金合金線 - Google Patents
半導体素子ボンディング用金合金線Info
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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。
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、半導体素子のチップ電極と外部ＩＪ−ドを接
続するために用いるボンディング用金合金線に関する。
続するために用いるボンディング用金合金線に関する。
「従来の技術」
従来、半導体装置の組立てにおいて、半導体素子のチッ
プ電極とリードフレームとをボンディングする金属細線
として、金線、アルミニウム線または一部において銅線
が用いられている。中でも金線は最も古くから使用され
ており、耐食性が優れている点で使用量は他に比べて圧
倒的に多い。
プ電極とリードフレームとをボンディングする金属細線
として、金線、アルミニウム線または一部において銅線
が用いられている。中でも金線は最も古くから使用され
ており、耐食性が優れている点で使用量は他に比べて圧
倒的に多い。
ところで、近年、ＩＣ組立てコストの低減を目的として
、ボンディングマシンの自動化、高速化が進んでいる。
、ボンディングマシンの自動化、高速化が進んでいる。
そして、このようなホンディング方法に耐えるような強
度を持ち、かつ樹脂モールディング時に流れが生じない
ような金線か要求されるようになってきた。
度を持ち、かつ樹脂モールディング時に流れが生じない
ような金線か要求されるようになってきた。
また、ボンディングからパッケージングに至るまでに受
ける種々な熱履歴において、軟化したり、「たれ」や「
曲がり」を生じることのないように、高温での強度を有
し、また、若干の「たれ」や「曲がり」を生じてもショ
ートや断線の生じないような高いループを有するような
金線が要求されるようになってきた。
ける種々な熱履歴において、軟化したり、「たれ」や「
曲がり」を生じることのないように、高温での強度を有
し、また、若干の「たれ」や「曲がり」を生じてもショ
ートや断線の生じないような高いループを有するような
金線が要求されるようになってきた。
このような要求に応じるため、種々の微量元素を添加し
た金線が提案されている。
た金線が提案されている。
「発明が解決しようとする課題」
ところで、ＩＣなどの半導体素子においては、近年の高
集積化に伴い、端子の数が多く（多ピン）かつループが
長くなるという傾向かあり、この場合には、「たれ」が
生じずかつ「曲がり」が生しないループ形状を持つこと
が必要不可欠となる。しかしながら、これらの従来のボ
ンティング用金線は、一部には、高い常温強度、高温強
度を有し、かつ高ループ特性を有するものがあるか、例
えば、ピッチ１２０μｍ以下のファインピンチで、ルー
プ長３ 、０ ｍｍ以上の長ループを要求された場合に
は、「曲がり」による金線の接触や「たれ」の発生を防
ぎきれないのが現状である。
集積化に伴い、端子の数が多く（多ピン）かつループが
長くなるという傾向かあり、この場合には、「たれ」が
生じずかつ「曲がり」が生しないループ形状を持つこと
が必要不可欠となる。しかしながら、これらの従来のボ
ンティング用金線は、一部には、高い常温強度、高温強
度を有し、かつ高ループ特性を有するものがあるか、例
えば、ピッチ１２０μｍ以下のファインピンチで、ルー
プ長３ 、０ ｍｍ以上の長ループを要求された場合に
は、「曲がり」による金線の接触や「たれ」の発生を防
ぎきれないのが現状である。
また、このような高ループ特性を得るために多量の添加
元素を用いると、強度が高すぎてポンディングに支障を
来すことになる。
元素を用いると、強度が高すぎてポンディングに支障を
来すことになる。
本発明は、上記従来のポンディング用金線合金線のもつ
課題を解決すべくなされたもので、ファインピッチで長
ループの場合にも、金線の接触や金線のたるみが発生せ
ず、かつ、円滑にポンティング作業が行えるようなホン
ディング用金合金線を提供することを目的とするもので
ある。
課題を解決すべくなされたもので、ファインピッチで長
ループの場合にも、金線の接触や金線のたるみが発生せ
ず、かつ、円滑にポンティング作業が行えるようなホン
ディング用金合金線を提供することを目的とするもので
ある。
「課題を解決するための手段」
本発明は、上記課題を解決するために、基本的成分とし
て、Ｖ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗの１種もしくは２種以上を総量
で０３〜１００重量ｐｐｍ含有させ、残部をＡｕおよび
不可避的不純物から構成したものであり、これに第２グ
ループの元素として、ＡｇＢｅ、Ｇｅ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｓ
ｉ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｐｂの１種もしくは２種以上を総量
で１０〜１００？重量ｐｐｍ含有させたものである。
て、Ｖ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗの１種もしくは２種以上を総量
で０３〜１００重量ｐｐｍ含有させ、残部をＡｕおよび
不可避的不純物から構成したものであり、これに第２グ
ループの元素として、ＡｇＢｅ、Ｇｅ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｓ
ｉ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｐｂの１種もしくは２種以上を総量
で１０〜１００？重量ｐｐｍ含有させたものである。
「作用」
本発明における成分元素の持つ作用ならびにその成分量
の規定理由は以下の通りである。
の規定理由は以下の通りである。
Ｖ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗを純度の高いＡｕに適量添加すると
、常温及び高温の破断強度が上昇すると共に、加工硬化
か生しやすくなる。このため、ループを形成する際に、
従来の金線では第４図（ａ）に示す様な形状となるのに
対し、本発明の合金線では、第４図（ｂ）に示すように
、ワイヤが屈曲する部分で加工硬化が生じて大きく外側
に膨んだ形状となる。
、常温及び高温の破断強度が上昇すると共に、加工硬化
か生しやすくなる。このため、ループを形成する際に、
従来の金線では第４図（ａ）に示す様な形状となるのに
対し、本発明の合金線では、第４図（ｂ）に示すように
、ワイヤが屈曲する部分で加工硬化が生じて大きく外側
に膨んだ形状となる。
このため、本発明の合金線では、第１図に示すループ高
さＨｌに対してループ中央ての高さ１４２が大きくなり
、金線がリードフィンガーにのる長さρが短くても、た
るみや曲がりを生じることがない。
さＨｌに対してループ中央ての高さ１４２が大きくなり
、金線がリードフィンガーにのる長さρが短くても、た
るみや曲がりを生じることがない。
次に、成分量を規定した理由について述べる。
Ｖ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗの１種もしくは２種以」二の添加量
が総量で０３重量ｐｐｍ以下では、金線の加工硬化の度
合か小さく、良好なループ形状を得る」−で効果がなく
、逆に、１００ｆｆ量ｐｐｍ以上では、加工硬化が進み
過ぎてしまうため、スティ、チ側のホンディングの際に
金線が充分に変形せず、ポンディングそのものに支障を
きたすためである。
が総量で０３重量ｐｐｍ以下では、金線の加工硬化の度
合か小さく、良好なループ形状を得る」−で効果がなく
、逆に、１００ｆｆ量ｐｐｍ以上では、加工硬化が進み
過ぎてしまうため、スティ、チ側のホンディングの際に
金線が充分に変形せず、ポンディングそのものに支障を
きたすためである。
また、Ｖ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗを所定量含有させたＡｕに、
さらに、Ａ ｇ、 Ｂ ｅ、 Ｃａ、 Ｇ ｅ、 Ｌ
ａ、 Ｃｅ、 Ｓ ｉ、 Ｎ ｉ、 Ｔ ｉ。
さらに、Ａ ｇ、 Ｂ ｅ、 Ｃａ、 Ｇ ｅ、 Ｌ
ａ、 Ｃｅ、 Ｓ ｉ、 Ｎ ｉ、 Ｔ ｉ。
ｐｂの１種もしくは２種以上を微量添加することは、良
好なループ形状を有しながら強度向上を図ることに有効
である。これらＢｅ等の元素は、■Ｎ ｂ ＋ Ｍ ｏ
＋ Ｗと併用添加することにより、Ｖ ＮｂＭｏ、
Ｗの１種もしくは２種以上を添加する場合とほぼ同様の
効果を得ることが可能となる。
好なループ形状を有しながら強度向上を図ることに有効
である。これらＢｅ等の元素は、■Ｎ ｂ ＋ Ｍ ｏ
＋ Ｗと併用添加することにより、Ｖ ＮｂＭｏ、
Ｗの１種もしくは２種以上を添加する場合とほぼ同様の
効果を得ることが可能となる。
しかし、これらＢｅ等の元素を過度に添加すれば、本発
明の特徴である、Ｖ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗの良好なループ形
状を得る効果を失わせてしまうばかりか、ポンディング
時に合金線の先端を溶融させた時のボール形成能を劣化
させてしまうこととなる。
明の特徴である、Ｖ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗの良好なループ形
状を得る効果を失わせてしまうばかりか、ポンディング
時に合金線の先端を溶融させた時のボール形成能を劣化
させてしまうこととなる。
従って、これらの元素の添加量範囲は、総量で１．０〜
１００重量ｐｐｍを満たすものでなくてはならない。
１００重量ｐｐｍを満たすものでなくてはならない。
「実施例」
以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。
９９．９９９％の高純度金に、第１表の添加元素を真空
溶解により添加してインゴットを作製し、伸線加工を施
して直径２５μｍの金細線とした。
溶解により添加してインゴットを作製し、伸線加工を施
して直径２５μｍの金細線とした。
この後、熱処理によりこの金細線の常温における破断伸
び率を４％となるように調整し、ボンディング用金合金
線とした。
び率を４％となるように調整し、ボンディング用金合金
線とした。
このホンティング用金合金線を常温において弓張試験を
行い、また、２５０°Ｃて２０秒間保持した後の高温引
張試験を行った。
行い、また、２５０°Ｃて２０秒間保持した後の高温引
張試験を行った。
さらに、ホンディング装置を用いて、第１図に示すよう
に、高さの差ｔ””０．３５０ｍｍ、水平距１々１［Ｌ
＝ ３ 、２ ｍｍであるようなチップ２とリードフ
レーム３の間にボンディング用金合金線１をポンディン
グし、第１図に示すようなループを形成した。
に、高さの差ｔ””０．３５０ｍｍ、水平距１々１［Ｌ
＝ ３ 、２ ｍｍであるようなチップ２とリードフ
レーム３の間にボンディング用金合金線１をポンディン
グし、第１図に示すようなループを形成した。
そして、ＩＣチップ電極面からのループ高さ１−１１お
よびループ中央部のリードフレーム面からの高さＨｌを
測定した。また、金合金線３かリードフレーム面から０
．０５ｍｍ以上低下した「たれ」（第２図参照）の発生
率、及び、合金線か上から見て００５ｍｍ以上ずれた「
曲がり」（第３図参照）の発生率を調査した。
よびループ中央部のリードフレーム面からの高さＨｌを
測定した。また、金合金線３かリードフレーム面から０
．０５ｍｍ以上低下した「たれ」（第２図参照）の発生
率、及び、合金線か上から見て００５ｍｍ以上ずれた「
曲がり」（第３図参照）の発生率を調査した。
これらの結果をあわせて第２表に示す。
これによれば、本発明の実施例は、常温あるいは高温の
引張試験においてそれぞれ充分な破断強度を持つととも
に、「曲がり」や「たれ」の発生率か非常に低いことが
分かる。これに対して、比較例１の高純度Ａｕは、破断
強度が低く、「曲がり」の発生率が高い。これは、素材
自体が柔かく、元素の添加がないので加工による硬化が
少ないためと考えられる。また、比較例２ないし６の、
第２グループの元素のみを添加した実施例は、破断強度
は高くなっているが、「たれ」の発生率が高く、また、
「曲がり」の発生率も高い。
引張試験においてそれぞれ充分な破断強度を持つととも
に、「曲がり」や「たれ」の発生率か非常に低いことが
分かる。これに対して、比較例１の高純度Ａｕは、破断
強度が低く、「曲がり」の発生率が高い。これは、素材
自体が柔かく、元素の添加がないので加工による硬化が
少ないためと考えられる。また、比較例２ないし６の、
第２グループの元素のみを添加した実施例は、破断強度
は高くなっているが、「たれ」の発生率が高く、また、
「曲がり」の発生率も高い。
「発明の効果」
以上説明したように、本発明の半導体素子ポンディング
用金合金線は、Ｖ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗの１種もしくは２種
以上を総量で０．３〜１００重量ｐｐｍ含有させ、残部
をＡｕおよび不可避的不純物から構成し、また、これに
第２グループの元素として、Ａｇ、 Ｂｅ、Ｇｅ、 Ｌ
ａ、Ｃｅ、 Ｓ ｉ、Ｎ ｉ、Ｔ ｉ、 Ｐｂの１種も
しくは２種以上を総量で１０〜１００重量ｐｐｍ含有さ
せて構成したので、これらの元素による加工硬化特性を
用いて、円滑なポンティング作業を損なうことなく、ワ
イヤの常温、高温強度を」−Ｈさせ、かつ「曲がり」や
「たれ」の発生率を低く抑えることができる。従って、
高密度の集積化か図られた近年の半導体素子において、
長距離でピッチか細かい場合端子間のポンディングを行
う場合においても、隣接するワイヤどうしが接触したり
、パッケージングの際に流れを生しることか少なく、信
頼性の高い半導体素子を提供することかできるという優
れた効果を奏するものである。
用金合金線は、Ｖ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗの１種もしくは２種
以上を総量で０．３〜１００重量ｐｐｍ含有させ、残部
をＡｕおよび不可避的不純物から構成し、また、これに
第２グループの元素として、Ａｇ、 Ｂｅ、Ｇｅ、 Ｌ
ａ、Ｃｅ、 Ｓ ｉ、Ｎ ｉ、Ｔ ｉ、 Ｐｂの１種も
しくは２種以上を総量で１０〜１００重量ｐｐｍ含有さ
せて構成したので、これらの元素による加工硬化特性を
用いて、円滑なポンティング作業を損なうことなく、ワ
イヤの常温、高温強度を」−Ｈさせ、かつ「曲がり」や
「たれ」の発生率を低く抑えることができる。従って、
高密度の集積化か図られた近年の半導体素子において、
長距離でピッチか細かい場合端子間のポンディングを行
う場合においても、隣接するワイヤどうしが接触したり
、パッケージングの際に流れを生しることか少なく、信
頼性の高い半導体素子を提供することかできるという優
れた効果を奏するものである。
第１図はは実施例に示すボンディング性評価時に形成さ
せたループ形状を示す図、第２図はループ形成時の「た
れ」を示す図、第３図はループ形成時の「曲がり」を示
す図、第４図は従来例と本発明のループ形状の差を示す
図である。 １・・ ボンディング用金合金線、 ２・・・・・・ＩＣチップ、３・・・・・リードフレー
ム。
せたループ形状を示す図、第２図はループ形成時の「た
れ」を示す図、第３図はループ形成時の「曲がり」を示
す図、第４図は従来例と本発明のループ形状の差を示す
図である。 １・・ ボンディング用金合金線、 ２・・・・・・ＩＣチップ、３・・・・・リードフレー
ム。
Claims (2)
- （１）Ｖ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗの１種もしくは２種以上を総
量で０．３〜１００重量ｐｐｍ含有し、残部がＡｕおよ
び不可避的不純物からなる半導体素子ボンディング用金
合金線。 - （２）Ｖ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗの１種もしくは２種以上を総
量で０．３〜１００重量ｐｐｍ含有し、さらに、Ａｇ、
Ｂｅ、Ｇｅ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｓｉ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｐｂの１
種もしくは２種以上を総量で１．０〜１００重量ｐｐｍ
含有し、残部がＡｕおよび不可避的不純物からなる半導
体素子ボンディング用金合金線。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1072388A JP2661249B2 (ja) | 1989-03-24 | 1989-03-24 | 半導体素子ボンディング用金合金線 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1072388A JP2661249B2 (ja) | 1989-03-24 | 1989-03-24 | 半導体素子ボンディング用金合金線 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02251156A true JPH02251156A (ja) | 1990-10-08 |
| JP2661249B2 JP2661249B2 (ja) | 1997-10-08 |
Family
ID=13487850
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1072388A Expired - Fee Related JP2661249B2 (ja) | 1989-03-24 | 1989-03-24 | 半導体素子ボンディング用金合金線 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2661249B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008218994A (ja) * | 2007-02-06 | 2008-09-18 | Nippon Steel Materials Co Ltd | 半導体素子接続用金線 |
-
1989
- 1989-03-24 JP JP1072388A patent/JP2661249B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008218994A (ja) * | 2007-02-06 | 2008-09-18 | Nippon Steel Materials Co Ltd | 半導体素子接続用金線 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2661249B2 (ja) | 1997-10-08 |
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