JPH03156936A - ボンディングワイヤー - Google Patents
ボンディングワイヤーInfo
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- JPH03156936A JPH03156936A JP1294833A JP29483389A JPH03156936A JP H03156936 A JPH03156936 A JP H03156936A JP 1294833 A JP1294833 A JP 1294833A JP 29483389 A JP29483389 A JP 29483389A JP H03156936 A JPH03156936 A JP H03156936A
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- 239000010931 gold Substances 0.000 claims abstract description 18
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims abstract description 13
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Wire Bonding (AREA)
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リードを接続す
るために用いるボンディングワイヤーに関する。
るために用いるボンディングワイヤーに関する。
［従来の技術］
トランジスター、■Ｃ５ＬＳＩなどの半導体素子のチッ
プ電極と外部リードとのボンディングワイヤーとして金
の細線が用いられている。
プ電極と外部リードとのボンディングワイヤーとして金
の細線が用いられている。
近年、ワイヤーボンディングの高速度化、半導体デバイ
スの高集積度化に伴ない、これに使用されるワイヤーの
機械的特性やボンディング特性に関する要求が厳しくな
っている。
スの高集積度化に伴ない、これに使用されるワイヤーの
機械的特性やボンディング特性に関する要求が厳しくな
っている。
特にリード数が多くなると必要なボンディングピッチを
確保するためにリード先端が後退し、それに伴なってチ
ップ電極と外部リード間の距離が長くなり、ワイヤール
ープが垂れやすくなる。このためそのような長距離化に
よる長ループボンディングにも対応し得る（即ち電極か
らリードまでの間でワイヤーが垂れ下らない）ワイヤー
が要求されている。
確保するためにリード先端が後退し、それに伴なってチ
ップ電極と外部リード間の距離が長くなり、ワイヤール
ープが垂れやすくなる。このためそのような長距離化に
よる長ループボンディングにも対応し得る（即ち電極か
らリードまでの間でワイヤーが垂れ下らない）ワイヤー
が要求されている。
従来このような要求を満たすために、高純度金（９９，
９９％以上）に他の金属元素を添加して、金線の機械的
強度を高め、ルーピング特性を向上させる方法が取られ
てきた。実用されている添加元素中では特にＢｅがルー
ピング特性向上に効果がある事が知られている（例えば
特公昭５７−３５５７７号公報）。
９９％以上）に他の金属元素を添加して、金線の機械的
強度を高め、ルーピング特性を向上させる方法が取られ
てきた。実用されている添加元素中では特にＢｅがルー
ピング特性向上に効果がある事が知られている（例えば
特公昭５７−３５５７７号公報）。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら高純度金にＢｅを添加したワイヤーにおい
ては、ボンディング工程で水素炎またはアーク放電によ
ってワイヤー先端を加熱溶融し、ボールを形成した際、
結晶粒界にＢｅが析出し、このためポールネック部で粒
界破断を起こしたり、更にチップ電極との接合性を阻害
するという欠点を有していた。
ては、ボンディング工程で水素炎またはアーク放電によ
ってワイヤー先端を加熱溶融し、ボールを形成した際、
結晶粒界にＢｅが析出し、このためポールネック部で粒
界破断を起こしたり、更にチップ電極との接合性を阻害
するという欠点を有していた。
本発明の目的は従来のワイヤーの欠点を解消し、ネック
強度が強く、チップ電極との接合性を阻害する事がなく
、しかも秀れたルーピング特性を有するボンディングワ
イヤーを提供することにある。
強度が強く、チップ電極との接合性を阻害する事がなく
、しかも秀れたルーピング特性を有するボンディングワ
イヤーを提供することにある。
［課題を解決するための手段］
上記目的を達成するため本発明のボンディングワイヤー
は、純度９９．９９重量％以上の高純度金にリンを０．
０００１〜０．０１重量％含有せしめて金合金線とした
点に特徴がある。
は、純度９９．９９重量％以上の高純度金にリンを０．
０００１〜０．０１重量％含有せしめて金合金線とした
点に特徴がある。
［作用］
リンの含有率は、０．０００１重量％未満ではあまり効
果がなく、その含有率が高い程ワイヤーの機械的強度を
高めルーピング特性を向上させるが、０．０１重量％を
超えるとポールが真球にならなかったり、チップ電極と
の接合性が悪くなるので、０．００旧〜０．０１重量％
とする必要がある。又、金地金中には不可避不純物とし
てＦｅ、Ｓｉ、Ｐｂ。
果がなく、その含有率が高い程ワイヤーの機械的強度を
高めルーピング特性を向上させるが、０．０１重量％を
超えるとポールが真球にならなかったり、チップ電極と
の接合性が悪くなるので、０．００旧〜０．０１重量％
とする必要がある。又、金地金中には不可避不純物とし
てＦｅ、Ｓｉ、Ｐｂ。
Ｍｇ５ＣＬＩ％ Ａｇ等が含まれており、これら不純物
の含有率が高いとワイヤーにした際に機械的特性にバラ
ツキを生じ、ボンディング工程でのボール形状、ループ
形状、チップ電極との接合性等のボンディング特性を低
下するので、純度９９．９９重量％以上の高純度金を用
いる必要があり、９９．９９９重量％以上の純度の金が
一層好ましい。ボンディングワイヤーの直径は用途によ
って種々であり、０．０１５−０．２ ｍｍと多様であ
るが、０．０２０〜０．０３５ａｍが一般的な線径にな
っている。本発明のボンディングワイヤーは次のように
して製造できる。先ず純度９９．９９重量％以上の高純
度金と、添加元素リンとで先ず母合金を作成しその含有
率を分析する。これはリンが蒸発し易く、添加したリン
が全て合金化する訳ではないからである。次に該母合金
と高純度金の配合比を所望のリン含有率になるように決
め、秤量して不活性雰囲気中で熔解鋳造し鋳塊を得る。
の含有率が高いとワイヤーにした際に機械的特性にバラ
ツキを生じ、ボンディング工程でのボール形状、ループ
形状、チップ電極との接合性等のボンディング特性を低
下するので、純度９９．９９重量％以上の高純度金を用
いる必要があり、９９．９９９重量％以上の純度の金が
一層好ましい。ボンディングワイヤーの直径は用途によ
って種々であり、０．０１５−０．２ ｍｍと多様であ
るが、０．０２０〜０．０３５ａｍが一般的な線径にな
っている。本発明のボンディングワイヤーは次のように
して製造できる。先ず純度９９．９９重量％以上の高純
度金と、添加元素リンとで先ず母合金を作成しその含有
率を分析する。これはリンが蒸発し易く、添加したリン
が全て合金化する訳ではないからである。次に該母合金
と高純度金の配合比を所望のリン含有率になるように決
め、秤量して不活性雰囲気中で熔解鋳造し鋳塊を得る。
リン含有率は接合強度、ルーピング特性を左右するので
、用途に応じて実験の上適宜に決める必要がある。得ら
れた鋳塊を溝ロール又はスウエジ加工で、ある程度の線
径まで圧延した後、途中１〜２回焼きなまし処理を施し
、順次口径の小さいダイスを用いて伸線加工し、所望の
直径の金線を得る。
、用途に応じて実験の上適宜に決める必要がある。得ら
れた鋳塊を溝ロール又はスウエジ加工で、ある程度の線
径まで圧延した後、途中１〜２回焼きなまし処理を施し
、順次口径の小さいダイスを用いて伸線加工し、所望の
直径の金線を得る。
そして、最後に破断強度と伸び率が所望の範囲に入るよ
うに熱処理を施してボンディングワイヤーとする。
うに熱処理を施してボンディングワイヤーとする。
［実施例］
純度９９．９９９重量％の高純度金を原料とし、これに
リンを種々の割合で添加熔解して先ず母合金を得、この
母合金と高純度金を配合して第１表に示す組成の金合金
を溶解鋳造し、次に溝ロール加工を施した後、線引き加
工で直径０．０３ｍｍまで、伸線を行った。このワイヤ
ーを室温における破断伸び率が６％になるように熱処理
し、常温での引張り試験を行った。合金組成と引張り試
験の結果を第１表に示す。
リンを種々の割合で添加熔解して先ず母合金を得、この
母合金と高純度金を配合して第１表に示す組成の金合金
を溶解鋳造し、次に溝ロール加工を施した後、線引き加
工で直径０．０３ｍｍまで、伸線を行った。このワイヤ
ーを室温における破断伸び率が６％になるように熱処理
し、常温での引張り試験を行った。合金組成と引張り試
験の結果を第１表に示す。
次に第１表に示す組成と強度のワイヤーを用いてボンデ
ィングマシンにて半導体素子とリードフレームとのボン
ディング（距離Ｌ５＋ｏ＋ｅ）を行ない、ボール形状及
びループ変形を調査した。
ィングマシンにて半導体素子とリードフレームとのボン
ディング（距離Ｌ５＋ｏ＋ｅ）を行ない、ボール形状及
びループ変形を調査した。
次いでボンディング後のワイヤー引張り強度を、そのま
まで及び２００℃１００時間の熱処理を施した後にプル
テスターを用いて測定した。またチップ電極と金ボール
との接合強度を、そのままで及び２００℃、１００時間
の熱処理を施した後にポールシェアテスターを用いて測
定した。
まで及び２００℃１００時間の熱処理を施した後にプル
テスターを用いて測定した。またチップ電極と金ボール
との接合強度を、そのままで及び２００℃、１００時間
の熱処理を施した後にポールシェアテスターを用いて測
定した。
２００℃、１００時間の熱処理は、プラスチックモール
ド時の温度環境でどのような変化が起こるかを見るため
に行われる。結果を第２表にまとめて示す。
ド時の温度環境でどのような変化が起こるかを見るため
に行われる。結果を第２表にまとめて示す。
第 １
表
第１表及び第２表から本発明のボンディングワイヤーは
高速ワイヤーボンディングに充分耐えうる機械的強度を
有し、ボンディング時のループ変形もなく、更にボンデ
ィング後のワイヤー引張り強度及び接合強度が共に充分
に強く、熱処理後においてもその強度低下が認められず
安定しているのが判る。
高速ワイヤーボンディングに充分耐えうる機械的強度を
有し、ボンディング時のループ変形もなく、更にボンデ
ィング後のワイヤー引張り強度及び接合強度が共に充分
に強く、熱処理後においてもその強度低下が認められず
安定しているのが判る。
［発明の効果］
本発明によりボンディングワイヤーのネック強度、チッ
プ電極との接合性が改善され、長ループボンディングに
適したワイヤーを提供することができた。
プ電極との接合性が改善され、長ループボンディングに
適したワイヤーを提供することができた。
Claims (1)
- （１）純度９９．９９重量％以上の高純度金にリンを０
．０００１〜０．０１重量％含有せしめた金合金線から
なるボンディングワイヤー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1294833A JP2706539B2 (ja) | 1989-11-15 | 1989-11-15 | ボンディングワイヤー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1294833A JP2706539B2 (ja) | 1989-11-15 | 1989-11-15 | ボンディングワイヤー |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03156936A true JPH03156936A (ja) | 1991-07-04 |
| JP2706539B2 JP2706539B2 (ja) | 1998-01-28 |
Family
ID=17812846
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1294833A Expired - Lifetime JP2706539B2 (ja) | 1989-11-15 | 1989-11-15 | ボンディングワイヤー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2706539B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5298219A (en) * | 1990-06-04 | 1994-03-29 | Tanaka Denshi Kogyo Kabushiki Kaisha | High purity gold bonding wire for semiconductor device |
-
1989
- 1989-11-15 JP JP1294833A patent/JP2706539B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5298219A (en) * | 1990-06-04 | 1994-03-29 | Tanaka Denshi Kogyo Kabushiki Kaisha | High purity gold bonding wire for semiconductor device |
| US5538685A (en) * | 1990-06-04 | 1996-07-23 | Tanaka Denshi Kogyo Kabushiki Kaisha | Palladium bonding wire for semiconductor device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2706539B2 (ja) | 1998-01-28 |
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