JPH0412622B2 - - Google Patents
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- JPH0412622B2 JPH0412622B2 JP60100678A JP10067885A JPH0412622B2 JP H0412622 B2 JPH0412622 B2 JP H0412622B2 JP 60100678 A JP60100678 A JP 60100678A JP 10067885 A JP10067885 A JP 10067885A JP H0412622 B2 JPH0412622 B2 JP H0412622B2
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- H01L2924/01029—Copper [Cu]
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Wire Bonding (AREA)
Description
[産業上の利用分野]
この発明は、直径が20〜50μmの極細線の状態
で実用に供される半導体装置用Cu合金製ボンデ
イングワイヤに関するものである。 [従来の技術] 従来、一般に、半導体装置としてトランジスタ
やIC、さらにLSIなどが知られているが、この中
で、例えばICの製造法の1つとして、 (a) まず、リードフレーム素材として板厚:0.1
〜0.3mmを有するCu合金条材を用意し、 (b) 上記リードフレーム素材より、エツチングま
たはプレス打抜き加工にて製造せんとするIC
の形状に適合したリードフレームを形成し、 (c) ついで、上記リードフレームの所定箇所に高
純度SiあるいはGeなどの半導体チツプを、Ag
ペーストなどの導電性樹脂を用いて加熱接着す
るか、あるいは予め上記半導体チツプおよびリ
ードフレームの片面に形成しておいたAu、
Ag、Ni、Cu、あるいはこれらの合金で構成さ
れためつき層を介してはんだ付けし、さらに
Auろう付けするかし、 (d) 上記半導体チツプと上記リードフレームとに
渡つて、ボンデイングワイヤとしてAu極細線
を用いて、加熱下で結線を施し、 (e) 引続いて、上記の半導体チツプ、結線、およ
び半導体チツプが取付けられた部分のリードフ
レームを、これらを保護する目的でプラスチツ
クで封止し、 (f) 最終的に、上記リードフレームにおける相互
に連なる部分を切除してICを形成する、 以上(a)〜(f)の主要工程からなる方法が知られて
いる。このように半導体装置の製造には、通常ボ
ンデイングワイヤとしてAu極細線が用いられて
いる。 [発明が解決しようとする問題点] このように半導体装置には、ボンデイングワイ
ヤとしてAu極細線が使用されているが、これを
安価な無酸素銅極細線で代替する試みがなされて
いる。 しかし、無酸素銅製ボンデイングワイヤの場
合、その素材状態でビツカース硬さ:30〜40の
Auに比して高い硬さをもつものであるため、ボ
ンデイング時にワイヤ先端に形成されたボール
が、例えばSi半導体チツプの表面に形成された
Al合金配線被膜を破壊したり、時にはチツプ自
体にマイクロクラツクを生ぜしめたり、さらにワ
イヤ自体の伸びが低いので、適正なワイヤループ
形状を保持するのが困難であると共に、リードフ
レーム側へのボンデイング時にワイヤ切れを起し
易いなどの問題点があり、実用に供するのは困難
であるのが現状である。 [問題点を解決するための手段] そこで、本発明者等は、上述のような観点か
ら、ボンデイングワイヤとして十分に実用に供す
ることのできる安価なCu合金製ボンデイングワ
イヤを開発すべく研究を行なつた結果、 一般に、無酸素銅は50〜100ppmの不可避不純
物を含有しているが、この不可避不純物の含有量
を10ppm以下に低減してやると、素材状態で硬さ
がビツカース硬さ:40〜50に低下すると共に、伸
びも向上し、反面ボンデイング時に要求される高
温強度は低下するようになるが、これにMgおよ
びCaのいずれか1種または両方、あるいはMgお
よびCaのいずれか1種または両方とBe、Ge、お
よびSiのうちの1種または2種以上を合金成分と
して1〜20ppm含有させると、硬さの上昇および
伸びの低下なく、高い高温強度、例えばボンデイ
ング雰囲気に相当する250℃の温度で20〜30Kg/
mm2の破断強度(例えば直径:25μmの極細線で10
〜15gの破断荷重に相当)をもつようになり、し
たがつて、この結果のCu合金製ボンデイングワ
イヤにおいては、ボンデイング時に、Al合金配
線被膜やチツプ自体を損傷することがなく、かつ
正常なループ形状を保持し、ワイヤ切れの発生が
著しく抑制されるようになるという研究結果を得
たのである。 この発明は、上記の研究結果にもとづいてなさ
れたものであつて、 合成成分として、MgおよびCaのいずれか1種
または両方、あるいはMgおよびCaのいずれか1
種または両方とBe、Ge、およびSiのうちの1種
または2種以上:1〜20ppm、 を含有し、残りがCuと10ppm以下の不可避不純
物からなる組成を有するCu合金で構成され、か
つこの合金は素材状態で40〜50のビツカース硬さ
を有する軟質にして高温強度のすぐれた半導体装
置用Cu合金製ボンデイングワイヤに特徴を有す
るものである。 なお、この発明のボンデイングワイヤにおい
て、これを構成するCu合金中の不可避不純物の
上限値を10ppmとしたのは、この上限値を越えて
多くなると、上記の通り、素材状態でビツカース
硬さ:50を越えた高硬度をもつようになつて、ボ
ンデイング時に、Al合金配線被膜やチツプの損
傷が起り易くなると共に、伸びも低くなつて、正
常なループ形状の保持およびループ切れの防止を
はかることが困難になるという理由からである。
また、同じくCu合金における合金成分は、その
含有量が1ppm未満では所望の高い高温強度を確
保することができず、一方、その含有量が20ppm
を越えると、硬さが急上昇して、ボンデイング時
に上記の問題点の発生を回避することができなく
なることから、その含有量を1〜20ppmと定め
た。 [実施例] つぎに、この発明のCu合金製ボンデイングワ
イヤを実施例により具体的に説明する。 原料として無酸素銅を用い、これに通常の電解
法あるいは帯域溶解法による精製を繰り返し施し
た後、同じく通常の真空溶解法にて母合金を用い
て合金成分を含有させることによつて、それぞれ
第1表に示される成分組成をもつたCu合金を溶
製し、鋳造し、ついで素材状態でビツカース硬さ
を測定した後、これに通常の条件で熱間および冷
間圧延を施して直径:25μm極細線とし、さらに
これに200〜300℃の範囲内の温度に1〜2秒保持
の光輝熱処理を施すことによつて本発明ボンデイ
ングワイヤ1〜18、並びに合金成分含有量または
不可避不純物含有量がこの発明の範囲から外れた
組成を有するCu合金で構成された比較ボンデイ
ングワイヤ1〜7をそれぞれ製造した。 また、比較の目的で第1表に示される不可避不
純物含有量の各種の無酸素銅から同一の条件での
熱間および冷間圧延、および光輝熱処理にて無酸
素銅製ボンデイングワイヤ1〜3を製造した。
で実用に供される半導体装置用Cu合金製ボンデ
イングワイヤに関するものである。 [従来の技術] 従来、一般に、半導体装置としてトランジスタ
やIC、さらにLSIなどが知られているが、この中
で、例えばICの製造法の1つとして、 (a) まず、リードフレーム素材として板厚:0.1
〜0.3mmを有するCu合金条材を用意し、 (b) 上記リードフレーム素材より、エツチングま
たはプレス打抜き加工にて製造せんとするIC
の形状に適合したリードフレームを形成し、 (c) ついで、上記リードフレームの所定箇所に高
純度SiあるいはGeなどの半導体チツプを、Ag
ペーストなどの導電性樹脂を用いて加熱接着す
るか、あるいは予め上記半導体チツプおよびリ
ードフレームの片面に形成しておいたAu、
Ag、Ni、Cu、あるいはこれらの合金で構成さ
れためつき層を介してはんだ付けし、さらに
Auろう付けするかし、 (d) 上記半導体チツプと上記リードフレームとに
渡つて、ボンデイングワイヤとしてAu極細線
を用いて、加熱下で結線を施し、 (e) 引続いて、上記の半導体チツプ、結線、およ
び半導体チツプが取付けられた部分のリードフ
レームを、これらを保護する目的でプラスチツ
クで封止し、 (f) 最終的に、上記リードフレームにおける相互
に連なる部分を切除してICを形成する、 以上(a)〜(f)の主要工程からなる方法が知られて
いる。このように半導体装置の製造には、通常ボ
ンデイングワイヤとしてAu極細線が用いられて
いる。 [発明が解決しようとする問題点] このように半導体装置には、ボンデイングワイ
ヤとしてAu極細線が使用されているが、これを
安価な無酸素銅極細線で代替する試みがなされて
いる。 しかし、無酸素銅製ボンデイングワイヤの場
合、その素材状態でビツカース硬さ:30〜40の
Auに比して高い硬さをもつものであるため、ボ
ンデイング時にワイヤ先端に形成されたボール
が、例えばSi半導体チツプの表面に形成された
Al合金配線被膜を破壊したり、時にはチツプ自
体にマイクロクラツクを生ぜしめたり、さらにワ
イヤ自体の伸びが低いので、適正なワイヤループ
形状を保持するのが困難であると共に、リードフ
レーム側へのボンデイング時にワイヤ切れを起し
易いなどの問題点があり、実用に供するのは困難
であるのが現状である。 [問題点を解決するための手段] そこで、本発明者等は、上述のような観点か
ら、ボンデイングワイヤとして十分に実用に供す
ることのできる安価なCu合金製ボンデイングワ
イヤを開発すべく研究を行なつた結果、 一般に、無酸素銅は50〜100ppmの不可避不純
物を含有しているが、この不可避不純物の含有量
を10ppm以下に低減してやると、素材状態で硬さ
がビツカース硬さ:40〜50に低下すると共に、伸
びも向上し、反面ボンデイング時に要求される高
温強度は低下するようになるが、これにMgおよ
びCaのいずれか1種または両方、あるいはMgお
よびCaのいずれか1種または両方とBe、Ge、お
よびSiのうちの1種または2種以上を合金成分と
して1〜20ppm含有させると、硬さの上昇および
伸びの低下なく、高い高温強度、例えばボンデイ
ング雰囲気に相当する250℃の温度で20〜30Kg/
mm2の破断強度(例えば直径:25μmの極細線で10
〜15gの破断荷重に相当)をもつようになり、し
たがつて、この結果のCu合金製ボンデイングワ
イヤにおいては、ボンデイング時に、Al合金配
線被膜やチツプ自体を損傷することがなく、かつ
正常なループ形状を保持し、ワイヤ切れの発生が
著しく抑制されるようになるという研究結果を得
たのである。 この発明は、上記の研究結果にもとづいてなさ
れたものであつて、 合成成分として、MgおよびCaのいずれか1種
または両方、あるいはMgおよびCaのいずれか1
種または両方とBe、Ge、およびSiのうちの1種
または2種以上:1〜20ppm、 を含有し、残りがCuと10ppm以下の不可避不純
物からなる組成を有するCu合金で構成され、か
つこの合金は素材状態で40〜50のビツカース硬さ
を有する軟質にして高温強度のすぐれた半導体装
置用Cu合金製ボンデイングワイヤに特徴を有す
るものである。 なお、この発明のボンデイングワイヤにおい
て、これを構成するCu合金中の不可避不純物の
上限値を10ppmとしたのは、この上限値を越えて
多くなると、上記の通り、素材状態でビツカース
硬さ:50を越えた高硬度をもつようになつて、ボ
ンデイング時に、Al合金配線被膜やチツプの損
傷が起り易くなると共に、伸びも低くなつて、正
常なループ形状の保持およびループ切れの防止を
はかることが困難になるという理由からである。
また、同じくCu合金における合金成分は、その
含有量が1ppm未満では所望の高い高温強度を確
保することができず、一方、その含有量が20ppm
を越えると、硬さが急上昇して、ボンデイング時
に上記の問題点の発生を回避することができなく
なることから、その含有量を1〜20ppmと定め
た。 [実施例] つぎに、この発明のCu合金製ボンデイングワ
イヤを実施例により具体的に説明する。 原料として無酸素銅を用い、これに通常の電解
法あるいは帯域溶解法による精製を繰り返し施し
た後、同じく通常の真空溶解法にて母合金を用い
て合金成分を含有させることによつて、それぞれ
第1表に示される成分組成をもつたCu合金を溶
製し、鋳造し、ついで素材状態でビツカース硬さ
を測定した後、これに通常の条件で熱間および冷
間圧延を施して直径:25μm極細線とし、さらに
これに200〜300℃の範囲内の温度に1〜2秒保持
の光輝熱処理を施すことによつて本発明ボンデイ
ングワイヤ1〜18、並びに合金成分含有量または
不可避不純物含有量がこの発明の範囲から外れた
組成を有するCu合金で構成された比較ボンデイ
ングワイヤ1〜7をそれぞれ製造した。 また、比較の目的で第1表に示される不可避不
純物含有量の各種の無酸素銅から同一の条件での
熱間および冷間圧延、および光輝熱処理にて無酸
素銅製ボンデイングワイヤ1〜3を製造した。
【表】
【表】
ついで、この結果得られた各種のボンデイング
ワイヤについて、ボンデイング雰囲気に相当する
温度:250℃に20秒間保持した状態で高温引張試
験を行ない、破断荷重と伸びを測定した。これら
の測定結果を第1表に合せて示した。 [発明の効果] 第1表に示される結果から、本発明ボンデイン
グワイヤ1〜18は、いずれも無酸素銅製ボンデイ
ングワイヤ1〜3がビツカース硬さで60〜70の高
硬度を示すのに対して、これより低い40〜50のビ
ツカース硬さを示し、かつ高い高温強度を保持し
た状態で、高い伸びを示すのに対して、比較ボン
デイングワイヤ1〜7に見られるように、合成成
分含有量および不可避不純物含有量のいずれかで
もこの発明の範囲から外れると上記の特性のうち
の少なくともいずれかの特性が劣つたものになる
ことが明らかである。 上述のように、この発明のCu合金製ボンデイ
ングワイヤは、ビツカース硬さで40〜50を示す軟
質材なので、半導体装置のボンデイング時に、
Al合金配線被膜やチツプ自体を損傷することが
なく、かつ高い高温強度を保持した状態で高い伸
びを示すので、正常なループ形状で、ループ切れ
の発生なく結線を行なうことができるなど半導体
装置用ボンデイングワイヤとしてすぐれた特性を
有するものである。
ワイヤについて、ボンデイング雰囲気に相当する
温度:250℃に20秒間保持した状態で高温引張試
験を行ない、破断荷重と伸びを測定した。これら
の測定結果を第1表に合せて示した。 [発明の効果] 第1表に示される結果から、本発明ボンデイン
グワイヤ1〜18は、いずれも無酸素銅製ボンデイ
ングワイヤ1〜3がビツカース硬さで60〜70の高
硬度を示すのに対して、これより低い40〜50のビ
ツカース硬さを示し、かつ高い高温強度を保持し
た状態で、高い伸びを示すのに対して、比較ボン
デイングワイヤ1〜7に見られるように、合成成
分含有量および不可避不純物含有量のいずれかで
もこの発明の範囲から外れると上記の特性のうち
の少なくともいずれかの特性が劣つたものになる
ことが明らかである。 上述のように、この発明のCu合金製ボンデイ
ングワイヤは、ビツカース硬さで40〜50を示す軟
質材なので、半導体装置のボンデイング時に、
Al合金配線被膜やチツプ自体を損傷することが
なく、かつ高い高温強度を保持した状態で高い伸
びを示すので、正常なループ形状で、ループ切れ
の発生なく結線を行なうことができるなど半導体
装置用ボンデイングワイヤとしてすぐれた特性を
有するものである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 合成成分として、MgおよびCaのいずれか1
種または両方、あるいはMgおよびCaのいずれか
1種または両方とBe、Ge、およびSiのうちの1
種または2種以上:1〜20ppm、 を含有し、残りがCuと10ppm以下の不可避不純
物からなる組成を有するCu合金で構成され、 かつこのCu合金は、素材状態で40〜50のビツ
カース硬さを有することを特徴とする軟質にして
高温強度のすぐれた半導体装置用Cu合金製ボン
デイングワイヤ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60100678A JPS61258463A (ja) | 1985-05-13 | 1985-05-13 | 半導体装置用Cu合金製ボンディングワイヤ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60100678A JPS61258463A (ja) | 1985-05-13 | 1985-05-13 | 半導体装置用Cu合金製ボンディングワイヤ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61258463A JPS61258463A (ja) | 1986-11-15 |
JPH0412622B2 true JPH0412622B2 (ja) | 1992-03-05 |
Family
ID=14280409
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60100678A Granted JPS61258463A (ja) | 1985-05-13 | 1985-05-13 | 半導体装置用Cu合金製ボンディングワイヤ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61258463A (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9151948B2 (en) | 2012-03-29 | 2015-10-06 | Mitsubishi Electric Corporation | Curvature variable mirror, curvature variable unit, and manufacturing method of curvature variable mirror |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60124960A (ja) * | 1983-12-09 | 1985-07-04 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体素子結線用線 |
JPS6148543A (ja) * | 1984-08-10 | 1986-03-10 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体素子結線用銅合金線 |
JPS61234063A (ja) * | 1985-04-10 | 1986-10-18 | Tanaka Denshi Kogyo Kk | 半導体素子のボンデイング用銅線 |
-
1985
- 1985-05-13 JP JP60100678A patent/JPS61258463A/ja active Granted
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60124960A (ja) * | 1983-12-09 | 1985-07-04 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体素子結線用線 |
JPS6148543A (ja) * | 1984-08-10 | 1986-03-10 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体素子結線用銅合金線 |
JPS61234063A (ja) * | 1985-04-10 | 1986-10-18 | Tanaka Denshi Kogyo Kk | 半導体素子のボンデイング用銅線 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS61258463A (ja) | 1986-11-15 |
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