JPH0412623B2 - - Google Patents
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- JPH0412623B2 JPH0412623B2 JP60102232A JP10223285A JPH0412623B2 JP H0412623 B2 JPH0412623 B2 JP H0412623B2 JP 60102232 A JP60102232 A JP 60102232A JP 10223285 A JP10223285 A JP 10223285A JP H0412623 B2 JPH0412623 B2 JP H0412623B2
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- 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、素材状態でビツカース硬さ:30〜40を有する
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Hfおよ
びVのいずれか1種または両方、あるいはHfお
よびVのいずれか1種または両方とTi、Zr、Cr、
MnおよびB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、 合金成分として、HfおよびVのいずれか1種
または両方、あるいはHfおよびVのいずれか1
種または両方とTi、Zr、Cr、Mn、およびB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の極細線とし、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1〜21、並びに合金成分含有量およ
び不可避不純物含有量のいずれかがこの発明の範
囲から外れた組成を有するCu合金からなる比較
ボンデイングワイヤ1〜9を製造した。 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1〜4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、素材状態でビツカース硬さ:30〜40を有する
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Hfおよ
びVのいずれか1種または両方、あるいはHfお
よびVのいずれか1種または両方とTi、Zr、Cr、
MnおよびB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、 合金成分として、HfおよびVのいずれか1種
または両方、あるいはHfおよびVのいずれか1
種または両方とTi、Zr、Cr、Mn、およびB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の極細線とし、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1〜21、並びに合金成分含有量およ
び不可避不純物含有量のいずれかがこの発明の範
囲から外れた組成を有するCu合金からなる比較
ボンデイングワイヤ1〜9を製造した。 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1〜4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1〜21は、いずれも無酸素銅製ボンデイ
ングワイヤ1〜4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1〜9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1〜21は、いずれも無酸素銅製ボンデイ
ングワイヤ1〜4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1〜9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 合金成分として、HfおよびVのいずれか1
種または両方、あるいはHfおよびVのいずれか
1種または両方とTi、Zr、Cr、Mn、およびB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 |
---|---|---|---|
JP60102232A JPS61259558A (ja) | 1985-05-14 | 1985-05-14 | 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 |
---|---|---|---|
JP60102232A JPS61259558A (ja) | 1985-05-14 | 1985-05-14 | 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 |
---|---|
JPS61259558A JPS61259558A (ja) | 1986-11-17 |
JPH0412623B2 true JPH0412623B2 (ja) | 1992-03-05 |
Family
ID=14321898
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60102232A Granted JPS61259558A (ja) | 1985-05-14 | 1985-05-14 | 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) | JPS61259558A (ja) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2656238B2 (ja) * | 1985-10-30 | 1997-09-24 | 株式会社東芝 | 半導体装置 |
JP2656236B2 (ja) * | 1985-10-30 | 1997-09-24 | 株式会社東芝 | 半導体装置 |
JP2656237B2 (ja) * | 1985-10-30 | 1997-09-24 | 株式会社東芝 | 半導体装置 |
JPS62127437A (ja) * | 1985-11-26 | 1987-06-09 | Tatsuta Electric Wire & Cable Co Ltd | 半導体素子用ボンデイング線 |
JP2726939B2 (ja) * | 1989-03-06 | 1998-03-11 | 日鉱金属 株式会社 | 加工性,耐熱性の優れた高導電性銅合金 |
JPH083132B2 (ja) * | 1989-06-30 | 1996-01-17 | 株式会社神戸製鋼所 | 薄肉銅または薄肉銅合金材およびその製造方法 |
CN102017175B (zh) * | 2008-04-25 | 2014-06-25 | 三菱综合材料株式会社 | 太阳能电池用连接器用材料及太阳能电池用连接器 |
Citations (4)
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 |
JPS6199646A (ja) * | 1984-10-20 | 1986-05-17 | Tanaka Denshi Kogyo Kk | 半導体素子のボンデイング用銅線 |
JPS6199645A (ja) * | 1984-10-20 | 1986-05-17 | Tanaka Denshi Kogyo Kk | 半導体素子のボンデイング用銅線 |
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
- 1985-05-14 JP JP60102232A patent/JPS61259558A/ja active Granted
Patent Citations (4)
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 |
JPS6199646A (ja) * | 1984-10-20 | 1986-05-17 | Tanaka Denshi Kogyo Kk | 半導体素子のボンデイング用銅線 |
JPS6199645A (ja) * | 1984-10-20 | 1986-05-17 | Tanaka Denshi Kogyo Kk | 半導体素子のボンデイング用銅線 |
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 |
---|---|
JPS61259558A (ja) | 1986-11-17 |
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