JPH04184946A - 半導体装置用銅合金極細線及び半導体装置 - Google Patents
半導体装置用銅合金極細線及び半導体装置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〕
この発明は、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半導体装置用銅合金極細線及び半導
体装置に関する。
続するために用いる半導体装置用銅合金極細線及び半導
体装置に関する。
従来、半導体装置の組立てにおいて、半導体素子と外部
リードをボンディングする金属細線として、金線、アル
ミ線および銅線が用いられている。
リードをボンディングする金属細線として、金線、アル
ミ線および銅線が用いられている。
この中で銅線は、樹脂モールド時においても、金線並み
の信頼性が得られること、金線に比べ安価でコスト的に
メリットのあること、また銅系り−ドフレームにダイレ
クトにボンディングすることができ、さらに大きなコス
トメリットがあることで、近年使用量が大きく伸びつつ
ある。又、これらの要求に応じるため、非常に高純度な
銅線や、耐熱性、耐腐食性を向上させるために微量元素
を添加した様々な銅線か提案されてきた。
の信頼性が得られること、金線に比べ安価でコスト的に
メリットのあること、また銅系り−ドフレームにダイレ
クトにボンディングすることができ、さらに大きなコス
トメリットがあることで、近年使用量が大きく伸びつつ
ある。又、これらの要求に応じるため、非常に高純度な
銅線や、耐熱性、耐腐食性を向上させるために微量元素
を添加した様々な銅線か提案されてきた。
本発明者等は、これらの従来提案された種々の半導体装
置用銅合金極細線について検討し1=結果、これらの銅
線は、ある程度の常温及び高温強度を有するものの、最
近の高集積化に伴う問題点、すなわち、多ビンで長ルー
プの場合に、たれ、曲がりを生じないというループ形状
に関して必要とされる特性ついては十分であるとはいい
難いという結論を得た。
置用銅合金極細線について検討し1=結果、これらの銅
線は、ある程度の常温及び高温強度を有するものの、最
近の高集積化に伴う問題点、すなわち、多ビンで長ルー
プの場合に、たれ、曲がりを生じないというループ形状
に関して必要とされる特性ついては十分であるとはいい
難いという結論を得た。
このため、例えば、ピッチ150μl以下のファインピ
ッチで、ループ長3.0xm以上の長ループを要求され
た場合、銅線の接触ならびに銅線のたれの発生を防ぎき
れないのが現状であり、仮に手直しを加えてモールディ
ングできたとしても、各種の信頼性テストをクリアする
ことができなかった。
ッチで、ループ長3.0xm以上の長ループを要求され
た場合、銅線の接触ならびに銅線のたれの発生を防ぎき
れないのが現状であり、仮に手直しを加えてモールディ
ングできたとしても、各種の信頼性テストをクリアする
ことができなかった。
本発明は、上記従来の半導体装置用銅合金のもつ問題点
を解決すへくなされたもので、ファインピッチで長ルー
プの場合にも、銅線の接触又はたれを生ずることがなく
、信頼性の高い半導体銅合金線を提供することを目的と
するものである。
を解決すへくなされたもので、ファインピッチで長ルー
プの場合にも、銅線の接触又はたれを生ずることがなく
、信頼性の高い半導体銅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;
第1請求項に記載の発明は、0.1〜50wt・ppm
(以下、全て組成比は重量比とする)のIrと、5
ppm以下の不可避不純物を含み、残部が銅からなるこ
とを特徴とする半導体装置用銅合金極細線であり、第2
請求項に記載の発明は、0.1〜50ppmのIrと、
4 ppm以下の不可避不純物とを含み、かつ、Be
、Cr 、Sn 、Zn 、Zr 、Ag 。
(以下、全て組成比は重量比とする)のIrと、5
ppm以下の不可避不純物を含み、残部が銅からなるこ
とを特徴とする半導体装置用銅合金極細線であり、第2
請求項に記載の発明は、0.1〜50ppmのIrと、
4 ppm以下の不可避不純物とを含み、かつ、Be
、Cr 、Sn 、Zn 、Zr 、Ag 。
Mg、Ca、希土類元素、Ti 、Hf 、V、Nb
、Ta 。
、Ta 。
Ni 、Pd 、Pt 、Au 、Cd 、B、In
、Si 、Ge 。
、Si 、Ge 。
pb 、p、sb 、およびBiからなる元素群から選
択された1種もしくは2種以上の元素を合計で0゜1
ppm〜05%含有し、残部が銅からなることを特徴と
する半導体装置用銅合金極細線であり、 第3の請求項に記載の発明は、請求項1もしくは2に記
載の銅合金極細線をボンディングワイヤとして用いたこ
とを特徴とする半導体装置である。
択された1種もしくは2種以上の元素を合計で0゜1
ppm〜05%含有し、残部が銅からなることを特徴と
する半導体装置用銅合金極細線であり、 第3の請求項に記載の発明は、請求項1もしくは2に記
載の銅合金極細線をボンディングワイヤとして用いたこ
とを特徴とする半導体装置である。
本発明における成分元素の効果ならびにその成分の規定
理由は以下の通りである。
理由は以下の通りである。
Irは本発明に必須の元素であり、これを適量Cuに添
加したところ、従来品と比べ常温及び高温の破断強度が
上昇するとともに、変形初期において加工硬化が生じに
くく、金合金線と似た挙動をとる様になる。
加したところ、従来品と比べ常温及び高温の破断強度が
上昇するとともに、変形初期において加工硬化が生じに
くく、金合金線と似た挙動をとる様になる。
金合金線においては、その弾性が銅合金線に比べて著し
く小さいため、通常、ループ形状が第1図(a )とな
る。これを添加元素やループコントロールで第1図(b
)の様な形状とすることにより、曲がりを軽減できる
ことが分かっている。一方、銅合金線は金合金線に比べ
て弾性が強いため、−般的にループ形状は、ボンディン
グ装置によるボンディング工程において第2図に示す挙
動を経て、最終的に第1図(c )の様な形状となる。
く小さいため、通常、ループ形状が第1図(a )とな
る。これを添加元素やループコントロールで第1図(b
)の様な形状とすることにより、曲がりを軽減できる
ことが分かっている。一方、銅合金線は金合金線に比べ
て弾性が強いため、−般的にループ形状は、ボンディン
グ装置によるボンディング工程において第2図に示す挙
動を経て、最終的に第1図(c )の様な形状となる。
つまり、従来品の様に変形初期において、加工硬化が生
じやすいと、第1図(b )の様なループ形状となる。
じやすいと、第1図(b )の様なループ形状となる。
弾性の大きな銅合金線においては、第2図に示す様にル
ープ形成途中でループが反対方向にスプリ 1ング
バツクする現象がみられ、この際に曲がり、たれが発生
することがわかった。
ープ形成途中でループが反対方向にスプリ 1ング
バツクする現象がみられ、この際に曲がり、たれが発生
することがわかった。
従って、本発明では、従来品より変形初期において加工
硬化を抑えて金合金線の様なループ形状を得、これによ
りループ形成過程における不確定要素を軽減させ、曲が
り、たれの発生を減少させることができる。
硬化を抑えて金合金線の様なループ形状を得、これによ
りループ形成過程における不確定要素を軽減させ、曲が
り、たれの発生を減少させることができる。
次に、成分の規定理由について述べる。
Irは、その添加量が、0.lppm以下ではループ形
状に変化が認められず、逆に50 pp@以上では、ボ
ールの形成能に劣化が認められ、良好なボンディングが
できなくなる。
状に変化が認められず、逆に50 pp@以上では、ボ
ールの形成能に劣化が認められ、良好なボンディングが
できなくなる。
また、Irを所定量含有させたCuにさらにBe 、C
r 、Sn :Zn 、Zr 、Ag 、Mg 、Ca
、希土類元素、Ti 、Hf 、V、Nb 、Ta
、Ni 、Pd 、Pt 。
r 、Sn :Zn 、Zr 、Ag 、Mg 、Ca
、希土類元素、Ti 、Hf 、V、Nb 、Ta
、Ni 、Pd 、Pt 。
Au 、Cd 、B、In 、Si 、Ge 、の1種
もしくは、2種以上を微量添加することも良好なループ
形状を有しながら強度向上を図ることに有効である。
もしくは、2種以上を微量添加することも良好なループ
形状を有しながら強度向上を図ることに有効である。
さらにP’b 、P、Sb 、Biのような、これまで
洞中に存在した場合に硬度を上げ、耐食性を劣化させる
とされていた元素群においてもIrとの共存下において
は、上述の様な問題が生じないばかりか、良好なループ
形状を有しながら、強度向上を図り得ることもわかった
。
洞中に存在した場合に硬度を上げ、耐食性を劣化させる
とされていた元素群においてもIrとの共存下において
は、上述の様な問題が生じないばかりか、良好なループ
形状を有しながら、強度向上を図り得ることもわかった
。
しかし、これらの元素の添加量が1種もしくは2種以上
で合計0.lppm以下であれば、強度向上効果はみら
れず、又、0.5%以上になると、Irの良好なループ
形状を得る効果と失わせてしまうばかりか、ボール形成
能を劣化させてしまうことになる。従って、これらの元
素の添加範囲は総量で0.lppm以下、5%を満たす
ものでなくてはならない。
で合計0.lppm以下であれば、強度向上効果はみら
れず、又、0.5%以上になると、Irの良好なループ
形状を得る効果と失わせてしまうばかりか、ボール形成
能を劣化させてしまうことになる。従って、これらの元
素の添加範囲は総量で0.lppm以下、5%を満たす
ものでなくてはならない。
純度99.9995%の高純度銅に、第1表の添加元素
を真空溶解により添加した後、インゴットを作製し、伸
線加工を施して直径25μ!の銅細線とした。この後、
熱処理によりこの銅伸線の常温における破断伸び率を1
2%となる様調整し、ボンディング用銅合金線とした。
を真空溶解により添加した後、インゴットを作製し、伸
線加工を施して直径25μ!の銅細線とした。この後、
熱処理によりこの銅伸線の常温における破断伸び率を1
2%となる様調整し、ボンディング用銅合金線とした。
第2表には、このホンディング用銅合金線の常温におけ
る引張試験値を示す。さらに、ネールヘッド式のボンデ
ィング装置により、第3図に示す様な状態でループを形
成し、この場合のループ高さHlおよびループ中央での
高さH2および第4図に示すたれ、第5図に示す様な曲
りの発生率を各1000ワイヤーについて調査し、これ
らの値もあ。
る引張試験値を示す。さらに、ネールヘッド式のボンデ
ィング装置により、第3図に示す様な状態でループを形
成し、この場合のループ高さHlおよびループ中央での
高さH2および第4図に示すたれ、第5図に示す様な曲
りの発生率を各1000ワイヤーについて調査し、これ
らの値もあ。
わせで第2表に示す。
−一以下余白−−
〔発明の効果〕
以上説明したように、第1請求項に記載の発明は、0.
1〜50ppmのIrと、s ppm以下の不可避不純
物を含み、残部が銅からなることを特徴とする半導体装
置用銅合金極細線であり、第2請求項に記載の発明は、
0 、 1〜50ppmのIrと、5 ppm以下の不
可避不純物とを含み、かつ、Be。
1〜50ppmのIrと、s ppm以下の不可避不純
物を含み、残部が銅からなることを特徴とする半導体装
置用銅合金極細線であり、第2請求項に記載の発明は、
0 、 1〜50ppmのIrと、5 ppm以下の不
可避不純物とを含み、かつ、Be。
Cr 、Sn 、Zn 、Zr 、Ag 、Mg 、C
a 、希土類元素、Ti 、Hf 、V、Nb 、Ta
、Ni 、Pd 、Pt 。
a 、希土類元素、Ti 、Hf 、V、Nb 、Ta
、Ni 、Pd 、Pt 。
Au 、Cd 、B、In 、Si 、Ge 、Pb
、P、Sb 、およびBiの元素群から選択された1種
もしくは2種以上の元素を合計で0.lppm〜0.5
%含有し、残部が銅からなることを特徴とする半導体装
置用銅合金極細線であるので、ボンディングの状況がフ
ァインピッチで長ループである場合にも、曲り、たれを
生じることがなく、良好なループを形成することができ
るものである。また、第3請求項に記載の半導体装置は
上記の合金極細線を用いているので、ホンディング工程
におけるエラーの発生がなく信頼性の高い半導体素子を
提供することができるものである。
、P、Sb 、およびBiの元素群から選択された1種
もしくは2種以上の元素を合計で0.lppm〜0.5
%含有し、残部が銅からなることを特徴とする半導体装
置用銅合金極細線であるので、ボンディングの状況がフ
ァインピッチで長ループである場合にも、曲り、たれを
生じることがなく、良好なループを形成することができ
るものである。また、第3請求項に記載の半導体装置は
上記の合金極細線を用いているので、ホンディング工程
におけるエラーの発生がなく信頼性の高い半導体素子を
提供することができるものである。
第1図はボンディング用銅合金線の典型的なループ形状
を示す正面図、第2図はホンディング用銅合金線のルー
プ形成過程を示す正面図、第3図は実施例に示すボンデ
ィング性評価時のループ形状を示す正面図、第4図にル
ープ形成時のたれを示す正面図、第5図はループ形成時
の曲りを示す平面図である。
を示す正面図、第2図はホンディング用銅合金線のルー
プ形成過程を示す正面図、第3図は実施例に示すボンデ
ィング性評価時のループ形状を示す正面図、第4図にル
ープ形成時のたれを示す正面図、第5図はループ形成時
の曲りを示す平面図である。
Claims (3)
- (1)0.1〜50wt・ppmのIrと、5wt・p
pm以下の不可避不純物を含み、残部が銅からなること
を特徴とする半導体装置用銅合金極細線。 - (2)0.1〜50ppmのIrと、5wt・ppm以
下の不可避不純物とを含み、 かつ、Be、Cr、Sn、Zn、Zr、Ag、Mg、C
a、希土類元素、Ti、Hf、V、Nb、Ta、Ni、
Pd、Pt、Au、Cd、B、In、Si、Ge、Pb
、P、Sb、およびBiからなる元素群から選択された
1種もしくは2種以上の元素を合計で0.1wt・pp
m〜0.5wt%含有し、 残部が銅からなることを特徴とする半導体装置用銅合金
極細線。 - (3)請求項1もしくは2に記載の銅合金極細線をボン
ディングワイヤとして用いたことを特徴とする半導体装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2314677A JPH04184946A (ja) | 1990-11-20 | 1990-11-20 | 半導体装置用銅合金極細線及び半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2314677A JPH04184946A (ja) | 1990-11-20 | 1990-11-20 | 半導体装置用銅合金極細線及び半導体装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04184946A true JPH04184946A (ja) | 1992-07-01 |
Family
ID=18056223
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2314677A Pending JPH04184946A (ja) | 1990-11-20 | 1990-11-20 | 半導体装置用銅合金極細線及び半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04184946A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100702662B1 (ko) * | 2005-02-18 | 2007-04-02 | 엠케이전자 주식회사 | 반도체 패키징용 구리 본딩 와이어 |
EP2221861A1 (en) * | 2007-07-24 | 2010-08-25 | Nippon Steel Chemical Co., Ltd. | Semiconductor device bonding wire and wire bonding method |
CN103137235A (zh) * | 2011-12-01 | 2013-06-05 | 贺利氏材料科技公司 | 用于微电子装置中接合的二次合金1n铜线 |
CN103137237A (zh) * | 2011-12-01 | 2013-06-05 | 贺利氏材料科技公司 | 用于微电子装置中接合的具有痕量加入物的3n铜线 |
CN103137236A (zh) * | 2011-12-01 | 2013-06-05 | 贺利氏材料科技公司 | 用于微电子装置中接合的合金2n铜线 |
JP2016122700A (ja) * | 2014-12-24 | 2016-07-07 | タツタ電線株式会社 | 銅ボンディングワイヤ |
WO2017221434A1 (ja) * | 2016-06-20 | 2017-12-28 | 日鉄住金マイクロメタル株式会社 | 半導体装置用ボンディングワイヤ |
-
1990
- 1990-11-20 JP JP2314677A patent/JPH04184946A/ja active Pending
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100702662B1 (ko) * | 2005-02-18 | 2007-04-02 | 엠케이전자 주식회사 | 반도체 패키징용 구리 본딩 와이어 |
US9112059B2 (en) | 2007-07-24 | 2015-08-18 | Nippon Steel & Sumikin Materials Co., Ltd. | Bonding wire for semiconductor device |
EP2221861A1 (en) * | 2007-07-24 | 2010-08-25 | Nippon Steel Chemical Co., Ltd. | Semiconductor device bonding wire and wire bonding method |
EP2221861A4 (en) * | 2007-07-24 | 2012-06-20 | Nippon Steel Materials Co Ltd | SEMICONDUCTOR DEVICE CONNECTING WIRE AND WIRE CONNECTING METHOD |
EP2960931A3 (en) * | 2007-07-24 | 2016-04-27 | Nippon Steel & Sumikin Materials Co., Ltd. | Copper bond wire |
EP2950335A3 (en) * | 2007-07-24 | 2016-03-30 | Nippon Steel & Sumikin Materials Co., Ltd. | Semiconductor device bonding wire and wire bonding method |
CN103137235A (zh) * | 2011-12-01 | 2013-06-05 | 贺利氏材料科技公司 | 用于微电子装置中接合的二次合金1n铜线 |
US20130140084A1 (en) * | 2011-12-01 | 2013-06-06 | Heraeus Materials Technology Gmbh & Co. Kg | Alloyed 2N Copper Wires for Bonding in Microelectronics Devices |
CN103137236A (zh) * | 2011-12-01 | 2013-06-05 | 贺利氏材料科技公司 | 用于微电子装置中接合的合金2n铜线 |
CN103137237A (zh) * | 2011-12-01 | 2013-06-05 | 贺利氏材料科技公司 | 用于微电子装置中接合的具有痕量加入物的3n铜线 |
US9589694B2 (en) | 2011-12-01 | 2017-03-07 | Heraeus Deutschland GmbH & Co. KG | Alloyed 2N copper wires for bonding in microelectronics devices |
JP2016122700A (ja) * | 2014-12-24 | 2016-07-07 | タツタ電線株式会社 | 銅ボンディングワイヤ |
WO2017221434A1 (ja) * | 2016-06-20 | 2017-12-28 | 日鉄住金マイクロメタル株式会社 | 半導体装置用ボンディングワイヤ |
JP2019149559A (ja) * | 2016-06-20 | 2019-09-05 | 日鉄マイクロメタル株式会社 | 半導体装置用銅合金ボンディングワイヤ |
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