JPH0425336B2 - - Google Patents

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JPH0425336B2
JPH0425336B2 JP59202817A JP20281784A JPH0425336B2 JP H0425336 B2 JPH0425336 B2 JP H0425336B2 JP 59202817 A JP59202817 A JP 59202817A JP 20281784 A JP20281784 A JP 20281784A JP H0425336 B2 JPH0425336 B2 JP H0425336B2
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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ツプ電極と外部リード
を接続するために用いるボンデイングワイヤーに
関する。 〔従来の技術〕 従来、トランジスター、IC、LSIなどの半導体
素子のチツプ電極と外部リードとの結線の多くに
はボンデイングワイヤーとして金細線が用いられ
ている。 一方最近のボンデイング技術の向上に伴なう高
速度化及び半導体デバイスの高集積度化などから
これに使用されるワイヤーの機械的特性やボンデ
イング特性に関する要求が年々厳しくなつてきて
いる。 ボンデイングワイヤーに要求される特性を要約
すると、 １ 良好なボール形状が安定して得られること。 ２ チツプ電極と金ボールとの接合性が良く且つ
安定した接合強度が得られること。 ３ 良好なワイヤーのループ形状が得られ、且つ
必要なループ高さが安定して得られること。 ４ ボンダーの高速化に対応できうる機械的及び
耐熱強度を有していること。 ５ 樹脂モールド時の樹脂の流れ及び膨張、収縮
にも充分耐えうること。 などが挙げられ、従来よりこれら要求を満たすた
めに高純度金（99.99％以上）中に他金属元素を
添加してワイヤーの機械的及び耐熱強度を向上さ
せる方法がとられている。 しかしながら現在実用されている添加元素及び
その組合わせにおいては、前記要求項目のすべて
を満たすワイヤーは得られていない。 例えばCaを高純度金に添加したワイヤー（例
えば特開昭53−105968号公報）においては、ワイ
ヤーの機械的及び耐熱強度を向上させ、ボンダー
の高速化には充分対応できうるが、金の再結晶温
度が高くなるためにボンデイング工程で水素炎あ
るいはアーク放電によつてワイヤー先端を溶断
し、ボールを形成するときに受ける加熱温度にお
いても結晶成長は阻止され、その結果ワイヤーの
ループ高さが低くなりシヨート不良発生の原因に
なるという欠点をもつている。又、Beを高純度
金に添加したワイヤー（例えば特開昭53−112059
号公報）においては、ワイヤーの機械的強度を向
上させる効果はあるが、耐熱強度向上の効果は小
さく、その結果ボール形成時に受ける加熱温度に
おいて結晶成長が進み、必要なループ高さは充分
得ることができるが、ボール真上の結晶粒の粗大
化及びボールネツク部のワイヤー強度の低下につ
ながりボールネツク部破断を起こし易くなるとい
うCa添加ワイヤーと相反する欠点を有している。
更にCaとBeを複合添加することにより両者の特
徴を生かしたワイヤーの開発（例えば特開昭53−
112060号公報）もなされているが、これら複合添
加においてもボール形成時の加熱温度による結晶
粒の粗大化及びボールネツク部ワイヤー強度の低
下は阻止できない現状にある。 このような問題から従来の金合金線では充分な
ボンデイング性能が得られず、これら欠点を改良
したワイヤーの開発を強く要求されていた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明は従来の欠点を解消して、ボンダーの高
速化に充分対応しうる機械的及び耐熱強度を有
し、更にボール形成時に受ける加熱温度において
もボール直上の結晶粒粗大化及びボールネツク部
のワイヤー強度の低下を防ぎ、安定したループ高
さを維持したボンデイングワイヤーを提供せんと
するものである。 〔問題点を解決するための手段〕 即ち、本発明のボンデイングワイヤーは純度
99.99重量％以上の金にランタン、セリウム、ユ
ーロピウムからなる群から選ばれた少なくとも一
種の元素を0.0002〜0.001重量％と、アルミニウ
ム、ゲルマニウム、鉛からなる群から選ばれた少
なくとも一種の元素を0.0005〜0.005重量％と、
チタン及びニオブの少なくとも一方の元素を
0.0005〜0.005重量％とを含有せしめた金合金線
としたものである。 〔作用〕 ランタン、セリウム、ユーロピウム等希土類元
素はワイヤーの機械的及び耐熱強度を向上させる
効果があるが0.0002重量％未満では効果が不充分
であり、また0.001重量％を超えるとワイヤーの
再結晶温度が高くなりすぎて必要なワイヤーのル
ープ高さが得られないので0.0002〜0.001重量％
とする必要がある。 アルミニウム、ゲルマニウム、鉛からなる群の
元素はランタン、セリウム、ユーロピウム等希土
類元素と共存する際に希土類元素がワイヤーの機
械的及び耐熱強度を向上させる効果を助長する効
果があるが、0.0005重量％未満ではその効果が不
充分であり、また0.005重量％を超えるとワイヤ
ーのボール形状が変形し易くなるので0.0005〜
0.005重量％とする必要がある。 チタン及びニオブはワイヤーのボールが形成さ
れるときに受ける加熱温度の影響で起こる結晶粒
の粗大化及びボールネツク部のワイヤー強度の低
下を制御する効果があるが、0.0005重量％未満で
はその効果が不充分であり、また0.005重量％を
超えるとワイヤーのボールが変形しチツプ電極と
の接合性が悪くなるので0.0005〜0.005重量％と
する必要がある。 〔実施例〕 純度99.999重量％の高純度金を原料とし、これ
にランタン、セリウム、ユーロピウム、アルミニ
ウム、ゲルマニウム、鉛、チタン、ニオブを種々
の割合で添加して第１表に示す組成の金合金を溶
解鋳造し、次にスウエイジング加工を施した後に
線引き加工で直径0.03mmまで伸線を行なつた。次
に、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た後に、常温での引張り
試験及び温度＝250℃、保持時間＝30秒での高温
引張り試験を行なつた。 また、半導体素子表面とリードフレームの表面
を同高とした状態でワイヤーボンダーにてボンデ
イングを行ないボンデイング後のリードフレーム
表面からワイヤーループの最高部までの高さと、
金ボール直上の結晶粒径の測定を行なつた。又、
アーク放電によりボールを作成し、ボール首下を
孔あきブロツクに通して引掛け、他端を挾持し、
ボール首下から挾持部に入る部分までの長さを
100mmとし孔あきブロツク側を引張りボールネツ
ク部のワイヤー強度を測定し、又ボールの形状を
観察した。何れもボール径は80〜90μｍであつ
た。得られた結果を第１表、第２表に示した。
【表】
【表】
【表】
〔発明の効果〕
第１、２表から本発明のボンデイングワイヤー
は、いずれもワイヤーボンデイングの高速化に充
分耐えうる機械的及び耐熱強度を有し更に本発明
の特徴である金ボール直上の結晶粒の粗大化及び
ボールネツク部ワイヤー強度も低下することなく
安定したループ高さが得られることが判る。 以上の結果より本発明によるボンデイングワイ
ヤーは従来のボンデイングワイヤーの欠点を解消
し、ボンデイング工程での歩留り向上及び信頼性
向上を可能とするものである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ ランタン、セリウム、ユーロピウムからなる
    群から選ばれた少なくとも一種の元素を0.0002〜
    0.001重量％と、アルミニウム、ゲルマニウム、
    鉛からなる群から選ばれた少なくとも一種の元素
    を0.0005〜0.005重量％と、チタン及びニオブの
    少なくとも一方の元素を0.0005〜0.005重量％と
    を含有することを特徴とする残部純度99.99重量
    ％以上の高純度金からなるボンデイングワイヤ
    ー。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2613224B2 (ja) * 1987-09-29 1997-05-21 田中貴金属工業株式会社 金極細線用材料
JPH0686637B2 (ja) * 1987-11-09 1994-11-02 三菱マテリアル株式会社 ループ成形性の優れた半導体素子ボンディング用Ａｕ合金細線
JP2621288B2 (ja) * 1988-02-02 1997-06-18 三菱マテリアル株式会社 半導体素子ボンディング用Ａｕ合金極細線
JP2814660B2 (ja) * 1990-03-06 1998-10-27 三菱マテリアル株式会社 半導体装置のボンディング用金合金線
JPH04304335A (ja) * 1991-03-30 1992-10-27 Mitsubishi Materials Corp 貴金属カード用純金箔材
JP2689773B2 (ja) * 1991-07-02 1997-12-10 住友金属鉱山株式会社 ボンデイングワイヤー
JP2641000B2 (ja) * 1991-12-26 1997-08-13 新日本製鐵株式会社 ボンディング用金合金細線

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