JPH04363036A - 半導体装置用ボンディングワイヤおよびその製造方法 - Google Patents

半導体装置用ボンディングワイヤおよびその製造方法

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JPH04363036A
JPH04363036A JP3011204A JP1120491A JPH04363036A JP H04363036 A JPH04363036 A JP H04363036A JP 3011204 A JP3011204 A JP 3011204A JP 1120491 A JP1120491 A JP 1120491A JP H04363036 A JPH04363036 A JP H04363036A
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正樹 森川
Kiyoshi Furukawa
潔 古川
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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。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体素子のチップ電
極と外部リードとを接続するために使用される半導体装
置用ボンディングワイヤおよびその製造方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】周知のように、ＩＣチップ（半導体素子
）が組み込まれた半導体装置の組立において、半導体素
子と外部リードとを接続する金属細線（ボンディングワ
イヤ）としては、金線、アルミニウム線、または一部に
は銅線が用いられている。中でも、金線は最も古くから
使用されており、耐食性が優れている点で、金または金
合金よりなる半導体装置用ボンディングワイヤの使用量
は、他に比べて圧倒的に多い。
【０００３】図２に示すように、従来、このようなボン
ディングワイヤ１は糸巻き状のボンディングスプール２
の胴部に一重に巻回された状態で支持され、その端部よ
り巻きほどかれて前記半導体素子と外部リードとの接合
部に供給される。
【０００４】ところが、このような従来から使用されて
きた一層巻のボンディングワイヤでは、巻取量は一般に
１００〜２００ｍ　が限度であることから、最近では図
３に示すようなクロス巻された多層巻のボンディングワ
イヤが用いられるようになり、巻取量も１０００〜２０
００ｍ　へと長尺化してきている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにクロス巻された多層巻のボンディングワイヤでは、
細線が巻きほどかれる際に内側の細線に擦られてしまう
ため、ボンディング時に不要な張力が生じてループ異常
や断線の原因となっていた。
【０００６】このような問題を解消するために、巻き方
法の調整等がなされてきたが、金や金合金製のボンディ
ングワイヤのように細線表面に酸化皮膜が形成されない
場合には多層巻された細線の間で金属間結合が進行し易
く、巻き方法を調整しただけでは前記問題を解消するこ
とは困難であった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は前記の課題を解
決するためになされたもので、請求項１記載の半導体装
置用ボンディングワイヤは、３００〜７００℃で焼鈍さ
れた金または金合金よりなる細線の表面に、有機カーボ
ンを含有する親水性の界面活性剤を、平均膜厚１０〜５
０００Åで被覆したことを特徴とするものである。
【０００８】また請求項２記載の半導体装置用ボンディ
ングワイヤの製造方法は、金または金合金よりなる細線
を３００〜７００℃で焼鈍し、この細線の表面に、有機
カーボンを含有する親水性の界面活性剤を、平均膜厚１
０〜５０００Åで被覆することを特徴とする。
【０００９】
【作用】本発明の発明者らは、前記の課題を解決するた
めに金および金合金の表面性状に関して鋭意研究を重ね
た結果、次のような知見を得た。
【００１０】すなわち、金および金合金は３００℃以上
の比較的高温の熱処理が施されると、表面に付着してい
る不純物である有機カーボンの大部分が蒸発してしまい
、表面が清浄になるとともに活性化される。そして、こ
のような熱処理を施されて活性化された金または金合金
の表面は親水性を示し、この傾向は前記熱処理温度が４
８０℃以上で特に顕著となる。
【００１１】ところで、前述した界面活性剤は一般に親
水性の界面活性剤と疎水性（親油性）の界面活性剤とに
分類される。そして本発明のように半導体装置用ボンデ
ィングワイヤを親水性の界面活性剤で被覆する場合には
、取り扱い時などにワイヤ表面に有機カーボン等の不純
物が付着すると活性剤による被覆が阻害されるため、ワ
イヤを一旦洗浄する必要がある。また、この洗浄工程を
省くには、親油性の界面活性剤を使用せざるを得ない。
【００１２】しかしながら本発明によれば、前述の熱処
理によってワイヤ表面の清浄化がなされるとともに活性
化されて親水性となり、同じ親水性の界面活性剤との間
に非常に強い親和力が働くので、安定な被膜が形成され
る。そして、この界面活性剤の被膜により、多層にクロ
ス巻された際の外側と内側のボンディングワイヤの金属
間結合が抑制されるとともに、巻きほどかれるボンディ
ングワイヤと内側のワイヤとの摩擦が低減される。
【００１３】ここで、界面活性剤による細線表面の被覆
の平均膜厚が１０Å未満であると、前記金属間結合の抑
制および摩擦の低減が十分になされなくなるおそれがあ
る。また、被覆された界面活性剤の平均膜厚が５０００
Åを超えて大きくなるとワイヤのボンディング工程にお
いてステッチボンド不良等が発生する危険性が高くなる
。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。
【００１５】線径２５μｍの金よりなる細線を、５５０
℃に保持した管状熱処理炉に３５ｍ／ｍｉｎの速度で挿
通して焼鈍した後、ポリエチレングリコールおよびノニ
ルフェノールの有機カーボンを含有する親水性の界面活
性剤により、それぞれ平均膜厚５０Å、７００Å、およ
び６０Å、６００Åで被覆して半導体装置用ボンディン
グワイヤを製造した。これらを、それぞれ実施例１、実
施例２、および実施例３、実施例４とする。
【００１６】また比較例として、界面活性剤による被覆
を行わないボンディングワイヤ、および界面活性剤とし
てポリエチレングリコールを平均膜厚７０００Åで被覆
したボンディングワイヤを製造した。これらを、それぞ
れ比較例１、および比較例２とする。
【００１７】ここでワイヤの巻きほどき性について、こ
れらの実施例および比較例をボンディングスプールに巻
回して８０℃で１０時間保持した後、図１に示すように
巻きほどき試験を行ない、異常の有無を調査した。但し
、図１において符号１はボンディングワイヤ、符号２は
ボンディングスプール胴部の断面である。
【００１８】また、これらの実施例および比較例によっ
て実際に半導体装置のボンディングを行なった上でボン
ディングテストを行ない、ステッチボンド不良等の有無
を調査した。
【００１９】これら巻きほどき試験およびボンディング
テストの結果を表に示す。
【００２０】
【表１】
【００２１】巻きほどき性については、巻きほどきが正
常に行なわれている場合には、ボンディングワイヤ１は
図１に実線で示すようにボンディングスプール２の鉛直
下向きの接線に沿って巻きほどかれる。しかし、内側の
ワイヤとの結合や摩擦によって巻きほどきに異常が生じ
た場合は、図１に破線で示すように前記接線には沿わず
に巻きほどかれ、ボンディングワイヤの供給に支障を来
すことがある。
【００２２】そして表より判るように、実施例１〜４お
よび比較例２の半導体装置用ボンディングワイヤでは、
このような巻きほどきの異常は認められなかったが、比
較例１のボンディングワイヤでは巻きほどき異常が発生
した。またボンディングテストについては、実施例１〜
４および比較例１では異常が認められなかったが、比較
例２では異常の発生が確認された。
【００２３】また、細線に金合金を用いて前記実施例と
同じ様に本発明のボンディングワイヤを製造して巻きほ
どき試験およびボンディングテストを行なったが、前記
実施例同様、良好な結果を得ることができた。
【００２４】このように本発明の半導体装置用ボンディ
ングワイヤでは、ワイヤはボンディングスプールから安
定的に巻きほどくことができるとともに、ステッチボン
ド不良等のボンディングトラブルの発生も抑えることが
可能となる。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば高
温下における熱処理によってワイヤ表面が清浄になると
ともに、活性化されて親水性となる。よって同じ親水性
の界面活性剤との間に強い親和力が作用して安定な被膜
が形成される。
【００２６】そして、この被膜によってボンディングス
プールに巻回されたワイヤの金属間結合が抑えられると
ともにワイヤを巻きほどく際のワイヤ同志の摩擦が低減
される。これによりボンディングワイヤの巻きほどき性
の向上が図られ、ワイヤの安定した供給を行なうことが
可能となる。
【００２７】また、本発明では洗浄工程を設けることな
く親水性の界面活性剤による被覆を行なうことが可能で
あり、作業効率の向上を図ることが可能であるとともに
、界面活性剤の選択の自由度を拡張することができると
いう利点も有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例および比較例による巻きほどき
試験を示すものである。
【図２】ボンディングスプール２に一層巻されたボンデ
ィングワイヤ１を示す側面図である。
【図３】ボンディングスプールにクロス巻で多層巻とな
ったボンディングワイヤを示す側面図である。
【符号の説明】
１　　ボンディングワイヤ ２　　ボンディングスプール

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　３００〜７００℃で焼鈍された金また
    は金合金よりなる細線の表面に、有機カーボンを含有す
    る親水性の界面活性剤が、平均膜厚１０〜５０００Åで
    被覆されていることを特徴とする半導体装置用ボンディ
    ングワイヤ。
  2. 【請求項２】　　金または金合金よりなる細線を３００
    〜７００℃で焼鈍し、この細線の表面に、有機カーボン
    を含有する親水性の界面活性剤を、平均膜厚１０〜５０
    ００Åで被覆することを特徴とする半導体装置用ボンデ
    ィングワイヤの製造方法。
JP3011204A 1991-01-31 1991-01-31 半導体装置用ボンディングワイヤおよびその製造方法 Pending JPH04363036A (ja)

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JP2008172009A (ja) * 2007-01-11 2008-07-24 Sumitomo Metal Mining Co Ltd ボンディングワイヤとその製造方法
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