JPH0452618B2 - - Google Patents

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JPH0452618B2
JPH0452618B2 JP60073036A JP7303685A JPH0452618B2 JP H0452618 B2 JPH0452618 B2 JP H0452618B2 JP 60073036 A JP60073036 A JP 60073036A JP 7303685 A JP7303685 A JP 7303685A JP H0452618 B2 JPH0452618 B2 JP H0452618B2
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bonding
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wire
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Kazumichi Machida
Yoko Shibuya
Masaaki Shimotomai
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、半導体装置の製造方法に関し、特
にICやトランジスタなどの製造工程において、
半導体チツプ上の電極とリード端子とを金属細線
を用いて接続するワイヤボンデイング方法に関す
るものである。
〔従来の技術〕
従来この種の半導体装置においては、ワイヤ材
として金が用いられ、またリード表面には銀めつ
き等の表面処理が施されていた。第４図は従来の
方式で構成された半導体装置の外観模式図を示
す。図において、１は金属ワイヤ、２は半導体チ
ツプ、３は半導体チツプ２の表面に形成されたア
ルミニウム電極、４は銅合金リード、５はリード
４の表面に形成された銀めつき層であり、上記ワ
イヤ１は主に超音波併用熱圧着方式により電極３
及びリード４に接合されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ここで材料原価低減及び素子の長期信頼性向上
という観点から、ワイヤ１材を金から銅に代える
とともに、リード材表面の銀めつき層５を省略
し、リード４上に直接銅ワイヤ１を接合すること
が考えられる。
また超音波併用熱圧着ボンデイングにおいて、
良好な接合状態を得るためには、材料表面の酸化
膜等の吸着物を十分に破壊、除去すること、及び
接合界面における材料の塑性変形により、酸化膜
破壊の新生面同士の接触面積を拡大することが極
めて重要である。
しかるに銀めつき層５を省略し、銅合金リード
４に直接ボンデイングを行なう場合、上記の２
点、即ち酸化被膜の除去及び接合界面での塑性変
形の双方において、従来の銀めつきリードに比
べ、良好な結果を得ることが著しく困難となる。
そのためリード４へのボンデイング時に接合不
良、即ち接合強度の不足、極端な場合はボンデイ
ング時のはがれなどが発生する。
このような問題点を解決する方法としては、上
述のボンデイング工程において、超音波の出力、
即ち振動振幅を従来の金の場合に比べて大きく設
定することが考えられるが、この方法では、十分
な接合強度を得ようとすれば、ボンデイング中に
銅線が変形しすぎ、銅線自体の強度が低下してし
まうおそれがある。
この発明は上記のような問題点を解消するため
になされたもので、金属細線とリードとの良好な
接合性を確保できる半導体装置の製造方法を提供
することを目的としている。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係る半導体装置の製造方法は、銅系
の金属細線とその表面にメツキ層が施されていな
い銅系或いは鉄系の合金からなるリードとのボン
デイング工程以前に、リードのボンデイングエリ
アを局所的にマイクロビツカース硬さ換算で50〜
100の範囲となるよう加熱軟化するようにしたも
のである。
〔作用〕
この発明においては、銅系或いは鉄系の合金か
らなるリードのボンデイングエリアを局所的にマ
イクロビツカース硬さ換算で50〜100の範囲とな
るよう加熱軟化させたことから、ボンデイングエ
リアの酸化が防止されるとともに、このリードの
機械的強度を維持しつつ、ボンデイングエリアの
塑性変形能を向上することができ、銅系の金属細
線をリードに対して大きな面積でもつて接触した
状態で接合することができる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を図について説明する。
第１図及び第２図は本発明の一実施例による半
導体装置の製造方法を模式的に示したものであ
る。図において、第４図と同一符号は同図と同一
のものを示し、６はレーザーガン、７はレーザビ
ーム、１は銅線、１４は銅合金リード、１４ａは
銅合金リード１４のレーザビーム７が照射される
部分であるボンデイングエリアを示す。
本実施例の方法では、まず第１図ａに示すよう
に、銅合金リード１４のボンデイングエリア１４
ａにレーザビーム７を照射して加熱し、銅合金リ
ード１４のボンデイングエリア１４ａを軟化させ
た後、第１図ｂに示すように、半導体チツプ２の
電極３と銅合金リード１４のボンデイングエリア
１４ａとを、例えば超音波併用熱圧着方式でもつ
て銅線１により結線する。
銅線１は従来の金線に比べて硬度が高く、ま
た、銅合金リード１４は、その機械的強度を確保
するための金属元素が添加されていることに加
え、加工硬化履歴を受けており、銅線１に比べて
相対的に硬さが高く、そのままでは接合時に塑性
変形しにくい。そこでレーザビーム７を銅合金リ
ード１４のボンデイングエリアに照射することに
より、リード１４としては十分な機械的強度を保
ちながら、ボンデイングエリアのみを局部的に軟
化させるものである。ここでレーザビーム７の照
射面積はボンデイングエリアとの関係で0.5mm2〜
５mm2の範囲に制御必要がある。また照射条件の１
例として、連続発振のYAGレーザを用い、出力
3W、時間2sec、焦点径φ1mmで行なつたところ、
良好な局部的軟化状態（ビツカース硬さでHv70
程度）が得られている。
また第３図は、実験により得られたリードの硬
さと接合強度の関係を示すが、リード硬さをビツ
カース硬さでHv50〜100にすることによつて大幅
に接合性が向上することが分る。なお図中、ａは
合格強度、即ち必要な接合強度を示す。
以上のような本実施例の方法では、リードの硬
さを局部的に低下させるようにしたので、銀めつ
きを省略した銅合金リードへの銅線の接合性を大
幅に向上でき、金、銀等の貴金属材料の大幅な使
用量の削減を達成できる。また金属細線は銅線で
はなく、銅合金の線であつてもよい。
なお上記実施例では、銅合金リードへの適用例
を示したが、鉄系リード等への適用に対しても同
様の効果が得られる。また金属細線は銅線ではな
く、銅合金の線であつてもよい。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明に係る半導体装置の製
造方法によれば、銅系の金属細線と銅系或いは鉄
系の合金からなるリードとのボンデイング工程以
前に、上記リードのボンデイングエリアを局所的
にマイクロビツカース硬さ換算で50〜100の範囲
となるよう加熱軟化するようにしたので、これら
銅系の金属細線と銅系或いは鉄系の合金からなる
リードとの良好な接合性を確保でき、貴金属材料
の使用量を大幅に削減することが可能となる効果
がある。
【図面の簡単な説明】
第１図ａ，ｂは各々本発明の一実施例による半
導体装置の製造方法におけるボンデイング工程前
及びボンデイング工程時の状況を示す模式図、第
２図は上記方法において局部アニールされたリー
ド１４の模式図、第３図はリード硬さと接合強度
との関係を示す図、第４図は従来の方式を説明す
るための模式図である。 ２……半導体チツプ、３……電極、７……レー
ザビーム、１……銅線（金属細線）、１４……銅
合金リード、１４ａ……ボンデイングエリア。な
お図中同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 半導体チツプ上の電極と銅合金又は鉄合金か
    らなるリードとを銅又は銅合金からなる金属細線
    を用いて結線する半導体装置の製造方法におい
    て、 ワイヤボンデイングの工程以前に、上記リード
    のボンデイングエリアを局所的にマイクロビツカ
    ース硬さ換算で50〜100の範囲となるよう加熱軟
    化させることを特徴とする半導体装置の製造方
    法。 ２ 上記リードのボンデイングエリアにレーザビ
    ームを照射することを特徴とする特許請求の範囲
    第１項記載の半導体装置の製造方法。 ３ 上記レーザビームの照射面積を１つのボンデ
    イングエリアあたり0.5mm2〜５mm2の範囲に制御す
    ることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の
    半導体装置の製造方法。
JP60073036A 1985-04-05 1985-04-05 半導体装置の製造方法 Granted JPS61231737A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60073036A JPS61231737A (ja) 1985-04-05 1985-04-05 半導体装置の製造方法

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JP60073036A JPS61231737A (ja) 1985-04-05 1985-04-05 半導体装置の製造方法

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JPS61231737A JPS61231737A (ja) 1986-10-16
JPH0452618B2 true JPH0452618B2 (ja) 1992-08-24

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JPS60144945A (ja) * 1984-01-06 1985-07-31 Nec Corp 半導体集積回路装置の測定方法

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