JPH0453093B2 - - Google Patents
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- JPH0453093B2 JPH0453093B2 JP61178190A JP17819086A JPH0453093B2 JP H0453093 B2 JPH0453093 B2 JP H0453093B2 JP 61178190 A JP61178190 A JP 61178190A JP 17819086 A JP17819086 A JP 17819086A JP H0453093 B2 JPH0453093 B2 JP H0453093B2
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- wire
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- copper
- bonding wire
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
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-
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- H01L2224/45099—Material
- H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
- H01L2224/45138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
- H01L2224/45147—Copper (Cu) as principal constituent
-
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- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/00014—Technical content checked by a classifier the subject-matter covered by the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group, being disclosed without further technical details
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- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01029—Copper [Cu]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Wire Bonding (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、トランジスター、IC、LSIなどの半
導体素子上の電極と外部リードとの間を接続する
半導体素子用ボンデイング線素材の製造方法に関
する。
導体素子上の電極と外部リードとの間を接続する
半導体素子用ボンデイング線素材の製造方法に関
する。
（従来技術）
従来、ケイ素半導体素子上の電極と外部リード
との間を接続するボンデイング線としては、金細
線や銅細線が使用されている。
との間を接続するボンデイング線としては、金細
線や銅細線が使用されている。
これらのボンデイング線の素材としての金や銅
の鋳塊は、鋳塊原料を溶解用ルツボで一旦溶解
し、該ルツボを傾転するなどして、溶解金属を鋳
造用ルツボに移し変えて鋳造することによつて通
常得られている。
の鋳塊は、鋳塊原料を溶解用ルツボで一旦溶解
し、該ルツボを傾転するなどして、溶解金属を鋳
造用ルツボに移し変えて鋳造することによつて通
常得られている。
かかる鋳塊では、溶解用ルツボ上の表面に浮遊
する異物を介在物として鋳塊中へ巻き込んだり、
凝固時の体積収縮による引巣やボイドを鋳塊の表
面から内部にかけて生じたりするので、これらの
影響を出来るかぎり抑制するため、鋳塊を圧延、
伸縮する前に、鋳塊表面を大幅に除去する必要が
ある。そのために、鋳塊素材の歩留まりを極端に
悪くする問題がある。又、鋳塊表面を大幅に除去
しても鋳塊内部に引巣、ボイド、介在物などがあ
る場合には、線径20μｍφ迄の伸線過程において
断線頻度が多くなるため、長い条長のボンデイン
グ線を得ることができなくなり、且つ生産性に重
大な支障をきたすという問題がある。
する異物を介在物として鋳塊中へ巻き込んだり、
凝固時の体積収縮による引巣やボイドを鋳塊の表
面から内部にかけて生じたりするので、これらの
影響を出来るかぎり抑制するため、鋳塊を圧延、
伸縮する前に、鋳塊表面を大幅に除去する必要が
ある。そのために、鋳塊素材の歩留まりを極端に
悪くする問題がある。又、鋳塊表面を大幅に除去
しても鋳塊内部に引巣、ボイド、介在物などがあ
る場合には、線径20μｍφ迄の伸線過程において
断線頻度が多くなるため、長い条長のボンデイン
グ線を得ることができなくなり、且つ生産性に重
大な支障をきたすという問題がある。
（発明が解決しようとする問題点）
本発明は、上記の問題点を解決することを目的
とするもので、鋳塊の引巣、ボイド及び介在物を
皆無にし、表面切削の歩留まり向上と伸線過程で
の断線頻度を大幅に低減させ得る半導体素子用ボ
ンデイング線素材の製造方法を提供することにあ
る。
とするもので、鋳塊の引巣、ボイド及び介在物を
皆無にし、表面切削の歩留まり向上と伸線過程で
の断線頻度を大幅に低減させ得る半導体素子用ボ
ンデイング線素材の製造方法を提供することにあ
る。
（問題点を解決するための手段）
本発明者らは、上記の技術的課題を解決するた
めに、鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成させ
たものである。
めに、鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成させ
たものである。
本発明は、真空雰囲気下で鋳塊原料を溶解し、
溶解用ルツボの下端から冷却することにより、20
mm／分以下の凝固速度で溶解金属を凝固させて鋳
塊することを特徴とする半導体素子用ボンデイン
グ線素材の製造方法である。
溶解用ルツボの下端から冷却することにより、20
mm／分以下の凝固速度で溶解金属を凝固させて鋳
塊することを特徴とする半導体素子用ボンデイン
グ線素材の製造方法である。
本発明の製造方法の構成について更に説明す
る。
る。
本発明において、真空雰囲気下で鋳塊原料を溶
解するのは、鋳塊原料自体の酸化防止や鋳塊原料
中に添加されている添加元素の酸化を防止すると
共に、得られる鋳塊素材中の脱ガスを促進させる
ためである。この場合の真空度は、１×10-3torr
以上であることが好ましく、１×10-3torr未満で
は、前記の添加元素や銅素材が残留する酸素によ
つて酸化され、又、脱ガス化も不十分で、鋳塊素
材中にボイドが形成されることになり、極細線の
伸線過程で断線頻度が多くなるので、好ましくな
い。
解するのは、鋳塊原料自体の酸化防止や鋳塊原料
中に添加されている添加元素の酸化を防止すると
共に、得られる鋳塊素材中の脱ガスを促進させる
ためである。この場合の真空度は、１×10-3torr
以上であることが好ましく、１×10-3torr未満で
は、前記の添加元素や銅素材が残留する酸素によ
つて酸化され、又、脱ガス化も不十分で、鋳塊素
材中にボイドが形成されることになり、極細線の
伸線過程で断線頻度が多くなるので、好ましくな
い。
本発明において、溶解用ルツボの下端から徐々
に冷却をするのは、凝固を一方向から行わせ、金
属の結晶組織を長さ方向に並ばせるためで、鋳塊
中に引巣やボイドが発生したり、異物などが混入
したりすることを出来るかぎり防止しようとする
ためである。これによつて、鋳塊の表面切削量が
少なくてすみ、歩留まりが向上すると共に、極細
線の伸線過程での断線頻度を大幅に減少させ得る
ことができるようになる。
に冷却をするのは、凝固を一方向から行わせ、金
属の結晶組織を長さ方向に並ばせるためで、鋳塊
中に引巣やボイドが発生したり、異物などが混入
したりすることを出来るかぎり防止しようとする
ためである。これによつて、鋳塊の表面切削量が
少なくてすみ、歩留まりが向上すると共に、極細
線の伸線過程での断線頻度を大幅に減少させ得る
ことができるようになる。
斯かる場合の凝固速度は、20mm／分以下とする
のが好ましく、20mm／分を超える凝固速度では、
前記した効果が十分に得られない。
のが好ましく、20mm／分を超える凝固速度では、
前記した効果が十分に得られない。
ここで、１mm／分程度にまで凝固速度を下げて
やれば、帯域精製法と同等な精製効果も得られる
ので、ボンデイング線用の素材で殊に高純度のも
のを得ることも可能である。
やれば、帯域精製法と同等な精製効果も得られる
ので、ボンデイング線用の素材で殊に高純度のも
のを得ることも可能である。
（実施例）
以下、本発明にかかる実施例と比較例とを対比
して説明する。
して説明する。
実施例 １
内径27mmφ、長さ300mmの円筒状黒鉛ルツボに
銅ボンデイングワイヤ用鋳塊原料1.5Kgを入れ、
真空度を１×10-5torrに保持して高周波溶解し、
高周波加熱コイルを黒鉛ルツボの下端から１mm／
分の速度で上方に移動して、前記黒鉛ルツボ中で
溶解銅を冷却、凝固させて、半導体素子用銅ボン
デイング線素材の鋳塊を得た。その鋳塊の凝固上
面は平であり、素材の表面を８％切削（切削歩留
まり92％）した後、圧延し常温で伸線加工を行い
最終線径を25μｍφの銅細線とした。この伸線過
程における断線回数は、僅か１回であつた。引続
いて、不活性ガス雰囲気中で銅細線の伸び値が10
％になるように連続焼鈍して銅ボンデイング線と
し、公知の自動ボンデイングマシンを使用してボ
ンデイング特性を調べた結果、使用した再電解銅
の純度99.998重量％であるのに対して、その純度
は、99.9996重量％であつた。このように、銅純
度が向上するのは、精製効果を示すものであつ
て、しかも鋳塊中の銅結晶組織の配列が良好とな
り、銅純度がこのように向上すると、ボンデイン
グ特性もより好ましいものとなる二義的な効果を
発揮する。
銅ボンデイングワイヤ用鋳塊原料1.5Kgを入れ、
真空度を１×10-5torrに保持して高周波溶解し、
高周波加熱コイルを黒鉛ルツボの下端から１mm／
分の速度で上方に移動して、前記黒鉛ルツボ中で
溶解銅を冷却、凝固させて、半導体素子用銅ボン
デイング線素材の鋳塊を得た。その鋳塊の凝固上
面は平であり、素材の表面を８％切削（切削歩留
まり92％）した後、圧延し常温で伸線加工を行い
最終線径を25μｍφの銅細線とした。この伸線過
程における断線回数は、僅か１回であつた。引続
いて、不活性ガス雰囲気中で銅細線の伸び値が10
％になるように連続焼鈍して銅ボンデイング線と
し、公知の自動ボンデイングマシンを使用してボ
ンデイング特性を調べた結果、使用した再電解銅
の純度99.998重量％であるのに対して、その純度
は、99.9996重量％であつた。このように、銅純
度が向上するのは、精製効果を示すものであつ
て、しかも鋳塊中の銅結晶組織の配列が良好とな
り、銅純度がこのように向上すると、ボンデイン
グ特性もより好ましいものとなる二義的な効果を
発揮する。
比較例 １
次に、比較例として溶解用黒鉛ルツボに銅ボン
デイングワイヤ用鋳塊原料1.5Kgを入れ、真空度
を１×10-5torrに保持して高周波溶解した後、前
記黒鉛ルツボを傾転して内径27mmφ、長さ300mm
の鋳造用筒黒鉛ルツボに鋳込み、溶融銅を自然冷
却して凝固させて半導体素子用銅ボンデイング線
素材の鋳塊を得た。該鋳塊の表面には引巣があ
り、素材の表面を37％切削（切削歩留り63％）し
た後、圧延し常温で伸線加工を行ない最終線径を
25μｍφの銅細線とした。
デイングワイヤ用鋳塊原料1.5Kgを入れ、真空度
を１×10-5torrに保持して高周波溶解した後、前
記黒鉛ルツボを傾転して内径27mmφ、長さ300mm
の鋳造用筒黒鉛ルツボに鋳込み、溶融銅を自然冷
却して凝固させて半導体素子用銅ボンデイング線
素材の鋳塊を得た。該鋳塊の表面には引巣があ
り、素材の表面を37％切削（切削歩留り63％）し
た後、圧延し常温で伸線加工を行ない最終線径を
25μｍφの銅細線とした。
この伸線過程における断線回数は、22回以上で
あり、極細線への線引き加工は極めて生産性に乏
しいものであつた。
あり、極細線への線引き加工は極めて生産性に乏
しいものであつた。
実施例 ２
内径27mmφ、長さ300mmの円筒状黒鉛ルツボに
金ボンデイングワイヤ用鋳塊原料3.0Kgを入れ、
真空度を１×10-5torrに保持して高周波溶解した
後、高周波加熱コイルを黒鉛ルツボの下端から15
mm／分の速度で上方に移動して、前記黒鉛ルツボ
中で溶融金を冷却、凝固させて、半導体素子用金
ボンデイング線素材の鋳塊を得た。その鋳塊素材
の凝固上面は平であり、素材の表面を８％切削
（切削歩留り92％）した後、実施例１と同様に圧
延し、伸線加工を行なつて最終線径25μｍφの金
細線とした。この伸線過程における断線回数は、
２回であり、良好であつた。前記金細線の組成を
調べた結果は、使用した原料の組成と同一均質で
あり、且つ、その鋳塊は、金属結晶組織において
均一であり、良好であつた。
金ボンデイングワイヤ用鋳塊原料3.0Kgを入れ、
真空度を１×10-5torrに保持して高周波溶解した
後、高周波加熱コイルを黒鉛ルツボの下端から15
mm／分の速度で上方に移動して、前記黒鉛ルツボ
中で溶融金を冷却、凝固させて、半導体素子用金
ボンデイング線素材の鋳塊を得た。その鋳塊素材
の凝固上面は平であり、素材の表面を８％切削
（切削歩留り92％）した後、実施例１と同様に圧
延し、伸線加工を行なつて最終線径25μｍφの金
細線とした。この伸線過程における断線回数は、
２回であり、良好であつた。前記金細線の組成を
調べた結果は、使用した原料の組成と同一均質で
あり、且つ、その鋳塊は、金属結晶組織において
均一であり、良好であつた。
ここにおいて、実施例１のように凝固速度を遅
くすると精製効果があらわれ、そのため金ボンデ
イング線の強度不足をきたすことになる。
くすると精製効果があらわれ、そのため金ボンデ
イング線の強度不足をきたすことになる。
比較例 ２
原料を金ボンデイングワイヤ鋳塊原料３Kgとす
る以外は、実施例２と同様に操作して金ボンデイ
ング線素材の鋳塊を得た。該鋳塊素材の表面には
引巣があり、素材表面を40％切削（切削歩留り60
％）した後、圧延、伸線加工して最終線径を25μ
ｍφの金細線とした。
る以外は、実施例２と同様に操作して金ボンデイ
ング線素材の鋳塊を得た。該鋳塊素材の表面には
引巣があり、素材表面を40％切削（切削歩留り60
％）した後、圧延、伸線加工して最終線径を25μ
ｍφの金細線とした。
この伸線過程における断線回数は、30回以上で
あり、生産性に乏しいものであつた。
あり、生産性に乏しいものであつた。
（発明の効果）
以上、説明した如く、本発明の製造方法によれ
ばボンデイング線素材の歩留りが向上できると共
に、伸線過程における断線回数を大巾に激減する
ことができるので、生産性が向上し、コストを低
減させることができる。特に銅ボンデイング線素
材のように特定の凝固速度によつて純度が向上す
る精製効果は、ボンデイング特性においてより良
好な結果をもたらすことができ、且つ原料銅の選
択を安価にできる利点があり、産業上に寄与す
る。
ばボンデイング線素材の歩留りが向上できると共
に、伸線過程における断線回数を大巾に激減する
ことができるので、生産性が向上し、コストを低
減させることができる。特に銅ボンデイング線素
材のように特定の凝固速度によつて純度が向上す
る精製効果は、ボンデイング特性においてより良
好な結果をもたらすことができ、且つ原料銅の選
択を安価にできる利点があり、産業上に寄与す
る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 真空雰囲気下で鋳塊原料を溶解し、溶解用ル
ツボの下端から冷却することにより、20mm／分以
下の凝固速度で溶解金属を凝固させて鋳造するこ
とを特徴とする半導体素子用ボンデイング線素材
の製造方法。 ２ 前記鋳塊原料の主成分が、金である特許請求
の範囲第１項記載の半導体素子用ボンデイング線
素材の製造方法。 ３ 前記鋳塊原料の主成分が、銅である特許請求
の範囲第１項記載の半導体素子用ボンデイング線
素材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61178190A JPS6334934A (ja) | 1986-07-29 | 1986-07-29 | 半導体素子用ボンディング線素材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61178190A JPS6334934A (ja) | 1986-07-29 | 1986-07-29 | 半導体素子用ボンディング線素材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6334934A JPS6334934A (ja) | 1988-02-15 |
| JPH0453093B2 true JPH0453093B2 (ja) | 1992-08-25 |
Family
ID=16044168
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61178190A Granted JPS6334934A (ja) | 1986-07-29 | 1986-07-29 | 半導体素子用ボンディング線素材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6334934A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9597754B2 (en) | 2011-03-07 | 2017-03-21 | Jx Nippon Mining & Metals Corporation | Copper or copper alloy, bonding wire, method of producing the copper, method of producing the copper alloy, and method of producing the bonding wire |
-
1986
- 1986-07-29 JP JP61178190A patent/JPS6334934A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6334934A (ja) | 1988-02-15 |
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