JPH0520494B2 - - Google Patents

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JPH0520494B2
JPH0520494B2 JP59139109A JP13910984A JPH0520494B2 JP H0520494 B2 JPH0520494 B2 JP H0520494B2 JP 59139109 A JP59139109 A JP 59139109A JP 13910984 A JP13910984 A JP 13910984A JP H0520494 B2 JPH0520494 B2 JP H0520494B2
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copper
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Koichiro Atsumi
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Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕 本発明は、銅系ボンデイングワイヤーに関す
る。 〔発明の技術的背景及びその問題点〕 ICやLSI等の半導体素子の内部では、例えば、
図面に示すように、半導体チツプ１及びリードフ
インガー２が設けられており、これらを線径10〜
100μ程度のボンデイングワイヤー３で結ぶ構造
となつている。 このボンデイングワイヤー３の接合方法として
は、まずワイヤーの先端をボール状に加熱溶融さ
せ、次にこのボール状の先端を半導体チツプ１に
圧接し、更に弧を描くようにワイヤーを延ばし、
300〜350℃に加熱されたリードフインガー２にワ
イヤーの一部を再度圧接し、切断することによ
り、半導体チツプ１とリードフインガー２とを結
線するものである。 この種のボンデイングワイヤーとして導電性、
ワイヤー伸び、ワイヤー強度、半導体チツプとの
接合強度（以下ボール接合強度と称す。）及びボ
ール形成性が要求されており、従来から主に金線
が使用されている。 しかし、近年、価格及び導電性の点からボンデ
イングワイヤーとして、銅線を用いる試みがなさ
れているが、銅線を用いて熱圧接を行なうと、ボ
ール接合強度が十分出ない場合がしばしばあり、
一方、この点を改善しようとすると、導電性が低
下し、双方の特性を満足する銅リードワイヤーが
得られなかつた。 〔発明の目的〕 本発明は、ボール接合強度が良好でかつ導電性
が良好な銅リードワイヤーを提供することを目的
とする。 〔発明の概要〕 本発明者らは、ボンデイングワイヤーについて
鋭意研究した結果、ボンデイング強度の低下は、
主に形成されたボール中のガスにより生じること
を見い出した。 即ち、半導体チツプ上にこのボールが圧接され
た際、ガスによる空洞が接合部に位置し、接合強
度を低下させること及びこの現象は特に銅線で発
生しやすいことを見い出した。 本発明は、これらの知見をもとに完成されたも
のである。 本発明は、Be，Sn，Zn，Zr，Ag，Cr及びFe
から選択された１種又は２種以上の元素を0.001
重量％以上、0.1重量％未満含有し、残部が実質
的に銅であるボンデイングワイヤーを提供する。 即ち、これら添加元素は、合金中のＨ，Ｏ，
Ｎ，Ｃを固定し、H2，O2，N2及びCOガスの発
生を抑制する。 しかし、これらの添加量が多すぎると、導電性
を低下させ、一方少なすぎると、効果が生じにく
い。したがつて、上記添加元素の成分範囲は
0.001〜0.1重量％未満、更には0.01〜0.05重量％
が好ましい。 上記添加元素のうちでも、Ag，Zr及びCrは、
導電性をあまり低下させず、ガス発生防止効果が
高い。しかし、これらの添加量も多すぎると、導
電性を低下させ、一方少なすぎると、効果が生じ
にくい。したがつて、その成分範囲は0.005〜
0.08重量％、更には0.007〜0.05重量％が好まし
い。なお、本発明のワイヤーは被覆されて使用さ
れてもよい。 以上述べたワイヤーの製造方法を次に述べる。
まず、成分元素を添加して溶解鋳造してインゴツ
トを得、次にこのインゴツトを700〜800℃で熱間
加工し、その後900〜960℃で熱処理し、急冷後、
60％以上の冷間加工を施し、400〜600℃で熱処理
を施す。それにより、所望のワイヤーが得られ
る。 〔発明の実施例〕 本発明の実施例について説明する。第１表に示
す成分のリードワイヤーを製造し、その特性とし
て、導電性、初期ボール硬度、ワイヤーの伸び、
ワイヤー強度、ボール接合強度及びボール形成性
を測定した。 初期ボール硬度は、ボール圧着時の硬度をい
い、硬度が低いほど、圧着性は良好となる。 又、ワイヤーの伸びは、ワイヤーが破断する迄
の伸びをいい、伸びが大きいほど、断線率が低
い。 又、ボール接合強度は、熱圧着されているリー
ドワイヤーの接合部に、つり針状のカギをかけ、
真横に引つぱつて、接合部をせん断破壊させるま
での荷重（gf）を測定することにより、得られ
る。 又、ボール形成性は、ワイヤーの先端がボール
状に溶融した際、酸化するかどうか、空洞ができ
るかどうか、ボールの径のバラツキが大きいか小
さいかという事を測定することにより、判断され
る。 まず、導電性に関しては、実施例(1)〜(5)及び比
較例(1)がAu線より高い導電性を示し、極めて有
用である。 又、初期ボール硬度に関しては、実施例(1)〜(5)
及び比較例(4)がビツカース硬度90以下を示し、実
用的である。 又、ワイヤーの伸びに関しては、実施例(1)〜(5)
及び比較例(1)，(3)がAu線より大きい伸びを示し、
有用である。 又、ワイヤー強度に関しては、実施例(1)〜(5)及
び比較例(1)〜(3)がAu線より大きい強度を示し、
有用である。 又、ボール接合強度に関して、実施例(1)〜(5)及
び比較例(2)〜(4)は、接合強度が65（gf）以上であ
り、実用的である。 又、ボール形成性は、すべて良好である。 以上の各特性を総合的に考慮すると、本発明の
実施例(1)〜(5)は比較例(1)〜(4)に比べて、優れてい
る。
〔発明の効果〕
本発明は、Be，Sn，Zn，Zr，Ag，Cr及びFe
から選択された１種又は２種以上の元素を0.001
重量％以上、0.1重量％未満含有させることによ
り、ボール接合強度が良好でかつ導電性が良好な
銅系リードワイヤーを提供できる。
【図面の簡単な説明】
図面は、半導体素子の一部切り欠き斜視図であ
る。 １……半導体チツプ、２……リードフインガ
ー、３……ボンデイングワイヤー、４……樹脂モ
ールド。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ Be，Sn，Zn，Zr，Ag，Cr及びFeから選択
    された１種又は２種以上の元素を0.001重量％以
    上、0.1重量％未満含有し、残部が実質的に銅で
    あるボンデイングワイヤー。 ２ Ag，Cr及びZrから選択された１種又は２種
    以上の元素を0.005〜0.08重量％含有し、残部が
    実質的に銅である特許請求の範囲第１項に記載の
    ボンデイングワイヤー。
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