JPH0645389A - ボンディングツール - Google Patents
ボンディングツールInfo
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- JPH0645389A JPH0645389A JP4214801A JP21480192A JPH0645389A JP H0645389 A JPH0645389 A JP H0645389A JP 4214801 A JP4214801 A JP 4214801A JP 21480192 A JP21480192 A JP 21480192A JP H0645389 A JPH0645389 A JP H0645389A
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- zro
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- zro2
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- H01L24/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies
- H01L24/78—Apparatus for connecting with wire connectors
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- H—ELECTRICITY
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- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
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- H01L2224/78—Apparatus for connecting with wire connectors
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- 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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- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Wire Bonding (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高強度、高硬度、高靱性及び高導電性のＡｌ
2Ｏ3−ＴｉＣ−ＺｒＯ2系焼結材からなるボンディング
ツ−ルを提供すること。 【構成】 19〜50ｗｔ％のＡｌ2Ｏ3に1〜50ｗｔ％のＴ
ｉＣと5〜80ｗｔ％のＺｒＯ2を添加し、焼結して得られ
たＡｌ2Ｏ3−ＴｉＣ−ＺｒＯ2系焼結材からなるボンデ
ィングツ−ル。 【効果】 本発明のボンディングツ−ルは、従来の単結
晶アルミナ、多結晶アルミナ、ルビ−、サファイア、ア
ルミナ−ジルコニア複合系等のボ−ルボンディングツ−
ルに比べて高強度、高硬度、高靱性なボンディングツ−
ルを得ることができる。また、従来の金属炭化物製のウ
エッジボンディングツ−ルに比べて耐磨耗性に優れ、放
電加工可能なセラミックス製ウエッジボンディングツ−
ルを得ることができる。
2Ｏ3−ＴｉＣ−ＺｒＯ2系焼結材からなるボンディング
ツ−ルを提供すること。 【構成】 19〜50ｗｔ％のＡｌ2Ｏ3に1〜50ｗｔ％のＴ
ｉＣと5〜80ｗｔ％のＺｒＯ2を添加し、焼結して得られ
たＡｌ2Ｏ3−ＴｉＣ−ＺｒＯ2系焼結材からなるボンデ
ィングツ−ル。 【効果】 本発明のボンディングツ−ルは、従来の単結
晶アルミナ、多結晶アルミナ、ルビ−、サファイア、ア
ルミナ−ジルコニア複合系等のボ−ルボンディングツ−
ルに比べて高強度、高硬度、高靱性なボンディングツ−
ルを得ることができる。また、従来の金属炭化物製のウ
エッジボンディングツ−ルに比べて耐磨耗性に優れ、放
電加工可能なセラミックス製ウエッジボンディングツ−
ルを得ることができる。
Description
【０００１】本発明は、ボンディングツ−ルに関し、詳
細には、高強度、高硬度、高靱性並びに高導電性のＡｌ
2Ｏ3−ＴｉＣ−ＺｒＯ2系焼結材からなるボンディング
ツ−ルに関する。
細には、高強度、高硬度、高靱性並びに高導電性のＡｌ
2Ｏ3−ＴｉＣ−ＺｒＯ2系焼結材からなるボンディング
ツ−ルに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のワイヤボンディングにおけるボン
ディングツ−ルは、直径約10〜100μｍのＡｕ、Ｃｕ、
Ａｌのワイヤ−をボンディングツ−ルの挿通孔を通じて
ＬＳＩ、ＩＣチップと外部システムとに接続する工程で
あり、半導体製造工程において極めて重要なプロセスで
ある。このプロセスにおいて、ボンディングツ−ルは、
ＩＣチップ上のパッド及びリ−ドフレ−ムなどに高速で
打ちつけられるため、亀裂や欠け又は磨耗が生じないよ
う高強度、高硬度かつ高靱性であることが要求されてい
る。
ディングツ−ルは、直径約10〜100μｍのＡｕ、Ｃｕ、
Ａｌのワイヤ−をボンディングツ−ルの挿通孔を通じて
ＬＳＩ、ＩＣチップと外部システムとに接続する工程で
あり、半導体製造工程において極めて重要なプロセスで
ある。このプロセスにおいて、ボンディングツ−ルは、
ＩＣチップ上のパッド及びリ−ドフレ−ムなどに高速で
打ちつけられるため、亀裂や欠け又は磨耗が生じないよ
う高強度、高硬度かつ高靱性であることが要求されてい
る。
【０００３】ところで、従来のボンディング法には、主
として(1) ボ−ルボンディング、(2) ウェッジボンディ
ング、が存在し、それぞれボンディングツ−ルの形状と
特性が異なっている。
として(1) ボ−ルボンディング、(2) ウェッジボンディ
ング、が存在し、それぞれボンディングツ−ルの形状と
特性が異なっている。
【０００４】上記(1)のボ−ルボンディングには、単結
晶アルミナ、多結晶アルミナ、ルビ−、サファイヤ、ア
ルミナ−ジルコニア等が従来より用いられている。ま
た、上記(2)のウェッジボンディングには、金属炭化物
（ＷＣ、ＴｉＣ等）が従来より用いられている。
晶アルミナ、多結晶アルミナ、ルビ−、サファイヤ、ア
ルミナ−ジルコニア等が従来より用いられている。ま
た、上記(2)のウェッジボンディングには、金属炭化物
（ＷＣ、ＴｉＣ等）が従来より用いられている。
【０００５】その中で(1)のボ−ルボンディングに用い
る多結晶体については、高強度化のため、サブミクロン
サイズの微粒な原料を用い、かつ、ＨＩＰ処理により気
孔の減少と結晶粒径の極小化が図られている。このこと
は、セラミックスの強度に関して一般的に知られている
“気孔率が低い程また結晶粒径が小さい程強度が上昇す
る”ということに基づいている。一方、高靱性化につい
ては、ＺｒＯ2を添加することにより亀裂先端の応力が
ＺｒＯ2の相転移等のエネルギ−に消費され、結果的に
破壊靱性を上昇させる方法が一般的に採用されている。
る多結晶体については、高強度化のため、サブミクロン
サイズの微粒な原料を用い、かつ、ＨＩＰ処理により気
孔の減少と結晶粒径の極小化が図られている。このこと
は、セラミックスの強度に関して一般的に知られている
“気孔率が低い程また結晶粒径が小さい程強度が上昇す
る”ということに基づいている。一方、高靱性化につい
ては、ＺｒＯ2を添加することにより亀裂先端の応力が
ＺｒＯ2の相転移等のエネルギ−に消費され、結果的に
破壊靱性を上昇させる方法が一般的に採用されている。
【０００６】また、上記(2)のウェッジボンディングに
おいて、一般に金属炭化物、例えばＷＣ、ＴｉＣ等を用
いている理由は、先端部分が精密で複雑形状の加工が必
要であるため、この加工に適するからである。
おいて、一般に金属炭化物、例えばＷＣ、ＴｉＣ等を用
いている理由は、先端部分が精密で複雑形状の加工が必
要であるため、この加工に適するからである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来品においては、次のようないくつかの問題点を有して
いる。まず、前記(1)のボ−ルボンディングに用いる単
結晶アルミナでは、それ自体高価であるのみならず、材
質的にアルミナ自体本来破壊靱性値が低いという欠点を
有している。
来品においては、次のようないくつかの問題点を有して
いる。まず、前記(1)のボ−ルボンディングに用いる単
結晶アルミナでは、それ自体高価であるのみならず、材
質的にアルミナ自体本来破壊靱性値が低いという欠点を
有している。
【０００８】また、多結晶アルミナでは、強度及び破壊
靱性値が低いためにボンディング時の衝撃によってマイ
クロクラックが生成し、成長を起しやすい。そこで、強
度と破壊靱性値を高めるため、一部のみジルコニアを添
加したアルミナ−ジルコニア複合体も使用されている
が、ジルコニアの添加により硬度の低下が著しいという
問題がある。
靱性値が低いためにボンディング時の衝撃によってマイ
クロクラックが生成し、成長を起しやすい。そこで、強
度と破壊靱性値を高めるため、一部のみジルコニアを添
加したアルミナ−ジルコニア複合体も使用されている
が、ジルコニアの添加により硬度の低下が著しいという
問題がある。
【０００９】一方、前記(2)のウェッジボンディングツ
−ルに用いる金属炭化物では、それが金属炭化物製のた
め、磨耗が激しく、しかも、耐久性が低いという欠点を
有している。
−ルに用いる金属炭化物では、それが金属炭化物製のた
め、磨耗が激しく、しかも、耐久性が低いという欠点を
有している。
【００１０】そこで、本発明は、上記問題点、欠点を解
消したボンディングツ−ルを提供することを目的とし、
詳細には、高強度、高硬度、高靱性が要求されるボンデ
ィングツ−ルに好適な新規なＡｌ2Ｏ3−ＴｉＣ−ＺｒＯ
2系ボンディングツ−ルを提供することを目的とする。
なお、本発明者等のサ−チ結果によれば、Ａｌ2Ｏ3−Ｔ
ｉＣ−ＺｒＯ2系複合材料を用いたボンディングツ−ル
に関して、これまでの特許文献及び一般文献（日経テレ
コムによる検索1980年1月〜1992年5月までの12年分）に
記載された例がない。
消したボンディングツ−ルを提供することを目的とし、
詳細には、高強度、高硬度、高靱性が要求されるボンデ
ィングツ−ルに好適な新規なＡｌ2Ｏ3−ＴｉＣ−ＺｒＯ
2系ボンディングツ−ルを提供することを目的とする。
なお、本発明者等のサ−チ結果によれば、Ａｌ2Ｏ3−Ｔ
ｉＣ−ＺｒＯ2系複合材料を用いたボンディングツ−ル
に関して、これまでの特許文献及び一般文献（日経テレ
コムによる検索1980年1月〜1992年5月までの12年分）に
記載された例がない。
【００１１】
【課題を解決するための手段】そして、本発明は、「19
〜50ｗｔ％のＡｌ2Ｏ3に1〜50ｗｔ％のＴｉＣと5〜80ｗ
ｔ％のＺｒＯ2を添加し、焼結して得られたＡｌ2Ｏ3−
ＴｉＣ−ＺｒＯ2系焼結材からなることを特徴とするボ
ンディングツ−ル。」を要旨とするものであり、これに
よって前記した目的とする強度、硬度及び靱性、さらに
は、導電性に優れた特徴を有するＡｌ2Ｏ3−ＴｉＣ−Ｚ
ｒＯ2系ボンディングツ−ルを提供するものである。
〜50ｗｔ％のＡｌ2Ｏ3に1〜50ｗｔ％のＴｉＣと5〜80ｗ
ｔ％のＺｒＯ2を添加し、焼結して得られたＡｌ2Ｏ3−
ＴｉＣ−ＺｒＯ2系焼結材からなることを特徴とするボ
ンディングツ−ル。」を要旨とするものであり、これに
よって前記した目的とする強度、硬度及び靱性、さらに
は、導電性に優れた特徴を有するＡｌ2Ｏ3−ＴｉＣ−Ｚ
ｒＯ2系ボンディングツ−ルを提供するものである。
【００１２】以下本発明を詳細に説明すると、本発明
は、前記した従来品の欠点、問題点を解決すべくなされ
たものであり、まず、Ａｌ2Ｏ3にＴｉＣを複合すること
により強度、硬度の向上を意図したものである。また、
このＴｉＣを添加することにより放電加工を可能とした
ものである。ところで、ワイヤ−ボンディングキャピラ
リ−の先端部分を精密に加工すること並びに複雑形状に
加工することが必要であり、このため、従来よりこれを
セラミックス製とすることが困難であったが、本発明で
は、ＴｉＣを添加することによりウェッジボンディング
ツ−ルのセラミックス化を可能としたものである。
は、前記した従来品の欠点、問題点を解決すべくなされ
たものであり、まず、Ａｌ2Ｏ3にＴｉＣを複合すること
により強度、硬度の向上を意図したものである。また、
このＴｉＣを添加することにより放電加工を可能とした
ものである。ところで、ワイヤ−ボンディングキャピラ
リ−の先端部分を精密に加工すること並びに複雑形状に
加工することが必要であり、このため、従来よりこれを
セラミックス製とすることが困難であったが、本発明で
は、ＴｉＣを添加することによりウェッジボンディング
ツ−ルのセラミックス化を可能としたものである。
【００１３】更に、本発明は、前記従来品の欠点、問題
点を解決すべくＡｌ2Ｏ3にＺｒＯ2を配合したものであ
り、このＺｒＯ2の複合により破壊靱性の向上を意図し
たものである。
点を解決すべくＡｌ2Ｏ3にＺｒＯ2を配合したものであ
り、このＺｒＯ2の複合により破壊靱性の向上を意図し
たものである。
【００１４】そして、本発明のＡｌ2Ｏ3−ＴｉＣ−Ｚｒ
Ｏ2系ボンディングツ−ルは、その組成範囲として、 Ａｌ2Ｏ3 19〜50ｗｔ％ ＴｉＣ 1〜50ｗｔ％ ＺｒＯ2 5〜80ｗｔ％ とするものであり、この組成範囲とすることによりＡｌ
2Ｏ3に対する上記ＴｉＣ及びＺｒＯ2の複合に伴う作用
効果が生ずるものであり、この範囲外では、所望の効果
が得られ難いので、好ましくない（後記実施例１参
照）。
Ｏ2系ボンディングツ−ルは、その組成範囲として、 Ａｌ2Ｏ3 19〜50ｗｔ％ ＴｉＣ 1〜50ｗｔ％ ＺｒＯ2 5〜80ｗｔ％ とするものであり、この組成範囲とすることによりＡｌ
2Ｏ3に対する上記ＴｉＣ及びＺｒＯ2の複合に伴う作用
効果が生ずるものであり、この範囲外では、所望の効果
が得られ難いので、好ましくない（後記実施例１参
照）。
【００１５】また、本発明において、Ａｌ2Ｏ3−ＴｉＣ
−ＺｒＯ2系材料に焼結助剤としてＭｇ、Ｃｒ、Ｔｉ、
Ｍｏ、Ｎｉ、Ｙ及びＬａ、Ｃｅ、Ｐｒ等希土類元素より
なる群から選ばれた少なくとも１種の金属の酸化物を添
加することにより、異常粒成長が抑えられ、焼結が均一
に進行し、気孔の殆どない粒径のそろった緻密で高強度
な焼結体を得ることができる。上記焼結助剤の添加量と
しては、10ｗｔ％以下が好ましく、10ｗｔ％を超えると
所望の効果が得られ難いので、好ましくない（後記実施
例２参照）。
−ＺｒＯ2系材料に焼結助剤としてＭｇ、Ｃｒ、Ｔｉ、
Ｍｏ、Ｎｉ、Ｙ及びＬａ、Ｃｅ、Ｐｒ等希土類元素より
なる群から選ばれた少なくとも１種の金属の酸化物を添
加することにより、異常粒成長が抑えられ、焼結が均一
に進行し、気孔の殆どない粒径のそろった緻密で高強度
な焼結体を得ることができる。上記焼結助剤の添加量と
しては、10ｗｔ％以下が好ましく、10ｗｔ％を超えると
所望の効果が得られ難いので、好ましくない（後記実施
例２参照）。
【００１６】更に、本発明におけるＡｌ2Ｏ3−ＴｉＣ−
ＺｒＯ2系複合材中のＺｒＯ2の安定化剤として、Ｙ、Ｍ
ｇ、Ｃａ及びＹｂ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ等希土類元素より
選ばれた少なくとも１種の金属の酸化物を添加し、未安
定化あるいは部分安定化させたＺｒＯ2を複合させるこ
とにより破壊靱性を向上させることができる。上記安定
化剤の添加量としては、６ｍｏｌ％未満が好ましく、６
ｍｏｌ％以上では所望の効果が得られ難いので、好まし
くない（後記実施例３参照）。
ＺｒＯ2系複合材中のＺｒＯ2の安定化剤として、Ｙ、Ｍ
ｇ、Ｃａ及びＹｂ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ等希土類元素より
選ばれた少なくとも１種の金属の酸化物を添加し、未安
定化あるいは部分安定化させたＺｒＯ2を複合させるこ
とにより破壊靱性を向上させることができる。上記安定
化剤の添加量としては、６ｍｏｌ％未満が好ましく、６
ｍｏｌ％以上では所望の効果が得られ難いので、好まし
くない（後記実施例３参照）。
【００１７】本発明のＡｌ2Ｏ3−ＴｉＣ−ＺｒＯ2系ボ
ンディングツ−ルの特徴は、アルミナにＴｉＣ、ＺｒＯ
2を複合化することにより焼結時の結晶成長を抑え、高
温焼成でも結晶粒径を5μｍ以下一般には3μｍ以下に抑
制することが可能である。この結果、材料の特性向上の
他にボンディングツ−ルとして精密微細加工に耐えうる
組織を提供することが可能になったのである。
ンディングツ−ルの特徴は、アルミナにＴｉＣ、ＺｒＯ
2を複合化することにより焼結時の結晶成長を抑え、高
温焼成でも結晶粒径を5μｍ以下一般には3μｍ以下に抑
制することが可能である。この結果、材料の特性向上の
他にボンディングツ−ルとして精密微細加工に耐えうる
組織を提供することが可能になったのである。
【００１８】そして、本発明のＡｌ2Ｏ3−ＴｉＣ−Ｚｒ
Ｏ2系ボンディングツ−ルは、Ａｌ2Ｏ3単体のものに比
べ、強度は最高3倍、硬度は1.2倍、靱性は2倍の向上が
認められた。なお、強度、硬度、靱性の三点から考えた
場合、ＴｉＣの添加量は20〜40ｗｔ％、ＺｒＯ2の添加
量は40〜60ｗｔ％の範囲が最も好ましい（後記実施例１
参照）。また、放電加工可能な導電性は、ＴｉＣ量20ｗ
ｔ％以上で得られた。
Ｏ2系ボンディングツ−ルは、Ａｌ2Ｏ3単体のものに比
べ、強度は最高3倍、硬度は1.2倍、靱性は2倍の向上が
認められた。なお、強度、硬度、靱性の三点から考えた
場合、ＴｉＣの添加量は20〜40ｗｔ％、ＺｒＯ2の添加
量は40〜60ｗｔ％の範囲が最も好ましい（後記実施例１
参照）。また、放電加工可能な導電性は、ＴｉＣ量20ｗ
ｔ％以上で得られた。
【００１９】次に、本発明のＡｌ2Ｏ3−ＴｉＣ−ＺｒＯ
2系ボンディングツ−ルの製造法について説明すると、1
9〜50ｗｔ％のＡｌ2Ｏ3に1〜50ｗｔ％のＴｉＣと5〜80
ｗｔ％のＺｒＯ2を添加し、成形後焼結して得ることが
できる。焼結条件としては、Ａｒ雰囲気或いは真空中で
1650〜1850℃で常圧焼結するのが好ましい。
2系ボンディングツ−ルの製造法について説明すると、1
9〜50ｗｔ％のＡｌ2Ｏ3に1〜50ｗｔ％のＴｉＣと5〜80
ｗｔ％のＺｒＯ2を添加し、成形後焼結して得ることが
できる。焼結条件としては、Ａｒ雰囲気或いは真空中で
1650〜1850℃で常圧焼結するのが好ましい。
【００２０】本発明において、上記焼結条件で得られた
Ａｌ2Ｏ3−ＴｉＣ−ＺｒＯ2系焼結材に対しさらにＨＩ
Ｐ処理を行うのがより好ましい。このＨＩＰ処理によ
り、気孔量の減少や気孔径の縮小など内部欠陥が減少
し、その結果、高密度化とそれに伴う大幅な機械的特性
の向上という作用効果が生ずる（後記実施例４参照）。
Ａｌ2Ｏ3−ＴｉＣ−ＺｒＯ2系焼結材に対しさらにＨＩ
Ｐ処理を行うのがより好ましい。このＨＩＰ処理によ
り、気孔量の減少や気孔径の縮小など内部欠陥が減少
し、その結果、高密度化とそれに伴う大幅な機械的特性
の向上という作用効果が生ずる（後記実施例４参照）。
【００２１】
【実施例】以下本発明の実施例を比較例と共に挙げ、本
発明をより詳細に説明する。
発明をより詳細に説明する。
【００２２】（実施例１）原料粉末として、次の乾燥粉
末を使用した。Ａｌ2Ｏ3（純度99.9％：平均粒径0.5μ
ｍ）19〜50ｗｔ％にＴｉＣ（平均粒径1.0μｍ）1〜50ｗ
ｔ％及びＺｒＯ2（Ｙ2Ｏ32.6ｍｏｌ％固溶）5〜80ｗｔ
％、さらにＭｇＯを0.1ｗｔ％配合し、エタノ−ル中24
時間ボ−ルミルにて混練した後、乾燥した。
末を使用した。Ａｌ2Ｏ3（純度99.9％：平均粒径0.5μ
ｍ）19〜50ｗｔ％にＴｉＣ（平均粒径1.0μｍ）1〜50ｗ
ｔ％及びＺｒＯ2（Ｙ2Ｏ32.6ｍｏｌ％固溶）5〜80ｗｔ
％、さらにＭｇＯを0.1ｗｔ％配合し、エタノ−ル中24
時間ボ−ルミルにて混練した後、乾燥した。
【００２３】得られた乾燥原料粉末にバインダ−を添加
し、混練後ボンディングツ−ル形状に成形し、次に、こ
の成形体を脱脂した後Ａｒ中で1800℃で3時間焼成し
た。得られた焼成体の抗折強度、硬度、靱性値を表１に
示す。なお、表１中の試験番号１は、Ａｌ2Ｏ3のみから
なる焼成体（ただし、焼結助剤として0.1ｗｔ％のＭｇ
Ｏを使用）であって従来品を示し、また、試験番号2〜9
は本発明の数値限定範囲内における実施例（本発明品）
であり、さらに試験番号10は本発明の数値限定範囲外の
比較例を示す。
し、混練後ボンディングツ−ル形状に成形し、次に、こ
の成形体を脱脂した後Ａｒ中で1800℃で3時間焼成し
た。得られた焼成体の抗折強度、硬度、靱性値を表１に
示す。なお、表１中の試験番号１は、Ａｌ2Ｏ3のみから
なる焼成体（ただし、焼結助剤として0.1ｗｔ％のＭｇ
Ｏを使用）であって従来品を示し、また、試験番号2〜9
は本発明の数値限定範囲内における実施例（本発明品）
であり、さらに試験番号10は本発明の数値限定範囲外の
比較例を示す。
【００２４】
【表１】
【００２５】表１において、抗折強度の観点からＴｉＣ
量30ｗｔ％、ＺｒＯ2量50ｗｔ％（試験番号5）において
ピ−クを示した。また、硬度の点からみると、ＴｉＣ量
40ｗｔ％まではＡｌ2Ｏ3より硬度値が高いＴｉＣのため
に上昇が認められる。更に、ＺｒＯ2の添加による硬度
値の低下は、硬度の高いＴｉＣのために抑制され、そし
て、ＺｒＯ2の添加により靱性の向上が認められた。
量30ｗｔ％、ＺｒＯ2量50ｗｔ％（試験番号5）において
ピ−クを示した。また、硬度の点からみると、ＴｉＣ量
40ｗｔ％まではＡｌ2Ｏ3より硬度値が高いＴｉＣのため
に上昇が認められる。更に、ＺｒＯ2の添加による硬度
値の低下は、硬度の高いＴｉＣのために抑制され、そし
て、ＺｒＯ2の添加により靱性の向上が認められた。
【００２６】（実施例２）実施例１と同一の原料を用
い、試験番号5に相当するＡｌ2Ｏ320ｗｔ％、ＴｉＣ30
ｗｔ％及びＺｒＯ250ｗｔ％の原料組成に表２に示すＮ
ｉＯを添加し、Ａｒ中で1800℃で焼成した。得られた焼
成体の抗折強度を測定し、その測定結果を表２に示す。
なお、表２中には、表１中の試験番号5を併記し、ま
た、比較のため、ＮｉＯの添加量として本発明の数値限
定範囲外の例（試験番号15）を合わせて記載した。
い、試験番号5に相当するＡｌ2Ｏ320ｗｔ％、ＴｉＣ30
ｗｔ％及びＺｒＯ250ｗｔ％の原料組成に表２に示すＮ
ｉＯを添加し、Ａｒ中で1800℃で焼成した。得られた焼
成体の抗折強度を測定し、その測定結果を表２に示す。
なお、表２中には、表１中の試験番号5を併記し、ま
た、比較のため、ＮｉＯの添加量として本発明の数値限
定範囲外の例（試験番号15）を合わせて記載した。
【００２７】
【表２】
【００２８】表２から明らかなように、ＮｉＯ無添加物
（試験番号5）と比較して10％以下までは強度の向上が
認められる。これは、ＮｉＯが気孔を埋めたことにより
気孔径及び気孔量が減少し、特性の向上をもたらしたも
のと考えられる。
（試験番号5）と比較して10％以下までは強度の向上が
認められる。これは、ＮｉＯが気孔を埋めたことにより
気孔径及び気孔量が減少し、特性の向上をもたらしたも
のと考えられる。
【００２９】（実施例３）実施例１の試験番号５の原料
組成に対しＺｒＯ2の安定化剤としてＹ2Ｏ3を用い、表
３に示すＹ2Ｏ3の添加、固溶量を変え、実施例１と同様
の手順で焼成体を作製し、特性の測定を行なった。測定
結果を表３に示す。なお、表３中には、表１中の試験番
号5を併記し、また、比較のためＹ2Ｏ3固溶量として本
発明の数値限定範囲外の例（試験番号20、21）を合わせ
て記載した。
組成に対しＺｒＯ2の安定化剤としてＹ2Ｏ3を用い、表
３に示すＹ2Ｏ3の添加、固溶量を変え、実施例１と同様
の手順で焼成体を作製し、特性の測定を行なった。測定
結果を表３に示す。なお、表３中には、表１中の試験番
号5を併記し、また、比較のためＹ2Ｏ3固溶量として本
発明の数値限定範囲外の例（試験番号20、21）を合わせ
て記載した。
【００３０】
【表３】
【００３１】表３より、Ｙ2Ｏ3量2.6ｍｏｌ％のところ
に抗折強度と靱性のピ−クが認められ、6ｍｏｌ％を超
えると、ＺｒＯ2の安定化のため、抗折強度及び靱性の
各特性の低下が認められた。
に抗折強度と靱性のピ−クが認められ、6ｍｏｌ％を超
えると、ＺｒＯ2の安定化のため、抗折強度及び靱性の
各特性の低下が認められた。
【００３２】（実施例４）実施例１で得られた焼成体
（試験番号2〜9）について、さらにＡｒ中1600℃、1000
ｋｇｆ／ｃｍ2でＨＩＰ処理した。このＨＩＰ処理後の
ものの抗折強度、硬度、靱性を測定し、その測定結果を
試験番号22〜29として表４に示す。なお、比較のため、
前記表１に示す従来品に対しさらに上記ＨＩＰ処理した
ものについても測定し、その結果を表４中に試験番号１
として合わせて記載した。
（試験番号2〜9）について、さらにＡｒ中1600℃、1000
ｋｇｆ／ｃｍ2でＨＩＰ処理した。このＨＩＰ処理後の
ものの抗折強度、硬度、靱性を測定し、その測定結果を
試験番号22〜29として表４に示す。なお、比較のため、
前記表１に示す従来品に対しさらに上記ＨＩＰ処理した
ものについても測定し、その結果を表４中に試験番号１
として合わせて記載した。
【００３３】
【表４】
【００３４】表４に示すように、ＨＩＰ処理により特性
の大幅な向上が認められた。これは、一般的に知られて
いるように、ＨＩＰ処理により気孔量の減少や気孔径の
縮小など内部欠陥が減少し、その結果、特性が向上した
ものである。これにより、抗折強度は従来のＡｌ2Ｏ3品
より3倍、硬度も1.2倍、靱性も最高で2倍であり、いず
れも大きく向上していることが理解できる。
の大幅な向上が認められた。これは、一般的に知られて
いるように、ＨＩＰ処理により気孔量の減少や気孔径の
縮小など内部欠陥が減少し、その結果、特性が向上した
ものである。これにより、抗折強度は従来のＡｌ2Ｏ3品
より3倍、硬度も1.2倍、靱性も最高で2倍であり、いず
れも大きく向上していることが理解できる。
【００３５】（実施例５）実施例４におけるＴｉＣ量30
ｗｔ％、ＺｒＯ250ｗｔ％のＨＩＰ処理品（試験番号2
5）について、ボ−ルボンディングを行い、耐久性を調
べた。その結果を表５に示す。また、比較のため、従来
のアルミナ質キャピラリ−を用いた場合の耐久性を同じ
く表５に併記した。なお、いずれのキャピラリ−も同形
状であり、先端の穴径は51μｍであった。
ｗｔ％、ＺｒＯ250ｗｔ％のＨＩＰ処理品（試験番号2
5）について、ボ−ルボンディングを行い、耐久性を調
べた。その結果を表５に示す。また、比較のため、従来
のアルミナ質キャピラリ−を用いた場合の耐久性を同じ
く表５に併記した。なお、いずれのキャピラリ−も同形
状であり、先端の穴径は51μｍであった。
【００３６】
【表５】
【００３７】上記表５中の単位「万ｗｉｒｅ」とは、半
導体チップ上のパッドと外部システムとの結線１本を
「１ｗｉｒｅ」とし、キャピラリ−廃却までの総ｗｉｒ
ｅ数を万単位で表わしたものであり、キャピラリ−の寿
命を示す指標である。なお、外部システムには、リ−ド
フレ−ムタイプ（モ−ルドタイプ）のものを使用した。
表５から明らかなように、本発明のボンディングキャピ
ラリ−は、耐久性に極めて優れていることが理解でき
る。
導体チップ上のパッドと外部システムとの結線１本を
「１ｗｉｒｅ」とし、キャピラリ−廃却までの総ｗｉｒ
ｅ数を万単位で表わしたものであり、キャピラリ−の寿
命を示す指標である。なお、外部システムには、リ−ド
フレ−ムタイプ（モ−ルドタイプ）のものを使用した。
表５から明らかなように、本発明のボンディングキャピ
ラリ−は、耐久性に極めて優れていることが理解でき
る。
【００３８】（実施例６）実施例４の試料について、ワ
イヤ−を用いたワイヤ−放電加工を行なったところ、Ｔ
ｉＣ量20％以上の試料（体積固有抵抗0.10Ω・ｃｍ以
下）において加工可能であった。そこで、ＴｉＣ量40ｗ
ｔ％、ＺｒＯ2量40ｗｔ％の試料（試験番号26）を用い
てウエッジボンディングを行い、従来の金属炭化物製
（ＷＣ）のボンディングツ−ルとの耐久性の比較を行な
った。その比較結果を表６に示す。
イヤ−を用いたワイヤ−放電加工を行なったところ、Ｔ
ｉＣ量20％以上の試料（体積固有抵抗0.10Ω・ｃｍ以
下）において加工可能であった。そこで、ＴｉＣ量40ｗ
ｔ％、ＺｒＯ2量40ｗｔ％の試料（試験番号26）を用い
てウエッジボンディングを行い、従来の金属炭化物製
（ＷＣ）のボンディングツ−ルとの耐久性の比較を行な
った。その比較結果を表６に示す。
【００３９】
【表６】
【００４０】表６より、本発明のウエッジボンディング
ツ−ルは、従来品より耐磨耗性に優れ、ツ−ル先端の損
傷が少なく、耐久性の向上が認められた。
ツ−ルは、従来品より耐磨耗性に優れ、ツ−ル先端の損
傷が少なく、耐久性の向上が認められた。
【００４１】
【発明の効果】以上詳記したように、本発明のＡｌ2Ｏ3
−ＴｉＣ−ＺｒＯ2系ボンディングツ−ルによれば、従
来の単結晶アルミナ、多結晶アルミナ、ルビ−、サファ
イア、アルミナ−ジルコニア複合系等のボ−ルボンディ
ングツ−ルに比べて高強度、高硬度、高靱性なボンディ
ングツ−ルを得ることができる効果が生ずる。また、従
来の金属炭化物製のウエッジボンディングツ−ルに比べ
て耐磨耗性に優れ、放電加工可能なセラミックス製ウエ
ッジボンディングツ−ルを得ることができる効果が生ず
る。
−ＴｉＣ−ＺｒＯ2系ボンディングツ−ルによれば、従
来の単結晶アルミナ、多結晶アルミナ、ルビ−、サファ
イア、アルミナ−ジルコニア複合系等のボ−ルボンディ
ングツ−ルに比べて高強度、高硬度、高靱性なボンディ
ングツ−ルを得ることができる効果が生ずる。また、従
来の金属炭化物製のウエッジボンディングツ−ルに比べ
て耐磨耗性に優れ、放電加工可能なセラミックス製ウエ
ッジボンディングツ−ルを得ることができる効果が生ず
る。
Claims (5)
- 【請求項１】 19〜50ｗｔ％のＡｌ2Ｏ3に1〜50ｗｔ％
のＴｉＣと5〜80ｗｔ％のＺｒＯ2を添加し、焼結して得
られたＡｌ2Ｏ3−ＴｉＣ−ＺｒＯ2系焼結材からなるこ
とを特徴とするボンディングツ−ル。 - 【請求項２】 19〜50ｗｔ％のＡｌ2Ｏ3に1〜50ｗｔ％
のＴｉＣと5〜80ｗｔ％のＺｒＯ2を添加し、さらに焼結
助剤としてＭｇ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｙ及びＬ
ａ、Ｃｅ 、Ｐｒ等の希土類元素よりなる群から選ばれ
た少なくとも１種の金属の酸化物を10ｗｔ％以下添加
し、焼結して得られたＡｌ2Ｏ3−ＴｉＣ−ＺｒＯ2系焼
結材からなることを特徴とするボンディングツ−ル。 - 【請求項３】 19〜50ｗｔ％のＡｌ2Ｏ3に1〜50ｗｔ％
のＴｉＣと5〜80ｗｔ％のＺｒＯ2を添加し、さらにＺｒ
Ｏ2の安定化剤としてＹ、Ｍｇ、Ｃａ及びＹｂ、Ｌａ、
Ｃｅ、Ｐｒ等の希土類元素よりなる群から選ばれた少な
くとも１種の金属の酸化物をＺｒＯ2に対し６ｍｏｌ％
未満添加し、焼結して得られたＡｌ2Ｏ3−ＴｉＣ−Ｚｒ
Ｏ2系焼結材からなることを特徴とするボンディングツ
−ル。 - 【請求項４】 19〜50ｗｔ％のＡｌ2Ｏ3に1〜50ｗｔ％
のＴｉＣと5〜80ｗｔ％のＺｒＯ2を添加し、成形後Ａｒ
或いは真空中で1650〜1850℃で常圧焼結して得られたＡ
ｌ2Ｏ3−ＴｉＣ−ＺｒＯ2系焼結材又はその後さらにＨ
ＩＰ焼結して得られたＡｌ2Ｏ3−ＴｉＣ−ＺｒＯ2系焼
結材からなることを特徴とするボンディングツ−ル。 - 【請求項５】 Ａｌ2Ｏ3−ＴｉＣ−ＺｒＯ2系焼結材中
の結晶粒径が５μｍ以下であることを特徴とする請求項
１、２、３又は４に記載のボンディングツ−ル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4214801A JPH0645389A (ja) | 1992-07-21 | 1992-07-21 | ボンディングツール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4214801A JPH0645389A (ja) | 1992-07-21 | 1992-07-21 | ボンディングツール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0645389A true JPH0645389A (ja) | 1994-02-18 |
Family
ID=16661756
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4214801A Pending JPH0645389A (ja) | 1992-07-21 | 1992-07-21 | ボンディングツール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0645389A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06314721A (ja) * | 1993-04-28 | 1994-11-08 | Kyocera Corp | ワイヤボンディング用キャピラリ |
| KR100334242B1 (ko) * | 2000-04-17 | 2002-05-03 | 이강열 | 와이어 본딩용 캐필러리 소결제, 이를 이용한 와이어본딩용 캐필러리 소결체의 제조 방법 및 이를 적용한 와이어 본딩용 캐필러리 제조 방법 |
| KR100362138B1 (ko) * | 2000-06-01 | 2002-11-22 | 이정구 | 몰딩에 의한 캐필러리 제조방법 |
| KR100400263B1 (ko) * | 2001-07-04 | 2003-10-01 | 주식회사 코스마 | 와이어 본딩용 알루미나-지르코니아 복합체 캐필러리소결체 및 그의 제조 방법 |
| US6935548B2 (en) * | 1999-02-25 | 2005-08-30 | Steven-Frederick Reiber | Dissipative ceramic bonding tool tip |
| US7032802B2 (en) | 1999-02-25 | 2006-04-25 | Reiber Steven F | Bonding tool with resistance |
| US7124927B2 (en) | 1999-02-25 | 2006-10-24 | Reiber Steven F | Flip chip bonding tool and ball placement capillary |
| JP2008078442A (ja) * | 2006-09-22 | 2008-04-03 | Kyocera Corp | ワイヤボンディング用クランプ部材 |
| US7389905B2 (en) | 1999-02-25 | 2008-06-24 | Reiber Steven F | Flip chip bonding tool tip |
| JP5376413B1 (ja) * | 2013-01-25 | 2013-12-25 | Ｔｏｔｏ株式会社 | ボンディングキャピラリ |
| WO2016121873A1 (ja) * | 2015-01-29 | 2016-08-04 | 京セラ株式会社 | ウエッジボンディング用部品 |
| WO2018074017A1 (ja) * | 2016-10-17 | 2018-04-26 | 住友電気工業株式会社 | 焼結体およびそれを含む切削工具 |
-
1992
- 1992-07-21 JP JP4214801A patent/JPH0645389A/ja active Pending
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN107210243A (zh) * | 2015-01-29 | 2017-09-26 | 京瓷株式会社 | 楔形接合用部件 |
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| JPWO2018074017A1 (ja) * | 2016-10-17 | 2019-08-08 | 住友電気工業株式会社 | 焼結体およびそれを含む切削工具 |
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