JPH07305126A - ボンディング用金合金線 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【目的】半導体装置組み立ての際、リバース変形を受け
た後に過酷な熱サイクル環境に晒された場合にも、ボン
ディングワイヤーのネック部での断線を大幅に低減する
ことができるボンディング用金合金線を提供する。 【構成】99.999重量％の金地金にY:0.0001〜0.01重量
％、Pt:0.0002 〜0.2 重量％、La:0.0001 〜0.01重量
％、Ａｇ又はＰｄの少なくとも１種を0.0002〜0.2重量
％、Be:0.0001 〜0.002 重量％又はCa:0.0001 〜0.01重
量％の少なくとも１種を含有させた母合金を真空溶解炉
で溶解，鋳造し、溝ロール，伸線機を用いた冷間加工と
熱処理を繰り返し，最終線径30μｍ、伸び率４％の細線
になるように仕上げた。
た後に過酷な熱サイクル環境に晒された場合にも、ボン
ディングワイヤーのネック部での断線を大幅に低減する
ことができるボンディング用金合金線を提供する。 【構成】99.999重量％の金地金にY:0.0001〜0.01重量
％、Pt:0.0002 〜0.2 重量％、La:0.0001 〜0.01重量
％、Ａｇ又はＰｄの少なくとも１種を0.0002〜0.2重量
％、Be:0.0001 〜0.002 重量％又はCa:0.0001 〜0.01重
量％の少なくとも１種を含有させた母合金を真空溶解炉
で溶解，鋳造し、溝ロール，伸線機を用いた冷間加工と
熱処理を繰り返し，最終線径30μｍ、伸び率４％の細線
になるように仕上げた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体素子の電極と外部
リード部とを接続するために使用するボンディング用金
合金線に関し、さらに詳しくは、半導体装置組み立ての
際、リバース変形を受けた後に過酷な熱サイクル環境に
晒された場合にも、ボンディングワイヤーのネック部で
の断線を大幅に低減することができるボンディング用金
合金線に関する。
リード部とを接続するために使用するボンディング用金
合金線に関し、さらに詳しくは、半導体装置組み立ての
際、リバース変形を受けた後に過酷な熱サイクル環境に
晒された場合にも、ボンディングワイヤーのネック部で
の断線を大幅に低減することができるボンディング用金
合金線に関する。
【０００２】
【従来の技術とその問題点】従来、半導体素子上の電極
と外部リードを接続する技術としては、金合金線を用い
た超音波併用熱圧着ボンディング法が主として用いられ
ている。また、最近の半導体装置の高速化，高機能化の
要求に伴って電極と外部リードの数が増加した結果、電
極から外部リード迄の配線距離が長くなっている。一方
では、半導体装置を小型，薄型にするため、電極と外部
リードの配線距離を極端に短くすることによって対応を
計られている。この為、多数のリード線を用いながら短
く配線を行うことが要求され、これに対応するために、
ボンディング装置を用いてループを形成する過程で、ル
ープ形成と逆方向へボールネック部を過酷に屈曲させて
変形させた後にループを張る、所謂リバース変形を行う
ことによって、ループ高さとループ形状を安定化させる
試みがなされている。しかし乍ら前述の様なリバース変
形を行って形成されたループは、半導体装置の作動段階
で半導体の発熱に伴う熱サイクルの環境に晒された場
合、ボールネック部に断線不良が発生するという問題が
生じていた。この様な半導体作動中の断線不良を防止す
るために、ボールネック部を過酷に屈曲，変形させてル
ープを張った場合、その後の過酷な熱サイクル試験にお
いて断線が生じることの少ない金合金線が要求されてい
る。
と外部リードを接続する技術としては、金合金線を用い
た超音波併用熱圧着ボンディング法が主として用いられ
ている。また、最近の半導体装置の高速化，高機能化の
要求に伴って電極と外部リードの数が増加した結果、電
極から外部リード迄の配線距離が長くなっている。一方
では、半導体装置を小型，薄型にするため、電極と外部
リードの配線距離を極端に短くすることによって対応を
計られている。この為、多数のリード線を用いながら短
く配線を行うことが要求され、これに対応するために、
ボンディング装置を用いてループを形成する過程で、ル
ープ形成と逆方向へボールネック部を過酷に屈曲させて
変形させた後にループを張る、所謂リバース変形を行う
ことによって、ループ高さとループ形状を安定化させる
試みがなされている。しかし乍ら前述の様なリバース変
形を行って形成されたループは、半導体装置の作動段階
で半導体の発熱に伴う熱サイクルの環境に晒された場
合、ボールネック部に断線不良が発生するという問題が
生じていた。この様な半導体作動中の断線不良を防止す
るために、ボールネック部を過酷に屈曲，変形させてル
ープを張った場合、その後の過酷な熱サイクル試験にお
いて断線が生じることの少ない金合金線が要求されてい
る。
【０００３】他方、従来において、ボンディング用金合
金線における断線防止を目的とするものとして次のよう
な提案が成されている。 特開昭６３−１４５７２９号公報 ボンディング時の断線の低減を目的として、Ｉｎを１〜
６０ｐｐｍ含有すると共に、Ｂｅ，Ｃａ，Ｇｅの少なく
とも１種を２〜３５ｐｐｍ含有し、さらにＡｇ，Ｐｄ，
Ｐｔ，Ｙ，その他の少なくとも１種を１〜１０ｐｐｍ含
有させる。 特開平１−１４６３３６号公報 ボンディング後に２５０℃に保持した時の断線の低減を
目的として、Ｌａを０．２〜５０ｐｐｍ含有すると共
に、Ｓｉ，Ａｇの少なくとも１種を１〜１００ｐｐｍ含
有し、さらにＢｅ，Ｉｎ，Ｇｅ，Ｃａの少なくとも１種
を１〜３０ｐｐｍ含有させる。 特開平２−２５９０３４号公報 ボンディング後の振動破断率の低減を目的として、Ｂ
ｅ：１〜１０ｐｐｍ、Ｃａ：１〜５０ｐｐｍ、Ｙ：３〜
１００ｐｐｍ、Ａｇ：５〜１００ｐｐｍを夫々含有させ
る。 特開平５−１７９３７５号公報 ボンディング後の振動破断率の低減を目的として、Ａ
ｌ：３〜５０ｐｐｍ、Ｃａ：３〜３０ｐｐｍを夫々含有
すると共に、Ｙ，Ｌａ，Ｂｅ，その他の少なくとも１種
を３〜３０ｐｐｍ含有させる。 特開平５−１７９３７６号公報 ボンディング後の振動破断率の低減を目的として、Ｇ
ａ：３〜５０ｐｐｍ、Ｃａ：３〜３０ｐｐｍを夫々含有
すると共に、Ｙ，Ｌａ，Ｂｅ，その他の少なくとも１種
を３〜３０ｐｐｍ含有させる。
金線における断線防止を目的とするものとして次のよう
な提案が成されている。 特開昭６３−１４５７２９号公報 ボンディング時の断線の低減を目的として、Ｉｎを１〜
６０ｐｐｍ含有すると共に、Ｂｅ，Ｃａ，Ｇｅの少なく
とも１種を２〜３５ｐｐｍ含有し、さらにＡｇ，Ｐｄ，
Ｐｔ，Ｙ，その他の少なくとも１種を１〜１０ｐｐｍ含
有させる。 特開平１−１４６３３６号公報 ボンディング後に２５０℃に保持した時の断線の低減を
目的として、Ｌａを０．２〜５０ｐｐｍ含有すると共
に、Ｓｉ，Ａｇの少なくとも１種を１〜１００ｐｐｍ含
有し、さらにＢｅ，Ｉｎ，Ｇｅ，Ｃａの少なくとも１種
を１〜３０ｐｐｍ含有させる。 特開平２−２５９０３４号公報 ボンディング後の振動破断率の低減を目的として、Ｂ
ｅ：１〜１０ｐｐｍ、Ｃａ：１〜５０ｐｐｍ、Ｙ：３〜
１００ｐｐｍ、Ａｇ：５〜１００ｐｐｍを夫々含有させ
る。 特開平５−１７９３７５号公報 ボンディング後の振動破断率の低減を目的として、Ａ
ｌ：３〜５０ｐｐｍ、Ｃａ：３〜３０ｐｐｍを夫々含有
すると共に、Ｙ，Ｌａ，Ｂｅ，その他の少なくとも１種
を３〜３０ｐｐｍ含有させる。 特開平５−１７９３７６号公報 ボンディング後の振動破断率の低減を目的として、Ｇ
ａ：３〜５０ｐｐｍ、Ｃａ：３〜３０ｐｐｍを夫々含有
すると共に、Ｙ，Ｌａ，Ｂｅ，その他の少なくとも１種
を３〜３０ｐｐｍ含有させる。
【０００４】しかし乍らこれら従来の提案は、ボンディ
ングワイヤーをボールネック部で過酷に屈曲，変形させ
てループを張った後に過酷な熱サイクル環境に晒された
場合でも、ボールネック部での断線の少ない金合金線と
して十分なものとはいえない状態にある。
ングワイヤーをボールネック部で過酷に屈曲，変形させ
てループを張った後に過酷な熱サイクル環境に晒された
場合でも、ボールネック部での断線の少ない金合金線と
して十分なものとはいえない状態にある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ここに本発明は、下記
（１）〜（３）に記載される目的を同時に達成し得るボ
ンディング用金合金線を提供することを課題とする。 （１）ボールネック部を過酷に屈曲，変形させてループ
を張る、所謂リバース変形を行ってループを形成した場
合において、過酷な熱サイクル環境に晒された場合でも
断線の少ない金合金線であること。 （２）電極数の増加の要求に伴って、より多くの電極を
配置するために電極の寸法を小さくすることが要求され
ており、そのために、小さいボールが真球に形成可能な
こと、及び接合強度の高い金合金線であること。 （３）安定したループ形成を可能にするため、高温強度
の高い金合金線であること。
（１）〜（３）に記載される目的を同時に達成し得るボ
ンディング用金合金線を提供することを課題とする。 （１）ボールネック部を過酷に屈曲，変形させてループ
を張る、所謂リバース変形を行ってループを形成した場
合において、過酷な熱サイクル環境に晒された場合でも
断線の少ない金合金線であること。 （２）電極数の増加の要求に伴って、より多くの電極を
配置するために電極の寸法を小さくすることが要求され
ており、そのために、小さいボールが真球に形成可能な
こと、及び接合強度の高い金合金線であること。 （３）安定したループ形成を可能にするため、高温強度
の高い金合金線であること。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者等が鋭意研究を
重ねた結果、９９．９９９重量％以上の高純度金に、イ
ットリウム（Ｙ）、白金（Ｐｔ）、ランタン（Ｌａ）、
銀（Ａｇ）又はパラジウム（Ｐｄ）の少なくとも１種、
ベリリウム（Ｂｅ）又はカルシウム（Ｃａ）の少なくと
も１種を、夫々所定重量％含有させることにより、それ
ら各元素の相乗効果によって前述の目的（１）〜（３）
を同時に達成し得ることを知見し、本発明を完成するに
至った。すなわち本発明は、９９．９９９重量％以上の
高純度金に、イットリウム（Ｙ）：０．０００１〜０．
０１重量％、白金（Ｐｔ）：０．０００２〜０．２重量
％、ランタン（Ｌａ）：０．０００１〜０．０１重量％
を夫々含有し、且つ銀（Ａｇ）又はパラジウム（Ｐｄ）
の少なくとも１種を０．０００２〜０．２重量％含有
し、さらにベリリウム（Ｂｅ）：０．０００１〜０．０
０２重量％又はカルシウム（Ｃａ）：０．０００１〜
０．０１重量％の少なくとも１種を含有したことを特徴
とするボンディング用金合金線である。
重ねた結果、９９．９９９重量％以上の高純度金に、イ
ットリウム（Ｙ）、白金（Ｐｔ）、ランタン（Ｌａ）、
銀（Ａｇ）又はパラジウム（Ｐｄ）の少なくとも１種、
ベリリウム（Ｂｅ）又はカルシウム（Ｃａ）の少なくと
も１種を、夫々所定重量％含有させることにより、それ
ら各元素の相乗効果によって前述の目的（１）〜（３）
を同時に達成し得ることを知見し、本発明を完成するに
至った。すなわち本発明は、９９．９９９重量％以上の
高純度金に、イットリウム（Ｙ）：０．０００１〜０．
０１重量％、白金（Ｐｔ）：０．０００２〜０．２重量
％、ランタン（Ｌａ）：０．０００１〜０．０１重量％
を夫々含有し、且つ銀（Ａｇ）又はパラジウム（Ｐｄ）
の少なくとも１種を０．０００２〜０．２重量％含有
し、さらにベリリウム（Ｂｅ）：０．０００１〜０．０
０２重量％又はカルシウム（Ｃａ）：０．０００１〜
０．０１重量％の少なくとも１種を含有したことを特徴
とするボンディング用金合金線である。
【０００７】
【作用】以下、本発明の詳細な構成とその作用について
説明する。本発明で使用する出発原料は、純度が９９．
９９９重量％以上の金を含有し残部が不可避不純物から
なるものである。金の純度が９９．９９９重量％未満の
場合は、その含有する不純物の影響を受けて過酷な熱サ
イクル環境の下で断線の少ない金合金線をうることはで
きない。また本発明においては前記出発原料に、 （１）Ｙ：０．０００１〜０．０１重量％ （２）Ｐｔ：０．０００２〜０．２重量％ （３）Ｌａ：０．０００１〜０．０１重量％ （４）Ａｇ，Ｐｄの少なくとも１種：０．０００２〜
０．２重量％ を含有した組成にすることにより、それら金属元素同士
の相乗効果によって、ボールネック部を過酷に屈曲，変
形させてループを張った後においても過酷な熱サイクル
環境下での断線が少なく、且つ小さいボールが真球に形
成可能となり、さらに接続強度が高い金合金線を得るこ
とができる。
説明する。本発明で使用する出発原料は、純度が９９．
９９９重量％以上の金を含有し残部が不可避不純物から
なるものである。金の純度が９９．９９９重量％未満の
場合は、その含有する不純物の影響を受けて過酷な熱サ
イクル環境の下で断線の少ない金合金線をうることはで
きない。また本発明においては前記出発原料に、 （１）Ｙ：０．０００１〜０．０１重量％ （２）Ｐｔ：０．０００２〜０．２重量％ （３）Ｌａ：０．０００１〜０．０１重量％ （４）Ａｇ，Ｐｄの少なくとも１種：０．０００２〜
０．２重量％ を含有した組成にすることにより、それら金属元素同士
の相乗効果によって、ボールネック部を過酷に屈曲，変
形させてループを張った後においても過酷な熱サイクル
環境下での断線が少なく、且つ小さいボールが真球に形
成可能となり、さらに接続強度が高い金合金線を得るこ
とができる。
【０００８】Ｙ、Ｐｔ、Ｌａ、及び、Ａｇ又はＰｄの少
なくとも１種を含有しても、Ｙが１ｐｐｍ未満では熱サ
イクル試験での断線の低減効果は得られない。またＹが
１００ｐｐｍを超えるとボールに引け巣が発生して接合
強度が低下する。この為、Ｙ含有量は１〜１００ｐｐｍ
であることが必要である。より好ましいＹ含有量は１〜
３０ｐｐｍであり、この範囲の時、熱サイクル試験での
断線の低減効果は更に向上する。
なくとも１種を含有しても、Ｙが１ｐｐｍ未満では熱サ
イクル試験での断線の低減効果は得られない。またＹが
１００ｐｐｍを超えるとボールに引け巣が発生して接合
強度が低下する。この為、Ｙ含有量は１〜１００ｐｐｍ
であることが必要である。より好ましいＹ含有量は１〜
３０ｐｐｍであり、この範囲の時、熱サイクル試験での
断線の低減効果は更に向上する。
【０００９】Ｙ、Ｐｔ、Ｌａ、及び、Ａｇ又はＰｄの少
なくとも１種を含有しても、Ｐｔが２ｐｐｍ未満では熱
サイクル試験での断線の低減効果は得られないと共に、
小さいボールの真球度が得られない。またＰｔが２００
０ｐｐｍを超えるとボールが硬くなって圧着時に電極が
割れてしまうというトラブルを生じる。この為、Ｐｔ含
有量は２〜２０００ｐｐｍであることが必要である。よ
り好ましいＰｔ含有量は２〜１０ｐｐｍであり、この範
囲の時、熱サイクル試験での断線の低減効果は更に向上
する。
なくとも１種を含有しても、Ｐｔが２ｐｐｍ未満では熱
サイクル試験での断線の低減効果は得られないと共に、
小さいボールの真球度が得られない。またＰｔが２００
０ｐｐｍを超えるとボールが硬くなって圧着時に電極が
割れてしまうというトラブルを生じる。この為、Ｐｔ含
有量は２〜２０００ｐｐｍであることが必要である。よ
り好ましいＰｔ含有量は２〜１０ｐｐｍであり、この範
囲の時、熱サイクル試験での断線の低減効果は更に向上
する。
【００１０】Ｙ、Ｐｔ、Ｌａ、及び、Ａｇ又はＰｄの少
なくとも１種を含有しても、Ｌａが１ｐｐｍ未満では熱
サイクル試験での断線の低減効果は得られない。またＬ
ａが１００ｐｐｍを超えるとボールに引け巣が発生して
接合強度が低下する。この為、Ｌａ含有量は１〜１００
ｐｐｍであることが必要である。より好ましいＬａ含有
量は１〜５０ｐｐｍであり、この範囲の時、熱サイクル
試験での断線の低減効果は更に向上する。
なくとも１種を含有しても、Ｌａが１ｐｐｍ未満では熱
サイクル試験での断線の低減効果は得られない。またＬ
ａが１００ｐｐｍを超えるとボールに引け巣が発生して
接合強度が低下する。この為、Ｌａ含有量は１〜１００
ｐｐｍであることが必要である。より好ましいＬａ含有
量は１〜５０ｐｐｍであり、この範囲の時、熱サイクル
試験での断線の低減効果は更に向上する。
【００１１】Ｙ、Ｐｔ、Ｌａ、及び、Ａｇ又はＰｄの少
なくとも１種を含有しても、Ａｇ又はＰｄの少なくとも
１種が２ｐｐｍ未満では熱サイクル試験での断線の低減
効果は得られないと共に、小さいボールの真球度が得ら
れない。またＡｇ又はＰｄの少なくとも１種が２０００
ｐｐｍを超えるとボールが硬くなって圧着時に電極が割
れてしまうというトラブルを生じる。この為、Ａｇ又は
Ｐｄの少なくとも１種の含有量は２〜２０００ｐｐｍで
あることが必要である。より好ましいＡｇ又はＰｄの少
なくとも１種の含有量は２〜２０ｐｐｍであり、この範
囲の時、熱サイクル試験での断線の低減効果は更に向上
する。
なくとも１種を含有しても、Ａｇ又はＰｄの少なくとも
１種が２ｐｐｍ未満では熱サイクル試験での断線の低減
効果は得られないと共に、小さいボールの真球度が得ら
れない。またＡｇ又はＰｄの少なくとも１種が２０００
ｐｐｍを超えるとボールが硬くなって圧着時に電極が割
れてしまうというトラブルを生じる。この為、Ａｇ又は
Ｐｄの少なくとも１種の含有量は２〜２０００ｐｐｍで
あることが必要である。より好ましいＡｇ又はＰｄの少
なくとも１種の含有量は２〜２０ｐｐｍであり、この範
囲の時、熱サイクル試験での断線の低減効果は更に向上
する。
【００１２】さらに本発明においては、上記組成にＢｅ
又はＣａの少なくともを１種を所定量含有させるが、Ｂ
ｅ又はＣａは高温強度を上げて安定したループ形成を可
能にすると共に、ボンディング時の接合強度の向上に効
果がある。Ｂｅ，Ｃａの何れも１ｐｐｍ未満では高温強
度向上の効果は小さい。またＢｅが２０ｐｐｍを超える
とボール表面の酸化が進行して接合強度が低下する。ま
たＣａが１００ｐｐｍを超えるとボールが硬くなって圧
着時に電極が割れてしまうというトラブルを生じる。こ
の為、Ｂｅ又はＣａの少なくとも１種は、Ｂｅが１〜２
０ｐｐｍ、Ｃａが１〜１００ｐｐｍであることが必要で
ある。より好ましくはＢｅ含有量が１〜１０ｐｐｍ、Ｃ
ａ含有量が１〜４０ｐｐｍであり、この範囲の時、高温
強度は更に向上する。
又はＣａの少なくともを１種を所定量含有させるが、Ｂ
ｅ又はＣａは高温強度を上げて安定したループ形成を可
能にすると共に、ボンディング時の接合強度の向上に効
果がある。Ｂｅ，Ｃａの何れも１ｐｐｍ未満では高温強
度向上の効果は小さい。またＢｅが２０ｐｐｍを超える
とボール表面の酸化が進行して接合強度が低下する。ま
たＣａが１００ｐｐｍを超えるとボールが硬くなって圧
着時に電極が割れてしまうというトラブルを生じる。こ
の為、Ｂｅ又はＣａの少なくとも１種は、Ｂｅが１〜２
０ｐｐｍ、Ｃａが１〜１００ｐｐｍであることが必要で
ある。より好ましくはＢｅ含有量が１〜１０ｐｐｍ、Ｃ
ａ含有量が１〜４０ｐｐｍであり、この範囲の時、高温
強度は更に向上する。
【００１３】
（実施例１）表１に示す組成と成るように９９．９９９
重量％の金地金と各元素を含む母合金を真空溶解炉で溶
解，鋳造し、溝ロール，伸線機を用いた冷間加工と熱処
理を繰り返し，最終線径３０μｍ、伸び率４％の細線に
なるように仕上げた。この仕上げ材を用いて接合強さ、
高温強さ、ボール形状、接合時の電極割れ、熱サイクル
後のボールネック部の破断試験を行った。結果を表２に
示す。
重量％の金地金と各元素を含む母合金を真空溶解炉で溶
解，鋳造し、溝ロール，伸線機を用いた冷間加工と熱処
理を繰り返し，最終線径３０μｍ、伸び率４％の細線に
なるように仕上げた。この仕上げ材を用いて接合強さ、
高温強さ、ボール形状、接合時の電極割れ、熱サイクル
後のボールネック部の破断試験を行った。結果を表２に
示す。
【００１４】（実施例２〜２２／比較例１〜１５）表１
に示す組成としたこと以外は実施例１と同様にして細線
に仕上げ、試験を行った。結果を表２に示す。
に示す組成としたこと以外は実施例１と同様にして細線
に仕上げ、試験を行った。結果を表２に示す。
【００１５】測定方法は以下の通りである。 ［接合強さ］高速自動ボンダーを用いてボンディングを
行った後、ボンディング強度試験装置（シェアーテスタ
ー）を用いて測定したボール圧着部とＡｌ電極部との剪
断荷重を表示した。
行った後、ボンディング強度試験装置（シェアーテスタ
ー）を用いて測定したボール圧着部とＡｌ電極部との剪
断荷重を表示した。
【００１６】［高温強さ］引張試験機（テンシロンＵＴ
Ｍ−II）を用いて２５０℃の雰囲気で２０秒保持した後
そのまま引張試験を行い、その最大荷重を表示した。
Ｍ−II）を用いて２５０℃の雰囲気で２０秒保持した後
そのまま引張試験を行い、その最大荷重を表示した。
【００１７】［ボール形状］高速自動ボンダーに組み込
まれている電気トーチを用いて金ボールを作成し、走査
型電子顕微鏡を用いて金ボールの大きさ、真球度、表面
状態を観察した。金ボールの大きさは線径の２．５倍、
即ち７５μｍφを基準とし、真球度、表面状態は比較サ
ンプル対比で測定した。１０個測定して全て良好な時は
「良好」、１個でも不良がある時は「不良」と評価し
た。
まれている電気トーチを用いて金ボールを作成し、走査
型電子顕微鏡を用いて金ボールの大きさ、真球度、表面
状態を観察した。金ボールの大きさは線径の２．５倍、
即ち７５μｍφを基準とし、真球度、表面状態は比較サ
ンプル対比で測定した。１０個測定して全て良好な時は
「良好」、１個でも不良がある時は「不良」と評価し
た。
【００１８】［接合時の電極割れ］高速自動ボンダーを
用いて１００個のボンディングテストを行い、電極割れ
不良の発生がないものを「○」、１個でも割れ不良の発
生があるものを「×」で表示した。
用いて１００個のボンディングテストを行い、電極割れ
不良の発生がないものを「○」、１個でも割れ不良の発
生があるものを「×」で表示した。
【００１９】［熱サイクル後のボールネック部の破断
率］高速自動ボンダーで最初のボール接合を行った後、
ループ形成と逆方向にキャピラリーを一旦動かしそのリ
バース角度を垂直方向に対して６０度に設定し、ボール
ネック部を過酷に屈曲させて変形させ次いで正規のルー
プを形成した。更にボールネック部をエポキシ樹脂にて
封止した後、−１０℃×３０分と１５０℃×３０分の熱
サイクルテストを2000回行った。１００個の試料を測定
に供し、導通テストにより断線の有無を確認した。断線
した個数を破断率（％）で表示した。
率］高速自動ボンダーで最初のボール接合を行った後、
ループ形成と逆方向にキャピラリーを一旦動かしそのリ
バース角度を垂直方向に対して６０度に設定し、ボール
ネック部を過酷に屈曲させて変形させ次いで正規のルー
プを形成した。更にボールネック部をエポキシ樹脂にて
封止した後、−１０℃×３０分と１５０℃×３０分の熱
サイクルテストを2000回行った。１００個の試料を測定
に供し、導通テストにより断線の有無を確認した。断線
した個数を破断率（％）で表示した。
【００２０】
【表１】
【００２１】
【表２】
【００２２】表１，表２から明らかなように、Ｙ、Ｐ
ｔ、Ｌａ、Ａｇ又はＰｄの少なくとも１種、Ｂｅ又はＣ
ａの少なくとも１種を、夫々前述の範囲内含有した本発
明実施例１〜２２は、ボール圧着部と電極部との接合強
さが５２．１ｇ以上、引張試験による高温強さが１５．
０ｇ以上であると共に、金ボールの大きさ（小さいボー
ルの成形），真球度，ボール表面状態の点で全て良好で
あり、しかもボンディング時の電極割れ不良の発生がな
く、且つリバース変形を行ってループを形成した後に過
酷な熱サイクル環境に晒された場合でも断線回数が１回
以下と良好であることが判る。
ｔ、Ｌａ、Ａｇ又はＰｄの少なくとも１種、Ｂｅ又はＣ
ａの少なくとも１種を、夫々前述の範囲内含有した本発
明実施例１〜２２は、ボール圧着部と電極部との接合強
さが５２．１ｇ以上、引張試験による高温強さが１５．
０ｇ以上であると共に、金ボールの大きさ（小さいボー
ルの成形），真球度，ボール表面状態の点で全て良好で
あり、しかもボンディング時の電極割れ不良の発生がな
く、且つリバース変形を行ってループを形成した後に過
酷な熱サイクル環境に晒された場合でも断線回数が１回
以下と良好であることが判る。
【００２３】さらに、Ｙ：０．０００１〜０．００３重
量％、Ｐｔ：０．０００２〜０．００１重量％、Ｌａ：
０．０００１〜０．００５重量％、Ａｇ又はＰｄの少な
くとも１種：０．０００２〜０．００２重量％、Ｂｅ
０．０００１〜０．００１重量％又はＣａ０．０００１
〜０．００４重量％の少なくとも１種を含有した実施例
１，２，４，６，８，９，１１，１２，１４〜１６，１
８〜２０，２２においては、前述の効果に加えて、リバ
ース変形を行ってループを形成した後に過酷な熱サイク
ル環境に晒された場合でも断線回数が０回と極めて良好
であることが判る。
量％、Ｐｔ：０．０００２〜０．００１重量％、Ｌａ：
０．０００１〜０．００５重量％、Ａｇ又はＰｄの少な
くとも１種：０．０００２〜０．００２重量％、Ｂｅ
０．０００１〜０．００１重量％又はＣａ０．０００１
〜０．００４重量％の少なくとも１種を含有した実施例
１，２，４，６，８，９，１１，１２，１４〜１６，１
８〜２０，２２においては、前述の効果に加えて、リバ
ース変形を行ってループを形成した後に過酷な熱サイク
ル環境に晒された場合でも断線回数が０回と極めて良好
であることが判る。
【００２４】これに対し、Ｙを含有しない比較例１、Ｌ
ａを含有しない比較例５においては、リバース変形を行
ってループを形成した後に過酷な熱サイクル環境に晒さ
れた場合、断線回数が７回以上であることが判る。
ａを含有しない比較例５においては、リバース変形を行
ってループを形成した後に過酷な熱サイクル環境に晒さ
れた場合、断線回数が７回以上であることが判る。
【００２５】また、Ｙの含有量が０．０１重量％を越え
る比較例２、Ｌａの含有量が０．０１を越える比較例
６、Ｂｅの含有量が０．００２を越える比較例８におい
ては、ボール圧着部と電極部との接合強さが３７．２ｇ
以下であることが判る。
る比較例２、Ｌａの含有量が０．０１を越える比較例
６、Ｂｅの含有量が０．００２を越える比較例８におい
ては、ボール圧着部と電極部との接合強さが３７．２ｇ
以下であることが判る。
【００２６】また、Ｐｔの含有量が０．２重量％を越え
る比較例４、Ｃａの含有量が０．０１重量％を越える比
較例９、Ａｇ又はＰｄの含有量が０．２重量％を越える
比較例１１，比較例１２においては、ボンディング時の
電極割れ不良の発生があることが判る。
る比較例４、Ｃａの含有量が０．０１重量％を越える比
較例９、Ａｇ又はＰｄの含有量が０．２重量％を越える
比較例１１，比較例１２においては、ボンディング時の
電極割れ不良の発生があることが判る。
【００２７】Ｂｅ又はＣａの何れも含有しない比較例７
においては、引張試験による高温強さが１１．３ｇであ
ることが判る。
においては、引張試験による高温強さが１１．３ｇであ
ることが判る。
【００２８】Ｐｔに代えてＧａを含有すると共に、Ａｇ
又はＰｄの何れも含有しない比較例１３においては、ボ
ール形状が不良であることが判る。
又はＰｄの何れも含有しない比較例１３においては、ボ
ール形状が不良であることが判る。
【００２９】Ｐｔを含有しない比較例３、Ａｇ又はＰｄ
の何れも含有しない比較例１０においては、ボール形状
が不良であると共に、リバース変形を行ってループを形
成した後に過酷な熱サイクル環境に晒された場合の断線
回数が６回以上であることが判る。
の何れも含有しない比較例１０においては、ボール形状
が不良であると共に、リバース変形を行ってループを形
成した後に過酷な熱サイクル環境に晒された場合の断線
回数が６回以上であることが判る。
【００３０】Ｐｔに代えてＡｌを含有すると共にＡｇ又
はＰｄの何れも含有しない比較例１４においては、ボー
ル形状が不良であると共に、リバース変形を行ってルー
プを形成した後に過酷な熱サイクル環境に晒された場合
の断線回数が１２回であることが判る。
はＰｄの何れも含有しない比較例１４においては、ボー
ル形状が不良であると共に、リバース変形を行ってルー
プを形成した後に過酷な熱サイクル環境に晒された場合
の断線回数が１２回であることが判る。
【００３１】Ｌａに代えてＩｎを含有した比較例１５に
おいては、ボール圧着部と電極部との接合強さが３７．
４ｇであると共に、ボール形状が不良であることが判
る。
おいては、ボール圧着部と電極部との接合強さが３７．
４ｇであると共に、ボール形状が不良であることが判
る。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、９９．９
９９重量％以上の高純度金に、Ｙ、Ｐｔ、Ｌａ、Ａｇ又
はＰｄの少なくとも１種、Ｂｅ又はＣａの少なくとも１
種を、夫々所定量含有させたことを特徴とするボンディ
ング用金合金線としたので、リバース変形を行って形成
したループを過酷な熱サイクル環境に晒した場合でも断
線が少ないことから多数のリード線を用いながら短く配
線を行うことが可能であり、且つ、小さいボールが真球
に形成可能であると共にボンディング時の接合強度が高
いことからより多くの電極を配置することが可能であ
り、しかも高温強度に優れることから安定したループ形
成を可能にするという利点を同時に達成することができ
る。従って、半導体装置の高速化，高機能化，小型化，
薄型化を促進するに極めて有用なボンディング用金合金
線を提供することができた。
９９重量％以上の高純度金に、Ｙ、Ｐｔ、Ｌａ、Ａｇ又
はＰｄの少なくとも１種、Ｂｅ又はＣａの少なくとも１
種を、夫々所定量含有させたことを特徴とするボンディ
ング用金合金線としたので、リバース変形を行って形成
したループを過酷な熱サイクル環境に晒した場合でも断
線が少ないことから多数のリード線を用いながら短く配
線を行うことが可能であり、且つ、小さいボールが真球
に形成可能であると共にボンディング時の接合強度が高
いことからより多くの電極を配置することが可能であ
り、しかも高温強度に優れることから安定したループ形
成を可能にするという利点を同時に達成することができ
る。従って、半導体装置の高速化，高機能化，小型化，
薄型化を促進するに極めて有用なボンディング用金合金
線を提供することができた。
Claims (1)
- 【請求項１】 ９９．９９９重量％以上の高純度金に、
イットリウム（Ｙ）：０．０００１〜０．０１重量％、
白金（Ｐｔ）：０．０００２〜０．２重量％、ランタン
（Ｌａ）：０．０００１〜０．０１重量％を夫々含有
し、且つ銀（Ａｇ）又はパラジウム（Ｐｄ）の少なくと
も１種を０．０００２〜０．２重量％含有し、さらにベ
リリウム（Ｂｅ）：０．０００１〜０．００２重量％又
はカルシウム（Ｃａ）：０．０００１〜０．０１重量％
の少なくとも１種を含有させたことを特徴とするボンデ
ィング用金合金線。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09657394A JP3312348B2 (ja) | 1994-05-10 | 1994-05-10 | ボンディング用金合金線 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09657394A JP3312348B2 (ja) | 1994-05-10 | 1994-05-10 | ボンディング用金合金線 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07305126A true JPH07305126A (ja) | 1995-11-21 |
| JP3312348B2 JP3312348B2 (ja) | 2002-08-05 |
Family
ID=14168741
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09657394A Expired - Lifetime JP3312348B2 (ja) | 1994-05-10 | 1994-05-10 | ボンディング用金合金線 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3312348B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0822264A1 (en) * | 1996-07-31 | 1998-02-04 | Tanaka Denshi Kogyo Kabushiki Kaisha | Gold alloy wire for wedge bonding and use thereof for wedge bonding |
| KR20000049783A (ko) * | 2000-04-29 | 2000-08-05 | 고일억 | 반도체용 금의 극세선 및 타겟의 재료 제조방법 |
| JP2006351700A (ja) * | 2005-06-14 | 2006-12-28 | Mitsubishi Materials Corp | 高い初期接合性、高い接合信頼性、圧着ボールの高い真円性、高い直進性および高い耐樹脂流れ性を有するボンディングワイヤ用金合金線 |
-
1994
- 1994-05-10 JP JP09657394A patent/JP3312348B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0822264A1 (en) * | 1996-07-31 | 1998-02-04 | Tanaka Denshi Kogyo Kabushiki Kaisha | Gold alloy wire for wedge bonding and use thereof for wedge bonding |
| US5945065A (en) * | 1996-07-31 | 1999-08-31 | Tanaka Denshi Kogyo | Method for wedge bonding using a gold alloy wire |
| KR100294242B1 (ko) * | 1996-07-31 | 2001-11-14 | 다나까 세이이찌로 | 웨지본딩용금합금와이어및웨지본딩에서상기와이어의이용 |
| KR20000049783A (ko) * | 2000-04-29 | 2000-08-05 | 고일억 | 반도체용 금의 극세선 및 타겟의 재료 제조방법 |
| JP2006351700A (ja) * | 2005-06-14 | 2006-12-28 | Mitsubishi Materials Corp | 高い初期接合性、高い接合信頼性、圧着ボールの高い真円性、高い直進性および高い耐樹脂流れ性を有するボンディングワイヤ用金合金線 |
| JP4726205B2 (ja) * | 2005-06-14 | 2011-07-20 | 田中電子工業株式会社 | 高い初期接合性、高い接合信頼性、圧着ボールの高い真円性、高い直進性および高い耐樹脂流れ性を有するボンディングワイヤ用金合金線 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3312348B2 (ja) | 2002-08-05 |
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