JPH0745657A - ウェッジボンディング用ワイヤ - Google Patents
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- H01L2924/01079—Gold [Au]
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 チップに損傷を生じさせたりチップ電極との
接合性を低下させることなく、ボンディングの狭ピッチ
化および長距離化に充分対応することのできるウェッジ
ボンディング用ワイヤを提供する。 【構成】 断面の一方が接合用の金属もしくは合金、他
方がビッカース硬度100以上の合金からなる。
接合性を低下させることなく、ボンディングの狭ピッチ
化および長距離化に充分対応することのできるウェッジ
ボンディング用ワイヤを提供する。 【構成】 断面の一方が接合用の金属もしくは合金、他
方がビッカース硬度100以上の合金からなる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体素子のチップ電
極と外部リードをウェッジボンディング方式を用いて接
続するために使用されるワイヤに関する。
極と外部リードをウェッジボンディング方式を用いて接
続するために使用されるワイヤに関する。
【0002】
【従来の技術】IC、LSI等の半導体素子のチップ電
極と外部リードをウェッジボンディング方式を用いて接
続することが知られている。ウェッジボンディング方式
は、超音波を付加しながらワイヤにウェッジツールから
押圧力をかけることにより接合を行なうものである。こ
の際、従来使用されているワイヤ材は、Ge,Ag,C
a,Be,希土類元素等を合計100重量ppm含有さ
せた金合金、純度99.999重量%以上の銅およびS
i,Mgを0.5〜1重量%含有させたアルミニウム合
金等の金属もしくは合金であった。ところで、近年の半
導体デバイスの高集積度化に伴い、ワイヤボンディング
をより狭いピッチで、しかもより長い距離で行なう必要
が生じてきている。
極と外部リードをウェッジボンディング方式を用いて接
続することが知られている。ウェッジボンディング方式
は、超音波を付加しながらワイヤにウェッジツールから
押圧力をかけることにより接合を行なうものである。こ
の際、従来使用されているワイヤ材は、Ge,Ag,C
a,Be,希土類元素等を合計100重量ppm含有さ
せた金合金、純度99.999重量%以上の銅およびS
i,Mgを0.5〜1重量%含有させたアルミニウム合
金等の金属もしくは合金であった。ところで、近年の半
導体デバイスの高集積度化に伴い、ワイヤボンディング
をより狭いピッチで、しかもより長い距離で行なう必要
が生じてきている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ワ
イヤ材を用いて上記狭ピッチ化即ち細線化および長距離
化に対応しようとすると、ワイヤ変形によるワイヤショ
ートがおこり易い。一方、ワイヤ変形をおこし難くする
ために上記ワイヤ材を改良してその強度をより高くする
と、チップに割れなどの損傷を生じさせたり、チップ電
極との接合性を低下させるという問題が生じ易い。そこ
で、本発明は、上記問題点を解消し、チップに損傷を生
じさせたりチップ電極との接合性を低下させることな
く、ボンディングの狭ピッチ化および長距離化に充分対
応することのできるウェッジボンディング用ワイヤを提
供することを目的とする。
イヤ材を用いて上記狭ピッチ化即ち細線化および長距離
化に対応しようとすると、ワイヤ変形によるワイヤショ
ートがおこり易い。一方、ワイヤ変形をおこし難くする
ために上記ワイヤ材を改良してその強度をより高くする
と、チップに割れなどの損傷を生じさせたり、チップ電
極との接合性を低下させるという問題が生じ易い。そこ
で、本発明は、上記問題点を解消し、チップに損傷を生
じさせたりチップ電極との接合性を低下させることな
く、ボンディングの狭ピッチ化および長距離化に充分対
応することのできるウェッジボンディング用ワイヤを提
供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するものとして、断面の一方が接合用の金属もしくは
合金、他方がビッカース硬度100以上の合金からなる
ウェッジボンディング用ワイヤである。
成するものとして、断面の一方が接合用の金属もしくは
合金、他方がビッカース硬度100以上の合金からなる
ウェッジボンディング用ワイヤである。
【0005】
【作用】本発明のウェッジボンディング用ワイヤにおい
て、断面の一方である金属もしくは合金は、ウェッジボ
ンディング方式でチップ電極および外部リードと接合す
るためのものであり、前記公知の金系、銅系、アルミニ
ウム系など、(1)チップ電極材であるアルミニウム合
金や外部リードの銀めっき層との接合性が良好である、
(2)半導体デバイスの使用環境下で変質しない、
(3)電気伝導性が良好であるなどの条件を備えた金属
もしくは合金を使用することができる。このような金属
もしくは合金は、チップに損傷を生じさせたり、チップ
電極との接合性を低下させたりはしない。
て、断面の一方である金属もしくは合金は、ウェッジボ
ンディング方式でチップ電極および外部リードと接合す
るためのものであり、前記公知の金系、銅系、アルミニ
ウム系など、(1)チップ電極材であるアルミニウム合
金や外部リードの銀めっき層との接合性が良好である、
(2)半導体デバイスの使用環境下で変質しない、
(3)電気伝導性が良好であるなどの条件を備えた金属
もしくは合金を使用することができる。このような金属
もしくは合金は、チップに損傷を生じさせたり、チップ
電極との接合性を低下させたりはしない。
【0006】断面の他方であるビッカース硬度100以
上の合金は、半導体デバイス組立て中における本発明の
ウェッジボンディング用ワイヤのワイヤ変形を防止する
ためのものであり、Cu,Ni,Zn,Ag,白金族元
素などのうちの1種以上を含有させた金合金、Cr,Z
r,Mg,Sn,Ag,In,Zn,Fe,P,Ni,
Siなどのうちの1種以上を含有させた銅合金、Cu,
Mg,Zn,Si,Cr,Zr,Ni,Mnなどのうち
の1種以上を含有させたアルミニウム合金など、(1)
半導体デバイス組立て中ビッカース硬度100以上を維
持する、(2)半導体デバイスの使用環境下で変質しな
い、(3)電気伝導性が良好であるなどの条件を備えた
ものを使用することができる。これらの合金のビッカー
ス硬度が100未満では、上記ワイヤ変形を防止する作
用が充分でないため、100以上であることが必要であ
る。このような合金は、本発明のウェッジボンディング
用ワイヤにボンディングの狭ピッチ化および長距離化に
充分対応させる。
上の合金は、半導体デバイス組立て中における本発明の
ウェッジボンディング用ワイヤのワイヤ変形を防止する
ためのものであり、Cu,Ni,Zn,Ag,白金族元
素などのうちの1種以上を含有させた金合金、Cr,Z
r,Mg,Sn,Ag,In,Zn,Fe,P,Ni,
Siなどのうちの1種以上を含有させた銅合金、Cu,
Mg,Zn,Si,Cr,Zr,Ni,Mnなどのうち
の1種以上を含有させたアルミニウム合金など、(1)
半導体デバイス組立て中ビッカース硬度100以上を維
持する、(2)半導体デバイスの使用環境下で変質しな
い、(3)電気伝導性が良好であるなどの条件を備えた
ものを使用することができる。これらの合金のビッカー
ス硬度が100未満では、上記ワイヤ変形を防止する作
用が充分でないため、100以上であることが必要であ
る。このような合金は、本発明のウェッジボンディング
用ワイヤにボンディングの狭ピッチ化および長距離化に
充分対応させる。
【0007】接合用の金属もしくは合金の断面占有率
は、20%未満では、他方のビッカース硬度100以上
の合金の影響が大きくなって、チップに損傷を生じ易く
なり、一方、70%を超えると、接合用の金属もしくは
合金の影響が大きくなって前記ワイヤ変形を防止し難く
なるので、20〜70%が好ましい。
は、20%未満では、他方のビッカース硬度100以上
の合金の影響が大きくなって、チップに損傷を生じ易く
なり、一方、70%を超えると、接合用の金属もしくは
合金の影響が大きくなって前記ワイヤ変形を防止し難く
なるので、20〜70%が好ましい。
【0008】本発明のウェッジボンディング用ワイヤを
製造するには、(1)接合用の金属もしくは合金とビッ
カース硬度100以上の合金との2種類の板を冷間圧接
し、得た圧接板からビレットを削り出した後、そのビレ
ットを伸線する、(2)半円柱状の接合用の金属もしく
は合金と半円柱状のビッカース硬度100以上の合金と
を平面を合わせて熱間押出しして素線を作製した後、そ
の素線を伸線する、(3)鋳型に、まず接合用の金属も
しくは合金を鋳造し、次に、その上にビッカース硬度1
00以上の合金を鋳造し、複合鋳塊ビレットを作製した
後、そのビレットを伸線するなどの方法を、所定のビッ
カース硬度、断面占有率、線径などを得るために必要に
より伸線中や伸線後、適宜熱処理を施す工程を加えなが
ら採用すればよい。
製造するには、(1)接合用の金属もしくは合金とビッ
カース硬度100以上の合金との2種類の板を冷間圧接
し、得た圧接板からビレットを削り出した後、そのビレ
ットを伸線する、(2)半円柱状の接合用の金属もしく
は合金と半円柱状のビッカース硬度100以上の合金と
を平面を合わせて熱間押出しして素線を作製した後、そ
の素線を伸線する、(3)鋳型に、まず接合用の金属も
しくは合金を鋳造し、次に、その上にビッカース硬度1
00以上の合金を鋳造し、複合鋳塊ビレットを作製した
後、そのビレットを伸線するなどの方法を、所定のビッ
カース硬度、断面占有率、線径などを得るために必要に
より伸線中や伸線後、適宜熱処理を施す工程を加えなが
ら採用すればよい。
【0009】
実施例1,2,3 純度99.999重量%の高純度金、電気銀および電気
銅を配合し大気中高周波溶解および鋳造して、銀を20
重量%、銅を20重量%含有する金合金鋳塊(ワイヤ変
形防止用)と、純度99.999重量%の高純度金およ
び該高純度金にCaを1重量%添加した金母合金を配合
し上記と同様に溶解鋳造して、Caを0.0005重量
%含有する金合金鋳塊(接合用)とを得た。次に、これ
らの鋳塊に夫々圧延、焼きなましを行ない、クラッド化
して上記合金2層からなる厚み3mmの板材を得た。更
に、上記板材を短冊状に切断し、これに伸線と熱処理を
繰返して直径20μm、Au−Ca合金の断面占有率が
相違する3種のワイヤとした。
銅を配合し大気中高周波溶解および鋳造して、銀を20
重量%、銅を20重量%含有する金合金鋳塊(ワイヤ変
形防止用)と、純度99.999重量%の高純度金およ
び該高純度金にCaを1重量%添加した金母合金を配合
し上記と同様に溶解鋳造して、Caを0.0005重量
%含有する金合金鋳塊(接合用)とを得た。次に、これ
らの鋳塊に夫々圧延、焼きなましを行ない、クラッド化
して上記合金2層からなる厚み3mmの板材を得た。更
に、上記板材を短冊状に切断し、これに伸線と熱処理を
繰返して直径20μm、Au−Ca合金の断面占有率が
相違する3種のワイヤとした。
【0010】得られたワイヤを構成する接合用合金層の
断面占有率とワイヤ変形防止用合金層の硬度を測定し
た。また、ワイヤの評価は、接合性として、チップ電極
とウェッジボンディングされたワイヤ接合部にチップ電
極面と平行に加えたシェア荷重の最大値およびこのワイ
ヤ接合部を200℃で100時間加熱した後、上記の同
様に加えたシェア荷重の最大値を測定することにより行
なった。また、変形性として、引張り強度およびチップ
電極と外部リードとを5mm長の直線状にウェッジボン
ディングした半導体素子に45°の方向からエポキシ樹
脂モールディングを施して生じる流れの最大量(モール
ディング前の直線からの距離)をX線写真により測定す
ることにより行なった。
断面占有率とワイヤ変形防止用合金層の硬度を測定し
た。また、ワイヤの評価は、接合性として、チップ電極
とウェッジボンディングされたワイヤ接合部にチップ電
極面と平行に加えたシェア荷重の最大値およびこのワイ
ヤ接合部を200℃で100時間加熱した後、上記の同
様に加えたシェア荷重の最大値を測定することにより行
なった。また、変形性として、引張り強度およびチップ
電極と外部リードとを5mm長の直線状にウェッジボン
ディングした半導体素子に45°の方向からエポキシ樹
脂モールディングを施して生じる流れの最大量(モール
ディング前の直線からの距離)をX線写真により測定す
ることにより行なった。
【0011】実施例4 ワイヤ変形防止用として、クロムを0.25重量%含有
する銅合金鋳塊、接合用として、ベリリウムを0.00
05重量%含有する金合金鋳塊を得た以外は、実施例1
と同様に試験した。
する銅合金鋳塊、接合用として、ベリリウムを0.00
05重量%含有する金合金鋳塊を得た以外は、実施例1
と同様に試験した。
【0012】実施例5 ワイヤ変形防止用として、銅を0.45重量%、ケイ素
を0.1重量%含有するアルミニウム合金鋳塊、接合用
として、ケイ素を1重量%含有するアルミニウム合金鋳
塊を得た以外は、実施例1と同様に試験した。
を0.1重量%含有するアルミニウム合金鋳塊、接合用
として、ケイ素を1重量%含有するアルミニウム合金鋳
塊を得た以外は、実施例1と同様に試験した。
【0013】実施例6 接合用として、純度99.99重量%の高純度アルミニ
ウムを使用した以外は、実施例4と同様に試験した。
ウムを使用した以外は、実施例4と同様に試験した。
【0014】比較例1 ワイヤ変形防止用としての金合金鋳塊を用いず、クラッ
ド化することなく1層からなるワイヤとした以外は、実
施例1と同様に試験した。
ド化することなく1層からなるワイヤとした以外は、実
施例1と同様に試験した。
【0015】比較例2 ワイヤ変形防止用としてのアルミニウム合金鋳塊を用い
ず、クラッド化することなく1層からなるワイヤとした
以外は、実施例5と同様に試験した。
ず、クラッド化することなく1層からなるワイヤとした
以外は、実施例5と同様に試験した。
【0016】比較例3 接合用としての金合金鋳塊を用いず、クラッド化するこ
となく1層からなるワイヤとした以外は、実施例1と同
様に試験した。以上の結果を表1に示す。
となく1層からなるワイヤとした以外は、実施例1と同
様に試験した。以上の結果を表1に示す。
【0017】
【表1】
【0018】
【発明の効果】以上から明らかなように、本発明は、チ
ップに損傷を生じさせたりチップ電極との接合性を低下
させることなく、ボンディングの狭ピッチ化および長距
離化に充分対応するウェッジボンディング用ワイヤを提
供することができる。
ップに損傷を生じさせたりチップ電極との接合性を低下
させることなく、ボンディングの狭ピッチ化および長距
離化に充分対応するウェッジボンディング用ワイヤを提
供することができる。
Claims (2)
- 【請求項1】 断面の一方が接合用の金属もしくは合
金、他方がビッカース硬度100以上の合金からなるウ
ェッジボンディング用ワイヤ。 - 【請求項2】 接合用の金属もしくは合金の断面占有率
が20〜70%である請求項1記載のウェッジボンディ
ング用ワイヤ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5204428A JPH0745657A (ja) | 1993-07-28 | 1993-07-28 | ウェッジボンディング用ワイヤ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5204428A JPH0745657A (ja) | 1993-07-28 | 1993-07-28 | ウェッジボンディング用ワイヤ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0745657A true JPH0745657A (ja) | 1995-02-14 |
Family
ID=16490379
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5204428A Pending JPH0745657A (ja) | 1993-07-28 | 1993-07-28 | ウェッジボンディング用ワイヤ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0745657A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5945065A (en) * | 1996-07-31 | 1999-08-31 | Tanaka Denshi Kogyo | Method for wedge bonding using a gold alloy wire |
US6927950B2 (en) * | 2001-08-24 | 2005-08-09 | Tdk Corporation | Thin-film magnetic head and method of manufacturing same, head gimbal assembly, and hard disk drive |
-
1993
- 1993-07-28 JP JP5204428A patent/JPH0745657A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5945065A (en) * | 1996-07-31 | 1999-08-31 | Tanaka Denshi Kogyo | Method for wedge bonding using a gold alloy wire |
US6927950B2 (en) * | 2001-08-24 | 2005-08-09 | Tdk Corporation | Thin-film magnetic head and method of manufacturing same, head gimbal assembly, and hard disk drive |
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