JPH1145900A - ボンディングワイヤ - Google Patents

ボンディングワイヤ

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JPH1145900A
JPH1145900A JP9199513A JP19951397A JPH1145900A JP H1145900 A JPH1145900 A JP H1145900A JP 9199513 A JP9199513 A JP 9199513A JP 19951397 A JP19951397 A JP 19951397A JP H1145900 A JPH1145900 A JP H1145900A
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JP
Japan
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wire
bonding wire
bonding
unavoidable impurities
configuration
Prior art date
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JP9199513A
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Juichi Shimizu
寿一 清水
Hideto Yoshida
秀人 吉田
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Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 多ピン半導体デバイス用として好適な高
強度ボンディングワイヤを提供することを課題とする。 【解決手段】 本発明のボンディングワイヤの第一の態
様は、Ａｇが１〜１８重量%（以下％と記す）、残部が
Ａｕ及び不可避不純物からなるものであり、第二の態様
はＡｇが１〜１８%、Ｃａ，Ｓｒ ，Ｙ，Ｌａ，Ｃｅ、Ｅ
ｕ、Ｂｅ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｉｎの内の１種以上が合計量で
０．０００１〜０．０１％、残部がＡｕ及び不可避不純
物からなるものであり、第三の態様はＡｇが１〜１８
%、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｒｈ、Ｉｒの内の１種以
上が合計量で０．１〜５%、残部がＡｕ及び不可避不純
物からなるものであり、第四の態様はＡｇが１〜１８
%、Ｃａ，Ｓｒ ，Ｙ，Ｌａ，Ｃｅ、Ｅｕ、Ｂｅ、Ｇｅ、
Ｓｎ、Ｉｎの内の１種以上が合計量で０．０００１〜
０．０１％、さらにＣｕ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｒｈ、Ｉ
ｒの内の１種以上が合計で０．１〜５%、残部がＡｕ及
び不可避不純物であるボンディングワイヤである。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体素子上の電極
と外部リードとを接続するために用いるボンディングワ
イヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】ＩＣ，ＬＳＩなどの半導体素子（チッ
プ）の電極と外部リードとを接続するため直径０．０２
〜０．１ｍｍのボンディングワイヤが用いられている。
ボンディングワイヤには良好な導電性、チップや外部リ
ードとの接合性、使用雰囲気中での耐環境性が要求さ
れ、そのためボンディングワイヤとしてはＡｌ，Ａｕ，
Ｃｕ等の純金属もしくはその合金が用いられている。
【０００３】近年では低コスト化という観点から樹脂を
用いた半導体パッケージが多用されてきており、そのた
め耐環境性に優れるＡｕ系ワイヤが最も多く用いられて
いる。従来より用いられているＡｕ系ワイヤの多くは９
９．９９重量％（以下単に％と記す）以上の純度を有す
る軟質のものである。
【０００４】最近の半導体デバイスの発展はパッケージ
の多ピン化をもたらし、その結果としてより細いワイヤ
を狭いピッチや長い距離でのワイヤボンディングを行う
必要性が増してきた。しかしながら、従来のボンディン
グワイヤではこの目的に対してはワイヤ強度が弱いため
に、樹脂封入を始めとする半導体デバイス組み立て工程
中においてワイヤの変形不良が頻発化し、半導体デバイ
スの組み立て収率が大幅に低下するという問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、かか
る点に鑑み、多ピン半導体デバイス用として好適な高強
度ボンディングワイヤを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のボンディングワイヤの第一の態様は、Ａ
ｇが１〜１８重量%（以下％と記す）、残部がＡｕ及び
不可避不純物からなるものであり、第二の態様はＡｇが
１〜１８%、Ｃａ，Ｓｒ ，Ｙ，Ｌａ，Ｃｅ、Ｅｕ、Ｂ
ｅ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｉｎの内の１種以上が合計量で０．０
００１〜０．０１％、残部がＡｕ及び不可避不純物から
なるものであり、第三の態様はＡｇが１〜１８%、Ｃ
ｕ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｒｈ、Ｉｒの内の１種以上が合
計量で０．１〜５%、残部がＡｕ及び不可避不純物から
なるものであり、第四の態様はＡｇが１〜１８%、Ｃ
ａ，Ｓｒ ，Ｙ，Ｌａ，Ｃｅ、Ｅｕ、Ｂｅ、Ｇｅ、Ｓ
ｎ、Ｉｎの内の１種以上が合計量で０．０００１〜０．
０１％、さらにＣｕ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｒｈ、Ｉｒの
内の１種以上が合計で０．１〜５%、残部がＡｕ及び不
可避不純物であるボンディングワイヤである。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下に本発明について詳細に説明
する。
【０００８】Ａｇは金に固溶することによりワイヤ強度
を向上させる元素である。Ａｇの濃度を１〜１８％とし
たのは、１％未満では強度向上の効果が不十分であり、
逆に１８％を超すと導電性が低下するだけでなく、耐食
性が低下して半導体の耐環境信頼性が低下するからであ
る。
【０００９】第二、第四の態様におけるＣａ，Ｓｒ ，
Ｙ，Ｌａ，Ｃｅ、Ｅｕ、Ｂｅ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｉｎはワイ
ヤの耐熱性やルーピング性を向上するための添加元素で
あり、 Ｃａ，Ｓｒ ，Ｙ，Ｌａ，Ｃｅ、Ｅｕ、Ｂｅ、Ｇ
ｅ、Ｓｎ、Ｉｎの１種以上を合計量で０．０００１〜
０．０１％添加するとしたのは、０．０００１％未満で
は添加による耐熱性の向上効果が不十分であり、逆に
０．０１％を超えると接合性の低下が起こるからであ
る。
【００１０】また、第三、四の態様におけるＣｕ、Ｐ
ｔ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｒｈ、Ｉｒはワイヤ強度をさらに向上
させる元素であり、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｒｈ、Ｉ
ｒの内の１種以上を合計量で０．１〜５%添加するとし
たのは、０．１％未満では添加効果が不十分であり、逆
に５％を超えるとワイヤの加工性が低下して細線化する
のに多大な工数が必要となるからである。
【００１１】
【実施例】次に実施例を用いて本発明をさらに説明す
る。
【００１２】（実施例１〜１７）純度９９．９９９％の
金、９９．９９％のＡｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｒ
ｈ、Ｉｒ、及び所定の添加元素を１％含む金母合金を用
いて、表１に示す組成の金合金を溶解鋳造した。
【００１３】 得られた鋳塊は溝ロール加工得られた鋳塊は溝ロール加
工を施した後に、ダイヤモンドダイスを用いた伸線加工
を行って直径０．０２５ｍｍの合金線を得た。得られた
合金線は熱処理を施すことによって特性を調整して試料
とした。
【００１４】このように作製された試料の評価として、
ワイヤ強度は引張り試験により求めた。導電性について
は、直流４端子法によって比抵抗を求めた。
【００１５】ボンディング接合性すなわちボンディング
ワイヤと半導体素子の電極及び外部リードとの接合性
は、ステージ温度２５０℃で超音波熱圧着方式によりボ
ンディングしたワイヤについて、フックを引っかけて引
張り試験を実施した場合に、破断がワイヤの部分で起こ
った場合を良、接合部で破断した場合を不良と評価し
た。
【００１６】樹脂の封入抵抗によるワイヤ変形について
は、上記と同様な方法で５ｍｍの間隔にワイヤボンディ
ングした試料について、モールド機（トランスファーモ
ールド型）によりエポキシ樹脂（住友ベークライト製、
EME-6300）を金型温度１８０℃、射出圧１００Ｋｇ／ｃ
ｍ2の条件でモールドした時のワイヤの流れ量をＸ線透
過装置により撮影したＸ線写真から求め、その値で評価
した。
【００１７】ボンディング接合部の耐環境信頼性につい
ては、上記と同様な方法でワイヤボンディングと樹脂封
入した試料について、１７５℃の電気炉中に２００時間
保持した場合のワイヤ接合部の電気抵抗値を測定し、保
持前に比較して電気抵抗値の変化が認められなかった場
合を良、電気抵抗値の増加が起こった場合を不良と評価
した。
【００１８】表２に上記評価の結果を示した。
【００１９】 （比較例１〜３）市販材（比較例３）と比較材を用いた
以外は実施例と同様にして評価した。表３に金合金の組
成、表４に特性を示した。
【００２０】 第２，４表において明らかなように、本発明によるボン
ディングワイヤは、市販品に比較して強度が高く、ワイ
ヤ流れ量が小さい。また、比較材と比べるとボンディン
グ接合部分の耐環境性が良好であり、接合性にも問題の
無いことがわかる。
【００２１】
【発明の効果】以上から明らかなように、本発明によ
り、半導体デバイス組み立て時におけるワイヤの変形不
良が起こりにくく、かつ接合信頼性も良好である多ピン
半導体デバイス用として好適なボンディングワイヤを提
供することができる。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 Ａｇが１〜１８重量%（以下％と記
    す）、残部がＡｕ及び不可避不純物からなるものである
    ことを特徴とするボンディングワイヤ。
  2. 【請求項２】 Ａｇが１〜１８%、Ｃａ，Ｓｒ ，Ｙ，
    Ｌａ，Ｃｅ、Ｅｕ、Ｂｅ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｉｎの内の１種
    以上が合計量で０．０００１〜０．０１％、残部がＡｕ
    及び不可避不純物からなることを特徴とするボンディン
    グワイヤ。
  3. 【請求項３】 Ａｇが１〜１８%、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｒ
    ｕ、Ｏｓ、Ｒｈ、Ｉｒの内の１種以上が合計量で０．１
    〜５%、残部がＡｕ及び不可避不純物からなることを特
    徴とするボンディングワイヤ。
  4. 【請求項４】 Ａｇが１〜１８%、Ｃａ，Ｓｒ ，Ｙ，
    Ｌａ，Ｃｅ、Ｅｕ、Ｂｅ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｉｎの内の１種
    以上が合計量で０．０００１〜０．０１％、さらにＣ
    ｕ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｒｈ、Ｉｒの内の１種以上が合
    計で０．１〜５%、残部がＡｕ及び不可避不純物である
    ことを特徴とするボンディングワイヤ。
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