JPH1145901A - ボンディングワイヤ - Google Patents

ボンディングワイヤ

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JPH1145901A
JPH1145901A JP9199514A JP19951497A JPH1145901A JP H1145901 A JPH1145901 A JP H1145901A JP 9199514 A JP9199514 A JP 9199514A JP 19951497 A JP19951497 A JP 19951497A JP H1145901 A JPH1145901 A JP H1145901A
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bonding wire
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寿一 清水
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【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。 【解決手段】 ボンディングワイヤの組成をＡｇを１９
〜４０％、Ｙ，Ｌａ，Ｃｅ、Ｅｕ、Ｓｒの内の１種以上
を合計量で０．０００１〜０．０１％、残部をＡｕ及び
不可避不純物とする。あるいは、前記組成に更にＰｔ、
Ｒｕ、Ｏｓ、Ｒｈ、Ｉｒの内の１種以上を合計量で０．
１〜５％含有させたもの、Ｂｅ、Ｃａ、Ｉｎ、Ｇｅ、Ｓ
ｎの内の１種以上を合計量で０．０００１〜０．０１％
含有させたもの、又はＣｕ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｒｈ、
Ｉｒの内の１種以上を合計量で０．１〜５%及びＢｅ、
Ｃａ、Ｉｎ、Ｇｅ、Ｓｎの内の１種以上を合計量で０．
０００１〜０．０１％、を含有させたものを用いる。

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。
これらの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
要求される。そのため、Ａｌ，Ａｕ，Ｃｕ等の純金属も
しくはその合金を用いてボンディングワイヤが製造され
てきている。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。
【０００３】従来より用いられているＡｕ系ワイヤの多
くは９９．９９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った。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で、かつ長い距離でワイ
ヤボンディングを行う必要性が増してきた。
【０００４】しかしながら、従来のボンディングワイヤ
はこのためにはワイヤ強度が十分でなく、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った。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、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】上記課題を達成するため
の本発明のボンディングワイヤの第一の態様は、Ａｇが
１９〜４０％、Ｙ，Ｌａ，Ｃｅ、Ｅｕ、Ｓｒ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る。そして、第二の
態様はＡｇが１９〜４０％、Ｙ，Ｌａ，Ｃｅ、Ｅｕ、Ｓ
ｒ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る。また、第三の態様はＡｇ
が１９〜４０％、Ｙ，Ｌａ，Ｃｅ、Ｅｕ、Ｓｒの内の１
種以上が合計量で０．０００１〜０．０１％、さらにＢ
ｅ、Ｃａ、Ｉｎ、Ｇｅ、Ｓｎ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る。さらに第四の態様はＡｇが１９
〜４０%、Ｙ，Ｌａ，Ｃｅ、Ｅｕ、Ｓｒの内の１種以上
が合計量で０．０００１〜０．０１％、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｒ
ｕ、Ｏｓ、Ｒｈ、Ｉｒの内の１種以上が合計量で０．１
〜５%、さらにＢｅ、Ｃａ、Ｉｎ、Ｇｅ、Ｓｎの内の１
種以上が合計量で０．０００１〜０．０１％、残部がＡ
ｕ及び不可避不純物からなるものである。
【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はワイヤ強度を向上させる元素であ
り、Ｙ，Ｌａ，Ｃｅ、Ｅｕ、Ｓｒはワイヤに必須な耐熱
性を付与する元素である。ＡｇとこれらＹ等の元素の１
種以上を共存させることによって、必要なワイヤ強度を
得ることが可能となる。また、Ｙ等の元素にはワイヤの
ループ高さを低くして、樹脂封入時のワイヤの変形を起
こりにくくする効果も有する。
【０００９】Ａｇの濃度を１９〜４０％としたのは、１
９％未満では強度向上の効果が不十分であり、逆に４０
％を超すとワイヤ硬度が高くなりすぎて、ワイヤボンデ
ィング時に半導体チップへダメージを与えるようになる
からである。
【００１０】Ｙ，Ｌａ，Ｃｅ、Ｅｕ、Ｓｒの内の１種以
上の含有量を、合計量で０．０００１〜０．０１％とし
たのは、０．０００１％未満では添加による特性向上効
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。
【００１１】第二、四の態様におけるＣｕ、Ｐｔ、Ｒ
ｕ、Ｏｓ、Ｒｈ、Ｉｒはワイヤ強度をさらに向上させる
元素である。Ｃｕ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｒｈ、Ｉｒの内
の１種以上の含有量を、合計量で０．１〜５%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。
【００１２】第三、四の発明におけるＢｅ、Ｃａ、Ｉ
ｎ、Ｇｅ、Ｓｎはワイヤのループ形状を安定化する効果
を有する元素である。Ｂｅ、Ｃａ、Ｉｎ、Ｇｅ、Ｓｎの
内の１種以上の含有量を合計量で０．０００１〜０．０
１％としたのは、０．０００１％未満では添加による特
性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。
【００１３】
【実施例】次に実施例を用いて本発明をさらに説明す
る。
【００１４】（実施例１〜１６）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。
【００１５】 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
の合金線とした。この合金線を熱処理して特性を調整
し、試料とした。
【００１６】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。
【００１７】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
張り試験を実施することにより評価した。
【００１８】また、保管時のボンディング接合信頼性の
確認として、上記と同様な方法によりボンディングした
ワイヤーについて、２００℃で１００時間保持した後に
引張り試験を実施した。引張り試験については、破断が
ワイヤの部分で起こった場合を良、破断が接合部で起こ
ったり半導体チップにクラックが発生した場合を不良と
判定した。
【００１９】ワイヤボンディングによる樹脂の封入抵抗
によるワイヤ変形については、上記と同様な方法で５ｍ
ｍ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／ｃｍ2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。
【００２０】表２に上記評価の結果を示した。
【００２１】 表２において、直後とはボンディング直後のことであ
り、保管後とは２００℃に１００時間保持後のことであ
る。
【００２２】（比較例１〜４）市販材（比較例４）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。
【００２３】 表４において、直後とはボンディング直後のことであ
り、保管後とは２００℃に１００時間保持後のことであ
る。
【００２４】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
と接合性にも問題の無いことがわかる。
【００２５】
【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
良が起こりにくい、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１９〜４０％、Ｙ，Ｌａ，Ｃ
    ｅ、Ｅｕ、Ｓｒ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。
  2. 【請求項２】 Ａｇが１９〜４０％、Ｙ，Ｌａ，Ｃ
    ｅ、Ｅｕ、Ｓｒ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種以上が合計量で０．１〜５％、残部がＡ
    ｕ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１９〜４０％、Ｙ，Ｌａ，Ｃ
    ｅ、Ｅｕ、Ｓｒの内の１種以上が合計量で０．０００１
    〜０．０１％、さらにＢｅ、Ｃａ、Ｉｎ、Ｇｅ、Ｓｎ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。
  4. 【請求項４】 Ａｇが１９〜４０%、Ｙ，Ｌａ，Ｃ
    ｅ、Ｅｕ、Ｓｒの内の１種以上が合計量で０．０００１
    〜０．０１％、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｒｈ、Ｉｒの
    内の１種以上が合計量で０．１〜５%、さらにＢｅ、Ｃ
    ａ、Ｉｎ、Ｇｅ、Ｓｎ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
    なることを特徴とするボンディングワイヤ。
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