JPS58154242A - 半導体素子ボンデイング用金合金細線 - Google Patents

半導体素子ボンデイング用金合金細線

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JPS58154242A JP57037580A JP3758082A JPS58154242A JP S58154242 A JPS58154242 A JP S58154242A JP 57037580 A JP57037580 A JP 57037580A JP 3758082 A JP3758082 A JP 3758082A JP S58154242 A JPS58154242 A JP S58154242A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、常温および高温において高い引張強度を示
し、特に半導体装置の製造に際して、半導体素子とリー
ドフレームのポンディング（結線）に用いた場合に強固
な接合強度を示すと共に、変形ループの発生もない金合
金細線に関するものである。
従来、一般にＩＣやＬＳＩなどの半導体装置は、（ａ）
まず、リード素材として、板厚：０１〜０３ａｍを有す
るＣｕおよびＣｕ合金あるいはＮ１およびＮ１合金製条
材を用意し、 （ｂ）ついで、上記リード素材よりプレス打抜き加工に
より製造せんとする半導体装置の形状に適合したリード
フレームを形成し、 （Ｃ）上記リードフレームの所定個所に高純度Ｓ１゜る
いはＧｅなどの半導体素子を、Ａｇペーストなどの導電
性樹脂を用いて加熱接着するか、あるいは予め上記リー
ド素材の片面にメッキしておいたＡｕ。
Ａｇ、Ｎｉ、６るいはこれらの合金のメッキ層を介して
加熱圧着するかし、 （ｄ）上記半導体素子と上記リードフレームとに渡って
金線によるポンディング（結線）を施し、（ｅ）引続い
て、上記半導体素子、結線、および半導体素子が接着さ
れた部分のリードフレームを、これらを保護する目的で
、プラスチックでバックし、 （ｆ）上記リードフレームにおける相互に連なる部分を
切除してリード材とし。
（ｇ）最終的に、上記リード材の脚部に、半導体装置の
基板への接続を可能とするために、はんだ材を被覆溶着
する、以上（ａ）〜頓の主要工程によって製造されてい
る。
さらに、上記半導体装置の製造工程における上記（ｄ）
工程について詳述すれば、半導体素子とリードフレーム
との金線によるボンディングは、金線を酸水素炎または
電気的に溶断し、その際にできる先端部の金ポール部を
押し潰して１５０〜３００℃の加熱状態におかれている
半導体素子とリードフレームに手動式あるいは自動式の
ボンディングマシンを用いて熱圧着することにより行な
われている。
一方近年のボンディング技術の向上に伴う高速：１ 変化、集積度の高密化、さらに経済性などの面から、こ
れに使用される金線にも細線化および高強度化が要求さ
れるようになっている。
しかし、現在実用に供されている金線（純金線）では、
これを直径：０．０５ｉ、φ以下の細線とした場合、常
温および高温引張強さが比較的低いために、線引加工中
あるいはボンディング中によく断線を起し、またボンデ
ィングに際しては、軟化温度が低いために、金線溶断時
に再結晶による結晶粒の粗大化を起して金線自体が脆く
なるばかりでなく、１５０〜３００℃の温度で熱圧着す
るために、ボンディング金線が軟化し、この結果半導体
素子とリードフレームを接続するボンディング金線のル
ープ形状にたるみを生じて変形し、ショートの原因とな
シ、さらに半導体素子およびリードフレームに対する接
合強度も不十分なものであるためボンディング不良を生
じるなどの問題点の発生があり、したがって上記の要望
を満足することができないのが現状である。
この発明は、上詰のようなボンディング用純金線のもつ
問題点を解決し、もって直径゛Ｏ０５關φ以下の細線と
した場合にも、線引加工中あるいはボンディング中に断
線のない高い常温および高温引張強さを有すると共に、
ボンディング時には再結晶による結晶粒の粗大化に原因
する脆化や、変形ループの発生がない高い軟化温度を有
し、さらにボンディング時の接合強度が高い金合金細線
を提供するもので、前記金合金細線を、重量％で、Ｌａ
、　Ｃｅ、　Ｐｒ、　Ｎｄ、およびＳｍからなるセリウ
ム族希土類元素のうちの１種または２種以上：０．００
０３〜００１０％を含有し、さらにＧｅ、Ｂｅ、および
Ｃａのうちの１種または２種以上：　Ｏ，ＯＯ０１〜０
．００６０チを含有し、残りがＡｕと不可避不純物から
なる組成で構成した点に特徴を有するものである。
つぎに、この発明の金合金細線の成分組成を上記の通り
に限定した理由を説明する。
（ａ）　　セリウム族希土類元素 これらの成分には、細線の常温および高温引張強さを向
上させる均等的作用があるが、その含有量がＯ，ＯＯＯ
３％未満では、所望の高い常温および高温引張強さを確
保することができず、一方０．０１０チを越えて含有さ
せると脆化がみられるようになって線引加工性などが劣
化するようになることか５− ら、その含有量をＯ，ＯＯＯ３〜０．０１０％と定めた
１゜（ｂ）　Ｇｅ、　Ｂｅ、およびＣａ これらの成分には、セリウム族希土類元素との共存にお
いて、細線の軟化温度を高め、もってボンディング時の
細線自体の脆化並びに変形ループの発生を抑制すると共
に、ボンディングの接合強度を高め、さらに常温および
高温引張強さを一段と高める均等的作用があるが、その
含有量が０．０００１チ未満では前記作用に所望の効果
が得られず、一方０．　ＯＯ６０％を越えて含有させる
と、脆化して線引加工性などが劣化するようになるばか
シでなく、ボンディング時の加熱温度で結晶粒界破断を
起し易くなることから、その含有量を０．０００１〜０
．００６０チと定めた。
ついで、この発明の金合金細線を実施例によシ具体的に
説明する。
実施例 通常の溶解法によシそれぞれ第１表に示される成分組成
をもった金合金溶湯を調製し、鋳造した後、公知の溝型
圧延機を用いて圧延し、引続いて６− 線引加工を行なうことによって、直径：０．０２５ｊ１
１１φを有する本発明金合金細線１〜６４をそれぞれ製
造した。
つぎに、この結果得られた本発明金合金細線１〜６４に
ついて、常温引張試験、および半導体素子のポンディン
グ時にさらされる条件に相当する温度：２５０℃、保持
時間＝３０秒の条件での高温引張試験を行ない、その試
験結果を第１表に示した。
また、上記本発明金合金細線１〜６４を用いて、ポンデ
ィングマシンにて半導体素子とリードフレームとのポン
ディングを行ない、ポンディング後の接合強度を測定す
ると共に、変形ループの発生の有無を観察した。これら
の結果も第１表に示した。なお、第１表には比較の目的
で同径の純金線の同一条件での試験結果も示した。
第１表に示される結果から、本発明金合金細線、１１ １〜６４は、いずれも純金細線に比して一段と高い常温
および高温引張強さを示し、さらにポンディング後の接
合強度も著しく高いものになっておである。
上述のように、この発明の金合金細線は、きわめて高い
常温および高温引張強さを有しているので、直径：０．
０５ｍ１！φ以下への細線への線引加工中、あるいはポ
ンディング中に切断することがなく、また高い軟化温度
を有しているので、ボンディング時の結晶粒粗大化に原
因する脆化や変形ループの発生もなく、さらにボンディ
ング時に強固な接合強度が確保できるなど工業上有用な
特性を有し、かつポンディングの高速化および集積度の
高密化を可能とするものである。
出願人　　三菱金属株式会社 代理人　　富　　１）　和　　夫 眠 ｈ′、。
昭和５７年１１月１日 特許庁長官　　若　杉　和　夫　　　　殿１、事件の表
示 特願昭５７−３７５８０　　号 ２、発明の名称 半導体素子ポンディング用金合金細線 ３、補正をする者 ４、代　理　人 ７、補正の内容　　別紙の通り （１）　　明細書、第７，８頁、発明の詳細な説明の項
、第１表の１，２を別紙の通りに訂正する。
■　明細書、第９頁、発明の詳細な説明の項、■　第２
行、 ■　第５行、 ■　第１０行、 ■　下から３行（以上４ケ所） 「６４」とある金、 「７５」と訂正する。
以上 ｉ−

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. Ｌａ、　Ｃｅ、　Ｐｒ、　Ｎｄ、　およびＳｍからなる
    セリウム族希土類元素のうちの１種または２種以上：Ｏ
    ，０Ｏ０３〜００１０％を含有し、さらにＧｅ、Ｂｅ、
    　　およびＣａのうちの１種または２種以上：Ｏ，０Ｏ
    Ｏ１〜Ｏ，ＯＯ６０チを含有し、残りがＡｕと不可避不
    純物からなる組成（以上重量％）を有することを特徴と
    する半導体素子ポンディング用金合金細線。
JP57037580A 1981-12-04 1982-03-10 半導体素子ボンデイング用金合金細線 Granted JPS58154242A (ja)

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