JPS61113740A - 半導体素子のボンデイング用銅線 - Google Patents
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- H01L2924/012—Semiconductor purity grades
- H01L2924/01205—5N purity grades, i.e. 99.999%
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- Computer Hardware Design (AREA)
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- Power Engineering (AREA)
- Wire Bonding (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は半導体のチップ電橿と外部リード部とを接続す
るために使用するワイヤボンディング用銅線に関する。
るために使用するワイヤボンディング用銅線に関する。
〈従来の技術〉
従来、ボンディング用線として、もっばら金(Au )
線あるいはアルミニュムl)線が使用されているが、最
近、金線の代替として経済性に有利な銅線の使用が検討
されているも未だ実用段階に至っていない。
線あるいはアルミニュムl)線が使用されているが、最
近、金線の代替として経済性に有利な銅線の使用が検討
されているも未だ実用段階に至っていない。
一般にボンディング用線に要求される要素として、■引
張り強さが大きいこと、■高温強度が大きいこと、■塑
性変形による熱圧着及び超音波ボンディングが可能なこ
と、■ボール形状が真球に近く且つ一定していること、
■ボンディング後の接合強度が大きいことが最少限必要
である。
張り強さが大きいこと、■高温強度が大きいこと、■塑
性変形による熱圧着及び超音波ボンディングが可能なこ
と、■ボール形状が真球に近く且つ一定していること、
■ボンディング後の接合強度が大きいことが最少限必要
である。
しかるに従来の銅線は導電材としての用途が一般的であ
り、使用される銅の純度も99.9%、高くても99.
95〜99.96%までであり、金線に較べて引張り強
度が大きいものの硬すぎてボンデラングに供した場合に
チップ割れを起したり、ネック切れの原因となり又、接
合強度が小さく使用し得ない。
り、使用される銅の純度も99.9%、高くても99.
95〜99.96%までであり、金線に較べて引張り強
度が大きいものの硬すぎてボンデラングに供した場合に
チップ割れを起したり、ネック切れの原因となり又、接
合強度が小さく使用し得ない。
さらに、上記従来の銅線は表面酸化を起しやすいととも
に耐蝕性が小さく耐熱性に劣る欠点を有し、そのためボ
ンディング時のボール形状がいびつになりやすいととも
に接合強度が低下する不具合を生じ、前記五要素を満足
させることがSきないものであった。
に耐蝕性が小さく耐熱性に劣る欠点を有し、そのためボ
ンディング時のボール形状がいびつになりやすいととも
に接合強度が低下する不具合を生じ、前記五要素を満足
させることがSきないものであった。
〈発明の目的〉
本発明は上記従来事情に鑑み、ボンディング用に要求さ
れる前記五要素を満足させ、しかも耐熱性及び耐蝕性を
向上させ、導電性を維持させて金線の代替として有用且
つ実用可能なボンディング用銅線を提供せんとすること
を目的とする。
れる前記五要素を満足させ、しかも耐熱性及び耐蝕性を
向上させ、導電性を維持させて金線の代替として有用且
つ実用可能なボンディング用銅線を提供せんとすること
を目的とする。
〈発明の構成)
断る本発明のボンディング用銅線は、
99.99%以上の高純度銅(Qt)に、第4周期元素
中より3〜50重II ppmのチタン(Ti )、3
〜50重fi ppmのクロム(Cr)、3〜50重置
p装mのマンガン(Mn ) 、 3〜50重量opn
+の鉄(Fe)、5〜100重量pp+nのニッケル(
No)、5〜100重量1)I)lのコバルト(Co)
の1種又は2種以上と、第5周期元素中より3〜50重
量111)lのジルコニウム(Zr )、3〜50重量
ppmのニオブ(Nb )、5〜100重量pp+n
のパラジウム(Pd)、5〜100重量pf)lの銀(
Act)、5〜100重量ppmのインジウム(In
)、5〜100重量ppm+7)スス(Sn )の1種
又は2種以上とを6〜150重量pl)l含有せしめた
ことを特徴とする。
中より3〜50重II ppmのチタン(Ti )、3
〜50重fi ppmのクロム(Cr)、3〜50重置
p装mのマンガン(Mn ) 、 3〜50重量opn
+の鉄(Fe)、5〜100重量pp+nのニッケル(
No)、5〜100重量1)I)lのコバルト(Co)
の1種又は2種以上と、第5周期元素中より3〜50重
量111)lのジルコニウム(Zr )、3〜50重量
ppmのニオブ(Nb )、5〜100重量pp+n
のパラジウム(Pd)、5〜100重量pf)lの銀(
Act)、5〜100重量ppmのインジウム(In
)、5〜100重量ppm+7)スス(Sn )の1種
又は2種以上とを6〜150重量pl)l含有せしめた
ことを特徴とする。
本発明#isは偽を99.99%以上の高純度とし、そ
れに前記元素T i 、 Cr、 Mn 、 Fe、
NL。
れに前記元素T i 、 Cr、 Mn 、 Fe、
NL。
Gの1種又は2種以上とZr 、 Nb 、 Pd、
Aa。
Aa。
In、Snの1種又は2種以上とを含有せしめ
′!ることによって適度な硬さくf−1v:35〜5
5)が得られ、ボンディング時におけるチップ割れ(シ
リコンチップのひび割れ)やネック切れ(ボールとワイ
ヤの境界部分の切断)を防止するとともにボールの潰れ
幅を一定にする。
′!ることによって適度な硬さくf−1v:35〜5
5)が得られ、ボンディング時におけるチップ割れ(シ
リコンチップのひび割れ)やネック切れ(ボールとワイ
ヤの境界部分の切断)を防止するとともにボールの潰れ
幅を一定にする。
上記元素T i 、 Cr、 Mn 、 Fe、 NL
、 Co、及びZr、Nb、Pd、Ag、in、Snは
何れも銅線の耐熱性を改善して結晶粗大化を防止すると
ともに結晶粒界破断(ネック切れの原因)を防止し、又
、銅線の耐蝕性を改善するものであるが、とくにその特
性を区分けするならば、Ti、Fe。
、 Co、及びZr、Nb、Pd、Ag、in、Snは
何れも銅線の耐熱性を改善して結晶粗大化を防止すると
ともに結晶粒界破断(ネック切れの原因)を防止し、又
、銅線の耐蝕性を改善するものであるが、とくにその特
性を区分けするならば、Ti、Fe。
NL、Co及びZr、Nbは耐熱性の改善に、Mn。
Cr及びPd、〜、ln、3nは耐蝕性の改善に有用で
ある。
ある。
又、上記T i 、 Cr、 Mn 、 F@及びlr
、 NbはNL、Co及びPd、 Ag、 ln
、 3nに較べて、偽に対する固溶限が小さいので、そ
れらの含有間は、第4周期元素及び第5周期元素の各1
種が3重ffippmc1.上、両周期元素の2種の合
計が6重量ppm以上であれば前記効果が現われ、NL
。
、 NbはNL、Co及びPd、 Ag、 ln
、 3nに較べて、偽に対する固溶限が小さいので、そ
れらの含有間は、第4周期元素及び第5周期元素の各1
種が3重ffippmc1.上、両周期元素の2種の合
計が6重量ppm以上であれば前記効果が現われ、NL
。
Co、 Pd、 AQ、 In 、 3nはそれらの
含有長両周期元素の各1種が5重量t)9111以上、
両周期元素の2種の合計が10重量ppmで効果が現わ
れる。
含有長両周期元素の各1種が5重量t)9111以上、
両周期元素の2種の合計が10重量ppmで効果が現わ
れる。
しかし、上記元素は夫々の上限値以上を含有させた場合
に硬くなりすぎてボンディング特性が低下するとともに
導電性を維持し得なくなって信頼性に劣り、前記元素の
含有間が150重I ppn+を越えると前記欠点が現
われる。
に硬くなりすぎてボンディング特性が低下するとともに
導電性を維持し得なくなって信頼性に劣り、前記元素の
含有間が150重I ppn+を越えると前記欠点が現
われる。
〈実施例〉
本発明実施量の各試料は99.999%へにTi 、
Or、 Mn 、 Fe、 N1.Coの1種又は2種
以上と、zr、Nb、Pd、Aa、ln、3nの1種又
は2種以上とを添加して溶解鋳造し、線引加工と中間熱
処理とをくり返して直径25μのQ線に仕上げたもので
ある。
Or、 Mn 、 Fe、 N1.Coの1種又は2種
以上と、zr、Nb、Pd、Aa、ln、3nの1種又
は2種以上とを添加して溶解鋳造し、線引加工と中間熱
処理とをくり返して直径25μのQ線に仕上げたもので
ある。
各試料の添加元素及び添加量を次表(1)に示す。
尚、比較量の試料N011は99.9%の純銅線、No
、2は99.99%のliI!銅線、No、3は3eを
5重量ppm含有せしめた金線である。
、2は99.99%のliI!銅線、No、3は3eを
5重量ppm含有せしめた金線である。
表 (1)
(次頁に統く)
上記各試料をもって、その機械的性質、ボンディング特
性を測定した結果を次表(2)に示す。
性を測定した結果を次表(2)に示す。
尚、ボンディングは熱圧着、超音波併用方式表(2)中
において、ボール形状の「良」とは真円状態、「可」と
は若干いびつが生じる状態、「不良」とはいびつが大き
くボール形状が定まらない状態である。
において、ボール形状の「良」とは真円状態、「可」と
は若干いびつが生じる状態、「不良」とはいびつが大き
くボール形状が定まらない状態である。
また、ボンディング後の接合強度について、チップ割れ
を起したちの帯びボール形状の不良のものにあっては測
定の対象とせず、表中に「−」をちって示した。
を起したちの帯びボール形状の不良のものにあっては測
定の対象とせず、表中に「−」をちって示した。
又、試料No、59はボンディング後の接合強度が8(
or)以下であって使用に供し得ない。
or)以下であって使用に供し得ない。
(次頁に続く)
表 (2)
上記表(2)の測定結果よりみて、Ti、Cr。
Mn、Fe及びZr 、Nbはその含有量を6〜50重
ffippm 、 NL、 Co及びPd、 Ag、
(n 、 3nはその含有量を10〜100重量pp
mとし、それらの中の2種以上を含有させる場合は、そ
の含有量上限を150重量1111mとした。
ffippm 、 NL、 Co及びPd、 Ag、
(n 、 3nはその含有量を10〜100重量pp
mとし、それらの中の2種以上を含有させる場合は、そ
の含有量上限を150重量1111mとした。
特 許 出 願 人 田中電子工業株式会社丁
−へ
手続ンfil装置
昭和59年12月1斗日
1、事件の表示
昭和 59 年 特許願 第 236410 号2、
発明の名称 半導体素子のボンディング用銅線 3、補正をする者 事件との関係 特 許 出 願 人氏名(名称)
田中電子工業株式会社4、代理人 住 所 東京都文京区白山5丁目14番7号早川ビル
電話東京946−0531番(代表)6、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 7、補正の内容 (4)同店第12頁最上段の試料NO,61のチップ割
れの有無側中に示した「無」を「有」に訂正する。
発明の名称 半導体素子のボンディング用銅線 3、補正をする者 事件との関係 特 許 出 願 人氏名(名称)
田中電子工業株式会社4、代理人 住 所 東京都文京区白山5丁目14番7号早川ビル
電話東京946−0531番(代表)6、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 7、補正の内容 (4)同店第12頁最上段の試料NO,61のチップ割
れの有無側中に示した「無」を「有」に訂正する。
Claims (1)
- 99.99%以上の高純度銅(Cu)に、第4周期元
素中より3〜50重量ppmのチタン(Ti)、3〜5
0重量ppmのクロム(Cr)、3〜50重量ppmの
マンガン(Mn)、3〜50重量ppmの鉄(Fe)、
5〜100重量ppmのニッケル(Ni)、5〜100
重量ppmのコバルト(Co)の1種又は2種以上と、
第5周期元素中より3〜50重量ppmのジルコニウム
(Zr)、3〜50重量ppmのニオブ(Nb)、5〜
100重量ppmのパラジウム(Pd)、5〜100重
量ppmの銀(Ag)、5〜100ppm重量ppmの
インジウム(In)、5〜100重量ppmのスズ(S
n)の1種又は2種以上とを6〜150重量ppm含有
せしめたことを特徴とする半導体素子のボンディング用
銅線。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59236410A JPS61113740A (ja) | 1984-11-09 | 1984-11-09 | 半導体素子のボンデイング用銅線 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59236410A JPS61113740A (ja) | 1984-11-09 | 1984-11-09 | 半導体素子のボンデイング用銅線 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61113740A true JPS61113740A (ja) | 1986-05-31 |
Family
ID=17000341
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59236410A Pending JPS61113740A (ja) | 1984-11-09 | 1984-11-09 | 半導体素子のボンデイング用銅線 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61113740A (ja) |
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- 1984-11-09 JP JP59236410A patent/JPS61113740A/ja active Pending
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