JPS6119158A - ボンデイングワイヤ− - Google Patents

ボンデイングワイヤ−

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JPS6119158A
JPS6119158A JP59139110A JP13911084A JPS6119158A JP S6119158 A JPS6119158 A JP S6119158A JP 59139110 A JP59139110 A JP 59139110A JP 13911084 A JP13911084 A JP 13911084A JP S6119158 A JPS6119158 A JP S6119158A
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bonding wire
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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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、銅系ボンディングワイヤーに関する。
〔発明の技術的背景及びその問題点〕
ＩＣやＬＳＩ等の半導体素子の内部では、例えば、図面
に示すように、半導体チップ（１）及びリードフィンガ
ー（２）が設けられており、これらを線径１０〜１００
μ程度のボンディングワイヤー（３）で結ぶ構造となっ
ている。
このボンディングワイヤー（３）の接合方法としては、
まずワイヤーの先端をボール状に加熱溶融させ、次にこ
のボール状の先端を半導体チップ（１）に圧接し、更に
弧を描くようにワイヤーを延ばし、３００〜３５０℃に
加熱されたリードフィンガー（２）にワイヤ一部を再度
圧接し、切断することにより、半導体チップ（１）とリ
ードフィンガー（２）とを結線するものである。
この種のボンディングワイヤーとして導電性・ワイヤー
伸び、ワイヤー強度、半導体チップとの接合強度（以下
ボール接合強度と称す、）及びボール形成性が要求され
ており、従来から主に金線が使用されている。
しかし、近年、価格及び導電性の点からボンディングワ
イヤーとして、銅線を用いる試みがなされているが、銅
線を用いて熱圧接を行なうと、ボンディング強度が十分
出ない場合がしばしばあり、一方、この点を改善しよう
とすると、導電性が低下し、双方の特性を満足する銅リ
ードワイヤーが得られなかった。
〔発明の目的〕
本発明は、ボール接合強度が良好でかつ導電性が嵐好な
銅リードワイヤーを提供することを目的とする。
〔発明の概要〕
本発明者らは、ボンディングワイヤーについて鋭意研究
した結果、ボンディング強度の低下は、主に形成された
ボール中のガスにより生じることを見い出した。
即ち、半導体チップ上にこのボールが圧接された際、ガ
スによる空洞が接合部に位置し、接合強度を低下させる
こと及びこの現象は特に銅線で発生しやすいことを見い
出した。
本発明は、Ｂｅ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ａｇ０ｒ及びＦｅ
から選択された２１に以上の元素を０．１〜２重量％含
有し、残部が実質的に銅であるボンディングワイヤーを
提供する。
即ち、これら添加元素は、合金中のＨ２Ｏ。
Ｎ、Ｏを固定し、Ｈ２，０□＋　Ｎ　２及びＣＯガスの
発生を抑制する。
しかし、これらの添加量が多すぎると、導電性を低下さ
せ、一方少なすぎると、効果が生じにくい。したがって
、上記添加元素の成分範囲は０．１〜２重量％、更には
０，２〜１．８重量％が好ましい。
上記添加元素のうちでも、Ａｇ、Ｚｒ及びＯｒは、導電
性をあまり低下させず、ガス発生防止効果が高い、しか
し、これらの添加量も多すぎると、導電性を低下させ、
一方少なすぎると、効果が生じにくい、したがって、そ
の成分範囲は、０．２〜１，８重量％、更には０．３〜
１．７重量％が好ましい、なお１本発明のワイヤーは被
覆されて使用されてもよい。
以上述べたワイヤーの製造方法を次に述べる。まず、成
分元素を添加して溶解鋳造してインゴットを得、次にこ
のインゴットを７００〜８００℃で熱間加工し、その後
９００〜９６０℃で熱処理し、急冷後、６０％以上の冷
間加工を施し、４００〜６００℃で熱処理を施す、それ
により所望のワイヤーが得られる。
〔発明の実施例〕
本発明の実施例について説明する。第１表に示す成分の
リードワイヤーを製造し、その特性として、導電性、初
期ボール硬度、ワイヤーの伸び、ワイヤー強度、ボール
接合強度及びボール形成性を測定した。
初期ボール硬度は、ボール圧着時の硬度をいい、硬度が
低いほど、圧着性は良好となる。
又１．ワイヤーの伸びは、ワイヤーが破断する迄の伸び
をいい、伸びが大きいほど、断線率が低い。
又、ボール接合強度は、熱圧着されているリードワイヤ
ーの接合部に、つり針状のカギをかけ、真横に引っばっ
て、接合部をせん断破壊させるまでの荷重＜ｉｔ＞を測
定することにより、得られる。
又、ボール形成性は、ワイヤーの先端がボール状に溶融
した際、酸化するかどうか、空洞ができるかどうか、ボ
ールの径のノくラツキが大きいか小さいかという事を測
定することにより１判断される。
まず、導電性に関しては、実施例（１）〜（５）及び比
較例＋１１〜（４）とも導電性が３０％以上あり使用で
きる。
又、初期ボール硬度に関しては、実施例（１）〜（５）
及び比較例＋１１　、　＋３１　、　（４１がビッカー
ス硬度１４０以下を示し、使用できる。
又、ワイヤーの伸びに関しては、実施例（１）〜（５）
及び比較例（１１、＋３１がＡｕ線より大きい伸びを示
し、有用である。
又、ワイヤー強度に関しては、実施例（１１〜（５）及
び比較例（１）〜（３）がＡｕ線より大きい強度を示し
、有用である。
又、ボール接合強度に関して、実施例（１）〜（均及び
比較例（２）〜（４）は、接合強度が６５　Ｕｆ）以上
あり、実用的である。
又、ボール形成性は、すべて良好である。
以上の各特性を総合的に考慮すると、本発明の実施例（
１）〜（５）は比較例（１）〜（４）に比べて、優れて
いる。
以下余白 〔発明９効果〕 本発明は、Ｂｅ　、　８ｎ　、　Ｚｎ　、　Ｚｒ　、Ａ
ｇ０ｒ及びＦｅから選択された２種以上の元素を０．１
〜２重量％含有させることにより、ボール接合強度が良
好でかつ導電性が良好な銅系リードワイヤーを提供でき
る。
【図面の簡単な説明】
図面は、半導体素子の一部切り欠き斜視図である。 １・・半導体チップ ２・・リーードフィンガー ３・・・ボンディングワイヤー ４・・・樹脂モールド

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）Ｂｅ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ａｇ、Ｃｒ及びＦｅか
    ら選択された２種以上の元素を０．１〜２重量％含有し
    、残部が実質的に銅であるボンディングワイヤー。
  2. （２）Ａｇ、Ｃｒ及びＺｒから選択された１種又は２種
    以上の元素を０．２〜１．８重量％含有し残部が実質的
    に銅である特許請求の範囲第１項に記載のボンディング
    ワイヤー。
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