JPS6152333A - ボンデイングワイヤ− - Google Patents
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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。
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。
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、ワイヤーの先端をポ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Icリードフィンガー(2)にワイヤーの一
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
。
まず、ワイヤーの先端をポ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Icリードフィンガー(2)にワイヤーの一
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
。
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用
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(7られなか7だ。
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用
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(7られなか7だ。
[発明の目的〕
本発明は、ボール接合強度が良好で、かつ導電性が良好
な銅リードワイヤーを提供することを目的とり−る。
な銅リードワイヤーを提供することを目的とり−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。
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。
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、これらの知見をもとに完成されたものである
。
。
本発明は、Be 、Sn 、Zn 、Zr 、Ag。
Or及びFe (第1添加元素群)から選択された1
種又は2種以上の元素を0.001重量%以上、0.1
重量%未満含有し、かつfvlg、 Ca 、希土類元
素、−1’i、Hf、V、Nb、Ta、Ni。
種又は2種以上の元素を0.001重量%以上、0.1
重量%未満含有し、かつfvlg、 Ca 、希土類元
素、−1’i、Hf、V、Nb、Ta、Ni。
Pd、Pt、Au、Cd、B、In、si。
Ge、In、Si 、Ge、Pb、P、Sb。
[3i 、Se及びTe (第2添加元素群)から選択
された1種又は2種以上の元素を0.001〜2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。
された1種又は2種以上の元素を0.001〜2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)l、 O。
N、Cを固定し、H2,0□+N2及びCOガスの発生
を抑制する。
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、少すぎると効果が生じにくい。したがって、
第1添加元素群の成分範囲は、0.001重量%以上、
0.1重量%未満、更には0.005重量%以上0.0
5重間%以下が好ましく、第2添加元素群の成分範囲は
、0.001〜2重量%、更には0.01〜1重量%が
好ましい。
せ、一方、少すぎると効果が生じにくい。したがって、
第1添加元素群の成分範囲は、0.001重量%以上、
0.1重量%未満、更には0.005重量%以上0.0
5重間%以下が好ましく、第2添加元素群の成分範囲は
、0.001〜2重量%、更には0.01〜1重量%が
好ましい。
第1添加元素のうちでは、A!1.0r及びZr、第2
添加元素のうちではMg、Y、ランタノイド元素及びH
[が導電性をあまり低下させず、高いガス発生防止効果
をイ1する。
添加元素のうちではMg、Y、ランタノイド元素及びH
[が導電性をあまり低下させず、高いガス発生防止効果
をイ1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、少すぎると効果が生じにくい。したかつ、A
g、Or及びZrから選択された181!又は2種以上
の元素の成分範囲は、0.005〜0.08重量%、更
には0.007〜0.05重量%が好ましく、又、MO
、Y、ランタンイド元素及び1〜1fから選択された1
種又は2種以上の元素の成分範囲は、0.01〜1重量
%、更には0.05〜0.2重量%が好ましい。なお、
本発明のワイヤーは被覆して使用してもよい。
せ、一方、少すぎると効果が生じにくい。したかつ、A
g、Or及びZrから選択された181!又は2種以上
の元素の成分範囲は、0.005〜0.08重量%、更
には0.007〜0.05重量%が好ましく、又、MO
、Y、ランタンイド元素及び1〜1fから選択された1
種又は2種以上の元素の成分範囲は、0.01〜1重量
%、更には0.05〜0.2重量%が好ましい。なお、
本発明のワイヤーは被覆して使用してもよい。
以上述べICワイヤーの¥J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。
、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1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
。
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、ワイヤーの伸びは、
ワイヤーが破断するまでの伸びをいい、伸びが大きいほ
ど断線率が低い。
低いほど圧着性は良好となる。又、ワイヤーの伸びは、
ワイヤーが破断するまでの伸びをいい、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
ーの接合部につり剣状のカギをかけ、真横に引っばって
、接合部をせん断破壊させるまでの荷1(af)を測定
゛りることによりえられる。
ーの接合部につり剣状のカギをかけ、真横に引っばって
、接合部をせん断破壊させるまでの荷1(af)を測定
゛りることによりえられる。
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
ールの径のバラツキが大きいか小さいかという事を測定
することにより判断される。
した際、酸化するかどうか、空洞ができるかどうか、ボ
ールの径のバ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(1)がAu線より高い導電性を示し実用的である
。
較例(1)がAu線より高い導電性を示し実用的である
。
又、初期ボール硬度に関して、実施例(1)〜(5)及
び比較例(1)、(3)、(4)はビッカース硬度14
0以下を示し使用できる。
び比較例(1)、(3)、(4)はビッカース硬度14
0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(1)、(3)がAll線より大きい伸びを
示し有用である。
及び比較例(1)、(3)がAll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(1)〜(5)及
び比較例(1)〜く3)がAll線より大きい強度を示
し有用である。
び比較例(1)〜く3)がAll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)〜(5〉及
び比較例(2)〜(4)は接合強度が65((lr)以
上あり有用である。
び比較例(2)〜(4)は接合強度が65((lr)以
上あり有用である。
又、ボール形成性はすべて良好である。
以上述べた如く、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。
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
[発明の効果]
本R明ハ、Oe 、 Sn 、 Zn 、 Zr 、
AD 。
AD 。
Cr及びFO(第1添加元素群)から選択された1種又
は2種以上の元素をo、ooi重■%以上、061重量
%未満含有し、かつM!II 、 Ca 、 @土類元
素、Ti 、Hf 、V、Nb 、Ta 、Ni 。
は2種以上の元素をo、ooi重■%以上、061重量
%未満含有し、かつM!II 、 Ca 、 @土類元
素、Ti 、Hf 、V、Nb 、Ta 、Ni 。
Pd、Pj、Au、Cd、8.In、Si 。
Qe、In、Si、Ge、Pb、P、Sb。
Si、3e及びTe (第2添加元素群)から選択され
た1種又は2種以上の元素を0.001〜21M%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。
た1種又は2種以上の元素を0.001〜21M%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。
図面は、半導体素子の一部切り欠ぎ斜視図である。
1・・・半導体チップ
2・・・リードフィンガー
3・・・ボンディングワイヤー
4・・・樹脂モールド
Claims (2)
- (1)Be、Sn、Zn、Zr、Ag、Cr及びFe(
第1添加元素群)から選択された1種又は2種以上の元
素を0.001重量%以上、0.1重量%未満含有し、
かつMg、Ca、希土類元素、Ti、Hf、V、Nb、
Ta、 Ni、Pd、Pt、Au、Cd、B、In、Si、Ge
、In、Si、Ge、Pb、P、Sb、Bi、Se及び
(第2添加元素群)から選択された1種又は2種以上の
元素を 0.001〜2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)Ag、Cr、及びZrから選択された1種又は2
種以上の元素を0.005〜0.08重量%含有し、か
つMg、Y、ランタノイド元素、Hfから選択された1
種又は2種以上の元素を0.01〜1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
ンデングワイヤー。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59172450A JPS6152333A (ja) | 1984-08-21 | 1984-08-21 | ボンデイングワイヤ− |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59172450A JPS6152333A (ja) | 1984-08-21 | 1984-08-21 | ボンデイングワイヤ− |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6145826A Division JP2501305B2 (ja) | 1994-06-06 | 1994-06-06 | 半導体装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6152333A true JPS6152333A (ja) | 1986-03-15 |
JPH0547609B2 JPH0547609B2 (ja) | 1993-07-19 |
Family
ID=15942209
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59172450A Granted JPS6152333A (ja) | 1984-08-21 | 1984-08-21 | ボンデイングワイヤ− |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6152333A (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
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- 1984-08-21 JP JP59172450A patent/JPS6152333A/ja active Granted
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US10497663B2 (en) | 2015-05-26 | 2019-12-03 | Nippon Micrometal Corporation | Cu alloy core bonding wire with Pd coating for semiconductor device |
US10672733B2 (en) | 2015-05-26 | 2020-06-02 | Nippon Micrometal Corporation | Cu alloy core bonding wire with Pd coating for semiconductor device |
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JPH0547609B2 (ja) | 1993-07-19 |
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