JPS6179741A - ボンデイングワイヤ− - Google Patents

ボンデイングワイヤ−

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JPS6179741A
JPS6179741A JP59202817A JP20281784A JPS6179741A JP S6179741 A JPS6179741 A JP S6179741A JP 59202817 A JP59202817 A JP 59202817A JP 20281784 A JP20281784 A JP 20281784A JP S6179741 A JPS6179741 A JP S6179741A
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JP
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bonding
ball
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秀人 吉田
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Sumitomo Metal Mining Co Ltd
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Sumitomo Metal Mining Co Ltd
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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】 （産業上の利用分野〕 本発明は半導体素子のチップ電極と外部リードを接続す
るために用いるボンディングワイヤーに関する。
〔従来の技術〕
従来、トランジスター、工Ｃ，ＬＳＩなどの半導体素子
のチップ電極と外部リードとの結線の多くにはボンディ
ングワイヤーとして金細線が用いられている。
一方最近のボンディング技術の向上に伴なう高速度化及
び半導体デバイスの高集積度化などからこれに使用され
るワイヤーの機械的特性やボンディング特性に関する要
求が年々厳しくなってきている。
ボンディングワイヤーに要求される特性を要約すると、 １）良好なボール形状が安定して得られること。
２）チップ電極と金ボールとの接合性が良く且つ安定し
た接合強度が得られること。
３）良好なワイヤーのループ形状が得られ、且つ必要な
ループ高さが安定して得られること。
Φ）ボングーの高速化に対応できうる機械的及び耐熱強
度を有していること。
５）樹脂モールド時の耐脂の流れ及び膨張、収縮にも充
分耐えうろこと。
などが挙げられ、従来よりこれら要求を満たすために高
純度金（９９，９９％以上）中に他金属元素を添加して
ワイヤーの機械的及び耐熱強度を向上させる方法がとら
れている。
しかしながら現在実用されている添加元素及びその組合
わせにおいては、前記要求項目のすべてを満たすワイヤ
ーは得られていない。
例えばＯａを高純度金に添加したワイヤー（例えば特開
昭５３−１０５９６８号公報）においては、ワイヤーの
機械的及び耐熱強度を向上させ、ボングーの高速化には
充分対応できうるが、金の再結晶温度が高くなるために
ボンディング工程で水素炎あるいはアーク放電によって
ワイヤー先端を溶断し、ボールを形成するときに受ける
加熱温度においても結晶成長は阻止され、その結果ワイ
ヤーのループ高さが低くなりショート不良発生の原因に
なるという欠点をもっている。又、Ｂｅを高純度金に添
加したワイヤー（例えば特開昭５３−１１２０５９号公
報）においては、ワイヤーの機械的強度を向上させる効
果はあるが、耐熱強度向上の効果は小さく、その結果ボ
ール形成時に受ける加熱温度において結晶成長が進み、
必要なループ高さは充分得る１ことができるが、ボール
真上の結晶粒の粗大化及びポールネック部のワイヤー強
度の低下につながりポールネック部破断を起こし易くな
るというＣａ添加ワイヤーと相反する欠点を有している
。
更にＣａとＥｅを複合添加することにより両者の特徴を
生かしたワイヤーの開発（例えば特開昭５３−１１２０
６０号公報）もなされているが、これら複合添加におい
てもボール形成時の加熱温度による結晶粒の粗大化及び
ボールネック部ワイヤー強度の低下は阻止できない現状
にある。
このような問題から従来の金合金線では充分なボンディ
ング性能が得られず、これら欠点を改良したワイヤーの
開発を強く要求されていた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明は従来の欠点を解消して、ボングーの高速化に充
分対応しつる機械的及び耐熱強度を有し、更にボール形
成時に受ける加熱温度においてもボール直上の結晶粒粗
大化及びボールネック部のワイヤー強度の低下を防ぎ、
安定したループ高さを維持したホ゛ンディングワイヤー
を提供せんとするものである。
〔問題点を解決するための手段〕
即ち、本発明のボンディングワイヤーは純度９９、９９
　重ｆｆｉ％以上の金にランタン、セリウム、ユーロピ
ウムからなる群から選ばれた少なくとも一種の元素を０
．０００２〜０．００１重澄％と、アルミニウム、ゲル
マニウム、鉛からなる群から選ばれた少なくとも一種の
元素を０．０００５〜０．００５重量％と、チタン及び
ニオブの少なくとも一方の元素を０．０００５〜０．０
０５重量％とを含有せしめた金合金線としたものである
。
〔作用〕
ランタン、セリウム、ユーロピウム等希土類元素はワイ
ヤーの機械的及び耐熱強度を向上させる効果があるが０
．０００２重量％未満では効果が不充分であり、また０
、００１重量％を超えるとワイヤーの再結晶温度が高く
なりすぎて必要なワイヤーのループ高さが得られないの
で肌０００２〜０．００１重量％とする必要がある。
アルミニウム、ゲルマニウム、鉛からなる詳の元素はラ
ンタン、セリウム、ユーロピウム等希土類元素と共存す
る際に希土類元素がワイヤーの機械的及び耐熱強度を向
上させる効果を助長する効果があるが、０．０００５重
量％未満ではその効果が不充分であり、また０、００５
重量％を超えるとワイヤーのボール形状が変形し易くな
るので０．０００５〜０．００５重量％とする必要があ
る。
チタン及びニオブはワイヤーのボールが形成されるとき
に受ける加熱温度の影響で起こる結晶粒の粗大化及びポ
ールネック部のワイヤー強度の低下を制御する効果があ
るが、０．０００５重量％未満ではその効果が不充分で
あり、また０、００５重Ｎ％を超えるとワイヤーのボー
ルが変形しチップ電極との接合性が悪くなるので０．０
００５〜０．００５重量％とする必要がある。
〔実施例〕
純度９９．９０９重量％の高純度金を原料とし、これに
ランタン、セリウム、ユーロピウム、アルミニウム、ゲ
ルマニウム、鉛、チタン、ニオブを種々の割合で添加し
て第１表に示す組成の金合金を溶解鋳造し、次にスウエ
イジング加工を施した後に線引き加工で直径Ｑ、Ｑ３ｍ
ｍまで伸線を行なった。
次に、このワイヤーを室温における破断伸び率が６％に
なるように熱処理した後に、常温での引張り試験及び温
度−２５０ｔｌｌ’　、保持時間−３０秒での高温引張
り試験を行なった。　　　′ また、半導体素子表面とリードフレームの表面を同高と
した状態でワイヤーボンダーにてポンディングを行ない
ボンディング後のリードフレーム表面からワイヤールー
プの最高部までの高さと、金ボール直上の結晶粒径の測
定を行なった。又、アーク放電によりポールを作成し、
ポール首下を孔あきブロックに通して引掛け、他端を挾
持し、ポール首下から挟持部に入る部分までの長さを１
００ｍｍとし孔あきブロック側を引張りポールネック部
のワイヤー強度を測定し、又ポールの形状を観察した。
何れもボール径は８０〜９０μｍであった。
得られた結果を第１表、第２表に示した。
第１表 第２表 〔発明の効果〕 第１．２表から本発明のボンディングワイヤーは、いず
れもワイヤーボンディングの高速化に充分耐えつる機械
的及び耐熱強度を有し更に本発明の特徴である金ボール
直上の結晶粒の粗大化及びボールネック部ワイヤー強度
も低下することなく安定したループ高さが得られること
が判る。
以上の結果より本発明によるボンディングワイヤーは従
来のボンディングワイヤーの欠点を解消し、ボンディン
グ工程での歩留り向上及び信頼性向上を可能とするもの
である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）ランタン、セリウム、ユーロピウムからなる群か
    ら選ばれた少なくとも一種の元素を０．０００２〜０．
    ００１重量％と、アルミニウム、ゲルマニウム、鉛から
    なる群から選ばれた少なくとも一種の元素を０．０００
    ５〜０．００５重量％と、チタン及びニオブの少なくと
    も一方の元素を０．０００５〜０．００５重量％とを含
    有することを特徴とする残部純度９９．９９重量％以上
    の高純度金からなるボンディングワイヤー。
JP59202817A 1984-09-27 1984-09-27 ボンデイングワイヤ− Granted JPS6179741A (ja)

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JPH0425336B2 JPH0425336B2 (ja) 1992-04-30

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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6487734A (en) * 1987-09-29 1989-03-31 Tanaka Precious Metal Ind Material for gold extra fine wire
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