JPS62102551A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPS62102551A JP60241366A JP24136685A JPS62102551A JP S62102551 A JPS62102551 A JP S62102551A JP 60241366 A JP60241366 A JP 60241366A JP 24136685 A JP24136685 A JP 24136685A JP S62102551 A JPS62102551 A JP S62102551A
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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〕 本発明は半導体のチップ電極と外部引出し用リードフレ
ームのインナーリード部とをワイヤボンディングした半
導体装置に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
一般に、トランジスタ、ＩＣ（集積回路）、ＬＳｒ（大
規模集積回路）の如き半導体装置としては、例えば第３
図に示す構造のものが知られている。ダイフレーム１の
上に半導体チップであるペレット２をダイボンディング
し、このペレット２の電極とリードフレーム３とをボン
ディングワイヤ４で電気的に接続した後、これらを樹脂
５でモールディングすることにより形成される。
上記ボンディングワイヤとして、熱圧着法あるいは超音
波併用熱圧着法によりボンディングするφ２０〜１００
．の金、超音波法によりボンディングするφ２５〜５０
μｍのアルミニウム合金（ｉ−１，（ｈｔ％Ｓｉ、ＡＱ
−１，Ｏｖｔ％Ｍｇ等）とφ１００〜５００ｐの高純度
アルミニウム（９９，９９％以上）が用いられている。
現在、金線は普及タイプのＩＣやＬＳＩに用い、アルミ
ニウム線はサーディプ型またはパワートランジスタ用に
と使いわけられている。
最近、集積度の増加に伴なう多ピン化の傾向によって、
金線のコストを無視することが出来なくなっている。そ
のため、ボンディングワイヤを高価な金線から比較的安
価な銅線に変更することが検討されている。
銅線のボンディングボールは不活性雰囲気中で形成され
るが、ボール表面が酸化し、さらに金あるいはアルミニ
ウムに比べてボールが硬すぎるため、ボンディング時に
半導体チップの損傷あるいはボンディングの強度不足に
よるワイヤの剥離などが発生する場合がある。そこで、
この問題を解決し、期待される良好なボンディング性を
有する銅線の開発が望まれていた。
〔発明の目的〕
本発明はこのような問題を解決するためになされたもの
で、優れたボンディング性を有した銅ワイヤを用いた半
導体装置を提供することを目的とする。
〔発明の概要〕
本発明は半導体チップとの接続にワイヤボンディングを
用いた半導体装置において、前記ワイヤボンディング素
材として、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）の少
なくとも１種を３〜２０讐ｔ、ｐｐｍ含有し、残部銅か
らなる線材を用いることを特徴とする半導体装置である
。
本発明者等はＡｒガス等の不活性ガス中での放電あるい
は酸水素炎等により形成された銅ボールの硬化は、銅線
に固溶しているＳがボール表面に濃化偏析するためであ
ることを見出した。さらに研究を進めた結果、微量のＴ
ｉ　、　Ｚｒの添加が、このＳの銅ボール表面での濃化
偏析防止に有効であることを見出したのである。
このＴｉ　、　Ｚｒは微量の添加でＳの銅ボール表面で
の濃化偏析を防止し、銅ボールの硬化を防止する効果を
発揮するが、あまり多いと鋼中に固溶して強度が増大し
、銅ボールが硬化してボンディング後の接合強度が低下
してしまう。したがって、３〜２０ｗｔ、ｐｐ＋ｍとす
る。さらには、８〜１３Ｗｔ、ＰＰｌ１が好こともでき
る。　Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｉｆ等の添加も同様に銅ボー
ルの硬化を防止することができる。しかしながら、余り
大量の添加はかえって銅ボールを硬化させてしまうため
、２０すｔ　、　ｐｐｍ以下が好ましい。添あられれる
。
を除くものではない。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、鋼ボール表面にＳ
が濃化偏析するのを防止することができるため、接合強
度が高く、優れたボンディング性を有する半導体装置を
得ることができる。
〔発明の実施例〕
以下に本発明の詳細な説明する。
（実施例１） 純度９９．９９ｗｔ、％の無酸素銅にＴｉを添加した試
料を真空溶解により作製した。φ２０ｍの各鋳塊を固剤
し、１ｍｍまで冷間引抜き後、４００’Ｃテ１　ｈｒ焼
鈍し、引抜き加工によりφ２５ｔｍの細線とした。次に
線材を３００℃で等温焼鈍を行ない、試料とした。
得られた試料をＡｒガス中で放電により溶融してボール
を形成し、ボール断面の硬さをヌープ硬度計で測定した
。その結果を第１図に示す。第１図から明らかなように
、本発明に規定する範囲の添加で放電ボールの硬さは、
比較例の放電ボールに比べて低下していることが確認さ
れた。　Ｚｒでも同様であった。
すｔ０％）を添加して真空溶解した後、実施例１と同様
な方法によって試料（φ２５μｓ）を作製した。各試料
の組成は、第１表に示す通りである。
硬さ測定およびブツシュ・テストの結果を同表に示す。
この表から明らかなように１本発明の実施例は優れた特
性を有していることが確認された。
次にＡＥＳを用い、放電ボール表面からの不純物Ｓを分
析した結果を第２図に示す。比較例（純度９９．９９％
の無酸素同）により形成した放電ボール表面に存在する
Ｓ濃化偏析は１本発明の実施例である試料１により形成
した放電ボール表面には認められなかった。他の実施例
も同様であった。
第１表
【図面の簡単な説明】
第１図は硬度特性曲線図、第２図はＳピーク強度特性図
、第３図はプラスチックパッケージＩＣを示す概略断面
図である。 ２・・・ペレット ３・・・リードフレーム ４・・・ボンディングワイヤ ＴＬ　ｑ　（ｗ−ｔ、　ｐｐｔｎ） 第１図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）半導体チップとの接続にワイヤボンディングを用
    いた半導体装置において、前記ワイヤボンディング素材
    として、チタン（Ｔｉ）及びジルコニウム（Ｚｒ）の少
    なくとも１種を３〜２０ｗｔ．ｐｐｍ含有し残部銅から
    なる線材を用いることを特徴とする半導体装置。 ２　前記チタン及びジルコニウムの少なくとも１種は８
    〜１３ｗｔ．ｐｐｍであることを特徴とする特許請求の
    範囲第１項記載の半導体装置。
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