JPS62102553A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPS62102553A
JPS62102553A JP60241368A JP24136885A JPS62102553A JP S62102553 A JPS62102553 A JP S62102553A JP 60241368 A JP60241368 A JP 60241368A JP 24136885 A JP24136885 A JP 24136885A JP S62102553 A JPS62102553 A JP S62102553A
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道彦 稲葉
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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）、ＬＳＩ（大
規模集積回路）の如き半導体装置とじては１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
趨の金、超音波法によりボンディングするφ２５〜５０
１１ｓのアルミニウム合金（Ａ　１２−１．％ｔ％ＳＬ
、Ａ　Ｑ−１，Ｏｙｔ％Ｍｇ等）とφ１００〜５００４
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、バナジウム（Ｖ）を５〜３２０ｙｔ、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鋼ボールの硬化は、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Ｖ
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。
このバナジウム（Ｖ）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、鋼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、５〜３２０ｖｔ、ｐｐ璽と
する。さらには、２０〜１００ｖｔ、ｐｐ■が好ましい
。
またＶに加え、さらにＴｉ、　Ｚｒ、　Ｃｒ、　Ｍｎ、
　Ｆｅ。
Ｈｆ等を加えることもできるｍ　ＴｉＨＺｒ、　ＣｒＨ
ＭｎｐＦｅ、Ｈｆ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。
２０ｙｔ、ｐｐｍ以下が好ましい、添加する場合は、５
ｖｔ。
ｐｐｍ以上程度からその効果があられれる。
また本発明に係る線材は、残部が銅であるが。
Ａｇ、　Ｎｉ、　Ａｓ、　Ｓｎ、　Ｓｉ、　Ｓｂ、　Ｔ
ｏ、　Ｐｂ、　Ｂｉ等の不可避的不純物を除くものでは
ない。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、銅ボール表面に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、％の無酸素銅にバナジウムを添加
した試料を真空溶解により作製した。φ２０＋ａｍの各
鋳塊を固剤し、１国まで冷間引抜き後、４００℃でｌｈ
ｒ焼鈍し、引抜き加工によりφ２５．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。
％）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（φ２５−）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、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％
の無酸素銅）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、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。
以下余白 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・・・ベレット　　　　３・・・リードフレーム４・
・・ボンディングワイヤ ヌーヅ秋）ＨＫ

Claims (2)

    【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、バナジウム（Ｖ）を５〜３２０ｗｔ．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. （２）前記バナジウム２０〜１００ｗｔ．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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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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