JPS62130249A - ボンデイング用銅細線 - Google Patents

ボンデイング用銅細線

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JPS62130249A
JPS62130249A JP60268755A JP26875585A JPS62130249A JP S62130249 A JPS62130249 A JP S62130249A JP 60268755 A JP60268755 A JP 60268755A JP 26875585 A JP26875585 A JP 26875585A JP S62130249 A JPS62130249 A JP S62130249A
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ball
fine wire
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Toru Tanigawa
徹 谷川
Shoji Shiga
志賀　章二
Ichiro Kaga
加賀　一郎
Kozo Okuda
耕三 奥田
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FURUKAWA TOKUSHU KINZOKU KOGYO KK
Furukawa Electric Co Ltd
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FURUKAWA TOKUSHU KINZOKU KOGYO KK
Furukawa Electric Co Ltd
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    • H01L2924/01327—Intermediate phases, i.e. intermetallics compounds

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ＩＣやトランジスタ等の半導体の製造に用いる
高性能で経済的なボンデング用銅細線に関するものであ
る。
（従来の技術） 従来ＩＣやトランジスタ等の半導体では、フレーム上に
搭載したＳ１チツプ等の半導体素子上に形成した回路電
極と、フレームのリードとを電気的に接続するため、線
径１５〜１００μｍのＡｕ細線やＡ１又はＡ１合金細線
（ホンディングワイヤー）が用いられている。
（発明が解決しようとする問題点） Ａ１又はＡ１合金細線は安価で、電極との接合を同種金
属で行なうことができる利点を有するも、ポールボンド
性が悪いため、電極との接合には生産性が劣る超音波を
用いたウェッジボンドが用いられている。またＡＩ又は
へ１合金細線は耐食性が劣るため、樹脂封止型の半導体
では透湿水によるワイヤーの腐蝕が生じるので、一部の
気密封止型半導体に用いられているにすぎない。
Ａｕ細線は耐食性に優れ、生産性の高いボールボンドが
利用できる等の利点を有し、樹脂封止型半導体を中心に
広く利用されている。しかしながらＡｕ細線は著しく高
価なばかりか、電極のＡ１又はＡｆ／、合金と脆弱な△
ｆ−Ａｕ金属間化合物を形成したり、あるいは透湿水の
存在下でＡｌと電食対を形成し、ＡＩを腐蝕して電気回
路の断線を起すことか知られている。特に半導体の高集
積化による熱発生によって温度上昇を起し、素子面積の
増大による透湿水経路の短縮とともに、多ピン化による
信頼性の大巾な低下か懸念される。
このためＡｕ細線に代替でき、かつ特性的にもＡｕ細線
に劣らないポンディングワイヤーの開発か強く望まれて
いる。
Ｃ問題点を解決するための手段〕 本発明はこれに鑑み、種々検討の結果、高性能で経済的
なホンディング用銅細線を開発したもので、純度９９．
９９ｗｔ％以上（以下ｗｔ％を％と略記）の純銅に、０
．０００５〜０．２％のｌｉを含有せしめたことを特徴
とするものである。
（作用） 本発明において純度９９．９９％以上の純銅に含有せし
めるＴｉｆｆ１を０．０００５〜０．２％と限定したの
は、伸線加工［生を損なうことなく、細線への加工か容
易で、ホンディング時に必要なホール形状やボールのポ
ンディング時の変形能がＡｕの変形能に近く、△Ｕと同
条件で容易に安定したポンディング性を得るためであり
、Ｔｉ含有量か０．０００５％未満ては十分な効果が得
られず、０．２％を越えると伸線加工性が低下して細線
とすることかできないばかりか、ボール硬度を著しく高
め、ホンディング時に素子の損傷を招く恐れか生ずるた
めでおり、特にｌｉ含有量を０．００１〜０．１％の範
囲内とすることが望ましい。
また本発明において、使用するＣｕに純度９９、９９％
以上の純Ｃｕを用いたのは、上記Ｔｉの添加効果を有効
に発揮させるためて、Ｃｕの純度が９９．９９％未満で
は伸線７１１工性を低下し、ボール硬度を高めるためて
おる。
更に本発明はホンディングワイヤーとして樹脂との密着
性を向上し、透湿水の経路を長路化すると共に、電極を
形成するＡ１又はＡ１合金との間に脆弱な金属間化合物
を形成することなく、半導体の信頼性の向上に大きく寄
与する。
〔実施例〕
実施例（１） 純度９９．９９％以上の純銅と、純度９９．９９％以下
の純銅を溶解し、これに純度９９，５％のＴｉを添加し
て鋳造し、第１表に示す合金組成の鋳塊（直径５ｏｍｍ
、長さ２００ｍｍ）を得た。これを面側により直径約４
０１ｎｍとした後、熱間溝ロール圧延により線径８ｍｍ
とし、酸洗してから真空中４００°Ｃて１時間焼鈍した
。これについて０．１ｍｍの皮ムギを２回行なった後、
７０％の減面加工と真空焼鈍を繰返して線径２５μの細
線とし、これを３５０°Ｃの走間焼鈍炉を通してホンデ
ィング用銅細線とした。
上記細線を１０％Ｈ２−ＮＺのフォーミングガス中でマ
ニュアル型ワイヤーボンダーによりボールを形成し、そ
のボール形状を観察すると共に、その断面硬度を調べた
。更に荷重５０９、ＵＳ出力０．０５Ｗ、Ｕ３時間５０
ｍ５ｅｃの条件で３００’Ｃに予熱したステージ上に置
いたセラミックス板にボールを押付けてボールの変形性
を調へた。
これ等の結果を第１表に併記した。
尚第１表中伸線加工性は上記加工において全く断線を起
さなかったものを○印、１〜２個の断線を起したものを
Δ印で表わした。またボール形状は真珠に近いものを○
印、そうでないものを△印で表わした。更にボール変形
性は、変形前のボール直径をＤｏ、変形後のボール直径
をＤとすると、Ｄ　／　Ｄ　ｏで表わした。
第１表から明らかなように、本発明細線１’ｔｏ、１〜
６は何れも伸線加工性か良好で、ボール形状、ボール硬
度及びボール変形性はＡｕ細線Ｎｏ、　１２の特性に近
いことが判る。
これに対し使用したＣｕの純度が９９．９９％未満で必
る比較細線Ｎｏ、　７を始め、Ｔｉ含有量が０、０００
５％未満で必る比較細線Ｎ００８〜９及びＴｉ含有量が
０．２％を越える比較細線ＮＯ，１０〜１１は何れもボ
ール硬度がＡＩＪ細線Ｎｏ、　１２の場合より大きく、
ボール変形性がへＵ細線Ｎｏ、　１２の場合より小さく
なっていることが判る。
実施例（２） Ｃｕ−０，１５％Ｃｒ−０，１％３ｎ−ｐ合金からなる
リードフレーム上に１６ｐｉｎバイポーラＩＣチツプを
△ｕ−５ｉ共品半田により搭載し、ＩＣチップ上の回路
電極とリードフレームのインナーリード先端部を第１表
に示す細線を用いて実施例（１）に示す条件により１６
０本の細線をワイヤーボンドした。これについてプル試
験し、その破断モードを第２表に示ず。
第２表から明らかなように本発明細線Ｎｏ、１〜６は何
れもＡｕ細線Ｎｏ、１２と同様ワイヤー破断ており、十
分な接合強度を有することか判る。
これに対し比較細線Ｎｏ、７〜１１ではボール浮きとボ
ール剥離による不良が著しく増大することが判る。尚表
中ボール浮きは、ホンディング直後にボールが接合せず
に浮いたものであり、ボール剥離はプル試験時にボール
部から剥離したものである。
（発明の効果） このように本発明によれば安価な銅細線により、Ａｕ細
線と同様の高性能なホールボンディングを行なうことが
できるばかりか、Ａｕ細線のように不可避的な脆弱のＡ
Ｉ−Ａ口金居間化合物を形成しない等半導体の信頼［生
を一層向上することかできる顕著な効果を秦するもので
おる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 純度９９．９９ｗｔ％以上の純銅に、０．０００５〜０
    ．２ｗｔ％のチタン（Ｔｉ）を含有せしめたことを特徴
    とするボンデング用銅細線。
JP60268755A 1985-11-29 1985-11-29 ボンデイング用銅細線 Pending JPS62130249A (ja)

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