JPS6222469A - 半導体装置用ボンデイングワイヤ - Google Patents

半導体装置用ボンデイングワイヤ

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JPS6222469A
JPS6222469A JP60161666A JP16166685A JPS6222469A JP S6222469 A JPS6222469 A JP S6222469A JP 60161666 A JP60161666 A JP 60161666A JP 16166685 A JP16166685 A JP 16166685A JP S6222469 A JPS6222469 A JP S6222469A
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細田　直之
Naoki Uchiyama
直樹 内山
Toshiaki Ono
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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〕 この発明は、高純度銅極細線で構成された半導体装置用
ボンディングワイヤに関するものである。
〔従来の技術〕
従来、一般に、半導体装置としてトランジスタやＩＣ，
さらにＬＳＩなどが知られているが、この中で、例えば
ＩＣの製造法の１つとして、（ａ）まず、リードフレー
ム素材として板厚二０．１〜０．３慣を有するＣｕ合金
条材を用意し、（ｂ）上記リードフレーム素材より、エ
ツチングまたはプレス打扱き加工にて製造せんとするＩ
Ｃの形状に適合したリードフレームを形成し、（Ｃ）つ
いで、上記リードフレームの所定箇庖に高純度Ｓｉある
いはＱｅなどの半導体チップを、Ａｇベーストなどの導
電性樹脂を用いて加熱接着するか、あるいは予め上記半
導体チップおよびリードフレームの片面に形成しておい
たＡＬＩ　、　Ａ（１。
Ｎｉ、Ｃｕ、あるいはこれらの合金で構成されためっき
層を介してはんだ付け、あるいはＡｕろう付けし、 （ｄ）上記半導体チップと上記リードフレームとに渡っ
て、ボンディングワイヤとしてＡｕ極細線を用いて結線
を施し、 （ｅ）引続いて、上記の半導体チップ、結線、および半
導体チップが取付けられた部分のリードフレームを、こ
れらを保護する目的でプラスチックを封止し、 （ｆ）　ｍ終的に、上記リードフレームにおける相互に
連なる部分を切除してＩＣを形成する、以上（ａ）〜ｍ
の主要工程からなる方法が知られている。このように半
導体装置の製造には、通常ボンディングワイヤとしてＡ
ｕ極細線が用いられている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
このように半導体装置の製造には、ボンディングワイヤ
としてＡｕ極細線が使用されているが、これを安価な無
酸素銅極細線に代替する試みがなされている。
しかし、通常の無酸素銅製ボンディングワイヤの場合、
その素材状態でビッカース硬さ＝３０〜４０を有するＡ
ｕに比して、高い硬さをもつものであるため、ボンディ
ング時にワイヤ先端に形成されたボールが、例えばＳｉ
半導体チップの表面に形成されたＡ１合金配線被膜を破
壊したり、時にはチップ自体にマイクロクラックを生ぜ
しめたり、さらに、ワイヤ自体の特に伸びが低いので、
適正なワイヤループ形状を保持するのが困難であると共
に、リードフレーム側へのボンディング時にワイヤ切れ
を起し易いなどの問題があり、実用に供するのは困難で
あるのが現状である。
（問題点を解決するための手段） そこで、本発明者等は、上述のような観点から、ボンデ
ィングワイヤとして十分に実用に供することができる安
価な極細線を開発すべく研究を行なった結果、 不可避不純物としてのＳ、Ｓｅ　、およびＴｅ成分の含
有量が、それぞれ、 Ｓ　　：　　０．５ｐｐ−以下。
３ｅ　：　　０．２ｐｐｍ以下。
Ｔｅ　：　　０．Ｚｐｐ−以下。
にして、不可避不純物の全含有量が５　ｐｐｍ以下であ
り、かつ５〜１４％未満の伸び、および１８〜２８に９
／−の破断強度（例えば直径：２５μｍの極細線で８．
８〜１５．２ｇの破断荷重に相当）を有し、さらに素材
状態で３８〜４５のごッカース硬さを具備する高純度銅
極細線は、これを半導体装置のボンディングワイヤとし
て用いた場合、ボンディング時半導体チップ本体および
チップ表面上のＡｔ合金配線被膜を損傷することがなく
、正常なワイヤループ形状でボンディングすることがで
き、さらに特に前記の高純度銅極細線のもつ伸び特性に
よって、とりわけボンディング数の多い多ビンｌＣの場
合、約１５０℃に加熱された樹脂を用いる封止に際して
も、流れ込んでくる樹脂によってワイヤが流されてショ
ートすること（ワイヤ流れ）もなく、すぐれた性能を発
揮するという知見を得たのである。
この発明は、上記知見にもとづいてなされたものである
が、ボンディングワイヤを構成する高純度銅極細線にお
ける不可避不純物の上限値は、多数の実験結果にもとづ
き経験的に定めたものであって、不可避不純物のうちの
ｓ、ｓｅ　、およびＴｅ成分の含有Ｒ１並びに不可避不
純物が上記の上限値を越えると、硬さが上昇し、ビッカ
ース硬さで４５を越えるようになって、ボンディングワ
イヤとして用いるのに適さないものになるのである。
〔実施例〕
つぎに、この発明のボンディングワイヤを実施例により
具体的に説明する。
原料として無ｉＩ県銅を用い、これに電解法あるいは帯
域溶融法による精製を繰り返し行なった後、さらに真空
溶解法を用いて、それぞれ第１表に示される純度をもっ
た高純度銅素材を製造し、この高純度銅素材のビッカー
ス硬さを測定し、ついでこれより通常の熱間および冷間
圧延法にて直径：２５μｍの極ｉｓとし、さらにこの極
細線に、２５０〜３５０℃の範囲内の温度に０．５〜１
．５秒保持の条件で光輝熱処理を施すことによって、本
発明ワイヤ１〜５および比較ワイヤ１〜４をそれぞれ製
造した。
ついで、この結果得られた本発明ワイヤ１〜５および比
較ワイヤ１〜４について、伸びと破断強度を測定した。
また、これらのワイヤを用いて半導体装置のボンディン
グを行ない、ワイヤループ形状およびリードフレーム側
のワイヤ切れ状態を顕微鏡にて観察し、さらに引続いて
樹脂封止を行ない、封止後のワイヤ流れの有無をソフト
Ｘ線を用いて観察した。これらの結果を第１表に示した
。
〔発明の効果〕
第１表に示される結果から、本発明ワイヤ１〜５は、い
ずれも半導体装置のボンディングワイヤとして用いるの
に適した伸びおよび破断強度、さらに素材硬さを有し、
かつワイヤループ形状も正常にしてワイヤ切れおよびワ
イヤ流れの発生も皆無であるのに対して、比較ワイヤ１
〜４に見られるように、不可避不純物の含有量がこの発
明の上限値を越えて高くなると、伸びが低下する一方、
素材硬さが増すようになって、ボンディングワイヤとし
て実用に供することができなくなり、しかもワイヤルー
プ形状が異常となるばかりでなく、ワイヤ切れも発生す
るようになることが明らかである。
上述のように、この発明の高純度銅極細線は、半導体装
置のボンディングワイヤとして用いるのに適した特性、
すなわち伸び＝５〜１４％未満、破断強度：１８〜２８
Ｋｇ／−１および素材状態でのごツカース硬さ：３８〜
４５を有するのである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 不可避不純物としてのＳ、Ｓｅ、およびＴｅ成分の含有
    量を、それぞれ、 Ｓ：０．５ｐｐｍ以下、 Ｓｅ：０．２ｐｐｍ以下、 Ｔｅ：０．２ｐｐｍ以下、 とすると共に、不可避不純物の全含有量を５ｐｐｍ以下
    とした高純度銅極細線からなり、かつ、この高純度銅極
    細線は、 伸び：５〜１４％未満、 破断強度：１８〜２８ｋｇ／ｍｍ＾２、 をもつと共に、その素材状態で、ビッカース硬さ：３８
    〜４５の硬さをもつことを特徴とする半導体装置用ボン
    ディングワイヤ。
JP60161666A 1985-03-29 1985-07-22 半導体装置用ボンデイングワイヤ Pending JPS6222469A (ja)

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