JPS62287635A - 半導体素子結線用細線 - Google Patents

半導体素子結線用細線

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JPS62287635A
JPS62287635A JP61132566A JP13256686A JPS62287635A JP S62287635 A JPS62287635 A JP S62287635A JP 61132566 A JP61132566 A JP 61132566A JP 13256686 A JP13256686 A JP 13256686A JP S62287635 A JPS62287635 A JP S62287635A
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wire
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fine wire
ball
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Yoichi Yorita
寄田　洋一
Masaaki Shimotomai
下斗米　将昭
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Mitsubishi Electric Corp
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OPTIC DAIICHI DENKO CO Ltd
Mitsubishi Electric Corp
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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】 ３、発明の詳細な説明 （発明の利用分野） 本発明は、半導体素子上の電極と外部リードとの結線に
用いる半導体素子結線用細線に関する。
（従来技術） ＩＣやＬＳＩ等の半導体素子において、例えば第２図に
示すようにＳｉ半導体チフプｌの電極２と外部リードフ
レーム３とを結線用細線４で電気接続するようになって
いるが、この接続は作Ｉ性に優れたボールボンディング
法が主に用いられている。本方法は第１図に示すように
このボンディング法に用いられるキャピラリ５の先端部
に結線用細線４を露出させて、その先端部を電気アーク
あるいは水素アークにより加熱させてボール６を形成し
、これを第２図に示すように半導体チップ１の電極２に
熱圧着により接続し、次に弧を描くように細線４を延ば
し、外部リードフレーム３に細線４の一部を超音波圧接
し、切断するようにしたものである。
従ってこの種結線用細線４としては、高導電性を維持で
きること、上述のように半導体素子の電極への圧着に用
いるキャピラリ５との通過時に細粉がキャピラリに付着
して細粉詰まりを起こさせないようにすること、高導電
性を維持できること、上記電極に充分に均一に圧接する
よう安定したボール６に形成されること、ボール６の電
極への接着強度が高いこと、結線用細線４が上記電極２
と外部リードフレーム３と接続されたとき弧を描くよう
、■ちループ状につながれること（このループ線が第２
図で一点鎖線で示すように寝すぎるとボール６の根元で
断線されやすい）、などが要求される。
ところで従来は、半導体素子結線用細線として、銅の物
理的特性を利用し、これにＢｅ、　Ｓｎ、　Ｚｎ、　Ａ
ｇ、　Ｚｒ、　Ｃｒ、　Ｆｅ等を０．１〜２重量％添加
した銅合金が用いられているが、これをボールボンディ
ング法にて使用した場合次のような欠点があった。
まずＳｉ素子上に銅合金ボールを熱圧着する際、銅合金
ポールの硬さが必要以上に大きいため、素子電極面にク
ラックを生じる。
銅合金ポールの硬さを小さくするために、熱圧着温度あ
るいはキャピラリ温度を上げるとループ線が寝すぎて良
好なループ形成性をもたすことが不充分になり断線の原
因となる恐れがある。
また銅合金のほとんどを占める銅の細粉がキャピラリを
通過する際に多く発生し、キャピラリの銅粉詰まりを起
こし結線作業上支障をきたす事態がある。
（発明が解決しようする問題点） 本発明の目的は銅の物理的特性を失うことなく、これを
最大限に生かし、かつボールポンディングに通した硬さ
で、その作業性に優れた半導体素子結線用細線を提供し
ようとするものである。
（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明は、純度９９．９９９
％以上のＣｕを素材料として、これにＣｏを１０〜１１
００ｐｐ含有させた銅合金細線からなる構成を採用する
ものである。
なおまたその実施態様として前記銅合金細線は０．０１
〜０．１鰭φに形成されてなるものである。
（作用） 銅の純度を９９．９９９重量％以上としたのは、結線用
細線の変形挙動を金線の場合に可能な限り近づけ、圧着
時にＳｉ半導体素子を損傷することなく充分安定であり
、高導電性と信頼性に優れた接続を得るためで、９９．
９９９重量％未満では、まれにＳｉ半導体素子にクラッ
クを生じさせやすいことがわかっている。
またこの高純度の銅にＣｏを含有させたのはＣｏは他の
全屈元素に比べて格段に銅との親和性が高いためで、こ
れによって銅系の外部リードフレームとの接合性が非常
に良くなる。
またＣｏの含有量を１０〜１１００ｐｐとしたのは、１
０ｐｐｍ未満ではワイヤ（細線）の強化度が不充分であ
り、また１００ｐｐ−以上では銅合金のボールが硬くし
て半導体素子を損傷することになり、いずれも本発明の
効果を期待することができないからである。
（実施例） 以下、この発明の実施例に係る半導体素子結線用細線１
〜３と比較例の同細線４〜６および他の比較例の同細線
７についてシリコン素子のクランク不良率、細線の硬度
、銅粉の発生率、ボール形成性、ループ形成性を測定し
た。下記表１がそれである。
なおこの発明に係る実施例階１〜Ｉｈ３は次のようにし
て製造されたものである。即ちゾーンメルト法により製
造された９９．９９９％のＣｕを素材料として、これを
真空熔解を行い、これにＣＯを表１に示すように１０〜
ｌｏｏｐｐｍの範囲内で添加し、これを充分に混合熔解
させた後、１５１１φの棒形状に急冷鋳造し、次にこの
棒材を皮剥し、焼鈍と５０〜６０％の伸線加工を繰返し
２５μφの銅合金細線に仕上げ、これをＡｒガス雰囲気
中で電気アークによりボールを形成し、シリコン素子上
のＡＩ電極およびリン■銅系外部リードフレームとの接
続を行った。さらに第３図に示すようにこの銅合金細線
４をボンダー用セラミック製キャピラリ５に挿通させて
から該細線を２０００　ｍ長さ巻取機７に巻取り、これ
によってキャピラリでの銅粉発生量を目視で調査した。
また比較例の階４〜階６に示すものは、上記と同一の製
造工程でＣｏの添加量を変えたものまたは添加しないも
のである。
以下余白 表＝１ （効　果） 本発明によれば、表２から明らかなように９９．９９９
％以上の純度の非常に高い銅を採用するためボールの変
形抵抗が小さく　（金に近く）シリコン素子のｔｉ傷が
なく、また微量のＣｏ添加により銅との親和性の非常に
高いため銅系の外部リードフレームとの接合性が格段に
よく、また高温強度が向上し、ループの形成性が良好で
あり、耐摩耗性が向上するためキャピラリ挿通時の銅粉
の発生がほとんどなくその銅粉詰まりはほとんど発生せ
ず、これらの相乗作用によってボンディング条件範囲が
広くなり安定したボンディング作業を行うことができる
。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例における半導体素子結線用細
線をキャピラリに挿通させて、その先端部に形成される
ボールの状態を示す説明図、第２は同極線で半導体素子
に接続された状態を示す説明図、第３図は同細線のキャ
ピラリ挿通時の同粉の発生率を調べるための実験方法を
示す図である。 同　　　　　弁理士　久保幸雄 第　　１　図 第２図 第３図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、純度９９．９９９重量％以上のＣｕを素材料として
    、これにＣｏを１０〜１００ｐｐｍ含有させた銅合金細
    線からなる半導体素子結線用細線。 ２、前記銅合金細線は０．０１〜０．１ｍｍφに形成さ
    れてなる特許請求の範囲第１項記載の半導体素子結線用
    細線。
JP61132566A 1986-06-06 1986-06-06 半導体素子結線用細線 Pending JPS62287635A (ja)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6199645A (ja) * 1984-10-20 1986-05-17 Tanaka Denshi Kogyo Kk 半導体素子のボンデイング用銅線

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6199645A (ja) * 1984-10-20 1986-05-17 Tanaka Denshi Kogyo Kk 半導体素子のボンデイング用銅線

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