JPS6294969A - 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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JPS6294969A
JPS6294969A JP60235988A JP23598885A JPS6294969A JP S6294969 A JPS6294969 A JP S6294969A JP 60235988 A JP60235988 A JP 60235988A JP 23598885 A JP23598885 A JP 23598885A JP S6294969 A JPS6294969 A JP S6294969A
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bonding
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Naoyuki Hosoda
細田 直之
Naoki Uchiyama
直樹 内山
Toshiaki Ono
敏昭 小野
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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】 この発明は、特定する不可避不純物の含有看、並びに不
可避不純物の全含有量が著しく低く、かつ具備する特性
を熱処理によって使用条件に適合させた高純度鋼極細線
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、(at  まず、リードフ
レーム素材として鈑厚:0.1〜0.3咽を有するCu
合金条材を用意し、(bl  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抜き加工にて製造せん
とするICの形状に適合したリードフレームを形成し、
(cl  ついで、上記リードフレームの所定個所に、
高純度S1あるいはGeなどの半導体チップを、Agペ
ーストなどの導電性樹脂を用いて加熱接着する〃・、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Aua Ag T Ni y Cu
 +あるいはこれらの合金で構成されためつき層を介し
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
、 (el  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
、これらを保饅する目的で)゛ラスナックで封止し、 (f)  環路的に、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(at〜
(f)の主要工程からなる方法が仰られている。
上記のように、半導体装置の製造には、ボンディングワ
イヤとしてAu極細線が用いられているが・、近年、高
価なAu極細線に代って安価な無酸素銅極11a線が注
目されるようになっている。
〔発明が解決しようとする問題点〕 しかし、通常の無酸素銅極細線の場合、素材状態で、ビ
ッカース硬さ=50〜60の高い硬さをもつため、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ているM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
を生ぜしめたりすることがしばしば起り、さらに無酸素
銅極細線自体の特に伸びが低いので、ボンディング時に
適正なワイヤループ形状を保持するのが困難であるばか
りでなく、リードフレーム側への結線時にワイヤ切れを
起し易いなどの問題がある。
〔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、従来半
導体装置のボンディングワイヤとしての黒酸素鋼極細線
のもつ、上記のような問題点を解決すべく研究を行なっ
た結果、特に不可避不純物のうちのS e Ag * 
Se IおよびTeに関して、上記の蕪酸素鋼極細線で
は、 S:5〜10ppm。
Ag:5へ10ppm。
Se:  0.4〜1  p  pm。
Te:  0.5〜1  p  pmlを含有するが、
これを s:0.5ppm以下・ Ag:0.5ppm以下、 Se:0.2ppm以下、 Te:0.2ppm以下、 の極めて低い含有ILI:Tると共に、上記壌酸素銅啄
細線(=おける不可避不純物の全含有量:50〜110
0ppを、5ppm以下に低減すると、素材状態で、ビ
ッカース硬さ:38〜45を示す軟質となり、かつ、こ
のように不可避不純物の著しく低い状態で、製造工程に
おける最終工程で施される熱処理(通常光輝焼鈍)で、 伸び:5〜22チ、 破断強度:16〜28 K? / rtj、の特性をも
つように調製した高純度銅極細線は、これを半導体’A
Mのボンディングワイヤとして用いた場合、ボンディン
グ時における半導体チップ本体およびチップ表面上のM
合金配線破膜の損傷が皆無となり、刀)つ正常なワイヤ
ループ形状でのポンディングが可能となり、さらに特に
伸びが5〜14チ未満を有する場合(二は、その伸び特
性によって、とりわけボンディング数の多い多ピンIC
の製造に際して、約150℃に加熱された樹脂を用いる
封正によっても、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(ワイヤ流れ)fることかなく、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っ
て、 不可避不純物としてのS * Ag @ Se rおよ
びTe成分の含有量を、それぞれ、 S:0.5ppm以下、 Ag:0.5ppm以下、 Se:0.21)I)m以下、 Te:0.21)pm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、かつ素材状態で、 ビッカース硬さ=38〜45、 を有し、さらに最終特性として、 伸び:5〜22チ、 破断強度:16〜28Ky/ra。
を有する高純度銅極細線で構成された半導体装置用ボン
ディングワイヤに特徴を有するものである。
なお、この発明のボンディングワイヤにおいて、不可避
不純物としてのS HAg e Se lおよびTe成
分の上限値、並びに不可避不純物の金倉atの上限値は
、経験的(=定めたものであって、いずれの場合も、こ
れらの上限値を越えると、従来無酸素鋼極細線において
発生していた上記のような間斐点の発生を完全C二避け
ることができなくなるのである。
〔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。
原料として餌酸素鋼を用い、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、この高純度鋼素材のビッカース
硬さを測定し、ついでこれに通常の条件で熱間および冷
間圧延を施して直径:25μmの極細線を形成し、さら
にこの極細線に、同じく第1表に示される温度に、1.
5秒間保持の条件で光輝焼鈍を施すことによって、本発
明ボンディングワイヤ1〜10および比較ボンディング
ワイヤ1〜10をそれぞれ製造した。
なお、比較ボンディングワイヤ1〜10は、いずれも不
可避不純物としてのS * Ag * Se +および
Teの含有量、並び1;不可避不純物の全含有1のうち
のいずれか(第1表に楽団を付す)が、この発明の範囲
から外れたものである。
ついで、この結果得られた各種のボンディングワイヤ(
二ついて、伸びと破断強度を測定すると共1;、本発明
ボンディングワイヤ1〜5および比敦ボンディングワイ
ヤ1〜5をトランジスタのボンディングに用い、また本
発明ボンディングワイヤ6〜10および比較ボンディン
グワイヤ6〜10を16ビンICのボンディングに用い
、ボンディング後の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、さらに本発明ボ
ンディングワイヤ6〜10および比較ボンディングワイ
ヤ6〜10については、プラスチック封止後のワイヤ流
れの有無をソフトX′@を田いて観察した。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、明らかなように、本発明ボ
ンディングワイヤ1〜10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、さらに素材硬さを頁し、かつループ形状も正常
にしてワイヤ切れの発生も皆肌であるに対して、比較ボ
ンディングワイヤ1〜10に見られるように、不可避不
純物の含有はか、いずセ、の場合もこの発明の上限値を
越えて高くなると、伸びが相対的に低下するようになる
一方、素材硬さおよび破断強度が憎子ようになって、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、さらに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のである。
なお、本発明ボンディングワイヤ6〜10および比較ボ
ンディングワイヤ6〜10においては、いずれもワイヤ
流れの発生は見られなかった。
上述のように、この発明のボンディングワイヤは、ビッ
カース硬さで38〜45の素材硬さを荷し、かつ伸び=
5〜22%および破断強度:16 〜28 Kq / 
ajの最終特性をもつものであり、これらの特性は半導
体装置のボンディングワイヤに適合した性質なので、こ
れを半導体装置用として用いた場合にすぐれた性能を発
揮するのである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】  不可避不純物としてのS、Ag、Se、およびTe成
    分の含有量を、それぞれ、 S:0.5ppm以下、 Ag: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:5〜22%、 破断強度:16〜28Kg/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
    デイングワイヤ。
JP60235988A 1985-03-29 1985-10-22 半導体装置用ボンデイングワイヤ Pending JPS6294969A (ja)

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