JPS6296629A - 半導体装置のボンデイングワイヤ用Ｃｕ合金極細線 - Google Patents

半導体装置のボンデイングワイヤ用Ｃｕ合金極細線

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JPS6296629A
JPS6296629A JP60235987A JP23598785A JPS6296629A JP S6296629 A JPS6296629 A JP S6296629A JP 60235987 A JP60235987 A JP 60235987A JP 23598785 A JP23598785 A JP 23598785A JP S6296629 A JPS6296629 A JP S6296629A
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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、ΔＵ極細線とほぼ同等の低い硬さを有し、
特に半導体装置のボンディングワイヤどして使用するの
に適したＣｕ合金極細線に関づるものである。
（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：０．１〜０．３履を有する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抜ぎ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所に、高純度３ｉあ
るいはＧｅなどの半導体チップを、Δ９ベーストなどの
０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Ａｕ、−Ａｇ。
Ｎｉ、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【プ、あるいはΔＵ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Ａ７として直径＝２０〜５０μｍ
を７ｊ　ｉｉるＡＵ慟細線または無酸素銅ル細線を用い
て結線を施し、 （ｅ）引続いて、」−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で封止し、 （［）最終的に、上記リードフレームにＪ３＆プる相Ｈ
に連なる部分を切除してＩＣを形成づる、以上（ａ）−
（ｆ）の主要工程からなる方法が知られている。
上記のように、半導体装置の製造には、ボンディングワ
イヤどしてＡＵ権細線Ｘｂ無酸素銅極細線が用いられて
いるが、近年、高価なＡｕＶＭｍ線に代って安価な無酸
素銅極細線が注口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、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
グ口、ｒにワイＡ７先端に形成されたボールが例えば８
１半導体チップの表面に形成されているＡｔ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などの問題点の発生がしばしば起る
ものであった。
〔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ＭＨのボンディングワイヤとして用いられている無
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、上記無酸素銅極ｍ線では、通常５
０〜１００　ｐｐｍの不可避不純物を含有しているが、
これを４９Ｄｍ以下に低減づると、素材状態での硬さが
、ビッカース硬さ：３４〜４３をもつようになって、Ａ
Ｌ＋極細線のもつ素材硬さ：３０〜４０とほぼ同等の軟
質となる反面、このように不可避不純物の含有量を低減
すると、’Ｊ！！造工程における最終工程である熱処理
（通常光輝焼鈍）で、完全焼鈍４４（ソフト材）とした
場合には問題はないが、これを完全焼鈍せず、セミ焼鈍
してセミハード材とした場合に、このセミハード材には
３０℃以下の室温で再結晶が進行するようになり、この
結果ボンディングワイＡ７として使用されるまでの製品
保存中に、前記再結晶の進１１が原因で、破断強度に減
少傾向が現われるようになるほか、伸びが経時的に著し
く増大するようになるなど特性変化が生ずるが、これに
、合金成分どして、Ｍ（１，Ｃａ、［３ｅ、ｉｎ、Ｑｃ
。
Ｑａ、ｊ）よび１−　ｆｆｉのうらの１種または２種以
上を′ｇｌ量、ずなわ５０．１〜１　ｐｐｍ未満の範囲
で含有さけると、硬さ１冒をわｆかにとどめた状態で、
前記の経口、ｒ的特性変化を抑制でさ、安定した特性を
しったセミハード材どしてのＣｕ合金極細線が１！７ら
れるＪ：うになるという知見をＩＦノだのである。
この発明は、上記知見に乙どづいてなされたものであっ
て、合金成分として、 Ｍｇ、Ｃａ、Ｆ１ａ、Ｉｎ、Ｇｃ、Ｇａ、およびＴｉの
うらの１種まＩｓは２種以上：　　Ｑ、１〜１１）Ｄｉ
ｎ未満、 を３（ｊし、残りがＣｕど４１）＋１１１１以下の不可
避不純物からなる組成をイ１りるＣｕΩ全て’　＋ｉｌ
ｉ成された゛ト尋（４装置のボンデイングワイＸ７用Ｃ
ｕ合金極細線に特徴を右するしのぐある。
したがって、この発明のＣｕ合金極細線において、合金
成分の含有量を０．１〜１　ｐｐｍ未満と限定したのは
、その含有量がｏ、　ｌｐｐｍ未満では、特にセミハー
ド材に再結晶が進行するようになって経時的特性変化を
完全に抑制することができず、一方その含有量が１ｐｐ
Ｉｆｉ以上になると硬さ上讐が急激となり、従来無酸素
銅極細線に見られるような上記の問題点が発生し易くな
るという理由にもとづくものであり、また、不可避不純
物の含有量を４　Ｆｉｔ）ｍ以下としたのは、Ｃｕ合金
極細線が、所望の硬さ、言い換えればボンディングワイ
ヤとして使用可能な硬さ、すなわち素材状態でごッカー
ス硬さ：３４〜４５をもつようにするためであり、した
がって不可避不純物の含’ｆｉｆＡが４　ｐｐｍを越え
ると硬さが上昇し、ボンディング時にＡ１合金配線被膜
や半導体チップを損（具するようになるのである。
〔実施例〕
つぎに、この発明のＣｕ合金極細線を実施例ににり具体
的に説明り−る。
原料として無酸素銅を用い、これに電解法あるいは帯域
溶融法を繰り返し施して精製し、？ａ　ｆＩＴＩＩｆ鋼
とした後、通常の真空溶解法を用い、この高純度銅に母
合金を用いて合金成分を含有させて、それぞれ第１表に
示される成分組成をもったＣｕ合金を溶製し、鋳造した
後、ごツカース硬さを測定し、ついで、この結果の累拐
に、通常の条件で熱間および冷間圧延を施して直径：２
５μｍの極細線とし、さらにこの極ｌｌｌ線に、温度：
３００℃に１〜２秒の範囲内の所定時間保持の条件でレ
ミ光輝焼鈍を施してセミハード材としての本発明Ｃｕ合
金極細Ｆｉ１１〜１１をそれぞれ製造した。
また、比較の目的で、合金成分を含有させない以外は同
一の条件で比較高純度銅極細線１〜３を製造した。
ついで、この結果得られた各種の極ｌ線について、製造
直後から２０日、５０日、および１００日経過した時点
での破断荷重と伸びをそれぞれ測定した。これらの測定
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Ｃ
ｕ合金極細線１〜１１は、いずれもボンディングワイ八
７として実用に供することのできるビッカース硬さで３
４〜４５の低い硬さを有し、かつ特性の経時的変化がほ
とんどなく、安定した特性を長期に口って保持するのに
対して、比較高純度銅極ＩＩＩＩ線１〜３に見られるよ
うに、合金成分の含有がないと、十分に低い硬さをもつ
が、破断何重および伸びの特性が経時的に変化し、ボン
ディングワイヤとしての安定的使用が不可能である。
上述のように、この発明の００合金権細線は、素材状態
で３４〜４５のビッカース硬さを有ターる軟質材であり
、かつセミハード材の高純度鋼極細線に見られるような
経時的特性変化が皆無なので、完全焼鈍材としては勿論
のこと、セミハード材とした状態で、′−Ｉ′−導体装
置のボンディングワイヤとして安定した使用が可能なの
である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 合金成分として、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂｅ、Ｉｎ、Ｇｅ、Ｇａ
    、およびＴｌのうちの１種または２種以上：０．１〜１
    ｐｐｍ未満を含有し、残りがＣｕと４ｐｐｍ以下の不可
    避不純物からなる組成を有するＣｕ合金で構成されたこ
    とを特徴とする半導体装置のボンディングワイヤ用Ｃｕ
    合金極細線。
JP60235987A 1985-10-22 1985-10-22 半導体装置のボンデイングワイヤ用Ｃｕ合金極細線 Granted JPS6296629A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7671919B2 (en) 2004-03-18 2010-03-02 Sony Corporation Camera

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