JPS63243238A - 半導体装置のボンデイングワイヤ用Ａｕ合金極細線 - Google Patents

半導体装置のボンデイングワイヤ用Ａｕ合金極細線

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JPS63243238A JP62077998A JP7799887A JPS63243238A JP S63243238 A JPS63243238 A JP S63243238A JP 62077998 A JP62077998 A JP 62077998A JP 7799887 A JP7799887 A JP 7799887A JP S63243238 A JPS63243238 A JP S63243238A
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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、高温強度を有し、かつ耐熱性Ｃ：もすぐれ
たＡｕ合金極細線に関するものであって、特に、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に、
ワイヤボンディング時のワイヤーループ高さを窩〈保ち
、ループの変形、さらに樹脂モールド時のワイヤ流れや
ワイヤネック部の切れを防止することができる半導体装
置のボンディングワイヤ用Ａｕ合金極細線に関するもの
である。
〔従来の技術〕
従来、一般に、ＩＣやＬＳＩなどの半導体装置は、 （ａｌ　　まず、リード素材として板厚：　０．１〜０
．３　ｍｍ程度のＣｕおよびＣｕ合金、あるいはＮｉお
よびＮｉ合金の帯材を用意し、 （ｂｌ　　ついで、上記リード素材よりプレス打抜き加
工により製造せんとする半導体装置の形状（二適合した
リードフレームを形成し。
（Ｃ１上記リードフレームの所定個所Ｃ二高純度Ｓｉあ
るいはＧｅなどの半導体素子をＡｇペーストなどの導電
性樹脂を用いて加熱接着するかあるいは予め上記リード
素材の片面（ニメツキしておいたＡｕ　、　Ａｇ。
Ｎｉあるいはこれらの合金のメッキ層を介して加熱圧着
するかし。
（ｄｌ　　上記半導体素子と上記リードフレームに渡っ
て純Ａｕ極細線Ｃ二よるワイヤポンディングを施し、（
ｅｌ　　引き続いて、上記半導体素子、ポンディングワ
イヤ、および半導体素子が接着された部分のリードフレ
ームを、これらを保護する目的で、プラスチックを用い
て樹脂モールドし、 （ｆｌ　　上記リードフレームにおける相互に連なる部
分を切除してリード材を形成し、 ｆｇ）　　最終的に、上記リード材の脚部ｆ二、半導体
装置の基板への接続を行なうためのはんだ材の被覆溶着
を行なう。
以上ｆａｔ〜（ｇｌの主要工程によって製造され、特（
二、上記の（ｄ）工程におけるワイヤボンディングは１
手動式あるいは自動式のポンディングマシンを用いＡｕ
極細線からなるボンディングワイヤを、酸水素炎または
電気的に溶断し、その際にできる先端部のボール部を温
度：１５０〜３５０℃の温度に加熱された状態にある半
導体素子とリードフレームのそれぞれの表面に押圧する
ことＣ二より行なわれている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記のように、半導体装置の製造には、ボンディングワ
イヤとして純Ａｕ極細線が用いられているが、近年のポ
ンディング技術の向上に伴う高速化、集積度の高密度化
、さら（二経済性などの面から、ボンディングワイヤ（
二も強度、特に高温強度や、耐熱性が要求されるように
なっているが、上記の純Ａｕ極細線においては、特に高
温強度が不足しているため（二、上記の半導体装置の製
造工程（二おける（ｄｌ工程のワイヤポンディング時に
、ワイヤループにショート（短絡）の原因となる“たる
み”や１だれ”などの変形が発生し易いほか、ループの
高さが不安定でバラツキが大きく、半導体素子とのエツ
ジショートの発生の可能性が大きく、また、耐熱性不足
が原因で、同じく上記（ｅｌ工程の樹脂モールド時に、
同じくショートの原因となるワイヤ流れや、ワイヤネッ
ク切れが生じ易く、上記“たるみ”、＠だれ”、ワイヤ
流れま・たはワイヤネック切れは、半導体装置Ｃ二欠陥
を生じせしめ、半導体装置の製造における歩出りの低下
の原因となっているのが現状であった。
〔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、特に高
温強度および耐熱性にすぐれ、かつまたループ高さを高
く、かつ高さのバラツキを小さく安定（二保つことので
きるボンディングワイヤを開発すべく研究を行なった結
果、上記純Ａｕ極細線に、合金成分として、重量％で（
以下、俤は重量％を示す）、 Ｌａ　：Ｏ，０ＯＯ０５〜０．００５　％、を含有させ
、さら（二、 Ａｇおよび８ｉのうちの１種または２種：Ｏ，０００３
〜０．ｅｌチ、 を含有させると、純Ａｕ極細線のもつすぐれた伸線加工
性および接合強度を保持した状態で、強度、特に高温強
度および耐熱性が著しく向上するよう（二なり、かかる
Ａｕ合金極細線をボンディングワイヤとして用いた場合
には、ポンディングの高速化、並び（二手導体装置の高
密度化および大型化にかかわらず、ポンディング時のワ
イヤループの変形が防止され、さらに樹脂モールド時に
おいてもワイヤ流れやワイヤネック切れが著しく抑制さ
れるよう（二なり、ループ高さも高く、バラツキも小さ
く安定Ｃ二保てるようにな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、 Ｌａ　：　０．００００５〜０．００５　％、を含有し
、さら（二、 ＡｇおよびＳｉのうちの１種または２種：Ｏ，０００３
〜０．０１チ、 を含有し、残１］がＡｕと不可避不純物からなる組成を
有するＡｕ合金からなる半導体装置のポンディングワイ
ヤ用Ａｕ合金極細線（二特徴を有するものである。
つぎに、この発明のＡｕ合金極細線（二おいて、成分組
成範囲を上記の通りに限定した理由を説明する。
（１１Ｌａ Ｌａ　ｃは、細線の常温および高温強度を向上させる均
等的作用があるが、その含有量が０．００００５チ未満
では、所望の高い常温および高温強度を確保することが
できず、一方、０．００５％を越えて含有させると脆（
ヒがみられるようになって線引加工性などが劣化するよ
うＣ二なることから、その含有量を０．００００５〜０
．００５チと定・めた。
（２）　　ＡｇおよびＳｉ これらの成分には、Ｌａとの共存において、細線の軟（
ヒ温度を高め、もってボンディング時の細線自体の脆化
並びに変形ループの発生を抑制すると共に、ループ高さ
を高く安定（二保つ均等的作用があるが、その含有量が
０．０００３％未満では前記作用に所望の効果が得られ
ず、一方０．０１％を越えて含有させると、脆化して線
引加工性などが劣化するようになるばかりでなく、ボン
ディング時の加熱温度で結晶粒界破断を起し易くなるこ
とから、その含有量を０．０００３〜０．０１％と定め
た。
〔実施例〕
つぎＣ二、この発明のＡｕ合金極細線を実施例により具
体的に説明する。
通常の溶解法により、それぞれ′ｉＥ１表（二示される
成分組成をもった溶湯を調製し、鋳造した後、公知の溝
型圧延機を用いて圧延し、引続いて線引加工を行なうこ
と（二よって直径：０．０２５ｍの本発明Ａｕ合金極細
線１〜６、比較Ａｕ合金極細線１〜６、および従来純Ａ
ｕ極細線をそれぞれ製造した。
この結果得られた各種の極細線について、常温引張試験
、並びに極細線がボンディング時にさらされる条件（：
相当する条件、すなわち温度＝２５０℃に２０秒間保持
した条件での高温引張試験を行ない、それぞれ破断強度
と伸びを測定した。
さらＣ：、これらの極細線をボンディングワイヤとして
用い、高速自動ボンダーにてボンディングした後、半導
体素子との接合強度、ループ話さ、ループ高さのバラツ
キ、ループ変形の有無および樹脂モールド後のワイヤ流
れ鼠をそれぞれ測定した。
なお、ループ変形の有無は、顕微鏡検査により、第１図
に概略正面図で示されるように、半導体素子Ｓとリード
フレームＬとに渡ってボンディングされたワイヤＷに、
耐熱性不足が原因でタレが生じ、これが半導体素子（二
接触（エツジショート）している場合を「有Ｊ、接触し
ていない場合をｒ　Ｉｌｌ　Ｊとして判定した。
また、接合強度は、同じく第２図ｃ二概略正面図で示さ
れるように、半導体素子ＳとリードフレームＬとに渡っ
てボンディングされたワイヤＷにバネばかりをひっかけ
、これを引き上げ、ワイヤ破断が生じた時点の荷重をも
って表わした。一般Ｃ二直径：２５μｍのワイヤの場合
、５２以上の接合強度が要求されるが、これは接合強度
が５２未満だとワイヤボンディング後の樹脂掛止などの
工程ζ二際して受ける熱影響や振動などによって結線破
断を引き起すようになるという理由からである。
また、ループ高さは、ボンディング後の第２図に示され
るｒｈＪをＺ軸測微計を用いて測定した結果を示し、最
適高さ＝１７０〜２５０μｍ　、　３σｎの最適値：３
０以下とされている。
さらに、ループ流れ量は、樹脂モールド後の結線（ワイ
ヤＷ）を直上からＸ線撮影し、この結果のＸ線写真にも
とづいて４つのコーナ一部における半導体素子とリード
フレームのボンディング点を結んだ直線Ｃ二対するワイ
ヤ最大膨出量をそれぞれ測定し、これらの平均値をもっ
て表わした。
〔発明の効果〕
第１表に示される結果から、本発明Ａｕ合金極細線１〜
６は、いずれも従来の純Ａｕ極細線に比して、一段と高
い常温および高温強度を有するので、ワイヤボンディン
グ時のループ変形が皆無であ０、かつ従来の純Ａｕ極細
線の約２倍の接合強度を示し、さらＣ：耐熱性にもすぐ
れているので樹脂モールド後のワイヤループ流れがきわ
めて少ないものであった。
また、比較Ａｕ合金極細線１〜６（１見られるように、
構成成分のいずれかの成分含有量でもこの発明の範囲か
ら外れて少ないと、上記特性が劣ったものになるか、あ
るいは、ループ高さが高く安定に保てないことが明らか
である。
」二連のように、この発明のＡｕ合金極細線は、すぐれ
た常温および高温強度並びに耐熱性を有し、さらＣ二接
合強度にもすぐれ、かつループ高さを高く安定Ｃ二保つ
ことができるので、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には、ボンディングの高速化、並
びＣ二手導体装置の大型化Ｃ二もかかわらず、ボンディ
ング時のワイヤループの変形が防止され、さらに樹脂モ
ールド時においてもワイヤ流れやワイヤネック切れが著
しく抑制され、かつタブショートやエツジショートの発
生が少なくなって高い信頼性が得られるものであり、さ
らＣ二伸線加工性にもすぐれているので、直径：０．０
５ｎ＋＋ｓ以下の極細線への加工も容易であるなど工業
上有用な特性を有するものである。
【図面の簡単な説明】
第１図はループ変形の状態を示す概略正面図、第２図は
接合強度の測定態様を示す概略正面図である。 Ｓ・・・半導体素子、　　　Ｌ・・・リードフレーム、
Ｗ・・・ワイヤ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 Ｌａ：０．００００５〜０．００５％、 を含有し、さらに ＡｇおよびＳｉのうちの１種または２種：０．０００３
    〜０．０１％、 を含有し、残りがＡｕと不可避不純物からなる組成（以
    上重量％）を有するＡｕ合金からなることを特徴とする
    半導体装置のボンディングワイヤ用Ａｕ合金極細線。
JP62077998A 1987-03-31 1987-03-31 半導体装置のボンデイングワイヤ用Ａｕ合金極細線 Expired - Lifetime JPH0830229B2 (ja)

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JPH0830229B2 (ja) 1996-03-27

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