JPS6334934A - 半導体素子用ボンディング線素材の製造方法 - Google Patents

半導体素子用ボンディング線素材の製造方法

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JPS6334934A
JPS6334934A JP61178190A JP17819086A JPS6334934A JP S6334934 A JPS6334934 A JP S6334934A JP 61178190 A JP61178190 A JP 61178190A JP 17819086 A JP17819086 A JP 17819086A JP S6334934 A JPS6334934 A JP S6334934A
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福田 孝祝
Masanori Tokita
時田 正憲
Kenji Mori
健次 森
Eiichi Fujimoto
栄一 藤本
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    • H01L2924/01029Copper [Cu]

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) 本発明は、トランジスター、IC,LSIなどの半導体
素子上の電極と外部リードとの間を接続する半導体素子
用ボンディング線素材の製造方法に関する。
(従来技術) 従来、ケイ素半導体素子上の電極と外部リードとの間を
接続するボンディング線としては、金細線や銅細線が使
用されている。
これらのボンディング線の素材としての金や銅の鋳塊は
、鋳塊原料を溶解用ルツボで一旦溶解し、該ルツボを傾
転するなどして、溶解金属を鋳造用ルツボに移し変えて
鋳造することによって通常得られている。
かかる鋳塊では、溶解用ルツボ上の表面に浮遊する異物
を介在物として鋳塊中へ巻き込んだり、凝固時の体積収
縮による引巣やボイドを鋳塊の表面から内部にかけて生
じたりするので、これらの影客を出来るかぎり抑制する
ため、鋳塊を圧延、伸線する前に、鋳塊表面乏大幅に除
去する必要がある。そのために、鋳塊素材の歩留まりを
極端に悪くする問題がある。又、鋳塊表面を大幅に除去
しても鋳塊内部に引巣、ボイド、介在物などがある場合
には、線径20μmφ迄の伸線過程において断線頻度が
多くなるため、長い条長のボンディング線を得ることが
できなくなり、且つ生産性に重大な支障をきたすという
問題がある。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明は、上記の問題点を解決することを目的とするも
ので、鋳塊の引巣、ボイド及び介在物を皆無にし、表面
切削の歩留まり向上と伸線過程での断線頻度を大幅に低
減させ得る半導体素子用ボンディング線素材の製造方法
を提供することにある。
(問題点を解決するための手段) 本発明者らは、上記の技術的課題を解決するために、鋭
意検討を重ねた結果、本発明を完成させたものである。
本発明は、真空雰囲気下で鋳塊原料を溶解し、溶解用ル
ツボの下端から冷却することにより、20mm/分以下
の凝固速度で溶解金属を凝固させて鋳塊することを特徴
とする半導体素子用ボンディング線素材の製造方法であ
る。
本発明の製造方法の構成について更に説明する。
本発明において、真空雰囲気下で鋳塊原料を溶解するの
は、鋳塊原料自体の酸化防止や鋳塊原料中に添加されて
いる添加元素の酸化を防止すると共に、得られる鋳塊素
材中の脱ガスを促進させるためである。この場合の真空
度は、1ンスに: Xl0−3to汁で漬ることが好ましく、■×10− 
” Lorry満では、前記の添加元素や銅素材が残留
する酸素によって酸化され、又、脱ガス化も不十分で、
鋳塊素材中にボイドが形成されることになり、極細線の
伸線過程で断線頻度が多くなるので、好ましくない。
本発明において、溶解用ルツボの下端から徐々に冷却を
するのは、凝固を一方向から行わせ、金属の結晶組織を
長さ方向に並ばせるためで、鋳塊中に引巣やボイドが発
生したり、異物などが混入したりすることを出来るかぎ
り防止しようとするためである。これによって、鋳塊の
表面切削量が少なくてすみ、歩留まりが向上すると共に
、極細線の伸線過程での断線頻度を大幅に減少させ得る
ことができるようになる。
斯かる場合の凝固速度は、20mm/分以下とするのが
好ましく、20mm/分を超える凝固速度では、前記し
た効果が十分に得られない。
ここで、1mm/分ンー程度にまで凝固速度を下げてや
れば、帯域精製法と同等な精製効果も得られるので、ボ
ンディング線用の素材で殊に高純度のものを得ることも
可能である。
(実施例) 以下、本発明にかかる実施例と比較例とを対比して説明
する。
実施例1 内径27mmφ、長さ300mmの円筒状黒鉛ルツボに
銅ボンディングワイヤ用鋳塊原料1.5kgを入れ、真
空度をI X 10−’t、orrに保持して高周波溶
解し、高周波加熱コイルを黒鉛ルツボの下端から1mm
/分の速度で上方に移動して、前記黒鉛ルツボ中で溶解
銅を冷却、凝固させて、半導体素子用銅ボンディング線
素材の鋳塊を得た。その鋳塊の凝固上面は平であり、素
材の表面を8%切削(切削歩留まり92%)した後、圧
延し常温で伸線加工を行い最終線径を258mmの銅細
線とした。この伸線過程における断線回数は、僅か1回
であった。引続いて、不活性ガス雰囲気中で銅細線の伸
び値が10%になるように連続焼鈍して銅ボンディング
線とし、公知の自動ボンディングマシンを使用してボン
ディング特性を調べた結果、使用した再電解洞の純度9
9.998重量%であるのに対して、その純度は、99
.9996重量%であった。このように、銅純度が向上
するのは、精製効果を示すものであって、しかも鋳塊中
の銅結晶組織の配列が良好となり、銅純度がこのように
向上すると、ボンディング特性もより好ましいものとな
る二義的な効果を発揮する。
比較例1 次に、比較例として溶解用黒鉛ルツボに銅ポンディング
ワイヤ用鋳塊原料1.5kgを入れ、真空度をI X 
10−’torrに保持して高周波溶解した後、前記黒
鉛ルツボを傾転して内径27mmφ、長さ300mmの
鋳造用筒黒鉛ルツボに鋳込み、溶融銅を自然冷却して凝
固させて半導体素子用銅ボンディング線素材の鋳塊を得
た。該鋳塊の表面には引巣があり、素材の表面を37%
切削(切削歩留り63%)した後、圧延し常温で伸線加
工を行ない最終線径を25μmφの銅細線とした。
この伸線過程における断線回数は、22回以上であり、
極細線への線引き加工は極めて生産性に乏しいものであ
った。
実施例2 内径27mmφ、長さ300mmの円筒状黒鉛ルツボに
金ボンディングワイヤ用鋳塊原料3.0kgを入れ、真
空度をI X 10−’torrに保持して高周波溶解
した後、高周波加熱コイルを黒鉛ルツボの下端から15
nu++/分の速度で上方に移動して、前記黒鉛ルツボ
中で溶融金を冷却、凝固させて、半導体素子用金ボンデ
ィング線素材の鋳塊を得た。その鋳塊素材の凝固上面は
平であり、素材の表面の8%切削(切削歩留り92%)
した後、実施例1と同様に圧延し、伸線加工を行なって
最終線径25μmφの金細線とした。この伸線過程にお
ける断線回数は、2回であり、良好であった。前記金細
線の組成を調べた結果は、使用した原料の組成と同一均
質であり、且つ、その鋳塊は、金属結晶組織において均
一であり、良好であった。
ここにおいて、実施例1のように凝固速度を遅くすると
精製効果があられれ、そのため金ポンディング線の強度
不足をきたすことになる。
比較例2 原料を金ボンディングワイヤ鋳塊原料3kgとする以外
は、実施例2と同様に操作して金ボンディング線素材の
鋳塊を得た。該鋳塊素材の表面には引巣があり、素材表
面を40%切削(切削歩留り60%)した後、圧延、伸
線加工して最終線径を25μmφの金細線とした。
この伸線過程における断線回数は、30回以上であり、
生産性に乏しいものであった。
(発明の効果) 以上、説明した如、く、本発明の製造方法によればボン
ディング線素材の1歩留りが向上できると共に、伸線過
程における断線回数を大巾に激減することができるので
、生産性が向上し、コストを低減させることができる。
特に銅ボンディング線素材のように特定の凝固速度によ
って純度が向上する精製効果は、ボンディング特性にお
いてより良好な結果をもたらすことができ、且つ原料銅
の選択を安価にできる利点であり、産業上に寄与する。
特許出願人 タック電線株式会社 代理人    弁理士 水 口 孝 −手 続 補 正
 吉 (自発) 昭和61年8月30口

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)真空雰囲気下で鋳塊原料を溶解し、溶解用ルツボ
    の下端から冷却することにより、20mm/分以下の凝
    固速度で溶解金属を凝固させて鋳造することを特徴とす
    る半導体素子用ボンディング線素材の製造方法。
  2. (2)前記鋳塊原料の主成分が、金である特許請求の範
    囲第1項記載の半導体素子用ボンディング線素材の製造
    方法。
  3. (3)前記鋳塊原料の主成分が、銅である特許請求の範
    囲第1項記載の半導体素子用ボンディング線素材の製造
    方法。
JP61178190A 1986-07-29 1986-07-29 半導体素子用ボンディング線素材の製造方法 Granted JPS6334934A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012120982A1 (ja) 2011-03-07 2012-09-13 Jx日鉱日石金属株式会社 α線量が少ない銅又は銅合金及び銅又は銅合金を原料とするボンディングワイヤ

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012120982A1 (ja) 2011-03-07 2012-09-13 Jx日鉱日石金属株式会社 α線量が少ない銅又は銅合金及び銅又は銅合金を原料とするボンディングワイヤ
US9597754B2 (en) 2011-03-07 2017-03-21 Jx Nippon Mining & Metals Corporation Copper or copper alloy, bonding wire, method of producing the copper, method of producing the copper alloy, and method of producing the bonding wire

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