KR101728650B1 - 반도체 장치용 본딩 와이어 - Google Patents

반도체 장치용 본딩 와이어 Download PDF

Info

Publication number
KR101728650B1
KR101728650B1 KR1020167012369A KR20167012369A KR101728650B1 KR 101728650 B1 KR101728650 B1 KR 101728650B1 KR 1020167012369 A KR1020167012369 A KR 1020167012369A KR 20167012369 A KR20167012369 A KR 20167012369A KR 101728650 B1 KR101728650 B1 KR 101728650B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
bonding
wire
bonding wire
coating layer
core material
Prior art date
Application number
KR1020167012369A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160114042A (ko
Inventor
다이조 오다
모토키 에토
다카시 야마다
데루오 하이바라
료 오이시
도모히로 우노
데츠야 오야마다
Original Assignee
닛데쓰스미킹 마이크로 메탈 가부시키가이샤
신닛테츠스미킹 마테리알즈 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 닛데쓰스미킹 마이크로 메탈 가부시키가이샤, 신닛테츠스미킹 마테리알즈 가부시키가이샤 filed Critical 닛데쓰스미킹 마이크로 메탈 가부시키가이샤
Publication of KR20160114042A publication Critical patent/KR20160114042A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101728650B1 publication Critical patent/KR101728650B1/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L24/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C9/00—Alloys based on copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/08—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of copper or alloys based thereon
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/495—Lead-frames or other flat leads
    • H01L23/49517—Additional leads
    • H01L23/4952—Additional leads the additional leads being a bump or a wire
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/52—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
    • H01L23/522—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body
    • H01L23/532—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body characterised by the materials
    • H01L23/53204—Conductive materials
    • H01L23/53209—Conductive materials based on metals, e.g. alloys, metal silicides
    • H01L23/53228—Conductive materials based on metals, e.g. alloys, metal silicides the principal metal being copper
    • H01L23/53233—Copper alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/43—Manufacturing methods
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L24/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L24/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/0554—External layer
    • H01L2224/05599—Material
    • H01L2224/056—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/05617—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 400°C and less than 950°C
    • H01L2224/05624—Aluminium [Al] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/43—Manufacturing methods
    • H01L2224/431—Pre-treatment of the preform connector
    • H01L2224/4312—Applying permanent coating, e.g. in-situ coating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/43—Manufacturing methods
    • H01L2224/431—Pre-treatment of the preform connector
    • H01L2224/4312—Applying permanent coating, e.g. in-situ coating
    • H01L2224/43125—Plating, e.g. electroplating, electroless plating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/43—Manufacturing methods
    • H01L2224/432—Mechanical processes
    • H01L2224/4321—Pulling
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/43—Manufacturing methods
    • H01L2224/438—Post-treatment of the connector
    • H01L2224/43848—Thermal treatments, e.g. annealing, controlled cooling
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/45005—Structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/4501—Shape
    • H01L2224/45012—Cross-sectional shape
    • H01L2224/45015—Cross-sectional shape being circular
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/45099—Material
    • H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45101—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of less than 400°C
    • H01L2224/45109—Indium (In) as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/45099—Material
    • H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/45144—Gold (Au) as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/45099—Material
    • H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/45147—Copper (Cu) as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4554—Coating
    • H01L2224/45565—Single coating layer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4554—Coating
    • H01L2224/4557—Plural coating layers
    • H01L2224/45572—Two-layer stack coating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4554—Coating
    • H01L2224/45599—Material
    • H01L2224/456—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45601—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of less than 400°C
    • H01L2224/45609—Indium (In) as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4554—Coating
    • H01L2224/45599—Material
    • H01L2224/456—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45638—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/45644—Gold (Au) as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4554—Coating
    • H01L2224/45599—Material
    • H01L2224/456—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45663—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than 1550°C
    • H01L2224/45664—Palladium (Pd) as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4801—Structure
    • H01L2224/48011—Length
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/484—Connecting portions
    • H01L2224/48463—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond
    • H01L2224/48465—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond the other connecting portion not on the bonding area being a wedge bond, i.e. ball-to-wedge, regular stitch
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/485—Material
    • H01L2224/48505—Material at the bonding interface
    • H01L2224/48507—Material at the bonding interface comprising an intermetallic compound
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/485—Material
    • H01L2224/48505—Material at the bonding interface
    • H01L2224/48799—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Copper (Cu)
    • H01L2224/488—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Copper (Cu) with a principal constituent of the bonding area being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/48817—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Copper (Cu) with a principal constituent of the bonding area being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 400°C and less than 950 °C
    • H01L2224/48824—Aluminium (Al) as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/85009—Pre-treatment of the connector or the bonding area
    • H01L2224/8503—Reshaping, e.g. forming the ball or the wedge of the wire connector
    • H01L2224/85035—Reshaping, e.g. forming the ball or the wedge of the wire connector by heating means, e.g. "free-air-ball"
    • H01L2224/85045—Reshaping, e.g. forming the ball or the wedge of the wire connector by heating means, e.g. "free-air-ball" using a corona discharge, e.g. electronic flame off [EFO]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/85053—Bonding environment
    • H01L2224/85054—Composition of the atmosphere
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/85053—Bonding environment
    • H01L2224/85054—Composition of the atmosphere
    • H01L2224/85065—Composition of the atmosphere being reducing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/85053—Bonding environment
    • H01L2224/85054—Composition of the atmosphere
    • H01L2224/85075—Composition of the atmosphere being inert
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/85053—Bonding environment
    • H01L2224/8509—Vacuum
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/852—Applying energy for connecting
    • H01L2224/85201—Compression bonding
    • H01L2224/85203—Thermocompression bonding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/8538—Bonding interfaces outside the semiconductor or solid-state body
    • H01L2224/85399—Material
    • H01L2224/854—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/85438—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/85439—Silver (Ag) as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/02—Bonding areas ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L24/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/00011—Not relevant to the scope of the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01005—Boron [B]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01012—Magnesium [Mg]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01015—Phosphorus [P]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01028—Nickel [Ni]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01029—Copper [Cu]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01031—Gallium [Ga]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01032—Germanium [Ge]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01045—Rhodium [Rh]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01046—Palladium [Pd]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01049—Indium [In]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01078—Platinum [Pt]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01079—Gold [Au]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/102—Material of the semiconductor or solid state bodies
    • H01L2924/1025—Semiconducting materials
    • H01L2924/10251—Elemental semiconductors, i.e. Group IV
    • H01L2924/10253—Silicon [Si]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/151—Die mounting substrate
    • H01L2924/156—Material
    • H01L2924/157—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2924/15738—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950 C and less than 1550 C
    • H01L2924/1576—Iron [Fe] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181—Encapsulation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)

Abstract

표면에 Pd 피복층을 갖는 Cu 본딩 와이어에 있어서, 고온 고습 환경에서의 볼 접합부의 접합 신뢰성을 개선하고, 차량 탑재용 디바이스에 적합한 본딩 와이어를 제공한다. Cu 합금 코어재와, 상기 Cu 합금 코어재의 표면에 형성된 Pd 피복층을 갖는 반도체 장치용 본딩 와이어에 있어서, 본딩 와이어가 In을 0.011∼1.2질량％ 포함하고, Pd 피복층의 두께가 0.015∼0.150㎛이다. 이에 의해, 고온 고습 환경하에서의 볼 접합부의 접합 수명을 향상시키고, 접합 신뢰성을 개선할 수 있다. Cu 합금 코어재가 Pt, Pd, Rh, Ni의 1종 이상을 각각 0.05∼1.2질량％ 함유하면, 175℃ 이상의 고온 환경에서의 볼 접합부 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한, Pd 피복층의 표면에 Au 표피층을 더 형성하면 웨지 접합성이 개선된다.

Description

반도체 장치용 본딩 와이어{BONDING WIRE FOR SEMICONDUCTOR DEVICE}
본 발명은 반도체 소자 상의 전극과 외부 리드 등의 회로 배선 기판의 배선을 접속하기 위해 이용되는 반도체 장치용 본딩 와이어에 관한 것이다.
현재, 반도체 소자 상의 전극과 외부 리드 사이를 접합하는 반도체 장치용 본딩 와이어(이하, 「본딩 와이어」라 함)로서, 선 직경 15∼50㎛ 정도의 세선이 주로 사용되고 있다. 본딩 와이어의 접합 방법은 초음파 병용 열 압착 방식이 일반적이며, 범용 본딩 장치, 본딩 와이어를 그 내부에 통과시켜 접속에 사용하는 캐필러리 지그 등이 사용된다. 본딩 와이어의 접합 프로세스는, 와이어 선단을 아크 입열로 가열 용융하고, 표면 장력에 의해 볼(FAB:Free Air Ball)을 형성한 후에, 150∼300℃의 범위 내에서 가열한 반도체 소자의 전극 상에 이 볼부를 압착 접합(이하, 「볼 접합」이라 함)하고, 다음으로 루프를 형성한 후, 외부 리드측의 전극에 와이어부를 압착 접합(이하, 「웨지 접합」이라 함)함으로써 완료된다. 본딩 와이어의 접합 상대인 반도체 소자 상의 전극에는 Si 기판 상에 Al을 주체로 하는 합금을 성막한 전극 구조, 외부 리드측의 전극에는 Ag 도금이나 Pd 도금을 실시한 전극 구조 등이 사용된다.
지금까지 본딩 와이어의 재료는 Au가 주류였지만, LSI 용도를 중심으로 Cu로의 대체가 진행되고 있다. 한편, 최근의 전기 자동차나 하이브리드 자동차의 보급을 배경으로, 차량 탑재용 디바이스 용도에 있어서도 Au로부터 Cu로의 대체에 대한 요구가 높아지고 있다.
Cu 본딩 와이어에 대해서는, 고순도 Cu(순도:99.99질량％ 이상)를 사용한 것이 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1). Cu는 Au에 비해 산화되기 쉬운 결점이 있고, 접합 신뢰성, 볼 형성성, 웨지 접합성 등이 떨어지는 과제가 있었다. Cu 본딩 와이어의 표면 산화를 방지하는 방법으로서, Cu 코어재의 표면을 Au, Ag, Pt, Pd, Ni, Co, Cr, Ti 등의 금속으로 피복한 구조가 제안되어 있다(특허문헌 2). 또한, Cu 코어재의 표면에 Pd를 피복하고, 그 표면을 Au, Ag, Cu 또는 이들의 합금으로 피복한 구조가 제안되어 있다(특허문헌 3).
일본 특허 출원 공개 소61-48543호 공보 일본 특허 출원 공개 제2005-167020호 공보 일본 특허 출원 공개 제2012-36490호 공보
차량 탑재용 디바이스는 일반적인 전자 기기에 비해, 가혹한 고온 고습 환경하에서의 접합 신뢰성이 요구된다. 특히, 와이어의 볼부를 전극에 접합한 볼 접합부의 접합 수명이 최대의 문제가 된다. 고온 고습 환경하에서의 접합 신뢰성을 평가하는 방법은 몇 개의 방법이 제안되어 있고, 대표적인 평가법으로서, HAST(Highly Accelerated Temperature and Humidity Stress Test)(고온 고습 환경 폭로 시험)가 있다. HAST에 의해 볼 접합부의 접합 신뢰성을 평가하는 경우, 평가용의 볼 접합부를 온도가 130℃, 상대 습도가 85％인 고온 고습 환경에 폭로하고, 접합부의 저항값의 경시 변화를 측정하거나, 볼 접합부의 전단 강도의 경시 변화를 측정함으로써, 볼 접합부의 접합 수명을 평가한다. 최근에는, 이러한 조건에서의 HAST에 있어서 100시간 이상의 접합 수명이 요구되게 되었다.
종래의 Pd 피복층을 갖는 Cu 본딩 와이어를 사용하여 순 Al 전극과 접합을 행하고, 1st 접합은 볼 접합, 2nd 접합은 웨지 접합으로 하고, 몰드 수지로 밀봉한 후, 상기 HAST 조건에서의 평가를 행한 바, 볼 접합부의 접합 수명이 100시간 미만이 되는 경우가 있고, 차량 탑재용 디바이스에서 요구되는 접합 신뢰성이 충분하지 않은 것을 알 수 있었다.
본 발명은 표면에 Pd 피복층을 갖는 Cu 본딩 와이어에 있어서, 고온 고습 환경에서의 볼 접합부의 접합 신뢰성을 개선하고, 차량 탑재용 디바이스에 적합한 본딩 와이어를 제공하는 것을 목적으로 한다.
즉, 본 발명의 요지로 하는 바는 이하와 같다.
(1) Cu 합금 코어재와, 상기 Cu 합금 코어재의 표면에 형성된 Pd 피복층을 갖는 반도체 장치용 본딩 와이어에 있어서,
상기 본딩 와이어가 In을 포함하고, 와이어 전체에 대한 In의 농도가 0.011∼1.2질량％이며, 상기 Pd 피복층의 두께가 0.015∼0.150㎛인
것을 특징으로 하는 반도체 장치용 본딩 와이어.
(2) 상기 Cu 합금 코어재가 Pt, Pd, Rh, Ni로부터 선택되는 적어도 1종 이상의 원소를 포함하고, 상기 Cu 합금 코어재에 포함되는 상기 원소의 농도가 각각 0.05∼1.2질량％인 것을 특징으로 하는 상기 (1)에 기재된 반도체 장치용 본딩 와이어.
(3) 상기 Pd 피복층 상에 Au 표피층을 더 갖는 것을 특징으로 하는 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 반도체 장치용 본딩 와이어.
(4) 상기 Au 표피층의 두께가 0.0005∼0.050㎛인 것을 특징으로 하는 상기 (3)에 기재된 반도체 장치용 본딩 와이어.
(5) 상기 본딩 와이어가 B, P, Mg, Ga, Ge로부터 선택되는 적어도 1종 이상의 원소를 더 포함하고, 와이어 전체에 대한 상기 원소의 농도가 각각 1∼100질량ppm인 것을 특징으로 하는 상기 (1)∼(4) 중 어느 한 항에 기재된 반도체 장치용 본딩 와이어.
(6) 상기 본딩 와이어 표면의 결정 방위를 측정하였을 때의 측정 결과에 있어서, 상기 본딩 와이어 길이 방향에 대해 각도차가 15도 이하인 결정 방위 <111>의 존재 비율이 면적률로 30∼100％인 것을 특징으로 하는 상기 (1)∼(5) 중 어느 한 항에 기재된 반도체 장치용 본딩 와이어.
본 발명에 따르면, Cu 합금 코어재와, Cu 합금 코어재의 표면에 형성된 Pd 피복층을 갖는 반도체 장치용 본딩 와이어에 있어서, 본딩 와이어가 In을 0.011∼1.2질량％ 포함함으로써, 고온 고습 환경하에서의 볼 접합부의 접합 수명을 향상시키고, 접합 신뢰성을 개선할 수 있다.
본 발명의 본딩 와이어는 첫째로, Cu 합금 코어재와, 상기 Cu 합금 코어재의 표면에 형성된 Pd 피복층을 갖는 반도체 장치용 본딩 와이어에 있어서, 본딩 와이어가 In을 포함하고, 와이어 전체에 대한 In의 농도가 0.011∼1.2질량％이며, 상기 Pd 피복층의 두께가 0.015∼0.150㎛이다. 이에 의해 본딩 와이어는, 차량 탑재용 디바이스에서 요구되는 고온 고습 환경에서의 볼 접합부의 접합 신뢰성을 개선할 수 있다.
본 발명의 본딩 와이어를 사용하여, 아크 방전에 의해 볼을 형성하면, 본딩 와이어가 용융되어 응고되는 과정에서, 볼의 표면에 볼의 내부보다도 Pd의 농도가 높은 합금층이 형성된다. 이 볼을 사용하여 Al 전극과 접합을 행하고, 고온 고습 시험을 실시하면, 접합 계면에는 Pd가 농화된 상태가 된다. 이 Pd가 농화되어 형성된 농화층은, 고온 고습 시험 중의 접합 계면에 있어서의 Cu, Al의 확산을 억제하고, 부식 용이성 화합물의 성장 속도를 저하시킬 수 있다. 이에 의해 본딩 와이어는, 접합 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 한편, Pd 피복층의 두께가 0.015㎛ 미만인 경우, 상기 농화층이 충분히 형성되지 않고, 접합 신뢰성을 향상시킬 수 없다. Pd 피복층의 두께는 0.02㎛ 이상이면 보다 바람직하다. 한편, Pd 피복층 두께가 0.150㎛를 초과하면, FAB 형상이 악화되는 경향이 현저해지므로, 상한을 0.150㎛로 하였다.
볼의 표면에 형성된 Pd의 농도가 높은 합금층은, 내산화성이 우수하므로, 볼 형성 시에 본딩 와이어의 중심에 대해 볼의 형성 위치가 어긋나는 등의 불량을 저감시킬 수 있다.
본 발명은 또한, 본딩 와이어가 In을 포함하고, 와이어 전체에 대한 In의 농도가 0.011질량％ 이상임으로써, 온도가 130℃, 상대 습도가 85％인 고온 고습 환경하에서의 볼 접합부의 접합 수명을 더욱 향상시킬 수 있다.
In을 함유한 Pd 피복 Cu 본딩 와이어를 사용하여 볼부를 형성하고, FAB를 주사형 전자 현미경(SEM:Scanning Electron Microscope)으로 관찰한 바, FAB의 표면에 직경 수십 ㎚φ 정도의 석출물이 다수 보였다. 석출물을 에너지 분산형 X선 분석(EDS:Energy Dispersive X-ray Spectroscopy)으로 분석하면 In이 농화되어 있는 것이 확인되었다. 이상과 같은 상황으로부터, 상세한 메커니즘은 불분명하지만, FAB에 관찰되는 이 석출물이 볼부와 전극의 접합 계면에 존재함으로써, 온도가 130℃, 상대 습도가 85％인 고온 고습 환경에서의 볼 접합부의 접합 신뢰성이 향상되어 있는 것이라고 생각된다. 와이어 전체에 대한 In의 농도가 0.031질량％ 이상이면 보다 바람직하다. In의 농도가 0.031질량％ 이상이면, 고온 고습 환경하에서의 볼 접합부의 접합 수명을 보다 향상시킬 수 있다. 또한, In 함유량이 0.100질량％ 이상이면 더욱 바람직하다. In의 농도가 0.100질량％ 이상이면, 고온 고습 환경하에서의 볼 접합부의 접합 수명을 더욱 향상시킬 수 있고, 보다 엄격한 접합 신뢰성에 대한 요구에 대응할 수 있다.
반도체 장치의 패키지인 몰드 수지(에폭시 수지)에는, 분자 골격에 염소(Cl)가 포함되어 있다. HAST 평가 조건인 130℃, 상대 습도가 85％인 고온 고습 환경하에서는, 분자 골격 중의 Cl이 가수 분해하여 염화물 이온(Cl－)으로서 용출된다. Cu 본딩 와이어를 Al 전극에 접합한 경우, Cu/Al 접합 계면이 고온하에 놓이면, Cu와 Al이 상호 확산되고, 최종적으로 금속간 화합물인 Cu9Al4가 형성된다. Cu9Al4는 Cl 등의 할로겐에 의한 부식을 받기 쉽고, 몰드 수지로부터 용출된 Cl에 의해 부식이 진행되고, 접합 신뢰성의 저하에 연결된다. Cu 와이어가 Pd 피복층을 갖는 경우에는, Pd 피복 Cu 와이어와 Al 전극의 접합 계면은 Cu/Pd 농화층/Al이라고 하는 구조가 되므로, Cu 와이어에 비교하면 Cu9Al4 금속간 화합물의 생성은 억제되지만, 차량 탑재용 디바이스에서 요구되는 고온 고습 환경에서의 접합 신뢰성으로서는 불충분하였다.
그에 반해, 본 발명과 같이 Pd 피복 Cu 와이어 중에 In이 함유되어 있으면, 접합부에 있어서의 Cu9Al4 금속간 화합물의 생성이 더욱 억제되는 경향이 있다고 생각된다. 볼 접합부의 FAB 형성 시에, 와이어 중의 In은 Pd 피복층에도 확산된다. 볼 접합부에 있어서의 Cu와 Al 계면의 Pd 농화층에 존재하는 In이, Cu와 Al의 상호 확산을 억제하는 효과가 있고, 결과적으로 Cu9Al4의 생성을 억제하는 것이라고 생각된다. 또한, 와이어에 포함되는 In이 Cu9Al4의 형성을 직접 저해하는 효과가 있을 가능성도 있다.
In의 존재 부위로서는 Cu 코어재 중이 바람직하지만, Pd 피복층, Au 표피층에 포함되는 것으로도 충분한 작용 효과가 얻어진다. Cu 코어재 중에 In을 첨가하는 방법은 정확한 농도 관리가 용이하며, 와이어 생산성, 품질 안정성이 향상된다. 또한, 열처리에 의한 확산 등으로 In의 일부가 Pd 피복층이나 Au 표피층에도 함유됨으로써, 각 층 계면의 밀착성이 양호화되어, 와이어 생산성을 더욱 향상시키는 것도 가능하다.
한편, 와이어 중의 In 함유량이 과잉이 되고, 와이어 전체에 대한 In의 농도가 1.2질량％보다 커지면, FAB 형상이 악화됨과 함께, 본딩 와이어가 경질화되어 와이어 접합부의 변형이 불충분해지고, 웨지 접합성의 저하가 문제가 된다.
덧붙여서 말하면, Pd 피복층의 최표면에 Cu가 존재하는 경우가 있다. Cu의 농도가 30원자％ 이상이 되면, 와이어 표면의 내황화성이 저하되고, 본딩 와이어의 사용 수명이 저하되므로 실용에 적합하지 않는 경우가 있다. 따라서, Pd 피복층의 최표면에 Cu가 존재하는 경우, Cu의 농도는 30원자％ 미만인 것이 바람직하다. 여기서, 최표면이라 함은, 스퍼터 등을 실시하지 않는 상태에서, 본딩 와이어의 표면을 오제 전자 분광 장치에 의해 측정한 영역을 말한다.
반도체 장치의 패키지인 몰드 수지(에폭시 수지)에는, 실란 커플링제가 포함되어 있다. 실란 커플링제는 유기물(수지)과 무기물(실리콘이나 금속)의 밀착성을 높이는 작용을 갖고 있으므로, 실리콘 기판이나 금속과의 밀착성을 향상시킬 수 있다. 또한, 보다 고온에서의 신뢰성이 요구되는 차량 탑재용 반도체 등, 높은 밀착성이 요구되는 경우에는 「황 함유 실란 커플링제」가 첨가된다. 몰드 수지에 포함되는 황은, HAST에서의 온도 조건인 130℃ 정도에서는 유리하지 않지만, 175℃∼200℃ 이상의 조건에서 사용하면 유리한다. 그리고, 175℃ 이상의 고온에서 유리한 황이 Cu와 접촉하면, Cu의 부식이 심해지고, 황화물(Cu2S)이나 산화물(CuO)이 생성된다. Cu 본딩 와이어를 사용한 반도체 장치에서 Cu의 부식이 생성되면, 특히 볼 접합부의 접합 신뢰성이 저하되게 된다.
175℃ 이상의 고온 환경에서의 볼 접합부 신뢰성을 평가하는 수단으로서, HTS(High Temperature Storage Test)(고온 방치 시험)가 사용된다. 고온 환경에 폭로한 평가용의 샘플에 대해, 접합부의 저항값의 경시 변화를 측정하거나, 볼 접합부의 전단 강도의 경시 변화를 측정함으로써, 볼 접합부의 접합 수명을 평가한다. 최근 차량 탑재용의 반도체 장치에 있어서는, 175℃∼200℃의 HTS에서의 볼 접합부의 신뢰성 향상이 요구되고 있다.
본 발명의 본딩 와이어는, Cu 합금 코어재가, Pt, Pd, Rh, Ni로부터 선택되는 적어도 1종 이상의 원소를 포함하고, Cu 합금 코어재에 포함되는 상기 원소의 농도가 각각 0.05∼1.2질량％이면 바람직하다. Cu 합금 코어재가 이들 원소를 함유함으로써, 볼 접합부의 고온 환경에서의 접합 신뢰성 중, 175℃ 이상의 HTS에서의 성적이 개선된다. Cu 합금 코어재에 포함되는 이들 성분의 농도가 각각 0.05질량％ 미만에서는 상기한 효과가 얻어지지 않고, 1.2질량％보다 높아지면, FAB 형상이 악화됨과 함께, 본딩 와이어가 경질화되어 와이어 접합부의 변형이 불충분해지고, 웨지 접합성의 저하가 문제가 된다. 또한, 상기 원소를 상기 함유량 범위에서 함유함으로써, 루프 형성성을 향상, 즉, 고밀도 실장에서 문제가 되는 리닝을 저감시킬 수 있다. 이것은, Cu 합금 코어재가 Pt, Pd, Rh, Ni를 포함함으로써, 본딩 와이어의 항복 강도가 향상되고, 본딩 와이어의 변형을 억제할 수 있기 때문이다. Cu 합금 코어재에 포함되는 상기 원소의 농도는, 보다 바람직하게는 0.1질량％ 이상, 0.2질량％ 이상, 0.3질량％ 이상, 또는 0.5질량％ 이상이다. 또한, Cu 합금 코어재에 포함되는 상기 원소의 농도는, 보다 바람직하게는 1질량％ 이하, 또는 0.8질량％ 이하이다. 또한, 본딩 와이어 제품으로부터 Cu 합금 코어재에 포함되는 상기 원소의 농도를 구하는 방법으로서는, 예를 들어, 본딩 와이어의 단면을 노출시켜, Cu 합금 코어재의 영역에 대해 농도 분석하는 방법, 본딩 와이어의 표면으로부터 깊이 방향을 향해 스퍼터 등으로 깎으면서, Cu 합금 코어재의 영역에 대해 농도 분석하는 방법을 들 수 있다. 예를 들어, Cu 합금 코어재가 Pd의 농도 구배를 갖는 영역을 포함하는 경우에는, 본딩 와이어의 단면을 선 분석하고, Pd의 농도 구배를 갖지 않는 영역(예를 들어, 깊이 방향으로의 Pd의 농도 변화의 정도가 0.1㎛당 10mol％ 미만인 영역)에 대해 농도 분석하면 된다. 농도 분석의 방법에 대해서는 후술한다.
본 발명의 본딩 와이어는, Pd 피복층 상에 Au 표피층을 더 갖고 있어도 된다. 예를 들어, 본 발명의 본딩 와이어는, Pd 피복층의 표면에 Au 표피층을 0.0005∼0.050㎛ 더 형성하는 것으로 해도 된다. 이에 의해 본딩 와이어는 웨지 접합성을 개선할 수 있다.
Au 표피층은, Pd 피복층과 반응하여, Au 표피층, Pd 피복층, Cu 합금 코어재간의 밀착 강도를 높이고, 웨지 접합 시의 Pd 피복층이나 Au 표피층의 박리를 억제할 수 있다. 이에 의해 본딩 와이어는, 웨지 접합성을 개선할 수 있다. Au 표피층의 두께가 0.0005㎛ 미만에서는 상기한 효과가 얻어지지 않고, 0.050㎛보다 두꺼워지면 FAB 형상이 편심한다. Au 표피층의 두께는, 바람직하게는 0.0005㎛ 이상, 보다 바람직하게는 0.001㎛ 이상, 0.003㎛ 이상, 또는 0.005㎛ 이상이다. 또한, Au 표피층의 두께는, 바람직하게는 0.050㎛ 이하이다. 또한 Au 표피층은, Pd 피복층과 마찬가지의 방법에 의해 형성할 수 있다.
덧붙여서 말하면, Au 표피층의 최표면에 Cu가 존재하는 경우가 있다. Cu의 농도가 35원자％ 이상이 되면, 와이어 표면의 내황화성이 저하되고, 본딩 와이어의 사용 수명이 저하되므로 실용에 적합하지 않는 경우가 있다. 따라서, Au 표피층의 최표면에 Cu가 존재하는 경우, Cu의 농도는 35원자％ 미만인 것이 바람직하다. 여기서, 최표면이라 함은, 스퍼터 등을 실시하지 않는 상태에서, 본딩 와이어의 표면을 오제 전자 분광 장치에 의해 측정한 영역을 말한다.
본딩 와이어는 B, P, Mg, Ga, Ge로부터 선택되는 적어도 1종 이상의 원소를 더 포함하고, 와이어 전체에 대한 상기 원소의 농도가 각각 1∼100질량ppm임으로써, 고밀도 실장에 요구되는 볼 접합부의 찌부러짐 형상을 개선, 즉, 볼 접합부 형상의 진원성을 개선할 수 있다. 이것은, 상기 원소를 첨가함으로써, 볼의 결정입경을 미세화할 수 있고, 볼의 변형을 억제할 수 있기 때문이다. 와이어 전체에 대한 상기 원소의 농도가 1질량ppm 미만에서는 상기한 효과가 얻어지지 않고, 100질량ppm보다 커지면 볼이 경질화되고, 볼 접합 시의 칩 손상이 문제가 되므로 실용에 적합하지 않다. 와이어 전체에 대한 상기 원소의 농도는 각각, 보다 바람직하게는 3질량ppm 이상, 또는 5질량ppm 이상이다. 와이어 전체에 대한 상기 원소의 농도는 각각, 보다 바람직하게는 95질량ppm 이하, 90질량ppm 이하, 85질량ppm 이하, 또는 80질량ppm 이하이다.
또한 본딩 와이어의 Cu 합금 코어재, Pd 피복층, Au 표피층의 계면에는, 제조 공정에서의 열처리 등에 의해 원자가 확산되고, 농도 구배를 갖는 합금층이 형성되는 경우가 있다. 상기와 같은 경우, Cu 합금 코어재와 Pd 피복층의 경계는, Pd 농도를 기준으로 판정하고, Pd 농도가 50원자％를 경계로 하여, Pd 농도가 50원자％ 이상인 영역을 Pd 피복층, 50원자％ 미만인 영역을 Cu 합금 코어재라고 판정하였다. 이 근거는, Pd 농도가 50원자％ 이상이면 Pd 피복층의 구조로부터 특성의 개선 효과를 기대할 수 있기 때문이다. 또한, Pd 피복층과 Au 표피층의 경계는, Au 농도를 기준으로 판정하였다. Au 농도가 10원자％를 경계로 하고, Au 농도가 10원자％ 이상인 영역을 Au 표피층, 10원자％ 미만인 영역을 Pd 피복층이라고 판정하였다. 이 근거는, Au 농도가 10원자％ 이상이면 Au 표피층의 구조로부터 특성의 개선 효과를 기대할 수 있기 때문이다.
Pd 피복층, Au 표피층의 농도 분석, Cu 합금 코어재 중의 Pt, Pd, Rh, Ni의 농도 분석에는, 본딩 와이어의 표면으로부터 깊이 방향을 향해 스퍼터 등으로 깎으면서 분석을 행하는 방법, 혹은 와이어 단면을 노출시켜 선 분석, 점 분석 등을 행하는 방법이 유효하다. 이들 농도 분석에 사용하는 해석 장치는, 주사형 전자 현미경 또는 투과형 전자 현미경에 구비한 오제 전자 분광 분석 장치, 에너지 분산형 X선 분석 장치, 전자선 마이크로 애널라이저 등을 이용할 수 있다. 와이어 단면을 노출시키는 방법으로서는, 기계 연마, 이온 에칭법 등을 이용할 수 있다. 또한, In, B, P, Mg, Ga, Ge 등의 미량 성분에 대해서는, ICP 발광 분광 분석 장치나 ICP 질량 분석 장치를 이용하여, 본딩 와이어 전체에 포함되는 원소의 농도로서 분석할 수 있다.
본딩 와이어의 표면에 있어서의, 와이어 길이 방향의 결정 방위 중, 와이어 길이 방향에 대해 각도차가 15도 이내까지를 포함하는 결정 방위 <111>의 존재 비율이 면적률로 30∼100％이면, 루프 형성성을 향상, 즉, 고밀도 실장에서 문제가 되는 리닝을 저감시킬 수 있다. 표면 결정 방위가 정렬되어 있으면, 횡방향의 변형에 대해 강해지고, 횡방향의 변형을 억제하므로, 리닝 불량을 억제할 수 있기 때문이다. 따라서 일 실시 형태에 있어서, 본딩 와이어 표면의 결정 방위를 측정하였을 때의 측정 결과에 있어서, 상기 본딩 와이어 길이 방향에 대해 각도차가 15도 이하인 결정 방위 <111>의 존재 비율이 면적률로 30∼100％이다. 리닝 불량을 억제하는 관점에서, 상기 결정 방위 <111>의 존재 비율은 면적률로, 보다 바람직하게는 35％ 이상, 더욱 바람직하게는 40％ 이상, 45％ 이상, 50％ 이상, 또는 55％ 이상이다.
(제조 방법)
다음으로 본 발명의 실시 형태에 관한 본딩 와이어의 제조 방법을 설명한다. 본딩 와이어는, 코어재에 사용하는 Cu 합금을 제조한 후, 와이어 형상으로 가늘게 가공하고, Pd 피복층, Au 표피층을 형성하여, 열처리함으로써 얻어진다. Pd 피복층, Au 표피층을 형성 후, 다시 신선과 열처리를 행하는 경우도 있다. Cu 합금 코어재의 제조 방법, Pd 피복층, Au 표피층의 형성 방법, 열처리 방법에 대해 상세하게 설명한다.
코어재에 사용하는 Cu 합금은, 원료가 되는 Cu와 첨가하는 원소를 모두 용해하고, 응고시킴으로써 얻어진다. 용해에는, 아크 가열로, 고주파 가열로, 저항 가열로 등을 이용할 수 있다. 대기 중으로부터의 O2, H2 등의 가스의 혼입을 방지하기 위해, 진공 분위기 혹은 Ar이나 N2 등의 불활성 분위기 중에서 용해를 행하는 것이 바람직하다.
Pd 피복층, Au 표피층을 Cu 합금 코어재의 표면에 형성하는 방법은, 도금법, 증착법, 용융법 등이 있다. 도금법은, 전해 도금법, 무전해 도금법 중 어느 쪽도 적용 가능하다. 스트라이크 도금, 플래시 도금이라고 불리는 전해 도금에서는, 도금 속도가 빠르고, 하지와의 밀착성도 양호하다. 무전해 도금에 사용하는 용액은, 치환형과 환원형으로 분류되고, 두께가 얇은 경우에는 치환형 도금만으로도 충분하지만, 두께가 두꺼운 경우에는 치환형 도금 후에 환원형 도금을 단계적으로 실시하는 것이 유효하다.
증착법에서는, 스퍼터법, 이온 플레이팅법, 진공 증착 등의 물리 흡착과, 플라즈마 CVD 등의 화학 흡착을 이용할 수 있다. 모두 건식이며, Pd 피복층, Au 표피층 형성 후의 세정이 불필요하여, 세정 시의 표면 오염 등의 우려가 없다.
Pd 피복층, Au 표피층의 형성에 대해서는, 최종 선 직경까지 신선 후에 형성하는 방법과, 굵은 직경의 Cu 합금 코어재로 형성하고 나서 목표의 선 직경까지 복수회 신선하는 방법 중 어느 쪽도 유효하다. 전자의 최종 직경으로 Pd 피복층, Au 표피층을 형성하는 경우에는, 제조, 품질 관리 등이 간편하다. 후자의 Pd 피복층, Au 표피층과 신선을 조합하는 경우에는, Cu 합금 코어재와의 밀착성이 향상되는 점에서 유리하다. 각각의 형성법의 구체예로서, 최종 선 직경의 Cu 합금 코어재에, 전해 도금 용액 중에 와이어를 연속적으로 소인하면서 Pd 피복층, Au 표피층을 형성하는 방법, 혹은, 전해 또는 무전해의 도금욕 중에 굵은 Cu 합금 코어재를 침지하여 Pd 피복층, Au 표피층을 형성한 후에, 와이어를 신선하여 최종 선 직경에 도달하는 방법 등을 들 수 있다.
Pd 피복층, Au 표피층을 형성한 후에는, 열처리를 행하는 경우가 있다. 열처리를 행함으로써 Au 표피층, Pd 피복층, Cu 합금 코어재의 사이에서 원자가 확산되어 밀착 강도가 향상되므로, 가공 중의 Au 표피층이나 Pd 피복층의 박리를 억제할 수 있고, 생산성이 향상되는 점에서 유효하다. 대기 중으로부터의 O2의 혼입을 방지하기 위해, 진공 분위기 혹은 Ar이나 N2 등의 불활성 분위기 중에서 열처리를 행하는 것이 바람직하다.
본딩 와이어의 표면에 있어서의, 와이어 길이 방향의 결정 방위 중, 와이어 길이 방향에 대해 각도차가 15도 이내까지를 포함하는 결정 방위 <111>의 존재 비율을 면적률로 30∼100％로 하는 방법은 이하와 같다. 즉, Pd 피복층 형성 후 또는 Pd 피복층과 Au 표피층을 형성 후의 가공율을 크게 함으로써, 와이어 표면 상의 방향성을 갖는 집합 조직(신선 방향으로 결정 방위가 정렬된 집합 조직)을 발달시킬 수 있다. 구체적으로는, Pd 피복층 형성 후 또는 Pd 피복층과 Au 표피층을 형성 후의 가공율을 90％ 이상으로 함으로써, 본딩 와이어의 표면에 있어서의 와이어 길이 방향의 결정 방위 중, 와이어 길이 방향에 대해 각도차가 15도 이내까지를 포함하는 결정 방위 <111>의 존재 비율을 면적률로 30％ 이상으로 할 수 있다. 여기서, 「가공율(％)＝(가공 전의 와이어 단면적－가공 후의 와이어 단면적)/가공 전의 와이어 단면적×100」으로 나타내어진다.
와이어의 표면에 있어서의, 와이어 길이 방향의 결정 방위 중, 와이어 길이 방향에 대해 각도차가 15도 이내까지를 포함하는 결정 방위 <111>의 존재 비율(면적률)을 구하기 위해서는, 와이어 표면을 관찰면으로 하여 결정 조직의 평가를 행한다. 평가 방법으로서, 후방 산란 전자선 회절법(EBSD, Electron Backscattered Diffraction)을 사용할 수 있다. EBSD법은 관찰면의 결정 방위를 관찰하고, 인접하는 측정점간에서의 결정 방위의 각도차를 도시할 수 있다고 하는 특징을 갖고, 본딩 와이어와 같은 세선이라도, 비교적 간편하면서 고정밀도로 결정 방위를 관찰할 수 있다.
표면 <111> 방위 비율은, 전용 소프트웨어에 의해 특정할 수 있는 전 결정 방위를 모집단으로 하여, 와이어 길이 방향의 결정 방위 중, 와이어 길이 방향에 대해 각도차가 15° 이내까지를 포함하는 결정 방위 <111>의 존재 비율(면적률)을 산출함으로써 구해진다.
본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 취지의 범위 내에서 적절히 변경하는 것이 가능하다.
실시예
이하에서는, 실시예를 나타내면서, 본 발명의 실시 형태에 관한 본딩 와이어에 대해, 구체적으로 설명한다.
(샘플)
우선 샘플의 제작 방법에 대해 설명한다. 코어재의 원재료가 되는 Cu는 순도가 99.99질량％ 이상이며 잔량부가 불가피 불순물로 구성되는 것을 사용하였다. In, Pt, Pd, Rh, Ni, B, P, Mg, Ga, Ge는 순도가 99질량％ 이상이며 잔량부가 불가피 불순물로 구성되는 것을 사용하였다. 코어재의 Cu 합금 조성이 목적의 것이 되도록, 첨가 원소인 In, Pt, Pd, Rh, Ni, B, P, Mg, Ga, Ge를 조합한다. In, Pt, Pd, Rh, Ni, B, P, Mg, Ga, Ge의 첨가에 관해서는, 단체에서의 조합도 가능하지만, 단체에서 고융점의 원소나 첨가량이 극미량인 경우에는, 첨가 원소를 포함하는 Cu 모합금을 미리 제작해 두어 목적의 첨가량이 되도록 조합해도 된다.
코어재의 Cu 합금은, 직경이 φ3∼8㎜인 원기둥형으로 가공한 카본 도가니에 원료를 장전하고, 고주파로를 사용하여, 진공 중 또는 N2나 Ar 가스 등의 불활성 분위기에서 1090∼1300℃까지 가열하여 용해시킨 후, 노냉을 행함으로써 제조하였다. 얻어진 φ3∼8㎜의 합금에 대해, 인발 가공을 행하여 φ0.3∼1.4㎜의 와이어를 제작하였다. 신선에는 시판되고 있는 윤활액을 사용하고, 신선 속도는 20∼400m/분으로 하였다. 와이어 표면의 산화막을 제거하기 위해, 황산에 의한 산세 처리를 행한 후, 코어재의 Cu 합금의 표면 전체를 덮도록 Pd 피복층을 1∼15㎛ 형성하였다. 또한, 일부의 와이어는 Pd 피복층 상에 Au 표피층을 0.01∼1.5㎛ 형성하였다. Pd 피복층, Au 표피층의 형성에는 전해 도금법을 사용하였다. 도금액은 시판되고 있는 반도체용 도금액을 사용하였다. 그 후, 200∼700℃의 열처리와 신선 가공을 반복해서 행함으로써 직경 20㎛까지 가공하였다. 가공 후에는 최종적으로 파단 연신율이 약 7∼15％가 되도록 N2 또는 Ar 가스를 흘리면서 열처리를 하였다. 열처리 방법은 와이어를 연속적으로 소인하면서 행하고, N2 또는 Ar 가스를 흘리면서 행하였다. 와이어의 이송 속도는 10∼200m/분, 열처리 온도는 200∼700℃이며 열처리 시간은 0.05∼1.5초로 하였다.
Pd 피복층 형성 후 또는 Pd 피복층과 Au 표피층을 형성 후의 가공율을 조정함으로써, 본딩 와이어의 표면에 있어서의, 와이어 길이 방향의 결정 방위 중, 와이어 길이 방향에 대해 각도차가 15도 이내까지를 포함하는 결정 방위 <111>의 존재 비율(면적률)을 조정하였다.
In, B, P, Mg, Ga, Ge에 대해서는, ICP 발광 분광 분석 장치를 이용하여, 본딩 와이어 전체에 포함되는 원소의 농도로서 분석하였다.
Pd 피복층, Au 표피층의 농도 분석, Cu 합금 코어재 중의 Pt, Pd, Rh, Ni의 농도 분석에는, 본딩 와이어의 표면으로부터 깊이 방향을 향해 스퍼터 등으로 깎으면서 오제 전자 분광 분석을 실시하였다. 얻어진 깊이 방향의 농도 프로파일로부터, Pd 피복층 두께, Au 표피층 두께, Cu 합금 코어재 중의 Pt, Pd, Rh, Ni의 농도를 구하였다.
상기한 수순으로 제작한 각 샘플의 구성을 표 1에 나타낸다. 표 1에 있어서, 본 발명의 범위로부터 벗어나는 항목에 언더라인을 부여하고 있다.
(평가 방법)
와이어 표면을 관찰면으로 하여, 결정 조직의 평가를 행하였다. 평가 방법으로서, 후방 산란 전자선 회절법(EBSD, Electron Backscattered Diffraction)을 사용하였다. EBSD법은 관찰면의 결정 방위를 관찰하고, 인접하는 측정점간에서의 결정 방위의 각도차를 도시할 수 있다고 하는 특징을 갖고, 본딩 와이어와 같은 세선이라도, 비교적 간편하면서 고정밀도로 결정 방위를 관찰할 수 있다.
와이어 표면과 같은 곡면을 대상으로 하여, EBSD법을 실시하는 경우에는 주의가 필요하다. 곡률이 큰 부위를 측정하면, 정밀도가 높은 측정이 곤란해진다. 그러나, 측정에 제공하는 본딩 와이어를 평면에 직선 상에 고정하고, 그 본딩 와이어의 중심 근방의 평탄부를 측정함으로써, 정밀도가 높은 측정을 하는 것이 가능하다. 구체적으로는, 다음과 같은 측정 영역으로 하면 좋다. 원주 방향의 사이즈는 와이어 길이 방향의 중심을 축으로 하여 선 직경의 50％ 이하로 하고, 와이어 길이 방향의 사이즈는 100㎛ 이하로 한다. 바람직하게는, 원주 방향의 사이즈는 선 직경의 40％ 이하로 하고, 와이어 길이 방향의 사이즈는 40㎛ 이하로 하면, 측정 시간의 단축에 의해 측정 효율을 높일 수 있다. 더욱 정밀도를 높이기 위해서는, 3개소 이상 측정하고, 편차를 고려한 평균 정보를 얻는 것이 바람직하다. 측정 장소는 근접하지 않도록, 1㎜ 이상 이격하면 좋다.
표면 <111> 방위 비율은, 전용 소프트웨어에 의해 특정할 수 있는 전 결정 방위를 모집단으로 하여, 와이어 길이 방향의 결정 방위 중, 와이어 길이 방향에 대해 각도차가 15° 이내까지를 포함하는 결정 방위 <111>의 존재 비율(면적률)을 산출함으로써 구하였다.
고온 고습 환경 또는 고온 환경에서의 볼 접합부의 접합 신뢰성은, 접합 신뢰성 평가용의 샘플을 제작하고, HAST 및 HTS 평가를 행하고, 각각의 시험에 있어서의 볼 접합부의 접합 수명에 의해 판정하였다. 접합 신뢰성 평가용의 샘플은, 일반적인 금속 프레임 상의 Si 기판에 두께 0.8㎛의 Al-1.0％ Si-0.5％ Cu의 합금을 성막하여 형성한 전극에, 시판되고 있는 와이어 본더를 사용하여 볼 접합을 행하고, 시판되고 있는 몰드 수지에 의해 밀봉하여 제작하였다. 볼은 N2＋5％ H2 가스를 유량 0.4∼0.6L/min으로 흘리면서 형성시키고, 그 크기는 φ34㎛로 하였다.
HAST 평가에 대해서는, 제작한 접합 신뢰성 평가용의 샘플을, 불포화형 프레셔 쿠커 시험기를 사용하고, 온도 130℃, 상대 습도 85％의 고온 고습 환경에 폭로하고, 5V의 바이어스를 가하였다. 볼 접합부의 접합 수명은 48시간마다 볼 접합부의 전단 시험을 실시하고, 전단 강도의 값이 초기에 얻어진 전단 강도의 1/2이 되는 시간으로 하였다. 고온 고습 시험 후의 전단 시험은, 산 처리에 의해 수지를 제거하여, 볼 접합부를 노출시키고 나서 행하였다.
HAST 평가의 전단 시험기는 DAGE사제의 시험기를 사용하였다. 전단 강도의 값은 무작위로 선택한 볼 접합부의 10개소의 측정값의 평균값을 사용하였다. 상기한 평가에 있어서, 접합 수명이 96시간 미만이면 실용상 문제가 있다고 판단하여 × 표시, 96∼144시간이면 실용 가능하지만 약간 문제가 있는 것으로 하여 △ 표시, 144∼288시간이면 실용상 문제가 없다고 판단하여 ○ 표시, 288시간 이상이면 특히 우수하다고 판단하여 ◎ 표시로 하고, 표 1의 「HAST」의 란에 표기하였다.
HTS 평가에 대해서는, 제작한 접합 신뢰성 평가용의 샘플을, 고온 항온기를 사용하고, 온도 200℃의 고온 환경에 폭로하였다. 볼 접합부의 접합 수명은 500시간마다 볼 접합부의 전단 시험을 실시하고, 전단 강도의 값이 초기에 얻어진 전단 강도의 1/2이 되는 시간으로 하였다. 고온 고습 시험 후의 전단 시험은, 산 처리에 의해 수지를 제거하여, 볼 접합부를 노출시키고 나서 행하였다.
HTS 평가의 전단 시험기는 DAGE사제의 시험기를 사용하였다. 전단 강도의 값은 무작위로 선택한 볼 접합부의 10개소의 측정값의 평균값을 사용하였다. 상기한 평가에 있어서, 접합 수명이 500∼1000시간이면 실용 가능하지만 개선의 요망이 있다고 판단하여 △ 표시, 1000∼3000시간이면 실용상 문제가 없다고 판단하여 ○ 표시, 3000시간 이상이면 특히 우수하다고 판단하여 ◎ 표시로 하였다.
볼 형성성(FAB 형상)의 평가는, 접합을 행하기 전의 볼을 채취하여 관찰하고, 볼 표면의 기포의 유무, 본래 진구인 볼의 변형의 유무를 판정하였다. 상기 중 어느 하나가 발생한 경우에는 불량이라고 판단하였다. 볼의 형성은 용융 공정에서의 산화를 억제하기 위해, N2 가스를 유량 0.5L/min으로 분사하면서 행하였다. 볼의 크기는 34㎛로 하였다. 1 조건에 대해 50개의 볼을 관찰하였다. 관찰에는 SEM을 사용하였다. 볼 형성성의 평가에 있어서, 불량이 5개 이상 발생한 경우에는 문제가 있다고 판단하여 × 표시, 불량이 3∼4개이면 실용 가능하지만 약간 문제가 있는 것으로 하여 △ 표시, 불량이 1∼2개인 경우에는 문제가 없다고 판단하여 ○ 표시, 불량이 발생하지 않은 경우에는 우수하다고 판단하여 ◎ 표시로 하고, 표 1의 「FAB 형상」의 란에 표기하였다.
와이어 접합부에 있어서의 웨지 접합성의 평가는, 리드 프레임의 리드 부분에 1000개의 본딩을 행하고, 접합부의 박리의 발생 빈도에 의해 판정하였다. 리드 프레임은 1∼3㎛의 Ag 도금을 실시한 Fe-42wt％ Ni 합금 리드 프레임을 사용하였다. 본 평가에서는, 통상보다도 엄격한 접합 조건을 상정하여, 스테이지 온도를 일반적인 설정 온도 영역보다도 낮은 150℃로 설정하였다. 상기한 평가에 있어서, 불량이 11개 이상 발생한 경우에는 문제가 있다고 판단하여 × 표시, 불량이 6∼10개이면 실용 가능하지만 약간 문제가 있는 것으로 하여 △ 표시, 불량이 1∼5개인 경우에는 문제가 없다고 판단하여 ○ 표시, 불량이 발생하지 않은 경우에는 우수하다고 판단하여 ◎ 표시로 하고, 표 1의 「웨지 접합성」의 란에 표기하였다.
볼 접합부의 찌부러짐 형상의 평가는, 본딩을 행한 볼 접합부를 바로 위에서 관찰하여, 그 진원성에 의해 판정하였다. 접합 상대는 Si 기판 상에 두께 1.0㎛의 Al-0.5wt％ Cu의 합금을 성막한 전극을 사용하였다. 관찰은 광학 현미경을 사용하고, 1 조건에 대해 200개소를 관찰하였다. 진원으로부터의 편차가 큰 타원 형상인 것, 변형에 이방성을 갖는 것은 볼 접합부의 찌부러짐 형상이 불량하다고 판단하였다. 상기한 평가에 있어서, 불량이 6개 이상 발생한 경우에는 문제가 있다고 판단하여 × 표시, 불량이 4∼5개이면 실용 가능하지만 약간 문제가 있는 것으로 하여 △ 표시, 1∼3개의 경우에는 문제가 없다고 판단하여 ○ 표시, 모두 양호한 진원성이 얻어진 경우에는, 특히 우수하다고 판단하여 ◎ 표시로 하고, 표 1의 「찌부러짐 형상」의 란에 표기하였다.
[리닝]
평가용의 리드 프레임에, 루프 길이 5㎜, 루프 높이 0.5㎜로 100개 본딩하였다. 평가 방법으로서, 칩 수평 방향으로부터 와이어 직립부를 관찰하고, 볼 접합부의 중심을 지나는 수선과 와이어 직립부의 간격이 최대일 때의 간격(리닝 간격)으로 평가하였다. 리닝 간격이 와이어 직경보다도 작은 경우에는 리닝은 양호, 큰 경우에는 직립부가 경사져 있으므로 리닝은 불량하다고 판단하였다. 100개의 본딩한 와이어를 광학 현미경으로 관찰하고, 리닝 불량의 개수를 셌다. 불량이 7개 이상 발생한 경우에는 문제가 있다고 판단하여 × 표시, 불량이 4∼6개이면 실용 가능하지만 약간 문제가 있는 것으로 하여 △ 표시, 불량이 1∼3개인 경우에는 문제가 없다고 판단하여 ○ 표시, 불량이 발생하지 않은 경우에는 우수하다고 판단하여 ◎ 표시로 하고, 표 1의 「리닝」의 란에 표기하였다.
[표 1-1]
Figure 112016044838592-pct00001
[표 1-2]
Figure 112016044838592-pct00002
[표 1-3]
Figure 112016044838592-pct00003
[표 1-4]
Figure 112016044838592-pct00004
[표 1-5]
Figure 112016044838592-pct00005
(평가 결과)
본 발명예 1∼111에 관한 본딩 와이어는, Cu 합금 코어재와, Cu 합금 코어재의 표면에 형성된 Pd 피복층을 갖고, 본딩 와이어는 In을 포함하고, 와이어 전체에 대한 In의 농도가 0.011∼1.2질량％이며, Pd 피복층의 두께가 0.015∼0.150㎛이다. 이에 의해 본 발명예 1∼111에 관한 본딩 와이어는, 온도가 130℃, 상대 습도가 85％인 고온 고습 환경하에서 5V의 바이어스를 가한 HAST 시험에서 볼 접합부 신뢰성이 얻어지는 것을 확인하였다. 본 발명예 12, 13으로부터, 와이어 전체에 대한 In의 농도가 0.031질량％ 이상이 되면 HAST 시험에서의 볼 접합 신뢰성의 판정이 ○으로 되고, 보다 바람직한 농도 범위인 것이 확인되었다. 또한, 본 발명예 14-24, 47-111로부터, 와이어 전체에 대한 In의 농도가 0.100질량％ 이상이 되면 HAST 시험에서의 볼 접합 신뢰성의 판정이 ◎으로 되고, 더욱 바람직한 농도 범위인 것이 확인되었다.
한편, 비교예 1∼3, 7∼9는 In 농도가 하한을 벗어나고, HAST 시험에서 볼 접합부 신뢰성이 얻어지지 않았다. 비교예 4∼6, 10∼13은 In 농도가 상한을 벗어나고, FAB 형상과 웨지 접합성이 불량하였다. 비교예 1, 4, 7, 19는 Pd 피복층의 두께가 하한을 벗어나고, FAB 형상이 불량하였다.
Pd 피복층 상에 Au 표피층을 더 갖는 본 발명예에 대해서는, Au 표피층의 층 두께가 0.0005∼0.050㎛임으로써, 우수한 웨지 접합성이 얻어지는 것을 확인하였다.
실시예 25∼36, 47∼74, 81∼111은 Cu 합금 코어재가 Pt, Pd, Rh, Ni를 더 포함하고, 와이어 중에 포함되는 이들 원소의 농도가 0.05∼1.2질량％임으로써, HTS 평가에 의한 볼 접합부 고온 신뢰성이 양호함과 함께, 리닝이 양호한 것을 확인하였다.
실시예 37∼46, 59∼106, 108, 109, 111은 본딩 와이어가 B, P, Mg, Ga, Ge로부터 선택되는 적어도 1종 이상의 원소를 더 포함하고, 와이어 전체에 대한 상기 원소의 농도가 1질량ppm 이상임으로써, 볼 접합부의 찌부러짐 형상이 양호하였다.

Claims (6)

  1. Cu 합금 코어재와, 상기 Cu 합금 코어재의 표면에 형성된 Pd 피복층을 갖는 반도체 장치용 본딩 와이어에 있어서,
    상기 본딩 와이어가 In을 포함하고, 와이어 전체에 대한 In의 농도가 0.031질량％ 이상 1.2질량％ 이하이며, 상기 Pd 피복층의 두께가 0.015㎛ 이상 0.150㎛ 이하이고,
    상기 본딩 와이어 표면의 결정 방위를 측정하였을 때의 측정 결과에 있어서, 상기 본딩 와이어 길이 방향의 결정 방위 중, 상기 본딩 와이어 길이 방향에 대해 각도차가 15도 이하인 결정 방위 <111>의 존재 비율이 30％ 이상 100％ 이하인 것을 특징으로 하는, 반도체 장치용 본딩 와이어.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 Cu 합금 코어재가 Pt, Pd, Rh, Ni로부터 선택되는 적어도 1종 이상의 원소를 포함하고, 상기 Cu 합금 코어재에 포함되는 상기 원소의 농도가 각각 0.05질량％ 이상 1.2질량％ 이하인 것을 특징으로 하는, 반도체 장치용 본딩 와이어.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 Pd 피복층 상에 Au 표피층을 더 갖는 것을 특징으로 하는, 반도체 장치용 본딩 와이어.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 Au 표피층의 두께가 0.0005㎛ 이상 0.050㎛ 이하인 것을 특징으로 하는, 반도체 장치용 본딩 와이어.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 본딩 와이어가 B, P, Mg, Ga, Ge로부터 선택되는 적어도 1종 이상의 원소를 더 포함하고, 와이어 전체에 대한 상기 원소의 농도가 각각 1질량ppm 이상 100질량ppm 이하인 것을 특징으로 하는, 반도체 장치용 본딩 와이어.
  6. 삭제
KR1020167012369A 2015-02-26 2015-06-05 반도체 장치용 본딩 와이어 KR101728650B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015036342 2015-02-26
JPJP-P-2015-036342 2015-02-26
PCT/JP2015/066385 WO2016135993A1 (ja) 2015-02-26 2015-06-05 半導体装置用ボンディングワイヤ

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020177009883A Division KR102162906B1 (ko) 2015-02-26 2015-06-05 반도체 장치용 본딩 와이어

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160114042A KR20160114042A (ko) 2016-10-04
KR101728650B1 true KR101728650B1 (ko) 2017-04-19

Family

ID=56571100

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020177009883A KR102162906B1 (ko) 2015-02-26 2015-06-05 반도체 장치용 본딩 와이어
KR1020167012369A KR101728650B1 (ko) 2015-02-26 2015-06-05 반도체 장치용 본딩 와이어

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020177009883A KR102162906B1 (ko) 2015-02-26 2015-06-05 반도체 장치용 본딩 와이어

Country Status (10)

Country Link
US (1) US10032741B2 (ko)
EP (1) EP3086362B1 (ko)
JP (2) JP5912005B1 (ko)
KR (2) KR102162906B1 (ko)
CN (1) CN107041160B (ko)
MY (1) MY160982A (ko)
PH (1) PH12016501025B1 (ko)
SG (1) SG11201604437RA (ko)
TW (1) TWI550638B (ko)
WO (1) WO2016135993A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170113528A (ko) * 2015-02-26 2017-10-12 닛데쓰스미킹 마이크로 메탈 가부시키가이샤 반도체 장치용 본딩 와이어

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6452661B2 (ja) * 2016-11-11 2019-01-16 日鉄マイクロメタル株式会社 半導体装置用ボンディングワイヤ
JP6371932B1 (ja) * 2017-02-22 2018-08-08 新日鉄住金マテリアルズ株式会社 半導体装置用ボンディングワイヤ
DE112018000061B4 (de) * 2017-02-22 2021-12-09 Nippon Micrometal Corporation Bonddraht für Halbleiterbauelement
EP3667710B1 (en) * 2017-08-09 2022-01-05 NIPPON STEEL Chemical & Material Co., Ltd. Cu ALLOY BONDING WIRE FOR SEMICONDUCTOR DEVICE
CN111418047A (zh) * 2017-12-28 2020-07-14 日铁新材料股份有限公司 半导体装置用接合线
CN109411437A (zh) * 2018-09-14 2019-03-01 汕头市骏码凯撒有限公司 一种具有表面复合膜的银合金线及其制作方法
JP6507329B1 (ja) 2019-02-08 2019-04-24 田中電子工業株式会社 パラジウム被覆銅ボンディングワイヤ、ワイヤ接合構造、半導体装置及び半導体装置の製造方法
CN113825849B (zh) * 2019-06-04 2024-02-13 田中电子工业株式会社 钯覆盖铜接合线、钯覆盖铜接合线的制造方法、使用了其的半导体装置及半导体装置的制造方法
WO2021205674A1 (ja) * 2020-04-10 2021-10-14 田中電子工業株式会社 金被覆ボンディングワイヤとその製造方法、半導体ワイヤ接合構造、及び半導体装置
CN113035820A (zh) * 2021-03-18 2021-06-25 汕头市骏码凯撒有限公司 具有闪镀层的银合金键合丝及其制造方法
CN115803856B (zh) * 2021-06-25 2023-08-18 日铁新材料股份有限公司 半导体装置用接合线

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005167020A (ja) * 2003-12-03 2005-06-23 Sumitomo Electric Ind Ltd ボンディングワイヤーおよびそれを使用した集積回路デバイス
WO2009093554A1 (ja) 2008-01-25 2009-07-30 Nippon Steel Materials Co., Ltd. 半導体装置用ボンディングワイヤ
JP2012036490A (ja) * 2010-08-11 2012-02-23 Tanaka Electronics Ind Co Ltd ボールボンディング用金被覆銅ワイヤ

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6148543A (ja) 1984-08-10 1986-03-10 Sumitomo Electric Ind Ltd 半導体素子結線用銅合金線
JPS61163194A (ja) 1985-01-09 1986-07-23 Toshiba Corp 半導体素子用ボンデイング線
JPS61255045A (ja) * 1985-05-07 1986-11-12 Nippon Mining Co Ltd 半導体装置用ボンデイングワイヤ及びその製造方法
JPS62130248A (ja) 1985-11-29 1987-06-12 Furukawa Electric Co Ltd:The ボンデイング用銅細線
JPS63235440A (ja) * 1987-03-23 1988-09-30 Furukawa Electric Co Ltd:The 銅細線及びその製造方法
JPS63241127A (ja) * 1987-03-27 1988-10-06 Mitsubishi Metal Corp 半導体装置のボンデイングワイヤ用Ｃｕ合金極細線
JPS63247325A (ja) * 1987-04-02 1988-10-14 Furukawa Electric Co Ltd:The 銅細線及びその製造方法
JP2993660B2 (ja) * 1996-03-11 1999-12-20 株式会社東芝 ボンディングワイヤ
US6610930B1 (en) * 1998-09-16 2003-08-26 Kulicke & Soffa Investments, Inc. Composite noble metal wire
JP2002359261A (ja) * 2001-03-27 2002-12-13 Nippon Steel Corp ワイヤボンディング方法および半導体装置ならびにボンディングワイヤ
JP4158928B2 (ja) * 2004-09-02 2008-10-01 古河電気工業株式会社 ボンディングワイヤー及びその製造方法
KR100702662B1 (ko) 2005-02-18 2007-04-02 엠케이전자 주식회사 반도체 패키징용 구리 본딩 와이어
JP4691533B2 (ja) 2006-08-31 2011-06-01 新日鉄マテリアルズ株式会社 半導体装置用銅合金ボンディングワイヤ
JP4617375B2 (ja) 2007-12-03 2011-01-26 新日鉄マテリアルズ株式会社 半導体装置用ボンディングワイヤ
JP4349641B1 (ja) * 2009-03-23 2009-10-21 田中電子工業株式会社 ボールボンディング用被覆銅ワイヤ
JP4637256B1 (ja) 2009-09-30 2011-02-23 新日鉄マテリアルズ株式会社 半導体用ボンディングワイヤー
MY164643A (en) * 2009-07-30 2018-01-30 Nippon Steel & Sumikin Mat Co Bonding wire for semiconductor
TW201205695A (en) * 2010-07-16 2012-02-01 Nippon Steel Materials Co Ltd Bonding wire for semiconductor
WO2013076548A1 (en) * 2011-11-26 2013-05-30 Microbonds Inc. Bonding wire and process for manufacturing a bonding wire
JP5534565B2 (ja) * 2011-12-02 2014-07-02 日鉄住金マイクロメタル株式会社 ボンディングワイヤ及びその製造方法
JP5088981B1 (ja) * 2011-12-21 2012-12-05 田中電子工業株式会社 Ｐｄ被覆銅ボールボンディングワイヤ
CN103943584A (zh) * 2013-01-18 2014-07-23 日月光半导体制造股份有限公司 用于半导体装置的焊线
JP5399581B1 (ja) 2013-05-14 2014-01-29 田中電子工業株式会社 高速信号用ボンディングワイヤ
TWI550638B (zh) * 2015-02-26 2016-09-21 Nippon Micrometal Corp Connecting wires for semiconductor devices

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005167020A (ja) * 2003-12-03 2005-06-23 Sumitomo Electric Ind Ltd ボンディングワイヤーおよびそれを使用した集積回路デバイス
WO2009093554A1 (ja) 2008-01-25 2009-07-30 Nippon Steel Materials Co., Ltd. 半導体装置用ボンディングワイヤ
JP2012036490A (ja) * 2010-08-11 2012-02-23 Tanaka Electronics Ind Co Ltd ボールボンディング用金被覆銅ワイヤ

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170113528A (ko) * 2015-02-26 2017-10-12 닛데쓰스미킹 마이크로 메탈 가부시키가이샤 반도체 장치용 본딩 와이어
KR102162906B1 (ko) * 2015-02-26 2020-10-07 닛데쓰마이크로메탈가부시키가이샤 반도체 장치용 본딩 와이어

Also Published As

Publication number Publication date
EP3086362A1 (en) 2016-10-26
KR102162906B1 (ko) 2020-10-07
PH12016501025A1 (en) 2016-07-04
WO2016135993A1 (ja) 2016-09-01
TWI550638B (zh) 2016-09-21
PH12016501025B1 (en) 2016-07-04
JPWO2016135993A1 (ja) 2017-04-27
SG11201604437RA (en) 2016-09-29
EP3086362B1 (en) 2023-11-22
US10032741B2 (en) 2018-07-24
CN107041160B (zh) 2018-10-02
CN107041160A (zh) 2017-08-11
US20170323864A1 (en) 2017-11-09
JP5912005B1 (ja) 2016-04-27
EP3086362A4 (en) 2017-05-31
TW201631601A (zh) 2016-09-01
JP2016164991A (ja) 2016-09-08
MY160982A (en) 2017-03-31
KR20170113528A (ko) 2017-10-12
KR20160114042A (ko) 2016-10-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101728650B1 (ko) 반도체 장치용 본딩 와이어
JP6706280B2 (ja) 半導体装置用ボンディングワイヤ
KR101983479B1 (ko) 반도체 장치용 본딩 와이어
KR101758038B1 (ko) 반도체 장치용 본딩 와이어
KR101670209B1 (ko) 반도체 장치용 본딩 와이어
CN107962313B (zh) 半导体装置用接合线

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application
X091 Application refused [patent]
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
A107 Divisional application of patent
GRNT Written decision to grant