KR20090043955A - Bonding wier and semiconductor package having the same - Google Patents

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Abstract

본딩 와이어 및 이를 갖는 반도체 패키지가 개시되어 있다. 본딩 와이어는 순도 99.99% 이상의 순금(Au)에 100 중량ppm 내지 50,000 중량ppm의 아연(Zn) 또는순도 99.99% 이상의 순금(Au)에 100 중량ppm 내지 50,000 중량ppm의 마그네슘(Mg)을 함유하며, 순금의 중량에 대하여 5 중량% 내지 40 중량%의 은을 포함할 수도 있다. 본딩 와이어는 순도 99.99% 이상의 순금(Au)에 200 중량ppm 내지 50,000 중량ppm의 아연(Zn) 및 마그네슘(Mg)을 함유하며 순금의 중량에 대하여 5 중량% 내지 40 중량%의 은을 포함할 수도 있다. 본딩 와이어를 이루는 99.99% 이상의 순도를 갖는 순금에 아연 및 마그네슘 중 적어도 하나를 첨가하여 본딩 와이어가 알루미늄 패드와 전기적으로 접속된 상태에서 나타나는 고온/고압 환경 테스트(Pressure Cooker Test, PCT)에서의 접착력 약화 현상을 개선하는 효과를 갖는다.A bonding wire and a semiconductor package having the same are disclosed. The bonding wire contains 100 ppm to 50,000 ppm zinc (Zn) in pure gold (Au) with a purity of 99.99% or higher, or 100 ppm to 50,000 ppm magnesium (Mg) in pure gold (Au) with a purity of 99.99% or higher. It may also comprise 5% to 40% by weight of silver relative to the weight of pure gold. The bonding wire contains 200 ppm to 50,000 ppm zinc (Zn) and magnesium (Mg) in pure gold (Au) having a purity of 99.99% or more and may include 5% to 40% by weight of silver based on the weight of the pure gold. have. At least one of zinc and magnesium is added to the pure gold having a purity of at least 99.99% to form a bonding wire, thereby weakening the adhesion in the high temperature / high pressure environment test (PCT) in which the bonding wire is electrically connected to the aluminum pad. It has the effect of improving the phenomenon.

Description

본딩 와이어 및 이를 갖는 반도체 패키지{BONDING WIER AND SEMICONDUCTOR PACKAGE HAVING THE SAME}Bonding wire and semiconductor package having same {BONDING WIER AND SEMICONDUCTOR PACKAGE HAVING THE SAME}

본 발명은 본딩 와이어 및 이를 갖는 반도체 패키지에 관한 것이다.The present invention relates to a bonding wire and a semiconductor package having the same.

최근 들어, 반도체 소자의 제조 기술의 개발에 따라 한정된 면적에 방대한 데이터를 저장 및 방대한 데이터를 처리할 수 있는 반도체 소자가 개발되고 있다.In recent years, with the development of semiconductor device manufacturing technology, semiconductor devices capable of storing massive data in a limited area and processing massive data have been developed.

반도체 소자는 데이터를 저장 및 처리하기 위한 회로부를 포함하고, 데이터는 본딩 패드를 이용하여 입/출력된다. 일반적으로 반도체 소자의 본딩 패드는 전기적 특성이 우수한 알루미늄을 포함한다.The semiconductor device includes a circuit unit for storing and processing data, and the data is input / output using a bonding pad. In general, the bonding pad of the semiconductor device includes aluminum having excellent electrical characteristics.

알루미늄을 포함하는 본딩 패드를 갖는 반도체 소자는 접속 패드를 갖는 기판 상에 배치되며, 본딩 패드 및 접속 패드는 본딩 와이어를 통해 전기적으로 접속된다.A semiconductor element having a bonding pad comprising aluminum is disposed on a substrate having a connection pad, and the bonding pad and the connection pad are electrically connected through a bonding wire.

반도체 소자의 본딩 패드 및 기판의 접속 패드를 전기적으로 연결하는 본딩 와이어는 기계적인 전성 및 연성이 우수할 뿐만 아니라 전기적 특성이 우수한 순금이 널리 사용되고 있으나, 순금으로 이루어진 본딩 와이어는 가격이 매우 비싸 반도체 제품의 가격을 크게 향상시킨다.Bonding wires that electrically connect the bonding pads of semiconductor devices and the connection pads of the substrate are widely used not only for excellent mechanical malleability and ductility but also for excellent electrical properties. However, the bonding wires made of pure gold are very expensive. Significantly improves the price.

또한, 고온 환경에서 순금으로 이루어진 본딩 와이어는 알루미늄 패드와 반응하여 금속간 화합물을 생성하여 본딩 와이어 및 알루미늄 패드 사이의 부착력이 급격하게 약화 되는 문제가 발생 되고 있다.In addition, in a high temperature environment, a bonding wire made of pure gold generates an intermetallic compound by reacting with an aluminum pad, thereby causing a problem in that the adhesion between the bonding wire and the aluminum pad is rapidly weakened.

본 발명의 하나의 목적은 와이어 본딩 특성은 향상시키면서 순금의 함량은 감소시킨 본딩 와이어를 제공한다.One object of the present invention is to provide a bonding wire with reduced content of pure gold while improving wire bonding properties.

본 발명의 다른 목적은 상기 본딩 와이어를 포함하는 반도체 패키지를 제공한다.Another object of the present invention to provide a semiconductor package including the bonding wire.

본 발명에 따른 본딩 와이어는 순도 99.99% 이상의 순금(Au)에 100 중량ppm 내지 50,000 중량ppm의 아연(Zn)을 함유한다.The bonding wire according to the present invention contains 100 ppm to 50,000 ppm by weight of zinc (Zn) in pure gold (Au) having a purity of 99.99% or more.

본딩 와이어는 상기 순금의 중량에 대하여 5 중량% 내지 40 중량%의 은(silver)을 더 포함할 수 있다.The bonding wire may further include 5 wt% to 40 wt% silver with respect to the weight of the pure gold.

본 발명에 따른 본딩 와이어는 순도 99.99% 이상의 순금(Au)에 100 중량ppm 내지 50,000 중량ppm의 마그네슘(Mg)을 함유한다.The bonding wire according to the present invention contains 100 ppm to 50,000 ppm magnesium (Mg) in pure gold (Au) having a purity of 99.99% or more.

본딩 와이어는 상기 순금의 중량에 대하여 5 중량% 내지 40 중량%의 은(silver)을 더 포함할 수 있다.The bonding wire may further include 5 wt% to 40 wt% silver with respect to the weight of the pure gold.

본 발명에 따른 본딩 와이어는 순도 99.99% 이상의 순금(Au)에 200 중량ppm 내지 50,000 중량ppm의 아연(Zn) 및 마그네슘(Mg)이 함유된다.The bonding wire according to the present invention contains 200 ppm to 50,000 ppm by weight of zinc (Zn) and magnesium (Mg) in pure gold (Au) having a purity of 99.99% or more.

본딩 와이어는 상기 순금의 중량에 대하여 5 중량% 내지 40 중량%의 은(silver)을 더 포함한다.The bonding wire further includes 5 wt% to 40 wt% silver based on the weight of the pure gold.

본 발명에 따른 반도체 패키지는 접속 패드를 갖는 기판, 상기 기판상에 배 치되며, 본딩 패드를 갖는 반도체 칩 및 상기 접속 패드 및 상기 본딩 패드를 전기적으로 연결하며, 순도 99.99% 이상의 순금(Au)에 아연(Zn), 마그네슘(Mg) 중 적어도 하나를 포함하는 접속 부재를 포함한다.A semiconductor package according to the present invention is disposed on a substrate having a connection pad, a semiconductor chip having a bonding pad, and electrically connecting the connection pad and the bonding pad, and having a purity of 99.99% or more of pure gold (Au). And a connecting member including at least one of zinc (Zn) and magnesium (Mg).

반도체 패키지의 상기 아연은 상기 순금의 중량에 대하여 100 중량ppm 내지 50,000 중량ppm이 함유된다.The zinc of the semiconductor package contains 100 ppm to 50,000 ppm by weight based on the weight of the pure gold.

반도체 패키지의 상기 마그네슘은 상기 순금의 중량에 대하여 100 중량ppm 내지 50,000 중량ppm이 함유된다.The magnesium of the semiconductor package contains 100 ppm to 50,000 ppm by weight of the pure gold.

반도체 패키지의 상기 접속 부재는 상기 아연 및 상기 마그네슘을 포함하며, 상기 아연 및 상기 마그네슘은 상기 순금의 중량에 대하여 200 중량ppm 내지 50,000 중량ppm이 함유된다.The connection member of the semiconductor package includes the zinc and the magnesium, and the zinc and the magnesium contain 200 ppm to 50,000 ppm by weight based on the weight of the pure gold.

반도체 패키지의 상기 접속 부재는 상기 순금의 중량에 대하여 5 중량% 내지 40 중량%의 은(silver)을 포함할 수 있다.The connection member of the semiconductor package may include 5 wt% to 40 wt% silver based on the weight of the pure gold.

반도체 패키지의 상기 접속 부재는 상기 본딩 패드 및 상기 접속 부재를 전기적으로 연결하는 본딩 와이어이다.The connection member of the semiconductor package is a bonding wire for electrically connecting the bonding pad and the connection member.

반도체 패키지의 상기 접속 부재는 상기 본딩 패드 및 상기 접속 부재 사이에 개재되어 상기 본딩 패드 및 상기 접속 부재를 전기적으로 연결하는 스터드 범프이다.The connection member of the semiconductor package is a stud bump interposed between the bonding pad and the connection member to electrically connect the bonding pad and the connection member.

본 발명에 의하면, 본딩 와이어를 이루는 99.99% 이상의 순도를 갖는 순금에 은(silver)을 합금 원소로 5 중량% 내지 40 중량% 추가함으로써 본딩 와이어의 제 조 단가를 절감할 수 있다.According to the present invention, by adding 5% by weight to 40% by weight of silver as an alloying element to the pure gold having a purity of 99.99% or more of the bonding wire, the manufacturing cost of the bonding wire can be reduced.

또한, 본 발명에서 제시한 금-은 합금에 아연 또는 마그네슘을 합금화한 와이어나 순금에 아연 또는 마그네슘을 합금화한 와이어를 플립칩의 스터드 범프용으로 사용할 경우, 순금 와이어를 사용할 경우에 비해 솔더와 본딩 와이어간의 금속간 화합물이 적게 형성되어 접합 신뢰성이 향상된다.In addition, when the wires alloyed with zinc or magnesium in the gold-silver alloy or zinc or magnesium alloyed with pure gold for the stud bump of the flip chip, the solder and bonding are compared with the case where the pure gold wire is used. Less intermetallic compounds between the wires are formed, resulting in improved joint reliability.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 본딩 와이어 및 이를 갖는 반도체 패키지에 대하여 상세하게 설명하지만, 본 발명이 하기의 실시예들에 제한되는 것은 아니며, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다.Hereinafter, a bonding wire and a semiconductor package having the same according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to the following embodiments, and the general knowledge in the art. Persons having the present invention may implement the present invention in various other forms without departing from the spirit of the present invention.

본 발명에서 빈번하게 사용되는 용어들의 정의는 다음과 같다.Definitions of terms frequently used in the present invention are as follows.

본 발명에서 빈번하게 사용되는 "중량ppm"은 순금(Au)의 총 중량에 대한 중량ppm을 의미한다.As used frequently in the present invention, "weight ppm" means weight ppm relative to the total weight of pure gold (Au).

본 발명에서 빈번하게 사용되는 "금속간 화합물"은 서로 다른 금속의 경계에서 형성되는 금속 화합물을 의미한다. 예를 들어, 금 및 알루미늄 사이에서 형성된 금속 화합물은 "금-알루미늄 금속간 화합물"로 정의되고, 금-은 합금 및 알루미늄 사이에서 형성된 금속 화합물은 "금-은-알루미늄 금속간 화합물"로 정의된다.The term "intermetallic compound" frequently used in the present invention means a metal compound formed at the boundary of different metals. For example, the metal compound formed between gold and aluminum is defined as "gold-aluminum intermetallic compound", and the metal compound formed between gold-silver alloy and aluminum is defined as "gold-silver-aluminum intermetallic compound". .

실시예Example 1 One

본 발명의 제1 실시예에 의한 본딩 와이어는 순도 99.99% 이상의 순금(Au)에 약 100 중량ppm 내지 약 50,000 중량ppm의 아연(Zn)이 함유된다.The bonding wire according to the first embodiment of the present invention contains about 100 wt% to about 50,000 wtppm of zinc (Zn) in pure gold (Au) having a purity of 99.99% or more.

본 실시예에서, 순도 99.99% 이상의 순도를 갖는 순금에 약 100 중량ppm 내지 약 50,000 중량ppm의 아연(Zn)이 함유된 본딩 와이어는 고온 사용 환경 또는 고온/고압 환경 테스트(Pressure Cooker Test, PCT) 등에서 상기 본딩 와이어 및 알루미늄 본딩 패드 사이에서 발생 되는 금-알루미늄 금속간 화합물(intermetallic compound, IMC)을 억제 또는 방지할 수 있다.In this embodiment, the bonding wire containing about 100 to about 50,000 ppm by weight of zinc (Zn) in pure gold having a purity of 99.99% or higher purity is subjected to a high temperature use environment or a high temperature / high pressure environment test (PCT). It is possible to suppress or prevent the gold-aluminum intermetallic compound (IMC) generated between the bonding wires and the aluminum bonding pads.

순금의 중량에 대하여 약 100 중량ppm 내지 약 50,000 중량ppm으로 함유된 아연(Zn)은 희생 금속으로 작용하여 본딩 와이어에 포함된 순금 및 본딩 패드에 포함된 알루미늄의 결합에 의한 금-알루미늄 금속간 화합물이 생성되기 이전에 먼저 부식되어 반응성이 큰 알루미늄 패드의 부식을 방해하여 알루미늄 패드와 본딩 와이어 간의 계면이 취약해지는 것을 방지한다. 또한 스터드 범프를 갖는 플립칩 패키지에 본 실시예 1의 합금을 적용할 경우, 스터드 범프와 솔더간의 금속간 화합물 생성이 억제되어 반도체 칩과 기판 사이의 접합 신뢰성을 향상시킬 수 있다.Zinc (Zn) contained from about 100 ppm to about 50,000 ppm by weight of the pure gold acts as a sacrificial metal and is a gold-aluminum intermetallic compound due to the combination of pure gold contained in the bonding wire and aluminum contained in the bonding pad. It is corroded before it is produced, which prevents corrosion of the highly reactive aluminum pads, thereby preventing the interface between the aluminum pads and the bonding wires from becoming fragile. In addition, when the alloy of the first embodiment is applied to a flip chip package having stud bumps, intermetallic compound formation between the stud bumps and the solder can be suppressed to improve the bonding reliability between the semiconductor chip and the substrate.

본 실시예에서, 순금을 포함하는 본딩 와이어에 포함된 아연(Zn)의 함량이 약 100 중량ppm 이하일 경우, 금-알루미늄 금속간 화합물이 발생 될 수 있고, 순금에 포함된 아연의 함량이 약 50,000 중량ppm 이상일 경우 본딩 와이어의 물리적 특성이 감소 될 수 있다.In this embodiment, when the content of zinc (Zn) included in the bonding wire containing pure gold is about 100 ppm by weight or less, a gold-aluminum intermetallic compound may be generated, and the content of zinc contained in the pure gold is about 50,000 If the weight ppm or more, the physical properties of the bonding wire may be reduced.

실시예Example 2 2

본 발명의 제2 실시예에 의한 본딩 와이어는 순도 99.99% 이상의 순금(Au)에 순금의 중량의 약 5 중량% 내지 40 중량%의 은(silver)이 함유된다. 본딩 와이어에 순금 뿐만 아니라 순금의 중량에 대하여 약 5 중량% 내지 40 중량%의 은이 함유될 경우, 본딩 와이어 및 솔더(solder) 사이에서 금속간 화합물의 발생을 억제 또는 방지할 수 있을 뿐만 아니라 스터드 범프를 갖는 플립 칩 패키지에서 칩과 기판 사이의 접합 신뢰성을 향상 시킬 수 있고, 이에 더하여 본딩 와이어의 가격을 크게 낮출 수 있다.The bonding wire according to the second embodiment of the present invention contains about 5% to 40% by weight of silver in the pure gold (Au) having a purity of 99.99% or more. When the bonding wire contains not only pure gold but also about 5% to 40% by weight of silver based on the weight of the pure gold, it is possible to suppress or prevent the generation of intermetallic compounds between the bonding wire and the solder, as well as to stud bumps. In a flip chip package having a chip, the bonding reliability between the chip and the substrate can be improved, and in addition, the price of the bonding wire can be greatly reduced.

본 발명의 제2 실시예에서는 순도 99.99% 이상의 순금(Au) 및 순금의 중량에 대하여 약 5 중량% 내지 40 중량%의 은을 포함하는 금-은 합금 본딩 와이어에 약 100 중량ppm 내지 약 50,000 중량ppm의 아연(Zn)이 함유된다.In a second embodiment of the present invention, from about 100 ppm to about 50,000 weight in a gold-silver alloy bonding wire containing 99.99% or more of pure gold (Au) and about 5% to 40% by weight of silver based on the weight of the pure gold. ppm contains zinc (Zn).

본 실시예에서, 순도 99.99% 이상의 순도를 갖는 순금에 약 5 중량% 내지 40 중량%의 은(silver) 뿐만 아니라 약 100 중량ppm 내지 약 50,000 중량ppm의 아연(Zn)이 함유될 경우 고온 사용 환경 또는 고온/고압 환경 테스트(Pressure Cooker Test, PCT) 등에서 상기 본딩 와이어 및 알루미늄 본딩 패드 사이에서 발생 되는 금-은-알루미늄 금속간 화합물을 억제 또는 방지할 수 있다.In this embodiment, a high temperature use environment when the pure gold having a purity of 99.99% or more contains about 5% to 40% by weight of silver as well as about 100% by weight to about 50,000% by weight of zinc (Zn). Alternatively, the gold-silver-aluminum intermetallic compound generated between the bonding wire and the aluminum bonding pad may be suppressed or prevented in a high temperature / high pressure environmental test (PCT).

순금 및 순금의 중량에 대하여 약 5 중량% 내지 40 중량%으로 함유된 은을 포함하는 본딩 와이어에 약 100 중량ppm 내지 약 50,000 중량ppm으로 함유된 아연(Zn)은 희생 금속으로 작용하여 본딩 와이어에 포함된 순금 및 본딩 패드에 포함된 알루미늄의 결합에 의한 금-은-알루미늄 금속간 화합물이 생성되기 이전에 먼저 부식되어 반응성이 큰 알루미늄 패드의 부식을 방해하여 알루미늄 패드와 본딩 와이어 사이의 계면이 취약해지는 것을 방지한다.Zinc (Zn) contained in the bonding wire containing about 5% to 40% by weight of the pure gold and about 100% by weight to about 50,000% by weight of zinc (Zn) acts as a sacrificial metal to the bonding wire. The gold-silver-aluminum intermetallic compound is formed by the combination of the included pure gold and the aluminum contained in the bonding pad, which is corroded first to prevent corrosion of the highly reactive aluminum pad, thus making the interface between the aluminum pad and the bonding wire weak. To prevent it from falling.

본 실시예에서, 순금 및 은을 포함하는 본딩 와이어에 포함된 아연(Zn)의 함 량이 약 100 중량ppm 이하일 경우, 금-은-알루미늄 금속간 화합물이 발생 될 수 있고, 순금에 포함된 아연(Zn)의 함량이 약 50,000 중량ppm 이상일 경우 본딩 와이어의 물리적 특성이 감소 될 수 있다.In the present embodiment, when the content of zinc (Zn) contained in the bonding wire containing pure gold and silver is about 100 ppm by weight or less, a gold-silver-aluminum intermetallic compound may be generated, and zinc contained in pure gold ( If the content of Zn) is about 50,000 ppm by weight or more, the physical properties of the bonding wire may be reduced.

실시예Example 3 3

본 발명의 제3 실시예에 의한 본딩 와이어는 순도 99.99% 이상의 순금(Au)에 약 100 중량ppm 내지 약 50,000 중량ppm의 마그네슘(Mg)이 함유된다.The bonding wire according to the third embodiment of the present invention contains about 100 wt ppm to about 50,000 wt ppm magnesium (Mg) in pure gold (Au) having a purity of 99.99% or more.

본 실시예에서, 순도 99.99% 이상의 순도를 갖는 순금에 약 100 중량ppm 내지 약 50,000 중량ppm의 마그네슘(Mg)이 함유된 본딩 와이어는 고온 사용 환경 또는 고온/고압 환경 테스트(Pressure Cooker Test, PCT) 등에서 상기 본딩 와이어 및 알루미늄 본딩 패드 사이에서 발생 되는 금-알루미늄 금속간 화합물(IMC)을 억제 또는 방지할 수 있다.In this embodiment, the bonding wire containing magnesium (Mg) of about 100 ppm to about 50,000 ppm by weight in pure gold having a purity of 99.99% or higher purity is subjected to a high temperature use environment or a high temperature / high pressure environment test (PCT). The gold-aluminum intermetallic compound (IMC) generated between the bonding wire and the aluminum bonding pad can be suppressed or prevented.

순금의 중량에 대하여 약 100 중량ppm 내지 약 50,000 중량ppm으로 함유된 마그네슘(Mg)은 희생 금속으로 작용하여 본딩 와이어에 포함된 순금 및 본딩 패드에 포함된 알루미늄의 결합에 의한 금-알루미늄 금속간 화합물이 생성되기 이전에 먼저 부식되어 반응성이 큰 알루미늄 패드의 부식을 방해하여 알루미늄 패드와 본딩 와이어 간의 계면이 취약해지는 것을 방지한다. 또한, 스터드 범프를 갖는 플립 칩 패키지에 본 실시예 3의 합금을 적용할 경우 스터드 범프와 솔더간의 금속간 화합물 생성이 억제되어 반도체 칩과 기판 사이의 접합 신뢰성을 향상시킬 수 있다.Magnesium (Mg) contained from about 100 ppm to about 50,000 ppm by weight of the pure gold acts as a sacrificial metal and is a gold-aluminum intermetallic compound due to the combination of pure gold contained in the bonding wire and aluminum contained in the bonding pad. It is corroded before it is produced, which prevents corrosion of the highly reactive aluminum pads, thereby preventing the interface between the aluminum pads and the bonding wires from becoming fragile. In addition, when the alloy of the third embodiment is applied to a flip chip package having stud bumps, intermetallic compound formation between the stud bumps and the solder may be suppressed to improve the bonding reliability between the semiconductor chip and the substrate.

본 실시예에서, 순금을 포함하는 본딩 와이어에 포함된 마그네슘의 함량이 약 100 중량ppm 이하일 경우, 금-알루미늄 금속간 화합물이 발생 될 수 있고, 순금 에 포함된 마그네슘의 함량이 약 50,000 중량ppm 이상일 경우 본딩 와이어의 물리적 특성이 감소 될 수 있다.In this embodiment, when the amount of magnesium contained in the bonding wire containing pure gold is about 100 ppm by weight or less, a gold-aluminum intermetallic compound may be generated, and the amount of magnesium contained in the pure gold may be about 50,000 ppm by weight or more. In this case, the physical properties of the bonding wire may be reduced.

실시예Example 4 4

본 발명의 제4 실시예에 의한 본딩 와이어는 순도 99.99% 이상의 순금(Au)에 순금의 중량의 약 5 중량% 내지 40 중량%의 은이 함유된다.The bonding wire according to the fourth embodiment of the present invention contains about 5% to 40% by weight of silver in the pure gold (Au) having a purity of 99.99% or more.

본딩 와이어에 순금 뿐만 아니라 순금의 중량에 대하여 약 5 중량% 내지 40 중량%의 은이 함유될 경우, 본딩 와이어 및 솔더(solder) 사이에서 금속간 화합물의 발생을 억제 또는 방지할 수 있고, 스터드 범프를 갖는 플립 칩 패키지에서 칩과 기판 사이의 접합 신뢰성을 향상 시킬 수 있다.When the bonding wire contains not only pure gold but also about 5% to 40% by weight of silver based on the weight of the pure gold, it is possible to suppress or prevent the generation of intermetallic compounds between the bonding wire and the solder, and to prevent stud bumps. In the flip chip package, the bonding reliability between the chip and the substrate can be improved.

본 발명의 제4 실시예에서는 금-은 합금 본딩 와이어에 약 100 중량ppm 내지 약 50,000 중량ppm의 마그네슘(Mg)이 함유된다.In a fourth embodiment of the present invention, about 100 ppm to about 50,000 ppm by weight of magnesium (Mg) is contained in the gold-silver alloy bonding wire.

본 실시예에서, 순도 99.99% 이상의 순도를 갖는 순금에 약 5 중량% 내지 40 중량%의 은(silver) 뿐만 아니라 약 100 중량ppm 내지 약 50,000 중량ppm의 마그네슘(Mg)이 함유될 경우 고온 사용 환경 또는 고온/고압 환경 테스트(Pressure Cooker Test, PCT) 등에서 상기 본딩 와이어 및 알루미늄 본딩 패드 사이에서 발생 되는 금-은-알루미늄 금속간 화합물을 억제 또는 방지할 수 있다.In this embodiment, a high temperature use environment when the pure gold having a purity of 99.99% or more contains about 5% to 40% by weight of silver as well as about 100% by weight to about 50,000% by weight of magnesium (Mg). Alternatively, the gold-silver-aluminum intermetallic compound generated between the bonding wire and the aluminum bonding pad may be suppressed or prevented in a high temperature / high pressure environmental test (PCT).

순금, 순금의 중량에 대하여 약 5 중량% 내지 40 중량%으로 함유된 은을 포함하는 본딩 와이어에 약 100 중량ppm 내지 약 50,000 중량ppm으로 함유된 마그네슘(Mg)은 희생 금속으로 작용하여 본딩 와이어에 포함된 순금 및 본딩 패드에 포함된 알루미늄의 결합에 의한 금-은-알루미늄 금속간 화합물이 생성되기 이전에 먼저 부식되어 반응성이 큰 알루미늄 패드의 부식을 방해하여 알루미늄 패드와 본딩 와이어 사이의 계면이 취약해지는 것을 방지한다.Magnesium (Mg) contained in a bonding wire containing about 100% by weight to about 50,000% by weight of pure gold and silver containing about 5% to 40% by weight of the pure gold acts as a sacrificial metal to the bonding wire. The gold-silver-aluminum intermetallic compound is formed by the combination of the included pure gold and the aluminum contained in the bonding pad, which is corroded first to prevent corrosion of the highly reactive aluminum pad, thus making the interface between the aluminum pad and the bonding wire weak. To prevent it from falling.

본 실시예에서, 순금 및 은을 포함하는 본딩 와이어에 포함된 마그네슘(Mg)의 함량이 약 100 중량ppm 이하일 경우, 금-은-알루미늄 금속간 화합물이 발생 될 수 있고, 순금에 포함된 마그네슘(Mg)의 함량이 약 50,000 중량ppm 이상일 경우 본딩 와이어의 물리적 특성이 감소 될 수 있다.In this embodiment, when the content of magnesium (Mg) contained in the bonding wire containing pure gold and silver is about 100 ppm by weight or less, a gold-silver-aluminum intermetallic compound may be generated, and the magnesium ( When the content of Mg) is about 50,000 ppm by weight or more, the physical properties of the bonding wire may be reduced.

실시예Example 5 5

본 발명의 제5 실시예에 의한 본딩 와이어는 순도 99.99% 이상의 순금(Au)에 아연(Zn) 및 마그네슘(Mg)이 함유된다. 본 실시예에서, 아연(Zn) 및 마그네슘(Mg)의 함량은 약 200 중량ppm 내지 약 50,000 중량ppm이다.The bonding wire according to the fifth embodiment of the present invention contains zinc (Zn) and magnesium (Mg) in pure gold (Au) having a purity of 99.99% or more. In this embodiment, the contents of zinc (Zn) and magnesium (Mg) are about 200 ppm by weight to about 50,000 ppm by weight.

본 실시예에서, 순도 99.99% 이상의 순도를 갖는 순금에 약 200 중량ppm 내지 약 50,000 중량ppm의 아연(Zn) 및 마그네슘(Mg)이 함유된 본딩 와이어는 고온 사용 환경 또는 고온/고압 환경 테스트(Pressure Cooker Test, PCT) 등에서 상기 본딩 와이어 및 알루미늄 본딩 패드 사이에서 발생 되는 금-알루미늄 금속간 화합물(IMC)을 억제 또는 방지할 수 있다.In this embodiment, the bonding wire containing zinc (Zn) and magnesium (Mg) of about 200 ppm to about 50,000 ppm by weight in pure gold having a purity of 99.99% or higher purity is tested in a high temperature use environment or a high temperature / high pressure environment test. In the Cooker Test (PCT), the gold-aluminum intermetallic compound (IMC) generated between the bonding wire and the aluminum bonding pad may be suppressed or prevented.

순금에 약 200 중량ppm 내지 약 50,000 중량ppm으로 함유된 아연(Zn) 및 마그네슘(Mg)은 희생 금속들로 작용하여 본딩 와이어에 포함된 순금 및 본딩 패드에 포함된 알루미늄의 결합에 의한 금-알루미늄 금속간 화합물이 생성되기 이전에 먼저 부식되어 반응성이 큰 알루미늄 패드의 부식을 방해하여 알루미늄 패드와 본딩 와이어 사이의 계면이 취약해지는 것을 방지한다. 또한, 스터드 범프를 갖는 플립 칩 패키지에 본 실시예 5의 합금을 적용할 경우 스터드 범프와 솔더간의 금속간 화합물 생성이 억제되어 반도체 칩과 기판 사이의 신뢰성을 향상 시킬 수 있다.Zinc (Zn) and magnesium (Mg) contained from about 200 ppm to about 50,000 ppm by weight of pure gold act as sacrificial metals to form gold-aluminum by the combination of pure gold contained in the bonding wire and aluminum contained in the bonding pad. It is corroded before the intermetallic compound is produced, which prevents corrosion of the highly reactive aluminum pads, thereby preventing the interface between the aluminum pads and the bonding wires from becoming fragile. In addition, when the alloy of the fifth embodiment is applied to a flip chip package having stud bumps, the generation of intermetallic compounds between the stud bumps and the solder may be suppressed, thereby improving reliability between the semiconductor chip and the substrate.

본 실시예에서, 순금을 포함하는 본딩 와이어에 포함된 아연(Zn) 및 마그네슘(Mg)의 함량이 약 200 중량ppm 이하일 경우, 금-알루미늄 금속간 화합물이 발생 될 수 있고, 순금에 포함된 마그네슘의 함량이 약 50,000 중량ppm 이상일 경우 본딩 와이어의 물리적 특성이 감소 될 수 있다.In the present embodiment, when the content of zinc (Zn) and magnesium (Mg) contained in the bonding wire containing pure gold is about 200 ppm by weight or less, a gold-aluminum intermetallic compound may be generated, and magnesium contained in pure gold If the content of about 50,000 ppm by weight or more may reduce the physical properties of the bonding wire.

실시예Example 6 6

본 발명의 제6 실시예에 의한 본딩 와이어는 순도 99.99% 이상의 순금(Au)에 순금의 중량의 약 5 중량% 내지 40 중량%의 은(silver)이 함유된다. 본딩 와이어에 순금 뿐만 아니라 순금의 중량에 대하여 약 5 중량% 내지 40 중량%의 은이 함유될 경우, 본딩 와이어 및 솔더(solder) 사이에서 금속간 화합물의 발생을 억제 또는 방지할 수 있다.The bonding wire according to the sixth embodiment of the present invention contains about 5% to 40% by weight of silver in the pure gold (Au) having a purity of 99.99% or more. When the bonding wire contains about 5% by weight to 40% by weight of silver based on the weight of not only pure gold but also pure gold, it is possible to suppress or prevent the generation of an intermetallic compound between the bonding wire and the solder.

본 발명의 제6 실시예에서는 금-은 합금 본딩 와이어에 약 200 중량ppm 내지 약 50,000 중량ppm의 아연(Zn) 및 마그네슘(Mg)이 함유된다. 본 실시예에서, 아연(Zn) 및 마그네슘(Mg)의 각 함량은 약 200 중량ppm 내지 약 50,000 중량ppm 내에서 동일 또는 서로 다를 수 있다.In a sixth embodiment of the present invention, about 200 ppm to about 50,000 ppm by weight of zinc (Zn) and magnesium (Mg) are contained in the gold-silver alloy bonding wire. In this embodiment, the respective contents of zinc (Zn) and magnesium (Mg) may be the same or different within about 200 ppm by weight to about 50,000 ppm by weight.

본 실시예에서, 순도 99.99% 이상의 순도를 갖는 순금에 약 5 중량% 내지 40 중량%의 은(silver) 뿐만 아니라 약 200 중량ppm 내지 약 50,000 중량ppm의 마그네슘(Mg)이 함유될 경우, 고온 사용 환경 또는 고온/고압 환경 테스트(Pressure Cooker Test, PCT) 등에서 상기 본딩 와이어 및 알루미늄 본딩 패드 사이에서 발생 되는 금-은-알루미늄 금속간 화합물을 억제 또는 방지할 수 있다.In this embodiment, when the pure gold having a purity of 99.99% or more contains about 5% to 40% by weight of silver as well as about 200% to about 50,000% by weight of magnesium (Mg), high temperature use It is possible to suppress or prevent the gold-silver-aluminum intermetallic compound generated between the bonding wire and the aluminum bonding pad in an environment or a high temperature / high pressure environmental test (PCT).

순금, 순금의 중량에 대하여 약 5 중량% 내지 약 40 중량%으로 함유된 은을 포함하는 본딩 와이어에 약 200 중량ppm 내지 약 50,000 중량ppm으로 함유된 아연(Zn) 및 마그네슘(Mg)은 희생 금속들로 작용하여 본딩 와이어에 포함된 순금 및 본딩 패드에 포함된 알루미늄의 결합에 의한 금-은-알루미늄 금속간 화합물이 생성되기 이전에 먼저 부식되어 본딩 와이어 및 알루미늄 본딩 패드의 사이의 계면이 취약해지는 것을 방지한다. 또한, 스터드 범프를 갖는 플립 칩 패키지에 본 실시예 6의 와이어를 적용할 경우 와이어와 솔더간의 금속간 화합물 생성이 억제되어 반도체 칩과 기판 사이의 접합 신뢰성을 향상 시킬 수 있다.Zinc (Zn) and Magnesium (Mg) contained in a bonding wire containing from about 5% by weight to about 40% by weight of pure gold and silver in an amount of about 200% by weight to about 50,000% by weight are sacrificial metals. The corrosion between the bonding wire and the aluminum bonding pad becomes brittle before the gold-silver-aluminum intermetallic compound is formed by the combination of the pure gold contained in the bonding wire and the aluminum contained in the bonding pad. To prevent them. In addition, when the wire of Example 6 is applied to a flip chip package having stud bumps, intermetallic compound generation between the wire and the solder may be suppressed to improve the bonding reliability between the semiconductor chip and the substrate.

본 실시예에서, 순금 및 은을 포함하는 본딩 와이어에 포함된 아연(Zn) 및 마그네슘(Mg)의 총 함량이 약 200 중량ppm 이하일 경우, 금-은-알루미늄 금속간 화합물이 발생 될 수 있고, 순금에 포함된 아연(Zn) 및 마그네슘(Mg)의 총 함량이 약 50,000 중량ppm 이상일 경우 본딩 와이어의 물리적 특성이 감소 될 수 있다.In this embodiment, when the total content of zinc (Zn) and magnesium (Mg) contained in the bonding wire containing pure gold and silver is about 200 ppm by weight or less, a gold-silver-aluminum intermetallic compound may be generated, When the total content of zinc (Zn) and magnesium (Mg) in the pure gold is about 50,000 ppm by weight or more, physical properties of the bonding wire may be reduced.

실시예Example 7 7

도 1은 본 발명의 제7 실시예에 의한 반도체 패키지를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor package according to a seventh embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 반도체 패키지(100)는 기판(10), 반도체 칩(20) 및 접속 부재(30)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the semiconductor package 100 includes a substrate 10, a semiconductor chip 20, and a connection member 30.

기판(10)은, 예를 들어, 직육면체 형상을 갖는 인쇄회로 기판일 수 있다. 기판(10)의 상면에는 접속 패드(12)가 배치되고, 기판(10)의 상면과 대향 하는 하면에는 볼 랜드(14)가 배치된다. 볼 랜드(14)에는 솔더볼과 같은 도전볼(16)이 전기 적으로 접속된다. 본 실시예에서, 접속 패드(12)는, 예를 들어, 알루미늄을 포함할 수 있다.The substrate 10 may be, for example, a printed circuit board having a rectangular parallelepiped shape. The connection pad 12 is disposed on the upper surface of the substrate 10, and the ball land 14 is disposed on the lower surface facing the upper surface of the substrate 10. Conductive balls 16 such as solder balls are electrically connected to the ball lands 14. In the present embodiment, the connection pad 12 may include aluminum, for example.

반도체 칩(20)은 데이터를 저장 및 데이터를 처리하는 회로부(미도시)를 포함하고, 반도체 칩(20)의 상면에는 회로부와 전기적으로 연결된 본딩 패드(24)가 형성된다. 본딩 패드(24)는, 예를 들어, 전기적 특성이 우수한 알루미늄을 포함한다.The semiconductor chip 20 includes a circuit unit (not shown) for storing data and processing data, and a bonding pad 24 electrically connected to the circuit unit is formed on an upper surface of the semiconductor chip 20. The bonding pads 24 include, for example, aluminum having excellent electrical characteristics.

반도체 칩(20)은 기판(10) 상에 실장 되며, 반도체 칩(20) 및 기판(10)은 접착 부재(22)에 의하여 전기적으로 접속된다.The semiconductor chip 20 is mounted on the substrate 10, and the semiconductor chip 20 and the substrate 10 are electrically connected by the adhesive member 22.

접속 부재(30)는 기판(10)의 접속 패드(12) 및 반도체 칩(20)의 본딩 패드(24)를 전기적으로 연결한다. 본 실시예에서, 접속 부재(30)는, 예를 들어, 본딩 와이어일 수 있다.The connection member 30 electrically connects the connection pad 12 of the substrate 10 and the bonding pad 24 of the semiconductor chip 20. In this embodiment, the connecting member 30 may be, for example, a bonding wire.

알루미늄 본딩 패드(24) 및 본딩 와이어(30) 사이에 금속간 화합물이 형성되는 것을 방지하기 위해, 접속 부재(30)는 순도 99.99% 이상의 순금(Au)에 아연(Zn) 및 마그네슘(Mg) 중 적어도 하나를 함유한다. In order to prevent the intermetallic compound from being formed between the aluminum bonding pad 24 and the bonding wire 30, the connecting member 30 is formed of zinc (Zn) and magnesium (Mg) in pure gold (Au) having a purity of 99.99% or more. It contains at least one.

예를 들어, 접속 부재(30)는 순도 99.99% 이상의 순금 및 아연(Zn)을 포함할 수 있다. 아연(Zn)은 순금의 중량에 대하여 약 100 중량ppm 내지 약 50,000 중량ppm이 포함될 수 있다. 이에 더하여 접속 부재(30)는 순금의 중량에 대하여 약 5 중량% 내지 40 중량%의 은이 포함될 수 있다.For example, the connection member 30 may include pure gold and zinc (Zn) having a purity of 99.99% or more. Zinc (Zn) may include about 100 ppm by weight to about 50,000 ppm by weight based on the weight of pure gold. In addition, the connection member 30 may include about 5 wt% to 40 wt% silver based on the weight of the pure gold.

본 실시예에서, 순도 99.99% 이상의 순도를 갖는 순금에 약 100 중량ppm 내지 약 50,000 중량ppm의 아연(Zn)이 함유된 접속 부재(30)는 고온 사용 환경 또는 고온/고압 환경 테스트(Pressure Cooker Test, PCT) 등에서 접속 부재(30) 및 알루미늄 본딩 패드(24) 또는 접속 부재(30) 및 알루미늄 접속 패드(12) 사이에서 발생 되는 금-알루미늄 금속간 화합물(intermetallic compound, IMC)을 억제 또는 방지할 수 있다.In this embodiment, the connecting member 30 containing zinc (Zn) of about 100 to about 50,000 ppm by weight of pure gold having a purity of 99.99% or higher purity is subjected to a high temperature use environment or a high temperature / high pressure environment test (Pressure Cooker Test). , PCT) to suppress or prevent the gold-aluminum intermetallic compound (IMC) generated between the connecting member 30 and the aluminum bonding pad 24 or between the connecting member 30 and the aluminum connecting pad 12. Can be.

순금에 약 100 중량ppm 내지 약 50,000 중량ppm으로 함유된 아연(Zn)은 희생 금속으로 작용하여 접속 부재(30)에 포함된 순금 및 본딩 패드(24) 또는 접속 패드(12)에 포함된 알루미늄의 결합에 의한 금-알루미늄 금속간 화합물이 생성되기 이전에 먼저 부식되어 접속 부재(30) 및 본딩 패드(24), 접속 부재(30) 및 접속 패드(12)의 사이의 계면이 취약해지는 것을 방지한다.Zinc (Zn) contained from about 100 ppm to about 50,000 ppm by weight of the pure gold acts as a sacrificial metal to form the pure gold contained in the connection member 30 and the aluminum contained in the bonding pad 24 or the connection pad 12. Corrosion prevents the interface between the connecting member 30 and the bonding pad 24, the connecting member 30 and the connecting pad 12 from becoming brittle before the gold-aluminum intermetallic compound is formed by the bonding. .

다른 예를 들면, 접속 부재(30)는 순도 99.99% 이상의 순금 및 마그네슘(Mg)을 포함할 수 있다. 마그네슘(Mg)은 순금의 중량에 대하여 약 100 중량ppm 내지 약 50,000 중량ppm이 포함될 수 있다. 이에 더하여 접속 부재(30)는 순금의 중량에 대하여 약 5 중량% 내지 40 중량%의 은이 포함될 수 있다.As another example, the connection member 30 may include pure gold and magnesium (Mg) having a purity of 99.99% or more. Magnesium (Mg) may include about 100 ppm by weight to about 50,000 ppm by weight based on the weight of pure gold. In addition, the connection member 30 may include about 5 wt% to 40 wt% silver based on the weight of the pure gold.

본 실시예에서, 순도 99.99% 이상의 순도를 갖는 순금에 약 100 중량ppm 내지 약 50,000 중량ppm의 마그네슘(Mg)이 함유된 접속 부재(30)는 고온 사용 환경 또는 고온/고압 환경 테스트(Pressure Cooker Test, PCT) 등에서 접속 부재(30) 및 알루미늄 본딩 패드(24) 또는 접속 부재(30) 및 알루미늄 접속 패드(12) 사이의 계면이 취약해지는 것을 방지한다.In this embodiment, the connection member 30 containing magnesium (Mg) of about 100 ppm by weight to about 50,000 ppm by weight in pure gold having a purity of 99.99% or higher purity is subjected to a high temperature use environment or a high temperature / high pressure environment test (Pressure Cooker Test). And the interface between the connecting member 30 and the aluminum bonding pad 24 or the connecting member 30 and the aluminum connecting pad 12 are prevented from becoming weak in the PCT and the like.

순금에 약 100 중량ppm 내지 약 50,000 중량ppm으로 함유된 마그네슘(Mg)은 희생 금속으로 작용하여 접속 부재(30)에 포함된 순금 및 본딩 패드(24) 또는 접속 패드(12)에 포함된 알루미늄의 결합에 의한 금-알루미늄 금속간 화합물이 생성되기 이전에 먼저 부식되어 접속 부재(30) 및 본딩 패드(24), 접속 부재(30) 및 접속 패드(12)의 사이의 계면이 취약해지는 것을 방지한다.Magnesium (Mg) contained from about 100 ppm to about 50,000 ppm by weight of the pure gold acts as a sacrificial metal to form a portion of the pure gold contained in the connection member 30 and the aluminum contained in the bonding pad 24 or the connection pad 12. Corrosion prevents the interface between the connecting member 30 and the bonding pad 24, the connecting member 30 and the connecting pad 12 from becoming brittle before the gold-aluminum intermetallic compound is formed by the bonding. .

또 다른 예를 들면, 접속 부재(30)는 순도 99.99% 이상의 순금, 아연(Zn) 및 마그네슘(Mg)을 포함할 수 있다. 접속 부재(30)에 포함된 아연(Zn) 및 마그네슘(Mg)의 총 함량은 순금의 중량에 대하여 약 200 중량ppm 내지 약 50,000 중량ppm이 포함된다. 이에 더하여 접속 부재(30)는 순금의 중량에 대하여 약 5 중량% 내지 40 중량%의 은이 포함될 수 있다.As another example, the connection member 30 may include pure gold, zinc (Zn), and magnesium (Mg) having a purity of 99.99% or more. The total content of zinc (Zn) and magnesium (Mg) included in the connection member 30 includes about 200 ppm by weight to about 50,000 ppm by weight of the pure gold. In addition, the connection member 30 may include about 5 wt% to 40 wt% silver based on the weight of the pure gold.

본 실시예에서, 순도 99.99% 이상의 순도를 갖는 순금에 약 200 중량ppm 내지 약 50,000 중량ppm의 아연(Zn) 및 마그네슘(Mg)이 함유된 접속 부재(30)는 고온 사용 환경 또는 고온/고압 환경 테스트(Pressure Cooker Test, PCT) 등에서 접속 부재(30) 및 알루미늄 본딩 패드(24) 또는 접속 부재(30) 및 알루미늄 접속 패드(12) 사이의 계면이 취약해지는 것을 방지한다.In this embodiment, the connection member 30 containing zinc (Zn) and magnesium (Mg) in a pure gold having a purity of 99.99% or more and containing about 200 ppm by weight to about 50,000 ppm by weight is used in a high temperature use environment or a high temperature / high pressure environment. The interface between the connection member 30 and the aluminum bonding pad 24 or the connection member 30 and the aluminum connection pad 12 is prevented from becoming weak in a test cooker test (PCT) or the like.

순금의 중량에 대하여 약 200 중량ppm 내지 약 50,000 중량ppm으로 함유된 아연(Zn) 및 마그네슘(Mg)은 희생 금속들로 작용하여 접속 부재(30)에 포함된 순금 및 본딩 패드(24) 또는 접속 패드(12)에 포함된 알루미늄의 결합에 의한 금-알루미늄 금속간 화합물이 생성되기 이전에 먼저 부식되어 접속 부재(30) 및 본딩 패드(24), 접속 부재(30) 및 접속 패드(12)의 사이에 계면이 취약해지는 것을 방지한다.Zinc (Zn) and magnesium (Mg) contained in the range of about 200 ppm to about 50,000 ppm by weight of the pure gold act as sacrificial metals so that the pure gold and the bonding pads 24 or the connection included in the connection member 30 are included. Before the gold-aluminum intermetallic compound is formed by the bonding of aluminum included in the pad 12, it is corroded first to form the connection member 30 and the bonding pad 24, the connection member 30, and the connection pad 12. This prevents the interface from becoming fragile.

비록 본 발명의 제7 실시예에서, 접속 부재(30)는 본딩 와이어인 것이 설명 및 도시되어 있지만, 이와 다르게 접속 부재는 반도체 칩의 본딩 패드 및 기판의 접속 패드를 전기적으로 연결하는 스터드 범프일 수 있고, 스터드 범프는 순금에 은, 아연 및 마그네슘을 포함하여 스터드 범프 및 솔더 사이에 금속간 화합물의 생성을 억제할 수 있다.Although in the seventh embodiment of the present invention, the connection member 30 is described and illustrated as being a bonding wire, the connection member may alternatively be a stud bump that electrically connects the bonding pad of the semiconductor chip and the connection pad of the substrate. The stud bumps can contain silver, zinc and magnesium in pure gold to suppress the generation of intermetallic compounds between the stud bumps and the solder.

이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 본딩 와이어를 이루는 99.99% 이상의 순도를 갖는 순금에 아연 및 마그네슘 중 적어도 하나를 첨가하여 본딩 와이어가 알루미늄 패드와 전기적으로 접속된 상태에서 본딩 와이어 및 알루미늄 패드 사이의 접합 신뢰성이 강화되는 효과를 갖는다.As described in detail above, the bonding reliability between the bonding wire and the aluminum pad in a state in which the bonding wire is electrically connected to the aluminum pad by adding at least one of zinc and magnesium to the pure gold having a purity of 99.99% or more of the bonding wire. This has the effect of being strengthened.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술 될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.In the detailed description of the present invention described above with reference to the embodiments of the present invention, those skilled in the art or those skilled in the art having ordinary knowledge in the scope of the present invention described in the claims and It will be appreciated that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the scope of the art.

도 1은 본 발명의 제7 실시예에 의한 반도체 패키지를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor package according to a seventh embodiment of the present invention.

Claims (13)

순도 99.99% 이상의 순금(Au)에 100 중량ppm 내지 50,000 중량ppm의 아연(Zn)을 함유하는 본딩 와이어.A bonding wire containing 100 ppm to 50,000 ppm zinc (Zn) in pure gold (Au) having a purity of 99.99% or more. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 순금의 중량에 대하여 5 중량% 내지 40 중량%의 은(silver)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 본딩 와이어.Bonding wire, characterized in that further comprising 5% to 40% by weight of silver (silver) relative to the weight of the pure gold. 순도 99.99% 이상의 순금(Au)에 100 중량ppm 내지 50,000 중량ppm의 마그네슘(Mg)을 함유하는 본딩 와이어.A bonding wire containing 100 ppm to 50,000 ppm magnesium (Mg) in pure gold (Au) having a purity of 99.99% or more. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 순금의 중량에 대하여 5 중량% 내지 40 중량%의 은(silver)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 본딩 와이어.Bonding wire, characterized in that further comprising 5% to 40% by weight of silver (silver) relative to the weight of the pure gold. 순도 99.99% 이상의 순금(Au)에 아연(Zn) 및 마그네슘(Mg)이 200 중량ppm 내지 50,000 중량ppm 함유된 본딩 와이어.Bonding wire containing 200 ppm to 50,000 ppm of zinc (Zn) and magnesium (Mg) in pure gold (Au) with a purity of 99.99% or more. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 순금의 중량에 대하여 5 중량% 내지 40 중량%의 은(silver)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 본딩 와이어.Bonding wire, characterized in that further comprising 5% to 40% by weight of silver (silver) relative to the weight of the pure gold. 접속 패드를 갖는 기판;A substrate having a connection pad; 상기 기판상에 배치되며, 본딩 패드를 갖는 반도체 칩; 및A semiconductor chip disposed on the substrate, the semiconductor chip having a bonding pad; And 상기 접속 패드 및 상기 본딩 패드를 전기적으로 연결하며, 순도 99.99% 이상의 순금(Au)에 아연(Zn), 마그네슘(Mg) 중 적어도 하나를 함유하는 접속 부재를 포함하는 반도체 패키지.And a connection member electrically connecting the connection pad and the bonding pad, the connection member including at least one of zinc (Zn) and magnesium (Mg) in pure gold (Au) having a purity of 99.99% or more. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 아연은 상기 순금의 중량에 대하여 100 중량ppm 내지 50,000 중량ppm이 함유된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지. The zinc is a semiconductor package, characterized in that containing 100ppm to 50,000ppm by weight based on the weight of the pure gold. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 마그네슘은 상기 순금의 중량에 대하여 100 중량ppm 내지 50,000 중량ppm이 함유된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.The magnesium package is characterized in that 100 ppm to 50,000 ppm by weight relative to the weight of the pure gold. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 접속 부재는 상기 아연 및 상기 마그네슘을 포함하며, 상기 아연 및 상기 마그네슘은 상기 순금의 중량에 대하여 200 중량ppm 내지 50,000 중량ppm이 함 유된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.The connecting member includes the zinc and the magnesium, the zinc and the magnesium is a semiconductor package, characterized in that containing 200 to 50,000 ppm by weight relative to the weight of the pure gold. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 접속 부재는 상기 순금의 중량에 대하여 5 중량% 내지 40 중량%의 은(silver)을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.The connecting member includes 5 wt% to 40 wt% silver based on the weight of the pure gold. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 접속 부재는 상기 본딩 패드 및 상기 접속 부재를 전기적으로 연결하는 본딩 와이어인 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.The connecting member is a semiconductor package, characterized in that the bonding wire for electrically connecting the bonding pad and the connecting member. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 접속 부재는 상기 본딩 패드 및 상기 접속 부재 사이에 개재되어 상기 본딩 패드 및 상기 접속 부재를 전기적으로 연결하는 스터드 범프인 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.And the connection member is a stud bump interposed between the bonding pad and the connection member to electrically connect the bonding pad and the connection member.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5790952A (en) * 1980-11-27 1982-06-05 Nippon Mining Co Ltd Bonding wire
CN1236691A (en) * 1998-05-15 1999-12-01 田中电子工业株式会社 Bonding gold alloy wire and applications thereof
JP2007142271A (en) * 2005-11-21 2007-06-07 Tanaka Electronics Ind Co Ltd Bump material and bonding structure

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170029056A (en) 2015-09-04 2017-03-15 주식회사 네패스 Semiconductor package and method of manufacturing the same
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