KR20160135154A - Silver alloy bonding wire and manufacturing method thereof - Google Patents

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KR20160135154A
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장교수
김상엽
허영일
홍성재
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엠케이전자 주식회사
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Abstract

According to an embodiment of the present invention, a silver (Ag) alloy bonding wire comprises: about 1 to 20 wt% of a first additive element; about 3 to 100 weight ppm of a second additive element; and the remainder of silver (Ag). The first additive element is gold (Au), palladium (Pd), or an alloy thereof. The second additive element is at least one selected from a group of calcium (Ca), lanthanum (La), beryllium (Be), germanium (Ge), nickel (Ni), bismuth (Bi), yttrium (Y), manganese (Mn), tin (Sn), titanium (Ti), iron (Fe), copper (Cu), and magnesium (Mg). Elongation percentage is about 15 to 25%. Youngs modulus is about 60 to 80 GPa.

Description

은 합금 본딩 와이어 및 그의 제조 방법 {Silver alloy bonding wire and manufacturing method thereof}Silver alloy bonding wire and manufacturing method < RTI ID = 0.0 >

본 발명은 은(Ag) 합금 본딩 와이어 및 그의 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로 본딩 특성이 우수한 은 합금 본딩 와이어 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a silver (Ag) alloy bonding wire and a method of manufacturing the same, and more specifically to a silver alloy bonding wire excellent in bonding characteristics and a method of manufacturing the same.

반도체 소자를 실장하기 위한 패키지에는 다양한 구조들이 존재하며, 기판과 반도체 소자를 연결하거나 반도체 소자들 사이를 연결하기 위하여 본딩 와이어가 사용되고 있다. 본딩 와이어로는 금(Au) 본딩 와이어가 많이 사용되었으나 고가일 뿐만 아니라 최근 가격이 급상승하였기 때문에 이를 대체할 수 있는 본딩 와이어에 대한 요구가 있다.BACKGROUND ART [0002] Packages for mounting semiconductor devices have various structures. Bonding wires are used to connect a substrate to a semiconductor device or connect between semiconductor devices. Although gold (Au) bonding wires have been widely used as bonding wires, there has been a demand for bonding wires that can replace them because they are expensive and recent prices have risen sharply.

금의 대체 재료로써 각광받았던 구리(Cu)를 주성분으로 하는 본딩 와이어의 경우 구리 본연의 높은 경도로 인해 와이어 본딩 시 칩이 깨지는 패드 크랙(pad crack) 현상이 빈번하게 일어나고 있고, 고집적 패키지에 필요한 SOB(stitch-on-bump) 본딩이 구리의 높은 경도와 강한 산화성으로 인해 해결되지 않고 있다.In the case of a bonding wire mainly composed of Cu, which has been spotlighted as a substitute for gold, a pad crack phenomenon frequently occurs in a chip due to high hardness of copper due to wire bonding, and SOB (stitch-on-bump) bonding has not been solved due to the high hardness and strong oxidizability of the copper.

이에 대한 대안으로 은(Ag)을 주성분으로 하는 본딩 와이어에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 은과 다른 금속 원소들을 합금함으로써 우수한 성질의 본딩 와이어를 개발하려는 노력이 진행되고 있으나, 아직도 개선될 여지가 많이 있다.As an alternative to this, studies on bonding wires mainly composed of silver (Ag) have been actively conducted. Efforts are being made to develop a bonding wire of superior quality by alloying silver and other metal elements, but there is still room for improvement.

본 발명의 기술적 사상이 해결하고자 하는 과제는 제조 공정 단계에서 연신율 등의 기계적 특성을 변화시켜 본딩 특성을 향상시킨 은(Ag) 합금 본딩 와이어를 제공하는 것이다.A problem to be solved by the technical idea of the present invention is to provide a silver (Ag) alloy bonding wire having improved bonding properties by changing mechanical properties such as elongation at the manufacturing process step.

본 발명의 기술적 사상이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the technical idea of the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other matters not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 은(Ag) 합금 본딩 와이어는, 약 1 내지 20 중량%의 제1 첨가원소; 약 3 내지 100 중량ppm의 제2 첨가원소; 및 잔부의 은(Ag)을 포함하며, 상기 제1 첨가원소는 금(Au), 팔라듐(Pd) 또는 이들의 합금이고, 상기 제2 첨가원소는 칼슘(Ca), 란탄(La), 베릴륨(Be), 저머늄(Ge), 니켈(Ni), 비스무트(Bi), 이트륨(Y), 망간(Mn), 주석(Sn), 티타늄(Ti), 철(Fe), 구리(Cu) 및 마그네슘(Mg)의 군에서 선택된 1종 이상이고, 연신율이 약 15 내지 25%이고, 영률(Young's modulus)이 약 60 내지 80GPa인 것을 특징으로 한다.A silver (Ag) alloy bonding wire according to an embodiment of the present invention includes a first additive element of about 1 to 20 wt%; About 3 to about 100 ppm by weight of a second additive element; Wherein the first additive element is gold (Au), palladium (Pd) or an alloy thereof, and the second additive element is at least one element selected from the group consisting of calcium (Ca), lanthanum (La), beryllium (Ti), Fe (Fe), copper (Cu), and magnesium (Bi), germanium (Ge), nickel (Ni), bismuth (Bi), yttrium (Y), manganese (Mg), an elongation of about 15 to 25%, and a Young's modulus of about 60 to 80 GPa.

예시적인 실시예들에서, 연신율이 약 18 내지 22%인 것을 특징으로 한다.In exemplary embodiments, the elongation is characterized by about 18 to 22%.

예시적인 실시예들에서, 영률이 약 65 내지 80GPa인 것을 특징으로 한다.In the exemplary embodiments, the Young's modulus is characterized by about 65 to 80 GPa.

예시적인 실시예들에서, 상기 은 합금 본딩 와이어의 선단에 프리에어볼(FAB)을 형성할 때, 상기 프리에어볼의 단면 경도가 약 50 내지 80Hv인 것을 특징으로 한다.In exemplary embodiments, when forming the pre-air ball (FAB) at the tip of the silver-bonding wire, the cross-section hardness of the pre-air ball is about 50 to 80 Hv.

예시적인 실시예들에서, 상기 은 합금 본딩 와이어를 본딩 패드에 본딩한 후, 상기 본딩된 부분의 단면 경도가 약 80 내지 120Hv인 것을 특징으로 한다.In exemplary embodiments, after bonding the silver alloy bonding wire to the bonding pad, the cross-section hardness of the bonded portion is about 80 to 120 Hv.

예시적인 실시예들에서, 상기 은 합금 본딩 와이어의 선단에 대기 중에서 프리에어볼을 형성하였을 때와 가스 분위기에서 프리에어볼을 형성하였을 때의 패드 크랙 현상이 실질적으로 동일한 것을 특징으로 한다.In the exemplary embodiments, the pad cracking phenomenon is substantially the same when the pre-air ball is formed in the atmosphere at the tip of the silver alloy bonding wire and when the pre-air ball is formed in the gas atmosphere.

본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 은 합금 본딩 와이어의 제조 방법은, 약 1 내지 20 중량%의 제1 첨가원소; 약 3 내지 100 중량ppm의 제2 첨가원소; 및 잔부의 은(Ag)을 포함하며, 상기 제1 첨가원소는 금(Au), 팔라듐(Pd) 또는 이들의 합금이고, 상기 제2 첨가원소는 칼슘(Ca), 란탄(La), 베릴륨(Be), 저머늄(Ge), 니켈(Ni), 비스무트(Bi), 이트륨(Y), 망간(Mn), 주석(Sn), 티타늄(Ti), 철(Fe), 구리(Cu) 및 마그네슘(Mg)의 군에서 선택된 1종 이상인 제1 와이어를 제작하는 단계; 및 상기 제1 와이어를 연신율이 약 15 내지 25%이고, 영률이 약 60 내지 80GPa이 되도록 질소 분위기에서 약 500 내지 700℃로 어닐링하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.A method of manufacturing a silver alloy bonding wire according to an embodiment of the present invention includes: a first additive element of about 1 to 20 wt%; About 3 to about 100 ppm by weight of a second additive element; Wherein the first additive element is gold (Au), palladium (Pd) or an alloy thereof, and the second additive element is at least one element selected from the group consisting of calcium (Ca), lanthanum (La), beryllium (Ti), Fe (Fe), copper (Cu), and magnesium (Bi), germanium (Ge), nickel (Ni), bismuth (Bi), yttrium (Y), manganese (Mg); < / RTI > And annealing the first wire at about 500 to 700 占 폚 in an atmosphere of nitrogen to have an elongation of about 15 to 25% and a Young's modulus of about 60 to 80 GPa.

예시적인 실시예들에서, 연신율이 약 18 내지 22%인 것을 특징으로 한다.In exemplary embodiments, the elongation is characterized by about 18 to 22%.

예시적인 실시예들에서, 영률이 약 65 내지 80GPa인 것을 특징으로 한다.In the exemplary embodiments, the Young's modulus is characterized by about 65 to 80 GPa.

본 발명에 따른 은 합금 본딩 와이어는 은(Ag) 합금을 이용하여 제조 비용을 절약하고, 우수한 본딩 특성을 가질 수 있다.The silver alloy bonding wire according to the present invention uses a silver (Ag) alloy to save manufacturing cost and can have excellent bonding properties.

또한, 본 발명에 따른 은 합금 본딩 와이어는 연신율 등의 기계적 특성을 변화시켜 본딩 특성을 향상시킴으로써 반도체 소자 패드와 높은 접합 특성을 가질 수 있고, 따라서 높은 제품 신뢰도를 가질 수 있다.Further, the silver alloy bonding wire according to the present invention can have a high bonding property with the semiconductor element pad by improving the bonding property by changing the mechanical properties such as elongation, and thus can have high product reliability.

도 1a 및 도 1b는 은(Ag) 합금 본딩 와이어의 선단에 형성된 프리에어볼의 단면도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 은 합금 본딩 와이어의 제조 방법을 나타낸 블록도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 은 합금 본딩 와이어의 본딩 모습을 나타낸 측면도 및 평면도이다.
1A and 1B are sectional views of a pre-air ball formed at the tip of a silver (Ag) alloy bonding wire.
2A and 2B are block diagrams illustrating a method of manufacturing a silver alloy bonding wire according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 3A and 3B are a side view and a plan view illustrating a bonding state of a silver alloy bonding wire according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명 개념의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명 개념의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명 개념의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되는 것으로 해석돼서는 안 된다. 본 발명 개념의 실시예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명 개념을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것으로 해석되는 것이 바람직하다. 동일한 부호는 시종 동일한 요소를 의미한다. 나아가, 도면에서의 다양한 요소와 영역은 개략적으로 그려진 것이다. 따라서, 본 발명 개념은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되지 않는다. 본 발명의 실시예들에서, wt%(중량%)는 전체 합금의 중량에서 해당 성분이 차지하는 중량을 백분율로 표시한 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments of the inventive concept may be modified into various other forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited by the embodiments described below. Embodiments of the inventive concept are desirably interpreted to provide a more complete understanding of the inventive concept to those skilled in the art. The same reference numerals denote the same elements at all times. Further, various elements and regions in the drawings are schematically drawn. Accordingly, the inventive concept is not limited by the relative size or spacing depicted in the accompanying drawings. In the embodiments of the present invention, wt% (% by weight) is a percentage of the weight of the total alloy in weight of the total alloy.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명 개념의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성 요소는 제 2 구성 요소로 명명될 수 있고, 반대로 제 2 구성 요소는 제 1 구성 요소로 명명될 수 있다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and conversely, the second component may be referred to as a first component.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명 개념을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함한다" 또는 "갖는다" 등의 표현은 명세서에 기재된 특징, 개수, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to limit the inventive concept. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, the expressions "comprising" or "having ", etc. are intended to specify the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, parts, or combinations thereof, It is to be understood that the invention does not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, operations, components, parts, or combinations thereof.

달리 정의되지 않는 한, 여기에 사용되는 모든 용어들은 기술 용어와 과학 용어를 포함하여 본 발명 개념이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 공통적으로 이해하고 있는 바와 동일한 의미를 지닌다. 또한, 통상적으로 사용되는, 사전에 정의된 바와 같은 용어들은 관련되는 기술의 맥락에서 이들이 의미하는 바와 일관되는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 여기에 명시적으로 정의하지 않는 한 과도하게 형식적인 의미로 해석되어서는 아니 될 것임은 이해될 것이다.Unless otherwise defined, all terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the inventive concept belongs, including technical terms and scientific terms. In addition, commonly used, predefined terms are to be interpreted as having a meaning consistent with what they mean in the context of the relevant art, and unless otherwise expressly defined, have an overly formal meaning It will be understood that it will not be interpreted.

본 발명에서는 금 본딩 와이어 수준의 루프 특성 및 볼 모양 균일성을 얻고 대기 중에서 프리에어볼을 형성하였을 때 패드 크랙을 방지하기 위하여 제조 공정 단계에서 연신율 등의 기계적 특성을 변화시켜 본딩 특성을 향상시킴으로써 반도체 소자 패드와 높은 접합 강도를 가진 은 합금 본딩 와이어를 제공한다.In the present invention, in order to prevent the pad crack when the pre-air ball is formed in the atmosphere by obtaining loop characteristics and ball shape uniformity at the gold bonding wire level, the mechanical properties such as elongation ratio are changed in the manufacturing process step, A silver alloy bonding wire having a high bonding strength with the element pad is provided.

본딩 와이어의 연신율 증가에 비례하여 영률이 증가되고, 탄성에 의해 스티치 본딩 후 본딩 와이어의 직진성이 향상되면서 프리에어볼의 틸트(tilt)가 발생되지 않으므로 본딩된 볼모양의 균일성이 향상될 수 있다.The Young's modulus is increased in proportion to the elongation of the bonding wire and the tilting of the pre-air ball is not generated as the straightness of the bonding wire is improved after the stitch bonding by the elasticity, so that the uniformity of the bonded ball shape can be improved .

본 발명의 실시예에 따른 은 합금 본딩 와이어로 본딩 특성을 시험하기 위하여 와이어의 선단에 프리에어볼(Free Air Ball, FAB)을 형성하는 공정은 가스 분위기 및 대기 중(in air)에서 진행할 수 있다.The process of forming the free air ball (FAB) at the tip of the wire for testing the bonding characteristics with the silver alloy bonding wire according to the embodiment of the present invention can be carried out in a gas atmosphere and in air .

은 합금 본딩 와이어의 경우 가스 분위기에서 형성된 FAB 내부는 도 1a와 같으며, 이와 달리, 대기 중에서 형성된 FAB 내부는 도 1b에서와 같은 와이어 파트(wire part)가 잔존할 수 있다. 이렇게 형성된 FAB의 경우 와이어 파트에 의해 높은 경도를 가지며 와이어 본딩 시 반도체 패드에 크랙을 유발할 수 있다.In the case of the silver alloy bonding wire, the inside of the FAB formed in the gas atmosphere is as shown in FIG. 1A. Alternatively, a wire part as shown in FIG. 1B may remain inside the FAB formed in the atmosphere. The FAB thus formed has a high hardness due to the wire part and can cause a crack in the semiconductor pad during wire bonding.

이를 해결하기 위하여 은 합금 본딩 와이어의 연신율을 높일수록 와이어를 구성하는 합금의 그레인 사이즈(grain size)가 증가하게 되고 이로 인하여 FAB 내부에 잔존하는 와이어 파트의 경도가 30% 이상 감소하게 된다.In order to solve this problem, the grain size of the alloy constituting the wire is increased as the elongation of the silver alloy bonding wire is increased. As a result, the hardness of the wire part remaining in the FAB is reduced by 30% or more.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 은 합금 본딩 와이어의 경우 대기 중에서 FAB을 형성하여 패드에 본딩하여도 반도체 패드 크랙을 감소시킬 수 있다.Therefore, in the case of the silver alloy bonding wire according to the embodiment of the present invention, cracking of the semiconductor pad can be reduced even if the FAB is formed in the air and bonded to the pad.

본 명세서에서 가스 분위기란, 질소(N2) 가스 분위기 또는 질소(N2)에 수소(H2)를 약 1 내지 10% 혼합한 가스 분위기를 의미한다. 본 명세서에서 대기 중이란, 가스 분위기가 아닌 일반 대기 상태를 의미한다.In this specification, the gas atmosphere means a nitrogen (N 2 ) gas atmosphere or a gas atmosphere in which nitrogen (N 2 ) is mixed with about 1 to 10% of hydrogen (H 2 ). In the present specification, the atmosphere means a general atmospheric state, not a gas atmosphere.

일반적으로 가스 분위기에서는 FAB의 형상이 안정적으로 나타나지만, 가스 분위기를 만들기 위하여 가스 키트 설치 및 가스 소모 비용이 추가적으로 발생한다. 또한, FAB의 형상 조건에서 가스 유량에 따른 변형 조건이 다양하게 발생하여, 이를 본딩 와이어에 적용하는데 많은 시간과 노력이 필요하다.
Generally, the shape of the FAB is stable in the gas atmosphere, but the gas kit installation and the gas consumption cost are additionally generated in order to make the gas atmosphere. In addition, the deforming conditions vary depending on the gas flow rate in the shape condition of the FAB, and it takes much time and effort to apply it to the bonding wire.

1. 시료 준비1. Sample Preparation

본 발명의 일 실시예에 따르면 약 80 내지 99중량%의 은(Ag)을 포함하고, 첨가 원소를 더 포함하는 은 합금 본딩 와이어를 개시한다. 은(Ag)은 금속 가운데서도 전기 전도도가 가장 높고, 예컨대 금보다도 약 30% 이상 높은 전기 전도도를 갖는다. 또한, 은(Ag)은 금에 비해서 가격이 싸므로 재료비 절감에 기여할 수 있다. 또한, 은(Ag)은 금과 유사한 기계적 특성을 가지므로, 종래 금 와이어 본딩 공정이 그대로 적용될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, there is disclosed a silver alloy bonding wire containing about 80 to 99% by weight of silver (Ag) and further comprising an additive element. Silver (Ag) has the highest electrical conductivity among metals, for example, has electrical conductivity higher than that of gold by about 30% or more. In addition, since silver is cheaper than gold, it can contribute to material cost reduction. In addition, since silver (Ag) has mechanical properties similar to gold, the conventional gold wire bonding process can be applied as it is.

본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 본딩 와이어는 금(Au)을 더 포함할 수 있으며, 이 때, 상기 금의 함량은 상기 본딩 와이어 전체에 대하여 약 1 중량% 내지 20 중량%일 수 있다. 만일 금의 함량이 지나치게 적으면 본딩 와이어의 선단에 형성되는 볼의 형상이 진구(眞球)로부터 과도하게 벗어나게 되어 본딩 특성이 나빠질 수 있다. 반대로, 금의 함량이 지나치게 많으면 와이어 본딩 시의 와이어 선단에 형성되는 볼의 경도가 과도하게 상승하여 본딩 패드 및/또는 그 아래의 기판이 손상될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the bonding wire may further include gold (Au), and the amount of gold may be about 1% to 20% by weight with respect to the entire bonding wire. If the content of gold is too small, the shape of the ball formed at the tip of the bonding wire may be excessively deviated from the true sphere, and the bonding property may deteriorate. On the contrary, if the content of gold is too large, the hardness of the ball formed at the tip of the wire at the time of wire bonding may excessively increase, and the bonding pad and / or the substrate below it may be damaged.

본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 본딩 와이어는 팔라듐(Pd)을 더 포함할 수 있으며, 이 때, 상기 팔라듐의 함량은 상기 본딩 와이어 전체에 대하여 약 1 중량% 내지 20 중량%일 수 있다. 만일 팔라듐의 함량이 지나치게 적으면 내산성이 나빠져서 질산이나 황산 등에 의하여 쉽게 부식되거나 단락될 수 있고, 특히 팔라듐이 함유되지 않으면 은 합금 본딩 와이어의 내산화성이 취약해질 수 있다. 반대로, 팔라듐의 함량이 과도하게 많으면 와이어 본딩 시의 와이어 선단에 형성되는 볼의 경도가 과도하게 상승하여 본딩 패드 및/또는 그 아래의 기판이 손상될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the bonding wire may further include palladium (Pd), wherein the content of the palladium may be about 1% by weight to about 20% by weight with respect to the entire bonding wire. If the content of palladium is too small, the acid resistance is deteriorated and can easily be corroded or short-circuited by nitric acid, sulfuric acid or the like. In particular, if palladium is not contained, oxidation resistance of the silver alloy bonding wire may become weak. On the contrary, if the content of palladium is excessively high, the hardness of the ball formed at the tip of the wire at the time of wire bonding excessively increases, and the bonding pad and / or the substrate below it may be damaged.

본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 본딩 와이어는 금(Au)과 팔라듐(Pd)을 동시에 포함할 수 있으며, 이 때, 상기 금과 팔라듐의 함량은 상기 본딩 와이어 전체에 대하여 약 1 중량% 내지 20 중량%일 수 있다. 상기 팔라듐에 대한 금의 함량비가 너무 낮으면 본딩 와이어의 선단에 형성되는 볼의 형상이 진구(眞球)로부터 벗어나게 되어 본딩 특성이 나빠질 수 있다. 또한, 본딩 와이어의 표면이 쉽게 산화되고, 변색되기 쉬운 문제점이 있다. 반대로, 상기 함량비가 너무 높으면 본딩 와이어의 선단에 형성되는 볼의 진구성이 나빠진다. 또한, 본딩 와이어의 선단에 형성되는 볼의 경도가 과도하게 상승하여 본딩 패드 및/또는 그 아래의 기판이 손상될 우려가 있다.According to an embodiment of the present invention, the bonding wire may include gold (Au) and palladium (Pd) at the same time, and the content of the gold and palladium may be about 1 to 20% % ≪ / RTI > If the content ratio of gold to palladium is too low, the shape of the ball formed at the tip of the bonding wire may deviate from the true sphere and the bonding characteristics may deteriorate. Further, there is a problem that the surface of the bonding wire is easily oxidized and discolored. On the other hand, if the content ratio is too high, the true configuration of the ball formed at the tip of the bonding wire deteriorates. In addition, the hardness of the ball formed at the tip of the bonding wire may excessively rise, possibly damaging the bonding pad and / or the substrate thereunder.

본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 본딩 와이어는 칼슘(Ca), 란탄(La), 베릴륨(Be), 저머늄(Ge), 니켈(Ni), 비스무트(Bi), 이트륨(Y), 망간(Mn), 주석(Sn), 티타늄(Ti), 철(Fe), 구리(Cu) 및 마그네슘(Mg)의 군에서 선택된 1종 이상을 약 3 내지 100 중량ppm으로 포함할 수 있다. 상기 칼슘(Ca), 란탄(La) 및 이트륨(Y)은 미세 조직을 균일화할 수 있고, 다만 약 3 중량ppm 미만에서는 효과가 없으며, 약 100 중량ppm 초과 첨가 시 그레인 사이즈 미세화로 인한 경도 증가를 가져올 수 있다. 상기 주석(Sn), 철(Fe), 구리(Cu) 및 마그네슘(Mg)은 본딩 와이어의 가공성을 향상시킬 수 있고, 다만 약 3 중량ppm 미만에서는 효과가 없으며, 약 100 중량ppm 초과 첨가 시 경도 증가 및 편석이 발생할 수 있다. 상기 베릴륨(Be), 니켈(Ni) 및 티타늄(Ti)은 본딩 와이어의 신뢰성을 향상시킬 수 있고, 다만 약 3 중량ppm 미만에서는 효과가 없으며, 약 100 중량ppm 초과 첨가 시 가공 경화로 인한 경도 증가 및 합금 표면에 석출물이 발생할 수 있다. 상기 비스무트(Bi), 망간(Mn) 및 저머늄(Ge)은 볼모양 균일성을 향상시킬 수 있고, 다만 약 3 중량ppm 미만에서는 효과가 없으며, 약 100 중량ppm 초과 첨가 시 합금 내 편석이 발생할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the bonding wire may be formed of at least one selected from the group consisting of Ca, lanthanum, beryllium, germanium, nickel, bismuth, yttrium, About 3 to 100 parts by weight per 100 parts by weight of at least one member selected from the group consisting of Mn, Sn, Ti, Fe, Cu and Mg. The calcium (Ca), lanthanum (La), and yttrium (Y) can homogenize the microstructure, but it is not effective at less than about 3 ppm by weight, and when added in an amount exceeding about 100 ppm by weight, Can be imported. The tin (Sn), iron (Fe), copper (Cu), and magnesium (Mg) can improve the workability of the bonding wire. However, when the content is less than about 3 ppm by weight, And segregation may occur. The beryllium (Be), nickel (Ni), and titanium (Ti) can improve the reliability of the bonding wire, but are less effective at less than about 3 ppm by weight and increase in hardness And precipitates may occur on the surface of the alloy. The bismuth (Bi), manganese (Mn) and germanium (Ge) can improve the ball shape uniformity, but less than about 3 ppm by weight is not effective and more than about 100 ppm by weight causes segregation in the alloy .

본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 본딩 와이어는 연신율 및 영률이 너무 작으면 본딩 특성, 예를 들면 루프 특성, 볼모양 균일성 및 패드 크랙 현상이 좋지 않다. 반면에, 연신율 및 영률이 너무 크면 본딩 와이어로 제조가 불가능할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, if the elongation and Young's modulus are too small, bonding properties such as loop characteristics, ball shape uniformity and pad cracking are poor. On the other hand, if the elongation and Young's modulus are too large, it may be impossible to manufacture with a bonding wire.

본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 본딩 와이어는 FAB의 단면 경도 및 본딩 볼의 단면 경도가 너무 크면 본딩 특성, 예를 들면 루프 특성, 볼모양 균일성 및 패드 크랙 현상이 좋지 않다. 반면에, FAB의 단면 경도 및 본딩 볼의 단면 경도가 너무 작으면 와이어 본딩이 불가능할 수 있다.
According to an embodiment of the present invention, if the cross-sectional hardness of the FAB and the cross-sectional hardness of the bonding ball are too large, the bonding characteristics such as loop characteristics, ball shape uniformity and pad cracking are not good. On the other hand, if the section hardness of the FAB and the section hardness of the bonding ball are too small, wire bonding may not be possible.

2. 제조 방법2. Manufacturing Method

도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 은 합금 본딩 와이어의 제조 방법을 나타낸 블록도이다.2A is a block diagram illustrating a method of manufacturing a silver alloy bonding wire according to an embodiment of the present invention.

S100 단계: 고순도의 은을 사용하거나, 또는 은을 주성분으로 하여 금 및 팔라듐(Pd)을 약 1 내지 20 중량%로 용해 및 연속 주조를 진행하여 합금된 재료를 제작할 수 있다. 고순도의 은 또는 합금된 재료를 여러 단계의 연속 신선 과정을 거쳐 약 200㎛ 이하의 직경을 갖는 와이어로 가공할 수 있다.Step S100: an alloyed material can be manufactured by using silver of high purity or by dissolving and continuously casting gold and palladium (Pd) to about 1 to 20 wt% with silver as a main component. A high purity silver or alloyed material can be processed into a wire having a diameter of about 200 mu m or less through a continuous drawing process of several stages.

도 2b를 참조하여 좀 더 자세히 살펴보면, 원하는 조성을 갖도록 은을 주성분으로 포함하는 금속 원료를 용해로에서 용해 주조하여 금속 원료의 합금액을 제조할 수 있다(S110). 이 때, 은 이외의 성분을 첨가할 수 있다.Referring to FIG. 2B, a metal raw material containing silver as a main component may be dissolved and cast in a melting furnace to have a desired composition (S110). At this time, components other than silver can be added.

그런 다음, 상기 금속 원료의 합금액을 냉각 및 응고시키고, 단조, 압연 등에 의해 합금 피스(piece)를 얻을 수 있다(S120). 이어서, 상기 합금 피스를 약 6mm 내지 9mm의 직경을 갖는 와이어로 세선화할 수 있다(S130).Then, an alloy piece can be obtained by forging, rolling, or the like by cooling and solidifying the total amount of the metal raw material (S120). Next, the alloy piece may be thinned by a wire having a diameter of about 6 mm to 9 mm (S130).

또는, 상기 금속 원료의 합금액을 약 6mm 내지 9mm의 직경을 갖는 와이어로 연속 주조하여 세선화할 수 있다(S115).Alternatively, the sum of the metal raw materials may be thinned by continuous casting with a wire having a diameter of about 6 mm to 9 mm (S115).

약 6mm 내지 9mm의 직경을 갖도록 세선화된 와이어를 신선 및 열처리한다(S140). 상기 신선 및 열처리 단계에서는 와이어를 점진적으로 세선화하고 열처리하는 과정을 포함할 수 있다. 상기 와이어를 형성하기 위하여 다단계의 다이스를 통과시키며 와이어의 단면적을 감소시킬 수 있다.The thinned wire is drawn and heat-treated to have a diameter of about 6 mm to 9 mm (S140). In the drawing and heat treatment step, the wire may be progressively thinned and heat-treated. And the cross-sectional area of the wire can be reduced by passing a multi-step die to form the wire.

상기 와이어의 직경이 약 0.5mm 내지 5mm 일 때 1차 열처리를 수행하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 1차 열처리는, 예를 들면 약 550℃ 내지 700℃에서 약 0.5초 내지 5초 동안 수행될 수 있다. 더욱 바람직하게, 상기 1차 열처리는 약 600℃ 내지 650℃에서 약 2초 내지 4초 동안 수행될 수 있다.And performing a primary heat treatment when the diameter of the wire is about 0.5 mm to 5 mm. The primary heat treatment may be performed at, for example, about 550 ° C to 700 ° C for about 0.5 seconds to 5 seconds. More preferably, the primary heat treatment can be performed at about 600 DEG C to 650 DEG C for about 2 seconds to 4 seconds.

선택적으로, 상기 와이어의 직경이 약 0.05mm 내지 0.5mm 일 때 2차 열처리를 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 2차 열처리는, 예를 들면 약 550℃ 내지 700℃에서 약 0.5초 내지 5초 동안 수행될 수 있다. 더욱 바람직하게, 상기 2차 열처리는 약 600℃ 내지 650℃에서 약 2초 내지 4초 동안 수행될 수 있다.Alternatively, the method may further include performing a secondary heat treatment when the diameter of the wire is about 0.05 mm to 0.5 mm. The secondary heat treatment may be performed at, for example, about 550 ° C to 700 ° C for about 0.5 seconds to 5 seconds. More preferably, the secondary heat treatment can be performed at about 600 ° C to 650 ° C for about 2 seconds to 4 seconds.

통상의 기술자는 상기 와이어가 다수의 다이스(dice)를 순차 통과함으로써 직경이 감소하는 것을 이해할 것이다. 다시 말해, 상기 와이어는 홀의 크기가 점진적으로 감소하도록 배열된 다수의 다이스들을 순차 통과하면서 직경이 감소한다.One of ordinary skill in the art will appreciate that the diameter decreases as the wire sequentially passes through a number of dice. In other words, the wire decreases in diameter while sequentially passing through a plurality of dice arranged so that the size of the hole gradually decreases.

위의 열처리들은 상기 와이어의 직경이 해당 범위에 속할 때, 임의의 다이스와 다이스의 사이에서 수행될 수 있다. 다시 말해, 상기 1차 열처리는 상기 와이어의 직경이 약 0.5mm 내지 5mm일 때 임의의 두 다이스 사이에서 수행될 수 있다. 상기 2차 열처리는 상기 와이어의 직경이 약 0.05mm 내지 0.5mm일 때 임의의 두 다이스 사이에서 수행될 수 있다.The above heat treatments can be performed between any dice and dice when the diameter of the wire falls within that range. In other words, the primary heat treatment can be performed between any two dice when the diameter of the wire is about 0.5 mm to 5 mm. The secondary heat treatment may be performed between any two dice when the diameter of the wire is about 0.05 mm to 0.5 mm.

계속하여 신선 가공을 통하여 원하는 직경의 와이어가 제조될 때까지 상기 와이어를 신선함으로써 와이어의 단면을 감소시켜 나간다. 이 때, 다이스의 전후에서의 와이어의 단면 감소율을 약 7% 내지 15%로 조절할 수 있다. 즉, 신선 중의 와이어가 하나의 다이를 통과할 때, 통과 후의 단면적이 통과 전의 단면적과 비교하여 약 7% 내지 15%만큼 감소하도록 공정을 구성할 수 있다. 특히, 약 50㎛ 이하 범위의 직경으로 신선하는 공정에서는 와이어의 단면 감소율이 약 7% 내지 15%로 조절되는 것이 바람직하다.The wire is then drawn until the desired diameter of wire is produced through the drawing process, thereby reducing the cross-section of the wire. At this time, the cross-sectional reduction rate of the wire before and after the die can be adjusted to about 7% to 15%. That is, the process can be configured such that when the wire in drawing passes through one die, the cross-sectional area after passing is reduced by about 7% to 15% compared to the cross-sectional area before passing. Particularly, in the step of drawing to a diameter of about 50 탆 or less, it is preferable that the cross-sectional reduction rate of the wire is adjusted to about 7% to 15%.

만일 와이어의 단면 감소율이 너무 높으면 와이어 내의 결정립의 산포가 과도하게 커질 수 있다. 또한, 만일 와이어의 단면 감소율이 너무 낮으면 원하는 직경의 와이어를 얻는 데 필요한 신선 가공의 횟수가 너무 많아져서 경제적으로 불리할 수 있다.If the cross-sectional reduction rate of the wire is too high, the dispersion of the crystal grains in the wire may become excessively large. In addition, if the reduction rate of the cross-section of the wire is too low, the number of drawing processes required to obtain the wire of the desired diameter becomes too large and economically disadvantageous.

연신율을 조절하기 위하여 신선이 완료된 이후에 어닐링(annealing)이 수행될 수 있다(S150). 연신율을 조절하기 위한 어닐링 조건은 와이어의 조성, 감면율, 열처리 조건 등에 의하여 달라질 수 있지만, 약 500℃ 내지 700℃의 온도에서 약 1초 내지 20분 동안 수행될 수 있다.In order to control the elongation, annealing may be performed after the drawing is completed (S150). The annealing conditions for controlling the elongation can be varied depending on the composition of the wire, the reduction ratio, the heat treatment conditions and the like, but can be performed at a temperature of about 500 ° C to 700 ° C for about 1 second to 20 minutes.

만일 상기 어닐링 온도가 너무 낮으면 와이어 본딩 시에 필요한 연성과 전성이 확보되지 않을 수 있고, 반대로 상기 어닐링 온도가 너무 높으면 결정립의 크기가 과도하게 커질 수 있고 와이어 본딩 시 루프의 처짐과 같은 불량이 발생할 수 있다.If the annealing temperature is too low, the required ductility and electrical conductivity may not be secured at the time of wire bonding. On the contrary, if the annealing temperature is too high, the crystal grain size may excessively increase and defects such as deflection of the loop may occur .

위의 어닐링 공정은, 예를 들면, 와이어를 노(furnace)에 적절한 속도로 통과시킴으로써 수행될 수 있다. 또한, 와이어를 노에 통과시키는 속도는 어닐링 시간과 노의 크기로부터 결정될 수 있다.The above annealing process can be performed, for example, by passing the wire through a furnace at a proper speed. Further, the rate at which the wire passes through the furnace can be determined from the annealing time and the size of the furnace.

본 발명의 비교예 및 실시예들에서는 세선화된 와이어를 약 400 내지 850℃의 온도로 질소(N2) 분위기에서 어닐링하여 서로 다른 연신율을 갖도록 공정을 진행한다.In the comparative examples and the embodiments of the present invention, the thinned wire is annealed at a temperature of about 400 to 850 ° C in a nitrogen (N 2 ) atmosphere, and the process is performed to have different elongation ratios.

연신율을 약 5 내지 10%인 본딩 와이어를 제조하기 위하여는 어닐링 온도를 약 400 내지 500℃로 하는 것이 바람직하고, 연신율을 약 11 내지 15%인 본딩 와이어를 제조하기 위하여는 어닐링 온도를 약 500 내지 600℃로 하는 것이 바람직하며, 연신율을 약 16 내지 25%인 본딩 와이어를 제조하기 위하여는 어닐링 온도를 약 600 내지 850℃로 하는 것이 바람직하다.In order to produce a bonding wire having an elongation of about 5 to 10%, it is preferable to set the annealing temperature to about 400 to 500 DEG C, and in order to produce a bonding wire having an elongation of about 11 to 15% The annealing temperature is preferably 600 to 850 DEG C in order to produce a bonding wire having an elongation of about 16 to 25%.

S200 단계: 상기 와이어에 전처리로써 전해 탈지 또는 활성화 처리를 하며, 각 공정 후 수세와 에어 블로잉(air blowing)을 실시할 수 있다. 상기 와이어에 전처리 공정을 진행 후 하기의 표 1 및 표 2에서와 같은 여러 가지 비교예 및 실시예의 은 합금 본딩 와이어가 완성된다.
Step S200: The wire is subjected to electrolytic degreasing or activation treatment by a pretreatment, and water washing and air blowing can be performed after each step. After the wire is subjected to a pretreatment process, silver alloy bonding wires of various comparative examples and examples as shown in Tables 1 and 2 below are completed.

3. 시험 방법3. Test method

(1) 와이어 본딩(1) Wire bonding

도 3a는 범프에 대한 스티치(stitch-on-bump, SOB) 본딩을 보다 상세하게 설명하기 위한 측면도이고, 도 3b는 도 3a의 B 부분을 상부에서 바라본 평면도이다. 도 3a를 참조하면, 전기적으로 연결하고자 하는 퍼스트(first)쪽 본딩 패드(10)와 세컨드(second)쪽 본딩 패드(20)가 제공되고, 세컨드쪽 본딩 패드(20) 상에는 범프(30)가 제공된다. 상기 범프(30)는 볼 범프일 수도 있고 스터드 범프일 수도 있는데, 여기서는 스터드 범프인 경우에 대하여 설명한다.3A is a side view for explaining a stitch-on-bump (SOB) bonding to a bump in more detail, and FIG. 3B is a plan view of a portion B in FIG. 3A, a first bonding pad 10 and a second bonding pad 20 to be electrically connected are provided, and a bump 30 is provided on the second bonding pad 20 do. The bump 30 may be a ball bump or a stud bump. Here, the stud bump will be described.

제공된 본딩 패드들(10, 20) 중 세컨드쪽 본딩 패드(20) 상에 범프(30)가 제공되는데, 이와 같은 범프(30)를 제공하는 방법은 통상의 기술자에 잘 알려져 있으므로 여기서는 상세한 설명을 생략한다.A bump 30 is provided on the second bonding pad 20 of the provided bonding pads 10 and 20. The method of providing such a bump 30 is well known to those skilled in the art, do.

은 합금 본딩 와이어(100)의 선단에 볼을 형성하는 퍼스트쪽 본딩 패드(10)에 볼 본딩을 수행한 후 상기 은 합금 본딩 와이어(100)를 세컨드쪽 본딩 패드(20) 상의 범프(30) 쪽으로 인도하여 범프(30) 위에 스티치 본딩을 수행한다.The silver alloy bonding wire 100 is bonded to the bump 30 on the second bonding pad 20 after ball bonding is performed on the first bonding pad 10 forming a ball at the tip of the alloy bonding wire 100 And stitch bonding is performed on the bumps 30.

도 3b를 참조하면, 스티치 본딩된 형태에 있어서 중심선 C를 중심으로 좌우의 형태와 크기가 실질적으로 대칭인 것이 바람직하다. 스티치 본딩 시에 전체 본딩 와이어 폭에 대하여 균일한 힘이 가해졌을 때, 본딩 와이어의 성질이 전체 폭에 대하여 거의 균일하면 중심선 C를 중심으로 한 스티치 접합면의 좌우의 형태와 크기가 실질적으로 대칭이 될 수 있다.Referring to FIG. 3B, in the stitch-bonded form, it is preferable that the left and right shapes and sizes are substantially symmetrical with respect to the center line C as a center. When the uniform bonding force is applied to the entire bonding wire width at the time of stitch bonding, if the properties of the bonding wire are substantially uniform with respect to the entire width, the shape and size of the left and right sides of the stitch bonding surface centered on the center line C are substantially symmetrical .

상기 은 합금 본딩 와이어(100)의 본딩 특성을 더욱 향상시키기 위하여 어닐링 공정을 통하여 연신율과 같은 기계적 특성을 변동시킬 수 있다. 연신율이 변동되면 그에 따라 영률(Young's modulus)이 변동되고 그 결과 본딩 특성이 우수하고 본딩 패드들(10, 20)에 크랙이 발생하는 현상을 개선하는 효과도 얻을 수 있다.In order to further improve the bonding characteristics of the silver alloy bonding wire 100, mechanical characteristics such as elongation can be varied through an annealing process. Young's modulus changes according to the variation of the elongation ratio. As a result, the bonding property is improved and a crack is generated in the bonding pads 10 and 20.

(2) 볼모양 균일성(2) Ball shape uniformity

약 20㎛ 지름의 본딩 와이어의 선단을 약 42㎛ 지름의 본딩 볼이 되도록 하여 패드 상에 접합한 후 가로축 방향과 세로축 방향의 길이의 비율을 측정하여 1에 가까운지 여부, 본딩 와이어가 볼의 중심에 위치하는지 여부, 가장자리가 진원(眞圓) 형태로 매끄러운지, 또는 꽃잎 모양의 굴곡이 있는지 여부를 관찰하였다.A bonding wire having a diameter of about 20 mu m is bonded to a pad so as to be a bonding ball having a diameter of about 42 mu m, and the ratio of the length in the horizontal axis direction to the length in the vertical axis direction is measured. , Whether the edges were smooth in a circular shape, or whether there was a petal-like curvature.

본딩된 볼의 가로축 방향과 세로축 방향의 길이의 비율이 0.99 이상이고, 본딩 와이어가 볼의 중심에 위치하며, 가장자리가 꽃잎 모양 없이 진원으로 판정되면 ◎, 본딩된 볼의 가로축 방향과 세로축 방향의 길이의 비율이 0.96 이상 0.99 미만이고 본딩 와이어가 볼의 중심에 위치하며, 가장자리가 꽃잎 모양 없이 진원으로 판정되면 ○, 본딩된 볼의 가로축 방향과 세로축 방향의 길이의 비율이 0.9 이상으로서 가장자리가 꽃잎 모양이 없으며 위의 ◎나 ○에 해당하지 않으면 △, 그 외의 경우는 ×로 평가하였다.When the ratio of the length of the bonded ball to the length of the horizontal axis direction and the length of the longitudinal axis direction is 0.99 or more and the bonding wire is located at the center of the ball and the edge is judged to be a circle without a petal shape, Is 0.96 or more and less than 0.99 and the bonding wire is located at the center of the ball and the edge is judged to be a circle without a petal shape, the ratio of the length of the bonded ball in the horizontal axis direction to the longitudinal axis direction is 0.9 or more, And when it is not applicable to the above ⊚ or ◯, it is evaluated as △, otherwise, it is evaluated as ×.

(3) 루프 특성(3) Loop characteristics

약 3000㎛의 간격으로 배열된 2열의 본딩 패드들 중 한 쪽에 볼 본딩을 하여 범프를 형성하고, 다시 반대쪽 부분에 볼 본딩을 한 후 루프를 형성하면서 상기 범프 위에 스티치 본딩을 하였다.Bumps were formed on one of the two rows of bonding pads arranged at intervals of about 3000 mu m to form bumps. Then, ball bonding was performed on the opposite side, and stitch bonding was performed on the bumps while forming a loop.

그런 다음, 각 루프들 사이의 간격이 가장 좁은 지점에 대하여 해당 간격을 측정하였으며, 이를 각 루프들 사이의 간격을 대표하는 값으로 결정하였다. 상기 과정을 통하여 루프의 직진성을 평가할 수 있다.Then, the interval is measured for the narrowest interval between the loops, and this is determined as a value representative of the interval between the loops. Through this process, the linearity of the loop can be evaluated.

이와 같이 결정된 각 루프들 사이의 간격이 111 ㎛ 내지 125 ㎛이면 ◎, 105 ㎛ 이상 111 ㎛ 미만이면 ○, 105 ㎛ 미만이면 △로 평가하였다.When the interval between the loops thus determined was 111 mu m to 125 mu m, & cir &, 105 mu m or more and less than 111 mu m were rated O and 105 mu m, respectively.

(4) 패드 크랙(4) pad crack

본딩 패드들 중 한 쪽에 볼 본딩을 하여 범프를 형성하고, 상기 볼 본딩을 제거 후 상기 패드에 크랙이 존재하는지 여부를 확인하였다.Bumps were formed on one of the bonding pads to form a bump, and after the ball bonding was removed, it was confirmed whether or not a crack was present in the pad.

총 100개의 패드를 분석하여, 패드 크랙이 전혀 발생하지 않으면 ◎, 패드 크랙이 1 내지 5개 발생하는 경우에는 ○, 패드 크랙이 6 내지 10개 발생하는 경우에는 △, 패드 크랙이 11개 이상 발생하는 경우에는 ×로 평가하였다.
A total of 100 pads were analyzed. When no pad cracks were generated at all, ⊚; when 1 to 5 pad cracks occurred, ◯; when pad cracks were 6 to 10, Δ; and 11 or more pad cracks occurred , The evaluation was evaluated as " X ".

4. 시험 결과4. Test results

Figure pat00001
Figure pat00001

Figure pat00002
Figure pat00002

(1) 결과 분석(1) Analysis of results

비교예 및 실시예에 대한 기계적 특성을 평가하기 위하여, 비커스 경도(Hardness Vickers, Hv) 측정은 Fisher 사의 HM2000 장비를 사용하여 어플리케이션 시간(application time)을 10초, 크립 시간(crepp time)을 5초로 하여 20mN의 로드(load)를 가하여 측정하였다.In order to evaluate the mechanical properties of the comparative example and the example, Vickers Hardness Vickers (Hv) was measured using an HM2000 instrument manufactured by Fisher, and the application time was 10 seconds, the crepp time was 5 seconds And a load of 20 mN was applied.

비교예 및 실시예에 대한 본딩 특성을 평가하기 위하여, 은 합금 본딩 와이어의 선단에 FAB을 형성하는 공정은 가스 분위기 및 대기 중에서 각각 진행하였다. 동일한 조성비를 갖는 본딩 와이어에 가스 분위기에서 FAB를 형성하였을 경우에는 표 1, 대기 중에서 FAB를 형성하였을 경우에는 표 2에 결과를 나타냈다.In order to evaluate the bonding characteristics of the comparative example and the example, the process of forming the FAB at the tip of the silver alloy bonding wire proceeded in a gas atmosphere and in the atmosphere, respectively. Table 1 shows the results obtained when FAB was formed in the gas atmosphere on the bonding wire having the same composition ratio, and Table 2 shows the results when the FAB was formed in the atmosphere.

(2-A) 비교예 1A 및 2A(2-A) Comparative Examples 1A and 2A

은의 함량이 약 80wt% 미만인 은 합금 본딩 와이어를 연신율이 약 22%가 되도록 제조하면 영률은 약 73 내지 78GPa 사이의 값을 갖게 된다. 가스 분위기에서 FAB을 형성하는 경우, 루프 특성 및 볼모양 균일성은 매우 양호하나, 패드 크랙이 보통이라는 것을 알 수 있다. 즉, 비교예 1A 및 2A를 통하여 연신율 및 영률과 같은 기계적 특성 범위를 본 발명의 실시예들과 동일한 수치 범위로 맞추어도, 은 함량이 낮은 경우(약 80wt% 미만)에는 제조된 은 합금 본딩 와이어의 본딩 특성은 양호하지 못하다고 판단할 수 있다.When the silver alloy bonding wire having a silver content of less than about 80 wt% is produced so as to have an elongation of about 22%, the Young's modulus has a value between about 73 and 78 GPa. When FAB is formed in a gas atmosphere, it is understood that the loop characteristic and the ball shape uniformity are very good, but the pad crack is normal. That is, even though the mechanical property ranges such as elongation and Young's modulus were adjusted to the same numerical range as that of Examples of the present invention through Comparative Examples 1A and 2A, when the silver content was low (less than about 80 wt%), It can be judged that the bonding property of the substrate is not good.

(2-B) 비교예 1B 및 2B(2-B) Comparative Examples 1B and 2B

은의 함량이 약 80wt% 미만인 은 합금 본딩 와이어를 연신율이 약 22%가 되도록 제조하면 영률은 약 73 내지 78GPa 사이의 값을 갖게 된다. 대기 중에서 FAB을 형성하는 경우, 루프 특성 및 볼모양 균일성은 매우 양호하나, 패드 크랙이 불량이라는 것을 알 수 있다. 즉, 비교예 1B 및 2B를 통하여 연신율 및 영률과 같은 기계적 특성 범위를 본 발명의 실시예들과 동일한 수치 범위로 맞추어도, 은 함량이 낮은 경우(약 80wt% 미만)에는 제조된 은 합금 본딩 와이어의 본딩 특성은 양호하지 못하다고 판단할 수 있다.When the silver alloy bonding wire having a silver content of less than about 80 wt% is produced so as to have an elongation of about 22%, the Young's modulus has a value between about 73 and 78 GPa. When the FAB is formed in the atmosphere, it is understood that the loop characteristic and the ball shape uniformity are very good, but the pad crack is defective. That is, even if the mechanical properties such as elongation and Young's modulus are adjusted to the same numerical range as in the embodiments of the present invention through Comparative Examples 1B and 2B, when the silver content is low (less than about 80 wt%), It can be judged that the bonding property of the substrate is not good.

(3-A) 비교예 3A 내지 5A(3-A) Comparative Examples 3A to 5A

은의 함량 약 90 wt%, 금의 함량 약 8wt%, 팔라듐의 함량 약 2wt%, 칼슘 약 10 중량ppm, 구리 약 50 중량ppm, 베릴륨 약 5 중량ppm 및 저머늄 약 15 중량ppm으로 조성 비율이 동일한 은 합금 본딩 와이어의 연신율을 약 8 부터 14%까지 변화시키면서 실험을 진행하였다. 연신율이 증가할수록 이에 비례하여 영률은 약 51 부터 54GPa로 증가하고, FAB의 단면 경도 및 본딩 볼의 단면 경도는 감소함을 알 수 있다.About 8 wt% of gold, about 2 wt% of palladium, about 10 wt% of calcium, about 50 wt ppm of copper, about 5 wt ppm of beryllium and about 15 wt ppm of geranium, Experiments were conducted while varying the elongation of the alloy bonding wire from about 8 to 14%. As the elongation increases, the Young's modulus increases from about 51 to 54 GPa in proportion thereto, and the section hardness of the FAB and the section hardness of the bonding ball decrease.

가스 분위기에서 FAB을 형성하는 경우, 비교예 3A에서는 루프 특성은 보통이고 볼모양 균일성은 불량이고 패드 크랙은 보통인 것을 알 수 있다. 비교예 4A에서는 루프 특성은 보통이고 볼모양 균일성은 불량이고 패드 크랙은 양호인 것을 알 수 있다. 비교예 5A에서는 루프 특성 및 볼모양 균일성은 보통이고 패드 크랙은 매우 양호인 것을 알 수 있다. 즉, 연신율이 약 8에서 14%로 증가할수록 영률도 증가하고 본딩 특성도 좋아지는 방향으로 이동하고 있음을 알 수 있다. 다만, 본딩 특성은 앙호하지 못하다고 판단할 수 있다.In the case of forming the FAB in the gas atmosphere, in Comparative Example 3A, the loop characteristic is normal, the ball shape uniformity is poor, and the pad crack is normal. In Comparative Example 4A, it is found that the loop characteristic is normal, the ball shape uniformity is poor, and the pad crack is good. In Comparative Example 5A, it is found that the loop characteristic and the ball shape uniformity are normal and the pad crack is very good. That is, it can be seen that as the elongation increases from about 8 to 14%, the Young's modulus increases and the bonding property also moves. However, it can be judged that the bonding characteristic can not be confirmed.

(3-B) 비교예 3B 내지 5B(3-B) Comparative Examples 3B to 5B

은의 함량 약 90wt%, 금의 함량 약 8wt%, 팔라듐의 함량 약 2wt%, 칼슘 약 10 중량ppm, 구리 약 50 중량ppm, 베릴륨 약 5 중량ppm 및 저머늄 약 15 중량ppm으로 조성 비율이 동일한 은 합금 본딩 와이어의 연신율을 약 8 부터 14%까지 변화시키면서 실험을 진행하였다. 연신율이 증가할수록 이에 비례하여 영률은 약 51 부터 54GPa로 증가하고, FAB의 단면 경도 및 본딩 볼의 단면 경도는 감소함을 알 수 있다.About 8 wt% of gold, about 2 wt% of palladium, about 10 wt% of calcium, about 50 wt ppm of copper, about 5 ppm of beryllium and about 15 ppm of zeolite, Experiments were conducted while varying the elongation of the alloy bonding wire from about 8 to 14%. As the elongation increases, the Young's modulus increases from about 51 to 54 GPa in proportion thereto, and the section hardness of the FAB and the section hardness of the bonding ball decrease.

대기 중에서 FAB을 형성하는 경우, 비교예 3B에서는 루프 특성은 보통이고 볼모양 균일성은 불량이고 패드 크랙은 불량인 것을 알 수 있다. 비교예 4B에서는 루프 특성은 보통이고 볼모양 균일성은 불량이고 패드 크랙은 불량인 것을 알 수 있다. 비교예 5B에서는 루프 특성, 볼모양 균일성 및 패드 크랙이 모두 보통인 것을 알 수 있다. 즉, 연신율이 약 8에서 14%로 증가할수록 영률도 증가하고 본딩 특성도 좋아지는 방향으로 이동하고 있음을 알 수 있다. 다만, 본딩 특성은 앙호하지 못하다고 판단할 수 있다.In the case of forming the FAB in the atmosphere, in the comparative example 3B, the loop characteristics are normal, the ball shape uniformity is poor, and the pad crack is defective. In Comparative Example 4B, it is found that the loop characteristic is normal, the ball shape uniformity is poor, and the pad crack is defective. In Comparative Example 5B, it can be seen that loop characteristics, ball shape uniformity, and pad cracks are all normal. That is, it can be seen that as the elongation increases from about 8 to 14%, the Young's modulus increases and the bonding property also moves. However, it can be judged that the bonding characteristic can not be confirmed.

(4) 비교예 6A 및 6B(4) Comparative Examples 6A and 6B

비교예 6A 및 6B를 살펴보면, 연신율이 약 28% 이상인 은 합금 본딩 와이어는 기계적 특성 및 본딩 특성의 측정이 불가능하다.As for Comparative Examples 6A and 6B, it is impossible to measure the mechanical properties and the bonding properties of the silver alloy bonding wire having an elongation of about 28% or more.

(5-A) 실시예 1A(5-A) Example 1A

비교예 1A 및 2A와 대비하여, 은의 함량을 약 80wt%로 하고 연신율이 약 22%가 되도록 제조하면 영률은 약 76GPa이 된다. 가스 분위기에서 FAB을 형성하는 경우, 루프 특성 및 볼모양 균일성은 매우 양호하고 패드 크랙은 양호하다는 것을 알 수 있다. 즉, 본 발명은 은의 함량을 약 80wt% 이상으로 하는 은 합금 본딩 와이어에서는 은의 함량을 약 80wt% 미만으로 하는 은 합금 본딩 와이어에 비하여 본딩 특성이 우수하다는 것을 알 수 있다.Compared with Comparative Examples 1A and 2A, when the content of silver is set to about 80 wt% and the elongation is made about 22%, the Young's modulus becomes about 76 GPa. It can be seen that when the FAB is formed in a gas atmosphere, the loop characteristics and the ball shape uniformity are very good and the pad crack is good. That is, it can be seen that the silver alloy bonding wire having a silver content of about 80 wt% or more has better bonding properties than a silver alloy bonding wire having a silver content of less than about 80 wt%.

(5-B) 실시예 1B(5-B) Example 1B

비교예 1B 및 2B와 대비하여, 은의 함량을 약 80wt%로 하고 연신율이 약 22%가 되도록 제조하면 영률은 약 76GPa이 된다. 대기 중에서 FAB을 형성하는 경우, 루프 특성 및 볼모양 균일성은 매우 양호하고 패드 크랙은 양호하다는 것을 알 수 있다. 즉, 본 발명은 은의 함량을 약 80wt% 이상으로 하는 은 합금 본딩 와이어에서는 은의 함량을 약 80wt% 미만으로 하는 은 합금 본딩 와이어에 비하여 본딩 특성이 우수하다는 것을 알 수 있다.Compared with Comparative Examples 1B and 2B, when the content of silver is set to about 80 wt% and the elongation is made to be about 22%, the Young's modulus becomes about 76 GPa. When FAB is formed in the atmosphere, it is found that the loop characteristic and the ball shape uniformity are very good and the pad crack is good. That is, it can be seen that the silver alloy bonding wire having a silver content of about 80 wt% or more has better bonding properties than a silver alloy bonding wire having a silver content of less than about 80 wt%.

(6-A) 실시예 2A 및 3A(6-A) Examples 2A and 3A

비교예 3A 내지 5A와 대비하여, 은의 함량 약 90wt%, 금의 함량 약 8wt%, 팔라듐의 함량 약 2wt%, 칼슘 약 10 중량ppm, 구리 약 50 중량ppm, 베릴륨 약 5 중량ppm 및 저머늄 약 15 중량ppm으로 조성 비율이 동일한 은 합금 본딩 와이어의 연신율을 약 15 이상 18% 미만까지 변화시키면서 실험을 진행하였다. 연신율이 증가할수록 이에 비례하여 영률은 증가하고, FAB의 단면 경도 및 본딩 볼의 단면 경도는 감소함을 알 수 있다.In comparison with the comparative examples 3A to 5A, the silver content was about 90 wt%, the gold content was about 8 wt%, the palladium content was about 2 wt%, calcium was about 10 wt ppm, copper was about 50 wt ppm, beryllium was about 5 wt ppm, The experiment was conducted while varying the elongation of the silver alloy bonding wire having the composition ratio of 15 ppm by weight from about 15 to less than 18%. As the elongation increases, the Young's modulus increases proportionally and the FHS cross-section hardness and the cross-section hardness of the bonding ball decrease.

가스 분위기에서 FAB을 형성하는 경우, 실시예 2A에서는 루프 특성 및 볼모양 균일성은 양호하고 패드 크랙은 매우 양호한 것을 알 수 있다. 실시예 3A에서는 루프 특성은 매우 양호하고 볼모양 균일성은 양호하고 패드 크랙은 매우 양호한 것을 알 수 있다.In the case of forming the FAB in the gas atmosphere, it was found that the loop characteristic and the ball shape uniformity were good and the pad crack was very good in Example 2A. It can be seen from Example 3A that the loop characteristic is very good, the ball shape uniformity is good, and the pad crack is very good.

즉, 연신율이 약 15% 이상인 은 합금 본딩 와이어의 경우 모든 본딩 특성이 매우 앙호는 아닐지라도 제조 공정 시 발생할 수 있는 불량의 범위 내에 속하는 본딩 특성을 가지므로 양호한 수준인 것으로 판단된다.That is, in the case of the silver alloy bonding wire having an elongation of about 15% or more, all the bonding characteristics are considered to be at a satisfactory level because they have bonding characteristics falling within the range of defects that may occur in the manufacturing process,

(6-B) 실시예 2B 및 3B(6-B) Examples 2B and 3B

비교예 3B 내지 5B와 대비하여, 은의 함량 약 90wt%, 금의 함량 약 8wt%, 팔라듐의 함량 약 2wt%, 칼슘 약 10 중량ppm, 구리 약 50 중량ppm, 베릴륨 약 5 중량ppm 및 저머늄 약 15 중량ppm으로 조성 비율이 동일한 은 합금 본딩 와이어의 연신율을 약 15 이상 18% 미만까지 변화시키면서 실험을 진행하였다. 연신율이 증가할수록 이에 비례하여 영률은 증가하고, FAB의 단면 경도 및 본딩 볼의 단면 경도는 감소함을 알 수 있다.In comparison with the comparative examples 3B to 5B, it is preferable that the silver content is about 90 wt%, the gold content is about 8 wt%, the palladium content is about 2 wt%, calcium is about 10 wtppm, copper is about 50 wtppm, beryllium is about 5 wtppm, The experiment was conducted while varying the elongation of the silver alloy bonding wire having the composition ratio of 15 ppm by weight from about 15 to less than 18%. As the elongation increases, the Young's modulus increases proportionally and the FHS cross-section hardness and the cross-section hardness of the bonding ball decrease.

대기 중에서 FAB을 형성하는 경우, 실시예 2B에서는 루프 특성 및 볼모양 균일성은 양호하고 패드 크랙은 매우 양호한 것을 알 수 있다. 실시예 3B에서는 루프 특성은 매우 양호하고 볼모양 균일성은 양호하고 패드 크랙은 매우 양호한 것을 알 수 있다.In the case of forming the FAB in the atmosphere, the loop characteristic and the ball shape uniformity are good and the pad crack is very good in Example 2B. It can be seen that in Example 3B, the loop characteristic is very good, the ball shape uniformity is good, and the pad crack is very good.

즉, 연신율이 약 15% 이상인 은 합금 본딩 와이어의 경우 모든 본딩 특성이 매우 앙호는 아닐지라도 제조 공정 시 발생할 수 있는 불량의 범위 내에 속하는 본딩 특성을 가지므로 양호한 수준인 것으로 판단된다.That is, in the case of the silver alloy bonding wire having an elongation of about 15% or more, all the bonding characteristics are considered to be at a satisfactory level because they have bonding characteristics falling within the range of defects that may occur in the manufacturing process,

(7-A) 실시예 4A 내지 6A(7-A) Examples 4A to 6A

본 발명의 실시예들 중 가장 바람직한 결과를 보여주는 기계적 특성 범위인 것으로 판단된다.It is judged to be the mechanical characteristic range showing the most preferable result among the embodiments of the present invention.

비교예 3A 내지 5A와 대비하여, 은의 함량 약 90wt%, 금의 함량 약 8wt%, 팔라듐의 함량 약 2wt%, 칼슘 약 10 중량ppm, 구리 약 50 중량ppm, 베릴륨 약 5 중량ppm 및 저머늄 약 15 중량ppm으로 조성 비율이 동일한 은 합금 본딩 와이어의 연신율을 약 18 부터 22%까지 변화시키면서 실험을 진행하였다. 연신율이 증가할수록 이에 비례하여 영률은 약 73 부터 76GPa로 증가하고, FAB의 단면 경도는 약 58 부터 55Hv로 감소하고, 본딩 볼의 단면 경도 약 94 부터 93Hv로 감소함을 알 수 있다.In comparison with the comparative examples 3A to 5A, the silver content was about 90 wt%, the gold content was about 8 wt%, the palladium content was about 2 wt%, calcium was about 10 wt ppm, copper was about 50 wt ppm, beryllium was about 5 wt ppm, The experiment was carried out while varying the elongation of the silver alloy bonding wire having the composition ratio of 15 ppm by weight from about 18 to 22%. As the elongation increases, the Young's modulus increases from about 73 to 76 GPa, the FAB cross-section hardness decreases from about 58 to 55 Hv, and the cross-section hardness of the bonding ball decreases from about 94 to 93 Hv.

가스 분위기에서 FAB을 형성하는 경우, 실시예 4A 내지 6A 모두에서 루프 특성, 볼모양 균일성 및 패드 크랙이 매우 양호한 것을 알 수 있다. 즉, 가장 바람직한 본딩 특성을 보이는 연신율 구간이라고 판단된다.In the case of forming the FAB in a gas atmosphere, it can be seen that loop characteristics, ball shape uniformity and pad cracks are very good in all of Examples 4A to 6A. That is, it is determined that the elongation period exhibits the most preferable bonding characteristics.

(7-B) 실시예 4B 내지 6B(7-B) Examples 4B to 6B

본 발명의 실시예들 중 가장 바람직한 결과를 보여주는 기계적 특성 범위인 것으로 판단된다.It is judged to be the mechanical characteristic range showing the most preferable result among the embodiments of the present invention.

비교예 3B 내지 5B와 대비하여, 은의 함량 약 90wt%, 금의 함량 약 8wt%, 팔라듐의 함량 약 2wt%, 칼슘 약 10 중량ppm, 구리 약 50 중량ppm, 베릴륨 약 5 중량ppm 및 저머늄 약 15 중량ppm으로 조성 비율이 동일한 은 합금 본딩 와이어의 연신율을 약 18 부터 22%까지 변화시키면서 실험을 진행하였다. 연신율이 증가할수록 이에 비례하여 영률은 약 73 부터 76GPa로 증가하고, FAB의 단면 경도는 약 63 부터 60Hv로 감소하고, 본딩 볼의 단면 경도 약 101 부터 100Hv의 범위임을 알 수 있다.In comparison with the comparative examples 3B to 5B, it is preferable that the silver content is about 90 wt%, the gold content is about 8 wt%, the palladium content is about 2 wt%, calcium is about 10 wtppm, copper is about 50 wtppm, beryllium is about 5 wtppm, The experiment was carried out while varying the elongation of the silver alloy bonding wire having the composition ratio of 15 ppm by weight from about 18 to 22%. As the elongation increases, the Young's modulus increases from about 73 to 76 GPa in proportion to the increase in elongation, and the cross-sectional hardness of the FAB decreases from about 63 to 60 Hv, and the bonding hardness of the bonding ball ranges from about 101 to 100 Hv.

대기 중에서 FAB을 형성하는 경우, 실시예 4B 내지 6B 모두에서 루프 특성, 볼모양 균일성 및 패드 크랙이 매우 양호한 것을 알 수 있다. 즉, 가장 바람직한 본딩 특성을 보이는 연신율 구간이라고 판단된다.In the case of forming the FAB in the atmosphere, the loop characteristics, the ball shape uniformity, and the pad crack are very good in all of Examples 4B to 6B. That is, it is determined that the elongation period exhibits the most preferable bonding characteristics.

(8-A) 실시예 7A 및 8A(8-A) Examples 7A and 8A

비교예 3A 내지 6A과 대비하여, 은의 함량 약 90wt%, 금의 함량 약 8wt%, 팔라듐의 함량 약 2wt%, 칼슘 약 10 중량ppm, 구리 약 50 중량ppm, 베릴륨 약 5 중량ppm 및 저머늄 약 15 중량ppm으로 조성 비율이 동일한 은 합금 본딩 와이어의 연신율을 약 23.5 부터 25%까지 변화시키면서 실험을 진행하였다. 연신율이 증가할수록 이에 비례하여 영률은 증가하고, FAB의 단면 경도 및 본딩 볼의 단면 경도는 감소함을 알 수 있다.In comparison with the comparative examples 3A to 6A, the silver content was about 90 wt%, the gold content was about 8 wt%, the palladium content was about 2 wt%, calcium was about 10 wtppm, copper was about 50 wtppm, beryllium was about 5 wtppm, The experiment was carried out while changing the elongation of the silver alloy bonding wire having the composition ratio of 15 ppm by weight from about 23.5 to 25%. As the elongation increases, the Young's modulus increases proportionally and the FHS cross-section hardness and the cross-section hardness of the bonding ball decrease.

가스 분위기에서 FAB을 형성하는 경우, 실시예 7A 및 8A에서는 루프 특성은 매우 양호하고 볼모양 균일성은 양호하고 패드 크랙은 매우 양호한 것을 알 수 있다. 즉, 연신율이 약 22% 초과하고 25% 이하인 은 합금 본딩 와이어의 경우 모든 본딩 특성이 매우 앙호는 아닐지라도 제조 공정 시 발생할 수 있는 불량의 범위 내에 속하는 본딩 특성을 가지므로 양호한 수준인 것으로 판단된다.In the case of forming the FAB in the gas atmosphere, in Examples 7A and 8A, the loop characteristics are very good, the ball shape uniformity is good, and the pad crack is very good. That is, in the case of a silver alloy bonding wire having an elongation of more than about 22% and not more than 25%, all of the bonding properties are considered to be at a satisfactory level because they have bonding characteristics that fall within the range of defects that may occur during the manufacturing process.

(8-B) 실시예 7B 및 8B(8-B) Examples 7B and 8B

비교예 3B 내지 6B과 대비하여, 은의 함량 약 90wt%, 금의 함량 약 8wt%, 팔라듐의 함량 약 2wt%, 칼슘 약 10 중량ppm, 구리 약 50 중량ppm, 베릴륨 약 5 중량ppm 및 저머늄 약 15 중량ppm으로 조성 비율이 동일한 은 합금 본딩 와이어의 연신율을 약 23.5 부터 25%까지 변화시키면서 실험을 진행하였다. 연신율이 증가할수록 이에 비례하여 영률은 증가하고, FAB의 단면 경도 및 본딩 볼의 단면 경도는 감소함을 알 수 있다.In comparison with the comparative examples 3B to 6B, it is preferable that the silver content is about 90 wt%, the gold content is about 8 wt%, the palladium content is about 2 wt%, calcium is about 10 wtppm, copper is about 50 wtppm, beryllium is about 5 wtppm, The experiment was carried out while changing the elongation of the silver alloy bonding wire having the composition ratio of 15 ppm by weight from about 23.5 to 25%. As the elongation increases, the Young's modulus increases proportionally and the FHS cross-section hardness and the cross-section hardness of the bonding ball decrease.

대기 중에서 FAB을 형성하는 경우, 실시예 7B 및 8B에서는 루프 특성은 매우 양호하고 볼모양 균일성은 양호하고 패드 크랙은 매우 양호한 것을 알 수 있다. 즉, 연신율이 약 22% 초과하고 25% 이하인 은 합금 본딩 와이어의 경우 모든 본딩 특성이 매우 앙호는 아닐지라도 제조 공정 시 발생할 수 있는 불량의 범위 내에 속하는 본딩 특성을 가지므로 양호한 수준인 것으로 판단된다.
In the case of forming the FAB in the atmosphere, in Examples 7B and 8B, the loop characteristics are very good, the ball shape uniformity is good, and the pad crack is very good. That is, in the case of a silver alloy bonding wire having an elongation of more than about 22% and not more than 25%, all of the bonding properties are considered to be at a satisfactory level because they have bonding properties that fall within the range of defects that may occur during the manufacturing process.

5. 결론5. Conclusion

본 발명의 실시예에 따른 은 합금 본딩 와이어는, 본딩 와이어의 합금 조성 및 연신율, 영률, 단면 경도와 같은 기계적 수치를 변화시켜 일정 범위의 기계적 특성 범위를 갖는 은 본딩 와이어를 가스 분위기 및 대기 중에서 FAB를 형성하여 반도체 소자 패드와 와이어 본딩을 형성한다면 반도체 소자 패드와 우수한 본딩 특성을 가질 수 있고, 따라서 높은 제품 신뢰도를 가질 수 있다.
The silver alloy bonding wire according to the embodiment of the present invention can be manufactured by a method in which a silver bonding wire having a mechanical range of a certain range by varying mechanical values such as an alloy composition, an elongation, a Young's modulus and a section hardness of a bonding wire, To form wire bonding with the semiconductor element pads, the semiconductor element pads can have excellent bonding properties with the semiconductor element pads and thus can have high product reliability.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 기술되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형하여 실시할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. The present invention may be modified in various ways. Therefore, modifications of the embodiments of the present invention will not depart from the scope of the present invention.

본 발명은 반도체 산업에 유용하게 이용될 수 있다.The present invention can be usefully used in the semiconductor industry.

10: 퍼스트쪽 본딩 패드
20: 세컨드쪽 본딩 패드
30: 범프
100: 은 합금 본딩 와이어
10: First side bonding pad
20: Second side bonding pad
30: Bump
100: silver alloy bonding wire

Claims (5)

1 내지 20 중량%의 제1 첨가원소;
3 내지 100 중량ppm의 제2 첨가원소; 및
잔부의 은(Ag)을 포함하며,
상기 제1 첨가원소는 금(Au), 팔라듐(Pd) 또는 이들의 합금이고,
상기 제2 첨가원소는 칼슘(Ca), 란탄(La), 베릴륨(Be), 저머늄(Ge), 니켈(Ni), 비스무트(Bi), 이트륨(Y), 망간(Mn), 주석(Sn), 티타늄(Ti), 철(Fe), 구리(Cu) 및 마그네슘(Mg)의 군에서 선택된 1종 이상이고,
연신율이 15 내지 25%이고,
영률(Young's modulus)이 60 내지 80GPa인 은 합금 본딩 와이어로서,
상기 은 합금 본딩 와이어의 선단에 프리에어볼(FAB)을 형성할 때, 상기 프리에어볼의 단면 경도가 50 내지 80Hv인 은 합금 본딩 와이어.
1 to 20% by weight of a first additive element;
3 to 100 parts by weight of a second additive element; And
The remaining silver (Ag)
Wherein the first additive element is gold (Au), palladium (Pd) or an alloy thereof,
The second additive element may be at least one selected from the group consisting of Ca, lanthanum, beryllium, germanium, nickel, bismuth, yttrium, manganese, tin ), Titanium (Ti), iron (Fe), copper (Cu), and magnesium (Mg)
An elongation of 15 to 25%
A silver alloy bonding wire having a Young's modulus of 60 to 80 GPa,
Wherein the pre-air ball has a section hardness of 50 to 80 Hv when the pre-air ball (FAB) is formed at the tip of the silver-silver bonding wire.
제1항에 있어서,
연신율이 18 내지 22%인 것을 특징으로 하는 은 합금 본딩 와이어.
The method according to claim 1,
And an elongation of 18 to 22%.
제1항에 있어서,
영률이 65 내지 80GPa인 것을 특징으로 하는 은 합금 본딩 와이어.
The method according to claim 1,
And a Young's modulus of 65 to 80 GPa.
제1항에 있어서,
상기 은 합금 본딩 와이어를 본딩 패드에 본딩한 후,
상기 본딩된 부분의 단면 경도가 80 내지 120Hv인 것을 특징으로 하는 은 합금 본딩 와이어.
The method according to claim 1,
After the silver alloy bonding wire is bonded to the bonding pad,
Wherein the bonded portion has a section hardness of 80 to 120 Hv.
제1항 내지 제4항의 어느 하나의 항에 있어서,
상기 은 합금 본딩 와이어의 선단에 대기 중에서 프리에어볼을 형성하였을 때와 가스 분위기에서 프리에어볼을 형성하였을 때의 패드 크랙 현상이 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 은 합금 본딩 와이어.
The method according to any one of claims 1 to 4,
Wherein the silver alloy bonding wire has substantially the same crack cracking phenomenon when the pre-air ball is formed in the atmosphere at the tip of the silver alloy bonding wire and when the pre-air ball is formed in the gas atmosphere.
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