WO2018074857A1 - 본딩 와이어 - Google Patents

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fab
bonding wire
coating layer
wire
bonding
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김상엽
박종민
전성민
정민기
박철수
허영일
홍성재
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엠케이전자 주식회사
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    • H01L2924/01047—Silver [Ag]

Definitions

  • the present invention relates to a bonding wire, and more particularly, to a bonding wire having improved properties and excellent resistivity of a free air ball formed at the tip of the bonding wire.
  • bonding wires are still widely used to connect the substrate and the semiconductor devices or to connect the semiconductor devices.
  • gold (Au) bonding wires have been used a lot, but they are expensive and there is a demand for bonding wires that can replace them because gold prices have risen recently.
  • Cu copper
  • SOB switch-on-bump
  • the problem to be solved by the technical idea of the present invention is to provide a bonding wire having an improved resistivity and excellent properties of the free air ball formed at the tip of the bonding wire when forming the free air ball in the atmosphere.
  • Bonding wire according to an embodiment of the present invention, the content of silver (Ag) is 85 to 99.99% by weight, the balance is gold (Au), copper (Cu), nickel (Ni), palladium ( A wire core including at least one element of Pd) and platinum (Pt); A coating layer comprising at least one element of gold (Au) and palladium (Pd); And a diffusion barrier layer between at least one of cobalt (Co), iridium (Ir), and nickel (Ni) between the wire core and the coating layer.
  • Au gold
  • Cu copper
  • Ni nickel
  • Pd palladium
  • Pt platinum
  • a coating layer comprising at least one element of gold (Au) and palladium (Pd)
  • a diffusion barrier layer between at least one of cobalt (Co), iridium (Ir), and nickel (Ni) between the wire core and the coating layer.
  • the present invention provides a bonding wire with improved resistance and excellent resistivity when the free air ball is formed in the air.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a bonding wire according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line A-A of the bonding wire of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a method of manufacturing a bonding wire according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating a method of manufacturing the first wire of FIG. 3.
  • EBSD electron diffraction pattern
  • SEM scanning electron microscope
  • FIG. 7 is a photograph showing the distribution of gold (Au) of the coating layer after bonding the free air ball to a bonding pad on a substrate.
  • the weight% is expressed as a percentage of the weight of the component in the weight of the total alloy
  • the mol% is expressed as a percentage of the mole occupied by the component in the mole of the total alloy.
  • first and second 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.
  • first component may be referred to as the second component, and conversely, the second component may be referred to as the first component.
  • This invention discloses the bonding wire which has silver (Ag) as a main component and contains a trace component further.
  • the main component means that the content of the corresponding element to the total component exceeds 50% by weight. That is, to have silver as the main component means that the content of silver is more than 50% by weight based on the total amount of silver and other elements.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a bonding wire according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line A-A of the bonding wire of FIG. 1.
  • the bonding wire 100 has a diffusion barrier layer 130 between an inner wire core 120, an outer covering layer 140, and the wire core 120 and the covering layer 140. ).
  • the inner wire core member 120 is formed in a round bar shape having a constant diameter, and the material is made of an alloy containing silver as a main component. That is, the wire core 120 has a content of silver (Ag) of 85 to 99.99% by weight, the balance of gold (Au), copper (Cu), nickel (Ni), palladium (Pd) and platinum (Pt) It may contain at least one element.
  • the diffusion barrier layer 130 is formed of a tubular shape having an annular cross-section having a substantially constant thickness covering the outer surface of the inner wire core material 120.
  • the material is cobalt (Co), iridium (Ir), and nickel (Ni). Is formed of at least one element or alloys thereof.
  • the outer coating layer 140 is formed of a tubular shape having an annular cross section having a substantially constant thickness covering the outer surface of the diffusion barrier layer 130, and the material is at least one of gold (Au) and palladium (Pd). Or alloys thereof.
  • the bonding wire 100 forms the diffusion barrier layer 130 on the wire core 120 of the silver alloy, and the diffusion barrier layer 130 using gold and / or palladium as the coating layer 140. Since it is formed in a structure surrounding the (), it may have the same hardness or strength to maintain the same hardness and the outer surface of the bonding wire, the same or similar to the case of configuring the bonding wire only with gold. Therefore, even when a predetermined impact is applied to the bonding pad on the substrate, such as a bonding wire made of gold in the bonding process, a process that does not damage the bonding pad is possible. In addition, the silver alloy can be prevented from being oxidized due to the shape surrounded by gold and / or palladium.
  • the bonding wire 100 of the present invention is formed in a structure surrounding the silver alloy with gold and / or palladium, the bonding wire 100 having the same or similar corrosion resistance, ductility, elasticity, and conductivity as the bonding wire composed of gold may be maintained. .
  • the bonding wire 100 of the present invention can significantly lower the manufacturing cost compared to the bonding wire composed entirely of gold.
  • a nitrogen gas atmosphere (only using nitrogen gas or nitrogen And the use of a mixed gas of hydrogen) to form a FAB close to the true sphere.
  • the FAB is formed by dissolving the bonding wire by field emission.
  • the FAB becomes unstable as the surface of the bonding wire is rapidly oxidized.
  • FAB has a stable spherical shape in a nitrogen atmosphere, but costs are incurred in installing a gas kit and gas consumption in order to create a nitrogen atmosphere. .
  • various deformation conditions according to the gas flow rate occur in the shape condition of the FAB, and it takes a lot of time and effort to apply it to the bonding wire.
  • the bonding wire 100 forms a coating layer 140 of gold and / or palladium to a thickness of 2 to 150 nm on the wire core 120 of the silver alloy and the silver alloy wire core 120.
  • the FAB may be spherically shaped or close to the spherical shape even in the air, and may be stably bonded to the bonding pad on the substrate.
  • the thickness of the coating layer 140 is less than 2 nm or more than 150 nm, the characteristics of the FAB may not be excellent and the manufacturing cost may increase.
  • the bonding wire 100 is an intermediate layer capable of sufficiently preventing the diffusion movement of atoms between the wire core 120 of the silver alloy and the coating layer 140 of gold and / or palladium,
  • the prevention layer 130 further includes.
  • the diffusion barrier layer 130 includes at least one element of cobalt (Co), iridium (Ir), and nickel (Ni) between the wire core 120 and the coating layer 140 and is formed to have a thickness of 2 to 150 nm. Can be.
  • the diffusion barrier layer 130 may reduce surface tension unevenness due to the diffusion of atoms. As a result, it is possible to prevent the formation of the FAB that is biased to one side or formed in an elliptical shape long from the central axis of the bonding wire 100. If the thickness of the diffusion barrier layer 130 is less than 2 nm or more than 50 nm, the characteristics of the FAB may not be excellent.
  • the FAB is formed of the bonding wire 100 in which diffusion of atoms is suppressed
  • a rich region of gold and / or palladium is formed along the outer surface of the FAB to bond the FAB to a bonding pad on the substrate.
  • the bonding reliability can be improved.
  • the boundary between the wire core material 120 and the diffusion barrier layer 130 is measured in the outer surface direction from the center of the bonding wire 100 to determine a point where the content of the material constituting the wire core material 120 becomes 50 mol%.
  • the boundary between the diffusion barrier layer 130 and the coating layer 140 is measured in the center direction from the outer surface of the bonding wire 100 to determine a point where the content of the material constituting the coating layer 140 becomes 50 mol%.
  • the coating layer 140 means a section in which the content of gold and / or palladium is 50 mol% or more.
  • the content of the substance at this boundary can be measured by the OJ electron spectrometer described later.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a method of manufacturing a bonding wire 100 according to an embodiment of the present invention.
  • S200 step using at least one element of gold (Au), copper (Cu), nickel (Ni), palladium (Pd) and platinum (Pt) using high purity silver (Ag) or silver as a main component
  • Au gold
  • Cu copper
  • Ni nickel
  • Pd palladium
  • Pt platinum
  • High purity silver or alloyed casting materials may be processed into a first wire having a diameter of about 200 ⁇ m or less through a series of continuous drawing processes.
  • the manufacturing method of the first wire of Figure 4 by melting and casting a metal raw material containing silver (Ag) as a main component in the melting furnace to have a desired composition to prepare an alloy liquid of the metal raw material (S210) .
  • a metal raw material containing silver (Ag) as a main component in the melting furnace to have a desired composition to prepare an alloy liquid of the metal raw material (S210) .
  • at least one element of beryllium (Be), calcium (Ca), cerium (Ce), germanium (Ge), lanthanum (La), and magnesium (Mg), which are performance control components other than silver (Ag) is 1 To 100 ppm by weight may be further added.
  • the performance control component is added only a small amount, when added in excess of 100 ppm by weight may affect the physical properties of the main element.
  • the alloy liquid of the metal raw material is cooled and solidified, and an alloy piece can be obtained by forging, rolling, or the like (S220). Subsequently, the alloy piece may be first thinned to have a diameter of about 6 mm to about 9 mm (S230).
  • the primary thin wire thinned to have a diameter of about 6 mm to about 9 mm is drawn and heat-treated (S240).
  • the drawing and heat treatment may include a step of gradually thinning and heat treating the primary thin wire.
  • a cross section of the thin wire may be reduced while passing through a multi-stage dice.
  • the diameter of the fine wire is about 0.5mm to about 5mm may include performing a first heat treatment.
  • the first heat treatment may be performed, for example, at about 550 ° C. to about 700 ° C. for about 0.5 seconds to about 5 seconds. More preferably, the first heat treatment may be performed for about 2 seconds to about 4 seconds at about 600 °C to about 650 °C.
  • the method may further include performing a second heat treatment when the diameter of the thin wire is about 0.05 mm to about 0.4 mm.
  • the secondary heat treatment may be performed, for example, at about 550 ° C. to about 700 ° C. for about 0.5 seconds to about 5 seconds. More preferably, the secondary heat treatment may be performed at about 600 ° C. to about 650 ° C. for about 2 seconds to about 4 seconds.
  • the thin wire decreases in diameter as it sequentially passes through multiple dice.
  • the thin wire decreases in diameter while sequentially passing through a plurality of dice arranged so that the hole size gradually decreases.
  • the heat treatment may be performed between any dice and dice when the diameter of the fine wire falls within the corresponding range.
  • the primary heat treatment may be performed between any two dice when the diameter of the thin wire is about 0.5 mm to about 5 mm.
  • the secondary heat treatment may be performed between any two dice when the diameter of the thin wire is about 0.1 mm to about 0.5 mm.
  • the cross section of the wire is reduced by drawing the fine wire until a bonding wire having a desired diameter is manufactured through drawing.
  • the cross-sectional reduction rate of the bonding wires before and after the die can be adjusted to about 7% to about 15%. That is, when the wire in the wire passes through one die, the process can be configured such that the cross-sectional area after passage decreases by about 7% to about 15% compared to the cross-sectional area before passage.
  • the reduction rate of the cross section of the bonding wire in the process of drawing a diameter in the range of 50 ⁇ m or less is preferably adjusted to about 7% to about 15%.
  • the cross sectional reduction rate of the bonding wire is too high, the dispersion of grains in the bonding wire may be excessively large.
  • the cross-sectional reduction rate of the bonding wire is too low, the number of drawing operations required to obtain the bonding wire of the desired diameter is too large, which may be economically disadvantageous.
  • Annealing conditions for adjusting the elongation may vary depending on the composition of the thin wire, reduction rate, heat treatment conditions, etc., but may be performed for about 1 second to about 20 minutes at a temperature of about 400 °C to 600 °C, a person skilled in the art You will be able to select the conditions appropriately.
  • the annealing temperature is too low, ductility and malleability necessary for bonding may not be secured. On the contrary, if the annealing temperature is too high, the grain size may be excessively large, and defects such as sag of loops may occur during bonding. It is not desirable to occur.
  • the annealing process can be performed, for example, by passing the bonding wire through the furnace at a suitable speed. Also, the rate at which the bonding wire passes through the furnace can be determined from the annealing time and the size of the furnace.
  • Step S300 The second wire may be manufactured by forming a diffusion barrier layer on the first wire in a predetermined thickness.
  • the method of forming the diffusion barrier layer may be performed by electrolytic plating, electroless plating, sputtering, or the like.
  • the plating solution has a pH of approximately 5 (weakly acidic) to 7 (neutral) during the plating process, and the temperature of the plating solution. Can be maintained at about 50 ° C. Not limited to this, those skilled in the art will be able to select specific plating conditions as appropriate.
  • Step S400 The third wire may be manufactured by forming a coating layer on the second wire in a predetermined thickness.
  • the coating layer is different from only the material to be coated with gold (Au) and / or palladium (Pd), and other manufacturing conditions are the same or similar, and thus, detailed descriptions thereof will be omitted. Do it. Those skilled in the art will be able to select specific plating conditions as appropriate.
  • Step S500 The third wire may be subjected to electrolytic degreasing and activation as a pretreatment, followed by washing with water and air blowing after each process. After the pretreatment process is performed on the third wire, the bonding wire according to the embodiment of the present invention is completed.
  • the average silver (Ag) content analysis of the coating layer was performed using depth profiling using Auger Electron Spectroscopy.
  • OJ electron spectrometer is a device that can check how much components are included while etching from the surface of the bonding wire to the center, and it is possible to analyze the components according to the depth to check the average silver content of the coating layer. .
  • the bonding wire according to the technical concept of the present invention means a case where an average silver (Ag) content of the coating layer is 20 mol% or less. In this case, it can evaluate with the bonding wire excellent in reliability.
  • the average silver (Ag) content of the coating layer was 10 mol% or less, (circle), when more than 10 20 mol% or less, (circle) more than 20 and 40 mol% or less, (triangle
  • ⁇ is very good, ⁇ is good, ⁇ is usually, ⁇ refers to poor.
  • the bonding wire according to the technical concept of the present invention refers to a case where silver (Ag) content of the outer surface of the coating layer is 10 mol% or less. In this case, it can evaluate with the bonding wire excellent in reliability.
  • Crystal orientation analysis of the outer surface of the coating layer may analyze the surface crystal orientation in the longitudinal direction of the bonding wire using an electron backscatter diffraction (EBSD) device.
  • EBSD electron backscatter diffraction
  • the bonding wire according to the technical concept of the present invention refers to a case where the ratio of the ⁇ 111> crystal orientation distribution of the outer surface of the coating layer to the total surface area is 50% or more. In this case, it can evaluate with the bonding wire excellent in reliability.
  • the ratio of the ⁇ 111> crystal orientation distribution of the outer surface of the coating layer to the total surface area was 75% or more,?, Less than 75%, 50% or more,?, Less than 50%, or 35% or more, and ⁇ less than 35%.
  • the specific resistance can be expressed by the following formula regarding the resistance, the cross-sectional area of the bonding wire, and the length of the bonding wire.
  • the resistance of the bonding wire is obtained by using a 4-point probe and the resistance when the length of the bonding wire is 300 mm, and the diameter is obtained by using a gravimetric method.
  • Gravimetric method is a method that can measure the weight by cutting the bonding wire of a certain length, it can be converted into a diameter using the weight, length and density.
  • the diameter can be calculated from the cross-sectional area.
  • the lower the resistivity of the bonding wire the better the electrical properties of the bonding wire can be determined.
  • the bonding wire according to the technical concept of the present invention means a case where the specific resistance is 1.8 to 6.0 mu OMEGA -cm. In this case, it can evaluate with the bonding wire excellent in the electrical characteristic.
  • the roundness of the FAB is determined by observing the FAB with a scanning electron microscope (SEM) to secure an image as shown in FIG. 6.
  • the roundness of the FAB is represented as 100%.
  • the roundness of the FAB is calculated from the diameter difference between the two circles when the circles circumscribed with the FAB and the circles circumscribed with the FAB are respectively drawn.
  • the roundness of FAB in FIG. 6B corresponds to 80.1%.
  • the bonding wire according to the technical concept of the present invention means a case in which the roundness of the FAB is 85% or more. In this case, it can evaluate with the bonding wire excellent in the characteristic of FAB.
  • the hardness measurement of FAB was measured using Fisher's micro hardness tester which can measure microhardness.
  • FAB is formed at the tip of the bonding wire, and then molding is performed using epoxy. Grinding and / or polishing is carried out so that about half of the FAB is cut with the epoxy completely cured and polished using 1/4 um powder.
  • the hardness of the FAB is determined by measuring the Vickers hardness (Hv) when a force of 20 mN is applied to the center of the cut FAB. The higher the Vickers hardness of FAB may cause problems such as pad cracking during bonding.
  • the bonding wire according to the technical concept of the present invention means a case in which the hardness of the FAB is 40 to 80 Hv. In this case, it can evaluate with the bonding wire excellent in the characteristic of FAB.
  • the hardness of FAB was evaluated as? For more than 40 and 60 Hv,? For more than 60 and 80 Hv or less,? For more than 80 and 100 Hv or less, and x for more than 100 Hv.
  • the bonding wire according to the technical concept of the present invention means a case where the grain size of FAB is 10 ⁇ m 2 or more. In this case, it can evaluate with the bonding wire excellent in the characteristic of FAB.
  • Bonding wires of Comparative Examples and Experimental Examples used in the present experiment the silver (Ag) content and alloying elements of the wire core material, the element and thickness of the diffusion barrier layer was different, and the element and thickness of the coating layer.
  • Comparative Example 1 formed a diffusion barrier layer and a coating layer on a wire core having an alloy ratio containing gold (Au) and palladium (Pd) and containing silver (Ag) of 84% by weight.
  • the bonding wire sample was observed by forming FAB in the air. In this case, it can be seen that the resistivity and FAB hardness of the bonding wire are poor, and the FAB grain size is normal.
  • Experimental Example 1 is a case in which a wire core material having an alloy ratio of 90 wt% of silver (Ag) is the same under different conditions, and the resistivity of the bonding wire is very good, and the FAB hardness and FAB grain are very good. It can be seen that the size is good.
  • Comparative Example 2 did not form a diffusion barrier layer on the wire core material containing gold (Au), palladium (Pd) and platinum (Pt) and having an alloy ratio of 95% by weight of silver. Instead, the FAB was formed and observed in the atmosphere with respect to the bonding wire sample in which the coating layer was formed. In this case, it can be seen that FAB roundness and FAB hardness are normal. In comparison, Experimental Example 2 is the same as other conditions, and when the diffusion barrier layer is formed to a thickness of 25nm, it can be seen that FAB roundness and FAB hardness are very good.
  • Comparative Example 3 forms a diffusion barrier layer having a thickness of 52 nm on a wire core having an alloy ratio containing gold (Au) and palladium (Pd) and containing silver of 97 wt%
  • Au gold
  • Pd palladium
  • Comparative Example 3 forms a diffusion barrier layer having a thickness of 52 nm on a wire core having an alloy ratio containing gold (Au) and palladium (Pd) and containing silver of 97 wt%
  • Au gold
  • Pd palladium
  • Comparative Example 4 forms a diffusion barrier layer on the wire core material containing gold (Au), palladium (Pd) and copper (Cu) and having an alloy ratio of silver content of 96% by weight.
  • Au gold
  • Cu copper
  • Comparative Example 4 forms a diffusion barrier layer on the wire core material containing gold (Au), palladium (Pd) and copper (Cu) and having an alloy ratio of silver content of 96% by weight.
  • FAB was formed and observed in air
  • Experimental Example 4 is the case where the other conditions are the same, and when the coating layer is formed to a thickness of 100 nm, FAB roundness and FAB hardness are very good, and FAB grain size is good.
  • Comparative Example 5 forms a diffusion barrier layer on a wire core material containing gold (Au), palladium (Pd) and nickel (Ni) and having an alloy ratio of silver content of 98% by weight.
  • FAB was formed in air
  • Experimental Example 5 is the same as the other conditions, the coating layer is formed to a thickness of 100nm, FAB roundness is good, FAB hardness and FAB grain size is very good.
  • Comparative Example 6 contained platinum (Pt) on a wire core containing gold (Au), platinum (Pt) and copper (Cu) and having an alloy ratio of silver content of 96% by weight.
  • FAB was formed and observed in the atmosphere with respect to the bonding wire sample which formed the diffusion prevention layer containing and formed the coating layer. In this case, it can be seen that FAB roundness, FAB hardness and FAB grain size are poor.
  • Experimental Example 6 is the case where the other conditions are the same, and when the diffusion barrier layer containing iridium (Ir) is formed, FAB roundness and FAB hardness are very good, and FAB grain size is good.
  • Comparative Example 7 forms a diffusion barrier layer on the wire core material having an alloy ratio containing palladium (Pd) and platinum (Pt) and containing silver of 94% by weight, and platinum (Pt)
  • the bonding wire sample which formed the coating layer containing this is formed and observed FAB in air
  • FAB roundness is normal, and that the FAB hardness and FAB grain size are poor.
  • Experimental Example 7 is the case where the other conditions are the same and a coating layer containing palladium (Pd) is formed, and the FAB roundness, FAB hardness and FAB grain size are good.
  • a wire core material containing an alloying element and having an alloy ratio of 90% by weight or more of silver contained at least one element of cobalt (Co), iridium (Ir), and nickel (Ni).
  • the diffusion barrier layer was formed to have a thickness of 3 to 40 nm, and FAB was formed and observed in the atmosphere for the bonding wire sample having the coating layer formed thereon. In this case, it can be seen that FAB roundness, FAB hardness and FAB grain size are very good or good.
  • cobalt (Co), iridium (Ir) and nickel (Ni) constituting the diffusion barrier layer are precious metals, for example, silver (Ag) constituting the wire core material or gold (Au) and / or palladium constituting the coating layer. It is possible to form a mixture with (Pd) but it does not form an intermetallic compound. This is because, when looking at the phase diagrams of the elements constituting the diffusion barrier layer and the precious metals, their compounds are not formed in the practical use region of the bonding wire.
  • a diffusion barrier layer containing nickel (Ni) was formed to a thickness of 3 to 50 nm on a wire core material containing an alloying element and having an alloy ratio of 90% by weight or more of silver.
  • the bonding wire sample in which the coating layer was formed was observed by forming FAB in air
  • FAB roundness, FAB hardness and FAB grain size are very good or good.
  • Comparative Example 3 when the diffusion barrier layer containing nickel (Ni) is formed to a thickness of 52 nm, it can be seen that FAB roundness, FAB hardness and FAB grain size are poor.
  • the diffusion barrier layer containing nickel (Ni) having a predetermined thickness can improve the characteristics of the FAB.
  • the diffusion barrier layer is thicker than a certain range, it is determined that atoms constituting the diffusion barrier layer affect the coating layer during FAB formation, causing deterioration of the characteristics of the FAB.
  • a diffusion barrier layer containing cobalt (Co) was formed to a thickness of 7 to 15 nm on a wire core having an alloying ratio containing an alloying element and a content of silver of 90 wt% or more.
  • the bonding wire sample in which the coating layer was formed was observed by forming FAB in air
  • the diffusion barrier layer including cobalt (Co) having a predetermined thickness can improve the characteristics of the FAB.
  • the element constituting the diffusion barrier layer may be selected as an element that does not form an intermetallic compound with the noble metal.
  • a diffusion barrier layer containing iridium (Ir) was formed to a thickness of 5 to 20 nm on a wire core having an alloy ratio containing an alloying element and a content of silver of 90 wt% or more.
  • the bonding wire sample in which the coating layer was formed was observed by forming FAB in air
  • the diffusion barrier layer containing iridium (Ir) having a predetermined thickness can improve the characteristics of the FAB.
  • the element constituting the diffusion barrier layer may be selected as an element that does not form an intermetallic compound with the noble metal.
  • the FAB When neither the diffusion barrier layer nor the coating layer was formed, the FAB exhibited poor results. Even when the diffusion barrier layer and the coating layer were thicker than a predetermined thickness, the FAB exhibited poor results. . In addition, even when at least one of cobalt (Co), iridium (Ir), and nickel (Ni) was not used as the diffusion barrier layer, the characteristics of FAB showed poor results.
  • gold (Au) included in the coating layer is spread out and distributed throughout. In other words, it can be seen that the outer surface of the FAB is not covered with gold (Au).
  • the characteristics of the FAB showed excellent results.
  • a rich region of gold (Au) included in the coating layer is formed on the outer surface of the bonded FAB. That is, the coating layer can improve the bonding characteristics while maintaining the overall shape, thereby improving the bonding reliability.
  • the diffusion barrier layer of the predetermined thickness is not formed on the wire core, and the diffusion barrier layer is formed on the wire core, and the coating layer of the predetermined thickness is not formed on the wire core.
  • the characteristics of the FAB are not superior to the embodiments of the present invention. Such characteristics of the FAB may affect the bonding reliability of the bonding wire when the FAB is bonded to the bonding pad on the substrate.
  • a bonding wire is formed in the atmosphere without forming a nitrogen atmosphere. Even if a FAB is formed at the tip, a good result of the FAB can be obtained. According to the technical idea of the present invention, it is determined that the bonding wire having excellent characteristics such as reliability can be manufactured at a relatively low manufacturing cost.

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Abstract

본 발명의 기술적 사상에 의한 본딩 와이어는, 은(Ag)의 함량을 85 내지 99.99 중량%로 하고, 잔부는 금(Au), 구리(Cu), 니켈(Ni), 팔라듐(Pd) 및 백금(Pt) 중 적어도 하나 이상의 원소를 포함하는 와이어 심재, 금(Au) 및 팔라듐(Pd) 중 적어도 하나 이상의 원소를 포함하는 피복층, 및 와이어 심재 및 피복층 사이에, 코발트(Co), 이리듐(Ir) 및 니켈(Ni) 중 적어도 하나 이상의 원소를 포함하는 확산 방지층을 포함한다.

Description

본딩 와이어
본 발명은 본딩 와이어에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 본딩 와이어의 선단에 형성되는 프리 에어 볼의 특성이 개선되고 비저항이 우수한 본딩 와이어에 관한 것이다.
반도체 소자를 실장하기 위한 반도체 패키지에는 다양한 구조들이 존재하며, 기판과 반도체 소자를 연결하거나 반도체 소자들 사이를 연결하기 위하여 본딩 와이어가 여전히 널리 사용되고 있다. 본딩 와이어로서는 금(Au) 본딩 와이어가 많이 사용되었으나 고가일 뿐만 아니라 최근 금 가격이 급상승하였기 때문에 이를 대체할 수 있는 본딩 와이어에 대한 요구가 있다. 금의 대체 재료로서 각광받았던 구리(Cu) 와이어의 경우 구리 본연의 높은 경도로 인해 본딩 시, 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. 이에 대한 대안으로서 상대적으로 저렴한 가격의 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, 아직 개선될 여지가 많다.
본 발명의 기술적 사상이 해결하고자 하는 과제는 대기 중에서 프리 에어 볼 형성 시, 본딩 와이어 선단에 형성되는 프리 에어 볼의 특성이 개선되고 비저항이 우수한 본딩 와이어를 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 본딩 와이어는, 은(Ag)의 함량을 85 내지 99.99 중량%로 하고, 잔부는 금(Au), 구리(Cu), 니켈(Ni), 팔라듐(Pd) 및 백금(Pt) 중 적어도 하나 이상의 원소를 포함하는 와이어 심재; 금(Au) 및 팔라듐(Pd) 중 적어도 하나 이상의 원소를 포함하는 피복층; 및 상기 와이어 심재 및 상기 피복층 사이에, 코발트(Co), 이리듐(Ir) 및 니켈(Ni) 중 적어도 하나 이상의 원소를 포함하는 확산 방지층;을 포함한다.
본 발명은 대기 중에서 프리 에어 볼 형성 시, 와이어 선단에 형성되는 프리 에어 볼의 특성이 개선되고 비저항이 우수한 본딩 와이어를 제공한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 본딩 와이어를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 본딩 와이어의 A-A에 대한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 본딩 와이어의 제조 방법을 나타낸 블록도이다.
도 4는 도 3의 제1 와이어의 제조 방법을 나타낸 블록도이다.
도 5는 본딩 와이어의 표면의 결정 방위를 분석한 전자회절패턴(EBSD) 사진이다.
도 6은 프리 에어 볼의 진원도를 평가하는 주사전자현미경(SEM) 사진이다.
도 7은 프리 에어 볼을 기판 상의 본딩 패드에 본딩한 후 피복층의 금(Au)의 분포를 나타내는 사진이다.
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, 중량%는 전체 합금의 중량에서 해당 성분이 차지하는 중량을 백분율로 표시한 것이고, 몰%는 전체 합금의 몰(mole)에서 해당 성분이 차지하는 몰을 백분율로 표시한 것이다.
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 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 반대로 제2 구성 요소는 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
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.
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.
본 발명은 은(Ag)을 주성분으로 하고, 미량 성분을 더 포함하는 본딩 와이어를 개시한다. 여기서, 주성분(main component)이라 함은 전체 성분에 대한 해당 원소의 함량이 50 중량%를 넘는 것을 말한다. 즉, 은을 주성분으로 한다는 것은 은과 다른 원소의 총계에 대한 은의 함량이 50 중량%를 넘는 것을 의미한다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 기술적 사상의 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 본딩 와이어를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 본딩 와이어의 A-A에 대한 단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본딩 와이어(100)는 내측의 와이어 심재(120), 외측의 피복층(140) 및 상기 와이어 심재(120) 및 상기 피복층(140) 사이에 확산 방지층(130)을 포함한다.
내측의 와이어 심재(120)는 일정한 직경을 갖는 환봉 형상으로 구성되고, 그 재질은 은을 주성분으로 하는 합금으로 제조된다. 즉, 와이어 심재(120)는 은(Ag)의 함량을 85 내지 99.99 중량%로 하고, 잔부는 금(Au), 구리(Cu), 니켈(Ni), 팔라듐(Pd) 및 백금(Pt) 중 적어도 하나 이상의 원소를 포함할 수 있다.
확산 방지층(130)은 내측의 와이어 심재(120)의 외표면을 감싸는 실질적으로 일정한 두께의 환 형상의 단면을 갖는 관상으로 구성되며, 그 재질은 코발트(Co), 이리듐(Ir) 및 니켈(Ni) 중 적어도 하나 이상의 원소 또는 이들의 합금으로 형성된다.
외측의 피복층(140)은 확산 방지층(130)의 외표면을 감싸는 실질적으로 일정한 두께의 환 형상의 단면을 갖는 관상으로 구성되며, 그 재질은 금(Au) 및 팔라듐(Pd) 중 적어도 하나 이상의 원소 또는 이들의 합금으로 형성된다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 본딩 와이어(100)는 은 합금의 와이어 심재(120)에 확산 방지층(130)을 형성하고, 금 및/또는 팔라듐을 피복층(140)으로 하여 확산 방지층(130)을 감싸는 구조로 형성되기 때문에, 금만으로 본딩 와이어를 구성하는 경우와 동일하거나 유사하게, 본딩 와이어의 외표면에 대해 동일한 경도 및 강도를 유지할 수 있는 특성을 가질 수 있다. 따라서, 본딩 공정 시 금으로 제작된 본딩 와이어와 같이 기판 상의 본딩 패드에 소정의 충격을 가해도 상기 본딩 패드에 손상을 주지 않는 공정이 가능하다. 또한, 은 합금이 금 및/또는 팔라듐에 의해 감싸여진 형상으로 인해 은 합금이 산화되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명의 본딩 와이어(100)는 은 합금을 금 및/또는 팔라듐으로 감싸는 구조로 형성되기 때문에, 금만으로 구성된 본딩 와이어와 동일하거나 유사한 내식성, 연성, 탄성 및 전도성이 우수한 특성을 유지할 수 있다.
더욱이, 본 발명의 본딩 와이어(100)는 은 합금의 피복층(140)만이 금 및/또는 팔라듐으로 형성되기 때문에, 전체가 금으로 구성된 본딩 와이어에 비해 제조 단가를 현저하게 낮출 수 있다.
또한, 일반적인 은 합금의 와이어 심재에 금 피복층을 형성한 본딩 와이어를 기판 상의 본딩 패드에 본딩하기 위하여 프리 에어 볼(Free Air Ball, FAB)을 생성할 때, 질소 가스 분위기(질소 가스만 사용 또는 질소 및 수소의 혼합 가스 사용)를 사용해야 진구에 가까운 FAB을 형성할 수 있다. 왜냐하면, FAB 형성 공정 시, 전계 방출에 의하여 본딩 와이어가 용해되면서 FAB이 형성되는데, 대기 중에서 FAB을 형성할 때, 본딩 와이어의 표면이 급격하게 산화됨에 따라 FAB이 불안정하게 만들어지기 때문이다.
따라서, 일반적인 은 합금의 와이어 심재에 금 피복층을 형성한 본딩 와이어에 있어서, 질소 분위기에서는 FAB의 형상이 안정적으로 진구 형태를 갖지만, 질소 분위기를 만들기 위하여 가스 키트 설치 및 가스 소모에 따른 비용이 발생한다. 또한, FAB의 형상 조건에서 가스 유량에 따른 변형 조건이 다양하게 발생하여, 이를 본딩 와이어에 적용하는 데 많은 시간과 노력이 필요하다.
하지만, 본 발명의 실시예에 따른 본딩 와이어(100)는 은 합금의 와이어 심재(120)에 금 및/또는 팔라듐의 피복층(140)을 2 내지 150㎚ 두께로 형성하여 은 합금 와이어 심재(120)의 외표면에 금 및/또는 팔라듐을 실질적으로 일정한 두께로 피복시킴으로써 대기 중에서도 FAB의 형상이 진구형으로 또는 그에 가깝게 형성되고 기판 상의 본딩 패드에 안정적으로 본딩이 가능한 장점을 가질 수 있다. 상기 피복층(140)의 두께가 2㎚ 미만이거나 150㎚ 초과하는 경우, FAB의 특성이 우수하지 않을 수 있고, 제조 단가가 상승할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 본딩 와이어(100)는 은 합금의 와이어 심재(120) 및 금 및/또는 팔라듐의 피복층(140) 사이에서 원자의 확산 이동을 충분히 막아줄 수 있는 중간층으로서, 확산 방지층(130)을 더 포함한다.
확산 방지층(130)은 와이어 심재(120) 및 피복층(140)의 사이에, 코발트(Co), 이리듐(Ir) 및 니켈(Ni) 중 적어도 하나 이상의 원소를 포함하고, 2 내지 150㎚ 두께로 형성될 수 있다. 상기 확산 방지층(130)은 피복층(140)을 포함하는 본딩 와이어(100)의 선단에 대기 중에서 FAB을 형성할 경우, 원자의 확산에 의한 표면 장력 불균일을 감소시켜 줄 수 있다. 이로 인해 본딩 와이어(100)의 중심축으로부터 한쪽으로 치우치거나 길게 타원형으로 형성되는 FAB의 형성을 방지할 수 있다. 상기 확산 방지층(130)의 두께가 2㎚ 미만이거나 50㎚ 초과하는 경우, FAB의 특성이 우수하지 않을 수 있다.
또한, 이러한 원자의 확산이 억제된 본딩 와이어(100)로 FAB을 형성할 경우, FAB의 외표면을 따라 금 및/또는 팔라듐의 리치(rich) 영역이 형성되어 FAB을 기판 상의 본딩 패드에 본딩 시, 본딩 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
와이어 심재(120) 및 확산 방지층(130)의 경계는 본딩 와이어(100)의 중심으로부터 외표면 방향으로 측정하여, 와이어 심재(120)를 구성하는 물질의 함량이 50 몰%가 되는 지점으로 정한다. 확산 방지층(130) 및 피복층(140)의 경계는 본딩 와이어(100)의 외표면으로부터 중심 방향으로 측정하여, 피복층(140)을 구성하는 물질의 함량이 50 몰%가 되는 지점으로 정한다. 다시 말하면, 피복층(140)은 금 및/또는 팔라듐의 함량이 50 몰% 이상인 구간을 의미한다. 이러한 경계에서의 물질의 함량은 후술하는 오제이 전자 분광기로 측정할 수 있다.
<제조 방법>
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 본딩 와이어(100)의 제조 방법을 나타낸 블록도이다.
S200 단계: 고순도의 은(Ag)을 사용하거나, 또는 은을 주성분으로 하여 금(Au), 구리(Cu), 니켈(Ni), 팔라듐(Pd) 및 백금(Pt) 중 적어도 하나 이상의 원소를 약 0.01 내지 약 15 중량%가 되도록 용해 및 연속 주조를 진행하여 합금된 주조 재료를 제작할 수 있다. 고순도의 은 또는 합금된 주조 재료를 여러 단계의 연속 신선 과정을 거쳐 약 200㎛ 이하의 직경을 갖는 제1 와이어로 가공할 수 있다.
도 4의 제1 와이어의 제조 방법을 참조하여 좀 더 자세히 살펴보면, 원하는 조성을 갖도록 은(Ag)을 주성분으로 포함하는 금속 원료를 용해로에서 용해 주조하여 금속 원료의 합금액을 제조할 수 있다(S210). 이 때, 은(Ag) 이외의 성능 제어 성분인 베릴륨(Be), 칼슘(Ca), 세륨(Ce), 저머늄(Ge), 란탄(La) 및 마그네슘(Mg) 중 적어도 하나 이상의 원소를 1 내지 100 중량ppm 더 첨가할 수 있다. 성능 제어 성분은 미량만을 첨가하는 것으로, 100 중량ppm 초과하여 첨가하는 경우, 주 원소의 물성에 영향을 미칠 수 있다.
그 다음, 상기 금속 원료의 합금액을 냉각 및 응고시키고, 단조, 압연 등에 의해 합금 피스(piece)를 얻을 수 있다(S220). 이어서, 상기 합금 피스를 약 6mm 내지 약 9mm의 직경을 갖도록 1차 세선화할 수 있다(S230).
약 6mm 내지 약 9mm의 직경을 갖도록 세선화된 1차 세선을 신선 및 열처리한다(S240). 상기 신선 및 열처리 단계에서는 1차 세선을 점진적으로 세선화하고 열처리하는 과정을 포함할 수 있다. 상기 1차 세선을 세선화하기 위하여 다단계의 다이스(dice)를 통과시키며 세선의 단면적을 감소시킬 수 있다.
상기 세선의 직경이 약 0.5mm 내지 약 5mm 일 때 1차 열처리를 수행하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 1차 열처리는, 예를 들어, 약 550℃ 내지 약 700℃에서 약 0.5초 내지 약 5초 동안 수행될 수 있다. 더욱 바람직하게, 상기 1차 열처리는 약 600℃ 내지 약 650℃에서 약 2초 내지 약 4초 동안 수행될 수 있다.
선택적으로, 상기 세선의 직경이 약 0.05mm 내지 약 0.4mm 일 때 2차 열처리를 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 2차 열처리는, 예를 들어, 약 550℃ 내지 약 700℃에서 약 0.5초 내지 약 5초 동안 수행될 수 있다. 더욱 바람직하게, 상기 2차 열처리는 약 600℃ 내지 약 650℃에서 약 2초 내지 약 4초 동안 수행될 수 있다.
통상의 기술자는 상기 세선이 다수의 다이스를 순차적으로 통과함으로써 직경이 감소하는 것을 이해할 수 있을 것이다. 다시 말해, 상기 세선은 홀의 크기가 점진적으로 감소하도록 배열된 다수의 다이스들을 순차적으로 통과하면서 직경이 감소한다.
상기 열처리들은 상기 세선의 직경이 해당 범위에 속할 때, 임의의 다이스와 다이스의 사이에서 수행될 수 있다. 다시 말해, 상기 1차 열처리는 상기 세선의 직경이 약 0.5mm 내지 약 5mm일 때 임의의 두 다이스 사이에서 수행될 수 있다. 상기 2차 열처리는 상기 세선의 직경이 약 0.1mm 내지 약 0.5mm일 때 임의의 두 다이스 사이에서 수행될 수 있다.
계속하여 신선 가공을 통하여 원하는 직경의 본딩 와이어가 제조될 때까지 상기 세선을 신선함으로써 와이어의 단면을 감소시켜 나간다. 이 때, 다이스의 전후에서의 본딩 와이어의 단면감소율을 약 7% 내지 약 15%로 조절할 수 있다. 즉, 신선 중의 와이어가 하나의 다이를 통과할 때, 통과 후의 단면적이 통과 전의 단면적과 비교하여 약 7% 내지 약 15%만큼 감소하도록 공정을 구성할 수 있다. 특히, 50㎛ 이하 범위의 직경으로 신선하는 공정에서의 본딩 와이어의 단면 감소율은 약 7% 내지 약 15%로 조절되는 것이 바람직하다.
본딩 와이어의 단면감소율이 너무 높으면 본딩 와이어 내의 결정립의 산포가 과도하게 커질 수 있다. 또한, 본딩 와이어의 단면 감소율이 너무 낮으면 원하는 직경의 본딩 와이어를 얻는 데 필요한 신선 가공의 횟수가 너무 많아져서 경제적으로 불리할 수 있다.
선택적으로, 연신율(elongation)을 조절하기 위하여 신선이 완료된 이후에 추가 어닐링(annealing)이 수행될 수 있다(S250). 연신율을 조절하기 위한 어닐링 조건은 세선의 조성, 감면율, 열처리 조건 등에 의하여 달라질 수 있지만, 대략 400℃ 내지 600℃의 온도에서 약 1초 내지 약 20분 동안 수행될 수 있으며, 통상의 기술자는 구체적인 어닐링 조건을 적절히 선택할 수 있을 것이다.
상기 어닐링 온도가 너무 낮으면 본딩 시에 필요한 연성과 전성이 확보되지 않을 수 있고, 반대로 상기 어닐링 온도가 너무 높으면 결정립의 크기가 과도하게 커질 수 있고, 본딩 시 루프(loop)의 처짐과 같은 불량이 발생할 수 있어 바람직하지 않다.
또한, 상기 어닐링 시간이 너무 짧으면 가공에 필요한 연성과 전성이 확보되지 않을 수 있고, 반대로 상기 어닐링 시간이 너무 길면 결정립의 크기가 과도하게 커질 수 있고 경제적으로 불리하여 바람직하지 않다.
상기 어닐링 공정은, 예를 들어, 본딩 와이어를 노(furnace)에 적절한 속도로 통과시킴으로써 수행될 수 있다. 또한, 본딩 와이어를 노에 통과시키는 속도는 어닐링 시간과 노의 크기로부터 결정될 수 있다.
S300 단계: 제1 와이어에 소정의 두께로 확산 방지층을 형성하여 제2 와이어를 제작할 수 있다. 상기 확산 방지층을 형성하는 방법은 전해 도금, 무전해 도금, 스퍼터링 방식 등으로 진행할 수 있다. 도금으로 코발트(Co), 이리듐(Ir) 및 니켈(Ni) 중 적어도 하나 이상의 원소층을 형성하는 경우, 도금 공정 시 도금액의 pH는 대략 5(약산성) 내지 7(중성)로 하고, 도금액의 온도는 약 50℃로 유지할 수 있다. 이에 한정되는 것은 아니고, 통상의 기술자는 구체적인 도금 조건을 적절히 선택할 수 있을 것이다.
S400 단계: 제2 와이어에 소정의 두께로 피복층을 형성하여 제3 와이어를 제작할 수 있다. 상기 피복층은 S300 단계에서 확산 방지층을 형성하는 방법과 비교하여, 피복되는 물질만 금(Au) 및/또는 팔라듐(Pd)으로 상이할 뿐, 다른 제조 조건은 동일하거나 유사하므로, 여기서는 자세한 설명을 생략하도록 한다. 통상의 기술자는 구체적인 도금 조건을 적절히 선택할 수 있을 것이다.
S500 단계: 상기 제3 와이어에 전처리로써 전해 탈지 및 활성화 처리를 하며, 각 공정 후 수세와 에어 블로잉(air blowing)을 실시할 수 있다. 상기 제3 와이어에 전처리 공정을 진행 후, 본 발명의 실시예에 따른 본딩 와이어가 완성된다.
이하, 구체적인 비교예 및 실험예를 가지고 본 발명의 구성 및 효과를 보다 상세히 설명하지만, 이들 실험예는 단지 본 발명을 보다 명확하게 이해시키기 위한 것일 뿐 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 비교예 및 실험예에서 하기와 같은 방법으로 물성을 평가하였다.
1. 시험 방법
(1) 피복층 평균 은(Ag) 함량
피복층의 평균적인 은(Ag) 함량 분석은 오제이 전자 분광기(Auger Electron Spectroscopy)를 사용한 깊이 분포 측정 방식(depth profiling)을 이용하였다. 오제이 전자 분광기는 본딩 와이어의 표면으로부터 중심 방향으로 식각을 진행하면서, 어떠한 성분이 얼마나 포함되어 있는지 확인할 수 있는 장비로, 깊이에 따른 성분 분석이 가능해 피복층의 평균적인 은(Ag) 함량을 확인할 수 있다. 와이어 심재의 성분인 은이 피복층으로 확산되는 경우 피복층으로서의 기능이 저하될 수 있으므로, 피복층의 은 함량은 적을수록 바람직하다. 따라서, 본 발명에 기술적 사상에 따른 본딩 와이어는 피복층의 평균적인 은(Ag) 함량이 20 몰% 이하인 경우를 의미한다. 이 경우, 신뢰성이 우수한 본딩 와이어로 평가할 수 있다.
피복층의 평균적인 은(Ag) 함량이 10 몰% 이하인 경우 ◎, 10 초과 20 몰% 이하인 경우 ○, 20 초과 40 몰% 이하인 경우 △, 40 몰% 초과인 경우 ×로 평가하였다. 본 명세서에서, ◎는 매우 양호, ○는 양호, △는 보통, ×는 불량을 지칭한다.
(2) 피복층 외표면 은(Ag) 함량 및 결정 방위
① 피복층 외표면 은(Ag) 함량
피복층 외표면의 은(Ag) 함량 분석은 오제이 전자 분광기(Auger Electron Spectroscopy)를 사용한 깊이 분포 측정 방식(depth profiling)을 이용한다. 이는 앞서 살펴본 바와 동일하다. 와이어 심재의 성분인 은이 피복층의 외표면까지 확산되는 경우 피복층으로서의 기능이 현저하게 저하될 수 있으므로, 피복층 외표면의 은(Ag) 함량이 적을수록 바람직하다. 따라서, 본 발명에 기술적 사상에 따른 본딩 와이어는 피복층 외표면의 은(Ag) 함량이 10 몰% 이하인 경우를 의미한다. 이 경우, 신뢰성이 우수한 본딩 와이어로 평가할 수 있다.
피복층 외표면의 은(Ag) 함량이 5 몰% 이하인 경우 ◎, 5 초과 10 몰% 이하인 경우 ○, 10 초과 50 몰% 이하인 경우 △, 50 몰% 초과인 경우 ×로 평가하였다.
② 피복층 외표면 결정 방위
피복층 외표면의 결정 방위 분석은 전자회절패턴(electron backscatter diffraction, EBSD) 장비를 이용하여 본딩 와이어의 길이 방향으로 표면 결정 방위를 분석할 수 있다.
도 5의 (a)에서와 같이, 확산 방지층이 없는 경우 피복층 외표면의 결정 방위를 분석하면, 전자회절패턴이 적색으로 표시되며 대부분이 <100> 결정 방위인 것을 알 수 있다. 도 5의 (b)에서와 같이, 본 발명의 확산 방지층이 있는 경우 피복층 외표면의 결정 방위를 분석하면, 전자회절패턴이 청색으로 표시되며 대부분이 <111> 결정 방위인 것을 알 수 있다. 따라서, 피복층 외표면의 결정 방위가 <111>인 비율에 따라, 확산 방지층의 적절한 형성 여부를 미루어 판단할 수 있다. 따라서, 본 발명에 기술적 사상에 따른 본딩 와이어는 피복층 외표면의 <111> 결정 방위 분포가 전체 표면적에서 차지하는 비율이 50% 이상인 경우를 의미한다. 이 경우, 신뢰성이 우수한 본딩 와이어로 평가할 수 있다.
피복층 외표면의 <111> 결정 방위 분포가 전체 표면적에서 차지하는 비율이 75% 이상인 경우 ◎, 75% 미만 50% 이상인 경우 ○, 50% 미만 35% 이상인 경우 △, 35% 미만인 경우 ×로 평가하였다.
(3) 본딩 와이어 비저항
비저항은 저항, 본딩 와이어의 단면적 및 본딩 와이어의 길이에 관한 아래의 수식으로 표시할 수 있다.
Figure PCTKR2017011569-appb-I000001
본딩 와이어의 저항을 구하고 직경과 길이를 이용하여 비저항을 구한다. 본딩 와이어의 저항은 4점 저항 측정기(4 point probe)를 사용하여 본딩 와이어의 길이가 300㎜일 때의 저항을 구하고, 직경은 중량 측정법을 이용하여 구한다.
중량 측정법은 일정 길이의 본딩 와이어를 절단하여 무게를 측정하고, 무게, 길이 및 밀도를 이용하여 직경으로 환산할 수 있는 방법이다.
Figure PCTKR2017011569-appb-I000002
위의 수식에서 단면적을 통하여 직경을 계산할 수 있다. 본딩 와이어의 비저항이 낮을수록, 본딩 와이어의 전기적 특성은 우수하다고 판단할 수 있다. 또한, 본딩 와이어의 비저항이 너무 낮은 경우, 전기적 특성의 제어가 어려울 수 있다. 따라서, 본 발명에 기술적 사상에 따른 본딩 와이어는 비저항이 1.8 내지 6.0μΩ·㎝인 경우를 의미한다. 이 경우, 전기적 특성이 우수한 본딩 와이어로 평가할 수 있다.
본딩 와이어의 비저항이 1.8 이상 3.6μΩ·㎝ 이하인 경우 ◎, 3.6 초과 6.0μΩ·㎝ 이하인 경우 ○, 6.0 초과 10.0μΩ·㎝ 이하인 경우 △, 10.0μΩ·㎝ 초과인 경우 ×로 평가하였다.
(4) FAB의 특성
① FAB 진원도
FAB의 진원도는 FAB을 주사전자현미경(SEM)으로 관찰하여 도 6에서와 같은 이미지를 확보하여 판단한다.
도 6의 (a)에서와 같이, FAB의 형상이 원형이 유지되며 3군데 길이를 임의로 측정했을 때 차이가 없다면, FAB의 진원도는 100%로 나타낸다. 도 6의 (b)에서와 같이, FAB의 진원도는 FAB과 외접하는 원 및 FAB과 내접하는 원을 각각 그렸을 때, 상기 두 개의 원의 직경 차이로부터 계산한다.
Figure PCTKR2017011569-appb-I000003
도 6의 (b)에서의 FAB의 진원도를 위의 수식으로 구하면, 진원도는 80.1%에 해당한다. 도 6의 (c)에서와 같이, FAB의 일부분에 찌그러진 형태, 돌출된 형태 또는 함몰된 형태가 존재한다면, 이러한 FAB은 FAB의 진원도에 관계없이 불량으로 간주한다. FAB의 진원도가 100%에 가까울수록, 우수한 형상을 가진 것으로 판단할 수 있다. 따라서, 본 발명에 기술적 사상에 따른 본딩 와이어는 FAB의 진원도가 85% 이상인 경우를 의미한다. 이 경우, FAB의 특성이 우수한 본딩 와이어로 평가할 수 있다.
FAB의 진원도가 90% 이상인 경우 ◎, 90% 미만 85% 이상인 경우 ○, 85% 미만 75% 이상인 경우 △, 75% 미만인 경우 ×로 평가하였다.
② FAB 경도
FAB의 경도 측정은 마이크로 경도(microhardness) 측정이 가능한 장비인 Fisher사의 마이크로 경도계를 사용하여 측정하였다. 먼저, 본딩 와이어의 선단에 FAB을 형성한 후, 에폭시(epoxy)를 이용하여 몰딩을 진행한다. 에폭시가 완전하게 굳은 상태에서 FAB의 약 절반이 잘리도록 그라인딩(grinding) 및/또는 폴리싱(polishing)을 진행하고, 1/4㎛ 파우더를 사용하여 광택 작업을 진행한다. 상기 약 절반이 잘려진 FAB의 중심부에 20mN의 힘을 가했을 때의 비커스 경도(Hv)를 측정하여 FAB의 경도를 결정한다. FAB의 비커스 경도가 높을수록 본딩 시, 패드 크랙 등의 문제가 발생할 수 있다. 또한, FAB의 비커스 경도가 40Hv 미만인 경우, 본딩 형상이 불균형한 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 본 발명에 기술적 사상에 따른 본딩 와이어는 FAB의 경도가 40 내지 80Hv인 경우를 의미한다. 이 경우, FAB의 특성이 우수한 본딩 와이어로 평가할 수 있다.
FAB의 경도는 40 이상 60Hv 이하인 경우 ◎, 60 초과 80Hv 이하인 경우 ○, 80 초과 100Hv 이하인 경우 △, 100Hv 초과인 경우 ×로 평가하였다.
③ FAB 그레인 사이즈
FAB의 그레인 사이즈(grain size) 측정은 FAB을 에폭시로 몰딩한 후, 충분히 굳은 상태에서 Hitachi사 및/또는 Jeol사의 이온 광택기(Ion polisher)를 사용하여, FAB을 본딩 와이어의 길이 방향과 수평 방향으로 중심부를 자른다. 상기 잘라진 FAB에서 그레인의 사이즈를 측정한다. 그레인의 가로 및 세로 사이즈를 측정하여 대략적인 크기를 계산한다. FAB의 그레인 사이즈가 클수록, FAB의 강도가 낮아 패드 크랙이 발생하지 않는 것으로 판단할 수 있다. 따라서, 본 발명에 기술적 사상에 따른 본딩 와이어는 FAB의 그레인 사이즈가 10㎛2 이상인 경우를 의미한다. 이 경우, FAB의 특성이 우수한 본딩 와이어로 평가할 수 있다.
FAB의 그레인 사이즈는 15㎛2 이상인 경우 ◎, 15 미만 10㎛2 이상인 경우 ○, 10 미만 5㎛2 이상인 경우 △, 5㎛2 미만인 경우 ×로 평가하였다.
2. 시험 결과
상기 제조 방법에 의하여 준비된 시료는 아래의 표 1과 같고, 상기 준비된 시료를 대상으로 상기 시험 방법에 의하여 측정한 시험 결과는 아래의 표 2와 같다.
본 실험에 사용된 비교예 및 실험예의 본딩 와이어는, 와이어 심재의 은(Ag) 함량 및 합금원소를 달리하였고, 확산 방지층의 원소 및 두께를 달리하였으며, 피복층의 원소 및 두께를 달리하였다.
Figure PCTKR2017011569-appb-T000001
Figure PCTKR2017011569-appb-T000002
비교예 1 및 실험예 1에서, 비교예 1은 금(Au) 및 팔라듐(Pd)을 함유하고 은(Ag)의 함량이 84 중량%로 이루어진 합금 비율을 갖는 와이어 심재에 확산 방지층 및 피복층을 형성한 본딩 와이어 시료를 대상으로, 대기 중에서 FAB을 형성하여 관찰한 것이다. 이 경우에, 본딩 와이어의 비저항 및 FAB 경도가 불량이고, FAB 그레인 사이즈가 보통임을 알 수 있다. 이와 비교하여 실험예 1은 다른 조건은 동일하고, 은(Ag)의 함량이 90 중량%로 이루어진 합금 비율을 갖는 와이어 심재를 사용한 경우로서, 본딩 와이어의 비저항은 매우 양호하고, FAB 경도 및 FAB 그레인 사이즈는 양호함을 알 수 있다.
비교예 2 및 실험예 2에서, 비교예 2는 금(Au), 팔라듐(Pd) 및 백금(Pt)을 함유하고 은의 함량이 95 중량%로 이루어진 합금 비율을 갖는 와이어 심재에 확산 방지층을 형성하지 않고, 피복층을 형성한 본딩 와이어 시료를 대상으로, 대기 중에서 FAB을 형성하여 관찰한 것이다. 이 경우에, FAB 진원도 및 FAB 경도가 보통임을 알 수 있다. 이와 비교하여 실험예 2는 다른 조건은 동일하고, 확산 방지층을 25㎚의 두께로 형성한 경우로서, FAB 진원도 및 FAB 경도가 매우 양호함을 알 수 있다.
비교예 3 및 실험예 3에서, 비교예 3은 금(Au) 및 팔라듐(Pd)을 함유하고 은의 함량이 97 중량%로 이루어진 합금 비율을 갖는 와이어 심재에 확산 방지층을 52㎚의 두께로 형성하고, 피복층을 형성한 본딩 와이어 시료를 대상으로, 대기 중에서 FAB을 형성하여 관찰한 것이다. 이 경우에, FAB 진원도, FAB 경도 및 FAB 그레인 사이즈가 불량임을 알 수 있다. 이와 비교하여 실험예 3은 다른 조건은 동일하고, 확산 방지층을 20㎚의 두께로 형성하는 경우, FAB 진원도 및 FAB 경도는 양호하고, FAB 그레인 사이즈는 매우 양호함을 알 수 있다.
비교예 4 및 실험예 4에서, 비교예 4는 금(Au), 팔라듐(Pd) 및 구리(Cu)를 함유하고 은의 함량이 96 중량%로 이루어진 합금 비율을 갖는 와이어 심재에 확산 방지층을 형성하고, 피복층을 형성하지 않은 본딩 와이어 시료를 대상으로, 대기 중에서 FAB을 형성하여 관찰한 것이다. 이 경우에, FAB 진원도, FAB 경도 및 FAB 그레인 사이즈가 불량임을 알 수 있다. 이와 비교하여 실험예 4는 다른 조건은 동일하고, 피복층을 100㎚의 두께로 형성한 경우로서, FAB 진원도 및 FAB 경도는 매우 양호하고, FAB 그레인 사이즈는 양호함을 알 수 있다.
비교예 5 및 실험예 5에서, 비교예 5는 금(Au), 팔라듐(Pd) 및 니켈(Ni)을 함유하고 은의 함량이 98 중량%로 이루어진 합금 비율을 갖는 와이어 심재에 확산 방지층을 형성하고, 피복층을 170㎚의 두께로 형성한 본딩 와이어를 대상으로, 대기 중에서 FAB을 형성한 것이다. 이 경우에, FAB 진원도, FAB 경도 및 FAB 그레인 사이즈가 불량임을 알 수 있다. 이와 비교하여 실험예 5는 다른 조건은 동일하고, 피복층을 100㎚의 두께로 형성한 경우로서, FAB 진원도는 양호하고, FAB 경도 및 FAB 그레인 사이즈는 매우 양호함을 알 수 있다.
비교예 6 및 실험예 6에서, 비교예 6은 금(Au), 백금(Pt) 및 구리(Cu)를 함유하고 은의 함량이 96 중량%로 이루어진 합금 비율을 갖는 와이어 심재에 백금(Pt)을 포함하는 확산 방지층을 형성하고, 피복층을 형성한 본딩 와이어 시료를 대상으로, 대기 중에서 FAB을 형성하여 관찰한 것이다. 이 경우에, FAB 진원도, FAB 경도 및 FAB 그레인 사이즈가 불량임을 알 수 있다. 이와 비교하여 실험예 6은 다른 조건은 동일하고, 이리듐(Ir)을 포함하는 확산 방지층을 형성한 경우로서, FAB 진원도 및 FAB 경도는 매우 양호하고, FAB 그레인 사이즈는 양호함을 알 수 있다.
비교예 7 및 실험예 7에서, 비교예 7은 팔라듐(Pd) 및 백금(Pt)을 함유하고 은의 함량이 94 중량%로 이루어진 합금 비율을 갖는 와이어 심재에 확산 방지층을 형성하고, 백금(Pt)을 포함하는 피복층을 형성한 본딩 와이어 시료를 대상으로, 대기 중에서 FAB을 형성하여 관찰한 것이다. 이 경우에, FAB 진원도는 보통이고, FAB 경도 및 FAB 그레인 사이즈가 불량임을 알 수 있다. 이와 비교하여 실험예 7은 다른 조건은 동일하고, 팔라듐(Pd)을 포함하는 피복층을 형성한 경우로서, FAB 진원도, FAB 경도 및 FAB 그레인 사이즈는 양호함을 알 수 있다.
실험예 8 내지 실험예 12에서, 합금원소를 함유하고 은의 함량이 90 중량% 이상으로 이루어진 합금 비율을 갖는 와이어 심재에 코발트(Co), 이리듐(Ir) 및 니켈(Ni) 중 하나의 원소를 포함하는 확산 방지층을 3 내지 40㎚의 두께로 형성하고, 피복층을 형성한 본딩 와이어 시료를 대상으로, 대기 중에서 FAB을 형성하여 관찰한 것이다. 이 경우에, FAB 진원도, FAB 경도 및 FAB 그레인 사이즈는 매우 양호하거나, 양호함을 알 수 있다.
즉, 확산 방지층을 구성하는 코발트(Co), 이리듐(Ir) 및 니켈(Ni)은 귀금속, 예를 들어, 와이어 심재를 구성하는 은(Ag) 또는 피복층을 구성하는 금(Au) 및/또는 팔라듐(Pd)과 혼합물(mixture)을 형성할 수는 있으나, 금속간 화합물(intermetallic compound)을 형성하지는 않는다. 왜냐하면, 상기 확산 방지층을 구성하는 원소들과 상기 귀금속들의 각각의 상태도(phase diagram)를 살펴보면, 이들의 화합물은 본딩 와이어의 실사용 영역에서 형성되지 않기 때문이다.
실험예 11 내지 실험예 16에서, 합금원소를 함유하고 은의 함량이 90 중량% 이상으로 이루어진 합금 비율을 갖는 와이어 심재에 니켈(Ni)을 포함하는 확산 방지층을 3 내지 50㎚의 두께로 형성하고, 피복층을 형성한 본딩 와이어 시료를 대상으로, 대기 중에서 FAB을 형성하여 관찰한 것이다. 이 경우에, FAB 진원도, FAB 경도 및 FAB 그레인 사이즈는 매우 양호하거나, 양호함을 알 수 있다. 이와 비교하여 비교예 3을 보면, 니켈(Ni)을 포함하는 확산 방지층을 52㎚의 두께로 형성하였을 때, FAB 진원도, FAB 경도 및 FAB 그레인 사이즈가 불량임을 알 수 있다.
즉, 소정의 두께의 니켈(Ni)을 포함하는 확산 방지층은 FAB의 특성을 우수하게 할 수 있음을 알 수 있다. 그러나 확산 방지층이 일정 범위 이상으로 두꺼우면, 확산 방지층을 구성하는 원자들이 FAB의 형성 과정에서, 피복층에 영향을 주게 되어 FAB의 특성 저하를 야기시키는 것으로 판단된다.
실험예 17 내지 실험예 19에서, 합금원소를 함유하고 은의 함량이 90 중량% 이상으로 이루어진 합금 비율을 갖는 와이어 심재에 코발트(Co)를 포함하는 확산 방지층을 7 내지 15㎚의 두께로 형성하고, 피복층을 형성한 본딩 와이어 시료를 대상으로, 대기 중에서 FAB을 형성하여 관찰한 것이다. 이 경우에, FAB 진원도, FAB 경도 및 FAB 그레인 사이즈는 매우 양호하거나, 양호함을 알 수 있다.
즉, 소정의 두께의 코발트(Co)를 포함하는 확산 방지층은 FAB의 특성을 우수하게 할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 확산 방지층을 구성하는 원소는 귀금속과의 금속간 화합물을 형성하지 않는 원소로 선택될 수 있음을 알 수 있다.
실험예 20 내지 실험예 23에서, 합금원소를 함유하고 은의 함량이 90 중량% 이상으로 이루어진 합금 비율을 갖는 와이어 심재에 이리듐(Ir)을 포함하는 확산 방지층을 5 내지 20㎚의 두께로 형성하고, 피복층을 형성한 본딩 와이어 시료를 대상으로, 대기 중에서 FAB을 형성하여 관찰한 것이다. 이 경우에, FAB 진원도, FAB 경도 및 FAB 그레인 사이즈는 매우 양호하거나, 양호함을 알 수 있다.
즉, 소정의 두께의 이리듐(Ir)을 포함하는 확산 방지층은 FAB의 특성을 우수하게 할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 확산 방지층을 구성하는 원소는 귀금속과의 금속간 화합물을 형성하지 않는 원소로 선택될 수 있음을 알 수 있다.
실험예 16 및 실험예 25에서, 합금원소를 함유하고 은의 함량이 85 중량% 이상으로 이루어진 합금 비율을 갖는 와이어 심재에 니켈(Ni)을 포함하는 확산 방지층을 형성하고, 금(Au) 또는 팔라듐(Pd)을 포함하는 피복층을 형성한 본딩 와이어 시료를 대상으로, 대기 중에서 FAB을 형성하여 관찰한 것이다. 이 경우에, FAB 진원도, FAB 경도 및 FAB 그레인 사이즈는 매우 양호하거나, 양호함을 알 수 있다.
즉, 피복층으로서 금뿐만 아니라 팔라듐의 경우에도, 금과 동일하거나 유사한 FAB의 특성 개선 효과를 보이고 있음을 알 수 있다.
상기 시험 결과에 나타난 것처럼, 와이어 심재에 확산 방지층 및 피복층을 형성하는 경우, 본딩 와이어의 선단에 대기 중에서 FAB 형성 시에도 본딩 와이어의 비저항 및 FAB의 특성이 우수한 것을 알 수 있다.
확산 방지층 및 피복층 중 어느 하나를 형성하지 않는 경우에, FAB의 특성이 좋지 않은 결과를 나타냈고, 확산 방지층 및 피복층의 두께를 소정 두께 이상으로 두껍게 하는 경우에도, FAB의 특성이 좋지 않은 결과를 나타냈다. 또한, 확산 방지층으로 코발트(Co), 이리듐(Ir) 및 니켈(Ni) 중 적어도 하나를 사용하지 않은 경우에도, FAB의 특성이 좋지 않은 결과를 나타냈다. 이러한 특성이 좋지 않은 FAB이 형성된 본딩 와이어를 기판 상의 본딩 패드에 본딩 시, 도 7의 (a)에서와 같이, 피복층에 포함된 금(Au)이 내부에 전체적으로 퍼져서 분포하는 것을 알 수 있다. 즉, FAB의 외표면이 금(Au)으로 피복되어 있지 않음을 알 수 있다.
반면에, 도 7의 (b)에서와 같이, 본딩 와이어에 확산 방지층 및 피복층을 소정의 원소 및 소정의 두께로 형성하는 경우, FAB의 특성이 우수한 결과를 나타냈다. 이러한 특성이 우수한 FAB이 형성된 본딩 와이어를 기판 상의 본딩 패드에 본딩 시, 본딩된 FAB의 외표면으로 피복층에 포함된 금(Au)의 리치 영역이 형성되어 있음을 알 수 있다. 즉, 피복층이 전체적인 형상을 유지하면서 본딩 특성의 향상을 가져와 본딩 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
결론적으로, 비교예에서와 같이 와이어 심재에 소정 원소로 소정 두께의 확산 방지층을 형성하지 않고, 피복층을 형성한 경우 및 와이어 심재에 확산 방지층을 형성하고, 소정 원소로 소정 두께의 피복층을 형성하지 않은 경우에 있어서, FAB의 특성이 본 발명의 실시예들에 비해서 우수하지 못한 것을 알 수 있다. 이러한 FAB의 특성은 FAB을 기판 상의 본딩 패드에 본딩 시, 본딩 와이어의 본딩 신뢰성에 영향을 미칠 수 있다.
따라서, 와이어 심재에 소정 원소로 소정 두께의 확산 방지층을 형성하고, 상기 확산 방지층에 소정 원소로 소정 두께의 피복층을 형성하는 본 발명의 실시예들에 의하면, 질소 분위기를 형성하지 않고 대기 중에서 본딩 와이어 선단에 FAB을 형성하여도, FAB의 특성이 양호한 결과를 얻을 수 있다. 본 발명의 기술적 사상에 따르면, 신뢰성 등의 특성이 우수한 본딩 와이어를 상대적으로 낮은 제조 단가로 제작할 수 있다는 장점을 가진다고 판단된다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (10)

  1. 은(Ag)의 함량을 85 내지 99.99 중량%로 하고, 잔부는 금(Au), 구리(Cu), 니켈(Ni), 팔라듐(Pd) 및 백금(Pt) 중 적어도 하나 이상의 원소를 포함하는 와이어 심재;
    금(Au) 및 팔라듐(Pd) 중 적어도 하나 이상의 원소를 포함하는 피복층; 및
    상기 와이어 심재 및 상기 피복층 사이에, 코발트(Co), 이리듐(Ir) 및 니켈(Ni) 중 적어도 하나 이상의 원소를 포함하는 확산 방지층;
    을 포함하는 본딩 와이어.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 피복층은 금(Au) 및 팔라듐(Pd) 중 적어도 하나 이상의 원소를 50 몰% 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 본딩 와이어.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 와이어 심재에, 베릴륨(Be), 칼슘(Ca), 세륨(Ce), 저머늄(Ge), 란탄(La) 및 마그네슘(Mg) 중 적어도 하나 이상의 원소를 1 내지 100 중량ppm 더 포함하는 것을 특징으로 하는 본딩 와이어.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 피복층에서 은(Ag)의 평균 함량이 20 몰% 이하인 것을 특징으로 하는 본딩 와이어.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 피복층의 외표면에서 은(Ag)의 함량이 10 몰% 이하인 것을 특징으로 하는 본딩 와이어.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 피복층의 외표면을 구성하는 원소의 결정 방위는 <111> 방향이 50% 이상인 것을 특징으로 하는 본딩 와이어.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 본딩 와이어의 선단에 프리 에어 볼(Free Air Ball)을 형성할 때,
    상기 프리 에어 볼의 진원도가 85% 이상인 것을 특징으로 하는 본딩 와이어.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 본딩 와이어의 선단에 프리 에어 볼을 형성할 때,
    상기 프리 에어 볼의 단면 경도가 40 내지 80Hv인 것을 특징으로 하는 본딩 와이어.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 본딩 와이어의 선단에 프리 에어 볼을 형성할 때,
    상기 프리 에어 볼의 평균 그레인 사이즈가 10㎛2 이상인 것을 특징으로 하는 본딩 와이어.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 본딩 와이어의 비저항은 1.8 내지 6.0μΩ·㎝인 것을 특징으로 하는 본딩 와이어.
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