JPH0140096B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0140096B2 JPH0140096B2 JP60062974A JP6297485A JPH0140096B2 JP H0140096 B2 JPH0140096 B2 JP H0140096B2 JP 60062974 A JP60062974 A JP 60062974A JP 6297485 A JP6297485 A JP 6297485A JP H0140096 B2 JPH0140096 B2 JP H0140096B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- copper
- copper material
- wire
- ppm
- extremely soft
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/50—Bond wires
- H10W72/551—Materials of bond wires
- H10W72/552—Materials of bond wires comprising metals or metalloids, e.g. silver
- H10W72/5522—Materials of bond wires comprising metals or metalloids, e.g. silver comprising gold [Au]
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/50—Bond wires
- H10W72/551—Materials of bond wires
- H10W72/552—Materials of bond wires comprising metals or metalloids, e.g. silver
- H10W72/5525—Materials of bond wires comprising metals or metalloids, e.g. silver comprising copper [Cu]
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
この発明は、ビツカーズ硬さ（Hv）で49以下
のきわめて低い硬さを有し、特に半導体装置の組
立てにボンデイングワイヤとして用いるのに適し
た極軟質銅材の製造法に関するものである。 〔従来の技術〕 一般に、半導体装置には、トランジスタやIC、
さらにLSIなどがあり、これら半導体装置の組立
てにはボンデイングワイヤとして金極細線が用い
られていることはよく知られるところである。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかし、金極細線はきわめて高価であるため
に、これを無酸素銅や再電解銅、さらに再再電解
銅などの高純度銅で構成された銅極細線で代替す
る試みもなされたが、これら従来銅極細線は、十
分に焼鈍を施した状態でもHvで約52〜60の硬さ
を示し、Hvで約42の硬さを示す金極細線に比し
て硬質であり、したがつて、これをボンデイング
ワイヤとして使用すると、ボンデイング時に、ワ
イヤ先端に形成されたボールによつて、例えばSi
などの半導体素子の表面に形成されたAl合金の
配線皮膜が破損され易くなるなど、金極細線ほど
円滑にボールボンデイングを行なうことができな
いのが現状である。 〔問題点を解決するための手段〕 そこで、本発明者等は、上述のような観点か
ら、半導体装置の組立てにボンデイングワイヤと
して使用しても半導体素子表面の配線皮膜などを
傷つけることなく、円滑にボールボンデイングを
行なうことができる極軟質の銅極細線を得べく、
特にこれら銅極細線の素材である高純度銅の軟質
化について研究を行なつた結果、 高純度銅に、精製成分としてMg、Ca、Ti、
Zr、およびHfのうちの１種または２種以上、さ
らに必要に応じて希土類元素のうちの１種または
２種以上を重量比で0.1〜100ppm含有させたもの
からなる銅素材を用意し、 ついで、この銅素材に対して帯域溶融法による
精製処理を施すと、この結果得られた銅材は、例
えば半導体装置の組立てにボンデイングワイヤと
して用いた場合に、高速でのボールボンデイング
を可能とするHvで49以下のきわめて軟質なもの
となるという知見を得たのである。 この発明は、上記知見にもとづいてなされたも
のであり、かつ上記の軟質化は、高純度銅中に添
加含有させた精組成分が、この高純度銅中に不可
避不純物として含有するＳやAg成分などと結合
して化合物を形成し、この化合物が帯域溶融法に
よる精製処理で容易に除かれることによるもので
あり、したがつて、上記精製成分の含有量が
0.1ppm未満では所望の軟質化をはかることがで
きず、一方100ppmを越えて含有させると精製処
理後も精製成分が合金成分として残存する量が多
くなつて硬さ上昇の要因となることから、その含
有量を0.1〜100ppmと定めた。また、Mg、Ca、
Ti、Zr、およびHfに対して、希土類元素を併用
することによつて精製処理が一層促進されるよう
になる。 〔実施例〕 つぎに、この発明の方法を実施例により説明す
る。 まず、原料の高純度銅として、Ｓ：5ppm、
Ag：3ppmを含有する純度：99.999％の再電解銅
を用意し、真空溶解炉にて前記再電解銅を溶解
し、これに所定量の精製成分を添加含有させるこ
とによつて、それぞれ第１表に示される成分組成
をもつた銅素材を調製し、ついで、断面：10mm□
×長さ：250mmのインゴツトに鋳造した後、この
銅素材に、真空中で５回の帯域溶融法による精製
処理を施すことによつて本発明法１〜16を実施
し、それぞれ極軟質銅材を製造した。 つぎに、この結果得られた極軟質銅材の精製処
理開始側の端部から硬さ測定用試験片を採取し、
この試験片に、温度：600℃に30分間保持の条件
で焼鈍処理を施し、引続いて試験片採取時の切断
研摩歪による加工硬化の影響を除くために硝酸に
よる十分な酸洗エツチングを施し、この状態でビ
ツカーズ硬さを測定した。これらの測定結果を第
１表に示した。なお、第１表には上記精製処理前
の硬さも示した。 また、比較の目的で、上記インゴツトと同一の
寸法をもつた上記再電解銅、並びにこの再電解銅
をさらに電解したものからなる再再電解銅を高純
度銅として用意し、ビツカーズ硬さを測定した
後、これに直接同一の条件で精製処理を施すこと
によつて比較法１、２を行ない、さらに同一の条
件で試験片採取、焼鈍処理、および酸洗エツチン
グを行ない、この状態でビツカーズ硬さを測定し
た。これらの測定結果も第１表に示した。 〔発明の効果〕 第１表に示される結果から、本発明法１〜16に
よれば、いずれの場合もHvで49以下のきわめて
低い硬さを有する極軟質銅材が得られるのに対し
て、比較法１、２に見られるように、精製成分を
含有しない場合には帯域溶融法による精製処理に
よつても著しい軟質化は不可能であることが
のきわめて低い硬さを有し、特に半導体装置の組
立てにボンデイングワイヤとして用いるのに適し
た極軟質銅材の製造法に関するものである。 〔従来の技術〕 一般に、半導体装置には、トランジスタやIC、
さらにLSIなどがあり、これら半導体装置の組立
てにはボンデイングワイヤとして金極細線が用い
られていることはよく知られるところである。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかし、金極細線はきわめて高価であるため
に、これを無酸素銅や再電解銅、さらに再再電解
銅などの高純度銅で構成された銅極細線で代替す
る試みもなされたが、これら従来銅極細線は、十
分に焼鈍を施した状態でもHvで約52〜60の硬さ
を示し、Hvで約42の硬さを示す金極細線に比し
て硬質であり、したがつて、これをボンデイング
ワイヤとして使用すると、ボンデイング時に、ワ
イヤ先端に形成されたボールによつて、例えばSi
などの半導体素子の表面に形成されたAl合金の
配線皮膜が破損され易くなるなど、金極細線ほど
円滑にボールボンデイングを行なうことができな
いのが現状である。 〔問題点を解決するための手段〕 そこで、本発明者等は、上述のような観点か
ら、半導体装置の組立てにボンデイングワイヤと
して使用しても半導体素子表面の配線皮膜などを
傷つけることなく、円滑にボールボンデイングを
行なうことができる極軟質の銅極細線を得べく、
特にこれら銅極細線の素材である高純度銅の軟質
化について研究を行なつた結果、 高純度銅に、精製成分としてMg、Ca、Ti、
Zr、およびHfのうちの１種または２種以上、さ
らに必要に応じて希土類元素のうちの１種または
２種以上を重量比で0.1〜100ppm含有させたもの
からなる銅素材を用意し、 ついで、この銅素材に対して帯域溶融法による
精製処理を施すと、この結果得られた銅材は、例
えば半導体装置の組立てにボンデイングワイヤと
して用いた場合に、高速でのボールボンデイング
を可能とするHvで49以下のきわめて軟質なもの
となるという知見を得たのである。 この発明は、上記知見にもとづいてなされたも
のであり、かつ上記の軟質化は、高純度銅中に添
加含有させた精組成分が、この高純度銅中に不可
避不純物として含有するＳやAg成分などと結合
して化合物を形成し、この化合物が帯域溶融法に
よる精製処理で容易に除かれることによるもので
あり、したがつて、上記精製成分の含有量が
0.1ppm未満では所望の軟質化をはかることがで
きず、一方100ppmを越えて含有させると精製処
理後も精製成分が合金成分として残存する量が多
くなつて硬さ上昇の要因となることから、その含
有量を0.1〜100ppmと定めた。また、Mg、Ca、
Ti、Zr、およびHfに対して、希土類元素を併用
することによつて精製処理が一層促進されるよう
になる。 〔実施例〕 つぎに、この発明の方法を実施例により説明す
る。 まず、原料の高純度銅として、Ｓ：5ppm、
Ag：3ppmを含有する純度：99.999％の再電解銅
を用意し、真空溶解炉にて前記再電解銅を溶解
し、これに所定量の精製成分を添加含有させるこ
とによつて、それぞれ第１表に示される成分組成
をもつた銅素材を調製し、ついで、断面：10mm□
×長さ：250mmのインゴツトに鋳造した後、この
銅素材に、真空中で５回の帯域溶融法による精製
処理を施すことによつて本発明法１〜16を実施
し、それぞれ極軟質銅材を製造した。 つぎに、この結果得られた極軟質銅材の精製処
理開始側の端部から硬さ測定用試験片を採取し、
この試験片に、温度：600℃に30分間保持の条件
で焼鈍処理を施し、引続いて試験片採取時の切断
研摩歪による加工硬化の影響を除くために硝酸に
よる十分な酸洗エツチングを施し、この状態でビ
ツカーズ硬さを測定した。これらの測定結果を第
１表に示した。なお、第１表には上記精製処理前
の硬さも示した。 また、比較の目的で、上記インゴツトと同一の
寸法をもつた上記再電解銅、並びにこの再電解銅
をさらに電解したものからなる再再電解銅を高純
度銅として用意し、ビツカーズ硬さを測定した
後、これに直接同一の条件で精製処理を施すこと
によつて比較法１、２を行ない、さらに同一の条
件で試験片採取、焼鈍処理、および酸洗エツチン
グを行ない、この状態でビツカーズ硬さを測定し
た。これらの測定結果も第１表に示した。 〔発明の効果〕 第１表に示される結果から、本発明法１〜16に
よれば、いずれの場合もHvで49以下のきわめて
低い硬さを有する極軟質銅材が得られるのに対し
て、比較法１、２に見られるように、精製成分を
含有しない場合には帯域溶融法による精製処理に
よつても著しい軟質化は不可能であることが
【表】
明らかである。
上述のように、この発明の方法によれば、Hv
で49以下のきわめて軟質の銅材を製造することが
でき、したがつて、この極軟質銅材から製造した
銅極細線は、これを、例えば半導体装置の組立て
にボンデイングワイヤとして用いた場合に、従来
用いられている金極細線と同等の高速でのボール
ボンデイングによつても半導体素子の配線皮膜を
破損することがなく、金極細線の代替品として十
分に実用に供することができるものである。
で49以下のきわめて軟質の銅材を製造することが
でき、したがつて、この極軟質銅材から製造した
銅極細線は、これを、例えば半導体装置の組立て
にボンデイングワイヤとして用いた場合に、従来
用いられている金極細線と同等の高速でのボール
ボンデイングによつても半導体素子の配線皮膜を
破損することがなく、金極細線の代替品として十
分に実用に供することができるものである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 高純度銅に、精製成分としてMg、Ca、Ti、
Zr、およびHfのうちの１種または２種以上を重
量比で0.1〜100ppm含有させたものからなる銅素
材を用意し、 ついで、この銅素材に対して帯域溶融法による
精製処理を施すことを特徴とする極軟質銅材の製
造法。 ２ 高純度銅に、精製成分としてMg、Ca、Ti、
Zr、およびHfのうちの１種または２種以上と、
希土類元素のうちの１種または２種以上とを重量
比で0.1〜100ppm含有させたものからなる銅素材
を用意し、 ついで、この銅素材に対して帯域溶融法による
精製処理を施すことを特徴とする極軟質銅材の製
造法。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60062974A JPS61221335A (ja) | 1985-03-27 | 1985-03-27 | 極軟質銅材の製造法 |
| US06/844,350 US4676827A (en) | 1985-03-27 | 1986-03-26 | Wire for bonding a semiconductor device and process for producing the same |
| GB8607528A GB2175009B (en) | 1985-03-27 | 1986-03-26 | Wire for bonding a semiconductor device and process for producing the same |
| DE19863610587 DE3610587A1 (de) | 1985-03-27 | 1986-03-27 | Zum bonden von halbleitervorrichtungen geeigneter draht und verfahren zu dessen herstellung |
| US07/036,249 US4717436A (en) | 1985-03-27 | 1987-04-09 | Wire for bonding a semiconductor device |
| GB8828948A GB2210061B (en) | 1985-03-27 | 1988-12-12 | Wire for use in the bonding of a semiconductor device |
| SG93090A SG93090G (en) | 1985-03-27 | 1990-11-17 | Wire for use in the bonding of a semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60062974A JPS61221335A (ja) | 1985-03-27 | 1985-03-27 | 極軟質銅材の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61221335A JPS61221335A (ja) | 1986-10-01 |
| JPH0140096B2 true JPH0140096B2 (ja) | 1989-08-25 |
Family
ID=13215831
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60062974A Granted JPS61221335A (ja) | 1985-03-27 | 1985-03-27 | 極軟質銅材の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61221335A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62127437A (ja) * | 1985-11-26 | 1987-06-09 | Tatsuta Electric Wire & Cable Co Ltd | 半導体素子用ボンデイング線 |
| JP2553082B2 (ja) * | 1987-05-26 | 1996-11-13 | 日立電線株式会社 | 銅の精製方法 |
| JPH01159338A (ja) * | 1987-12-15 | 1989-06-22 | Fujikura Ltd | 極細線用銅線材 |
| CN113290217B (zh) * | 2021-05-28 | 2022-09-23 | 金川集团股份有限公司 | 高纯无氧铜杆的真空连铸工艺 |
-
1985
- 1985-03-27 JP JP60062974A patent/JPS61221335A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61221335A (ja) | 1986-10-01 |
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