JPH0211013B2 - - Google Patents
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- JPH0211013B2 JPH0211013B2 JP58014168A JP1416883A JPH0211013B2 JP H0211013 B2 JPH0211013 B2 JP H0211013B2 JP 58014168 A JP58014168 A JP 58014168A JP 1416883 A JP1416883 A JP 1416883A JP H0211013 B2 JPH0211013 B2 JP H0211013B2
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- rare
- earth element
- strength
- annealing
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- 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
- H10W72/01—Manufacture or treatment
- H10W72/015—Manufacture or treatment of bond wires
-
- 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
- H10W72/01—Manufacture or treatment
- H10W72/015—Manufacture or treatment of bond wires
- H10W72/01551—Changing the shapes of bond wires
-
- 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
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- H10W72/01—Manufacture or treatment
- H10W72/015—Manufacture or treatment of bond wires
- H10W72/01565—Thermally treating
-
- 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
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- H10W72/50—Bond wires
-
- 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
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- 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
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- 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]
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- Wire Bonding (AREA)
Description
この発明は、半導体装置の製造に際して施され
るワイヤ・ボンデイングに使用するのに適した
Cu合金細線に関するものである。 一般に、半導体装置としては、トランジスタや
IC，さらにLSIなどが知られているが、例えばIC
などの半導体装置は、 (a) Cu合金の板材または条材の片面に、Au，
Ag，Ni，およびその合金などのメツキ層を形
成したものからなるリード素材を用意し、 (b) 上記リード素材にプレス打抜き加工を施して
製造せんとする半導体装置の形状に適合したリ
ードフレームとし、 (c) 上記リードフレームの所定個所に高純度Siま
たはGeなどの半導体素子を上記メツキ層を介
して熱圧着し、 (d) 上記リードフレームと上記半導体素子に対し
て、AuまたはAu合金細線を用い、熱圧着また
は超音波熱圧着にてワイヤ・ボンデイングを施
し、 (e) 上記半導体素子、上記AuまたはAu合金細
線、および半導体素子が取付けられている部分
のリードフレームをプラスチツクパツクし、 (f) 最終的に、上記リードフレームにおける相互
に連なる部分を切除してリード材とする、 以上(a)〜(f)の主要工程によつて製造されてい
る。 上記のように半導体装置の製造に際しては、ワ
イヤ・ボンデイング（結線）用として高価なAu
またはAu合金細線を使用しているために、これ
が半導体装置のコスト高の原因の１つとなつてお
り、さらにAuおよびAu合金細線は結線時の高温
での機械的強度、特に破断強さが十分でないこと
から、高速のワイヤ・ボンデイング装置を用いた
場合には断線したり、結線にたるみが生じ、シヨ
ート（短絡）の原因となるなどの問題点を有する
ものであつた。 本発明者等は、上述のような観点から、ワイ
ヤ・ボンデイング用細線に要求される導電性およ
び高温強度を有し、かつ細線自体のコストが安い
ワイヤ・ボンデイング用細線を開発すべく研究を
行なつた結果、重量％で（以下％は重量％を示
す）、希土類元素のうちの１種または２種以上：
0.0005〜2.0％を含有し、さらに必要に応じて、
Ge，Be，およびCaのうちの１種または２種以
上：0.0005〜0.5％を含有し、 残りがCuと不可避不純物からなる組成を有す
るCU合金細線は、すぐれた導電性および高温強
度を有し、したがつて、これを半導体装置のワイ
ヤ・ボンデイング用として使用した場合に強度不
足による上記のような問題点発生を皆無とするこ
とができるばかりでなく、より一層の細線化が可
能となり、かつCu合金であるためにAuおよびAu
合金に比して著しくコストの安いものとなるとい
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
のであつて、以下に成分組成を上記の通りに限定
した理由を説明する。 (a) 希土類元素 希土類元素には、上記のように高温強度、す
なわち高温破断強さおよび高温引張強さを向上
させる作用があるが、その含有量が0.0005％未
満では前記作用に所望の効果が得られず、一方
2.0％を越えて含有させると、伸線加工性が劣
化するようになることから、その含有量を
0.0005〜2.0％と定めた。 (b) Ge，Be，およびCa これらの成分には、希土類元素との共存にお
いて、さらに一段と高温強度を向上せしめる作
用があるので、必要に応じて含有されるが、そ
の含有量が0.0005％未満では所望の高温強度改
善効果が得られず、一方0.5％を越えて含有さ
せると、硬さ向上が著しくなつて伸線加工が困
難になるばかりでなく、結線時に半導体素子を
損傷するようになることから、その含有量を
0.0005〜0.5％と定めた。 つぎに、この発明のCu合金細線を実施例に
より具体的に説明する。 実施例 通常の真空溶解法により、それぞれ第１表に示
される成分組成をもつた溶湯を調製し、直径：55
mmφ×長さ：150mmのビレツトに鋳造し、面削し
て直径：50mmφ×長さ：140mmの寸法とし、つい
で溝型ロールを使用し、断面加工率：35％の冷間
圧延を施した後、真空中、温度：300℃に加熱保
持の焼鈍を１サイクルとして、所定サイクルを施
すことによつて直径：８mmφの線材に加工し、引
続いて、この線材にダイスにより皮むき加工を施
して直径：7.5mmφとした後、ダイスを使用し、
断面加工率：50％の線引き加工、および真空中、
温度：300℃に加熱保持の焼鈍を１サイクルとす
る線引き加工を所定サイクル施すことによつて、
直径：25μｍを有する本発明Cu合金細線１〜19を
それぞれ製造した。 ついで、この結果得られた本発明Cu合金細線
１〜19について、導電性を測定すると共に、高温
強度を評価する目的で、ワイヤ・ボンデイング時
の作業温度に相当する250℃での高温破断強さ、
並びにSi半導体素子へのボンデイング後の接合強
度を評価する目的で、接合部の剪断荷重をそれぞ
れ測定した。これらの測定結果を第１表に合せて
示した。なお、第１表には比較の目的で、直径：
るワイヤ・ボンデイングに使用するのに適した
Cu合金細線に関するものである。 一般に、半導体装置としては、トランジスタや
IC，さらにLSIなどが知られているが、例えばIC
などの半導体装置は、 (a) Cu合金の板材または条材の片面に、Au，
Ag，Ni，およびその合金などのメツキ層を形
成したものからなるリード素材を用意し、 (b) 上記リード素材にプレス打抜き加工を施して
製造せんとする半導体装置の形状に適合したリ
ードフレームとし、 (c) 上記リードフレームの所定個所に高純度Siま
たはGeなどの半導体素子を上記メツキ層を介
して熱圧着し、 (d) 上記リードフレームと上記半導体素子に対し
て、AuまたはAu合金細線を用い、熱圧着また
は超音波熱圧着にてワイヤ・ボンデイングを施
し、 (e) 上記半導体素子、上記AuまたはAu合金細
線、および半導体素子が取付けられている部分
のリードフレームをプラスチツクパツクし、 (f) 最終的に、上記リードフレームにおける相互
に連なる部分を切除してリード材とする、 以上(a)〜(f)の主要工程によつて製造されてい
る。 上記のように半導体装置の製造に際しては、ワ
イヤ・ボンデイング（結線）用として高価なAu
またはAu合金細線を使用しているために、これ
が半導体装置のコスト高の原因の１つとなつてお
り、さらにAuおよびAu合金細線は結線時の高温
での機械的強度、特に破断強さが十分でないこと
から、高速のワイヤ・ボンデイング装置を用いた
場合には断線したり、結線にたるみが生じ、シヨ
ート（短絡）の原因となるなどの問題点を有する
ものであつた。 本発明者等は、上述のような観点から、ワイ
ヤ・ボンデイング用細線に要求される導電性およ
び高温強度を有し、かつ細線自体のコストが安い
ワイヤ・ボンデイング用細線を開発すべく研究を
行なつた結果、重量％で（以下％は重量％を示
す）、希土類元素のうちの１種または２種以上：
0.0005〜2.0％を含有し、さらに必要に応じて、
Ge，Be，およびCaのうちの１種または２種以
上：0.0005〜0.5％を含有し、 残りがCuと不可避不純物からなる組成を有す
るCU合金細線は、すぐれた導電性および高温強
度を有し、したがつて、これを半導体装置のワイ
ヤ・ボンデイング用として使用した場合に強度不
足による上記のような問題点発生を皆無とするこ
とができるばかりでなく、より一層の細線化が可
能となり、かつCu合金であるためにAuおよびAu
合金に比して著しくコストの安いものとなるとい
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
のであつて、以下に成分組成を上記の通りに限定
した理由を説明する。 (a) 希土類元素 希土類元素には、上記のように高温強度、す
なわち高温破断強さおよび高温引張強さを向上
させる作用があるが、その含有量が0.0005％未
満では前記作用に所望の効果が得られず、一方
2.0％を越えて含有させると、伸線加工性が劣
化するようになることから、その含有量を
0.0005〜2.0％と定めた。 (b) Ge，Be，およびCa これらの成分には、希土類元素との共存にお
いて、さらに一段と高温強度を向上せしめる作
用があるので、必要に応じて含有されるが、そ
の含有量が0.0005％未満では所望の高温強度改
善効果が得られず、一方0.5％を越えて含有さ
せると、硬さ向上が著しくなつて伸線加工が困
難になるばかりでなく、結線時に半導体素子を
損傷するようになることから、その含有量を
0.0005〜0.5％と定めた。 つぎに、この発明のCu合金細線を実施例に
より具体的に説明する。 実施例 通常の真空溶解法により、それぞれ第１表に示
される成分組成をもつた溶湯を調製し、直径：55
mmφ×長さ：150mmのビレツトに鋳造し、面削し
て直径：50mmφ×長さ：140mmの寸法とし、つい
で溝型ロールを使用し、断面加工率：35％の冷間
圧延を施した後、真空中、温度：300℃に加熱保
持の焼鈍を１サイクルとして、所定サイクルを施
すことによつて直径：８mmφの線材に加工し、引
続いて、この線材にダイスにより皮むき加工を施
して直径：7.5mmφとした後、ダイスを使用し、
断面加工率：50％の線引き加工、および真空中、
温度：300℃に加熱保持の焼鈍を１サイクルとす
る線引き加工を所定サイクル施すことによつて、
直径：25μｍを有する本発明Cu合金細線１〜19を
それぞれ製造した。 ついで、この結果得られた本発明Cu合金細線
１〜19について、導電性を測定すると共に、高温
強度を評価する目的で、ワイヤ・ボンデイング時
の作業温度に相当する250℃での高温破断強さ、
並びにSi半導体素子へのボンデイング後の接合強
度を評価する目的で、接合部の剪断荷重をそれぞ
れ測定した。これらの測定結果を第１表に合せて
示した。なお、第１表には比較の目的で、直径：
【表】
【表】
25μｍのAu細線の測定結果も示した。
第１表に示される結果から、本発明CU合金細
線１〜19は、いずれも半導体装置のワイヤ・ボン
デイング用細線に要求さる導電性を有し、かつ
Au細線に比して著しくすぐれた高温強度および
接合強度をもつことが明らかである。 上述のように、この発明のCu合金細線は、導
電性並びにすぐれた高温強度および接合強度を有
するので、これを半導体装置のワイヤ・ボンデイ
ング用として用いた場合、特に結線の高速化に際
しても破断やたるみの発生がなく、かつより細い
細線での適用も可能であり、しかもAuおよびAu
合金細線に比して著しく安価であるなど工業上有
用な効果をもたらすものである。
線１〜19は、いずれも半導体装置のワイヤ・ボン
デイング用細線に要求さる導電性を有し、かつ
Au細線に比して著しくすぐれた高温強度および
接合強度をもつことが明らかである。 上述のように、この発明のCu合金細線は、導
電性並びにすぐれた高温強度および接合強度を有
するので、これを半導体装置のワイヤ・ボンデイ
ング用として用いた場合、特に結線の高速化に際
しても破断やたるみの発生がなく、かつより細い
細線での適用も可能であり、しかもAuおよびAu
合金細線に比して著しく安価であるなど工業上有
用な効果をもたらすものである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 希土類元素のうちの１種または２種以上：
0.0005〜2.0重量％を含有し、残りがCuと不可避
不純物からなる組成を有することを特徴とする半
導体装置のワイヤ・ボンデイング用Cu合金細線。 ２ 希土類元素のうちの１種または２種以上：
0.0005〜2.0重量％を含有し、さらにGe，Be，お
よびCaのうちの１種または２種以上：0.0005〜
0.5重量％を含有し、残りがCuと不可避不純物か
らなる組成を有することを特徴とする半導体装置
のワイヤ・ボンデイング用Cu合金細線。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58014168A JPS59139662A (ja) | 1983-01-31 | 1983-01-31 | 半導体装置のワイヤ・ボンデイング用Ｃｕ合金細線 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58014168A JPS59139662A (ja) | 1983-01-31 | 1983-01-31 | 半導体装置のワイヤ・ボンデイング用Ｃｕ合金細線 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59139662A JPS59139662A (ja) | 1984-08-10 |
| JPH0211013B2 true JPH0211013B2 (ja) | 1990-03-12 |
Family
ID=11853607
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58014168A Granted JPS59139662A (ja) | 1983-01-31 | 1983-01-31 | 半導体装置のワイヤ・ボンデイング用Ｃｕ合金細線 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59139662A (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6120693A (ja) * | 1984-07-06 | 1986-01-29 | Toshiba Corp | ボンデイングワイヤ− |
| JPS6148544A (ja) * | 1984-08-16 | 1986-03-10 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 軟化温度の低い高導電用銅合金 |
| JPS6152333A (ja) * | 1984-08-21 | 1986-03-15 | Toshiba Corp | ボンデイングワイヤ− |
| JPH0785485B2 (ja) * | 1986-07-23 | 1995-09-13 | 株式会社東芝 | 半導体装置 |
| JPS643903A (en) * | 1987-06-25 | 1989-01-09 | Furukawa Electric Co Ltd | Thin copper wire for electronic devices and manufacture thereof |
| JP2501303B2 (ja) * | 1994-04-11 | 1996-05-29 | 株式会社東芝 | 半導体装置 |
| JP2501305B2 (ja) * | 1994-06-06 | 1996-05-29 | 株式会社東芝 | 半導体装置 |
| JP2501306B2 (ja) * | 1994-07-08 | 1996-05-29 | 株式会社東芝 | 半導体装置 |
| JP4691533B2 (ja) * | 2006-08-31 | 2011-06-01 | 新日鉄マテリアルズ株式会社 | 半導体装置用銅合金ボンディングワイヤ |
| US8610291B2 (en) | 2006-08-31 | 2013-12-17 | Nippon Steel & Sumikin Materials Co., Ltd. | Copper alloy bonding wire for semiconductor device |
| JP4705078B2 (ja) * | 2006-08-31 | 2011-06-22 | 新日鉄マテリアルズ株式会社 | 半導体装置用銅合金ボンディングワイヤ |
| JP2008182170A (ja) * | 2006-12-28 | 2008-08-07 | Hitachi Cable Ltd | 太陽電池用はんだめっき線及びその製造方法並びに太陽電池 |
-
1983
- 1983-01-31 JP JP58014168A patent/JPS59139662A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59139662A (ja) | 1984-08-10 |
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