JPH02123685A - 金を含むワイヤを半田に接着する方法 - Google Patents

金を含むワイヤを半田に接着する方法

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JPH02123685A
JPH02123685A JP1242400A JP24240089A JPH02123685A JP H02123685 A JPH02123685 A JP H02123685A JP 1242400 A JP1242400 A JP 1242400A JP 24240089 A JP24240089 A JP 24240089A JP H02123685 A JPH02123685 A JP H02123685A
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Stephen G Starr
ステイブン・ジヨージ・スター
William C Ward
ウイリアム・キヤロル・ワード
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ、産業上の利用分野 この発明は、−船釣には、金または金合金ワイヤを銘／
Ｂ半田パッドに接着することに関する。
より詳しく述べると、この発明は、金または金合金ワイ
ヤの鉛／錫半田パッドへの、熱圧着、熱音波接着または
超音波接着による圧着に関連する。
この発明は特に、半導体チップ上のパッドにワイヤを接
着することに適用される。
Ｂ、従来技術 半導体チップの製造においては、半導体チップ上に形成
された接続パッドに様々なタイプのワイヤを接続する必
要がしばしばある。今まで、パッド及びワイヤの組成と
、ワイヤをそのようなパッドに接着するための技術は、
多くの異なる様式を採用してきた。従来技術のある構成
では、半導体チップに、ワイヤを接着するためのアルミ
ニウムまたはアルミニウム合金パッドを形成したものも
ある。多くの場合、金のワイヤが利用され、これは、熱
圧着によってパッドに接着される。このタイプの接着の
例が、米国特許第３０９１８４９号に開示されている。
この米国特許においては、金のワイヤが、下方の半導体
チップのシリコン表面に熱圧着される。接着の他の方法
としては、半田接着があり、これは、（鉛錫半田などの
）半田を使用し、やはり半田を含む別のパッドに対する
接着を形成するために、半田を溶融させる。このタイプ
の接着は、米国特許第３６６５５９０号に示されている
。
しかし、通常のりフロー技術を使用しては、金ワイヤと
、鉛錫半田の間の良好な接着を得ることが不可能である
ことが分かフでいる。その理由は、鉛錫半田のりフロー
が金を溶かし、金と半田の間の接着を形成しないからで
ある。
Ｃ１発明が解決しようとする問題点 本発明の目的は、金ワイヤと、鉛錫半田の間の良好な接
着を与える二とにある。
Ｄ０問題点を解決するための手段 本発明に従えば、注意深く制御された条件及びパラメー
タの下で、熱圧着技術によって、少なくとも５０％以上
の金を含む金合金と、Ｂ鉛半田の間に良好な接着を得る
ことができることが分かつた。これらの技術において、
錫鉛半田のパッドは、基板上に配置される。ワイヤの終
端は、金または金合金ボールに形成され、これは、少な
くとも５０％の金を含み、熱音波、超音波、熱圧着など
の圧着技術によって半田パッドに挿入される。このパッ
ドは、ワイヤの終端を受は入れ、そのときワイヤが、基
板に接触する程にはパッドを貫通せず、基板からは４隔
し、ゆえに錫鉛半田によって取り囲まれているような距
離に押し込まれるように、十分厚くなされている。そし
て、圧着技術は、極めて薄い金属間化合物をもたらし、
これがワイヤと半田の間の接着を与える。このように、
ワイヤは、基板に接触するまでに挿入されてはならず、
寧ろ、その周囲に金属間化合物の形成を可能ならしめる
に十分な程度に挿入されなくてはならない。
この圧着は、熱音波圧着、熱圧着、超音波圧着のどれで
もよい。さらに、圧着に続いて、ベーキングまたは加熱
工程を加えてもよく、これは、金属間化合物の厚さを増
大させ、以て撞着の強度を高めると考えられる。しかし
、加熱工程が必要かどうかは、圧着が実施された時点の
温度と、必要とされる接着の強度に依存する。
Ｅ、実施例 第１図を参照すると、鉛錫半田パッド上に圧着するため
の準備が出来た金ワイヤが、幾分図式的に示されている
。尚、圧着技術及びそれに使用される機械は、この分野
でよく知られているため、ここでは詳細に説明する必要
はないと考える。例えば、英国特許第２１３７９１４Ａ
号には、圧着のための典型的な装置と技術が示されてい
る。この技術においては、ワイヤを中に通すための細管
が設けられ、また、ワイヤの末端を加熱してそこにボー
ルを形成するための炎などの手段も与えられる。そして
、ボールが形成されると、機械がワイヤを、接着を行な
うべき基板に対して押し付ける。これは、基板の加熱、
または超音波エネルギの印加、またはその両方によって
行なうことができる。
第１図に示すように、ワイヤ１２が中を通される細ｖ：
１０が設けられている。ワイヤの末端は加熱され、慣用
的な方法でボール１４を形成するように溶融され、ボー
ル１４は固化されている。ワイヤ１２は、慣用的に半導
体チップ２０上に形成されたパッドである受台１８上に
付着された鉛錫半田材Ｉｌｌ　６に接着されるべきもの
である。受台１８の組成と構造はさまざまでよいが、好
適にはアルミニウム・ベース２２と、クロムの層２４と
、銅の層２６と、金の上ＩＪ２８から形成されたパッド
である。これは、ブリップチップ接着で使用される慣用
的なタイプの受台である。そのアルミニウムと銅の層の
厚さは典型的には約１μｍであり、金とクロムはそれぞ
れ約０．１μｍである。半田材料１６の厚さはさまざま
でよいけれども、この構成では慣用的に約３ミル（約０
．０７６２ｍｍ）である。唯一の必要条件は、材Ｉ４１
６が、第２図に示すように接着が行なわれたときに、ボ
ール１４の末端と受台材Ｎ１８の間に半田材料が存在す
るように、十分な厚さでなくてはならない。
第２図に示すように、圧着は、ワイヤ１２のボール１４
を半田材ｆ４１６に押し付けるようにして行なわれる。
このとき、半田材料１６は、好適には、公称約９５％の
鉛と約５％の錫をもつものである。もし望むなら、基板
とワイヤのどちらかまたは両方を加熱してもよく、その
加熱は、好適には９５℃と１８０℃の間である。いかな
る場合にも、加熱は、鉛錫合金の最も低い共融点よりも
低い温度でなくてはならず、その共融点はこの鉛錫半田
の場合１８３℃である。また、望むなら、基板の加熱に
併用して、または独立に、超音波エネルギを印加しても
よい。後方散乱電子（ＢＳＥ）を用いて、Ｊ、Ｅ、Ｏ，
Ｌ、　、ＪＸＩ−８４ＯＯｙｖｌ析電子ｒ＋ｏａ鏡上で
エネルギ分散分光（ＥＤＳ）及び波長分散分光（Ｗ　Ｄ
　Ｓ　）を使用して形成した接合の解析が実行され、こ
れにより界面領域の組成が決定された。これらの試論か
ら、金１４と半田１６の界面に、第２図参照番号３０で
示すように、金と錫の金属間化合物が形成されているこ
とが決定された。この金属間化合物は、半田と金の間の
接着を形成するものと考えられ、比較的強い機械的接着
が形成され、これは金ワイヤ１２と半田材１１１６の間
の良好且つ許容し得る相互接続を与えるものであること
が見出された。しかし、ボール１４か半田に貫通する距
離は、ボール１４か受台１８に届かないように停止する
ものであることが絶対の必要条件である。これは、接着
を与えるために、金属間化合物がボールの周囲のほとん
どの領域に形成されることを可能ならしめるためである
。もし金のボール１４が半田材料１６を突っ切って受台
１８に接触するところまで侵入してくると、そのような
金３間化合物か形成されず、以て必要な接着がもたらさ
れないことになる。さらに、接着の間の任意の時点また
はその後で、半田がその最も低い共融点、すなわちこの
場合１８３℃以上に加熱されると、金が半田に溶けて、
金属間化合物を形成しないようになり、満足の行く接着
が達成されないということになる。このため、いかなる
時点でも、作業は、半田材料１６の最も低い共融点より
も低い温度で実行されることが重要である。
この技術はまた、半田が付着される基板または受台の組
成に拘らず、半田が十分厚いような適用技術で使用する
ことができる。
尚、場合によっては、結果のＩｇ造を、９５℃と１８０
℃の間の１度町で加熱することにより、接着強度を幾分
高めることができることも分かっている。すなわち、そ
のような加熱は、金属間化合物３０の厚さを増大させ、
接着強度をある程度向上させる。しかし、多くの場合、
接着の条件と所望の接着強度ぽより５この後段の加熱工
程は省略することができる。なぜなら、この後段の加熱
工程は、ある程度の追加的な効果をもつものであるにす
ぎないからである。
また、この技術は、純金ワイヤのみならず金で被覆され
たワイヤでも効果を発揮することが分かっている。すな
わち、金メツキされた銅ワイヤで実験が行なわれた。し
かし、ボールが形成されたとき、有効な接合を形成する
ためには結果のボール構造に少なくとも５０％の金が存
在しなくてはならない、ということが分かった。もし金
が５０％以下だと、圧着が有効でなくなり、良好な接着
が得られないのである。それゆえ、金メツキされた銅ワ
イヤの場合、ワイヤ上の金メツキの厚さがワイヤ全体の
太さの少なくとも５０％はなくｒはならないことがわか
った。さらに、そのようなワイヤの組成は、１８０℃よ
り高い鉛錫の共融点に副えられることが分かった。金で
クラッドされたワイヤの場合、そのワイヤの周囲で鉛錫
かリフローし、ボールはワイヤを未接触状態のまま残し
。
これにより相互接続が達成される。
Ｆ０発明の詳細 な説明したように、本発明によれば、金を含むワイヤ末
端のボールを、基板に到達しないように半田層に挿入す
ることによって、金ワイヤと、鉛錫半田の間の良好な接
着を与えるものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は、ワイヤを半田に接着させる前の状態を示す図
、 第２図は、ワイヤを半田に挿入して加熱した後に、金属
間化合物が生じた様子を示す図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 金または金合金のワイヤを、表面上に配置された鉛錫半
    田に接着するための方法であって、（ａ）上記ワイヤに
    、少なくとも５０％の金を含む末端部を形成する工程と
    、 （ｂ）上記半田を、上記半田の最も低い共融点よりも低
    い温度に維持する工程と、 （ｃ）上記ワイヤの末端部を上記半田に圧着する工程を
    有し、 （ｄ）上記ワイヤは、上記末端部が上記半田に十分埋没
    するが上記末端部が上記表面に接触しない程度に上記半
    田に挿入され、以て上記末端部の少なくとも一部と上記
    半田の界面に金錫金属間化合物が形成されるようになさ
    れることを特徴とする、金を含むワイヤを半田に接着す
    る方法。
JP1242400A 1988-10-28 1989-09-20 金を含むワイヤを半田に接着する方法 Pending JPH02123685A (ja)

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Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5917707A (en) 1993-11-16 1999-06-29 Formfactor, Inc. Flexible contact structure with an electrically conductive shell
US4948030A (en) * 1989-01-30 1990-08-14 Motorola, Inc. Bond connection for components
US5076486A (en) * 1989-02-28 1991-12-31 Rockwell International Corporation Barrier disk
DE69021438T2 (de) * 1989-05-16 1996-01-25 Marconi Gec Ltd Verfahren zur Herstellung einer Flip-Chip-Lötstruktur für Anordnungen mit Gold-Metallisierung.
US5184206A (en) * 1990-10-26 1993-02-02 General Electric Company Direct thermocompression bonding for thin electronic power chips
US5206186A (en) * 1990-10-26 1993-04-27 General Electric Company Method for forming semiconductor electrical contacts using metal foil and thermocompression bonding
US5125558A (en) * 1990-12-04 1992-06-30 General Electric Company Method for welding components
US5175609A (en) * 1991-04-10 1992-12-29 International Business Machines Corporation Structure and method for corrosion and stress-resistant interconnecting metallurgy
US5820014A (en) 1993-11-16 1998-10-13 Form Factor, Inc. Solder preforms
US7073254B2 (en) 1993-11-16 2006-07-11 Formfactor, Inc. Method for mounting a plurality of spring contact elements
US20020053734A1 (en) 1993-11-16 2002-05-09 Formfactor, Inc. Probe card assembly and kit, and methods of making same
JPH09213943A (ja) * 1996-01-29 1997-08-15 Mitsubishi Electric Corp パワーｍｏｓｆｅｔの製造方法
US8033838B2 (en) 1996-02-21 2011-10-11 Formfactor, Inc. Microelectronic contact structure
US5994152A (en) 1996-02-21 1999-11-30 Formfactor, Inc. Fabricating interconnects and tips using sacrificial substrates
JP3504448B2 (ja) * 1996-10-17 2004-03-08 株式会社ルネサステクノロジ 半導体装置
US6065667A (en) * 1997-01-15 2000-05-23 National Semiconductor Corporation Method and apparatus for fine pitch wire bonding
US5938105A (en) * 1997-01-15 1999-08-17 National Semiconductor Corporation Encapsulated ball bonding apparatus and method
DE69706194T2 (de) * 1997-01-16 2002-07-04 Ford Motor Co. Ltd., Brentwood Verfahren zum dotieren eines metallischen verbindungsdrahtes
TW373197B (en) * 1997-05-14 1999-11-01 Murata Manufacturing Co Electronic device having electric wires and the manufacturing method thereof
US6165888A (en) 1997-10-02 2000-12-26 Motorola, Inc. Two step wire bond process
JP3428488B2 (ja) * 1999-04-12 2003-07-22 株式会社村田製作所 電子部品の製造方法
US6790757B1 (en) * 1999-12-20 2004-09-14 Agere Systems Inc. Wire bonding method for copper interconnects in semiconductor devices
WO2001086714A1 (de) * 2000-05-05 2001-11-15 Infineon Technologies Ag Verfahren zum verlöten eines ersten metallelements und eines zweiten metallelements durch ein lotmaterial und halbleiterchip-montagevorrichtung
US6321976B1 (en) * 2000-05-22 2001-11-27 Siliconware Precision Industries Co., Ltd. Method of wire bonding for small clearance
US20040245320A1 (en) * 2001-10-23 2004-12-09 Mesato Fukagaya Bonding wire
US6768212B2 (en) * 2002-01-24 2004-07-27 Texas Instruments Incorporated Semiconductor packages and methods for manufacturing such semiconductor packages
DE102005034485B4 (de) * 2005-07-20 2013-08-29 Infineon Technologies Ag Verbindungselement für ein Halbleiterbauelement und Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterleistungsbauelements
EP2159834A1 (en) * 2009-09-01 2010-03-03 ABB Technology AG Conductive bond wire coating
JP5497392B2 (ja) 2009-09-25 2014-05-21 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置
US9076891B2 (en) * 2013-01-30 2015-07-07 Texas Instruments Incorporation Integrated circuit (“IC”) assembly includes an IC die with a top metallization layer and a conductive epoxy layer applied to the top metallization layer
FR3030906B1 (fr) 2014-12-17 2016-12-23 Continental Automotive France Unite electronique d'emissions basse frequence a destination d'une unite electronique de roue mobile d'un vehicule et procede de transmission de signaux basse frequence associe
US9953940B2 (en) 2015-06-26 2018-04-24 International Business Machines Corporation Corrosion resistant aluminum bond pad structure
CN107378226B (zh) * 2017-08-29 2020-04-28 华南理工大学 一种提升金属薄板超声波点焊力学性能的方法
US10912940B2 (en) * 2017-09-22 2021-02-09 Advanced Bionics Ag Connection joints for joining wires and pads constructed of different conductive materials and methods of making the same
US11738401B2 (en) * 2019-11-12 2023-08-29 Caterpillar Inc. Method for manufacturing t-shaped structures

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE520380A (ja) * 1952-06-02
US3733685A (en) * 1968-11-25 1973-05-22 Gen Motors Corp Method of making a passivated wire bonded semiconductor device
JPS4919634B1 (ja) * 1969-12-29 1974-05-18
US3750926A (en) * 1971-03-02 1973-08-07 Hitachi Ltd Vibration element for supersonic bonding
DE3641524A1 (de) * 1985-12-10 1987-06-11 Mitsubishi Electric Corp Verfahren zur herstellung eines halbleiterbauelements
US4739917A (en) * 1987-01-12 1988-04-26 Ford Motor Company Dual solder process for connecting electrically conducting terminals of electrical components to printed circuit conductors

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EP0365919A2 (en) 1990-05-02
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