JPH02170931A - 金バンプ用金合金細線 - Google Patents

金バンプ用金合金細線

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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】 ［産業上の利用外り！Ｆコ 本発明は、ワイヤレスボンディングにおいてバンプ（金
属突起）を形成するために用いられる金バンプ用金合金
細線に関する。
［従来の技術］ 近年、ＩＣチップの多極化に伴い、ＩＣチップをリード
フレームに接続ずろ方法として、経済性および接続の信
頼性の要請からこれまで用いられていたワイヤーボンデ
ィング方式に代えて、金属細線を使用しないワイヤレス
ボンディング方式が採１１１されつつある。
ちなみに、現在確立されている主なワイヤレスボンディ
ング方式としては、第３図に示すようにＩＣチップｌの
電極部にバンプ２・・・を形成し、これを基板３上の導
体層４に圧着せしめるフリップデツプ法や、第４図に示
すようにＩＣチップＩ上に形成したバンプ２・・・をＳ
　ｎめっきしたＣｕ　リード５の一端部に圧着し、次い
で」二足リード５の他端部を基板３上の導体層４に圧ｉ
Ｊ仕しめるフィルムギヤリヤ法等がある。
この場合において、上記ワイヤレスボンディング方式に
おいては、いずれもチップ１上にパンブ２・・・を形成
する必要がある。そこで、これまではチップ１の電極部
に銅ボールを圧着さ仕ることにより、あるいはハンダ蒸
着によって上記チップ１上にバンプ２・・・を形成して
いた。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述した銅ボールを圧着したバンプ２に
あっては、金属安定性の点で好ましくなく、しかも硬度
が高いためチップ１への圧着時にデツプクラックを発生
する危険性があるという欠点があった。また、ハンダｌ
’ＡＷによるバンプ形成にあっては、複数の工程を要し
て長時間を要し、製造効率が極めて悪いという欠点があ
った。
このため、上記欠点を解消すべく、一般のワイヤーボン
ディング方式に用いられている金合金細線によってバン
プを形成する方法ら提案されている。ところが、上記従
来の金合金細線にあっては、この端部に電気トーチによ
りボールを形成してＩＣデツプに圧着した後、ワイヤ部
分をクランパで把持して上記ボールを引きちぎると、第
２図に示すようにＩＣデツプ状に残されたボール（バン
プ）２の切断部（ネック１０　Ｇ上に、接続不良の主た
るｂ；（因となるテール７が残ってしまうという問題点
があった。
本発明は、上記従来の金バンプ用金合金細線のらっ問題
点を解決４”へくなされたしので、常にネック部から破
断されて正常なバンプを形成することができる金バンプ
用金合金細線を提供するごとを目的とするらのである。
［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明の請求項１に記載の
金バンプ用金合金細線は、Ｌａ、Ｃｅ％Ｐｒ。
Ｎ　（ＩおよびＳｍからなるセリウム族希土類元素並び
にＣａのうち１種または２種以上を　ｏ、ｏｏ。
ｌ〜０．０２重１％含有し、残部が八〇および不可避不
純物からなる組成によって＋Ｉ′１１成したしのである
。
また、請求項２に記載の金バンプ用金合金細線は、Ｌａ
％Ｃｅ、Ｐｒ、ＮｄおよびＳｍからなるセリウム族希土
類元素並びにＣ，ａのうち１種または２種以上を　０．
０００１〜００２重量％含有し、さらにＢｅ、Ｐｂ、Ｉ
　ｎＳＳ　ｉ、ＧｅｌＡｇのうちＩＦｆｔまたは２種以
上を　０．０００１〜０．０２重量％含有し、残部がＡ
ｕおよび不可避不純物からなる組成によって構成したも
のである。
［作用］ 請求項１の金バンプ用金合金細線にあっては、Ａｕにセ
リウム族希土類元素およびＣａの１種または２ＦＭ以上
を添加した結果Ａｕ単独の場合に比べて常温および高温
時における引張り強さが向上するとともに、軟化温度が
高まる。換言すれば、端部に電気トーチの放電によりボ
ールを形成する際に、引張り強さが低下するネック部の
熱影響長さ（再結晶領域）が極めて短い範囲内に抑えら
れるのである。
したがって、上述したセリウム族希土類元素およびＣａ
を添加することにより請求項１の金バンプ用金合金細線
によれば、バンプを形成時に先ず電気トーチにより端部
にボールを形成すると、結晶粒度の粗い再結晶領域がネ
ック部の短い範囲内にのみ形成される。次いで、このボ
ールを超音波熱圧着によりデツプの電気部に圧着した後
に、ワイヤ上部をクランパで把！、’ｊ　して引っ張る
と、ワイヤ部分の引張り強さが大きいためワイヤ部分で
切断されることがなく、さらに引張り強さに劣るネック
部の再結晶領域が狭いため、確実にボール上の上記ネッ
ク部で切断されろことになる。この結果上記チップ上に
は、第１図に示すように、常にネック部６で切断されて
有害なテールが残ることかない正常なバンプが形成され
る。
また、上述したセリウム族希土類元素およびＣａとＦ３
ｅ、Ｐｂ、　Ｉ　ｎ、Ｓ　ｉ、Ｇｃ、Ａｇとを併ｌ°て
添加することにより請求項２の金バンプ用金合金細線に
よれば、上記請求項１の作用に加えて、端部に電気１・
−チの放電により形成するボールの形状が安定し、つま
り真球性がより高くかつ大きさのばらつきが抑えられた
ボールを得ろことができ、より正常なバンプが形成され
る。
次に、上記作用との関連に基づいて、本発明の金バンプ
用金合金細線において、その成分組成を上記範囲に限定
した理由について説明する。
（イ）セリウム族希土類元素およびＣａについてこれら
の成分の含有ｍを０．０００１〜０．０２重量％の範囲
内に限定したのは、この含有量が０゜０００１ｆｆ［％
にπ４たないと、軟化温度を高める作用が十分でなく再
結晶領域が広がってバンプ上にテール残りを発生してし
まい、また、常温および高温において所望とする引張り
強さの向上が十分に得られず、引きちぎりの際にワイヤ
部で切断されろことによりテール残りが発生し易くなっ
てしまい不適当であるととらに、逆に上記含ｈ−ｍが０
．０２徂ｆＦｊ％を越えると、ボール表面に酸化皮膜が
形成されて圧着時に十分な接合強度が得られなくなって
しまい、いずれも不適当だからである。
（ｏ　）　ｎ　ｅ％Ｐ　ｂ、　Ｉ　ｎ−、ｓ　１％Ｇ　
ｅｓＡ　ｇについて　；これらの成分の含有量を０．０
００１〜０．０１重量％の範囲内に限定したのは、これ
らの含有量が０．０００１重量％に満たないと、ボール
の真球性を高める効果が十分でなく、また上記含有量が
０．０１重量％を越えると、加工性が劣化し、圧着時に
かなりの力を加えても、ボールが容易に変形ｔｔ　４’
、十分な接合強１．Ｑ′が得られなくなってしまい、い
ずれら不適当だからである。
［実施例］ 次に、本発明の金バンプ用金合金細線について、実施例
に基づき具体的に説明する。
通常の溶解法により、それぞれ表に示された成分組成を
ｒ丁４°る金合金溶場をＵＡ＋整し、鋳造した後公知の
溝型圧延機を用いて圧延し、次いで線引き加］−を行う
ことにより、それぞれ線径２５μｍの従来の金合金細線
および本願発明に係る金バンプ用金合金細線を製造した
。なお、実施例１〜１０は、セリウム族希土類元素およ
びＣａを添加したもの、実施例１１〜２４はセリウム族
希土類元素およびＣａと１３ｅ、Ｉ’ｌ＋、Ｉｎ１Ｓｉ
、Ｇｅ、Ａｇとを併せて添加したものを示す。
次に、得られた従来の金合金細線および本願発明に係る
金バンプ用金合金細線を用いてバンプの形成を行い、各
々１０００個のバンプを形成した際に発生したテール残
りの数を顕微鏡を用いてａ’ｉべるとともに、接合状輻
を調べるためにシャー強度を測定した。表は、これらの
結果を示すしのである。なお、表中のシト−強度の合否
の基早については、５０ｇ以上の６のを合格として示し
ている。
さらに、ボールの真球性については、金バンプ形成前の
ボールを各々２０個ずつについて、ワイヤに対して垂直
方向および平行方向の２方向の直径を測定して、各々の
平均値とばらつきσを求め、垂直方向と平行方向の平均
値の差が２．５μ肩以下でかつ双方のばらつきσが２．
０μｌ以下であるものを良好とし、いずれか一方を満た
しているものを並、また、いずれも満たしていないもの
を不良として示している。
表に示す結果から、本願発明に係る金バンプ用金合金細
線１〜２４は、いずれらテール残りがなく、常に正常な
バンプの形成が可能であるとともに、接合強度について
も従来のものと比較して優れていることが判る。
また、金バンプ用金合金細線ＩＩ〜２４は、いずれらボ
ールの真珠性が良好であることが判る。
［発明の効果Ｊ 以上説明したように本発明の請求項１の金バンプ用金合
金細線は、！、ａ％Ｃｅ、Ｐｒ、ＮｄおよびＳ１１から
なるセリウ１２族希土類元素並びにＣａのうち１種また
は２種以上を　０．０００１〜０，０２重Ｇ１％含Ｔｉ
’　Ｌ、残部がΔＵおよび不可避不純物からなる組成に
より（１カ成したので、ワイヤレスボンディングにおい
て常にテール残りがなく、しから接合強度に優れた正常
なバンプ形成を行うことができる。
また、請求項２の金バンプ用金合金細線は、上記セリウ
ノ、族希土類元素およびＣａに加えて、さらに＋３　ａ
ｌＰ　ｂ、Ｉ　ｎ、Ｓ　ｉ、ｃ　ｅ、Δｇのうち１種ま
たは２挿置」二を　０．０００１〜０．０２重量％含有
したので、真球性が高くかつ大きさのばらつきの小さい
ボールを得ることができ、より優れた正常なバンプ形成
を行うことかできる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の金バンプ用金合金納線によって形成さ
れたバンプを示す斜視図、第２図は従来の会合金細線に
よって形成されたバンプを示す斜視図、第３図はフリッ
プチップ法によるチップの接続図、第４図はフィルムキ
ャリヤ法によるチップの接続図である。 ！・・・・・・ＩＣチップ、２・・・・・・バンプ（金
属突起）、３・・・・・・基板、　　　　４・・・・・
・配線（導体層）、５・・・・・・リード、　　　６・
・・・・・切断部（ネック部）、７・・・・・・テール
。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、ＮｄおよびＳｍからなるセリ
    ウム族希土類元素並びにＣａのうち１種または２種以上
    を０．０００１〜０．０２重量％含有し、残部がＡｕお
    よび不可避不純物からなることを特徴とする金バンプ用
    金合金細線。
  2. （２）Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、ＮｄおよびＳｍからなるセリ
    ウム族希土類元素並びにＣａのうち１種または２種以上
    を０．０００１〜０．０２重量％含有し、さらにＢｅ、
    Ｐｂ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ａｇのうち１種または２種以
    上を０．０００１〜０．０２重量％含有し、残部がＡｕ
    および不可避不純物からなることを特徴とする金バンプ
    用金合金細線。
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