JPH0259627B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0259627B2 JPH0259627B2 JP58132579A JP13257983A JPH0259627B2 JP H0259627 B2 JPH0259627 B2 JP H0259627B2 JP 58132579 A JP58132579 A JP 58132579A JP 13257983 A JP13257983 A JP 13257983A JP H0259627 B2 JPH0259627 B2 JP H0259627B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lead
- metal wire
- thin metal
- bonding
- semiconductor element
- 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 - Lifetime
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- 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
- H10W72/071—Connecting or disconnecting
- H10W72/075—Connecting or disconnecting 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
- H10W72/01571—Cleaning, e.g. oxide removal or de-smearing
-
- 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
- H10W72/071—Connecting or disconnecting
- H10W72/075—Connecting or disconnecting of bond wires
- H10W72/07511—Treating the bonding area before connecting, e.g. by applying flux or cleaning
-
- 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
- H10W72/071—Connecting or disconnecting
- H10W72/075—Connecting or disconnecting of bond wires
- H10W72/07531—Techniques
- H10W72/07532—Compression bonding, e.g. thermocompression bonding
- H10W72/07533—Ultrasonic bonding, e.g. thermosonic bonding
-
- 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
- H10W72/531—Shapes of wire connectors
- H10W72/536—Shapes of wire connectors the connected ends being ball-shaped
Landscapes
- Wire Bonding (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
本発明は半導体装置の製造方法に関し、特に半
導体素子の電極より延びる金属細線の銅系部材よ
りなるリードへのボンデイング方法に関するもの
である。
導体素子の電極より延びる金属細線の銅系部材よ
りなるリードへのボンデイング方法に関するもの
である。
一般に半導体装置は例えば放熱板に半導体素子
を固定すると共に、半導体素子の電極と一端が半
導体素子の近傍に位置するように配置されたリー
ドとを金属細線にてボンデイングし、かつ半導体
素子を含む主要部分を樹脂材にてモールド被覆し
て構成されている。
を固定すると共に、半導体素子の電極と一端が半
導体素子の近傍に位置するように配置されたリー
ドとを金属細線にてボンデイングし、かつ半導体
素子を含む主要部分を樹脂材にてモールド被覆し
て構成されている。
ところで、リードは銅系部材にて構成されてい
る関係で、その表面には半導体装置の製造に利用
するまでの間に１〜2μｍの酸化銅（CuO）が形
成される。このために、半導体素子の電極より延
びる金属細線をリードに超音波ボンデイングして
も安定したボンデイング強度が得られない。
る関係で、その表面には半導体装置の製造に利用
するまでの間に１〜2μｍの酸化銅（CuO）が形
成される。このために、半導体素子の電極より延
びる金属細線をリードに超音波ボンデイングして
も安定したボンデイング強度が得られない。
従つて、従来においてはリードにおける金属細
線のボンデイング予定部分に予めニツケル、銀の
順にメツキ層を形成したり、或いは銀又は金のメ
ツキ層を形成したりすることによつて金属細線の
リードへのボンデイング性を良好ならしめてい
る。
線のボンデイング予定部分に予めニツケル、銀の
順にメツキ層を形成したり、或いは銀又は金のメ
ツキ層を形成したりすることによつて金属細線の
リードへのボンデイング性を良好ならしめてい
る。
しかし乍ら、金属メツキ層には銀、金などの貫
金属が用いられる上、材料費は勿論のこと、加工
費も高くなり、半導体装置のコストが高くなると
いう問題がある。
金属が用いられる上、材料費は勿論のこと、加工
費も高くなり、半導体装置のコストが高くなると
いう問題がある。
このために、近時、金属メツキ層を省略してコ
スト低減を図ると共に、金属細線のリードへのボ
ンデイング性を、金属メツキ層を具えたものに比
し余り損なわれないように配慮した製造方法が提
案されている。
スト低減を図ると共に、金属細線のリードへのボ
ンデイング性を、金属メツキ層を具えたものに比
し余り損なわれないように配慮した製造方法が提
案されている。
例えば特開昭56−93338号公報には表面に金属
メツキ層の形成されていない銅系部材よりなるリ
ードに金属細線を超音波ボンデイングするに際
し、リード表面の酸化銅を水素焔又は水素流によ
つて還元する半導体装置の製造方法が開示されて
いる。
メツキ層の形成されていない銅系部材よりなるリ
ードに金属細線を超音波ボンデイングするに際
し、リード表面の酸化銅を水素焔又は水素流によ
つて還元する半導体装置の製造方法が開示されて
いる。
この方法によれば、リード表面の酸化銅が水素
焔によつて還元されるために、金属細線のボンデ
イング性を良好ならしめることができるものの、
通常、金属細線のボンデイング時間は１個所当り
0.2〜0.3秒程度と極めて短いこともあつて、水素
焔によるリード表面の還元を確実に行うことがで
きず、充分に満足しうるボンデイング性が得られ
ないという問題がある。
焔によつて還元されるために、金属細線のボンデ
イング性を良好ならしめることができるものの、
通常、金属細線のボンデイング時間は１個所当り
0.2〜0.3秒程度と極めて短いこともあつて、水素
焔によるリード表面の還元を確実に行うことがで
きず、充分に満足しうるボンデイング性が得られ
ないという問題がある。
〔発明の開示〕
それ故に、本発明の目的は簡単な構成によつて
金属メツキ層の形成されていないリードに金属細
線を確実に超音波ボンデイングできる半導体装置
の製造方法を提供することにある。
金属メツキ層の形成されていないリードに金属細
線を確実に超音波ボンデイングできる半導体装置
の製造方法を提供することにある。
そして、本発明の特徴は半導体素子の電極より
延びる金属細線を表面に金属メツキ層の形成され
ていない銅系部材よりなるリードに超音波ボンデ
イングするに先立つて、上記リードの表面に対
し、酸化処理、還元処理を順次に行うことにあ
る。
延びる金属細線を表面に金属メツキ層の形成され
ていない銅系部材よりなるリードに超音波ボンデ
イングするに先立つて、上記リードの表面に対
し、酸化処理、還元処理を順次に行うことにあ
る。
この発明によれば、金属細線のリードへの超音
波ボンデイングに先立つて、リードの表面に対
し、酸化処理、還元処理が順次に行われるため
に、リードの表面部分には還元処理により酸素の
欠落した柔らかい層が形成される。従つて、この
部分に金属細線をボンデイングした場合、充分の
ボンデイング強度を確保することができる。
波ボンデイングに先立つて、リードの表面に対
し、酸化処理、還元処理が順次に行われるため
に、リードの表面部分には還元処理により酸素の
欠落した柔らかい層が形成される。従つて、この
部分に金属細線をボンデイングした場合、充分の
ボンデイング強度を確保することができる。
特に、リードの表面に対し、積極的に酸化処理
を行うために、自然に形成される酸化銅に比し膜
厚の厚い例えば３〜10μｍ程度の酸化銅が形成さ
れる。このために、還元処理によつて形成される
柔らかい層の厚みも当然に厚くなる。従つて、上
述のように金属細線のボンデイング性を改善でき
る。
を行うために、自然に形成される酸化銅に比し膜
厚の厚い例えば３〜10μｍ程度の酸化銅が形成さ
れる。このために、還元処理によつて形成される
柔らかい層の厚みも当然に厚くなる。従つて、上
述のように金属細線のボンデイング性を改善でき
る。
次に本発明の実施例について説明する。
実施例 １
銅材よりなるリードフレームを320℃にコント
ロールされた酸素雰囲気の加熱炉に挿入し、放熱
板、リードの表面に厚さが5μｍの酸下銅を形成
する。次に、このリードフレームを水素炉に挿入
し、放熱板、リードの表面に強制的に形成された
酸化銅を還元する。次に、このリードフレームを
窒素雰囲気のマウンターにセツトし、放熱板に半
導体素子を銀ペーストを用いて固定する。次に、
半導体素子の電極とリードとを30φμｍの金線
（金属細線）にて超音波ボンデイング法によりボ
ンデイングする。以下、通常の方法にて半導体装
置を製造する。
ロールされた酸素雰囲気の加熱炉に挿入し、放熱
板、リードの表面に厚さが5μｍの酸下銅を形成
する。次に、このリードフレームを水素炉に挿入
し、放熱板、リードの表面に強制的に形成された
酸化銅を還元する。次に、このリードフレームを
窒素雰囲気のマウンターにセツトし、放熱板に半
導体素子を銀ペーストを用いて固定する。次に、
半導体素子の電極とリードとを30φμｍの金線
（金属細線）にて超音波ボンデイング法によりボ
ンデイングする。以下、通常の方法にて半導体装
置を製造する。
この半導体装置において、リード側にボンデイ
ングされた金線に６ｇの荷重を加えてリードから
の剥離状態を調べた処、剥離不良は全く発生しな
かつた。しかし乍ら、特開昭56−93338号公報に
開示された方法のものでは15％もの剥離不良が発
生した。
ングされた金線に６ｇの荷重を加えてリードから
の剥離状態を調べた処、剥離不良は全く発生しな
かつた。しかし乍ら、特開昭56−93338号公報に
開示された方法のものでは15％もの剥離不良が発
生した。
実施例 ２
銅材よりなるリードフレームを水素炉に挿入
し、放熱板、リードの表面に形成されている酸化
銅を還元する。次に、このリードフレームを酸素
が不足する加熱雰囲気内に配置する。尚、加熱雰
囲気の温度は380℃に設定されている。これによ
つてリードフレームの表面には亜酸化銅（Cu2O）
が形成される。特に亜酸化銅の厚みは6μｍに設
定する。以下実施例１と同様に水素還元、半導体
素子のマウント、金線のボンデイングを行う。
し、放熱板、リードの表面に形成されている酸化
銅を還元する。次に、このリードフレームを酸素
が不足する加熱雰囲気内に配置する。尚、加熱雰
囲気の温度は380℃に設定されている。これによ
つてリードフレームの表面には亜酸化銅（Cu2O）
が形成される。特に亜酸化銅の厚みは6μｍに設
定する。以下実施例１と同様に水素還元、半導体
素子のマウント、金線のボンデイングを行う。
リード側の金線に６ｇの荷重を加えても金線の
リードからの剥離、断線不良は全く発生しなかつ
た。
リードからの剥離、断線不良は全く発生しなかつ
た。
尚、本発明において、酸化処理、還元処理はリ
ードに対してのみ行うこともできる。又、酸化処
理による酸化層の厚みは5μｍに限定されること
なく、３〜10μｍ程度の範囲で適宜に設定でき
る。
ードに対してのみ行うこともできる。又、酸化処
理による酸化層の厚みは5μｍに限定されること
なく、３〜10μｍ程度の範囲で適宜に設定でき
る。
Claims (1)
- １ 半導体素子の電極より延びる金属細線を表面
に金属メツキ層の形成されていない銅系部材より
なるリードに超音波ボンデイングするに先立つ
て、上記リードの表面に対し、酸化処理、還元処
理を順次に行うことを特徴とする半導体装置の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58132579A JPS6024027A (ja) | 1983-07-19 | 1983-07-19 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58132579A JPS6024027A (ja) | 1983-07-19 | 1983-07-19 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6024027A JPS6024027A (ja) | 1985-02-06 |
| JPH0259627B2 true JPH0259627B2 (ja) | 1990-12-13 |
Family
ID=15084622
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58132579A Granted JPS6024027A (ja) | 1983-07-19 | 1983-07-19 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6024027A (ja) |
-
1983
- 1983-07-19 JP JP58132579A patent/JPS6024027A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6024027A (ja) | 1985-02-06 |
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