JPH0319702B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0319702B2
JPH0319702B2 JP13256586A JP13256586A JPH0319702B2 JP H0319702 B2 JPH0319702 B2 JP H0319702B2 JP 13256586 A JP13256586 A JP 13256586A JP 13256586 A JP13256586 A JP 13256586A JP H0319702 B2 JPH0319702 B2 JP H0319702B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wire
core
copper
purity
ball
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
Application number
JP13256586A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS62287634A (ja
Inventor
Yoichi Yorita
Masaaki Shimotomai
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP61132565A priority Critical patent/JPS62287634A/ja
Publication of JPS62287634A publication Critical patent/JPS62287634A/ja
Publication of JPH0319702B2 publication Critical patent/JPH0319702B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

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
    • H10W72/01—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
    • H10W72/01515—Forming coatings
    • 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
    • H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
    • 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
    • H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/071—Connecting or disconnecting
    • H10W72/0711—Apparatus therefor
    • 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
    • H10W72/0711—Apparatus therefor
    • H10W72/07141—Means for applying energy, e.g. ovens or lasers
    • 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
    • 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
    • H10W72/521—Structures or relative sizes of bond wires
    • H10W72/522—Multilayered bond wires, e.g. having a coating concentric around a core
    • 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
    • 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
    • H10W72/5363—Shapes of wire connectors the connected ends being wedge-shaped
    • 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
    • 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
    • H10W72/5524—Materials of bond wires comprising metals or metalloids, e.g. silver comprising aluminium [Al]
    • 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]
    • 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
    • H10W72/555—Materials of bond wires of outermost layers of multilayered bond wires, e.g. material of a coating
    • 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
    • H10W90/00—Package configurations
    • H10W90/701—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts
    • H10W90/751—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires
    • H10W90/756—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires between a chip and a stacked lead frame, conducting package substrate or heat sink

Landscapes

  • Metal Extraction Processes (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
（発明の利用分野） 本発明は、半導体素子上の電極と外部リードと
の結線に用いる半導体素子結線用細線に関する。 （従来技術） ICやLSI等の半導体素子において、例えば第３
図に示すようにSi半導体チツプ１の電極２と外部
リードフレーム３とを結線用細線４で電気接続す
るようになつているが、この接続は作業性に優れ
たボールボンデイング法が主に用いられている。
本方法は第２図に示すようにこのボンデイング法
に用いられるキヤピラリ５の先端部に結線用細線
４を露出させて、その先端部を電気アークあるい
は水素アークにより加熱させてボール６を形成
し、これを第３図に示すように半導体チツプ１の
電極２の熱圧着により接続し、次に弧を描くよう
に細線４を延ばし、外部リードフレーム３に細線
４の一部を圧接し、切断するようにしたものであ
る。 従つてこの種結線用細線４としては、半導体素
子の電極への圧着に用いるキヤピラリ５との接触
通過時に細粉がキヤピラリに付着して細粉詰まり
を起こさせないようにすること、上記電極に充分
に均一に圧接するよう安定したボール６に形成さ
れること、ボール６の電極への接着強度が高いこ
と、結線用細線４が上記電極２と外部リードフレ
ーム３と接続されたとき弧を描くよう、即ちルー
プ状につながれること（このループ線が第３図で
一点鎖線で示すように寝すぎるとボール６の根元
で断線されやすい）、などが要求され、従来から
主に金線が使用されている。 しかし金線は非常に高価であるから価格的に廉
価な銅線を用いる試みがなされているが、銅線を
用いてボールボンデイング法によつて熱圧着する
と銅粉が発生してキヤピラリの銅粉詰まりを起こ
したり、接着強度が充分に出ないなどの欠点があ
つた。 これを改善するために銅にBe、Sn、Zn、Ag、
Zr、Cr、Fe等を0.1〜２重量％添加した銅合金が
提案されているが、これをボールボンデイング法
にて使用した場合次のような欠点があつた。 まずSi素子上に銅合金ボールを熱圧着する際、
銅合金ボールの硬さが必要以上に大きいため、素
子電極面にクラツクを生じる。 銅合金ボールの硬さを小さくするために、熱圧
着温度あるいはキヤピラリ温度を上げるとループ
線が寝すぎて良好なループ形成性をもたすことが
不充分になり断線の原因となる恐れがある。 また銅合金のほとんどを占める銅の細粉がキヤ
ピラリに接触する際に多く発生し、キヤピラリの
銅粉詰さりを起こし結線作業上支障をきたす事態
があつた。 （発明が解決しようとする問題点） 本発明の目的は銅の物理的特性および低価格性
を失うことなく、これを最大限に生かし、かつボ
ールボンデイングに適した硬さで、その作業性に
優れた半導体素子結線用細線を提供しようとする
ものである。 （問題点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第１は、純
度99.99重量％以上のCuからなり、これを伸線加
工すると共に、最終工程でスキンパス加工するこ
とにより第１図で示すように表面層Ｂの硬さを芯
部Ａよりも25〜45％高くしてなる構成を採用する
ものである。 また本発明の第２は、純度99.99重量％以上の
Cuを芯部として、これにAg、Sn、Be、Zr、Zn、
Al、Crからなる群から選ばれた１種の金属から
なる被覆層を設け、この状態で伸線加工すると共
に、最終工程でスキンパス加工することにより表
面層の硬さを芯部よりも30〜50％高くしてなる構
成を採用するものである。 （作用） 銅の純度を99.99重量％以上としたのは結線用
細線の変形挙動を金線の場合に近づけ、圧着時に
Si半導体素子を損傷することなく充分安定であ
り、高導電子と信頼性に優れた接続を得るため
で、99.99重量％未満では、Si半導体素子にクラ
ツクを生じさせやすいことがわかつている。 さらにこのような高純度の芯線に、最終工程で
スキンパス加工（低減面率のもとで軽い冷間伸線
を行うこと）を行うのは、銅の表面のみを硬化さ
せるためで、この場合表面層の硬さを芯部よりも
25〜45％高くすることが必要で、このためにはス
キンパス加工の加工度は５〜20％の範囲内で行
う。加工度が４％以下では加工硬度が小さく、ま
た21％以上では伸線の芯部まで加工硬化し、この
種細線の伸びを低下およびカール発生の原因とな
る。 また第２発明において、上記のような高純度の
銅を芯部として使用し、これにAg、Sn、Be、
Zr、Zn、Al、Crからなる群から選ばれた１種の
金属からなる被覆層を設け、この状態で伸線加工
するようにしたのは、最終工程のスキンパス加工
による加工硬化性を一層高め、細線の曲げ強度を
高めるためである。なおこの場合スキンパス加工
後の被覆層（被覆拡散層）Ａの厚さは第１図に示
すように線径Ｄ（直径）の１／10〜３／10の比率
に形成することが好ましい。 （実施例） 以下、この発明の実施例に係る半導体結線用細
線１〜６と比較例の同細線７〜９についてシリコ
ン素子のクラツク不良率、細線の硬度（芯部と表
面層の硬度）、銅粉の発生率、ボール形成性、ル
ープ形成性を測定した。下記表１がそれである。 なおこの発明に係る実施例No.１〜No.６は次のよ
うにして製造されたものである。即ち純度99.998
％の再電解銅を素材料としてこれを伸線機によつ
て26μφまで伸線しかつフル焼鈍を行い、最終工
程で５〜20％の加工度でスキンパス加工により
25μφの細線に仕上げたものである。また比較例
のNo.７〜No.９に示すものは、上記と同一の製造工
程でスキンパス加工の加工度を変えたものであ
る。
【表】 また第２発明に係る実施例No.１〜No.６に示す芯
部Ａおよび被覆層Ｂは次のようにして製造したも
のである。即ち純度99.998％の再電解銅を素材料
としてこれを伸線機によつて0.9mmφまで伸線加
工し、これを酸化物および油脂除去の前処理の後
に、電気メツキまたは溶融メツキ法などにより表
２に示す元素金属をその濃度が100〜300ppmにな
るようメツキ条件を設定してメツキ処理し、しか
る後に全体の直径が26μφになるまで伸線・熱処
理（焼鈍）加工をし、更に加工度10％のスキンパ
ス加工により25μφとし、被覆拡散層Ｂの硬さが
芯部Ａよりも25〜45％高くなるような厚さ0.05〜
0.2μの被覆拡散層Ｂを形成するようにしたもので
ある。また比較例のNo.７〜No.９を示すものは、上
記と同一の製造工程で銅の純度を変えてものであ
る。この測定結果は下記表２に示すとおりであ
る。
【表】 （効果） 本発明によれば、表１及び表２から明らなよう
に99.99％以上の純度の高い銅をそのまま細線と
して採用するため、高導電性と良好なボール形成
性を維持できると共に、半導体素子に対するクラ
ツク発生度を無くすることができ、なおかつ表面
層の適度の硬度によつて芯部の銅を保護し、キヤ
ピラリ接触時の銅粉の発生が皆無となり、更にル
ープの形成性が良好となることが分かる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の一実施例における半導体素
子結線用細線の拡大断面図、第２図は同細線をキ
ヤピラリに挿通させて、その先端部で形成される
ボールの状態を示す説明図、第３図は同細線で半
導体素子に接続された状態を示す説明図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 純度99.99重量％以上のCuからなり、これを
    伸線加工すると共に、最終工程でスキンパス加工
    することにより表面層の硬さを芯部よりも25〜45
    ％高くしてなる半導体素子結線用細線。 ２ 純度99.99重量％以上のCuを芯部として、こ
    れにAg、Sn、Be、Zr、Zn、Al、Crからなる群
    から選ばれた１種の金属からなる被覆層を設け、
    この状態で伸線加工すると共に、最終工程でスキ
    ンパス加工することにより表面層の硬さを芯部よ
    りも30〜50％高くしてなる半導体素子結線用細
    線。 ３ 前記表面層（被覆拡散層）の厚さは線径の
    １／10〜３／10に形成してなる特許請求の範囲第
    ２項記載の半導体素子結線用細線。
JP61132565A 1986-06-06 1986-06-06 半導体素子結線用細線 Granted JPS62287634A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61132565A JPS62287634A (ja) 1986-06-06 1986-06-06 半導体素子結線用細線

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61132565A JPS62287634A (ja) 1986-06-06 1986-06-06 半導体素子結線用細線

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS62287634A JPS62287634A (ja) 1987-12-14
JPH0319702B2 true JPH0319702B2 (ja) 1991-03-15

Family

ID=15084274

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61132565A Granted JPS62287634A (ja) 1986-06-06 1986-06-06 半導体素子結線用細線

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS62287634A (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5981087B2 (ja) * 2010-05-14 2016-08-31 古河電気工業株式会社 平角銅線及びその製造方法、並びに太陽電池用平角銅線及びその製造方法
DE102010031993B4 (de) 2010-07-22 2015-03-12 Heraeus Materials Technology Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Herstellung eines Bonddrahtes, Bonddraht und Baugruppe, die einen solchen Bonddraht aufweist.
JP6020972B2 (ja) * 2015-06-11 2016-11-02 日立金属株式会社 銅ボンディングワイヤ
US20210193350A1 (en) * 2018-10-01 2021-06-24 Sumitomo Electric Toyama Co., Ltd. Manufacturing method of plated wire rod and manufacturing apparatus of plated wire rod

Also Published As

Publication number Publication date
JPS62287634A (ja) 1987-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2000269398A (ja) 半導体デバイスのアルミニウム製リードフレームおよび製造方法
JPH0213814B2 (ja)
JPH0674479B2 (ja) リードフレーム、コネクタもしくはスイッチ用導電圧延材料
JPH0216580B2 (ja)
JPH0319702B2 (ja)
JP2001127229A (ja) リードフレーム及びそのリードフレームを用いた樹脂封止型半導体装置
JPS63235440A (ja) 銅細線及びその製造方法
JP3402228B2 (ja) 鉛を含まない錫ベース半田皮膜を有する半導体装置
KR100702956B1 (ko) 반도체 팩키지용 리드프레임 및 그 제조 방법
JP4345075B2 (ja) ワイアーボンディング性およびダイボンディング性に優れた銅及び銅基合金とその製造方法
JPS6242037B2 (ja)
JPH0412623B2 (ja)
JPS6251503B2 (ja)
JPS6119158A (ja) ボンデイングワイヤ−
JPH0717982B2 (ja) リードフレーム、コネクタもしくはスイッチ用導電圧延材料
JPS63235442A (ja) 銅細線及びその製造方法
JPS5826662B2 (ja) 半導体素子のボンデイング用金線
JPH0682713B2 (ja) 半導体リ−ド用テ−プ
JPS63238232A (ja) 銅細線とその製造法
TWI429769B (zh) 無鍍層鈀網合金線及其製造方法
JPS63247325A (ja) 銅細線及びその製造方法
JPH0674496B2 (ja) リードフレーム材料の製造方法
JPS63243238A (ja) 半導体装置のボンデイングワイヤ用Ａｕ合金極細線
JPH02251155A (ja) 半導体素子用金合金細線及びその接合方法
JP3091076B2 (ja) バンプ用微小金ボール