JPH03244138A - ワイヤボンディング方法及びそれに使用する銅系リードフレーム - Google Patents
ワイヤボンディング方法及びそれに使用する銅系リードフレームInfo
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- JPH03244138A JPH03244138A JP2039817A JP3981790A JPH03244138A JP H03244138 A JPH03244138 A JP H03244138A JP 2039817 A JP2039817 A JP 2039817A JP 3981790 A JP3981790 A JP 3981790A JP H03244138 A JPH03244138 A JP H03244138A
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- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
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- H10W72/951—Materials of bond pads
- H10W72/952—Materials of bond pads comprising metals or metalloids, e.g. PbSn, Ag or Cu
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- 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
- Wire Bonding (AREA)
- Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野コ
本発明は、貴金属メッキを施さない銅系リートフレーム
にAu.Al,Cu線等をワイヤボンディングする方法
及びそれに使用する銅系リートフレームに関するもので
ある。
にAu.Al,Cu線等をワイヤボンディングする方法
及びそれに使用する銅系リートフレームに関するもので
ある。
[従来の技術コ
従来、IC等の半導体装置の製造においては、リードフ
レーム材料をスタンピング又はエッチングして所定のり
−トフレーム形状とした後、そのインナーリートのワイ
ヤボンディング部またはそれとチップを搭載するダイボ
ンド部とにAuやAg等の貴金属のメッキを施してリー
ドフレームとなし、次いて半導体組立工程にてチップを
ダイホント部上に接合し、チップのパッド部とインナー
リード間に電気的接続のためAu、AI或いはCuワイ
ヤをボンディングしている。
レーム材料をスタンピング又はエッチングして所定のり
−トフレーム形状とした後、そのインナーリートのワイ
ヤボンディング部またはそれとチップを搭載するダイボ
ンド部とにAuやAg等の貴金属のメッキを施してリー
ドフレームとなし、次いて半導体組立工程にてチップを
ダイホント部上に接合し、チップのパッド部とインナー
リード間に電気的接続のためAu、AI或いはCuワイ
ヤをボンディングしている。
ワイヤボンディングの後は、リードフレームのアウター
リードを残して樹脂封止した後、アウターリートにSn
又は低Pb−3nのメッキを施し、不要なフレーム部を
除去し、アウターリードを所定の形状に曲げ加工して製
品とする。
リードを残して樹脂封止した後、アウターリートにSn
又は低Pb−3nのメッキを施し、不要なフレーム部を
除去し、アウターリードを所定の形状に曲げ加工して製
品とする。
近年では、省貴金属の観点から、上述したリードフレー
ムの製造時でのAu又はAgメッキを省略して、リード
フレームのインナーリード部上に直接ワイヤをボンディ
ングする方法が一部で利用されている。
ムの製造時でのAu又はAgメッキを省略して、リード
フレームのインナーリード部上に直接ワイヤをボンディ
ングする方法が一部で利用されている。
[発明が解決しようとする課題]
ワイヤボンディングは一種の圧接てあり、リードフレー
ム及びワイヤ両者か適当に変形して新生面を露出するこ
とにより圧接される。純銅や希薄銅合金で作られたリー
ドフレームは、例えばディスクリートトランジスタ等に
用いられているが、これら従来の銅系リードフレームは
一般に肉厚てあり、軟質に調質して利用てきるけれども
、多ビンで薄肉化したリードフレームを利用する場合に
は合金元素添加によるリードフレーム材料の高強度化が
必須となっており、ワイヤボンダビリティの低下の一因
となっていた。
ム及びワイヤ両者か適当に変形して新生面を露出するこ
とにより圧接される。純銅や希薄銅合金で作られたリー
ドフレームは、例えばディスクリートトランジスタ等に
用いられているが、これら従来の銅系リードフレームは
一般に肉厚てあり、軟質に調質して利用てきるけれども
、多ビンで薄肉化したリードフレームを利用する場合に
は合金元素添加によるリードフレーム材料の高強度化が
必須となっており、ワイヤボンダビリティの低下の一因
となっていた。
本発明は、合金元素を添加した銅系リードフレームを用
いて貴金属メッキを施すことなくワイヤボンディングを
行なう場合に、ボンダリティの低下を抑制出来る改良さ
れたワイヤボンディング方法及びそれに使用する銅系リ
ードフレームを提供することを目的とする。
いて貴金属メッキを施すことなくワイヤボンディングを
行なう場合に、ボンダリティの低下を抑制出来る改良さ
れたワイヤボンディング方法及びそれに使用する銅系リ
ードフレームを提供することを目的とする。
[課題を解決するための手段]
本発明に係るワイヤボンディング方法は、貴金属メッキ
を施さない銅系リードフレームにワイヤボンディングす
る方法てあって、 ワイヤボンディング前に該銅系リードフレームの少なく
ともボンディング位置の表面に酸化膜を形成する工程と
、 該酸化膜を形威したり−トフレームを還元ガス中に保持
して、該酸化膜を還元する工程とを含み、 前記還元工程の後に非酸化性雰囲気中にてワイヤボンデ
ィングを行なうものであり、前記酸化膜は好ましくは
200〜3000Åの範囲内の膜厚とする。
を施さない銅系リードフレームにワイヤボンディングす
る方法てあって、 ワイヤボンディング前に該銅系リードフレームの少なく
ともボンディング位置の表面に酸化膜を形成する工程と
、 該酸化膜を形威したり−トフレームを還元ガス中に保持
して、該酸化膜を還元する工程とを含み、 前記還元工程の後に非酸化性雰囲気中にてワイヤボンデ
ィングを行なうものであり、前記酸化膜は好ましくは
200〜3000Åの範囲内の膜厚とする。
また、この方法に使用するための本発明に係る銅系リー
ドフレームでは、各々05%以下のZ「Cr Ti F
e Ni、Co 、または0.1%以下のPの1種又は
2種以上を含有し、残部がCuからなるものであり、好
ましくは更に0.3%以下のSn。
ドフレームでは、各々05%以下のZ「Cr Ti F
e Ni、Co 、または0.1%以下のPの1種又は
2種以上を含有し、残部がCuからなるものであり、好
ましくは更に0.3%以下のSn。
Znの1f!!又は2種を含有してなるものである。
[作 用コ
本発明は、貴金属メッキを施さない銅系り一トフレーム
にワイヤボンディングするに際して、ワイヤボンディン
グ前の該銅系リードフレーム表面に例えば加熱によりあ
る膜厚の酸化膜(Cub)を積極的に形威し、該酸化膜
を形成したリードフレームを還元ガス中に保持して該酸
化膜を還元した後、非酸化性雰囲気中にてワイヤボンデ
ィングするものであるため、リードフレームの組成か純
銅でない合金組成てあっても、前記酸化膜を還元した後
の銅系リードフレーム表面が純銅に近い軟らかい組成と
なり、ワイヤボンディングの熱圧着て、リードフレーム
及びワイヤ両者が良好に変形して新生面同士で圧接され
ることになる。
にワイヤボンディングするに際して、ワイヤボンディン
グ前の該銅系リードフレーム表面に例えば加熱によりあ
る膜厚の酸化膜(Cub)を積極的に形威し、該酸化膜
を形成したリードフレームを還元ガス中に保持して該酸
化膜を還元した後、非酸化性雰囲気中にてワイヤボンデ
ィングするものであるため、リードフレームの組成か純
銅でない合金組成てあっても、前記酸化膜を還元した後
の銅系リードフレーム表面が純銅に近い軟らかい組成と
なり、ワイヤボンディングの熱圧着て、リードフレーム
及びワイヤ両者が良好に変形して新生面同士で圧接され
ることになる。
更に、本発明において好ましくは、酸化膜の膜厚な 2
00〜3000大の範囲内とする。即ち、酸化膜の膜厚
が200Å未満ではボンディングが不充分となることが
あり、また、3000Åをこえると酸化膜自身が剥離す
ることかあるので望ましくない。また、より効果的には
合金にもよるが300〜1500Åであることが確認さ
れている。
00〜3000大の範囲内とする。即ち、酸化膜の膜厚
が200Å未満ではボンディングが不充分となることが
あり、また、3000Åをこえると酸化膜自身が剥離す
ることかあるので望ましくない。また、より効果的には
合金にもよるが300〜1500Åであることが確認さ
れている。
本発明のブj法に用いるに適した銅系リードフレームは
、各々05%以下のZ r、Cr、T i、F e、N
iCo、または01%以下のPの1種又は2f!以上
空なる高融点元素を含有し、残部かCuからなる合金で
ある。Z r、Cr、T i、 F e、N i、CO
の含有率が0.5%、Pが01%より多くなると、酸化
膜を還元した後の表面に存在するCu以外の元素の比率
か多くなり、ワイヤボンディング性を劣化せしめること
があるからである。
、各々05%以下のZ r、Cr、T i、F e、N
iCo、または01%以下のPの1種又は2f!以上
空なる高融点元素を含有し、残部かCuからなる合金で
ある。Z r、Cr、T i、 F e、N i、CO
の含有率が0.5%、Pが01%より多くなると、酸化
膜を還元した後の表面に存在するCu以外の元素の比率
か多くなり、ワイヤボンディング性を劣化せしめること
があるからである。
また、本発明の銅系リードフレームでは、前記合金組成
に、更に03%以下のSn、Znの1種又は2種を含有
させることもでき、この場合、前記組成範囲内では、Z
r、Cr、T i、F e、N i、Co、P等の元
素は還元後に表面に殆ど露出残留しないのて、ボンダビ
リティを低下させないが、低融点金属であるSnやZn
は、その含有率が多いと前記還元処理の後にも合金表層
にその酸化物を残留して、ボンダビリティを低下せしめ
る恐れがあるので、好ましい含有率を03%以下に規定
するものである。
に、更に03%以下のSn、Znの1種又は2種を含有
させることもでき、この場合、前記組成範囲内では、Z
r、Cr、T i、F e、N i、Co、P等の元
素は還元後に表面に殆ど露出残留しないのて、ボンダビ
リティを低下させないが、低融点金属であるSnやZn
は、その含有率が多いと前記還元処理の後にも合金表層
にその酸化物を残留して、ボンダビリティを低下せしめ
る恐れがあるので、好ましい含有率を03%以下に規定
するものである。
[実施例]
以下、本発明の実施例について更に詳しく説明する。
第1表に示した本発明の実施例に係る合金組成のリード
フレームと第2表に示した比較例に係る合金組成のリー
ドフレームとを準備し、各々について 180℃大気雰
囲気中で所定時間加熱して、各表中に示した膜厚の酸化
膜を形成せしめた。
フレームと第2表に示した比較例に係る合金組成のリー
ドフレームとを準備し、各々について 180℃大気雰
囲気中で所定時間加熱して、各表中に示した膜厚の酸化
膜を形成せしめた。
その後300℃の10%H2−N2雰囲気中で酸化膜を
完全に還元した後、市販のワイヤボンダーを行い、ボン
ディング性を評価した。
完全に還元した後、市販のワイヤボンダーを行い、ボン
ディング性を評価した。
ワイヤボンダーは、新用製FA−CuB−10を用い、
10%H2−N 2雰囲気下で直径25μmのAu線を
用いて2mmのループ長にて荷重50g、超音波出力5
0dTU 、圧着時間30m5ec、圧接温度270℃
の条件で行った。
10%H2−N 2雰囲気下で直径25μmのAu線を
用いて2mmのループ長にて荷重50g、超音波出力5
0dTU 、圧着時間30m5ec、圧接温度270℃
の条件で行った。
ボンディング性の評価は、ワイヤループ中央を引張り、
ワイヤ接合部が剥れずにワイヤが破断した割合で示した
。尚、各々のサンプル数は1000である。
ワイヤ接合部が剥れずにワイヤが破断した割合で示した
。尚、各々のサンプル数は1000である。
第1表より、本発明に従って適当な酸化膜を形成した後
に還元することにより、ワイヤボンディング性が優れる
ことが判かる。また、第2表に示す通り、リードフレー
ムの合金組成が、各々05%以上のZr、Cr、Ti、
Fe、Ni、Coまたは0.1%以上のPの1種または
2種以上を含有するもの、または0.3%以上のSn、
Znの1種または2種を含有するものては、 200〜
3000Åの酸化膜厚範囲でもボンディング性は劣り、
また合金組成が本発明の範囲内であっても酸化膜厚が2
00λ未満であるとボンディング性が若干劣り、また3
000人を越えると酸化膜の剥離が起きてしまうことが
判る。
に還元することにより、ワイヤボンディング性が優れる
ことが判かる。また、第2表に示す通り、リードフレー
ムの合金組成が、各々05%以上のZr、Cr、Ti、
Fe、Ni、Coまたは0.1%以上のPの1種または
2種以上を含有するもの、または0.3%以上のSn、
Znの1種または2種を含有するものては、 200〜
3000Åの酸化膜厚範囲でもボンディング性は劣り、
また合金組成が本発明の範囲内であっても酸化膜厚が2
00λ未満であるとボンディング性が若干劣り、また3
000人を越えると酸化膜の剥離が起きてしまうことが
判る。
(以下、余白)
第1表
[発明の効果コ
以上説明した通り、本発明では、貴金属メッキを施さな
い銅系リードフレームにワイヤボンディングするに際し
て、ワイヤボンディング前の該銅系リードフレーム表面
に酸化膜を形成した後、該酸化膜を形成したリードフレ
ームを還元ガス中に保持して該酸化膜を還元した後、非
酸化性雰囲気中にてワイヤボンディングを行なうもので
、酸化膜を還元した銅系リードフレーム表面が純銅に近
い軟らかい組成となり、ワイヤボンディングの熱圧着で
、リードフレーム及びワイヤ両者か良好に変形して新生
面同士で圧接される。このように、薄肉化のための合金
組成を有する銅系リードフレームの場合であっても貴金
属を使用せずにワイヤボンディングを良好な状態で行な
うことが可能となり、その工業的価値は極めて大きい。
い銅系リードフレームにワイヤボンディングするに際し
て、ワイヤボンディング前の該銅系リードフレーム表面
に酸化膜を形成した後、該酸化膜を形成したリードフレ
ームを還元ガス中に保持して該酸化膜を還元した後、非
酸化性雰囲気中にてワイヤボンディングを行なうもので
、酸化膜を還元した銅系リードフレーム表面が純銅に近
い軟らかい組成となり、ワイヤボンディングの熱圧着で
、リードフレーム及びワイヤ両者か良好に変形して新生
面同士で圧接される。このように、薄肉化のための合金
組成を有する銅系リードフレームの場合であっても貴金
属を使用せずにワイヤボンディングを良好な状態で行な
うことが可能となり、その工業的価値は極めて大きい。
Claims (4)
- (1)貴金属メッキを施さない銅系リードフレームにワ
イヤボンディングする方法であって、 ワイヤボンディング前に該銅系リードフレームの少なく
ともボンディング位置の表面に酸化膜を形成する工程と
、 該酸化膜を形成したリードフレームを還元ガス中に保持
して、該酸化膜を還元する工程とを含み、 前記還元工程の後に非酸化性雰囲気中にてワイヤボンデ
ィングを行なうことを特徴とするワイヤボンディング方
法。 - (2)前記酸化膜の膜厚を200〜3000Åとするこ
とを特徴とする請求項1に記載のワイヤボンディング方
法。 - (3)各々0.5%以下のZr、Cr、Ti、Fe、N
i、Co、または0.1%以下のPの1種又は2種以上
を含有し、残部がCuからなることを特徴とする前記請
求項1に記載のワイヤボンディング方法に使用する銅系
リードフレーム。 - (4)前記請求項3に記載のリードフレームにおいて、
更に0.3%以下のSn、Znの1種又は2種を含有し
てなることを特徴とする銅系リードフレーム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2039817A JP2721259B2 (ja) | 1990-02-22 | 1990-02-22 | ワイヤボンディング方法及びそれに使用する銅系リードフレーム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2039817A JP2721259B2 (ja) | 1990-02-22 | 1990-02-22 | ワイヤボンディング方法及びそれに使用する銅系リードフレーム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03244138A true JPH03244138A (ja) | 1991-10-30 |
| JP2721259B2 JP2721259B2 (ja) | 1998-03-04 |
Family
ID=12563523
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2039817A Expired - Lifetime JP2721259B2 (ja) | 1990-02-22 | 1990-02-22 | ワイヤボンディング方法及びそれに使用する銅系リードフレーム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2721259B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8179548B2 (en) | 2006-06-06 | 2012-05-15 | Ricoh Company, Ltd. | Apparatus and method for data processing |
-
1990
- 1990-02-22 JP JP2039817A patent/JP2721259B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8179548B2 (en) | 2006-06-06 | 2012-05-15 | Ricoh Company, Ltd. | Apparatus and method for data processing |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2721259B2 (ja) | 1998-03-04 |
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