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

Publication number
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
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lead frame
wire bonding
oxide film
copper
bonding
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.)
Granted
Application number
JP2039817A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2721259B2 (ja
Inventor
Toru Tanigawa
徹 谷川
Masaaki Kurihara
正明 栗原
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.)
Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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 Furukawa Electric Co Ltd filed Critical Furukawa Electric Co Ltd
Priority to JP2039817A priority Critical patent/JP2721259B2/ja
Publication of JPH03244138A publication Critical patent/JPH03244138A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2721259B2 publication Critical patent/JP2721259B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/071Connecting or disconnecting
    • H10W72/075Connecting or disconnecting of bond wires
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/01Manufacture or treatment
    • H10W72/015Manufacture or treatment of bond wires
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/01Manufacture or treatment
    • H10W72/015Manufacture or treatment of bond wires
    • H10W72/01571Cleaning, e.g. oxide removal or de-smearing
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/071Connecting or disconnecting
    • H10W72/075Connecting or disconnecting of bond wires
    • H10W72/07511Treating the bonding area before connecting, e.g. by applying flux or cleaning
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/071Connecting or disconnecting
    • H10W72/075Connecting or disconnecting of bond wires
    • H10W72/07541Controlling the environment, e.g. atmosphere composition or temperature
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/90Bond pads, in general
    • H10W72/951Materials of bond pads
    • H10W72/952Materials of bond pads comprising metals or metalloids, e.g. PbSn, Ag or Cu
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W90/00Package configurations
    • H10W90/701Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts
    • H10W90/751Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires
    • H10W90/756Package 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。

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。
[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。
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。
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。
[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。
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。
[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。
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。
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。
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。
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。
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。
[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。
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。
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。
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。
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。
(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。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (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. (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. (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. (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。
JP2039817A 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 Expired - Lifetime JP2721259B2 (ja)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO1991019320A1 (fr) Cadre de montage et boitier a semiconducteurs utilisant ce cadre
JP2714560B2 (ja) ダイレクトボンディング性の良好な銅合金
JPS60124960A (ja) 半導体素子結線用線
JP2701419B2 (ja) 半導体素子用金合金細線及びその接合方法
JPH03244138A (ja) 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
JPH01257356A (ja) 半導体用リードフレーム
JP2771145B2 (ja) 耐腐食性リードフレーム
JP3313006B2 (ja) ベアボンド用銅合金リードフレーム
JP2797846B2 (ja) 樹脂封止型半導体装置のCu合金製リードフレーム材
JP2714561B2 (ja) ダイレクトボンディング性の良好な銅合金
JPH02170934A (ja) ダイレクトボンディング性の良好な銅合金
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
JPS6123861B2 (ja)
JP3444981B2 (ja) リードフレーム及びリードフレーム用素材
JPS6353287A (ja) Ag被覆導体
JPH061798B2 (ja) リ−ドフレ−ム
JPH02170935A (ja) ダイレクトボンディング性の良好な銅合金
JPS6218614B2 (ja)
JP3280686B2 (ja) 民生用素子およびその製造方法
JPH02251155A (ja) 半導体素子用金合金細線及びその接合方法
JPS62130249A (ja) ボンデイング用銅細線
JPH01135057A (ja) リードフレーム材料の製造方法
JPH03199354A (ja) ダイレクトボンドの可能なリードフレーム用銅合金
JPS6240753A (ja) 半導体リ−ドフレ−ム
JPS62141747A (ja) 半導体リ−ドフレ−ム