JPH0374851A - 半導体素子用ボールボンディング線 - Google Patents
半導体素子用ボールボンディング線Info
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- JPH0374851A JPH0374851A JP1211160A JP21116089A JPH0374851A JP H0374851 A JPH0374851 A JP H0374851A JP 1211160 A JP1211160 A JP 1211160A JP 21116089 A JP21116089 A JP 21116089A JP H0374851 A JPH0374851 A JP H0374851A
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- JP
- Japan
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- bonding wire
- bonding
- wire
- temperature
- semiconductor element
- Prior art date
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- 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
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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
-
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- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
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- H10W72/07551—Connecting or disconnecting of bond wires characterised by changes in properties of the bond wires during the connecting
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- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
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- H10W72/50—Bond wires
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- 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]
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- 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
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- H10W72/90—Bond pads, in general
- H10W72/951—Materials of bond pads
- H10W72/952—Materials of bond pads comprising metals or metalloids, e.g. PbSn, Ag or Cu
Landscapes
- Wire Bonding (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）
本発明は、トランジスター、ＩＣ，ＬＳＩなどの半導体
素子のアルミニウム蒸着電極と外部引出用リードとを接
続する半導体素子用ポールボンディング線（以下単にボ
ンディング線という）に関するものである。
素子のアルミニウム蒸着電極と外部引出用リードとを接
続する半導体素子用ポールボンディング線（以下単にボ
ンディング線という）に関するものである。
（従来の技術）
樹脂封止のパッケージングに於いて、半導体素子のアル
ミニウム蒸着電極と外部引出用リードとを接続するには
、ボンディング線、例えば金線が用いられる。金線はキ
ャピラリーと呼ばれるボンディングツールを通してその
先端に供給され、水素炎又は電気放電によって金線の先
端部を溶融させて線径の約２倍の大きさの金ボールを形
成し、次にキャピラリーを降下し、半導体素子のアルミ
ニウム蒸着電極上に、所定の加圧力と時間をかけて金ボ
ールをボンディングする。そしてキャピラリーにより金
線を誘導して外部引出用リードにボンディングする。
ミニウム蒸着電極と外部引出用リードとを接続するには
、ボンディング線、例えば金線が用いられる。金線はキ
ャピラリーと呼ばれるボンディングツールを通してその
先端に供給され、水素炎又は電気放電によって金線の先
端部を溶融させて線径の約２倍の大きさの金ボールを形
成し、次にキャピラリーを降下し、半導体素子のアルミ
ニウム蒸着電極上に、所定の加圧力と時間をかけて金ボ
ールをボンディングする。そしてキャピラリーにより金
線を誘導して外部引出用リードにボンディングする。
このように半導体素子のアルミニウム蒸着電極と外部引
出用リードとの接続に用いられる金線等のボンディング
線には、数１０％以上加工した加工上がり又はそれを再
結晶の伴わない程度の低温焼なまししたボンディング線
がある。
出用リードとの接続に用いられる金線等のボンディング
線には、数１０％以上加工した加工上がり又はそれを再
結晶の伴わない程度の低温焼なまししたボンディング線
がある。
（発明が解決しようとする課題）
ところで、第３図に示す如く上記のボンディング線１を
半導体素子２のアルミニウム蒸着電極３上にボールボン
ディングすると、ボール４から僅か０．１〜０．３ａｕ
ｎ位の部分５のみが再結晶を起こし、引張り強さが極端
に低下する。
半導体素子２のアルミニウム蒸着電極３上にボールボン
ディングすると、ボール４から僅か０．１〜０．３ａｕ
ｎ位の部分５のみが再結晶を起こし、引張り強さが極端
に低下する。
一方、ボンディング後何らかの事情により、例えば樹脂
封止によりボンディング線ｌに歪が生じた時これを吸収
するためにはどうしてもボンディング線ｌが変形するし
かない。この時その歪量として第′４図に示す如くＬの
長さのボンディング線ｌがｄＬ伸びると、ｄＬ分の殆ん
どをボンディング時に再結晶を起こし引張り強さが極端
に低下した僅か０．１〜０．３ｍｍ位の部分５で吸収し
ようとする為、この部分５の長さｌがｆ＋ｄＬとなり、
実質的な伸び率がｄ Ｌ／Ｉ！と極度に大きくなる結果
、この部分５に引張り強さよりも大きな応力が掛かるこ
ととなってボンディング線ｌが破断することになる。
封止によりボンディング線ｌに歪が生じた時これを吸収
するためにはどうしてもボンディング線ｌが変形するし
かない。この時その歪量として第′４図に示す如くＬの
長さのボンディング線ｌがｄＬ伸びると、ｄＬ分の殆ん
どをボンディング時に再結晶を起こし引張り強さが極端
に低下した僅か０．１〜０．３ｍｍ位の部分５で吸収し
ようとする為、この部分５の長さｌがｆ＋ｄＬとなり、
実質的な伸び率がｄ Ｌ／Ｉ！と極度に大きくなる結果
、この部分５に引張り強さよりも大きな応力が掛かるこ
ととなってボンディング線ｌが破断することになる。
そこで本発明は、ポールボンディングのためのポール形
成時に殆んど組織（結晶粒）、引張り強さ、硬さ、伸び
に変化が無く、歪量をボンディング線全体で吸収するこ
とができて破断することの無いボンディング線を提供し
ようとするものである。
成時に殆んど組織（結晶粒）、引張り強さ、硬さ、伸び
に変化が無く、歪量をボンディング線全体で吸収するこ
とができて破断することの無いボンディング線を提供し
ようとするものである。
（課題を解決するための手段）
上記課題を解決するための本発明のボンディング線は、
再結晶温度よりも高温で熱処理したことを特徴とするも
のである。
再結晶温度よりも高温で熱処理したことを特徴とするも
のである。
（作用）
上述の如く本発明のボンディング線は、再結晶温度より
も高温で熱処理したものであるから、ボンディング線は
予め再結晶されていて、ボール形成時に殆んど組織（結
晶粒）、引張り強さ、硬さ、伸びに変化は無く、略均−
である。従って、ボンディング後何らかの事情により、
例えば樹脂封止によりボンディング線に歪が生じた時、
この時生じる歪量として第１図に示す如くＬの長さのボ
ンディング線ｌが第２図に示す如＜ｄＬ伸びると、ｄＬ
分はボンディング線１全体で吸収して伸び、ＬがＬ＋ｄ
Ｌとなる。つまりボンディング線のどの部分の伸び率も
ｄＬ／Ｌとなる。そこでボンディング付近の伸び率だけ
を考えると、従来のボンディング線の伸び率がｄＬ／ｌ
であるのに対し、本発明のボンディング線の伸び率がｄ
Ｌ／ＬでありＬ＞ｆであるので、ｄＬ／ｌ＞ｄＬ／Ｌと
なる。
も高温で熱処理したものであるから、ボンディング線は
予め再結晶されていて、ボール形成時に殆んど組織（結
晶粒）、引張り強さ、硬さ、伸びに変化は無く、略均−
である。従って、ボンディング後何らかの事情により、
例えば樹脂封止によりボンディング線に歪が生じた時、
この時生じる歪量として第１図に示す如くＬの長さのボ
ンディング線ｌが第２図に示す如＜ｄＬ伸びると、ｄＬ
分はボンディング線１全体で吸収して伸び、ＬがＬ＋ｄ
Ｌとなる。つまりボンディング線のどの部分の伸び率も
ｄＬ／Ｌとなる。そこでボンディング付近の伸び率だけ
を考えると、従来のボンディング線の伸び率がｄＬ／ｌ
であるのに対し、本発明のボンディング線の伸び率がｄ
Ｌ／ＬでありＬ＞ｆであるので、ｄＬ／ｌ＞ｄＬ／Ｌと
なる。
従って伸び率の大きい従来のボンディング線にはその分
大きな引張り応力がかかり、破断が起き易いが、伸び率
の小さい本発明のボンディング線には大きな引張り応力
がかかることが無いので、破断することが無いものであ
る。
大きな引張り応力がかかり、破断が起き易いが、伸び率
の小さい本発明のボンディング線には大きな引張り応力
がかかることが無いので、破断することが無いものであ
る。
尚、再結晶温度について説明すると、再結晶が一定の割
合にまで進展するのに必要な加熱時間ｔは再結晶速度に
逆比例するから、加熱温度Ｔについて次のような関係で
表される。
合にまで進展するのに必要な加熱時間ｔは再結晶速度に
逆比例するから、加熱温度Ｔについて次のような関係で
表される。
ここでＱは再結晶の見かけの活性化エネルギーＡは定数
、Ｒは気体定数である。
、Ｒは気体定数である。
上式で判るように加熱時間を長くすると再結晶する温度
は低い。本発明で言う再結晶温度よりも高温で熱処理す
る意味は、上式に従い結晶粒、引張り強さ、硬さ、伸び
の変化が略完了する処理を意味するものである。
は低い。本発明で言う再結晶温度よりも高温で熱処理す
る意味は、上式に従い結晶粒、引張り強さ、硬さ、伸び
の変化が略完了する処理を意味するものである。
（実施例）
本発明のボンディング線の実施例を従来例と共に説明す
る。
る。
実施例１として、純度９９．９９％の金線を加工率９９
、９８％で加工して線径２５μｍとなした後、７００℃
、２秒間熱処理して金のボンディング線を得た。
、９８％で加工して線径２５μｍとなした後、７００℃
、２秒間熱処理して金のボンディング線を得た。
この実施例１に対応する従来例１として、純度９９、９
９５％の金線を加工率９９．９８％で加工して線径２５
μｍとなした後、２００℃、２秒間熱処理して金のボン
ディング線を得た。
９５％の金線を加工率９９．９８％で加工して線径２５
μｍとなした後、２００℃、２秒間熱処理して金のボン
ディング線を得た。
実施例２として、純度９９．９９６％の銅線を加工率９
９．９％で加工して線径２５μｍとなした後、７５０℃
、２秒間熱処理して銅のボンディング線を得た。
９．９％で加工して線径２５μｍとなした後、７５０℃
、２秒間熱処理して銅のボンディング線を得た。
この実施例２に対応する従来例２として、純度９９．９
９６％の銅線を加工率９９．９％で加工して線径２５μ
ｍとなした後、２００℃、２秒間熱処理（低温焼なまし
）して銅のボンディング線を得た。７然してこれら実施
例１．２、従来例１．２の各金及び銅のボンディング線
をポールボンディングした後、１０ｃｍに対し１％（１
ｍｍ）の引張り歪みを加えた時に破断するかどうかを各
１００本について調べた処、下記の表に示すような結果
を得た。
９６％の銅線を加工率９９．９％で加工して線径２５μ
ｍとなした後、２００℃、２秒間熱処理（低温焼なまし
）して銅のボンディング線を得た。７然してこれら実施
例１．２、従来例１．２の各金及び銅のボンディング線
をポールボンディングした後、１０ｃｍに対し１％（１
ｍｍ）の引張り歪みを加えた時に破断するかどうかを各
１００本について調べた処、下記の表に示すような結果
を得た。
（以下余白）
上記の表で明らかなように従来例１．２のボンディング
線は、 １００本中３之本及び８７本も破断したのに対
し、実施例１．２のボンディング線は破断するものが皆
無であった。
線は、 １００本中３之本及び８７本も破断したのに対
し、実施例１．２のボンディング線は破断するものが皆
無であった。
上記実施例では、金線、銅線の２種類について述べたが
、これに限るものではなく、Ａｕ−Ｐｄ合金、Ａｕ−Ｐ
ｔ合金、Ａｕ−Ａｇ合金、Ａｇ−Ｐｄ合金、Ａｕ−Ａｇ
−Ｐｄ合金等の線でも良いものである。
、これに限るものではなく、Ａｕ−Ｐｄ合金、Ａｕ−Ｐ
ｔ合金、Ａｕ−Ａｇ合金、Ａｇ−Ｐｄ合金、Ａｕ−Ａｇ
−Ｐｄ合金等の線でも良いものである。
（発明の効果）
以上の説明で判るように本発明のボンディング線は、予
め再結晶されていて、ボール形成時に殆んど組織（結晶
粒）、引張強さ、硬さ、伸びに変化が無く、略均−であ
るので、何らかの事情によリボンディング線に歪が生じ
ても、この歪量をポンディング線全体で吸収できて破断
することが無いという効果がある。
め再結晶されていて、ボール形成時に殆んど組織（結晶
粒）、引張強さ、硬さ、伸びに変化が無く、略均−であ
るので、何らかの事情によリボンディング線に歪が生じ
ても、この歪量をポンディング線全体で吸収できて破断
することが無いという効果がある。
第１図は本発明のボンディング線をボールボンディング
した時の長さを示す概念図、第２図はそのボンディング
線に歪が生じて伸びた時の長さを示す概念図、第３図は
従来のボンディング線をボールボンディングした時の長
さを示す概念図、第４図はそのボンディング線に歪が生
じて伸びた時の長さを示す概念図である。
した時の長さを示す概念図、第２図はそのボンディング
線に歪が生じて伸びた時の長さを示す概念図、第３図は
従来のボンディング線をボールボンディングした時の長
さを示す概念図、第４図はそのボンディング線に歪が生
じて伸びた時の長さを示す概念図である。
Claims (1)
- １、再結晶温度よりも高温で熱処理したことを特徴とす
る半導体素子用ボールボンディング線。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1211160A JPH0374851A (ja) | 1989-08-16 | 1989-08-16 | 半導体素子用ボールボンディング線 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1211160A JPH0374851A (ja) | 1989-08-16 | 1989-08-16 | 半導体素子用ボールボンディング線 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0374851A true JPH0374851A (ja) | 1991-03-29 |
Family
ID=16601391
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1211160A Pending JPH0374851A (ja) | 1989-08-16 | 1989-08-16 | 半導体素子用ボールボンディング線 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0374851A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012108082A1 (ja) | 2011-02-10 | 2012-08-16 | 田中電子工業株式会社 | Ag-Au-Pd三元合金系ボンディングワイヤ |
| JP5053456B1 (ja) * | 2011-12-28 | 2012-10-17 | 田中電子工業株式会社 | 半導体装置接続用高純度銅細線 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6070751A (ja) * | 1983-09-28 | 1985-04-22 | Hitachi Ltd | 半導体装置 |
-
1989
- 1989-08-16 JP JP1211160A patent/JPH0374851A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6070751A (ja) * | 1983-09-28 | 1985-04-22 | Hitachi Ltd | 半導体装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012108082A1 (ja) | 2011-02-10 | 2012-08-16 | 田中電子工業株式会社 | Ag-Au-Pd三元合金系ボンディングワイヤ |
| US9103001B2 (en) | 2011-02-10 | 2015-08-11 | Tanaka Denshi Kogyo K.K. | Ag—Au—Pd ternary alloy bonding wire |
| JP5053456B1 (ja) * | 2011-12-28 | 2012-10-17 | 田中電子工業株式会社 | 半導体装置接続用高純度銅細線 |
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