JPH0410633A - 半導体素子ボンディング用コーティングワイヤ - Google Patents
半導体素子ボンディング用コーティングワイヤInfo
- Publication number
- JPH0410633A JPH0410633A JP2114544A JP11454490A JPH0410633A JP H0410633 A JPH0410633 A JP H0410633A JP 2114544 A JP2114544 A JP 2114544A JP 11454490 A JP11454490 A JP 11454490A JP H0410633 A JPH0410633 A JP H0410633A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wire
- bonding
- capillary
- gold
- 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.)
- Pending
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
- H10W72/50—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
- H10W72/551—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
- H10W72/553—Materials of bond wires not comprising solid metals or solid metalloids, e.g. polymers, ceramics or liquids
-
- 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
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」
この発明は、半導体素子のチップ電極と外部リードを接
続するために用いる半導体素子ボンディング用コーティ
ングワイヤに関する。
続するために用いる半導体素子ボンディング用コーティ
ングワイヤに関する。
「従来の技術」
周知のように、ＩＣチップ（半導体素子）が組み込まれ
た半導体装置の組立において、半導体素子と外部リード
とを接続する金属細線（ボンディングワイヤ）としては
、金線、アルミニウム線、または一部には銅線が用いら
れている。中でも、金線は最も古くから使用されており
、耐食性が優れている点で、金をベースとした金属細線
の使用量は他に比べて圧倒的に多い。
た半導体装置の組立において、半導体素子と外部リード
とを接続する金属細線（ボンディングワイヤ）としては
、金線、アルミニウム線、または一部には銅線が用いら
れている。中でも、金線は最も古くから使用されており
、耐食性が優れている点で、金をベースとした金属細線
の使用量は他に比べて圧倒的に多い。
ところで、金製のボンディングワイヤをシリコンチップ
上のＡρポンディングパッドに接合する方法の一例とし
て、キャピラリに通したワイヤ先端に、この先端を電気
トーチを用いて溶融することによりボールを形成し、こ
のボールを超音波熱圧着法によってチップ上に形成され
たポンディングパッドに圧着して接合するボールボンデ
ィング法が用いられている。
上のＡρポンディングパッドに接合する方法の一例とし
て、キャピラリに通したワイヤ先端に、この先端を電気
トーチを用いて溶融することによりボールを形成し、こ
のボールを超音波熱圧着法によってチップ上に形成され
たポンディングパッドに圧着して接合するボールボンデ
ィング法が用いられている。
一方、上記のようにして一端がポンディングパッドに接
合されたワイヤは、上記キャピラリにより引き上げられ
て、緩いカーブを描いてリードフレーム上に持ってこら
れ、キャピラリの下面でリードフレームに超音波熱圧着
法によって圧着することにより接合される。
合されたワイヤは、上記キャピラリにより引き上げられ
て、緩いカーブを描いてリードフレーム上に持ってこら
れ、キャピラリの下面でリードフレームに超音波熱圧着
法によって圧着することにより接合される。
そして、再びキャピラリを引き上げてワイヤをクランプ
して切断することにより１回のボンディングが終了する
。次いで、ワイヤの切断後に、ワイヤの先端に上記と同
様にしてボールを形成し、上記と同様の工程を経て次々
にボンディングを行う。
して切断することにより１回のボンディングが終了する
。次いで、ワイヤの切断後に、ワイヤの先端に上記と同
様にしてボールを形成し、上記と同様の工程を経て次々
にボンディングを行う。
「発明が解決しようとすゝる課題」
ところで、近年、半導体装置の生産性向上の要請により
、ボンディング工程の自動化および高速化が急速に達成
され、またボンディングワイヤにおいても長尺化が進め
られ、長時間に亙り停止することなくボンディングが継
続されている。
、ボンディング工程の自動化および高速化が急速に達成
され、またボンディングワイヤにおいても長尺化が進め
られ、長時間に亙り停止することなくボンディングが継
続されている。
しかしながら、この様な状況において、ボンディングの
回数の増加に伴って、キャピラリの先端に付着物が存在
するようになり、この付着物の量が増加すると、ワイヤ
のつまりゃ、ルーピング性阻害すなわちワイヤをキャピ
ラリにより引き上げて、緩いカーブを描いてリードフレ
ーム上に持ってきてこのリードフレームに圧着する操作
（ステイツヂボンディング）が阻害されるなどの様々な
問題が生じるようになる。
回数の増加に伴って、キャピラリの先端に付着物が存在
するようになり、この付着物の量が増加すると、ワイヤ
のつまりゃ、ルーピング性阻害すなわちワイヤをキャピ
ラリにより引き上げて、緩いカーブを描いてリードフレ
ーム上に持ってきてこのリードフレームに圧着する操作
（ステイツヂボンディング）が阻害されるなどの様々な
問題が生じるようになる。
このため、上記問題を解消するために、キャピラリの材
質を付着物が生じ難いような、例えば、ルビー、サファ
イヤなどを用いることも一部行なわれているが、これら
の材質は従来のキャピラリの材質であるガラスやセラミ
ックスに比べ、非常に高価であり、汎用的に用いられる
には至っていないのが現状である。
質を付着物が生じ難いような、例えば、ルビー、サファ
イヤなどを用いることも一部行なわれているが、これら
の材質は従来のキャピラリの材質であるガラスやセラミ
ックスに比べ、非常に高価であり、汎用的に用いられる
には至っていないのが現状である。
「発明の目的」
この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、キャピ
ラリへの付着物の付着量を大きく軽減することのできる
半導体素子ボンディング用コーティングワイヤを提供す
ることを目的としている。
ラリへの付着物の付着量を大きく軽減することのできる
半導体素子ボンディング用コーティングワイヤを提供す
ることを目的としている。
１課題を解決するための手段」
上記目的を達成すべく本発明者等が鋭意研究をを重ねた
結果、キャピラリへの付着物の発生メカニズムが以下に
示す通りであることが判明した。
結果、キャピラリへの付着物の発生メカニズムが以下に
示す通りであることが判明した。
ずなイつち、まず、ボール形成時における電気トーチの
スパークによりキャピラリの先端に付着物が極く微量で
はあるが付着する。この付着物は金および金線中の微量
元素ならびにトーチの構成元素（タングステン、シリコ
ン等）からなる合金もしくは酸化物であり極めて硬いも
のである。これらの硬い付着物はキャピラリの使用初期
に付着し、ボール圧着時、もしくは、金線をキャピラリ
により引き上げて、緩いカーブを描いてリードフレーム
上に持ってくる時に、軟かい金線を多量に削り取り、こ
の削り取られた金がキャピラリ表面に残存し、スパーク
により合金化されるという現象が繰り返され、いわゆる
“雪だるま式”に付着物の量が増加する。
スパークによりキャピラリの先端に付着物が極く微量で
はあるが付着する。この付着物は金および金線中の微量
元素ならびにトーチの構成元素（タングステン、シリコ
ン等）からなる合金もしくは酸化物であり極めて硬いも
のである。これらの硬い付着物はキャピラリの使用初期
に付着し、ボール圧着時、もしくは、金線をキャピラリ
により引き上げて、緩いカーブを描いてリードフレーム
上に持ってくる時に、軟かい金線を多量に削り取り、こ
の削り取られた金がキャピラリ表面に残存し、スパーク
により合金化されるという現象が繰り返され、いわゆる
“雪だるま式”に付着物の量が増加する。
この発明の半導体素子ボンディング用コーティングワイ
ヤは、上記知見に基づいてなされたもので、金または金
合金極細線の表面に、有機カーボンを含有する表面活性
剤が塗布されていることを特徴としている。
ヤは、上記知見に基づいてなされたもので、金または金
合金極細線の表面に、有機カーボンを含有する表面活性
剤が塗布されていることを特徴としている。
上記表面活性剤としては、
Ｃ，２Ｈ２５−Ｏ−（Ｃ２）１．０） Ｉ ０−ＨＳＣ
３Ｈ？−Ｃｏ−０−（Ｃ２Ｈ４０） ＋ ２−Ｈ。
３Ｈ？−Ｃｏ−０−（Ｃ２Ｈ４０） ＋ ２−Ｈ。
Ｃ７０，５−０−（Ｃ，Ｈ，０）８−１ｔ 等が挙げ
られる。
られる。
また、上記表面活性剤による塗布膜厚は、２０Å〜０．
５μ鱈こすることが望ましい。このように、塗布膜厚を
限定したのは、塗布膜厚が２０人より薄い場合には付着
物軽減の効果が薄く、一方、０゜５μ肩より厚い場合に
はワイヤをリードフレームのボンディング部に超音波熱
圧着法によって圧着した際のスティッチボンディング強
度が著しく劣化するためである。
５μ鱈こすることが望ましい。このように、塗布膜厚を
限定したのは、塗布膜厚が２０人より薄い場合には付着
物軽減の効果が薄く、一方、０゜５μ肩より厚い場合に
はワイヤをリードフレームのボンディング部に超音波熱
圧着法によって圧着した際のスティッチボンディング強
度が著しく劣化するためである。
１作用」
この発明の半導体素子ボンディング用コーティングワイ
ヤにあっては、金または金合金極細線の表面に有機カー
ボンを含有する表面活性剤が塗布されているので、ワイ
ヤ表面のすべり性が向上する。したがって、ボールボン
ディング時ならびにスティッチボンディング時のワイヤ
削り取り量が大幅に減少するので、キャピラリ表面に残
存する金の量が大幅に減少する。よって、キャピラリに
′、スパークにより合金化されて付着する付着物の量が
大幅に減少する。
ヤにあっては、金または金合金極細線の表面に有機カー
ボンを含有する表面活性剤が塗布されているので、ワイ
ヤ表面のすべり性が向上する。したがって、ボールボン
ディング時ならびにスティッチボンディング時のワイヤ
削り取り量が大幅に減少するので、キャピラリ表面に残
存する金の量が大幅に減少する。よって、キャピラリに
′、スパークにより合金化されて付着する付着物の量が
大幅に減少する。
「実施例」
以下、この発明の半導体素子ボンディング用コ−ティン
グワイヤの一実施例を説明する。
グワイヤの一実施例を説明する。
まず、Ｃ，２１（２５−０−（Ｃ２１（４０）、、−Ｈ
。
。
Ｃ５Ｈ７−Ｃｏ−０（Ｃ２Ｈ４０） ＋ ２−Ｈ，Ｃ７
ＨＩ ｓ ０−（Ｃ２Ｈ４０）８ Ｈの３種類の有機カ
ーボンを含有する表面活性剤を用意し、それぞれの水溶
液を直径２５μＲφの金線の表面に連続的に塗布し、乾
燥することにより第１表に示す本発明のコーティングワ
イヤＮｏ、１〜Ｎｏ、８を得た。なお、塗布膜厚は第１
表に示すように、全て２０Å〜０．５μ酎こ設定した。
ＨＩ ｓ ０−（Ｃ２Ｈ４０）８ Ｈの３種類の有機カ
ーボンを含有する表面活性剤を用意し、それぞれの水溶
液を直径２５μＲφの金線の表面に連続的に塗布し、乾
燥することにより第１表に示す本発明のコーティングワ
イヤＮｏ、１〜Ｎｏ、８を得た。なお、塗布膜厚は第１
表に示すように、全て２０Å〜０．５μ酎こ設定した。
そして、上記Ｎｏ、１〜Ｎｏ、８のコーティングワイヤ
を用いて５００００回の高速ボンディングを行い、変形
ループ（ワイヤをキャピラリにより引き上げて、リード
フレーム上に持ってくる際におけるワイヤの描く緩いカ
ーブの変形したもの）発生回数、ならびにボンディング
性を調査した。また、５００００回ボンディング終了後
のキャピラリチップの先端の付着物ならびに５００００
個目の圧着ボール形状をＳＥＭを用いて調査した。
を用いて５００００回の高速ボンディングを行い、変形
ループ（ワイヤをキャピラリにより引き上げて、リード
フレーム上に持ってくる際におけるワイヤの描く緩いカ
ーブの変形したもの）発生回数、ならびにボンディング
性を調査した。また、５００００回ボンディング終了後
のキャピラリチップの先端の付着物ならびに５００００
個目の圧着ボール形状をＳＥＭを用いて調査した。
さらに、比較のためＮｏ、９〜Ｎｏ、１２ワイヤを用い
て上記と同じボンディングテストを行った。
て上記と同じボンディングテストを行った。
Ｎｏ、９〜Ｎｏ、１１のワイヤは表面に上記表面活性剤
が塗布されているが、その塗布膜厚が２０Å〜０．５μ
Ｉの範囲外のものであり、Ｎｏ、１２は表面活性剤が塗
布されていないワイヤである。
が塗布されているが、その塗布膜厚が２０Å〜０．５μ
Ｉの範囲外のものであり、Ｎｏ、１２は表面活性剤が塗
布されていないワイヤである。
なお、上記塗布膜厚は予めＳＥＭなど電子顕微鏡を用い
て膜厚の分かっているものに対し、オージェマイクロプ
ローブのＡｒボンバードにて検量線を作製し、以後オー
ジェを用いて膜厚測定を行った。
て膜厚の分かっているものに対し、オージェマイクロプ
ローブのＡｒボンバードにて検量線を作製し、以後オー
ジェを用いて膜厚測定を行った。
第１表に示すように、本発明品においては、変形ループ
、ボンディング不良などの発生は認められず、キャピラ
リ先端の付着物も微量であるという良好な結果が得られ
た。
、ボンディング不良などの発生は認められず、キャピラ
リ先端の付着物も微量であるという良好な結果が得られ
た。
以下余白
・、；：ｒ発明の効果」
以上説明したように、この発明の半導体素子ボンディン
グ用コーティングワイヤによれば、金または金合金極細
線の表面に有機カーボンを含有する表面活性剤が塗布さ
れているので、ワイヤ表面のすべり性が向上する。した
がって、ポールボンディング時ならびにスティッチボン
ディング時のワイヤ削り取り量が大幅に減少するので、
キャピラリ表面への金の残存量が大幅に減少して、キャ
ピラリへの付着物の付着量を大幅に減少する。よって、
ワイヤボンディングを高速で長時間に亙り支障なく行う
ことができるとともに、キャピラリの寿命を向上させる
ことができる。
グ用コーティングワイヤによれば、金または金合金極細
線の表面に有機カーボンを含有する表面活性剤が塗布さ
れているので、ワイヤ表面のすべり性が向上する。した
がって、ポールボンディング時ならびにスティッチボン
ディング時のワイヤ削り取り量が大幅に減少するので、
キャピラリ表面への金の残存量が大幅に減少して、キャ
ピラリへの付着物の付着量を大幅に減少する。よって、
ワイヤボンディングを高速で長時間に亙り支障なく行う
ことができるとともに、キャピラリの寿命を向上させる
ことができる。
Claims (2)
- （１）金または金合金極細線の表面に、有機カーボンを
含有する表面活性剤が塗布されていることを特徴とする
半導体素子ボンディング用コーティングワイヤ。 - （２）塗布膜厚が２０Å〜０．５μｍであることを特徴
とする請求項１記載の半導体素子ボンディング用コーテ
ィングワイヤ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2114544A JPH0410633A (ja) | 1990-04-27 | 1990-04-27 | 半導体素子ボンディング用コーティングワイヤ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2114544A JPH0410633A (ja) | 1990-04-27 | 1990-04-27 | 半導体素子ボンディング用コーティングワイヤ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0410633A true JPH0410633A (ja) | 1992-01-14 |
Family
ID=14640437
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2114544A Pending JPH0410633A (ja) | 1990-04-27 | 1990-04-27 | 半導体素子ボンディング用コーティングワイヤ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0410633A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59167044A (ja) * | 1983-03-11 | 1984-09-20 | Mitsubishi Metal Corp | 半導体装置のワイヤ・ボンデイング用金または金合金細線 |
| JPS6278802A (ja) * | 1985-10-01 | 1987-04-11 | ヤマハ株式会社 | スライド式電気部品 |
-
1990
- 1990-04-27 JP JP2114544A patent/JPH0410633A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59167044A (ja) * | 1983-03-11 | 1984-09-20 | Mitsubishi Metal Corp | 半導体装置のワイヤ・ボンデイング用金または金合金細線 |
| JPS6278802A (ja) * | 1985-10-01 | 1987-04-11 | ヤマハ株式会社 | スライド式電気部品 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3747198A (en) | Tailless wedge bonding of gold wire to palladium-silver cermets | |
| JPS6238414B2 (ja) | ||
| JP5165810B1 (ja) | 銀金パラジウム系合金バンプワイヤ | |
| CN100478117C (zh) | 丝线焊接绝缘丝线及其毛细管 | |
| JP2004014884A (ja) | ボンディングワイヤー | |
| TW201809299A (zh) | 用於功率模組封裝之金屬帶材 | |
| US4096983A (en) | Bonding copper leads to gold film coatings on alumina ceramic substrate | |
| TW200416915A (en) | Wirebonding insulated wire | |
| JPS584955A (ja) | 金めつきされた電子部品パツケ−ジ | |
| JP2003133361A (ja) | ボンディングワイヤー | |
| JP2002329741A (ja) | 銅ボンディングワイヤー | |
| JPS63169056A (ja) | リ−ドフレ−ム材料 | |
| WO2022085365A1 (ja) | 半導体装置用Ａｇ合金ボンディングワイヤ | |
| CN106486448A (zh) | 球焊用铜合金细线 | |
| JP3800929B2 (ja) | 半導体パッケージとその製造法及び半導体パッケージ用絶縁テープ基板 | |
| JPH04255237A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPS61105850A (ja) | ワイヤボンデイング方法 | |
| CN108155169A (zh) | 具有金包覆层的金镓钴合金复合键合丝及其制造方法 | |
| JP2721259B2 (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 | |
| JPS5944836A (ja) | ワイヤ−ボンデイング方法 | |
| JPS58191456A (ja) | 半導体用リ−ドフレ−ム及びその製法 | |
| JPH07263477A (ja) | 被覆ボンディング細線接合用キャピラリー | |
| JP3311376B2 (ja) | バンプ形成方法 | |
| JPS60177639A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| CN115055772A (zh) | 一种真空共晶工艺中钎缝尺寸的控制方法 |