JPH0418696B2 - - Google Patents

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JPH0418696B2
JPH0418696B2 JP60073028A JP7302885A JPH0418696B2 JP H0418696 B2 JPH0418696 B2 JP H0418696B2 JP 60073028 A JP60073028 A JP 60073028A JP 7302885 A JP7302885 A JP 7302885A JP H0418696 B2 JPH0418696 B2 JP H0418696B2
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JP
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bonding
copper alloy
wire
copper
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JP60073028A
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Saneyasu Hirota
Kazumichi Machida
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、半導体装置の製造方法に関し、特
にICやトランジスタなどの製造工程において、
半導体チツプ上の電極とリード端子とを金属細線
を用いて接続するワイヤボンデイング方法に関す
るものである。
〔従来の技術〕 従来この種の半導体装置においては、ワイヤ材
として金が用いられ、またリード表面には銀めつ
き等の表面処理が施されていた。第３図は従来の
方式で構成された半導体装置の外観模式図を示
す。図において、１は金属ワイヤ、２は半導体チ
ツプ、３は半導体チツプ２の表面に形成されたア
ルミニウム電極、４は銅合金リード、５はリード
４の表面に形成された銀めつき層であり、上記ワ
イヤ１は主に超音波併用熱圧着方式により電極３
及びリード４に接合されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ここで材料原価低減及び素子の長期信頼性向上
という観点から、ワイヤ１材を金から銅に代える
とともに、リード材表面の銀めつき層５を省略
し、リード４上に直接銅ワイヤ１を接合すること
か考えられる。
また超音波併用熱圧着ボンデイングにおいて、
良好な接合状態を得るためには、材料表面の酸化
膜等の吸着物を十分に破壊、除去すること、及び
接合界面における材料の塑性変形により、酸化膜
破壊の新生面同士の接触面積を拡大することが極
めて重要である。
しかるに銀めつき層５を省略し、銅合金リード
４に直接ボンデイングを行なう場合、上記の２
点、即ち酸化被膜の除去及び接合界面での塑性変
形の双方において、従来の銀めつきリードに比
べ、良好な結果を得ることが著しく困難となる。
そのためリード４へのボンデイング時に接合不
良、即ち接合強度の不足、極端な場合はボンデイ
ング時のはがれなどが発生する。
このような問題点を解決する方法としては、上
述のボンデイング工程において、超音波の出力、
即ち振動振幅を従来の金の場合に比べて大きく設
定することが考えられるが、この方法では、十分
な接合強度を得ようとすれば、ボンデイング中に
銅線が変形しすぎ、銅線自体の強度が低下してし
まうおそれがある。
この発明は上記のような問題点を解消するため
になされたもので、金属細線とリードとの良好な
接合性を確保できる半導体装置の製造方法を提供
することを目的としている。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係る半導体装置の製造方法は、金属
細線とリードとのボンデイング工程以前に、リー
ドと放電電極との間で放電させてリードのボンデ
イングエリアを局所的に加熱軟化させるようにし
たものである。
〔作用〕
この発明においては、リードのボンデイングエ
リアを局所的に加熱軟化させたことから、リード
の十分な機械的強度を維持しつつ、リードのボン
デイングエリアの塑性変形能が向上し、金属細線
とリードとは大きな面積でもつて接触した状態で
接合されるものである。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を図について説明する。
第１図は本発明の一実施例による半導体装置の
製造方法を模式的に示したものである。図におい
て、第３図と同一符号は同図と同一のものを示
し、６は放電電極、７は電源、８はアーク、９は
雰囲気形成用ノズル、１０はシールドガスであ
る。
本方法では、第１図に示すように、ボンデイン
グ工程以前においてシールドガス１０の雰囲気中
で放電電極６と銅合金リード４との間に電圧を印
加して両者間に放電を発生させ、銅合金リード４
のボンデイングエリア表面を加熱し軟化させた
後、半導体チツプ２の電極３と銅合金リード４の
ボンデイングエリアとを、例えば超音波併用熱圧
着方式でもつて銅ワイヤにより結線する。
銅合金リード４は、その機械的強度を確保する
ための金属元素が添加されていることに加え、加
工硬化履歴を受けており、銅線に比べて相対的に
硬さが高く、そのままでは接合時に塑性変形しに
くい。そこで銅合金リード４のボンデイングエリ
ア表面を放電によつて加熱することにより、リー
ド４としては十分な機械的強度を保ちながら、ボ
ンデイングエリア表面のみを局部的に軟化し、適
度な硬さにするものである。
また第２図は、実験により得られたリードの硬
さと接合強度の関係を示すが、リード硬さをビツ
カース硬さでHv50〜100にすることによつて大幅
に接合性が向上することが分かる。なお図中、ａ
は合格強度、即ち必要な接合強度を示す。
以上のような本実施例の方法では、リードの硬
さを局部的に低下させるようにしたので、銀めつ
きを省略した銅合金リードへの銅線の接合性を大
幅に向上でき、金、銀等の貴金属材料の大幅な使
用量の削減を達成できる。
なお上記実施例では、銅合金リードへの適用例
を示したが、鉄系リード等への適用に対しても同
様の効果が得られる。また、金属細線は銅線では
なく、銅合金の線であつてもよい。
〔発明の効果〕
以上のように、本発明に係る半導体装置の製造
方法によれば、金属細線とリードとのボンデイン
グ工程以前に、リードのボンデイングエリアを放
電により局所的に加熱するようにしたので、リー
ドと金属細線との良好な接合性を確保でき、貴金
属材料の使用量を大幅に削減することが可能とな
る効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例による半導体装置の
製造方法を示す模式図、第２図はリード硬さと接
合強度との関係を示す図、第３図は従来の方法を
説明するための模式図である。 １……銅線（金属細線）、２……半導体チツプ、
３……電極、４……銅合金リード。なお図中同一
符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 半導体チツプ上の電極とリードとを金属細線
    を用いて結線する半導体装置の製造方法におい
    て、ワイヤボンデイングの工程以前に、リードと
    放電電極との間で放電させリードのワイヤボンデ
    イングエリアを局所的に加熱軟化させることを特
    徴とする半導体装置の製造方法。 ２ 上記リードとして、銅合金又は鉄合金のもの
    を用いることを特徴とする特許請求の範囲第１項
    記載の半導体装置の製造方法。 ３ 上記金属細線として、銅又は銅合金のものを
    用いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
    載の半導体装置の製造方法。 ４ 上記リードのボンデイングエリアの硬さを局
    所的にマイクロビツカース硬さ換算で50〜100の
    範囲に調質することを特徴とする特許請求の範囲
    第１項記載半導体装置の製造方法。
JP60073028A 1985-04-05 1985-04-05 半導体装置の製造方法 Granted JPS61231729A (ja)

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JP60073028A JPS61231729A (ja) 1985-04-05 1985-04-05 半導体装置の製造方法

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JPS61231729A JPS61231729A (ja) 1986-10-16
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