JPH0423826B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0423826B2 JPH0423826B2 JP58114976A JP11497683A JPH0423826B2 JP H0423826 B2 JPH0423826 B2 JP H0423826B2 JP 58114976 A JP58114976 A JP 58114976A JP 11497683 A JP11497683 A JP 11497683A JP H0423826 B2 JPH0423826 B2 JP H0423826B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bonding
- wire
- alloy
- ball
- corrosion resistance
- 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.)
- Expired - Lifetime
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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
- H10W72/01—Manufacture or treatment
- H10W72/015—Manufacture or treatment of bond wires
- H10W72/01551—Changing the shapes of 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
- H10W72/551—Materials of bond wires
- H10W72/552—Materials of bond wires comprising metals or metalloids, e.g. silver
- H10W72/5524—Materials of bond wires comprising metals or metalloids, e.g. silver comprising aluminium [Al]
-
- 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
- H10W72/851—Dispositions of multiple connectors or interconnections
- H10W72/874—On different surfaces
- H10W72/884—Die-attach connectors and bond wires
Landscapes
- Wire Bonding (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
Description
（技術分野）
本発明は、半導体装置、集積回路（IC）等
（以下、ICと称す）の電気的接続に用いられるボ
ンデイングワイヤに関するものである。 （背景技術） 従来、例えばICチツプとパツケージを電気接
続するには、図に示すように、IC１の電極２と
パツケージ３の導電回路４の間をボンデイングワ
イヤ５により接続していた。 このボンデイングワイヤには極細の金属線が用
いられる。従来Al線としては線径25μ近傍のもの
にはAl−１％Si合金線が使用されていたが、こ
れはIC等へのボンデイングに超音波圧接による
ウエツジボンデイングしか使用できず、この方法
には方向性があるため、１ボンデイング当りの所
要時間が長く、従来のAu線の無方向性ボールボ
ンデイングに対抗できなかつた。ここでボールボ
ンデイングとは、酸水素炎や放電などの手段によ
り接続部にボールを形成させてボンデイングする
方法である。 一方ICチツプの電極はAl又はAl合金が殆んど
であり、Al−Auの接続は後工程の加熱時におい
て金属間化合物が生成して脆くなり、信頼性が
Al−Alの接続より劣つており、又Auの使用によ
るコスト増加が不可避であつた。 又近来、ICのパツキングとしてプラスチツク
スが多用されるようになり、この場合はプラスチ
ツクスを介して浸入する水分に対する耐食性を考
慮する必要がある。 しかし従来のAl−１％Si合金線ではAlの耐食
性の向上が望めなく、耐食性が悪い。 （発明の開示） 本発明は、上述の問題点を解決するため成され
たもので、耐食性を向上すると共に、Au線を用
いずにボールボンデイングを可能にして、ボンデ
イングの速度を向上し、コストを低減し得るボン
デイングワイヤを提供せんとするものである。 耐食性Al合金としてAl−Mn合金が良く知られ
ている。しかし極細線の伸線加工性およびボンデ
イング特性を考えると、単なるAl−Mn合金では
伸線加工性、ボンデイングワイヤとしての特性が
悪いため、改良が必要である。特にAl−Mn合金
はFe，Siとの共存により極細線への伸線加工性
に有害な晶出物、析出物を生じ易く、これを抑え
るため高純度の地金を用いる必要がある。 又AlにMn0.1〜２％を添加することにより、従
来のAl−１％Si合金よりボンデイングにおける
ボール形成能を良くすることが分つた。このボー
ル形成能の良くなる原因は、ボール形成時の溶融
の際、表面の酸化防止と表面張力の増大の点で
Mn添加が効果があるためと考えられる。 又AlにZr0.01〜0.35％添加することにより、ボ
ール形成時の高温短時間の加熱による結晶粒の粗
大化を防止して、ボンデイングワイヤの脆化を防
ぎ、信頼性を高めることが分つた。 即ち、本発明は、Mn0.1〜2.0％、Zr0.01〜0.35
％を含み、Feを0.05％以下、Siを0.03％以下に規
定し、残部が本質的にAlよりなる合金から成る
ことを特徴とするボンデイングワイヤである。 本発明において、合金中のMnは、前述のよう
に耐食性の向上とボンデイングにおけるボール形
成能を改良するものである。Mn量を0.1〜2.0％
に規定したのは、Mn0.1％未満では耐食性、ボー
ル形成能の改善効果なく、2.0％を越えると鋳造
時に晶出物を形成する量が多く、伸線加工性が悪
くなるためである。 又本発明において、合金中のZrは、高温短時
間の加熱による結晶粒の粗大化とそれによる脆化
を防止する効果があり、Zr量0.01％未満ではその
効果なく、0.35％を越えると効果が飽和するのみ
ならず、晶出物の増大を招き、極細線への伸線性
を劣化させる。 又合金中のFeを0.05％以下、Siを0.03％以下に
規定するのは伸線加工性を良くするためで、
Fe／Si比を２以上にすることが望ましく、それ
ぞれ上記限界外となると極細線への加工が難かし
くなる。 従つて合金の製造には純度99.9％以上のAl地
金、望ましくは純度99.95％以上のAl地金を使用
することが好ましい。 なお、Al溶融時の酸化を防止してボール形成
能を改善するため、Beを0.001〜0.1％の範囲で添
加しても良い。 かように構成することにより、本発明のボンデ
イングワイヤは線径25μ前後の極細線として優れ
た耐食性、加工性、ボンデイング性を得ることが
できる。 （実施例） 表１に示す組成の合金を、純度99.99％のAl地
金に、Al−５％Zr、Al−10％Mn合金、金属Siを
添加して溶製した後、溶湯からセラミツクフイル
ターで10μ以上の介在物を除去しながら、ビレツ
トに連続鋳造した。 このビレツトを表面切削した後、熱間押出しに
より10mmφの線材とした後、皮剥、伸線、熱処理
を組合せて25μmφのボンデイングワイヤを作成
した。 得られたボンデイングワイヤの製造時の伸線
性、耐食性、ボールボンデイングによるボンデイ
ング強度は表１に示す通りである。 伸線性は、伸線量１ｇ当りの断線率をAl−１
％Si合金の場合を1.0として相対値で表わしたも
のであり、耐食性は、温度45℃、相対湿度90％に
おける寿命を同じく相対値で表わしたものであ
り、ボンデイング強度は、ボンデイングワイヤを
放電方式のボールボンダーにてICチツプとリー
ドフレームの間をボンデイングして、線の中央に
おいて破壊試験をした時の強度を同じく相対値で
表わしたものである。
（以下、ICと称す）の電気的接続に用いられるボ
ンデイングワイヤに関するものである。 （背景技術） 従来、例えばICチツプとパツケージを電気接
続するには、図に示すように、IC１の電極２と
パツケージ３の導電回路４の間をボンデイングワ
イヤ５により接続していた。 このボンデイングワイヤには極細の金属線が用
いられる。従来Al線としては線径25μ近傍のもの
にはAl−１％Si合金線が使用されていたが、こ
れはIC等へのボンデイングに超音波圧接による
ウエツジボンデイングしか使用できず、この方法
には方向性があるため、１ボンデイング当りの所
要時間が長く、従来のAu線の無方向性ボールボ
ンデイングに対抗できなかつた。ここでボールボ
ンデイングとは、酸水素炎や放電などの手段によ
り接続部にボールを形成させてボンデイングする
方法である。 一方ICチツプの電極はAl又はAl合金が殆んど
であり、Al−Auの接続は後工程の加熱時におい
て金属間化合物が生成して脆くなり、信頼性が
Al−Alの接続より劣つており、又Auの使用によ
るコスト増加が不可避であつた。 又近来、ICのパツキングとしてプラスチツク
スが多用されるようになり、この場合はプラスチ
ツクスを介して浸入する水分に対する耐食性を考
慮する必要がある。 しかし従来のAl−１％Si合金線ではAlの耐食
性の向上が望めなく、耐食性が悪い。 （発明の開示） 本発明は、上述の問題点を解決するため成され
たもので、耐食性を向上すると共に、Au線を用
いずにボールボンデイングを可能にして、ボンデ
イングの速度を向上し、コストを低減し得るボン
デイングワイヤを提供せんとするものである。 耐食性Al合金としてAl−Mn合金が良く知られ
ている。しかし極細線の伸線加工性およびボンデ
イング特性を考えると、単なるAl−Mn合金では
伸線加工性、ボンデイングワイヤとしての特性が
悪いため、改良が必要である。特にAl−Mn合金
はFe，Siとの共存により極細線への伸線加工性
に有害な晶出物、析出物を生じ易く、これを抑え
るため高純度の地金を用いる必要がある。 又AlにMn0.1〜２％を添加することにより、従
来のAl−１％Si合金よりボンデイングにおける
ボール形成能を良くすることが分つた。このボー
ル形成能の良くなる原因は、ボール形成時の溶融
の際、表面の酸化防止と表面張力の増大の点で
Mn添加が効果があるためと考えられる。 又AlにZr0.01〜0.35％添加することにより、ボ
ール形成時の高温短時間の加熱による結晶粒の粗
大化を防止して、ボンデイングワイヤの脆化を防
ぎ、信頼性を高めることが分つた。 即ち、本発明は、Mn0.1〜2.0％、Zr0.01〜0.35
％を含み、Feを0.05％以下、Siを0.03％以下に規
定し、残部が本質的にAlよりなる合金から成る
ことを特徴とするボンデイングワイヤである。 本発明において、合金中のMnは、前述のよう
に耐食性の向上とボンデイングにおけるボール形
成能を改良するものである。Mn量を0.1〜2.0％
に規定したのは、Mn0.1％未満では耐食性、ボー
ル形成能の改善効果なく、2.0％を越えると鋳造
時に晶出物を形成する量が多く、伸線加工性が悪
くなるためである。 又本発明において、合金中のZrは、高温短時
間の加熱による結晶粒の粗大化とそれによる脆化
を防止する効果があり、Zr量0.01％未満ではその
効果なく、0.35％を越えると効果が飽和するのみ
ならず、晶出物の増大を招き、極細線への伸線性
を劣化させる。 又合金中のFeを0.05％以下、Siを0.03％以下に
規定するのは伸線加工性を良くするためで、
Fe／Si比を２以上にすることが望ましく、それ
ぞれ上記限界外となると極細線への加工が難かし
くなる。 従つて合金の製造には純度99.9％以上のAl地
金、望ましくは純度99.95％以上のAl地金を使用
することが好ましい。 なお、Al溶融時の酸化を防止してボール形成
能を改善するため、Beを0.001〜0.1％の範囲で添
加しても良い。 かように構成することにより、本発明のボンデ
イングワイヤは線径25μ前後の極細線として優れ
た耐食性、加工性、ボンデイング性を得ることが
できる。 （実施例） 表１に示す組成の合金を、純度99.99％のAl地
金に、Al−５％Zr、Al−10％Mn合金、金属Siを
添加して溶製した後、溶湯からセラミツクフイル
ターで10μ以上の介在物を除去しながら、ビレツ
トに連続鋳造した。 このビレツトを表面切削した後、熱間押出しに
より10mmφの線材とした後、皮剥、伸線、熱処理
を組合せて25μmφのボンデイングワイヤを作成
した。 得られたボンデイングワイヤの製造時の伸線
性、耐食性、ボールボンデイングによるボンデイ
ング強度は表１に示す通りである。 伸線性は、伸線量１ｇ当りの断線率をAl−１
％Si合金の場合を1.0として相対値で表わしたも
のであり、耐食性は、温度45℃、相対湿度90％に
おける寿命を同じく相対値で表わしたものであ
り、ボンデイング強度は、ボンデイングワイヤを
放電方式のボールボンダーにてICチツプとリー
ドフレームの間をボンデイングして、線の中央に
おいて破壊試験をした時の強度を同じく相対値で
表わしたものである。
【表】
表１より、本発明によるNo.１〜No.５は従来例に
比べ、いずれも伸線性良好で、ボンデイングワイ
ヤとしての耐食性に優れ、ボンデイング強度が高
いことが分る。 （発明の効果） 上述のように構成された本発明のボンデイング
ワイヤは次のような効果がある。 (イ) Al合金が、Mn0.1〜2.0％を含むことにより、
耐食性を向上すると共に、ボンデイング時のボ
ール形成時に表面の酸化防止と表面張力の増大
効果によりボール形成能を向上させ、ボールボ
ンデイングを可能にし、又Zr0.01〜0.35％を含
むことにより、ボール形成時の高温短時間の加
熱による結晶粒の粗大化とそれによる脆化を防
止するので、ボンデイング強度が高く、耐食性
が良好であり、さらにFeを0.05％以下、Siを
0.03％以下に規定したため、伸線加工性が良
く、製造が容易である。 (ロ) IC等へのボールボンデイングが可能である
ため、ボンデイング速度を向上し、又Au線を
使用せず、かつ耐食性を向上するため、IC等
への信頼性を向上し、コストを低減する。
比べ、いずれも伸線性良好で、ボンデイングワイ
ヤとしての耐食性に優れ、ボンデイング強度が高
いことが分る。 （発明の効果） 上述のように構成された本発明のボンデイング
ワイヤは次のような効果がある。 (イ) Al合金が、Mn0.1〜2.0％を含むことにより、
耐食性を向上すると共に、ボンデイング時のボ
ール形成時に表面の酸化防止と表面張力の増大
効果によりボール形成能を向上させ、ボールボ
ンデイングを可能にし、又Zr0.01〜0.35％を含
むことにより、ボール形成時の高温短時間の加
熱による結晶粒の粗大化とそれによる脆化を防
止するので、ボンデイング強度が高く、耐食性
が良好であり、さらにFeを0.05％以下、Siを
0.03％以下に規定したため、伸線加工性が良
く、製造が容易である。 (ロ) IC等へのボールボンデイングが可能である
ため、ボンデイング速度を向上し、又Au線を
使用せず、かつ耐食性を向上するため、IC等
への信頼性を向上し、コストを低減する。
図はICのボンデイングの例を示す断面図であ
る。 １……IC、２……電極、３……パツケージ、
４……導電回路、５……ボンデイングワイヤ。
る。 １……IC、２……電極、３……パツケージ、
４……導電回路、５……ボンデイングワイヤ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Mn0.1〜2.0％、Zr0.01〜0.35％を含み、Feを
0.05％以下、Siを0.03％以下に規定し、残部が本
質的にAlよりなる合金から成ることを特徴とす
るボンデイングワイヤ。 ２ 合金が純度99.9％以上のAl地金を用いて製造
されたものである特許請求の範囲第１項記載のボ
ンデイングワイヤ。 ３ ボンデイングワイヤが、ボールボンド用のも
のである特許請求の範囲第１項又は第２項記載の
ボンデイングワイヤ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58114976A JPS607165A (ja) | 1983-06-24 | 1983-06-24 | ボンディングワイヤ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58114976A JPS607165A (ja) | 1983-06-24 | 1983-06-24 | ボンディングワイヤ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS607165A JPS607165A (ja) | 1985-01-14 |
| JPH0423826B2 true JPH0423826B2 (ja) | 1992-04-23 |
Family
ID=14651279
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58114976A Granted JPS607165A (ja) | 1983-06-24 | 1983-06-24 | ボンディングワイヤ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS607165A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW339421B (en) | 1994-09-12 | 1998-09-01 | Sumitomo Kagaku Kk | A photoresist composition comprising a polyfunctional vinyl ether compound |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57164542A (en) * | 1981-04-01 | 1982-10-09 | Hitachi Ltd | Semiconductor device |
| JPS5887841A (ja) * | 1981-11-20 | 1983-05-25 | Tanaka Denshi Kogyo Kk | 半導体素子のボンデイング用Ａｌ線 |
-
1983
- 1983-06-24 JP JP58114976A patent/JPS607165A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS607165A (ja) | 1985-01-14 |
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