JPH0431182B2 - - Google Patents

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JPH0431182B2
JPH0431182B2 JP60073030A JP7303085A JPH0431182B2 JP H0431182 B2 JPH0431182 B2 JP H0431182B2 JP 60073030 A JP60073030 A JP 60073030A JP 7303085 A JP7303085 A JP 7303085A JP H0431182 B2 JPH0431182 B2 JP H0431182B2
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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４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〕
ここでは材料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
が考えられる。
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
破壊後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中に、リード
のボンデイングエリアをその裏面側からの超音波
印加により局所的に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図及び第２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、６はボンデイングツールである
キヤピラリチツプ、７は超音波振動装置、８は振
動子である。
本実施例の方法では、従来の方法と同様に、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
でもつて銅線１により結線するが、そのボンデイ
ング工程中に銅合金リード４ののボンデイングエ
リアにその裏面側より該裏面と平行な方向の超音
波振動を印加する。
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１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
リアにその裏面側より超音波を印加することによ
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のみを局部軟化させる
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、リードボン
デイングエリア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
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。
また第３図は本発明の他の実施例を模式的に示
したもので、本実施例では銅合金リード４のボン
デイングエリアにその裏面側から該裏面に垂直な
方向の超音波振動を印加するようにしている。
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、銅合金の細線であつてもよい。
〔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
グ工程中に、リードのボンデイングエリアを裏面
側からの超音波印加により局所的に軟化させるよ
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図は本発明の他の
実施例を示す模式図、第４図は従来の方法を説明
するための模式図である。 １…銅線、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中に、リードのボ
    ンデイングエリアをその裏面側からの超音波印加
    によつて局所的に軟化させることを特徴とす半導
    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項記載の半導体装置の製造方法。
JP60073030A 1985-04-05 1985-04-05 半導体装置の製造方法 Granted JPS61231731A (ja)

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JPS61231731A JPS61231731A (ja) 1986-10-16
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