JPH0445978B2 - - Google Patents
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- JPH0445978B2 JPH0445978B2 JP60250410A JP25041085A JPH0445978B2 JP H0445978 B2 JPH0445978 B2 JP H0445978B2 JP 60250410 A JP60250410 A JP 60250410A JP 25041085 A JP25041085 A JP 25041085A JP H0445978 B2 JPH0445978 B2 JP H0445978B2
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- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
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- 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]
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- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
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- H10W72/551—Materials of bond wires
- H10W72/552—Materials of bond wires comprising metals or metalloids, e.g. silver
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- 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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- Wire Bonding (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
この発明は、著しく高い純度を有し、半導体装
置のボンデイングワイヤとして用いた場合に、ボ
ールボンデイング後のワイヤーボール部に硬さ上
昇するきわめて少ない高純度銅極細線の製造法に
関するものである。 〔従来の技術〕 従来、一般に、半導体装置として、トランジス
タやIC、さらにLSIやVLSIなどが知られている
が、この中で、例えばICの製造法の1つとして、 (a) まず、リードフレーム素材として板厚:0.1
〜0.3mmを有するCu合金条材を用意し、 (b) 上記リードフレーム素材より、エツチングま
たはプレス打抜き加工にて製造せんとするIC
の形状に適合したリードフレームを形成し、 (c) ついで、上記リードフレームの所定個所に、
高純度SiあるいはGeなどの半導体チツプを、
Agペーストなどの導電性樹脂を用いて加熱接
着するか、あるいは予め上記半導体チツプおよ
びリードフレームの片面に形成しておいたAu、
Ag、Ni、Cuあるいはこれらの合金で構成され
ためつき層を介してはんだ付け、あるいはAu
ろう付けし、 (d) 上記半導体チツプと上記リードフレームとに
渡つて、ボンデイングワイヤとして直径:20〜
50μmを有するAu極細線または無酸素銅極細線
を用いてボールボンデイグを施し、 (e) 引続いて、上記の半導体チツプ、ボンデイン
グワイヤ、および半導体チツプが取付けられた
部分のリードフレームを、これらを保護する目
的で樹脂封止し、 (f) 最終的に、上記リードフレームにおける相互
に連なる部分を切削してICを形成する、 以上(a)〜(f)の主要工程からなる方法が知られてい
る。 上記のように、半導体装置の製造には、ボンデ
イングワイヤとしてAu極細線や無酸素銅極細線
が用いられているが、近年、高価なAu極細線に
代つて安価な無酸素銅極細線が注目されるように
なつている。 〔発明が解決しようとする課題〕 しかし、無酸素銅極細線の場合、Au極細線で
通常採用されている0.15〜0.3秒に1回の高速ボ
ールボンデイングを行なうと、ボンデイング時に
ワイヤ先端部に形成されたボール部によつて、例
えばAl合金配線被膜が破壊されたり、時にはチ
ツプ自体をマイクロクラツクが生じたりするなど
の問題点が発生し、高速ボールボンデイングを行
なうことができないのが現状である。 〔問題点を解決するための手段〕 そこで、本発明者等は、上述のような観点か
ら、従来半導体装置のボンデイングワイヤとして
用いられている無酸素銅極細線のもつ、上記のよ
うな問題点を解決すべく研究を行なつた結果、 (a) Au極細線では、ワイヤボンデイング前のワ
イヤボール部の硬さと、高速でのワイヤボンデ
イング後のワイヤボール部にあまり硬さ変化が
見られないのに対して、無酸素銅極細線では、
高速でのワイヤボンデイング後に、ワイヤボー
ル部に著しい硬さの上昇が見られ、このワイヤ
ボール部における硬さ上昇は、その変形に伴う
加工硬化に原因し、これによつて半導体チツプ
自体やその表面に形成されている被膜が損傷さ
れるようになること。 (b) このような無酸素極細線における高速でのボ
ールボンデイング後のワイヤボール部の変形に
伴う加工硬化は、特に不可避不純物として含有
するS、Se、およびTe成分に大きく影響され
ること。 (c) 無酸素銅に電解精製や帯域溶融精製を施し
て、その純度を高くし、不可避不純物としての
S、Se、およびTe成分の含有量を低くしてや
ると、高速でのボールボンデイング後のボール
部の変形に伴う硬さ向上を小さくすることがで
き、無酸素銅極細線に発生していた上記の問題
点の発生を低減することができるが、これを皆
無とすることはできないこと。 (d) 上記の電解精製や帯域溶融精製によつて精製
された高純度銅(以下、1次高純度銅という)
で構成された極細線は、不可避不純物としての
S、Se、およびTe成分を、それぞれ0.3〜
5ppm程度含有し、しかもこれらの不可避不純
物の含有量は前記の精製処理によつて、これよ
り低減することはできないが、この1次高純度
銅に、真空溶解精製を施すと同時に、稀土類元
素、Ti、Zr、Hf、CaおよびMgのうちの1種
以上を、0.1〜100ppmの範囲で含有させた高純
度銅(以下、2次高純度銅という)とした状態
で、帯域溶融精製を施すと、前記の含有成分
(以下、不純物結合成分という)が前記不可避
不純物と結合して硫化物、セレン化物、および
Te化合などを形成して分離されることから、
これらの不純物を含有量は、それぞれ、 S:0.1ppm以下、 Se:0.1ppm以下、 Te:0.1ppm以下、 となると共に、その他の不可避不純物である
Ag、Si、Fe、Ni、Co、Sn、Mn、およびZnな
ども精製除去されるので、不可避不純物の全含
有量も0.3ppm以下となり、このように不可避
不純物の著しく低い高純度銅(以下、最終高純
度銅という)から成形加工された極細線は、こ
れを半導体装置のボンデイングワイヤとして用
いた場合、高速でのワイヤボンデイングによつ
てもボンデイング後のワイヤーボール部におけ
る変形に伴う加工硬化がきわめて低く、半導体
チツプは勿論のこと、その表面の被膜の損傷も
ほとんどなくなること。 以上(a)〜(d)に示される研究結果を得たのであ
る。 この発明は、上記の研究結果にもとづいてなさ
れたものであつて、 無酸素銅に電解精製または帯域溶融精製を施し
て1次高純度銅とし、 この1次高純度銅に真空溶解精製を施すと共
に、前記真空溶解精製中に、稀土類元素、Ti、
Zr、Hf、CaおよびMgのうちの1種以上からな
る不純物結合成分を0.1〜100ppm含有させた2次
高純度銅とし、 引続いて上記2次高純度銅に帯域溶融精製を施
して、不可避不純物の全含有量が0.3ppm以下に
低減すると共に、前記不可避不純物中のS、Se、
およびTe成分の含有量が、それぞれ、 S:0.1ppm以下、 Se:0.1ppm以下、 Te:0.1ppm以下、 に低減した最終高純度銅とし、 上記最終高純度銅から極細線を成形加工するこ
と、 からなる半導体装置のボンデイングワイヤ用高
純度遠極細線の製造法に特徴を有するものであ
る。 なおこの発明の方法における最終高純度銅の不
可避不純物としてのS、SeおよびTe成分の上限
値、並びに不可避不純物の全含有量の上限値は、
上記のように経験的に定められたものであつて、
いずれの場合も、これらの上限値を越えると、従
来無酸素銅極細線において発生していた上記のよ
うな問題点の発生を避けることができなくなるの
である。 また、同じく2次高純度銅における不純物結合
成分の含有量を0.1〜100ppmに限定したのは、そ
の含有量が0.1ppm未満では、最終高純度銅にお
ける不可避不純物の含有量を上記の上限値以下に
低減することができず、一方その含有量が
100ppmを越えると、2次高純度銅中の不可避不
純物の含有量にもよるが、最終高純度銅中にかな
りの割合で残留する場合が生じ、硬化するように
なるという理由にもとづくものである。 〔実施例〕 つぎに、この発明の方法を実施例により具体的
に説明する。 まず、第1表に示される不可避不純物含有量の
無酸素銅を用意し、以下いずれも通常の条件で、
これに電解精製または帯域溶融精製を施して同じ
く第1表に示される不可避不純物含有量の1次高
純度銅とし、これら1次高純度銅のいずれかに、
真空溶解精製を施して第1表に示される不可避不
純物含有量とすると共に、同じく第1表に示され
る割合の不純物結合成分を含有させた2次高純度
銅1〜19とし、さらに引続いて前記2次高純度銅
1〜19にそれぞれ真空中で5回の帯域溶融精製を
施して第2表に示される不可避不純物含有量の最
終高純度銅1〜19とし、この最終高純度銅1〜19
の帯域溶融精製開始端部から長さ:100mmを分取
し、これに熱関および冷間線引加工を施すことに
より本発明法を実施し、直径:25μmの極細線
(以下、本発明高純度銅極細線という)1〜19を
それぞれ製造した。 また、比較の目的で、上記の無酸素銅および1
次高純度銅からも熱間および冷間線引加工にて直
径:25μmの極細線を製造した。
置のボンデイングワイヤとして用いた場合に、ボ
ールボンデイング後のワイヤーボール部に硬さ上
昇するきわめて少ない高純度銅極細線の製造法に
関するものである。 〔従来の技術〕 従来、一般に、半導体装置として、トランジス
タやIC、さらにLSIやVLSIなどが知られている
が、この中で、例えばICの製造法の1つとして、 (a) まず、リードフレーム素材として板厚:0.1
〜0.3mmを有するCu合金条材を用意し、 (b) 上記リードフレーム素材より、エツチングま
たはプレス打抜き加工にて製造せんとするIC
の形状に適合したリードフレームを形成し、 (c) ついで、上記リードフレームの所定個所に、
高純度SiあるいはGeなどの半導体チツプを、
Agペーストなどの導電性樹脂を用いて加熱接
着するか、あるいは予め上記半導体チツプおよ
びリードフレームの片面に形成しておいたAu、
Ag、Ni、Cuあるいはこれらの合金で構成され
ためつき層を介してはんだ付け、あるいはAu
ろう付けし、 (d) 上記半導体チツプと上記リードフレームとに
渡つて、ボンデイングワイヤとして直径:20〜
50μmを有するAu極細線または無酸素銅極細線
を用いてボールボンデイグを施し、 (e) 引続いて、上記の半導体チツプ、ボンデイン
グワイヤ、および半導体チツプが取付けられた
部分のリードフレームを、これらを保護する目
的で樹脂封止し、 (f) 最終的に、上記リードフレームにおける相互
に連なる部分を切削してICを形成する、 以上(a)〜(f)の主要工程からなる方法が知られてい
る。 上記のように、半導体装置の製造には、ボンデ
イングワイヤとしてAu極細線や無酸素銅極細線
が用いられているが、近年、高価なAu極細線に
代つて安価な無酸素銅極細線が注目されるように
なつている。 〔発明が解決しようとする課題〕 しかし、無酸素銅極細線の場合、Au極細線で
通常採用されている0.15〜0.3秒に1回の高速ボ
ールボンデイングを行なうと、ボンデイング時に
ワイヤ先端部に形成されたボール部によつて、例
えばAl合金配線被膜が破壊されたり、時にはチ
ツプ自体をマイクロクラツクが生じたりするなど
の問題点が発生し、高速ボールボンデイングを行
なうことができないのが現状である。 〔問題点を解決するための手段〕 そこで、本発明者等は、上述のような観点か
ら、従来半導体装置のボンデイングワイヤとして
用いられている無酸素銅極細線のもつ、上記のよ
うな問題点を解決すべく研究を行なつた結果、 (a) Au極細線では、ワイヤボンデイング前のワ
イヤボール部の硬さと、高速でのワイヤボンデ
イング後のワイヤボール部にあまり硬さ変化が
見られないのに対して、無酸素銅極細線では、
高速でのワイヤボンデイング後に、ワイヤボー
ル部に著しい硬さの上昇が見られ、このワイヤ
ボール部における硬さ上昇は、その変形に伴う
加工硬化に原因し、これによつて半導体チツプ
自体やその表面に形成されている被膜が損傷さ
れるようになること。 (b) このような無酸素極細線における高速でのボ
ールボンデイング後のワイヤボール部の変形に
伴う加工硬化は、特に不可避不純物として含有
するS、Se、およびTe成分に大きく影響され
ること。 (c) 無酸素銅に電解精製や帯域溶融精製を施し
て、その純度を高くし、不可避不純物としての
S、Se、およびTe成分の含有量を低くしてや
ると、高速でのボールボンデイング後のボール
部の変形に伴う硬さ向上を小さくすることがで
き、無酸素銅極細線に発生していた上記の問題
点の発生を低減することができるが、これを皆
無とすることはできないこと。 (d) 上記の電解精製や帯域溶融精製によつて精製
された高純度銅(以下、1次高純度銅という)
で構成された極細線は、不可避不純物としての
S、Se、およびTe成分を、それぞれ0.3〜
5ppm程度含有し、しかもこれらの不可避不純
物の含有量は前記の精製処理によつて、これよ
り低減することはできないが、この1次高純度
銅に、真空溶解精製を施すと同時に、稀土類元
素、Ti、Zr、Hf、CaおよびMgのうちの1種
以上を、0.1〜100ppmの範囲で含有させた高純
度銅(以下、2次高純度銅という)とした状態
で、帯域溶融精製を施すと、前記の含有成分
(以下、不純物結合成分という)が前記不可避
不純物と結合して硫化物、セレン化物、および
Te化合などを形成して分離されることから、
これらの不純物を含有量は、それぞれ、 S:0.1ppm以下、 Se:0.1ppm以下、 Te:0.1ppm以下、 となると共に、その他の不可避不純物である
Ag、Si、Fe、Ni、Co、Sn、Mn、およびZnな
ども精製除去されるので、不可避不純物の全含
有量も0.3ppm以下となり、このように不可避
不純物の著しく低い高純度銅(以下、最終高純
度銅という)から成形加工された極細線は、こ
れを半導体装置のボンデイングワイヤとして用
いた場合、高速でのワイヤボンデイングによつ
てもボンデイング後のワイヤーボール部におけ
る変形に伴う加工硬化がきわめて低く、半導体
チツプは勿論のこと、その表面の被膜の損傷も
ほとんどなくなること。 以上(a)〜(d)に示される研究結果を得たのであ
る。 この発明は、上記の研究結果にもとづいてなさ
れたものであつて、 無酸素銅に電解精製または帯域溶融精製を施し
て1次高純度銅とし、 この1次高純度銅に真空溶解精製を施すと共
に、前記真空溶解精製中に、稀土類元素、Ti、
Zr、Hf、CaおよびMgのうちの1種以上からな
る不純物結合成分を0.1〜100ppm含有させた2次
高純度銅とし、 引続いて上記2次高純度銅に帯域溶融精製を施
して、不可避不純物の全含有量が0.3ppm以下に
低減すると共に、前記不可避不純物中のS、Se、
およびTe成分の含有量が、それぞれ、 S:0.1ppm以下、 Se:0.1ppm以下、 Te:0.1ppm以下、 に低減した最終高純度銅とし、 上記最終高純度銅から極細線を成形加工するこ
と、 からなる半導体装置のボンデイングワイヤ用高
純度遠極細線の製造法に特徴を有するものであ
る。 なおこの発明の方法における最終高純度銅の不
可避不純物としてのS、SeおよびTe成分の上限
値、並びに不可避不純物の全含有量の上限値は、
上記のように経験的に定められたものであつて、
いずれの場合も、これらの上限値を越えると、従
来無酸素銅極細線において発生していた上記のよ
うな問題点の発生を避けることができなくなるの
である。 また、同じく2次高純度銅における不純物結合
成分の含有量を0.1〜100ppmに限定したのは、そ
の含有量が0.1ppm未満では、最終高純度銅にお
ける不可避不純物の含有量を上記の上限値以下に
低減することができず、一方その含有量が
100ppmを越えると、2次高純度銅中の不可避不
純物の含有量にもよるが、最終高純度銅中にかな
りの割合で残留する場合が生じ、硬化するように
なるという理由にもとづくものである。 〔実施例〕 つぎに、この発明の方法を実施例により具体的
に説明する。 まず、第1表に示される不可避不純物含有量の
無酸素銅を用意し、以下いずれも通常の条件で、
これに電解精製または帯域溶融精製を施して同じ
く第1表に示される不可避不純物含有量の1次高
純度銅とし、これら1次高純度銅のいずれかに、
真空溶解精製を施して第1表に示される不可避不
純物含有量とすると共に、同じく第1表に示され
る割合の不純物結合成分を含有させた2次高純度
銅1〜19とし、さらに引続いて前記2次高純度銅
1〜19にそれぞれ真空中で5回の帯域溶融精製を
施して第2表に示される不可避不純物含有量の最
終高純度銅1〜19とし、この最終高純度銅1〜19
の帯域溶融精製開始端部から長さ:100mmを分取
し、これに熱関および冷間線引加工を施すことに
より本発明法を実施し、直径:25μmの極細線
(以下、本発明高純度銅極細線という)1〜19を
それぞれ製造した。 また、比較の目的で、上記の無酸素銅および1
次高純度銅からも熱間および冷間線引加工にて直
径:25μmの極細線を製造した。
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
第1〜3表に示される結果から本発明法により
製造された本発明高純度銅極細線1〜19は、いず
れもS、Se、およびTe成分の含有量がそれぞれ
0.1ppm以下にして、全不可避不純物の含有量も
0.15ppm以下ときわめて低いので、ボールボンデ
イング前後におけるワイヤボール部の硬さ変化が
少なく、この結果高速でのボールボンデイグに際
して半導体チツプ表面部を傷つけることがほとん
ど皆無であるのに対して、無酸素銅極細線や電解
精製の1次高純度銅極細線、さらに帯域溶融精製
の1次高純度銅極細線においては、S、Se、お
よびTe成分や、全不可避不純物の含有量が相対
的に高く、このことは特に高速でのボールボンデ
イング後のワイヤーボール部の硬さ上昇として現
われており、かつボールボンデイング時における
半導体チツプ表面部の損傷が著しいものとなつて
いることが明らかである。 上述のように、この発明の方法によれば、高速
でのボールボンデイングに際して、半導体チツプ
表面部を損傷することがほとんどない高純度銅極
細線を製造することができ、したがつてこの結果
の高純度銅極細線はAu極細線に代る半導体装置
のボンデイングワイヤとして十分実用に供するこ
とができるのである。
製造された本発明高純度銅極細線1〜19は、いず
れもS、Se、およびTe成分の含有量がそれぞれ
0.1ppm以下にして、全不可避不純物の含有量も
0.15ppm以下ときわめて低いので、ボールボンデ
イング前後におけるワイヤボール部の硬さ変化が
少なく、この結果高速でのボールボンデイグに際
して半導体チツプ表面部を傷つけることがほとん
ど皆無であるのに対して、無酸素銅極細線や電解
精製の1次高純度銅極細線、さらに帯域溶融精製
の1次高純度銅極細線においては、S、Se、お
よびTe成分や、全不可避不純物の含有量が相対
的に高く、このことは特に高速でのボールボンデ
イング後のワイヤーボール部の硬さ上昇として現
われており、かつボールボンデイング時における
半導体チツプ表面部の損傷が著しいものとなつて
いることが明らかである。 上述のように、この発明の方法によれば、高速
でのボールボンデイングに際して、半導体チツプ
表面部を損傷することがほとんどない高純度銅極
細線を製造することができ、したがつてこの結果
の高純度銅極細線はAu極細線に代る半導体装置
のボンデイングワイヤとして十分実用に供するこ
とができるのである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 無酸素銅に電解精製または帯域溶融精製を施
して1次高純度銅とし、 この1次高純度銅に真空溶解精製を施すと共
に、前記真空溶解精製中に、希土類元素、Ti、
Zr、Hf、CaおよびMgのうちの1種以上からな
る不純物結合成分を0.1〜100ppm含有させた2次
高純度銅とし、 引続いて上記2次高純度銅に帯域溶融精製を施
して、不可避不純物の全含有量が0.3ppm以下に
低減すると共に、前記不可避不純物中のS、Se、
およびTe成分の含有量が、それぞれ、 S:0.1ppm以下、 Se:0.1ppm以下、 Te:0.1ppm以下、 に低減した最終高純度銅とし、 上記最終高純度銅から極細線を成形加工するこ
と、 を特徴とする半導体装置のボンデイングワイヤ用
高純度銅極細線の製造法。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60250410A JPS62111455A (ja) | 1985-11-08 | 1985-11-08 | 半導体装置のボンディングワイヤ用高純度銅極細線の製造法 |
| US06/844,350 US4676827A (en) | 1985-03-27 | 1986-03-26 | Wire for bonding a semiconductor device and process for producing the same |
| GB8607528A GB2175009B (en) | 1985-03-27 | 1986-03-26 | Wire for bonding a semiconductor device and process for producing the same |
| DE19863610587 DE3610587A1 (de) | 1985-03-27 | 1986-03-27 | Zum bonden von halbleitervorrichtungen geeigneter draht und verfahren zu dessen herstellung |
| KR1019860002527A KR900005561B1 (ko) | 1985-11-08 | 1986-04-03 | 반도체 장치용 본딩 와이어 및 그 제조방법 |
| US07/036,249 US4717436A (en) | 1985-03-27 | 1987-04-09 | Wire for bonding a semiconductor device |
| GB8828948A GB2210061B (en) | 1985-03-27 | 1988-12-12 | Wire for use in the bonding of a semiconductor device |
| SG93090A SG93090G (en) | 1985-03-27 | 1990-11-17 | Wire for use in the bonding of a semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60250410A JPS62111455A (ja) | 1985-11-08 | 1985-11-08 | 半導体装置のボンディングワイヤ用高純度銅極細線の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62111455A JPS62111455A (ja) | 1987-05-22 |
| JPH0445978B2 true JPH0445978B2 (ja) | 1992-07-28 |
Family
ID=17207477
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60250410A Granted JPS62111455A (ja) | 1985-03-27 | 1985-11-08 | 半導体装置のボンディングワイヤ用高純度銅極細線の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62111455A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS644444A (en) * | 1987-06-26 | 1989-01-09 | Nippon Mining Co | Copper wire for sound and its production |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60124959A (ja) * | 1983-12-09 | 1985-07-04 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体素子結線用線 |
| JPS60223149A (ja) * | 1984-04-19 | 1985-11-07 | Hitachi Ltd | 半導体装置 |
-
1985
- 1985-11-08 JP JP60250410A patent/JPS62111455A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62111455A (ja) | 1987-05-22 |
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