JPH049621B2 - - Google Patents
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- JPH049621B2 JPH049621B2 JP59128974A JP12897484A JPH049621B2 JP H049621 B2 JPH049621 B2 JP H049621B2 JP 59128974 A JP59128974 A JP 59128974A JP 12897484 A JP12897484 A JP 12897484A JP H049621 B2 JPH049621 B2 JP H049621B2
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- Wire Bonding (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
Description
（発明の分野）
この発明は、たとえば巻線導体やとりわけボン
デイングワイヤに用いられるアルミ合金細線の製
造方法に関する。 （先行技術の説明） 電気機器、電子機器および半導体装置等の技術
分野における技術の進歩に伴ない、これらに使用
される導体またはボンデイングワイヤなどにより
高い耐軟化性、高温強度性あるいは細線への加工
性が要求されてきている。従来、たとえば半導体
チツプの外部との接続に際しては、金を主成分と
する貴金属細線が使用されていた。しかし最近で
は、高価な貴金属細線の使用を避けるために、ア
ルミ合金細線の使用が着目されている。 しかしながら、ボンデイングワイヤ用のアルミ
合金細線には以下に述べるような欠点があつた。
すなわち、アルミ合金細線をたとえばボールボン
デイングによつて接続する場合、まず細線の一部
をアーク放電により溶融させ表面張力でボールを
形成し、その後これを熱と超音波の使用によつて
電極に接続する。この場合、アルミ合金細線が加
熱によつて軟化され、そのため強度が著しく低下
してしまうということがある。たとえば、30μm
といつた極細アルミ合金線がアーク放電で溶融さ
れた場合、その近傍の部分も融点近くの温度まで
加熱されて、そのため軟化して強度が著しく低下
してしまい、このネツク部で破断してしまうとい
うことが多かつた。 そのため、高温加熱されても耐軟化性が保証さ
れ得るアルミ合金細線が要望される。しかし、溶
融・鋳造した鋳塊を多数の工程を経て加工してい
くことによつてアルミ合金細線を得る従来の製法
では、耐軟化性を得るのは困難であり、また細線
への伸線加工性を向上させることも困難であつ
た。そこで、急冷アルミ合金粉末を加熱加圧し、
その後これを伸線加工することも試みられた。し
かしながら、この製法では、耐軟化性を満足させ
ることができても、細線への加工性までも満足さ
せることは極めて困難であつた。 （発明の目的） それゆえに、この発明の目的は、耐軟化性と細
線への加工性の両者を満足させることのできるア
ルミ合金細線の製造方法を提供することである。 （発明の構成） 本発明は、Ｖ，Cr，Ti，Mn，希土類元素から
選ばれる１種以上の元素が合計で0.1〜３重量％
添加されたアルミニウム溶融物を冷却液中に噴出
し急冷凝固させることを特徴とするボンデイング
ワイヤ用アルミ合金細線の製造方法である。 「Ｖ，Cr，Ti，Mn，希土類元素のうち少くと
も１種類の元素が添加されたアルミニウ溶融物」
を用いることにより、耐軟化性が著しく向上し、
しかも細線加工性が良く歩留が高くなる。「0.1〜
３重量％」の根拠は、以下の理由に基づく。 即ち、0.1重量％未満の添加量ならば前記改善
に効果がなく、一方３重量％を越えると前記改善
効果が飽和し、かえつて細線加工性を害するおそ
れがある。「冷却液中に噴出し急冷凝固させる」
のは、これにより得られる線の断面形状が真円に
近いものとなりやすく、冷却速度が大きくなり特
性改善の効果が得やすくなるからである。 好ましくは、凝固させた後、少なくとも減面率
50％以上の冷間加工が施される。断面の均一化お
よび強度の向上を果たし得るからである。 「50％以上」とした理由は、50％未満では上記
効果が不充分だからである。 好ましくは、アルミニウム溶融物として、Cu，
Si，Mgからなる群から選ばれる元素の１種以上
を合計で３重量％以下含有されているものを用い
る。これにより、細線強度の改善ができ、特に冷
間加工による強度の著しい改善が可能となる。 「合計で３重量％以下」としたのは、３重量％
を越えれば効果が飽和するとともに、かえつて冷
間加工性を害するおそれがあり、かつ、導電性を
害する。 好ましくは、アルミニウム溶融物として、Be，
Ｂ，Liからなる群から選択される１種以上の元素
が合計で0.001〜0.3重量％含有されているものを
用いる。これにより、溶融状態から冷却液中に噴
出して急冷凝固させる場合、断面形状等が均一で
真円に近い線を得ることが容易となる。 また、半導体装置の配線用ボンデイングワイヤ
としてボールボンデイングする場合、ボールの形
成能を高めることができる。「合計で0.001〜0.3
重量％」の根拠は、0.001％未満ならば上記効果
が不充分であり、0.3％を越えるならば上記効果
が飽和するからである。 また、好ましくは、アルミニウム溶融物を急冷
凝固する方法が、回転するドラム内壁面に遠心力
により層をなして存在する冷却液中に溶融状態の
上記合金をジエツト流として細線に急冷凝固させ
る方法が用いられる。 前述の方法が用いられる理由は、Ｖ，Cr，Ti，
Mn希土類元素を多く含有するアルミニウム溶融
体の前記元素の偏析や折出を抑えるためである。 また、好ましくは、この発明に従つた方法によ
つて得られた線材は、ボンデイングワイヤ等半導
体装置の配線用導体として用いられる。 （実施例の説明） 実施例 １ 第１表に示した組成のアルミ合金を、第１図に
模式的に示す回転液中紡糸装置のるつぼ１内で溶
解した。この溶解は、るつぼ１の周囲に配置され
たヒータ２の加熱により行なつた。次に、るつぼ
１の上方からArガスをるつぼ１内に導入し、そ
の圧力によりアルミニウム溶融物を回転ドラム３
の内壁面に形成された冷却液槽中に、るつぼ１の
低部の丸孔から噴出させた。これにより、直径
0.25mmのアルミ合金細線４が得られた。その後こ
のアルミ合金細線４を直径30μmになるまで伸線
加工した。 比較のため従来の方法として、第１表に示した
組成のアルミ合金を保護雰囲気下に溶製し、これ
を半連続鋳造、熱間押出し、皮剥、冷間伸線およ
び中間焼鈍を経て直径30μmになるまでの伸線加
工を試みた。この発明に従つた製造方法によれ
ば、すべての試料（番号１〜10）を直径30μmに
なるまで高い歩留で伸線加工することができた。 一方、比較される従来の製造方法では、いずれ
も冷間伸線加工性が悪く、少量のサンプル採集の
み可能であつた。 実施例 ２ 本発明による試料番号１〜10の組成の合金線
（30μm）を用いて、ボールボンデイングを実施し
た。すなわち、Arガス雰囲気下で、キヤピラリ
に固定された合金線の先端と電極との間にアーク
を発生させて溶融し、ボールを作製し、これを半
導体素子の電極部にボンデイングした。第２図
は、合金線が半導体素子に接続された状態を示す
図である。図中、５はアルミ合金細線、６はボー
ルボンデイング部、７は電極、８は半導体素子、
９はリードフレーム、１０はステツチボンデイン
グ部、１１はワイヤ中央部を示す。第２図に示す
接続状態から、図中矢印Ａで示すようにアルミ合
金細線５を引張つてその強度テストをしたとこ
ろ、いずれの試料番号の合金細線も、十分大きい
荷重を与えたときワイヤ中央部１１付近で切断し
た。 一方、従来法によるものではボールボンデイン
グ部６付近やステツチボンデイング部１０付近で
切断するものも多かつた。
デイングワイヤに用いられるアルミ合金細線の製
造方法に関する。 （先行技術の説明） 電気機器、電子機器および半導体装置等の技術
分野における技術の進歩に伴ない、これらに使用
される導体またはボンデイングワイヤなどにより
高い耐軟化性、高温強度性あるいは細線への加工
性が要求されてきている。従来、たとえば半導体
チツプの外部との接続に際しては、金を主成分と
する貴金属細線が使用されていた。しかし最近で
は、高価な貴金属細線の使用を避けるために、ア
ルミ合金細線の使用が着目されている。 しかしながら、ボンデイングワイヤ用のアルミ
合金細線には以下に述べるような欠点があつた。
すなわち、アルミ合金細線をたとえばボールボン
デイングによつて接続する場合、まず細線の一部
をアーク放電により溶融させ表面張力でボールを
形成し、その後これを熱と超音波の使用によつて
電極に接続する。この場合、アルミ合金細線が加
熱によつて軟化され、そのため強度が著しく低下
してしまうということがある。たとえば、30μm
といつた極細アルミ合金線がアーク放電で溶融さ
れた場合、その近傍の部分も融点近くの温度まで
加熱されて、そのため軟化して強度が著しく低下
してしまい、このネツク部で破断してしまうとい
うことが多かつた。 そのため、高温加熱されても耐軟化性が保証さ
れ得るアルミ合金細線が要望される。しかし、溶
融・鋳造した鋳塊を多数の工程を経て加工してい
くことによつてアルミ合金細線を得る従来の製法
では、耐軟化性を得るのは困難であり、また細線
への伸線加工性を向上させることも困難であつ
た。そこで、急冷アルミ合金粉末を加熱加圧し、
その後これを伸線加工することも試みられた。し
かしながら、この製法では、耐軟化性を満足させ
ることができても、細線への加工性までも満足さ
せることは極めて困難であつた。 （発明の目的） それゆえに、この発明の目的は、耐軟化性と細
線への加工性の両者を満足させることのできるア
ルミ合金細線の製造方法を提供することである。 （発明の構成） 本発明は、Ｖ，Cr，Ti，Mn，希土類元素から
選ばれる１種以上の元素が合計で0.1〜３重量％
添加されたアルミニウム溶融物を冷却液中に噴出
し急冷凝固させることを特徴とするボンデイング
ワイヤ用アルミ合金細線の製造方法である。 「Ｖ，Cr，Ti，Mn，希土類元素のうち少くと
も１種類の元素が添加されたアルミニウ溶融物」
を用いることにより、耐軟化性が著しく向上し、
しかも細線加工性が良く歩留が高くなる。「0.1〜
３重量％」の根拠は、以下の理由に基づく。 即ち、0.1重量％未満の添加量ならば前記改善
に効果がなく、一方３重量％を越えると前記改善
効果が飽和し、かえつて細線加工性を害するおそ
れがある。「冷却液中に噴出し急冷凝固させる」
のは、これにより得られる線の断面形状が真円に
近いものとなりやすく、冷却速度が大きくなり特
性改善の効果が得やすくなるからである。 好ましくは、凝固させた後、少なくとも減面率
50％以上の冷間加工が施される。断面の均一化お
よび強度の向上を果たし得るからである。 「50％以上」とした理由は、50％未満では上記
効果が不充分だからである。 好ましくは、アルミニウム溶融物として、Cu，
Si，Mgからなる群から選ばれる元素の１種以上
を合計で３重量％以下含有されているものを用い
る。これにより、細線強度の改善ができ、特に冷
間加工による強度の著しい改善が可能となる。 「合計で３重量％以下」としたのは、３重量％
を越えれば効果が飽和するとともに、かえつて冷
間加工性を害するおそれがあり、かつ、導電性を
害する。 好ましくは、アルミニウム溶融物として、Be，
Ｂ，Liからなる群から選択される１種以上の元素
が合計で0.001〜0.3重量％含有されているものを
用いる。これにより、溶融状態から冷却液中に噴
出して急冷凝固させる場合、断面形状等が均一で
真円に近い線を得ることが容易となる。 また、半導体装置の配線用ボンデイングワイヤ
としてボールボンデイングする場合、ボールの形
成能を高めることができる。「合計で0.001〜0.3
重量％」の根拠は、0.001％未満ならば上記効果
が不充分であり、0.3％を越えるならば上記効果
が飽和するからである。 また、好ましくは、アルミニウム溶融物を急冷
凝固する方法が、回転するドラム内壁面に遠心力
により層をなして存在する冷却液中に溶融状態の
上記合金をジエツト流として細線に急冷凝固させ
る方法が用いられる。 前述の方法が用いられる理由は、Ｖ，Cr，Ti，
Mn希土類元素を多く含有するアルミニウム溶融
体の前記元素の偏析や折出を抑えるためである。 また、好ましくは、この発明に従つた方法によ
つて得られた線材は、ボンデイングワイヤ等半導
体装置の配線用導体として用いられる。 （実施例の説明） 実施例 １ 第１表に示した組成のアルミ合金を、第１図に
模式的に示す回転液中紡糸装置のるつぼ１内で溶
解した。この溶解は、るつぼ１の周囲に配置され
たヒータ２の加熱により行なつた。次に、るつぼ
１の上方からArガスをるつぼ１内に導入し、そ
の圧力によりアルミニウム溶融物を回転ドラム３
の内壁面に形成された冷却液槽中に、るつぼ１の
低部の丸孔から噴出させた。これにより、直径
0.25mmのアルミ合金細線４が得られた。その後こ
のアルミ合金細線４を直径30μmになるまで伸線
加工した。 比較のため従来の方法として、第１表に示した
組成のアルミ合金を保護雰囲気下に溶製し、これ
を半連続鋳造、熱間押出し、皮剥、冷間伸線およ
び中間焼鈍を経て直径30μmになるまでの伸線加
工を試みた。この発明に従つた製造方法によれ
ば、すべての試料（番号１〜10）を直径30μmに
なるまで高い歩留で伸線加工することができた。 一方、比較される従来の製造方法では、いずれ
も冷間伸線加工性が悪く、少量のサンプル採集の
み可能であつた。 実施例 ２ 本発明による試料番号１〜10の組成の合金線
（30μm）を用いて、ボールボンデイングを実施し
た。すなわち、Arガス雰囲気下で、キヤピラリ
に固定された合金線の先端と電極との間にアーク
を発生させて溶融し、ボールを作製し、これを半
導体素子の電極部にボンデイングした。第２図
は、合金線が半導体素子に接続された状態を示す
図である。図中、５はアルミ合金細線、６はボー
ルボンデイング部、７は電極、８は半導体素子、
９はリードフレーム、１０はステツチボンデイン
グ部、１１はワイヤ中央部を示す。第２図に示す
接続状態から、図中矢印Ａで示すようにアルミ合
金細線５を引張つてその強度テストをしたとこ
ろ、いずれの試料番号の合金細線も、十分大きい
荷重を与えたときワイヤ中央部１１付近で切断し
た。 一方、従来法によるものではボールボンデイン
グ部６付近やステツチボンデイング部１０付近で
切断するものも多かつた。
【表】
（発明の効果）
以上のように、この発明によれば、Ｖ，Cr，
Ti，Mn希土類元素から選ばれる１種以上の元素
が合計で0.1〜３重量％添加されたアルミニウム
溶融物を冷却液中に噴出し、急冷凝固させるため
耐軟化性において優れた細線を得ることができ、
しかも細線化への加工を容易に行なうことができ
る。また、細線化への加工工程が少ないため高い
歩留りで製造が可能である。 この発明は、IC等半導体装置用ボンデイング
ワイヤ、ヒユーズ導体、耐軟化性導体、高温強度
を有する導体などの各種のアルミ合金細線に応用
することができる。
Ti，Mn希土類元素から選ばれる１種以上の元素
が合計で0.1〜３重量％添加されたアルミニウム
溶融物を冷却液中に噴出し、急冷凝固させるため
耐軟化性において優れた細線を得ることができ、
しかも細線化への加工を容易に行なうことができ
る。また、細線化への加工工程が少ないため高い
歩留りで製造が可能である。 この発明は、IC等半導体装置用ボンデイング
ワイヤ、ヒユーズ導体、耐軟化性導体、高温強度
を有する導体などの各種のアルミ合金細線に応用
することができる。
第１図は、この発明を実施するための装置の一
例を模式的に示す図である。第２図は、この発明
に従つた製造方法によつて得られたアルミ合金細
線を半導体素子に接続した状態の一例を示す図で
ある。 図において、１はるつぼ、２はヒータ、３は回
転ドラム、４はアルミ合金細線、５はアルミ合金
細線、６はボールボンデイング部、７は電極、８
は半導体素子、９はリードフレーム、１０はステ
ツチボンデイング部、１１はワイヤ中央部を示
す。
例を模式的に示す図である。第２図は、この発明
に従つた製造方法によつて得られたアルミ合金細
線を半導体素子に接続した状態の一例を示す図で
ある。 図において、１はるつぼ、２はヒータ、３は回
転ドラム、４はアルミ合金細線、５はアルミ合金
細線、６はボールボンデイング部、７は電極、８
は半導体素子、９はリードフレーム、１０はステ
ツチボンデイング部、１１はワイヤ中央部を示
す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Ｖ，Cr，Ti，Mn，希土類元素から選ばれる
元素の１種以上を合計で0.1〜３重量％が添加さ
れたアルミニウム溶融物を冷却液中に噴出し急冷
凝固させることを特徴とするボンデイングワイヤ
用アルミ合金細線の製造方法。 ２ 前記アルミニウム溶融物を凝固させた後、少
なくとも減面率50％以上の冷間加工を行う特許請
求の範囲第１項記載のボンデイングワイヤ用アル
ミ合金細線の製造方法。 ３ 前記アルミニウム溶融物として、Cu，Si，
Mgからなる群から選ばれる１種以上の元素が合
計で３重量％以下含有されているものを用いる特
許請求の範囲第１項又は第２項記載のボンデイン
グワイヤ用アルミ合金細線の製造方法。 ４ 前記アルミニウム溶融物として、Be，Ｂ，
Liからなる群から選ばれる１種以上の元素が合計
で0.001〜0.3重量％含有されているものを用いる
特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれかに
記載のボンデイングワイヤ用アルミ合金細線の製
造方法。 ５ 前記アルミニウム溶融物を急冷凝固させる方
法が、回転するドラム内壁面に遠心力により層を
なして存在する冷却液中に溶融状態の上記合金を
ジエツト流として細線に急冷凝固させる方法であ
る特許請求の範囲第１項又は第２項記載のボンデ
イングワイヤ用アルミ合金細線の製造方法。 ６ 前記線材は、半導体装置の配線用導体として
用いられる特許請求の範囲第１項ないし第５項記
載のいずれかに記載のボンデイングワイヤ用アル
ミ合金細線の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59128974A JPS619536A (ja) | 1984-06-21 | 1984-06-21 | ボンディングワイヤ用アルミ合金細線の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59128974A JPS619536A (ja) | 1984-06-21 | 1984-06-21 | ボンディングワイヤ用アルミ合金細線の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS619536A JPS619536A (ja) | 1986-01-17 |
| JPH049621B2 true JPH049621B2 (ja) | 1992-02-20 |
Family
ID=14998007
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59128974A Granted JPS619536A (ja) | 1984-06-21 | 1984-06-21 | ボンディングワイヤ用アルミ合金細線の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS619536A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61136654A (ja) * | 1984-12-08 | 1986-06-24 | Nippon Light Metal Co Ltd | アルミニウム極細線の製造方法 |
| JPH0654787B2 (ja) * | 1985-06-24 | 1994-07-20 | 住友電気工業株式会社 | ボンデイングワイヤ |
| JPS62228446A (ja) * | 1985-11-29 | 1987-10-07 | Nippon Mining Co Ltd | 半導体配線材料用アルミニウム合金 |
| JPS62235451A (ja) * | 1986-04-03 | 1987-10-15 | Nippon Mining Co Ltd | 半導体配線材料用Ａｌ合金 |
| JPS62235452A (ja) * | 1986-04-03 | 1987-10-15 | Nippon Mining Co Ltd | 半導体配線材料用Ｂ含有Ａｌ合金 |
| JPS62240733A (ja) * | 1986-04-11 | 1987-10-21 | Nippon Mining Co Ltd | 半導体配線材料用ｂ含有アルミニウム合金 |
| JPS63206198A (ja) * | 1987-02-20 | 1988-08-25 | Kubota Ltd | エンジン発電機 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49134546A (ja) * | 1973-04-30 | 1974-12-25 | ||
| JPS6038228B2 (ja) * | 1978-11-10 | 1985-08-30 | 逸雄 大中 | 金属細線の製造方法 |
-
1984
- 1984-06-21 JP JP59128974A patent/JPS619536A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS619536A (ja) | 1986-01-17 |
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