JPH05206194A - アルミナ系ボンディングキャピラリ - Google Patents
アルミナ系ボンディングキャピラリInfo
- Publication number
- JPH05206194A JPH05206194A JP4012163A JP1216392A JPH05206194A JP H05206194 A JPH05206194 A JP H05206194A JP 4012163 A JP4012163 A JP 4012163A JP 1216392 A JP1216392 A JP 1216392A JP H05206194 A JPH05206194 A JP H05206194A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alumina
- added
- bonding capillary
- titanium carbide
- toughness
- 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.)
- Pending
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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
- H10W72/071—Connecting or disconnecting
- H10W72/0711—Apparatus therefor
-
- 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
- H10W72/071—Connecting or disconnecting
- H10W72/0711—Apparatus therefor
- H10W72/07141—Means for applying energy, e.g. ovens or lasers
Landscapes
- Wire Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高強度、高靭性、及び低コスト化を図ること
ができるアルミナ系ボンディングキャピラリを提供す
る。 【構成】 アルミナに対し、5〜40wt%の炭化チタ
ンを複合させ、焼結助剤として、Mg,Cr,Mo,C
o,Ni,Si,Y,Zr及びLa,Ce,Er等希土
類元素よりなる群から選ばれた少なくとも1種の金属の
酸化物を0.1〜10wt%添加、または焼結助剤とし
て、Cr,Mo,Co,Ni,Cu,Siよりなる群か
ら選ばれた少なくとも1種の金属を0.1〜10wt%
添加したことを特徴とする。
ができるアルミナ系ボンディングキャピラリを提供す
る。 【構成】 アルミナに対し、5〜40wt%の炭化チタ
ンを複合させ、焼結助剤として、Mg,Cr,Mo,C
o,Ni,Si,Y,Zr及びLa,Ce,Er等希土
類元素よりなる群から選ばれた少なくとも1種の金属の
酸化物を0.1〜10wt%添加、または焼結助剤とし
て、Cr,Mo,Co,Ni,Cu,Siよりなる群か
ら選ばれた少なくとも1種の金属を0.1〜10wt%
添加したことを特徴とする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はLSI、ICなどの半導
体装置のワイヤボンディングに使用するためのボンディ
ングキャピラリに関するものである。
体装置のワイヤボンディングに使用するためのボンディ
ングキャピラリに関するものである。
【0002】
【従来の技術】キャピラリを使用してのワイヤボンディ
ングは、直径が約10〜100μmの細いAu,Cuの
ワイヤをキャピラリの挿通孔を通じてLSI、ICチッ
プと外部システムとを接続する工程であり、半導体工程
において極めて重要なプロセスである。このプロセスに
おいてキャピラリはICチップ上のパッドおよびリード
フレームなどに高速で打ちつけられる為、高強度及び高
靭性であることが要求される。
ングは、直径が約10〜100μmの細いAu,Cuの
ワイヤをキャピラリの挿通孔を通じてLSI、ICチッ
プと外部システムとを接続する工程であり、半導体工程
において極めて重要なプロセスである。このプロセスに
おいてキャピラリはICチップ上のパッドおよびリード
フレームなどに高速で打ちつけられる為、高強度及び高
靭性であることが要求される。
【0003】従来ボンディングキャピラリにはアルミナ
やルビー、サファイア等が用いられている。特にアルミ
ナに関しては高強度化を目的とし、サブミクロンサイズ
の原料を用い、MgOを焼結助剤として添加したものが
一般的で、かつ均質高密度化するためにHIP(Hot
Isostatic Press)処理も行われてい
る。また、最近ではジルコニアを添加したアルミナ−ジ
ルコニア複合系も広まりつつある。
やルビー、サファイア等が用いられている。特にアルミ
ナに関しては高強度化を目的とし、サブミクロンサイズ
の原料を用い、MgOを焼結助剤として添加したものが
一般的で、かつ均質高密度化するためにHIP(Hot
Isostatic Press)処理も行われてい
る。また、最近ではジルコニアを添加したアルミナ−ジ
ルコニア複合系も広まりつつある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のものに
はいくつかの問題点が認められる。まず、アルミナに関
して、大気中焼成品では粒界に気孔が残存し、強度低下
を引き起こす。そのため、HIP処理が一般的に行われ
ているのが現状である。また、アルミナは破壊靭性値が
低いために、ボンディング時にマイクロクラックが、生
成及び成長する。このマイクロクラックの生成の程度
は、材質の破壊靭性値の程度に直接依存する問題であ
り、高い靭性の材質ほどマイクロクラックの生成による
損傷が少ないことが分かっている。
はいくつかの問題点が認められる。まず、アルミナに関
して、大気中焼成品では粒界に気孔が残存し、強度低下
を引き起こす。そのため、HIP処理が一般的に行われ
ているのが現状である。また、アルミナは破壊靭性値が
低いために、ボンディング時にマイクロクラックが、生
成及び成長する。このマイクロクラックの生成の程度
は、材質の破壊靭性値の程度に直接依存する問題であ
り、高い靭性の材質ほどマイクロクラックの生成による
損傷が少ないことが分かっている。
【0005】また、最近用いられつつあるアルミナにジ
ルコニアを添加した高強度、高靭性なアルミナ−ジルコ
ニア複合系ボンディングキャピラリは、ジルコニア添加
により、強度、靭性等についての特性向上が認められる
反面、硬度においては、ジルコニア添加量の増加により
硬度値の低下が顕著となる。
ルコニアを添加した高強度、高靭性なアルミナ−ジルコ
ニア複合系ボンディングキャピラリは、ジルコニア添加
により、強度、靭性等についての特性向上が認められる
反面、硬度においては、ジルコニア添加量の増加により
硬度値の低下が顕著となる。
【0006】また、ルビー、サファイアのような単結晶
はそれ自体高価であり、コスト高となってしまう。本発
明は上記課題を解決するためのもので、高強度、高靭
性、及び低コスト化を図ることができるアルミナ系ボン
ディングキャピラリを提供することを目的とする。
はそれ自体高価であり、コスト高となってしまう。本発
明は上記課題を解決するためのもので、高強度、高靭
性、及び低コスト化を図ることができるアルミナ系ボン
ディングキャピラリを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】そのために本発明のアル
ミナ系ボンディングキャピラリは、アルミナに対し、5
〜40wt%の炭化チタンを複合させたことを特徴と
し、さらに、焼結助剤として、Mg,Cr,Mo,C
o,Ni,Si,Y,Zr及びLa,Ce,Er等希土
類元素よりなる群から選ばれた少なくとも1種の金属の
酸化物を0.1〜10wt%添加したこと、または焼結
助剤として、Cr,Mo,Co,Ni,Cu,Siより
なる群から選ばれた少なくとも1種の金属を0.1〜1
0wt%添加したことを特徴とする。
ミナ系ボンディングキャピラリは、アルミナに対し、5
〜40wt%の炭化チタンを複合させたことを特徴と
し、さらに、焼結助剤として、Mg,Cr,Mo,C
o,Ni,Si,Y,Zr及びLa,Ce,Er等希土
類元素よりなる群から選ばれた少なくとも1種の金属の
酸化物を0.1〜10wt%添加したこと、または焼結
助剤として、Cr,Mo,Co,Ni,Cu,Siより
なる群から選ばれた少なくとも1種の金属を0.1〜1
0wt%添加したことを特徴とする。
【0008】
【作用】本発明は、アルミナに5〜40wt%の炭化チ
タンを複合することにより、抗折強度、硬度、破壊靭性
の向上を目指したもので、複合とは炭化チタンをAl2
O3 ベース材料の中に均一分散させることでAl2 O3
単体からなる材料ではないことを意味する。さらに焼結
助剤としてMg,Cr,Mo,Co,Ni,Si,Y,
Zr及びLa,Ce,Erなど希土類元素からなる酸化
物を0.1〜10wt%添加することにより、破壊靭性
及び抗折強度が向上する。10wt%を超えて添加する
と抗折強度が低下するので好ましくない。また、Cr,
Mo,Ni,Cu,Siよりなる群から選ばれた少なく
とも一種の金属を0.1〜10wt%添加することで気
孔率が減少し、抗折強度が向上する。
タンを複合することにより、抗折強度、硬度、破壊靭性
の向上を目指したもので、複合とは炭化チタンをAl2
O3 ベース材料の中に均一分散させることでAl2 O3
単体からなる材料ではないことを意味する。さらに焼結
助剤としてMg,Cr,Mo,Co,Ni,Si,Y,
Zr及びLa,Ce,Erなど希土類元素からなる酸化
物を0.1〜10wt%添加することにより、破壊靭性
及び抗折強度が向上する。10wt%を超えて添加する
と抗折強度が低下するので好ましくない。また、Cr,
Mo,Ni,Cu,Siよりなる群から選ばれた少なく
とも一種の金属を0.1〜10wt%添加することで気
孔率が減少し、抗折強度が向上する。
【0009】特に、炭化チタンの添加量が焼結助剤を除
く全量に対して5wt%超え、40wt%に至る範囲内
においてアルミナ単体のものに比べ30%〜100%の
抗折強度の向上が認められた。そして、破壊靭性におい
ては最高で60%の向上が認められた。なお、抗折強
度、硬度、破壊靭性の三点から考えた場合、炭化チタン
添加量は10〜30wt%の範囲が最も好ましい。また
本発明において、従来より知られているHIP処理の使
用も高密度化手法として有効であり、併用も可能であ
る。
く全量に対して5wt%超え、40wt%に至る範囲内
においてアルミナ単体のものに比べ30%〜100%の
抗折強度の向上が認められた。そして、破壊靭性におい
ては最高で60%の向上が認められた。なお、抗折強
度、硬度、破壊靭性の三点から考えた場合、炭化チタン
添加量は10〜30wt%の範囲が最も好ましい。また
本発明において、従来より知られているHIP処理の使
用も高密度化手法として有効であり、併用も可能であ
る。
【0010】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて詳述する。 〔実施例1〕原料として、高純度Al2 O3 (純度9
9.99%、平均粒径0.5μm)60〜95wt%
と、TiC(純度99%以上、平均粒径1.0μm)5
〜40wt%にMgOを0.5wt%配合し、エタノー
ル中、24時間ボールミル混合を行い、その後乾燥す
る。得られた混合粉体にバインダを添加、混練して成形
し、その後、420℃で脱脂を行い、1700℃で3時
間真空焼成を行った。
9.99%、平均粒径0.5μm)60〜95wt%
と、TiC(純度99%以上、平均粒径1.0μm)5
〜40wt%にMgOを0.5wt%配合し、エタノー
ル中、24時間ボールミル混合を行い、その後乾燥す
る。得られた混合粉体にバインダを添加、混練して成形
し、その後、420℃で脱脂を行い、1700℃で3時
間真空焼成を行った。
【0011】1700℃焼成体の抗折強度、硬度、破壊
靭性値を図1に示す。図1において、TiCの添加量の
増加と共に抗折強度が増加し、TiC添加量20%にお
いてピークが認められ、従来のTiC無添加品(試験番
号1)に比べて2倍の抗折強度を示した。
靭性値を図1に示す。図1において、TiCの添加量の
増加と共に抗折強度が増加し、TiC添加量20%にお
いてピークが認められ、従来のTiC無添加品(試験番
号1)に比べて2倍の抗折強度を示した。
【0012】また、硬度についてもTiC15%添加品
(試験番号9)で15%の向上が認められた。そして破
壊靭性についてもTiC添加量の増加とともに増大し、
TiC45%添加品(試験番号15)で破壊靭性値は高
いが抗折強度及び硬度の低下が著しいことが分かる。
(試験番号9)で15%の向上が認められた。そして破
壊靭性についてもTiC添加量の増加とともに増大し、
TiC45%添加品(試験番号15)で破壊靭性値は高
いが抗折強度及び硬度の低下が著しいことが分かる。
【0013】〔実施例2〕実施例1の原料でTiC添加
量20wt%のものについてNiOを添加し、1700
℃焼成したものについて、実施例1と同手順で特性の測
定を行った。測定結果を図2に示す。図2よりNiO無
添加物(試験番号10)との抗折強度及び硬度を比較す
るとNiO添加量0.1〜10wt%の範囲(試験番号
16〜19)において特性の向上が認められる。なお、
靭性については殆ど変化がない。
量20wt%のものについてNiOを添加し、1700
℃焼成したものについて、実施例1と同手順で特性の測
定を行った。測定結果を図2に示す。図2よりNiO無
添加物(試験番号10)との抗折強度及び硬度を比較す
るとNiO添加量0.1〜10wt%の範囲(試験番号
16〜19)において特性の向上が認められる。なお、
靭性については殆ど変化がない。
【0014】〔実施例3〕実施例1の原料でTiC添加
量20%のものについてY2 O3 とEr2 O3 を添加
し、1700℃焼成したものについて、実施例1と同手
順で特性の測定を行った。測定結果を図3に示す。図3
より無添加品(試験番号10)に比べ、添加物(試験番
号21〜23)は特に抗折強度に優れた特性を示すこと
が判った。
量20%のものについてY2 O3 とEr2 O3 を添加
し、1700℃焼成したものについて、実施例1と同手
順で特性の測定を行った。測定結果を図3に示す。図3
より無添加品(試験番号10)に比べ、添加物(試験番
号21〜23)は特に抗折強度に優れた特性を示すこと
が判った。
【0015】〔実施例4〕実施例1におけるTiC添加
量15%の組成のものについてワイヤボンディングを行
い耐久性を調べてみた。なお、従来のアルミナ質キャピ
ラリを比較品として用いた。いずれのキャピラリも同形
状で先端の穴径は51μmであった。その結果を図4に
示す。なお、単位「万wire」とは半導体チップ上の
パッドと外部システムとの結線1本を「1wire」と
し、キャピラリ廃却までの総wire数を万単位で表し
たものであり、キャピラリの寿命を示す指標である。ま
た、外部システムには、リードフレームタイプ(モール
ドタイプ)のものを使用した。図4から分かるように、
本発明のものにおいては耐久性に極めて優れていること
が分かった。
量15%の組成のものについてワイヤボンディングを行
い耐久性を調べてみた。なお、従来のアルミナ質キャピ
ラリを比較品として用いた。いずれのキャピラリも同形
状で先端の穴径は51μmであった。その結果を図4に
示す。なお、単位「万wire」とは半導体チップ上の
パッドと外部システムとの結線1本を「1wire」と
し、キャピラリ廃却までの総wire数を万単位で表し
たものであり、キャピラリの寿命を示す指標である。ま
た、外部システムには、リードフレームタイプ(モール
ドタイプ)のものを使用した。図4から分かるように、
本発明のものにおいては耐久性に極めて優れていること
が分かった。
【0016】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、従来のア
ルミナ、ルビー、サファイア、アルミナ−ジルコニア複
合系等のボンディングキャピラリに比べ、高強度、高硬
度、高靭性なボンディングキャピラリを得ることができ
る。
ルミナ、ルビー、サファイア、アルミナ−ジルコニア複
合系等のボンディングキャピラリに比べ、高強度、高硬
度、高靭性なボンディングキャピラリを得ることができ
る。
【図1】 TiC添加量と機械的特性の関係を示す図で
ある。
ある。
【図2】 NiO添加量と機械的特性の関係を示す図で
ある。
ある。
【図3】 Y2 O3 、Er2 O3 添加量と機械的特性の
関係を示す図である。
関係を示す図である。
【図4】 材質と耐久性の関係を示す図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 アルミナに対し、5〜40wt%の炭化
チタンを複合させたことを特徴とするアルミナ−炭化チ
タン系ボンディングキャピラリ。 - 【請求項2】 請求項1記載のものにおいて、焼結助剤
として、Mg,Cr,Mo,Co,Ni,Si,Y,Z
r及びLa,Ce,Er等希土類元素よりなる群から選
ばれた少なくとも1種の金属の酸化物を0.1〜10w
t%添加したことを特徴とするボンディングキャピラ
リ。 - 【請求項3】 請求項1記載のものにおいて、焼結助剤
として、Cr,Mo,Co,Ni,Cu,Siよりなる
群から選ばれた少なくとも1種の金属を0.1〜10w
t%添加したことを特徴とするボンディングキャピラ
リ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4012163A JPH05206194A (ja) | 1992-01-27 | 1992-01-27 | アルミナ系ボンディングキャピラリ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4012163A JPH05206194A (ja) | 1992-01-27 | 1992-01-27 | アルミナ系ボンディングキャピラリ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05206194A true JPH05206194A (ja) | 1993-08-13 |
Family
ID=11797778
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4012163A Pending JPH05206194A (ja) | 1992-01-27 | 1992-01-27 | アルミナ系ボンディングキャピラリ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05206194A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06314721A (ja) * | 1993-04-28 | 1994-11-08 | Kyocera Corp | ワイヤボンディング用キャピラリ |
| KR100413033B1 (ko) * | 2001-07-04 | 2003-12-31 | 주식회사 코스마 | 와이어 본딩용 다결정 루비 캐필러리 소결체 및 그의 제조방법 |
| JPWO2016121873A1 (ja) * | 2015-01-29 | 2017-10-19 | 京セラ株式会社 | ウエッジボンディング用部品 |
-
1992
- 1992-01-27 JP JP4012163A patent/JPH05206194A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06314721A (ja) * | 1993-04-28 | 1994-11-08 | Kyocera Corp | ワイヤボンディング用キャピラリ |
| KR100413033B1 (ko) * | 2001-07-04 | 2003-12-31 | 주식회사 코스마 | 와이어 본딩용 다결정 루비 캐필러리 소결체 및 그의 제조방법 |
| JPWO2016121873A1 (ja) * | 2015-01-29 | 2017-10-19 | 京セラ株式会社 | ウエッジボンディング用部品 |
| US10147701B2 (en) | 2015-01-29 | 2018-12-04 | Kyocera Corporation | Wedge bonding component |
| JP2019192917A (ja) * | 2015-01-29 | 2019-10-31 | 京セラ株式会社 | ウエッジボンディング用部品 |
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