JPH0530891B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0530891B2 JPH0530891B2 JP62157089A JP15708987A JPH0530891B2 JP H0530891 B2 JPH0530891 B2 JP H0530891B2 JP 62157089 A JP62157089 A JP 62157089A JP 15708987 A JP15708987 A JP 15708987A JP H0530891 B2 JPH0530891 B2 JP H0530891B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wire
- bonding
- gold
- weight
- bonding wire
- 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 - Fee Related
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-
- 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
- H10W72/50—Bond wires
- 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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- Wire Bonding (AREA)
Description
発明の属する技術分野
本発明は、半導体素子と外部リードとを接続す
るためのボンデイング用ワイヤに関するものであ
る。 従来の技術 半導体素子の電極と外部リードを電気的に接続
するための一方向として、金やアルミニウムなど
の直径数μｍ〜数十μｍの極細線を用いて結線す
るワイヤボンデイング方式が広く行われている。
なかでも金は優れた耐食性、延展性及びボンデイ
ング性能を有しているため、従来より純度99.99
％程度の純金線が最も一般的に使用されてきた。 金ワイヤを用いるボンデイング法は、通常熱圧
着法が採用される。これは、金線を電気的に切断
するか、水素炎で溶断して先端にボールを形成
し、このボールを半導体素子の電極に加熱加圧接
合し、次いで外部リードにワイヤの他端を加熱加
圧して接合するもので、全工程が200〜300℃の高
温下で行われる。 近年ボンデイングの自動化、高速化が図られて
いるが、高速ボンデイングを行う場合、従来の純
金線はボンデイング工程中線切れを行したり、熱
により軟化したりするため使用できず、より信頼
性の高いワイヤが要求される。即ち、 (1) ボンデイング中の線切れ防止のため機械的強
度、特に高温下での引張強度がより強いこと、 (2) 加熱時の軟化によるループのたるみがないこ
と、 (3) 樹脂モールド時にも軟化変形しないこと、 (4) ボンデイング強度のばらつきをなくすため、
ボール形状が一定で真球に近いこと、 などの点でボンデイング性能の向上が必要であ
る。これまでに高純度金線に種々の元素を添加し
て、これらの特性を改善する試みがなされてき
た。例えば特公昭57−34659号や特公昭58−26662
号にはカルシウムやベリリウムの微量添加により
強度が改善されることが述べられており、その
他、白金、パラジウム、銀、チタン、マグネシウ
ム等多くの添加元素が提案されている。 発明が解決すべき問題点 本発明の目的は、上記特性の改善に効果のある
元素を見出し、これにより新規な組成の、高速ボ
ンデイングに適した高張力金ボンデイングワイヤ
を得ることにある。 問題点を解決するための手段 本発明者らは、特定量のバリウムを添加した金
ボンデイングワイヤについて先に特許出願を行つ
たが（特願昭61−120790号）、更に検討した結果、
バリウムと他の特定元素の組合わせにより優れた
効果が得られることがわかつた。 即ち本発明は、(a)バリウムを0.0003〜0.0099重
量％と、(b)アルミニウム0.0005〜0.005重量％、
カルシウム0.0001〜0.003重量％、銀0.0005〜
0.005重量％及びパラジウム0.0005〜0.005重量％
から選ばれる１種または２種以上の元素とを含有
し、かつ純度が99.99％以上である高純度金から
なるボンデイングワイヤである。 作 用 バリウムを添加した金ワイヤは、バリウムを添
加しない従来の純金線に比べて常温及び高温にお
ける強度が大きく、高速ボンダーによつてボンデ
イングを行つても線切れ、ループのたるみ、軟化
変形が生じない。又ボール形状も一定でばらつき
が少なく、極めて信頼性が高いものである。更に
強度が強いのでワイヤ製造工程においても伸線中
の断線が少なく、加工性が良好である。このバリ
ウムを添加した金ワイヤに更に(b)の元素を含有さ
せると、バリウムが少量で同等の特性が得られ、
特にアルミニウムやカルシミウムとの組合わせで
は、バリウムとの相乗効果により不純物としての
添加元素の総量を低減させることができる。 バリウムの添加量が0.0003重量％より少ない
と、上記特性の改善効果がほとんど認められな
い。又他の添加元素(b)との合計で0.01重量％を越
えると、抵抗値が増大するとともにボール形状が
真球にならないので望ましくない。アルミニウム
の添加量が0.005重量％を越えると、ボール形状
が真球にならず、又伸線性が悪くなる。カルシウ
ム、銀、パラジウムの添加量がそれぞれ0.003重
量％、0.005重量％、0.005重量％を越えると、伸
線性が悪くなるので望ましくない。 又本発明の金ワイヤは、信頼性の点から最終的
な金純度が99.99％以上であることが必要である。
一定品質を維持するためには、望ましくは原料と
して99.999％以上の純度にまで精製された金を使
用し、これにバリウムを添加するのがよい。 ワイヤを製造するには、公知のいかなる方法で
もよい。例えば所定量のバリウムを金に添加して
溶解鋳造し、鍛造するか又は溝ロール加工で圧延
した後、伸線加工して直径数μｍ〜数十μｍのワ
イヤを製造する。 実施例 実施例 １ 99.999％以上の純度の金にバリウム0.005重量
％とアルミニウム0.002重量％とを添加して溶解
し、鋳造した後、鋳造し、次いで伸線加工して直
径25μｍのボンデイングワイヤを製造した。 得られたワイヤについて、室温における破断伸
び率が約４％となるように熱処理を行つた後、常
温における破断強度及び250℃に25秒間保持した
後の破断強度を調べ、破断伸び率とともに表１に
示した。 実施例 ２〜９ バリウム及びアルミニウム、カルシウム、銀、
パラジウムの添加量をそれぞれ表１に示すとおり
とする以外は、実施例１と同様にしてボンデイン
グワイヤを製造した。これらのワイヤについて常
温及び高温強度を測定し、破断伸び率とともに表
１に示した。 尚、実施例１〜９で得られたワイアは、ワイヤ
ボンデイング時のボール形成性、ループ形状とも
極めて良好であつた。 比較例 １ バリウムを添加しない純度99.99％以上の従来
の純金線（直径25μｍ）について同様に破断強度
を測定し、結果を表１に示した。 表１より、本発明実施例のワイヤは、常温及び
高温において適度な伸び率を維持しながら、強度
が大きく改善されていることが明らかである。
るためのボンデイング用ワイヤに関するものであ
る。 従来の技術 半導体素子の電極と外部リードを電気的に接続
するための一方向として、金やアルミニウムなど
の直径数μｍ〜数十μｍの極細線を用いて結線す
るワイヤボンデイング方式が広く行われている。
なかでも金は優れた耐食性、延展性及びボンデイ
ング性能を有しているため、従来より純度99.99
％程度の純金線が最も一般的に使用されてきた。 金ワイヤを用いるボンデイング法は、通常熱圧
着法が採用される。これは、金線を電気的に切断
するか、水素炎で溶断して先端にボールを形成
し、このボールを半導体素子の電極に加熱加圧接
合し、次いで外部リードにワイヤの他端を加熱加
圧して接合するもので、全工程が200〜300℃の高
温下で行われる。 近年ボンデイングの自動化、高速化が図られて
いるが、高速ボンデイングを行う場合、従来の純
金線はボンデイング工程中線切れを行したり、熱
により軟化したりするため使用できず、より信頼
性の高いワイヤが要求される。即ち、 (1) ボンデイング中の線切れ防止のため機械的強
度、特に高温下での引張強度がより強いこと、 (2) 加熱時の軟化によるループのたるみがないこ
と、 (3) 樹脂モールド時にも軟化変形しないこと、 (4) ボンデイング強度のばらつきをなくすため、
ボール形状が一定で真球に近いこと、 などの点でボンデイング性能の向上が必要であ
る。これまでに高純度金線に種々の元素を添加し
て、これらの特性を改善する試みがなされてき
た。例えば特公昭57−34659号や特公昭58−26662
号にはカルシウムやベリリウムの微量添加により
強度が改善されることが述べられており、その
他、白金、パラジウム、銀、チタン、マグネシウ
ム等多くの添加元素が提案されている。 発明が解決すべき問題点 本発明の目的は、上記特性の改善に効果のある
元素を見出し、これにより新規な組成の、高速ボ
ンデイングに適した高張力金ボンデイングワイヤ
を得ることにある。 問題点を解決するための手段 本発明者らは、特定量のバリウムを添加した金
ボンデイングワイヤについて先に特許出願を行つ
たが（特願昭61−120790号）、更に検討した結果、
バリウムと他の特定元素の組合わせにより優れた
効果が得られることがわかつた。 即ち本発明は、(a)バリウムを0.0003〜0.0099重
量％と、(b)アルミニウム0.0005〜0.005重量％、
カルシウム0.0001〜0.003重量％、銀0.0005〜
0.005重量％及びパラジウム0.0005〜0.005重量％
から選ばれる１種または２種以上の元素とを含有
し、かつ純度が99.99％以上である高純度金から
なるボンデイングワイヤである。 作 用 バリウムを添加した金ワイヤは、バリウムを添
加しない従来の純金線に比べて常温及び高温にお
ける強度が大きく、高速ボンダーによつてボンデ
イングを行つても線切れ、ループのたるみ、軟化
変形が生じない。又ボール形状も一定でばらつき
が少なく、極めて信頼性が高いものである。更に
強度が強いのでワイヤ製造工程においても伸線中
の断線が少なく、加工性が良好である。このバリ
ウムを添加した金ワイヤに更に(b)の元素を含有さ
せると、バリウムが少量で同等の特性が得られ、
特にアルミニウムやカルシミウムとの組合わせで
は、バリウムとの相乗効果により不純物としての
添加元素の総量を低減させることができる。 バリウムの添加量が0.0003重量％より少ない
と、上記特性の改善効果がほとんど認められな
い。又他の添加元素(b)との合計で0.01重量％を越
えると、抵抗値が増大するとともにボール形状が
真球にならないので望ましくない。アルミニウム
の添加量が0.005重量％を越えると、ボール形状
が真球にならず、又伸線性が悪くなる。カルシウ
ム、銀、パラジウムの添加量がそれぞれ0.003重
量％、0.005重量％、0.005重量％を越えると、伸
線性が悪くなるので望ましくない。 又本発明の金ワイヤは、信頼性の点から最終的
な金純度が99.99％以上であることが必要である。
一定品質を維持するためには、望ましくは原料と
して99.999％以上の純度にまで精製された金を使
用し、これにバリウムを添加するのがよい。 ワイヤを製造するには、公知のいかなる方法で
もよい。例えば所定量のバリウムを金に添加して
溶解鋳造し、鍛造するか又は溝ロール加工で圧延
した後、伸線加工して直径数μｍ〜数十μｍのワ
イヤを製造する。 実施例 実施例 １ 99.999％以上の純度の金にバリウム0.005重量
％とアルミニウム0.002重量％とを添加して溶解
し、鋳造した後、鋳造し、次いで伸線加工して直
径25μｍのボンデイングワイヤを製造した。 得られたワイヤについて、室温における破断伸
び率が約４％となるように熱処理を行つた後、常
温における破断強度及び250℃に25秒間保持した
後の破断強度を調べ、破断伸び率とともに表１に
示した。 実施例 ２〜９ バリウム及びアルミニウム、カルシウム、銀、
パラジウムの添加量をそれぞれ表１に示すとおり
とする以外は、実施例１と同様にしてボンデイン
グワイヤを製造した。これらのワイヤについて常
温及び高温強度を測定し、破断伸び率とともに表
１に示した。 尚、実施例１〜９で得られたワイアは、ワイヤ
ボンデイング時のボール形成性、ループ形状とも
極めて良好であつた。 比較例 １ バリウムを添加しない純度99.99％以上の従来
の純金線（直径25μｍ）について同様に破断強度
を測定し、結果を表１に示した。 表１より、本発明実施例のワイヤは、常温及び
高温において適度な伸び率を維持しながら、強度
が大きく改善されていることが明らかである。
【表】
発明の効果
本発明の(a)バリウムと、(b)アルミニウム、カル
シウム、銀及びパラジウムから選ばれる１種また
は２種以上の元素とを添加した金ボンデイングワ
イヤは、常温及び高温における機械的強度が大き
く、ボール形状やループ形状も良好で安定してい
るなどボンデイング性能が極めて優れており、半
導体のワイヤボンデイング用として信頼性が高い
ものである。又ボンデイング作業時の生産性、歩
留りがよく、特に高速ボンデイング用に適してい
る。
シウム、銀及びパラジウムから選ばれる１種また
は２種以上の元素とを添加した金ボンデイングワ
イヤは、常温及び高温における機械的強度が大き
く、ボール形状やループ形状も良好で安定してい
るなどボンデイング性能が極めて優れており、半
導体のワイヤボンデイング用として信頼性が高い
ものである。又ボンデイング作業時の生産性、歩
留りがよく、特に高速ボンデイング用に適してい
る。
Claims (1)
- １ (a)バリウムを0.0003〜0.0099重量％と、(b)ア
ルミニウム0.0005〜0.005重量％、カルシウム
0.0001〜0.003重量％、銀0.0005〜0.005重量％及
びパラジウム0.0005〜0.005重量％から選ばれる
１種または２種以上の元素とを含有し、かつ純度
が99.99％以上である高純度金からなるボンデイ
ングワイヤ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62157089A JPS644441A (en) | 1987-06-24 | 1987-06-24 | Bonding wire |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62157089A JPS644441A (en) | 1987-06-24 | 1987-06-24 | Bonding wire |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS644441A JPS644441A (en) | 1989-01-09 |
| JPH0530891B2 true JPH0530891B2 (ja) | 1993-05-11 |
Family
ID=15642005
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62157089A Granted JPS644441A (en) | 1987-06-24 | 1987-06-24 | Bonding wire |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS644441A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2231336B (en) * | 1989-04-28 | 1993-09-22 | Tanaka Electronics Ind | Gold wire for the bonding of a semiconductor device |
| JP2729852B2 (ja) * | 1990-08-07 | 1998-03-18 | 本田技研工業株式会社 | ボール継手用外輪の成形に用いられるしごき加工用ポンチの製造方法 |
| JP2641000B2 (ja) * | 1991-12-26 | 1997-08-13 | 新日本製鐵株式会社 | ボンディング用金合金細線 |
-
1987
- 1987-06-24 JP JP62157089A patent/JPS644441A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS644441A (en) | 1989-01-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |