JPH0547609B2 - - Google Patents
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- JPH0547609B2 JPH0547609B2 JP59172450A JP17245084A JPH0547609B2 JP H0547609 B2 JPH0547609 B2 JP H0547609B2 JP 59172450 A JP59172450 A JP 59172450A JP 17245084 A JP17245084 A JP 17245084A JP H0547609 B2 JPH0547609 B2 JP H0547609B2
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Description
［発明の技術分野］
本発明は、銅系ボンデイングワイヤーに関す
る。 ［発明の技術的背景及びその問題点］ ICやLSI等の半導体素子の内部では、例えば、
図面に示すように、半導体チツプ１及びリードフ
インガー２が設けられており、これらを線径10〜
100μ程度のボンデイングワイヤー３で結ぶ構造
となつている。 このボンデイングワイヤー３の接合方法として
は、まず、ワイヤーの先端をボール状に加熱溶融
させ、次にこのボール状の先端を半導体チツプ１
に圧接し、更に弧を描くようにワイヤーを延ば
し、300〜350℃に加熱されたリードフインガー２
にワイヤーの一部を再度圧接し、切断することに
より、半導体チツプ１とリードフインガー２とを
結線するものである。 この種のボンデイングワイヤーとして導電性、
ワイヤー伸び、ワイヤー強度、半導体チツプとの
接合強度（以下ボール接合強度と称す。）及びボ
ール形成性が要求されており、従来から主に金線
が使用されている。 しかし、近年価格及び導電性の点からボンデイ
ングワイヤーとして、導線を用いる試みがなされ
ているが、銅線を用いて熱圧接を行なうと、ボン
デイング強度が十分出ない場合がしばしばあり、
一方、この点を改善しようとすると導電性が低下
し、双方の特性を満足する銅リードワイヤーが得
られなかつた。 ［発明の目的］ 本発明は、ボール接合強度が良好で、かつ導電
性が良好な銅リードワイヤーを提供することを目
的とする。 ［発明の概要］ 本発明者らは、ボンデイングワイヤーについて
鋭意研究した結果、ボンデイング強度の低下は主
に形成されあボール中のガスにより生じることを
見い出した。 即ち、半導体チツプ上にこのボールが圧接され
た際、ガスによる空洞が接合部に位置し、接合強
度を低下させること及びこの現象は特に銅線で発
生しやすいことを見い出した。 本発明は、これらの知見をもとに完成されたも
のである。 本発明は、Be、Sn、Zn、Zr、Ag、Cr及びFe
（第１添加元素群）から選択された１種又は２種
以上の元素を0.001重量％以上、0.1重量％未満含
有し、かつMg、Ca、希土類元素、Ti、Hf、Ｖ、
Nb、Ta、Ni、Pd、Pt、Au、Cd、Ｂ、In、Si、
Ge、In、Si、Ge、Pb、Ｐ、Sb、Bi、Se及びTe
（第２添加元素群）から選択された１種又は２種
以上の元素を0.001〜２重量％含有し、残部が実
質的に銅であるボンデイングワイヤーを提供す
る。 即ち、これら添加元素は、合金中のＨ、Ｏ、
Ｎ、Ｃを固定し、H2、O2、N2及びCOガスの発
生を抑制する。 しかし、これらの添加量が多すぎると、導電性
を低下させ、一方、少すぎると効果が生じにく
い。したがつて、第１添加元素群の成分範囲は、
0.001重量％以上、0.1重量％未満、更には0.005重
量％以上0.05重量％以下が好ましく、第２添加元
素群の成分範囲は、0.001〜２重量％、更には
0.01〜１重量％が好ましい。 第１添加元素のうちでは、Ag、Cr及びZr、第
２添加元素のうちではMg、Ｙ、ランチノイド元
素及びHfが導電性をあまり低下させず、高いガ
ス発生防止効果を有する。 しかし、これらの添加量が多すぎると、導電性
を低下させ、一方、少すぎると効果が生じにく
い。したがつ、Ag、Cr及びZrから選択された１
種又は２種以上の元素の成分範囲は、0.005〜
0.08重量％、更には0.007〜0.05重量％が好まし
く、又、Mg、Ｙ、ランタノイド元素及びHfから
選択された１種又は２種以上の元素の成分範囲
は、0.01〜１重量％、更には0.05〜0.2重量％が好
ましい。なお、本発明のワイヤーは被覆して使用
してもよい。 以上述べたワイヤーの製造方法を次に述べる。
まず、成分元素を添加して溶解鋳造してインゴツ
トを得、次にこのインゴツトを700〜800℃で熱間
加工し、その後900〜960℃で熱処理し、急冷後、
60％以上の冷間加工を施し、400〜60℃で熱処理
を施す。それにより所望のワイヤーが得られる。 ［発明の実施例］ 本発明の実施例について説明する。 第１表に示す成分のリードワイヤーを製造し、
その特性として導電性、初期ボール硬度、ワイヤ
ーの伸び、ワイヤー強度、ボール接合強度及びボ
ール形成性を測定した。 初期ボール硬度は、ボール圧着時の硬度をい
い、硬度が低いほど圧着性は良好となる。又、ワ
イヤーの伸びは、ワイヤーが破断するまでの伸び
をいい、伸びが大きいほど断線率が低い。 又、ボール接合強度は、熱圧着されているリー
ドワイヤーの接合部につり針状のカギをかけ、真
横に引つぱつて、接合部をせん断破壊させるまで
の荷重（gf）を測定することによりえられる。 又、ボール形成性は、ワイヤーの先端がボール
状に溶融した際、酸化するかどうか、空洞ができ
るかどうか、ボールの径のバラツキが大きいか小
さいかという事を測定することにより判断され
る。 まず、導電性に関しては、実施例１〜５及び比
較例１がAu線より高い導電性を示し実用的であ
る。 又、初期ボール硬度に関して、実施例１〜５及
び比較例１、３、４はビツカース硬度140以下を
示し使用できる。 又、ワイヤーの伸びに関しては、実施例１〜５
及び比較例１、３がAu線より大きい伸びを示し
有用である。 又、ワイヤー強度に関しては、実施例１〜５及
び比較例１〜３がAu線より大きい強度を示し有
用である。 又、ボール接合強度に関して、実施例１〜５及
び比較例２〜４は接合強度が65（gf）以上あり有
用である。 又、ボール形成性はすべて良好である。 以上述べた如く、各特性を総合的に考慮する
と、本発明の実施例１〜５は比較例１〜４に比べ
て優れている。
る。 ［発明の技術的背景及びその問題点］ ICやLSI等の半導体素子の内部では、例えば、
図面に示すように、半導体チツプ１及びリードフ
インガー２が設けられており、これらを線径10〜
100μ程度のボンデイングワイヤー３で結ぶ構造
となつている。 このボンデイングワイヤー３の接合方法として
は、まず、ワイヤーの先端をボール状に加熱溶融
させ、次にこのボール状の先端を半導体チツプ１
に圧接し、更に弧を描くようにワイヤーを延ば
し、300〜350℃に加熱されたリードフインガー２
にワイヤーの一部を再度圧接し、切断することに
より、半導体チツプ１とリードフインガー２とを
結線するものである。 この種のボンデイングワイヤーとして導電性、
ワイヤー伸び、ワイヤー強度、半導体チツプとの
接合強度（以下ボール接合強度と称す。）及びボ
ール形成性が要求されており、従来から主に金線
が使用されている。 しかし、近年価格及び導電性の点からボンデイ
ングワイヤーとして、導線を用いる試みがなされ
ているが、銅線を用いて熱圧接を行なうと、ボン
デイング強度が十分出ない場合がしばしばあり、
一方、この点を改善しようとすると導電性が低下
し、双方の特性を満足する銅リードワイヤーが得
られなかつた。 ［発明の目的］ 本発明は、ボール接合強度が良好で、かつ導電
性が良好な銅リードワイヤーを提供することを目
的とする。 ［発明の概要］ 本発明者らは、ボンデイングワイヤーについて
鋭意研究した結果、ボンデイング強度の低下は主
に形成されあボール中のガスにより生じることを
見い出した。 即ち、半導体チツプ上にこのボールが圧接され
た際、ガスによる空洞が接合部に位置し、接合強
度を低下させること及びこの現象は特に銅線で発
生しやすいことを見い出した。 本発明は、これらの知見をもとに完成されたも
のである。 本発明は、Be、Sn、Zn、Zr、Ag、Cr及びFe
（第１添加元素群）から選択された１種又は２種
以上の元素を0.001重量％以上、0.1重量％未満含
有し、かつMg、Ca、希土類元素、Ti、Hf、Ｖ、
Nb、Ta、Ni、Pd、Pt、Au、Cd、Ｂ、In、Si、
Ge、In、Si、Ge、Pb、Ｐ、Sb、Bi、Se及びTe
（第２添加元素群）から選択された１種又は２種
以上の元素を0.001〜２重量％含有し、残部が実
質的に銅であるボンデイングワイヤーを提供す
る。 即ち、これら添加元素は、合金中のＨ、Ｏ、
Ｎ、Ｃを固定し、H2、O2、N2及びCOガスの発
生を抑制する。 しかし、これらの添加量が多すぎると、導電性
を低下させ、一方、少すぎると効果が生じにく
い。したがつて、第１添加元素群の成分範囲は、
0.001重量％以上、0.1重量％未満、更には0.005重
量％以上0.05重量％以下が好ましく、第２添加元
素群の成分範囲は、0.001〜２重量％、更には
0.01〜１重量％が好ましい。 第１添加元素のうちでは、Ag、Cr及びZr、第
２添加元素のうちではMg、Ｙ、ランチノイド元
素及びHfが導電性をあまり低下させず、高いガ
ス発生防止効果を有する。 しかし、これらの添加量が多すぎると、導電性
を低下させ、一方、少すぎると効果が生じにく
い。したがつ、Ag、Cr及びZrから選択された１
種又は２種以上の元素の成分範囲は、0.005〜
0.08重量％、更には0.007〜0.05重量％が好まし
く、又、Mg、Ｙ、ランタノイド元素及びHfから
選択された１種又は２種以上の元素の成分範囲
は、0.01〜１重量％、更には0.05〜0.2重量％が好
ましい。なお、本発明のワイヤーは被覆して使用
してもよい。 以上述べたワイヤーの製造方法を次に述べる。
まず、成分元素を添加して溶解鋳造してインゴツ
トを得、次にこのインゴツトを700〜800℃で熱間
加工し、その後900〜960℃で熱処理し、急冷後、
60％以上の冷間加工を施し、400〜60℃で熱処理
を施す。それにより所望のワイヤーが得られる。 ［発明の実施例］ 本発明の実施例について説明する。 第１表に示す成分のリードワイヤーを製造し、
その特性として導電性、初期ボール硬度、ワイヤ
ーの伸び、ワイヤー強度、ボール接合強度及びボ
ール形成性を測定した。 初期ボール硬度は、ボール圧着時の硬度をい
い、硬度が低いほど圧着性は良好となる。又、ワ
イヤーの伸びは、ワイヤーが破断するまでの伸び
をいい、伸びが大きいほど断線率が低い。 又、ボール接合強度は、熱圧着されているリー
ドワイヤーの接合部につり針状のカギをかけ、真
横に引つぱつて、接合部をせん断破壊させるまで
の荷重（gf）を測定することによりえられる。 又、ボール形成性は、ワイヤーの先端がボール
状に溶融した際、酸化するかどうか、空洞ができ
るかどうか、ボールの径のバラツキが大きいか小
さいかという事を測定することにより判断され
る。 まず、導電性に関しては、実施例１〜５及び比
較例１がAu線より高い導電性を示し実用的であ
る。 又、初期ボール硬度に関して、実施例１〜５及
び比較例１、３、４はビツカース硬度140以下を
示し使用できる。 又、ワイヤーの伸びに関しては、実施例１〜５
及び比較例１、３がAu線より大きい伸びを示し
有用である。 又、ワイヤー強度に関しては、実施例１〜５及
び比較例１〜３がAu線より大きい強度を示し有
用である。 又、ボール接合強度に関して、実施例１〜５及
び比較例２〜４は接合強度が65（gf）以上あり有
用である。 又、ボール形成性はすべて良好である。 以上述べた如く、各特性を総合的に考慮する
と、本発明の実施例１〜５は比較例１〜４に比べ
て優れている。
【表】
［発明の効果］
本発明は、Be、Sn、Zn、Zr、Ag、Cr及びFe
（第１添加元素群）から選択された１種又は２種
以上の元素を0.001重量％以上、0.1重量％未満含
有し、かつMg、Ca、希土類元素、Ti、Hf、Ｖ、
Nb、Ta、Ni、Pd、Pt、Au、Cd、Ｂ、In、Si、
Ge、In、Si、Ge、Pb、Ｐ、Sb、Bi、Se及びTe
（第２添加元素群）から選択された１種又は２種
以上の元素を0.001〜２重量％含有させることに
より、ボール接合強度が良好で、かつ導電性が良
好な銅系リードワイヤーを提供できる。
（第１添加元素群）から選択された１種又は２種
以上の元素を0.001重量％以上、0.1重量％未満含
有し、かつMg、Ca、希土類元素、Ti、Hf、Ｖ、
Nb、Ta、Ni、Pd、Pt、Au、Cd、Ｂ、In、Si、
Ge、In、Si、Ge、Pb、Ｐ、Sb、Bi、Se及びTe
（第２添加元素群）から選択された１種又は２種
以上の元素を0.001〜２重量％含有させることに
より、ボール接合強度が良好で、かつ導電性が良
好な銅系リードワイヤーを提供できる。
図面は、半導体素子の一部切り欠き斜視図であ
る。 １……半導体チツプ、２……リードフインガ
ー、３……ボンデイングワイヤー、４……樹脂モ
ールド。
る。 １……半導体チツプ、２……リードフインガ
ー、３……ボンデイングワイヤー、４……樹脂モ
ールド。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Be、Sn、Zn、Zr、Ag、Cr及びFe（第１添加
元素群）から選択された１種又は２種以上の元素
を0.001重量％以上、0.1重量％未満含有し、かつ
Mg、Ca、希土類元素、Ti、Hf、Ｖ、Nb、Ta、
Ni、Pd、Pt、Au、Cd、Ｂ、In、Si、Ge、In、
Si、Ge、Pb、Ｐ、Sb、Bi、Se及び（第２添加元
素群）から選択された１種又は２種以上の元素を
0.001〜２重量％含有し、残部が実質的に銅であ
るボンデイングワイヤー。 ２ Ag、Cr、及びZrから選択された１種又は２
種以上の元素を0.005〜0.08重量％含有し、かつ
Mg、Ｙ、ランタノイド元素、Hfから選択された
１種又は２種以上の元素を0.01〜１重量％含有
し、残部が実質的に銅である特許請求の範囲第１
項に記載のボンデングワイヤー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59172450A JPS6152333A (ja) | 1984-08-21 | 1984-08-21 | ボンデイングワイヤ− |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59172450A JPS6152333A (ja) | 1984-08-21 | 1984-08-21 | ボンデイングワイヤ− |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6145826A Division JP2501305B2 (ja) | 1994-06-06 | 1994-06-06 | 半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6152333A JPS6152333A (ja) | 1986-03-15 |
| JPH0547609B2 true JPH0547609B2 (ja) | 1993-07-19 |
Family
ID=15942209
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59172450A Granted JPS6152333A (ja) | 1984-08-21 | 1984-08-21 | ボンデイングワイヤ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6152333A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007077612A1 (ja) | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. | 多孔質バルブ金属薄膜、その製造方法および薄膜キャパシタ |
| CN104593618A (zh) * | 2015-01-06 | 2015-05-06 | 湖南金龙国际铜业有限公司 | 高导超微合金再生铜杆及其精炼方法 |
| CN110042273A (zh) * | 2019-05-29 | 2019-07-23 | 南京达迈科技实业有限公司 | 一种高强高导铜合金管及其制备方法 |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6199646A (ja) * | 1984-10-20 | 1986-05-17 | Tanaka Denshi Kogyo Kk | 半導体素子のボンデイング用銅線 |
| JPS6199645A (ja) * | 1984-10-20 | 1986-05-17 | Tanaka Denshi Kogyo Kk | 半導体素子のボンデイング用銅線 |
| JPS61113740A (ja) * | 1984-11-09 | 1986-05-31 | Tanaka Denshi Kogyo Kk | 半導体素子のボンデイング用銅線 |
| JPH0635633B2 (ja) * | 1986-10-29 | 1994-05-11 | 株式会社神戸製鋼所 | 電気および電子部品用銅合金及びその製造方法 |
| JP4941901B2 (ja) * | 2007-01-15 | 2012-05-30 | 新日鉄マテリアルズ株式会社 | ボンディングワイヤの接合構造 |
| TWI550639B (zh) * | 2015-05-26 | 2016-09-21 | 日鐵住金新材料股份有限公司 | Connecting wires for semiconductor devices |
| WO2016189752A1 (ja) * | 2015-05-26 | 2016-12-01 | 日鉄住金マイクロメタル株式会社 | 半導体装置用ボンディングワイヤ |
| JP5937770B1 (ja) * | 2015-05-26 | 2016-06-22 | 日鉄住金マイクロメタル株式会社 | 半導体装置用ボンディングワイヤ |
| CN105543540B (zh) * | 2015-12-26 | 2017-08-29 | 汕头华兴冶金设备股份有限公司 | 一种铜铬锆合金及其制备方法 |
| CN105908012A (zh) * | 2016-05-13 | 2016-08-31 | 四川鑫炬矿业资源开发股份有限公司 | 一种环保型无铅易切削抗热裂黄铜合金材料及其制备方法 |
| CN112281018A (zh) * | 2020-10-12 | 2021-01-29 | 中铁建电气化局集团康远新材料有限公司 | 一种高强度高导电铜锡合金接触线及其制备工艺 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59139662A (ja) * | 1983-01-31 | 1984-08-10 | Mitsubishi Metal Corp | 半導体装置のワイヤ・ボンデイング用Ｃｕ合金細線 |
| JPS60124960A (ja) * | 1983-12-09 | 1985-07-04 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体素子結線用線 |
| JPH0547608A (ja) * | 1991-08-12 | 1993-02-26 | Showa Denko Kk | 固体電解コンデンサの製造方法 |
-
1984
- 1984-08-21 JP JP59172450A patent/JPS6152333A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007077612A1 (ja) | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. | 多孔質バルブ金属薄膜、その製造方法および薄膜キャパシタ |
| CN104593618A (zh) * | 2015-01-06 | 2015-05-06 | 湖南金龙国际铜业有限公司 | 高导超微合金再生铜杆及其精炼方法 |
| CN110042273A (zh) * | 2019-05-29 | 2019-07-23 | 南京达迈科技实业有限公司 | 一种高强高导铜合金管及其制备方法 |
| WO2020237943A1 (zh) * | 2019-05-29 | 2020-12-03 | 南京达迈科技实业有限公司 | 一种高强高导铜合金管及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6152333A (ja) | 1986-03-15 |
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|---|---|---|---|
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