JPH0572750B2 - - Google Patents
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- JPH0572750B2 JPH0572750B2 JP59139110A JP13911084A JPH0572750B2 JP H0572750 B2 JPH0572750 B2 JP H0572750B2 JP 59139110 A JP59139110 A JP 59139110A JP 13911084 A JP13911084 A JP 13911084A JP H0572750 B2 JPH0572750 B2 JP H0572750B2
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- wire
- ball
- bonding
- conductivity
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- 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
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- H10W72/015—Manufacture or treatment of bond wires
- H10W72/01565—Thermally treating
-
- 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
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- H10W72/50—Bond wires
- 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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- 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
- H10W74/00—Encapsulations, e.g. protective coatings
-
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- 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
- H10W90/00—Package configurations
- H10W90/701—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts
- H10W90/751—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires
- H10W90/756—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires between a chip and a stacked lead frame, conducting package substrate or heat sink
Landscapes
- Wire Bonding (AREA)
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
ール形成性が必要とされており、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、銅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
ール接合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ボンデイングワイ
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
が良好な銅系ボンデイング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、ボール接合強度の低下は、主
に形成された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、ガスによる空洞が整合部に位置し、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、Be、Sn、Zn、Zr、Ag、Cr及びFe
から選択された２種以上の元素を0.1〜２重量％
含有し、残部が実質的に銅であるボデイングワイ
ヤーを提供する。即ち、これらの添加元素は、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、一方少なすぎると、効果が生じにく
い。したがつて、上記添加元素の成分範囲は0.1
〜２重量％、更には0.2〜1.8重量％が好ましい。 上記添加元素のうちでも、Ag、Zr及びCrは、
導電性をあまり低下させず、ガス発生防止効果が
高い。しかし、これらの添加量も多すぎると、導
電性を低下させ、一方少なすぎると、効果が生じ
にくい、したがつて、その成分範囲は、0.2〜1.8
重量％、更には0.3〜1.7重量％が好ましい。な
お、本発明のワイヤーは被覆されて使用されても
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、400〜600℃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
す成分のボンデイングワイヤーを製造し、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迄
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、熱圧着されているボン
デイング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、
得られる。 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
るがどうか、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１〜４とも導電性が30％以上であり使用でき
る。 又、初期ボール硬度に関しては、実施例(1)〜(5)
及び比較例(1)、(3)、(4)がビツカース硬度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、実用的である。 又、ボール形成性は、すべて良好である。 以上の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。
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
ール形成性が必要とされており、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、銅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
ール接合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ボンデイングワイ
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
が良好な銅系ボンデイング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、ボール接合強度の低下は、主
に形成された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、ガスによる空洞が整合部に位置し、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、Be、Sn、Zn、Zr、Ag、Cr及びFe
から選択された２種以上の元素を0.1〜２重量％
含有し、残部が実質的に銅であるボデイングワイ
ヤーを提供する。即ち、これらの添加元素は、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、一方少なすぎると、効果が生じにく
い。したがつて、上記添加元素の成分範囲は0.1
〜２重量％、更には0.2〜1.8重量％が好ましい。 上記添加元素のうちでも、Ag、Zr及びCrは、
導電性をあまり低下させず、ガス発生防止効果が
高い。しかし、これらの添加量も多すぎると、導
電性を低下させ、一方少なすぎると、効果が生じ
にくい、したがつて、その成分範囲は、0.2〜1.8
重量％、更には0.3〜1.7重量％が好ましい。な
お、本発明のワイヤーは被覆されて使用されても
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、400〜600℃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
す成分のボンデイングワイヤーを製造し、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迄
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、熱圧着されているボン
デイング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、
得られる。 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
るがどうか、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１〜４とも導電性が30％以上であり使用でき
る。 又、初期ボール硬度に関しては、実施例(1)〜(5)
及び比較例(1)、(3)、(4)がビツカース硬度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、実用的である。 又、ボール形成性は、すべて良好である。 以上の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。
本発明は、Be、Sn、Zn、Zr、Ag、Cr及びFe
から選択された２種以上の元素を0.1〜２重量％
含有させることにより、ボール整合強度が良好で
かつ導電性が良好な銅系ボンデイングワイヤーを
提供できる。
から選択された２種以上の元素を0.1〜２重量％
含有させることにより、ボール整合強度が良好で
かつ導電性が良好な銅系ボンデイングワイヤーを
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から選択
された２種以上の元素を0.1〜２重量％含有し、
残部が実質的に銅であるボデイングワイヤー。 ２ Ag、Cr及びZrから選択された２種以上の元
素を0.2〜1.8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項に記載のボンデイング
ワイヤー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59139110A JPS6119158A (ja) | 1984-07-06 | 1984-07-06 | ボンデイングワイヤ− |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59139110A JPS6119158A (ja) | 1984-07-06 | 1984-07-06 | ボンデイングワイヤ− |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5054660A Division JPH0727922B2 (ja) | 1993-02-22 | 1993-02-22 | 半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6119158A JPS6119158A (ja) | 1986-01-28 |
| JPH0572750B2 true JPH0572750B2 (ja) | 1993-10-12 |
Family
ID=15237714
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59139110A Granted JPS6119158A (ja) | 1984-07-06 | 1984-07-06 | ボンデイングワイヤ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6119158A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS633424A (ja) * | 1986-06-24 | 1988-01-08 | Tatsuta Electric Wire & Cable Co Ltd | 配線性に優れた半導体素子用銅ボンディング線の製造方法 |
| US4974472A (en) * | 1987-02-13 | 1990-12-04 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Hydraulic power transmission apparatus |
| US5230519A (en) * | 1988-02-16 | 1993-07-27 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Hydraulically operated power transmission apparatus |
| JPH02211788A (ja) * | 1989-02-13 | 1990-08-23 | Hitachi Ltd | 逆磁場発生装置 |
| SG190479A1 (en) * | 2011-12-01 | 2013-06-28 | Heraeus Materials Tech Gmbh | Secondary alloyed 1n copper wire for bonding in microelectronics device |
| CN108962860B (zh) * | 2018-08-15 | 2020-10-16 | 芜湖长润特种铜线有限公司 | 一种耐氧化键合铜丝材料的制备方法 |
-
1984
- 1984-07-06 JP JP59139110A patent/JPS6119158A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6119158A (ja) | 1986-01-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |