JPH0654787B2 - ボンデイングワイヤ - Google Patents
ボンデイングワイヤInfo
- Publication number
- JPH0654787B2 JPH0654787B2 JP60138698A JP13869885A JPH0654787B2 JP H0654787 B2 JPH0654787 B2 JP H0654787B2 JP 60138698 A JP60138698 A JP 60138698A JP 13869885 A JP13869885 A JP 13869885A JP H0654787 B2 JPH0654787 B2 JP H0654787B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ball
- bonding
- wire
- bonding wire
- arc discharge
- 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 - Lifetime
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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
- H10W72/50—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
- H10W72/5524—Materials of bond wires comprising metals or metalloids, e.g. silver comprising aluminium [Al]
Landscapes
- Wire Bonding (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、半導体装置の電気的接続に用いられるボン
ディングワイヤに関するものであり、特に、ボールボン
ディングに用いられるボンディングワイヤに関するもの
である。
ディングワイヤに関するものであり、特に、ボールボン
ディングに用いられるボンディングワイヤに関するもの
である。
［従来の技術］ 従来、半導体装置の電気的接続に用いられるボンディン
グワイヤとしては、アルミニウム系または金系の合金が
使用されており、またボンディングの方法としては、ウ
ェッジボンディングまたはボールボンディングが用いら
れている。
グワイヤとしては、アルミニウム系または金系の合金が
使用されており、またボンディングの方法としては、ウ
ェッジボンディングまたはボールボンディングが用いら
れている。
ウェッジボンディングは、接続部上にボンディングワイ
ヤを置き、その上から楔で押し付け、加熱あるいは超音
波振動で圧着する方法であり、ボールボンディングは、
水素炎やアーク放電などの手段でボンディングワイヤの
先端を加熱してボールを形成させ、そのボールを接続部
に厚着する方法である。工業的には、作業能率の高いボ
ールボンディングが好んで用いられている。このボール
ボンディングに用いられるボンディングワイヤとして
は、水素炎やアーク放電により、ワイヤの先端が容易に
球状となる金系の合金によるものが一般に用いられてい
る。
ヤを置き、その上から楔で押し付け、加熱あるいは超音
波振動で圧着する方法であり、ボールボンディングは、
水素炎やアーク放電などの手段でボンディングワイヤの
先端を加熱してボールを形成させ、そのボールを接続部
に厚着する方法である。工業的には、作業能率の高いボ
ールボンディングが好んで用いられている。このボール
ボンディングに用いられるボンディングワイヤとして
は、水素炎やアーク放電により、ワイヤの先端が容易に
球状となる金系の合金によるものが一般に用いられてい
る。
しかしながら、このような接続は、接続部となる半導体
素子の電極が、多くの場合アルミニウム系であるため、
金とアルミニウムという異種金属間の接続となり、後工
程の加熱時などにおいて金属間化合物が生成し、劣化し
やすいという欠点があった。さらに、金系合金によるボ
ンディングワイヤは、コストが高くなるという欠点もあ
った。したがって、アルミニウム系の合金のボンディン
グワイヤによるボールボンディングが従来から望まれて
いた。
素子の電極が、多くの場合アルミニウム系であるため、
金とアルミニウムという異種金属間の接続となり、後工
程の加熱時などにおいて金属間化合物が生成し、劣化し
やすいという欠点があった。さらに、金系合金によるボ
ンディングワイヤは、コストが高くなるという欠点もあ
った。したがって、アルミニウム系の合金のボンディン
グワイヤによるボールボンディングが従来から望まれて
いた。
［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、従来のアルミニウム系合金は、金よりも
表面が酸化しやすく、また低融点であるため、ボール形
成能が悪く、ボールボンディングに適したものでなかっ
た。特に、水素炎によるボールボンディングは、全く行
なうことができなかった。
表面が酸化しやすく、また低融点であるため、ボール形
成能が悪く、ボールボンディングに適したものでなかっ
た。特に、水素炎によるボールボンディングは、全く行
なうことができなかった。
もう一方のアーク放電によるボールボンディングは、ワ
イヤ先端近くに設けた電極とワイヤとの間のアーク放電
により、ワイヤの先端にボールを形成させる方法である
が、放電のエネルギが大きすぎると、形成されたボール
の根元部分が過度の熱により劣化し、強度が著しく低下
したり、くびれたりするという問題が生じた。さらに、
ボールボンディングに一般に用いられるワイヤの線径２
０〜５０μｍφに比して、大きなボールが形成されてし
まうという問題もあった。
イヤ先端近くに設けた電極とワイヤとの間のアーク放電
により、ワイヤの先端にボールを形成させる方法である
が、放電のエネルギが大きすぎると、形成されたボール
の根元部分が過度の熱により劣化し、強度が著しく低下
したり、くびれたりするという問題が生じた。さらに、
ボールボンディングに一般に用いられるワイヤの線径２
０〜５０μｍφに比して、大きなボールが形成されてし
まうという問題もあった。
そこで、このような問題の解決方法として、アーク放電
のエネルギを小さくすることが考えられるが、エネルギ
を小さくすると、アークが飛ばずアーク放電しないとい
うのが実状であった。また、アーク放電しやすくするた
め、アルゴンガス雰囲気にすることが試みられている
が、未だ十分ではない。
のエネルギを小さくすることが考えられるが、エネルギ
を小さくすると、アークが飛ばずアーク放電しないとい
うのが実状であった。また、アーク放電しやすくするた
め、アルゴンガス雰囲気にすることが試みられている
が、未だ十分ではない。
この発明の目的は、上述の問題点を解消し、小さなエネ
ルギによるアーク放電を可能にし、ひいてはアーク放電
によるボールボンディングを可能にするボンディングワ
イヤを提供することにある。
ルギによるアーク放電を可能にし、ひいてはアーク放電
によるボールボンディングを可能にするボンディングワ
イヤを提供することにある。
［問題点を解決するための手段］ この発明のボンディングワイヤは、Ｋ、Ｃｓ、Ｓｒ、Ｂ
ａからなる群より選ばれた１種または２種以上の元素を
０．０１〜１重量％含有し、残部はアルミニウムからな
る。さらに、好ましくは、珪素、マグネシウム、マンガ
ンおよび銅からなる群より選ばれた１種または２種以上
の元素が０．５〜２重量％含有され、強度および加工性
の改善が図られる。
ａからなる群より選ばれた１種または２種以上の元素を
０．０１〜１重量％含有し、残部はアルミニウムからな
る。さらに、好ましくは、珪素、マグネシウム、マンガ
ンおよび銅からなる群より選ばれた１種または２種以上
の元素が０．５〜２重量％含有され、強度および加工性
の改善が図られる。
［作用および効果］ この発明によるボンディングワイヤは、Ｋ、Ｃｓ、Ｓ
ｒ、Ｂａからなる群より選ばれた仕事関数が３ｅＶ以下
である元素、すなわち電子を放出しやすい元素を０．０
１〜１重量％含有しており、従来のアルミニウム系合金
によるボンディングワイヤに比べ、より小さなエネルギ
でアーク放電させることができる。
ｒ、Ｂａからなる群より選ばれた仕事関数が３ｅＶ以下
である元素、すなわち電子を放出しやすい元素を０．０
１〜１重量％含有しており、従来のアルミニウム系合金
によるボンディングワイヤに比べ、より小さなエネルギ
でアーク放電させることができる。
したがって、過度のエネルギを、ワイヤ先端部に形成さ
れたボールに与えることなくアーク放電することができ
るので、ボールの根元部分における強度の低下やくびれ
を生じることなく、ボールボンディングすることができ
る。
れたボールに与えることなくアーク放電することができ
るので、ボールの根元部分における強度の低下やくびれ
を生じることなく、ボールボンディングすることができ
る。
さらに、この発明により、アルミニウム系合金によるボ
ールボンディングが可能となるため、金系合金を用いた
場合に生ずる金属間化合物生成による劣化や高コストの
問題点も解消され、ボールボンディングの信頼性を一層
高めることができる。
ールボンディングが可能となるため、金系合金を用いた
場合に生ずる金属間化合物生成による劣化や高コストの
問題点も解消され、ボールボンディングの信頼性を一層
高めることができる。
なお、この発明において、Ｋ、Ｃｓ、Ｓｒ、Ｂａからな
る群より選ばれた１種または２種以上の元素の含有率を
０．０１〜１重量％に限定するのは、０．０１重量％未
満であると、小さなエネルギで小さい均一なボールを形
成する特性が発揮されないため、結果としてのボール形
成能の改善が認められず、他方、１重量％を越えると、
加工性や耐食性を損なうおそれが生じてくるためであ
る。
る群より選ばれた１種または２種以上の元素の含有率を
０．０１〜１重量％に限定するのは、０．０１重量％未
満であると、小さなエネルギで小さい均一なボールを形
成する特性が発揮されないため、結果としてのボール形
成能の改善が認められず、他方、１重量％を越えると、
加工性や耐食性を損なうおそれが生じてくるためであ
る。
さらに、好ましくは、珪素、マグネシウム、マンガンお
よび銅からなる群より選ばれた１種または２種以上の元
素を０．５〜２重量％含有させ、強度および加工性の改
善を図ることができる。
よび銅からなる群より選ばれた１種または２種以上の元
素を０．５〜２重量％含有させ、強度および加工性の改
善を図ることができる。
［実施例］ 純度９９．９９％のアルミニウム地金をベースとして用
い、第１表に示す組成（％は重量％を示す）の合金を溶
製した。溶製後、溶湯からセラミックスフィルタで１０
μｍ以上の介在物を除去しながら、ビレットに連続鋳造
した。
い、第１表に示す組成（％は重量％を示す）の合金を溶
製した。溶製後、溶湯からセラミックスフィルタで１０
μｍ以上の介在物を除去しながら、ビレットに連続鋳造
した。
このビレットを表面切削した後、熱間押出しにより１０
mmφのワイヤとした後、皮剥ぎ、伸線、熱処理を組合わ
せて４０μｍφのボンディングワイヤを作製した。
mmφのワイヤとした後、皮剥ぎ、伸線、熱処理を組合わ
せて４０μｍφのボンディングワイヤを作製した。
得られた４０μｍφのボンディングワイヤについて、ボ
ール形成能および加工性を以下のようにして評価し、第
１表に示した。
ール形成能および加工性を以下のようにして評価し、第
１表に示した。
（ｉ）ボール形成能 ４０μｍφのボンディングワイヤをサファイヤ製のキャ
ピラリに通し、アルゴンガス噴出下、ワイヤの先端近く
に設けた電極と、ワイヤとの間のアーク放電により、種
々の電気的条件にてボールを形成させ、そのボール形成
状況を次の２段階（○と×）で評価し、ボール形成能と
した。
ピラリに通し、アルゴンガス噴出下、ワイヤの先端近く
に設けた電極と、ワイヤとの間のアーク放電により、種
々の電気的条件にてボールを形成させ、そのボール形成
状況を次の２段階（○と×）で評価し、ボール形成能と
した。
○： 真球に近い表面形状の滑らかなボールが形成されるとと
もに、ボールの根元部のワイヤが細くなったりしない。
もに、ボールの根元部のワイヤが細くなったりしない。
×： ボール形成条件が狭く、ばらつきが大きい。また表面形
状が優れない。ボールの根元部がくびれたりする。
状が優れない。ボールの根元部がくびれたりする。
（ii）加工性 ４０μｍφまでの伸線加工に至るまでの加工性を、次の
２段階（○と×）で評価した。
２段階（○と×）で評価した。
○：従来のものと変わらない。
×：従来のものと比べ、加工性に難点がある。
第１表から明らかなように、この発明のボンディングワ
イヤは、従来のものに比べ、ボール形成能が著しく改善
されている。
イヤは、従来のものに比べ、ボール形成能が著しく改善
されている。
Claims (2)
- 【請求項１】Ｋ、Ｃｓ、Ｓｒ、Ｂａからなる群より選ば
れた１種または２種以上の元素を０．０１〜１重量％含
有し、残部はアルミニウムからなる、ボンディングワイ
ヤ。 - 【請求項２】さらに、珪素、マグネシウム、マンガンお
よび銅からなる群より選ばれた１種または２種以上の元
素を０．５〜２重量％含有する、特許請求の範囲第１項
記載のボンディングワイヤ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60138698A JPH0654787B2 (ja) | 1985-06-24 | 1985-06-24 | ボンデイングワイヤ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60138698A JPH0654787B2 (ja) | 1985-06-24 | 1985-06-24 | ボンデイングワイヤ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61295649A JPS61295649A (ja) | 1986-12-26 |
| JPH0654787B2 true JPH0654787B2 (ja) | 1994-07-20 |
Family
ID=15228032
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60138698A Expired - Lifetime JPH0654787B2 (ja) | 1985-06-24 | 1985-06-24 | ボンデイングワイヤ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0654787B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4851233B2 (ja) * | 2006-05-15 | 2012-01-11 | 住友電気工業株式会社 | 高純度アルミニウム線及びその製造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60181251A (ja) * | 1984-02-27 | 1985-09-14 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ボンデイングワイヤ用アルミニウム合金 |
| JPS619536A (ja) * | 1984-06-21 | 1986-01-17 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ボンディングワイヤ用アルミ合金細線の製造方法 |
-
1985
- 1985-06-24 JP JP60138698A patent/JPH0654787B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61295649A (ja) | 1986-12-26 |
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