JPH0819498B2 - 半導体素子のボンデイング用金線 - Google Patents

半導体素子のボンデイング用金線

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JPH0819498B2
JPH0819498B2 JP61133292A JP13329286A JPH0819498B2 JP H0819498 B2 JPH0819498 B2 JP H0819498B2 JP 61133292 A JP61133292 A JP 61133292A JP 13329286 A JP13329286 A JP 13329286A JP H0819498 B2 JPH0819498 B2 JP H0819498B2
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毅 鯨岡
照夫 菊地
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Tanaka Denshi Kogyo KK
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    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C5/00—Alloys based on noble metals
    • C22C5/02—Alloys based on gold
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    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は半導体素子のチップ電極と外部リードとを接
続するために使用するボンディング用金線に関するもの
である。
（従来の技術とその問題点） 一般に、99.99wt％以上の高純度金にゲルマニウムを
含有せしめることが、ボンディング用金線にとって有効
であるとされている。
これは、ボンディング用金線に必要とされる金ボール
形状が、真球に近く且つ一定していること、該金線をIC
チップに接着した場合の引張強度及び高温強度が大きい
こと等の要素を充分に満たすものであることによる。
しかしながら従来は、ゲルマニウムの含有量が0.008w
t％を越えると、全体が硬くなりすぎると共に粒界破断
を起し、金ボール形状がいびつで且つ酸化被膜が形成さ
れるという現象がみられ、もっぱらGeの含有量は0.008w
t％未満にとどめていた。
ところが、上記ボンディング用金線を接着し、且つ樹
脂モールドされた半導体素子を熱サイクル試験（−65℃
〜150℃で2000回）をした場合、該金線では金ボール直
上のネック部が破壊するという現象がみられ、強度不足
によって信頼性を損うことを発見した。
これは、樹脂と金線という熱膨張率の異なる材料が一
体となっているため、金ボール直上のネック部に応力が
集中して金線の結晶粒界や辷り面に沿って破壊に至るも
のであると考えられる。
又、従来の金線では金ボールを形成する時の熱により
金ボールの直上まで加熱されるため、その部分の結晶粒
の粗大化は避けられず、金線に第2,第３の元素を微量添
加せしめて結晶粒の粗大化を防止することも試みられて
いるが、いまだ解決に至っていないのが現状である。
（発明が解決しようとする技術的課題） 以上の問題を解決しようとする本発明の技術的課題
は、従来不適とされていたGe含有量を、さらに大幅に上
まわるGeを含有させることによって、従来の不具合を解
決できることを発見したものであり、金ボールを形成せ
しめる際の熱により金ボール直上のネック部の結晶粒の
粗大化を抑制して、樹脂モールドされた半導体素子にお
けるボンディング用金線の金ボール直上のネック部の破
壊を防止しようとするものである。
（技術的課題を達成するための技術的手段） 以上の技術的課題を達成するための本発明の技術的手
段は、99.99wt％以上の高純度金（Au）に0.02〜0.65wt
％のゲルマニウム（Ge）を含有せしめることである。
ゲルマニウムは、その含有量が0.02wt％未満ではその
効果が表われず、0.65wt％を越えると硬すぎてボンディ
ング不能となる。
（発明の効果） 本発明は以上の様な構成にしたことにより下記の効果
を有する。
ボンディング金線のボンディング後の強度、即ち破
断荷重，伸び率が大きくなった。
金ボールを形成せしめる際の熱によるネック直上の
結晶粒の粗大化を抑制することができ、これにより、ボ
ンディング用金線のボンディング後の強度が大きくなっ
た。よって、樹脂モールドされた半導体素子におけるボ
ンディング用金線の金ボール直上のネック切れを防止す
ることができる。
（実施例） 以下に実施例を示す。
表（１）の本発明の実施品１〜15及び比較品１〜４の
試料は99.99wt％の高純度金にゲルマニウムを表中記載
量添加して溶解鋳造し、線引加工と中間熱処理とをくり
返して直径25μｍのAu線に仕上げたものである。また比
較品５は、99.99wt％のAuに0.0080wt％未満のゲルマニ
ウムを含有した従来品の一例として、ゲルマニウムを0.
0040wt％含有したものである。
さらに、表（１）中のAg,Fe,Mg,Cu,Caは、99.99wt％
の高純度金に不可避的に混入する不純物の一部を例示し
たものである。
これら各試料の機械的性質を測定した結果を表（２）
に示す。
尚、表（２）中の破断モードの項のＢはボンディング
用線のボール部直上、Ｃはループの中央部を示すもので
ある。
この結果、99.99wt％の高純度金に0.02〜0.65wt％の
ゲルマニウムを含有せしめることにより前記効果を確認
することができた。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】99.99wt％以上の高純度金（Au）に0.02〜
    0.65wt％のゲルマニウム（Ge）を含有してなることを特
    徴とする半導体素子のボンディング用金線。
JP61133292A 1986-06-07 1986-06-07 半導体素子のボンデイング用金線 Expired - Lifetime JPH0819498B2 (ja)

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JPH02263447A (ja) * 1989-04-04 1990-10-26 Hitachi Ltd 半導体素子用ボンディングワイヤ
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JP2793550B2 (ja) * 1996-04-04 1998-09-03 株式会社日立製作所 半導体装置の製造方法

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