JPH0823050B2 - ボンディングワイヤ用銅素材の製造方法 - Google Patents
ボンディングワイヤ用銅素材の製造方法Info
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- JPH0823050B2 JPH0823050B2 JP59098753A JP9875384A JPH0823050B2 JP H0823050 B2 JPH0823050 B2 JP H0823050B2 JP 59098753 A JP59098753 A JP 59098753A JP 9875384 A JP9875384 A JP 9875384A JP H0823050 B2 JPH0823050 B2 JP H0823050B2
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- Japan
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- copper
- purity
- electrolytic
- wire
- bonding wire
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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
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- H—ELECTRICITY
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- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
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- H10W72/015—Manufacture or treatment of bond wires
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- H—ELECTRICITY
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- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
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- 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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- 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]
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Wire Bonding (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はIC、トランジスタ等半導体装置のパッケージ
内の結線に使用されるボンディングワイヤ用銅素材の製
造方法に関する。
内の結線に使用されるボンディングワイヤ用銅素材の製
造方法に関する。
［従来の技術］ 一般に半導体装置のパッケージ内の結線に使用される
ボンディングワイヤとしては金線やアルミニウム線が使
用されているが、最近はこの金線やアルミニウム線に替
わる安価なボンディングワイヤとして銅線の適用が検討
されている。この銅線はワイヤボンディングを行う上で
十分軟質である必要があることから、これまでは従来高
純度銅として存在する99.99〜99.999％程度の高純度の
銅素材から製造した銅線を使用してボンディングワイヤ
としての使用の検討を行なってきた。しかしながらこの
ようにして製造された銅線でも、金線やアルミニウム線
と比較すると硬いために、熱圧着等による結線の際に半
導体素子に割れなどのボンディングダメージを生じさせ
ることがある。
ボンディングワイヤとしては金線やアルミニウム線が使
用されているが、最近はこの金線やアルミニウム線に替
わる安価なボンディングワイヤとして銅線の適用が検討
されている。この銅線はワイヤボンディングを行う上で
十分軟質である必要があることから、これまでは従来高
純度銅として存在する99.99〜99.999％程度の高純度の
銅素材から製造した銅線を使用してボンディングワイヤ
としての使用の検討を行なってきた。しかしながらこの
ようにして製造された銅線でも、金線やアルミニウム線
と比較すると硬いために、熱圧着等による結線の際に半
導体素子に割れなどのボンディングダメージを生じさせ
ることがある。
一方、従来、かかる高純度の銅素材の製造方法として
は、電解精練により得られた高純度の電気銅を帯域融解
法（ゾーンメルト法）により精製する方法が一般にとら
れている。
は、電解精練により得られた高純度の電気銅を帯域融解
法（ゾーンメルト法）により精製する方法が一般にとら
れている。
帯域融解法は金属の純化法として知られている方法で
あり、この方法によれば電気銅中に微量残存するAg、F
e、Ni、Pb、Si、Sn、Bi、Sb、As、Ｏ、Ｓ、Ｐ等の不純
物を除去し、より高純度の銅素材を得ることができる。
あり、この方法によれば電気銅中に微量残存するAg、F
e、Ni、Pb、Si、Sn、Bi、Sb、As、Ｏ、Ｓ、Ｐ等の不純
物を除去し、より高純度の銅素材を得ることができる。
しかしながら、溶湯の凝固過程で形成される固体層の
溶質濃度CSと、残液の平均濃度CLの比によって表わされ
る分配係数Ｋ（＝CS/CL）によると、下表の通りFe、Ni
等の銅中の不純物は帯域融解法を数回繰返すことによっ
ても除去することができず、このため上記した従来の高
純度銅素材の製造方法によれば、Fe、Ni等の不純物の存
在によりボンディングワイヤとして望まれるビッカース
硬さ60以下の軟質の銅素材を得ることは著しく困難なこ
とであった。
溶質濃度CSと、残液の平均濃度CLの比によって表わされ
る分配係数Ｋ（＝CS/CL）によると、下表の通りFe、Ni
等の銅中の不純物は帯域融解法を数回繰返すことによっ
ても除去することができず、このため上記した従来の高
純度銅素材の製造方法によれば、Fe、Ni等の不純物の存
在によりボンディングワイヤとして望まれるビッカース
硬さ60以下の軟質の銅素材を得ることは著しく困難なこ
とであった。
［発明が解決しようとする問題点］ 本発明の目的は、上記に鑑み、Fe、Ni等の不純物を容
易に除去し、高純度で軟質の銅素材を確実に得ることが
できるボンディングワイヤ用銅素材の製造方法を提供す
ることにある。
易に除去し、高純度で軟質の銅素材を確実に得ることが
できるボンディングワイヤ用銅素材の製造方法を提供す
ることにある。
［問題点を解決するための手段］ 本発明の要点は、上記問題を解決するために、電解精
練により得られた電気銅を陽極とする電解精練を数回以
上繰返すことによってより高純度の電気銅を得た後、該
高純度の電気銅を真空溶解によりインゴットにし、該イ
ンゴットを帯域融解法により精製することにある。
練により得られた電気銅を陽極とする電解精練を数回以
上繰返すことによってより高純度の電気銅を得た後、該
高純度の電気銅を真空溶解によりインゴットにし、該イ
ンゴットを帯域融解法により精製することにある。
［作用］ 本発明によれば、帯域融解法では容易に除去できない
Fe、Ni等の銅中の不純物元素を、電解精練により得られ
た電気銅を陽極とする電解精練を数回以上繰返すことに
よって除去し、その後帯域融解法による精製を行うこと
により、純度99.99％以上の高純度の銅素材を容易に得
ることができる。
Fe、Ni等の銅中の不純物元素を、電解精練により得られ
た電気銅を陽極とする電解精練を数回以上繰返すことに
よって除去し、その後帯域融解法による精製を行うこと
により、純度99.99％以上の高純度の銅素材を容易に得
ることができる。
なお、帯域融解法によらず、電解精練だけでは、これ
を何回繰返しても純度99.999％以上の高純度銅を得るの
が工業的限界であり、電解精練によれば、通常電解液と
して使用される硫酸中に含まれるＳ（イオウ）、Pb
（鉛）とともにO2（酸素）などのガス成分がどうしても
残留してしまうために、前記純度を越える例えば純度9
9.9999％以上の高純度銅を得ることは到底できない。
を何回繰返しても純度99.999％以上の高純度銅を得るの
が工業的限界であり、電解精練によれば、通常電解液と
して使用される硫酸中に含まれるＳ（イオウ）、Pb
（鉛）とともにO2（酸素）などのガス成分がどうしても
残留してしまうために、前記純度を越える例えば純度9
9.9999％以上の高純度銅を得ることは到底できない。
帯域融解法により精製を行なう場合、素材としてはイ
ンゴットを用いるのが好適である。このようなインゴッ
トは電解精練を数回以上繰返すことによって得た高純度
の電気銅を、その純度を維持するために、通常10-5以上
の真空度をもつ真空溶解により製造することができる。
ンゴットを用いるのが好適である。このようなインゴッ
トは電解精練を数回以上繰返すことによって得た高純度
の電気銅を、その純度を維持するために、通常10-5以上
の真空度をもつ真空溶解により製造することができる。
［実施例］ 次に添付図面により本発明ボンディングワイヤ用銅素
材の製造方法の一実施例を説明する。
材の製造方法の一実施例を説明する。
第１図はボンディングワイヤ用銅線の製造工程を示
し、素材としては電気銅粗銅板と第１種OFC銅箔板が用
いられる。電気銅粗銅板を陽極とし、第１種OFC銅箔板
を種板として再電解精練（一次精製）を行ない、再電解
銅つまり高純度電気銅を得る。このような再電解精練は
１回だけでなく、必要に応じて数回行なうことができ、
これにより特にFe、Ni等の不純物を除去する。
し、素材としては電気銅粗銅板と第１種OFC銅箔板が用
いられる。電気銅粗銅板を陽極とし、第１種OFC銅箔板
を種板として再電解精練（一次精製）を行ない、再電解
銅つまり高純度電気銅を得る。このような再電解精練は
１回だけでなく、必要に応じて数回行なうことができ、
これにより特にFe、Ni等の不純物を除去する。
つぎに再電解精練された高純度電気銅を10-6〜10-7の
高真空中で真空溶解し、その高純度を保持したままイン
ゴットを製造する。このインゴットを施削加工してルツ
ボによる影響を除去したのち、このインゴットを用いて
帯域融解法による精製（二次精製）を３回繰返し行い、
高純度のゾーンメルト銅を得る。
高真空中で真空溶解し、その高純度を保持したままイン
ゴットを製造する。このインゴットを施削加工してルツ
ボによる影響を除去したのち、このインゴットを用いて
帯域融解法による精製（二次精製）を３回繰返し行い、
高純度のゾーンメルト銅を得る。
このゾーンメルト銅を施削加工して線引用銅棒とな
し、洗浄等の処理後線引加工を行ない、所定の線径（18
〜50μ）のボンディングワイヤ用銅線を得る。
し、洗浄等の処理後線引加工を行ない、所定の線径（18
〜50μ）のボンディングワイヤ用銅線を得る。
第２図は再電解精練装置の概要を示し、１は電解槽、
２は電解液、３は陰極に取付けられた第１種OFC銅箔板
からなる種板、４は陽極に取付けられた電気銅粗銅板、
５は電解液２の撹拌装置である。Ａは精密定電位制御装
置、Ｂは電解液精製装置、Ｃは液温制御装置である。
２は電解液、３は陰極に取付けられた第１種OFC銅箔板
からなる種板、４は陽極に取付けられた電気銅粗銅板、
５は電解液２の撹拌装置である。Ａは精密定電位制御装
置、Ｂは電解液精製装置、Ｃは液温制御装置である。
この再電解精練装置においては、再電解精練を行なう
ためには、精密定電位制御装置Ａにより銅の折出電位を
精密にコントロールすること、及び電解液を常に洗浄に
保つために常時循環すると共に電解液精製装置Ｂにより
濾過すること、さらに液温を±１℃以内にコントロール
することが非常に重要である。
ためには、精密定電位制御装置Ａにより銅の折出電位を
精密にコントロールすること、及び電解液を常に洗浄に
保つために常時循環すると共に電解液精製装置Ｂにより
濾過すること、さらに液温を±１℃以内にコントロール
することが非常に重要である。
本実施例により得られた銅線は、純度99.999％以上で
あり、銅中にFe、Ni等の不純物元素が少なく、非常に軟
質である。この銅線を用いて半導体装置のパッケージ内
の結線を行なったところ、銅線が非常に軟かいために結
線時に半導体素子が損傷されず、ボンディング作業性も
極めて良好であった。
あり、銅中にFe、Ni等の不純物元素が少なく、非常に軟
質である。この銅線を用いて半導体装置のパッケージ内
の結線を行なったところ、銅線が非常に軟かいために結
線時に半導体素子が損傷されず、ボンディング作業性も
極めて良好であった。
［発明の効果］ 本発明ボンディングワイヤ用銅素材の製造方法によれ
ば、電解精練により得られた電気銅を陽極とする電解精
練を数回以上繰返すことによってより高純度の銅を得た
後、該高純度の電気銅を帯域融解法により精製すること
から、帯域融解法では容易に除去できない銅中のFe、Ni
等の不純物元素を上記電解精練によって確実に除去し、
その後帯域融解法により精製することにより、純度99.9
99％以上の軟質の高純度銅を確実かつ容易に得ることが
できる。このとき、精練後の高純度銅に対し、真空溶解
法によるインゴットを用いた帯域融解法を適用すること
により、精練後の高純度銅の純度を維持しながら帯域融
解法による精製を容易に行うことができる。そして、こ
のようにして得られた高純度度素材を用いたボンディン
グワイヤによれば、結線時に半導体素子にダメージを与
えることがなく、ボンディング作業も良効に行うことが
できる。また、本発明は従来の金線やアルミニウム線に
替る安価なボンディングワイヤとしての銅線を提供可能
とするものであり、半導体装置のコスト低減に貢献する
などその工業的価値は極めて大きいものがある。
ば、電解精練により得られた電気銅を陽極とする電解精
練を数回以上繰返すことによってより高純度の銅を得た
後、該高純度の電気銅を帯域融解法により精製すること
から、帯域融解法では容易に除去できない銅中のFe、Ni
等の不純物元素を上記電解精練によって確実に除去し、
その後帯域融解法により精製することにより、純度99.9
99％以上の軟質の高純度銅を確実かつ容易に得ることが
できる。このとき、精練後の高純度銅に対し、真空溶解
法によるインゴットを用いた帯域融解法を適用すること
により、精練後の高純度銅の純度を維持しながら帯域融
解法による精製を容易に行うことができる。そして、こ
のようにして得られた高純度度素材を用いたボンディン
グワイヤによれば、結線時に半導体素子にダメージを与
えることがなく、ボンディング作業も良効に行うことが
できる。また、本発明は従来の金線やアルミニウム線に
替る安価なボンディングワイヤとしての銅線を提供可能
とするものであり、半導体装置のコスト低減に貢献する
などその工業的価値は極めて大きいものがある。
第１図は本発明ボンディングワイヤ用銅素材の製造方法
の一実施例説明図、第２図は再電解精練装置の概要説明
図である。 1:電解槽、2:電解液、3:種板、4:電気銅粗銅板、5:撹拌
装置。
の一実施例説明図、第２図は再電解精練装置の概要説明
図である。 1:電解槽、2:電解液、3:種板、4:電気銅粗銅板、5:撹拌
装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 瀬谷 武司 茨城県日立市川尻町1500番地 日立電線株 式会社豊浦工場内 (72)発明者 参木 貞彦 茨城県土浦市木田余町3550番地 日立電線 株式会社金属研究所内 (72)発明者 沖川 進 東京都小平市上水本町1450番地 株式会社 日立製作所武蔵野工場内 (56)参考文献 特開 昭60−124959（ＪＰ，Ａ) 特公 昭51−23451（ＪＰ，Ｂ１)
Claims (1)
- 【請求項１】電解精練により得られた電気銅を陽極とす
る電解精練を数回以上繰返すことによってより高純度の
電気銅を得た後、該高純度の電気銅を真空溶解によりイ
ンゴットにし、該インゴットを帯域融解法により精製す
ることを特徴とするボンディングワイヤ用銅素材の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59098753A JPH0823050B2 (ja) | 1984-05-18 | 1984-05-18 | ボンディングワイヤ用銅素材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59098753A JPH0823050B2 (ja) | 1984-05-18 | 1984-05-18 | ボンディングワイヤ用銅素材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60244054A JPS60244054A (ja) | 1985-12-03 |
| JPH0823050B2 true JPH0823050B2 (ja) | 1996-03-06 |
Family
ID=14228207
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59098753A Expired - Lifetime JPH0823050B2 (ja) | 1984-05-18 | 1984-05-18 | ボンディングワイヤ用銅素材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0823050B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01258812A (ja) * | 1988-04-08 | 1989-10-16 | Nippon Mining Co Ltd | 極細線の製造方法 |
| JP4672203B2 (ja) * | 2001-08-02 | 2011-04-20 | 株式会社日鉄マイクロメタル | 金ボンディングワイヤ用インゴットの製造方法 |
| JP4421335B2 (ja) * | 2004-03-05 | 2010-02-24 | 株式会社東芝 | スパッタリングターゲットの製造方法および銅配線膜の製造方法 |
| JP4421586B2 (ja) * | 2006-09-21 | 2010-02-24 | 株式会社東芝 | スパッタリングターゲットの製造方法および銅配線膜の製造方法 |
| JP5690917B2 (ja) | 2011-03-07 | 2015-03-25 | Jx日鉱日石金属株式会社 | 銅又は銅合金、ボンディングワイヤ、銅の製造方法、銅合金の製造方法及びボンディングワイヤの製造方法 |
| CN121046794B (zh) * | 2025-10-31 | 2026-02-10 | 上海郑璞金属材料有限公司 | 一种高纯度溅射靶材生产工艺 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2836580C3 (de) * | 1978-08-21 | 1981-11-05 | Chemische Werke Hüls AG, 4370 Marl | Verfahren zur Trennung von Chlorwasserstoff und Bromwasserstoff |
-
1984
- 1984-05-18 JP JP59098753A patent/JPH0823050B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60244054A (ja) | 1985-12-03 |
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