JPH10313018A - ボンディングワイヤ - Google Patents
ボンディングワイヤInfo
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- JPH10313018A JPH10313018A JP9120031A JP12003197A JPH10313018A JP H10313018 A JPH10313018 A JP H10313018A JP 9120031 A JP9120031 A JP 9120031A JP 12003197 A JP12003197 A JP 12003197A JP H10313018 A JPH10313018 A JP H10313018A
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- JP
- Japan
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- wire
- bonding
- bonding wire
- semiconductor device
- balance
- Prior art date
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- Pending
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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
- 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
-
- 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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- H10W72/552—Materials of bond wires comprising metals or metalloids, e.g. silver
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- H10W72/555—Materials of bond wires of outermost layers of multilayered bond wires, e.g. material of a coating
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- Wire Bonding (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 多ピン半導体デバイス用として好適な高
強度ボンディングワイヤを提供することを課題とする。 【解決手段】 ボンディングワイヤの組成をＣｏを０．
５〜１０%を含み、残部がＡｕ及び不可避不純物からな
るものとし、好ましくはＣｏを０．５〜１０%を含み、
さらにＣａ，Ｓｒ ，Ｙ，Ｌａ，Ｃｅの１種以上を合計
量で０．０００１〜０．０１％含み、残部がＡｕ及び不
可避不純物とする。
強度ボンディングワイヤを提供することを課題とする。 【解決手段】 ボンディングワイヤの組成をＣｏを０．
５〜１０%を含み、残部がＡｕ及び不可避不純物からな
るものとし、好ましくはＣｏを０．５〜１０%を含み、
さらにＣａ，Ｓｒ ，Ｙ，Ｌａ，Ｃｅの１種以上を合計
量で０．０００１〜０．０１％含み、残部がＡｕ及び不
可避不純物とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体素子上の電極
と外部リードとを接続するために用いるボンディングワ
イヤに関する。
と外部リードとを接続するために用いるボンディングワ
イヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】ＩＣ、ＬＳＩなどの半導体素子の電極と
外部リードとを接続するため０．０２〜０．１ｍｍの範
囲の直径を有するボンディングワイヤが用いられてい
る。ボンディングワイヤには良好な導電性、半導体素子
の電極や外部リードとの接合性、使用雰囲気中での耐環
境性が要求される。そのため、ボンディングワイヤとし
てはＡｌ，Ａｕ，Ｃｕ等の純金属もしくはその合金が用
いられてきた。
外部リードとを接続するため０．０２〜０．１ｍｍの範
囲の直径を有するボンディングワイヤが用いられてい
る。ボンディングワイヤには良好な導電性、半導体素子
の電極や外部リードとの接合性、使用雰囲気中での耐環
境性が要求される。そのため、ボンディングワイヤとし
てはＡｌ，Ａｕ，Ｃｕ等の純金属もしくはその合金が用
いられてきた。
【０００３】近年では低コスト化という観点から樹脂を
用いた半導体パッケージが多用されてきており、そのた
め耐環境性に優れるＡｕ系ワイヤが最も多く用いられて
いる。
用いた半導体パッケージが多用されてきており、そのた
め耐環境性に優れるＡｕ系ワイヤが最も多く用いられて
いる。
【０００４】従来より用いられているＡｕ系ワイヤの多
くはＡｕが９９．９９重量％（以下単に％と記す）以上
の純度を有する軟質のものであった。
くはＡｕが９９．９９重量％（以下単に％と記す）以上
の純度を有する軟質のものであった。
【０００５】最近の半導体デバイスの発展はパッケージ
の多ピン化をもたらし、その結果としてより細いワイヤ
を狭い間隔や長い距離でのワイヤボンディングを行う必
要性が増してきた。しかしながら、従来のボンディング
ワイヤはワイヤ強度が弱いために、半導体デバイス組み
立て工程中において樹脂を封入する際に、ワイヤの変形
不良が頻発化し、半導体デバイスの組み立て収率が大幅
に低下するという問題があった。
の多ピン化をもたらし、その結果としてより細いワイヤ
を狭い間隔や長い距離でのワイヤボンディングを行う必
要性が増してきた。しかしながら、従来のボンディング
ワイヤはワイヤ強度が弱いために、半導体デバイス組み
立て工程中において樹脂を封入する際に、ワイヤの変形
不良が頻発化し、半導体デバイスの組み立て収率が大幅
に低下するという問題があった。
【０００６】一般に、ワイヤ強度を向上させるためには
添加元素量を増せばよいが、例えば特公昭６２−２３４
５４、特公昭６２−２３４５５等で示されているＰｔ，
Ｐｄといった貴金属元素等を多量に添加して高強度化し
た場合には、ワイヤの導電性が大きく低下する等の問題
を生じ、多ピンパッケージ用のワイヤとしては必ずしも
好適ではなかった。
添加元素量を増せばよいが、例えば特公昭６２−２３４
５４、特公昭６２−２３４５５等で示されているＰｔ，
Ｐｄといった貴金属元素等を多量に添加して高強度化し
た場合には、ワイヤの導電性が大きく低下する等の問題
を生じ、多ピンパッケージ用のワイヤとしては必ずしも
好適ではなかった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、かか
る点に鑑み、多ピン半導体デバイス用として好適な高強
度ボンディングワイヤを提供することにある。
る点に鑑み、多ピン半導体デバイス用として好適な高強
度ボンディングワイヤを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のボンディングワイヤは、Ｃｏを０．５〜
１０%を含み、残部がＡｕ及び不可避不純物からなるも
のであり、好ましくはＣｏを０．５〜１０%を含み、さ
らにＣａ，Ｓｒ ，Ｙ，Ｌａ，Ｃｅの１種以上を合計量
で０．０００１〜０．０１％含み、残部がＡｕ及び不可
避不純物からなるものである。
めに、本発明のボンディングワイヤは、Ｃｏを０．５〜
１０%を含み、残部がＡｕ及び不可避不純物からなるも
のであり、好ましくはＣｏを０．５〜１０%を含み、さ
らにＣａ，Ｓｒ ，Ｙ，Ｌａ，Ｃｅの１種以上を合計量
で０．０００１〜０．０１％含み、残部がＡｕ及び不可
避不純物からなるものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下に本発明の構成の詳細につい
て説明する。Ｃｏは金に対し析出強化性を有する元素で
あり、金中に微細析出物を析出させることにより、導電
性をあまり低下させずにワイヤ強度を向上させることが
可能でなる。Ｃｏの濃度を０．５〜１０％としたのは、
０．５％未満では析出物の量が少なすぎて強度向上の効
果が不十分であり、逆に１０％を超すと合金の加工性が
低下して極細線まで加工するのが難しくなるからであ
る。
て説明する。Ｃｏは金に対し析出強化性を有する元素で
あり、金中に微細析出物を析出させることにより、導電
性をあまり低下させずにワイヤ強度を向上させることが
可能でなる。Ｃｏの濃度を０．５〜１０％としたのは、
０．５％未満では析出物の量が少なすぎて強度向上の効
果が不十分であり、逆に１０％を超すと合金の加工性が
低下して極細線まで加工するのが難しくなるからであ
る。
【００１０】Ｃａ，Ｓｒ ，Ｙ，Ｌａ，Ｃｅはワイヤの
耐熱性を向上するための添加元素であり、 Ｃａ，Ｓｒ
，Ｙ，Ｌａ，Ｃｅの１種以上を合量で０．０００１〜
０．０１％添加するとしたのは、０．０００１％未満の
添加では耐熱性向上の効果が不十分であり、逆に０．０
１％を超えると合金の加工性が低下するからである。
耐熱性を向上するための添加元素であり、 Ｃａ，Ｓｒ
，Ｙ，Ｌａ，Ｃｅの１種以上を合量で０．０００１〜
０．０１％添加するとしたのは、０．０００１％未満の
添加では耐熱性向上の効果が不十分であり、逆に０．０
１％を超えると合金の加工性が低下するからである。
【００１１】本発明のワイヤの特性を十分に引き出すに
は、溶体化処理に加えて、Ｃｏの析出のための焼鈍を施
すことが望ましい。溶体化処理の条件としては例えば９
５０℃で１時間の保持が好適であり、また焼鈍条件とし
ては２００〜４００℃で１〜４時間程度の保持が好まし
い。なお、焼鈍は製造工程のどこで実施しても問題は無
く、さらには半導体チップへの損傷が発生しなければワ
イヤボンディング後に実施してもかまわない。その場合
にも、高いワイヤ変形防止性は十分に発揮され、本発明
の特性を損ねることはない。
は、溶体化処理に加えて、Ｃｏの析出のための焼鈍を施
すことが望ましい。溶体化処理の条件としては例えば９
５０℃で１時間の保持が好適であり、また焼鈍条件とし
ては２００〜４００℃で１〜４時間程度の保持が好まし
い。なお、焼鈍は製造工程のどこで実施しても問題は無
く、さらには半導体チップへの損傷が発生しなければワ
イヤボンディング後に実施してもかまわない。その場合
にも、高いワイヤ変形防止性は十分に発揮され、本発明
の特性を損ねることはない。
【００１２】
【実施例】次に実施例を用いて本発明をさらに説明す
る。
る。
【００１３】（実施例１〜１０）純度９９．９９９％の
高純度金、電気Ｃｏ、及び所定の添加元素を１％含む金
母合金を用いて、表１に示す組成の金合金を溶解鋳造し
た。
高純度金、電気Ｃｏ、及び所定の添加元素を１％含む金
母合金を用いて、表１に示す組成の金合金を溶解鋳造し
た。
【００１４】 得られた鋳塊を９５０℃で１時間保持して溶体化処理を
施した後に、溝ロール加工を施し、さらにダイヤモンド
ダイスを用いた伸線加工を実施して直径０．０２ｍｍの
合金線とした。
施した後に、溝ロール加工を施し、さらにダイヤモンド
ダイスを用いた伸線加工を実施して直径０．０２ｍｍの
合金線とした。
【００１５】得られた合金線に熱処理を施して特性を調
整し、試料とした。
整し、試料とした。
【００１６】このように作製された試料の評価として、
ワイヤ強度を引張り試験により求めた。
ワイヤ強度を引張り試験により求めた。
【００１７】そして、導電性については、直流４端子法
によって比抵抗を求めた。
によって比抵抗を求めた。
【００１８】また、ボンディング接合性すなわちボンデ
ィングワイヤと半導体素子の電極及び外部リードとの接
合性は、ステージ温度を３００℃に設定したウェッジボ
ンディング機を用い、超音波熱圧着方式によりボンディ
ングしたワイヤについて、フックを引っかけて引張り試
験を実施した場合に、破断がワイヤの部分で起こった場
合を良、接合部で破断した場合を不良と評価した。
ィングワイヤと半導体素子の電極及び外部リードとの接
合性は、ステージ温度を３００℃に設定したウェッジボ
ンディング機を用い、超音波熱圧着方式によりボンディ
ングしたワイヤについて、フックを引っかけて引張り試
験を実施した場合に、破断がワイヤの部分で起こった場
合を良、接合部で破断した場合を不良と評価した。
【００１９】さらに、ボンディング接合部の経時変化に
ついては、上記と同様な方法でワイヤボンディングした
試料を２００℃で１００時間保持した後に同様のプル試
験を実施して評価した。
ついては、上記と同様な方法でワイヤボンディングした
試料を２００℃で１００時間保持した後に同様のプル試
験を実施して評価した。
【００２０】樹脂の封入抵抗によるワイヤ変形について
は、上記と同様な方法で５ｍｍ間隔にワイヤボンディン
グして得た試料についてモールド機（トランスファーモ
ールド型）によりエポキシ樹脂（住友ベークライト製、
ＥＭＥ−６３００）を金型温度１８０℃、射出圧１００
Ｋｇ／ｃｍ２の条件でモールドした時のワイヤの流れ量
をＸ線透過写真から求め、その値で評価した。なお、ワ
イヤ流れ量は樹脂モールド前後のワイヤの位置のずれ量
で示した。
は、上記と同様な方法で５ｍｍ間隔にワイヤボンディン
グして得た試料についてモールド機（トランスファーモ
ールド型）によりエポキシ樹脂（住友ベークライト製、
ＥＭＥ−６３００）を金型温度１８０℃、射出圧１００
Ｋｇ／ｃｍ２の条件でモールドした時のワイヤの流れ量
をＸ線透過写真から求め、その値で評価した。なお、ワ
イヤ流れ量は樹脂モールド前後のワイヤの位置のずれ量
で示した。
【００２１】表２に上記評価の結果を示した。
【００２２】 表２において、直後とはボンディング直後のことであ
り、保管後とは２００℃に１００時間保持後のことであ
る。
り、保管後とは２００℃に１００時間保持後のことであ
る。
【００２３】（比較例１〜２）市販材（比較例１）と比
較材を用いた以外は実施例と同様にして評価した。表３
に金合金の組成、表４に特性を示した。
較材を用いた以外は実施例と同様にして評価した。表３
に金合金の組成、表４に特性を示した。
【００２４】 表２、４において明らかなように、本発明によるボンデ
ィングワイヤは、市販品に比較して強度が高く、ワイヤ
流れ量が小さい。また、比較材と比べると、比抵抗が小
さくて導電性が良好であり、かつワイヤボンディング性
にも問題の無いことがわかる。
ィングワイヤは、市販品に比較して強度が高く、ワイヤ
流れ量が小さい。また、比較材と比べると、比抵抗が小
さくて導電性が良好であり、かつワイヤボンディング性
にも問題の無いことがわかる。
【００２５】
【発明の効果】以上から明らかなように、本発明によ
り、半導体デバイス組み立て時におけるワイヤの変形不
良が起こりにくく、かつ導電性も良好である多ピン半導
体デバイス用として好適なボンディングワイヤを提供す
ることができる。
り、半導体デバイス組み立て時におけるワイヤの変形不
良が起こりにくく、かつ導電性も良好である多ピン半導
体デバイス用として好適なボンディングワイヤを提供す
ることができる。
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｃｏを０．５〜１０%を含み、残部が
Ａｕ及び不可避不純物からなるボンディングワイヤ。 - 【請求項２】 Ｃｏを０．５〜１０%を含み、さらに
Ｃａ，Ｓｒ ，Ｙ，Ｌａ，Ｃｅの１種以上を合計量で
０．０００１〜０．０１％含み、残部がＡｕ及び不可避
不純物からなるボンディングワイヤ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9120031A JPH10313018A (ja) | 1997-05-12 | 1997-05-12 | ボンディングワイヤ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9120031A JPH10313018A (ja) | 1997-05-12 | 1997-05-12 | ボンディングワイヤ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10313018A true JPH10313018A (ja) | 1998-11-24 |
Family
ID=14776199
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9120031A Pending JPH10313018A (ja) | 1997-05-12 | 1997-05-12 | ボンディングワイヤ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10313018A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003059964A (ja) * | 2001-08-10 | 2003-02-28 | Tanaka Electronics Ind Co Ltd | ボンディングワイヤ及びその製造方法 |
-
1997
- 1997-05-12 JP JP9120031A patent/JPH10313018A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003059964A (ja) * | 2001-08-10 | 2003-02-28 | Tanaka Electronics Ind Co Ltd | ボンディングワイヤ及びその製造方法 |
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