JPH11288962A - ボンディングワイヤ - Google Patents

ボンディングワイヤ

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JPH11288962A
JPH11288962A JP8834998A JP8834998A JPH11288962A JP H11288962 A JPH11288962 A JP H11288962A JP 8834998 A JP8834998 A JP 8834998A JP 8834998 A JP8834998 A JP 8834998A JP H11288962 A JPH11288962 A JP H11288962A
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bonding wire
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Juichi Shimizu
寿一 清水
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Sumitomo Metal Mining Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体デバイスの低コスト化に対応できる、
チップや外部リードとの接合信頼性が高いＡｇ合金から
なるボンディングワイヤを提供する。 【解決手段】 Ｐｔ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｒｈ、
Ｉｒの１種または２種以上を合計で０．１〜１０重量％
含み、Ｐｔが１０重量％以下、Ｐｄが１０重量％以下、
Ｃｕが５重量％以下、Ｒｕが１重量％以下、Ｏｓが１重
量％以下、Ｒｈが１重量％以下、Ｉｒが１重量％以下で
あり、残部がＡｇ及び不可避不純物からなるボンディン
グワイヤ。更にＡｕを４０重量％以下含んでいても良
く、また更に、Ｃａ、Ｓｒ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｅｕ、Ｂ
ｅ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｓｎの１種または２種以上を合計で
０．０１重量％以下含んでいても良い。

Description

【発明の詳細な説明】
【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Ａｇ合金から
な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は良好な導電性、チップや外部
リードとの接合性、樹脂モールド後の耐環境性等が要求
され、これらの特性要求を満たすものとしてＡｕ品位が
９９．９９重量％以上の高純度Ａｕ合金が用いられてき
た。
【０００３】近年、半導体デバイスの低コスト化の要求
が強くなってきており、この対応策としてＡｕ合金以外
のボンディングワイヤが試みられている。Ａｇ合金はＡ
ｕ合金に比べて導電性が良好である、加工性が良好で容
易に細線が得られる、大気中でも良好な接合性を示す、
価格が金に比較して安い、等の理由から、Ａｕ合金の代
替材料として最も有望な材料のひとつである。
【０００４】しかし、Ａｇ合金はＡｕ合金に比べて耐食
性が低い、接合信頼性が低い、等の理由で、実用的な半
導体パッケージには未だ使用されていなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、半導
体デバイスの低コスト化に対応できる、チップや外部リ
ードとの接合信頼性が高い、Ａｇ合金からなるボンディ
ングワイヤを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明のボンディングワイヤは、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｃ
ｕ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｒｈ、Ｉｒの１種または２種以上を合
計で０．１〜１０重量％含み、Ｐｔが１０重量％以下、
Ｐｄが１０重量％以下、Ｃｕが５重量％以下、Ｒｕが１
重量％以下、Ｏｓが１重量％以下、Ｒｈが１重量％以
下、Ｉｒが１重量％以下であり、残部がＡｇ及び不可避
不純物からなることを特徴とする。
【０００７】また、上記構成で更にＡｕを４０重量％以
下含んでいても良い。
【０００８】また、上記いずれかの構成で更にＣａ、Ｓ
ｒ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｅｕ、Ｂｅ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｓｎの
１種または２種以上を合計で０．０００１〜０．０１重
量％含んでいても良い。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明において、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｃ
ｕ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｒｈ、Ｉｒの１種または２種以上を合
計で０．１〜１０重量％含むことにするのは、これらの
元素の添加により、その機構は明らかではないがＡｇ合
金の接合信頼性を向上させるからである。これら元素の
添加量の合計は、０．１重量％未満では効果が不十分で
あり、１０重量％を超えるとワイヤ硬度が硬くなりすぎ
てかえって接合信頼性が低下する。
【００１０】Ｐｔを１０重量％以下、Ｐｄを１０重量％
以下、Ｃｕを５重量％以下、Ｒｕを１重量％以下、Ｏｓ
を１重量％以下、Ｒｈを１重量％以下、Ｉｒを１重量％
以下とするのは、それぞれの上限を超えるとワイヤの加
工性が低下して細線を得るのが困難になるからである。
【００１１】Ａｕはワイヤの耐食性を向上させる元素で
あり、４０重量％以下含めても良いが、４０重量％を超
えるとワイヤ価格が高くなり、本発明の目的を逸脱す
る。
【００１２】Ｃａ、Ｓｒ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｅｕ、Ｂ
ｅ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｓｎの１種または２種以上を合計で
０．０１重量％以下含めても良く、これら添加元素はワ
イヤの強度や耐熱性を向上させる。０．０１重量％を超
えるとワイヤの接合信頼性が低下する。０．０００１重
量％未満ではその添加による効果を検知できない。
【００１３】
【実施例】表１、表２に示す組成のＡｇ合金を溶解鋳造
で得、得られた鋳塊に溝ロール加工を施し、更にダイヤ
モンドダイスを用いた伸線加工を施し、直径０．０２５
ｍｍのワイヤを得た。試料番号Ｎｏ．１〜１９は本発明
の実施例、Ｎｏ．２０〜２２は比較例である。
【００１４】このように作製された試料を以下のように
評価した。まず、Ａｌ−１％Ｓｉ−０．５％Ｃｕの組成
の電極を有する半導体チップと、Ａｇメッキを施した４
２アロイ製リードフレームを用い、ステージ温度２５０
℃で超音波熱圧着方式により各ワイヤをボンディング
し、ワイヤにフックをかけて引張り試験を行った。そし
て、破断がワイヤの部分で起こった場合を「良」、接合
部で起こった場合を「不良」と判断した。
【００１５】また、上記と同様にワイヤボンディング
し、エポキシ樹脂（住友ベークライト製、ＥＭＥ−６３
００）を用いて樹脂封入した試料に、大気中２００℃で
保管したときの電気抵抗値変化を測定し、接合信頼性を
評価した。半導体チップとワイヤの接合部、Ａｇメッキ
とワイヤの接合部、ワイヤ、リード、の各部分を含む位
置で電気抵抗値変化を測定し、電気抵抗値が上昇を開始
する時間（「抵抗上昇開始時間」）を調べた。抵抗上昇
開始時間が遅いほど接合信頼性が高いことになり、２０
時間以上であれば十分である。なお、市販のＡｕ合金ワ
イヤの抵抗上昇開始時間は、上記と同様に測定したとこ
ろ、４８時間であった。結果を表１、表２に示す。
【００１６】
【表１】
【表２】
【００１７】以上の結果から明らかなように、本発明の
ボンディングワイヤは比較例に比べ接合信頼性が向上
し、市販のＡｕ合金ワイヤに近い信頼性を示した。
【００１８】
【発明の効果】以上から明らかなように、本発明によ
り、半導体デバイスの低コスト化に対応できる、チップ
や外部リードとの接合信頼性が高いＡｇ合金からなるボ
ンディングワイヤを提供することができた。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 Ｐｔ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｒｈ、
    Ｉｒの１種または２種以上を合計で０．１〜１０重量％
    含み、Ｐｔが１０重量％以下、Ｐｄが１０重量％以下、
    Ｃｕが５重量％以下、Ｒｕが１重量％以下、Ｏｓが１重
    量％以下、Ｒｈが１重量％以下、Ｉｒが１重量％以下で
    あり、残部がＡｇ及び不可避不純物からなることを特徴
    とするボンディングワイヤ。
  2. 【請求項２】 Ｐｔ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｒｈ、
    Ｉｒの１種または２種以上を合計で０．１〜１０重量％
    含み、Ｐｔが１０重量％以下、Ｐｄが１０重量％以下、
    Ｃｕが５重量％以下、Ｒｕが１重量％以下、Ｏｓが１重
    量％以下、Ｒｈが１重量％以下、Ｉｒが１重量％以下で
    あり、更にＡｕを４０重量％以下含み、残部がＡｇ及び
    不可避不純物からなることを特徴とするボンディングワ
    イヤ。
  3. 【請求項３】 Ｐｔ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｒｈ、
    Ｉｒの１種または２種以上を合計で０．１〜１０重量％
    含み、Ｐｔが１０重量％以下、Ｐｄが１０重量％以下、
    Ｃｕが５重量％以下、Ｒｕが１重量％以下、Ｏｓが１重
    量％以下、Ｒｈが１重量％以下、Ｉｒが１重量％以下で
    あり、更にＣａ、Ｓｒ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｅｕ、Ｂｅ、
    Ｇｅ、Ｉｎ、Ｓｎの１種または２種以上を合計で０．０
    ００１〜０．０１重量％以下含み、残部がＡｇ及び不可
    避不純物からなることを特徴とするボンディングワイ
    ヤ。
  4. 【請求項４】 Ｐｔ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｒｈ、
    Ｉｒの１種または２種以上を合計で０．１〜１０重量％
    含み、Ｐｔが１０重量％以下、Ｐｄが１０重量％以下、
    Ｃｕが５重量％以下、Ｒｕが１重量％以下、Ｏｓが１重
    量％以下、Ｒｈが１重量％以下、Ｉｒが１重量％以下で
    あり、Ａｕを４０重量％以下含み、更にＣａ、Ｓｒ、
    Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｅｕ、Ｂｅ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｓｎの１種
    または２種以上を合計で０．０００１〜０．０１重量％
    含み、残部がＡｇ及び不可避不純物からなることを特徴
    とするボンディングワイヤ。
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