JPH1131412A - ボンディングワイヤ - Google Patents

ボンディングワイヤ

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JPH1131412A
JPH1131412A JP18533197A JP18533197A JPH1131412A JP H1131412 A JPH1131412 A JP H1131412A JP 18533197 A JP18533197 A JP 18533197A JP 18533197 A JP18533197 A JP 18533197A JP H1131412 A JPH1131412 A JP H1131412A
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bonding
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bonding wire
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Juichi Shimizu
寿一 清水
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 多ピン半導体デバイス用として好適な高いワ
イヤ強度を持ち、かつ接合性の良いボンディングワイ
ヤ。 【解決手段】 ボンディングワイヤが、Ｃａを０．００
０１〜０．００３重量％、Ｃｕを０．０００５〜０．０
１重量％、Ｂｅ、Ｇｅのうちの一種以上を合計で０．０
００１〜０．００２重量％、Ｓｒ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐ
ｒ、Ｎｄ、ＳｍおよびＥｕのうちの一種以上を合計で
０．０００１〜０．０１重量％含み、残部がＡｕおよび
不可避不純物からなる。

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などの半導体素子上の電極
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
る。ボンディングワイヤには良好な導電性と、半導体の
電極や外部リードとの接合性、および使用雰囲気中での
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など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系ボンディングワイヤが最も多
く用いられる。
【０００４】従来より用いられているＡｕ系ボンディン
グワイヤの多くは、Ａｕが９９．９９重量％以上の純度
を有する軟質のものであった。
【０００５】また、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
いボンディングワイヤを用いて、狭い間隔で行うワイヤ
ボンディングの必要性が増してきた。
【０００６】しかし、従来のＡｕ系ボンディングワイヤ
はワイヤ強度が低いので、半導体デバイス組立工程中に
おける樹脂封入の際に、ボンディングワイヤの変形不良
が頻発することになり、半導体デバイスの組立収率が大
幅に低下するという問題があった。
【０００７】また、狭い間隔のワイヤボンディングは、
半導体素子上の電極や外部リードとボンディングワイヤ
との接合面積を減少させ、良好な接合性が得られない問
題があった。
【０００８】従って、高いワイヤ強度で接合性の良いボ
ンディングワイヤが必要となるが、一般にワイヤ強度を
向上させると接合性が低下するため、両特性を併せ持つ
ボンディングワイヤは得られていなかった。
【０００９】
【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い
ワイヤ強度を持ち、かつ接合性の良いボンディングワイ
ヤを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明のボンディングワ
イヤは、Ｃａを０．０００１〜０．００３重量％、Ｃｕ
を０．０００５〜０．０１重量％含み、残部がＡｕおよ
び不可避不純物からなる。
【００１１】または、本発明のボンディングワイヤは、
Ｃａを０．０００１〜０．００３重量％、Ｃｕを０．０
００５〜０．０１重量％、Ｂｅ、Ｇｅのうちの一種以上
を合計で０．０００１〜０．００２重量％含み、残部が
Ａｕおよび不可避不純物からなる。
【００１２】または、本発明のボンディングワイヤは、
Ｃａを０．０００１〜０．００３重量％、Ｃｕを０．０
００５〜０．０１重量％、Ｓｒ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐ
ｒ、Ｎｄ、ＳｍおよびＥｕのうちの一種以上を合計で
０．０００１〜０．０１重量％含み、残部がＡｕおよび
不可避不純物からなる。
【００１３】または、本発明のボンディングワイヤは、
Ｃａを０．０００１〜０．００３重量％、Ｃｕを０．０
００５〜０．０１重量％、Ｂｅ、Ｇｅのうちの一種以上
を合計で０．０００１〜０．００２重量％、Ｓｒ、Ｙ、
Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、ＳｍおよびＥｕのうちの一種
以上を合計で０．０００１〜０．０１重量％含み、残部
がＡｕおよび不可避不純物からなる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下に本発明の詳細について説明
する。
【００１５】本発明の最も好適な実施の形態において、
ボンディングワイヤは、Ｃａを０．０００１〜０．００
３重量％、Ｃｕを０．０００５〜０．０１重量％、Ｂ
ｅ、Ｇｅのうちの一種以上を合計で０．０００１〜０．
００２重量％、Ｓｒ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓ
ｍおよびＥｕのうち一種以上を合計で０．０００１〜
０．０１重量％含み、残部がＡｕおよび不可避不純物か
らなる。
【００１６】Ｃａは、ボンディングワイヤに必要なワイ
ヤ強度と耐熱性をもたらす添加元素である。Ｃａの添加
量が０．０００１重量％未満であると、所望のワイヤ強
度と耐熱性とが得られない。一方、０．００３重量％を
超えると、上記添加効果は飽和したまま接合性が低下す
る。
【００１７】Ｃｕは、ワイヤ強度を高める添加元素であ
る。ＣｕはＣａとの共存下において、接合性をあまり低
下させることなく、ワイヤ強度を高くする。Ｃｕの添加
量が０．００５重量％未満では、十分なワイヤ強度が得
られず、０．０１重量％を超えると、接合性が大きく低
下する。
【００１８】Ｂｅ、Ｇｅは、Ｃａの添加効果を安定させ
る添加元素である。これらの添加により高いワイヤ強度
で、かつ良好な接合性を安定して獲得することができ
る。Ｂｅ、Ｇｅのうちの一種以上を合計で０．０００１
〜０．００２重量％を添加する。添加量が０．０００１
重量％未満の場合には所望の特性安定化効果が得られ
ず、０．００２重量％を超えると添加効果が飽和する。
【００１９】Ｓｒ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ
およびＥｕは、ワイヤ強度をさらに高める添加元素であ
る。これらのうちの一種以上を合計で０．０００１重量
％〜０．０１重量％添加する。添加量が０．０００１重
量％未満の場合には、十分なワイヤ強度向上が得られ
ず、０．０１重量％を超えると接合性が著しく低下す
る。
【００２０】
【実施例】次に実施例を用いて本発明をさらに説明す
る。
【００２１】（実施例１〜２０）純度９９．９９９重量
％の高純度金および所定の添加元素を１重量％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。
【００２２】
【表１】
【００２３】得られた鋳魂に、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０．０２５ｍｍの合金線とした。
【００２４】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。
【００２５】このように作成された試料の評価として、
ワイヤ強度を引っ張り試験により求めた。そして、接合
性については、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ合金で形成した電極パ
ッドを有する半導体素子と、Ａｇメッキを施した１００
ピンのＱＦＰ型リードフレームを用い、ステージ温度を
２５０℃に設定したウェッジボンディング機を用いて超
音波熱圧着方式によりボンディングし、ディジー社製Ｂ
Ｔ２４００型試験機を用い、１ｓｔ（ファースト）ボン
ド接合性はシェア試験を行うことにより、２ｎｄ（セコ
ンド）ボンド接合性はプル試験を行うことにより評価し
た。
【００２６】また、ボンディング接合部の経時変化につ
いては、上記と同様な方式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、同様のシェア
試験とプル試験とを実施して評価した。
【００２７】さらに、導電性については、直流四端子法
によって比抵抗を求めて評価した。
【００２８】表２に上記評価の結果を示した。
【００２９】
【表２】
【００３０】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℃で１００時間保持後
のことである。
【００３１】（比較例１〜６）表３に示した組成とした
以外は、実施例と同様にして評価した。表４に評価の結
果を示した。
【００３２】
【表３】
【００３３】
【表４】
【００３４】表２、表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、ワイヤ強度と接合性に
関し、比較的良好な比較例２〜４と比肩しうる特性が得
られる。また、本発明のボンディングワイヤは導電性も
良好であり、ボンディングワイヤとしての適性を持つ。
【００３５】
【発明の効果】以上から明らかなように本発明により、
高いワイヤ強度で、かつ接合性が良好な、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 (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 Ｃａを０．０００１〜０．００３重量
    ％、Ｃｕを０．０００５〜０．０１重量％含み、残部が
    Ａｕおよび不可避不純物からなるボンディングワイヤ。
  2. 【請求項２】 Ｃａを０．０００１〜０．００３重量
    ％、Ｃｕを０．０００５〜０．０１重量％、Ｂｅ、Ｇｅ
    のうちの一種以上を合計で０．０００１〜０．００２重
    量％含み、残部がＡｕおよび不可避不純物からなるボン
    ディングワイヤ。
  3. 【請求項３】 Ｃａを０．０００１〜０．００３重量
    ％、Ｃｕを０．０００５〜０．０１重量％、Ｓｒ、Ｙ、
    Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、ＳｍおよびＥｕのうちの一種
    以上を合計で０．０００１〜０．０１重量％含み、残部
    がＡｕおよび不可避不純物からなるボンディングワイ
    ヤ。
  4. 【請求項４】 Ｃａを０．０００１〜０．００３重量
    ％、Ｃｕを０．０００５〜０．０１重量％、Ｂｅ、Ｇｅ
    のうちの一種以上を合計で０．０００１〜０．００２重
    量％、Ｓｒ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍおよび
    Ｅｕのうちの一種以上を合計で０．０００１〜０．０１
    重量％含み、残部がＡｕおよび不可避不純物からなるボ
    ンディングワイヤ。
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