JPS586948A - ボンデイングワイヤ−用銀−マグネシウム合金 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はポンディングワイヤー用銀−マグネシウム合金
に山するものである。

従来、１丙別半導体、ＩＣ％ＬＳＩをはじめとする半導
体電子部品の製造において、シリコンチップ上のアルミ
ニウムを僕とリードフレーム上の外部電極との接続は汎
用性の大きいワイヤーポンチ′イングが主流となってい
る。ワイヤーボンディンクにも金ワイヤーを用いたネイ
ル−＼ラド・ボンディングと―アルミニツムワイヤーを
用いた超音波ポツプインクの２ａ類の方式があるが、ボ
ンデイック１の速度を比較した場合、前者の方がはるか
に高速であり、したがって低価格化がはかれるという利
点をもっているため、不１ル・＼ラドホンティノブ方式
によるワイヤーボンディンクが一般的である。しかしな
がら、金価格の高騰により原価に占める金ワイヤーの割
合か非常ｔこ大きくなり原画を圧迫するようになった。

金ワイヤーに関しては、ワイヤーの細線比により金価格
の上昇分を押さえる努力がなされてきた。しかし、面１
？＃化にも限度があるばかりでなく、金１曲裕の上昇隅
面を考ｌギすると金そのものの代替材の開発が要求され
ている。

現在まで各種の研究がなさ孔ているが、不−１ルー＼ツ
ドボンデイングに適合するような卑金属あるいは卑金属
合金は６つかっていない。しη１しながら、銀ワイヤー
は少なからず問題はあるものの適切な手法を採用すれば
金ワイヤーの代替として利用できることが本発明者らの
検討で明らかとなった。

ここで原材料価格で考えた場合金ワイヤーを銀ワイヤー
に代替するだけで十分な低コスト化かは７１）れること
は明らかである。

銀・ツイヤ−のもつ間艙点は、金ワイヤーと同様な条件
の下でホンディングを行なった場合、ホンディング後の
熱処理によってシリコンチップ上のアルミニ・クム電極
と銀ワイヤーとの接合部がはがれるというものである。

不発り１者らは。この銀−アルミニウム接合部でのはが
れの原因は、ボンティング時に鎖中に溶解した酸素が銀
−アルミニウム界面に拡散し、接合に必要な合金層の形
成を妨げていることにある、という事実を発見した。良
好な銀−アルミニウム接合面を形成するためには、ボン
ティング時に鎖中への酸素の溶解を阻止せねば７，１′
らず、そのためには、ホンディングを真空中あるいは不
活性カス雰囲気中で行ｆ、ｆう必要がある。

しかし、既存設備を上記様式に合致するように改造する
のは困難なことである。

本発明は、既存設備を震災することなく、空気中でも安
駕した信頼性のある接合の得られる金代替ホンディング
ワイヤーを得ることを目的としたものである。

本発明者らは、銀に酸素との親和度の大きいマグネシウ
ムを合金させたところ、固溶酸素の銀アルミニウム界面
への拡散を阻止することができること、したがって、そ
の合金はボンディングワイヤーとして有用であることる
見出して本発明をなすに至った。

すなわち、本発明は、銀に０．００５〜３原子チのマグ
ネシウムを添加したことを特徴とするホンディングワイ
ヤー用合金である。

次に比較例と実施例により本発明を具体的に説明する。

以下て用いた銀及びマグネシウムの純度はともに９９．
９９％であり、また、合金の作製は真空炉中で行なった
。さらに、ホンディング１ツイヤ−としての有用ａを調
べるために作製した合金を３　ｍ　Ｘ　３　ｍ　Ｘ　３
　ｍ程度の大きさに切り出しく図中の１）　、３ｍｍφ
×２■程度の大きさのアルミニウム片（図中の２）に重
ね、図にボすような治具て圧着し、空気中で５００℃１
００分間の熱処理を行ない、合金−アルミニウム接合部
での拡散層の厚さを測　　　　　　　１１，１足した。

比較レリ１ ０．００１原子−のマグネシウムを添加した銀−マグネ
シウム合金を作製した。この合金とアルミニウムとの熱
圧着では拡散層の形成は認められなかった。

実施例１ ０．００５原子チのマグネシウムを添加した銀−マグネ
シウム合金を作製した。この合金とアルミニウムとの熱
圧着では３０〜５０μｍの拡散層が得られた。　− 実施し１２ ０．５原子チのマグネシウムを添加した銀−マグネシウ
ム合金を作製した。この台金とアルミニウムとの熱圧着
では４０〜６０μｍの拡散層が得られた。

実カイＵす３ ３原子チのマグネシウムを添加した銀−マグネシウム合
金っこの合金とアルミニウムとの熱圧着では４０〜６０
μｍの拡散層が得られた。

比較εレリ°２ ５原子チのマグネシウムを添加した銀−マク不シウム合
合うこの合金とアルミニウムとの熱圧層では４０〜６０
μｍの拡散層が得らイ１．だが、その合金自体が硬くな
った。

以上の実施例と比較例から、０．００５′ｆＡ子チ以上
のマグネシウムを添加しないと拡７１（％が形成さｎな
いことがわかる。しかしながら、銀は合金化により硬く
なるため多葉にマグネシウムを添７Ｊｌｌ　するとホン
ディングワイヤーに要求さイする素材の軟かさを満足す
ることができなくなる。実用的には、硬さに問題を生じ
ない金は、添加するマグネシウムを３原子チ以下におさ
えなけれはならない。従って、ホンディングワイヤーに
適する合金はｏ、ｏｏｓ〜３原子−のマグネシウムを添
刀日した銀−マグネシウム合金であることが明らかにｆ
Ｓっだ。

以上、本発明によると銀に０．００５〜３原子％リマグ
ネシウムを添加することによって、空気中で熱圧着を行
なっても鎖中の固溶酸素の拡散を防止することができ、
この銀−マグネシウムとの接合面には拡散ノーが形成さ
れ、良好な俣着が得られるものであり、既存のワイヤー
ホンター等の設備を変更することなくボンディングが可
能となるものである。

【図面の簡単な説明】

図は実施例の実験に用いた圧着治具の斜視図である。　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　５１
・・・・・・・・・銀−マグネシウム合金。 ２・・・・・・・・・アルミニウム。 手続補正書情匍 ５７．８．１０ 昭和　　年　　月　　日 特許庁長官　殿　　　　　　　　ンデ〉、１、事件の表
示　　　昭和８６年特　許　願第ｏｓｉｓｉｙ号２、発
明ノ名称　　　　ぽンヂインダツイヤー用銀−マダふシ
ラ五合金３、補正をする者 事件との関係　　　　　　　出　願　人東京都港区芝五
丁目３３番１号 ４、代理人 〒１０８　　東京都港区芝五丁目３７番８号　住友三田
ビル日本電気株式会社内 （６５９１）　　弁理士　内　原　　　晋・電話東京（
０３）４５６−３１１１（大代表）（連絡先　日本電気
株式会社特許部） ５、補正の対象 明細書の特許請求の範囲の欄 明細書の発明の詳細な説明の欄 ６　補正の内容 （１）　　明細書の特許請求の範囲を別紙のとおシ補正
する。 （２７明細書第４負第６行目にｒｏ、００５〜３原子チ
」とあるのをｒ（１００１〜３原子チ」と補正する。 （３）明細書第５頁第２行目＜ｒｏ、ｏｏｉ原子原子色
あるのｔ−ｒ　Ｏ，０００５原子チ」と補正する。−明
細書第５頁第７行目にｒｏ、ｏｏｓ原子チ」とるのをｒ
Ｏ，００１原子嗟」と補正する。 （５）明細書第６負第４行目ＫｒＯ，００５原子チ」と
あるのをｒＯ，００１像子チ」と補正する。 （６）明細書第６頁第１２行目に［適する合金は０．０
０５Ｊとあるのを「適する合金は０．００１Ｊと補正 （７） あるのｉｒｏ、００１〜３原子チ」と補正する、別紙 特許請求の範囲 たことＶ％徴とするボンディングワイヤー用合金。 特開昭５８−６９４８（４）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 銀に０．００５〜３原子チのマグネシウムを添７ＪＩＩ
   Ｌ、たこきを特徴とするポンディノブワイヤー用合金。