JPS60248861A - ボンデイングワイヤ用アルミニウム合金 - Google Patents
ボンデイングワイヤ用アルミニウム合金Info
- Publication number
- JPS60248861A JPS60248861A JP59104355A JP10435584A JPS60248861A JP S60248861 A JPS60248861 A JP S60248861A JP 59104355 A JP59104355 A JP 59104355A JP 10435584 A JP10435584 A JP 10435584A JP S60248861 A JPS60248861 A JP S60248861A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bonding
- ball
- strength
- wire
- aluminum alloy
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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
- H10W72/531—Shapes of wire connectors
- H10W72/536—Shapes of wire connectors the connected ends being ball-shaped
-
- 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
- H10W72/531—Shapes of wire connectors
- H10W72/5363—Shapes of wire connectors the connected ends being wedge-shaped
-
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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
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- H10W72/50—Bond wires
- H10W72/551—Materials of bond wires
- H10W72/552—Materials of bond wires comprising metals or metalloids, e.g. silver
- H10W72/5524—Materials of bond wires comprising metals or metalloids, e.g. silver comprising aluminium [Al]
Landscapes
- Wire Bonding (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（技術分野）
本発明は半導体素子のチップ電極と外部リードフレーム
を電気的接続するために用いられるボンディングワイヤ
用アルミニウム合金に関するものである。
を電気的接続するために用いられるボンディングワイヤ
用アルミニウム合金に関するものである。
（背景技術）
従来、半導体素子のチップ電極と外部リードフレームと
の接続にはワイヤボンディングが多く使われている。そ
の接続に使われているのはＡｕ 線とＡｌ 線で多くは
Ａｕ 線である。Ａｕ 線は酸水素炎や放電などで接続
部にポールを形成させて熱圧着又は超音波熱圧着するポ
ールボンディングにより接続するが、チップ電極のＡＩ
！ と金属間化合物を形成し、ボンディング強度の信頼
性に劣る。又Ａｕの価格が不安定である。一方、Ａｌ線
は従来１重量％Ｓｉ 含有のものを使用しているが、接
続部に良好なポール形成が出来難いため、超音波圧接す
るウェッジボンディングによる接続が行われている。し
かし、ポールボンディングに比ベラエツジボンディング
は１回あたりの溶接所要時間が長く作業性に劣る。その
ためポールボンディングにより接続可能なＡＩ！ 線が
望まれている。
の接続にはワイヤボンディングが多く使われている。そ
の接続に使われているのはＡｕ 線とＡｌ 線で多くは
Ａｕ 線である。Ａｕ 線は酸水素炎や放電などで接続
部にポールを形成させて熱圧着又は超音波熱圧着するポ
ールボンディングにより接続するが、チップ電極のＡＩ
！ と金属間化合物を形成し、ボンディング強度の信頼
性に劣る。又Ａｕの価格が不安定である。一方、Ａｌ線
は従来１重量％Ｓｉ 含有のものを使用しているが、接
続部に良好なポール形成が出来難いため、超音波圧接す
るウェッジボンディングによる接続が行われている。し
かし、ポールボンディングに比ベラエツジボンディング
は１回あたりの溶接所要時間が長く作業性に劣る。その
ためポールボンディングにより接続可能なＡＩ！ 線が
望まれている。
（発明の開示）
本発明は上述の問題点を解決するために成されたもので
、良好なポールを形成し、ポールボンディングによる接
続を可能にすると共に、ボンディング強度を向上し、コ
ストを低減しうる特許請求の範囲に記載のボンディング
ワイヤ用アルミニウム合金を提供せんとするものである
。
、良好なポールを形成し、ポールボンディングによる接
続を可能にすると共に、ボンディング強度を向上し、コ
ストを低減しうる特許請求の範囲に記載のボンディング
ワイヤ用アルミニウム合金を提供せんとするものである
。
本発明において合金中のＳ ｉ 、Ｍｇ ＋Ｍｎ は線
材強度を高めるとともにボンディング強度を向上させる
効果を有する。Ｓ ｉ 、Ｍｇ ＋Ｍｎ量を０．５〜３
重量％と規定したのは、０．５ 重量％未満では線材強
度、ボンディング強度の改善に効果がなく、３重量％を
越えると、それ以上の改善の効果がなくなるだけですく
、逆に線材強度、伸線加工性、ボンディング強度が劣化
するためである。又、合金中のＺｒ＋Ｔｔ＋Ｃｒ ＋Ｖ
＋Ｃｕ ＋Ｂのおのおのはボール形成部の近傍の著しい
軟化や脆化を防止してボンディング強度を高めるもので
、１種以上の合計含有量が、０．０２〜０．５重量％で
ある必要があり、０．０２重量％未満ではその効果がな
（，０，５重量％を越えると伸線加工性が悪くなり、製
造が困難となるおそれがある。又、合金中のＢｅ ＊
Ｌ ｌ＋ Ｂの各々は溶融によるボール形成時にアルミ
ニウムの酸化皮膜形成を抑止して良好なボールを形成し
、ボンディング強度を向上させるもので、１種以上の合
計含有量が０．００１〜０．３重量％と規定したのは０
．００１重量％未満ではボール形成能に効果がなく、０
．３ 重量％を越えるとその効果が飽和し、又高価とな
るためである。
材強度を高めるとともにボンディング強度を向上させる
効果を有する。Ｓ ｉ 、Ｍｇ ＋Ｍｎ量を０．５〜３
重量％と規定したのは、０．５ 重量％未満では線材強
度、ボンディング強度の改善に効果がなく、３重量％を
越えると、それ以上の改善の効果がなくなるだけですく
、逆に線材強度、伸線加工性、ボンディング強度が劣化
するためである。又、合金中のＺｒ＋Ｔｔ＋Ｃｒ ＋Ｖ
＋Ｃｕ ＋Ｂのおのおのはボール形成部の近傍の著しい
軟化や脆化を防止してボンディング強度を高めるもので
、１種以上の合計含有量が、０．０２〜０．５重量％で
ある必要があり、０．０２重量％未満ではその効果がな
（，０，５重量％を越えると伸線加工性が悪くなり、製
造が困難となるおそれがある。又、合金中のＢｅ ＊
Ｌ ｌ＋ Ｂの各々は溶融によるボール形成時にアルミ
ニウムの酸化皮膜形成を抑止して良好なボールを形成し
、ボンディング強度を向上させるもので、１種以上の合
計含有量が０．００１〜０．３重量％と規定したのは０
．００１重量％未満ではボール形成能に効果がなく、０
．３ 重量％を越えるとその効果が飽和し、又高価とな
るためである。
かように構成することにより、本発明のボンディングワ
イヤ用アルミニウム合金は線径３０μｍ前後の極細線と
して優れた伸線加工性、ボールボンディング性、ボンデ
ィング強度を得ることができる。
イヤ用アルミニウム合金は線径３０μｍ前後の極細線と
して優れた伸線加工性、ボールボンディング性、ボンデ
ィング強度を得ることができる。
（実施例）
第１表に示す種々の組成のＡｌ 合金を溶解鋳造し熱間
押出後、皮剥、伸線、中間軟化の工程を径て直径３０μ
ｍのボンディングワイヤにした。！１〜７は本発明例、
ｆ８〜１４は比較例、Ａ １５は従来例である。これら
のポンディングワイヤをボール形成能、ボンディング強
度、ループ形成状態、伸線加工性、耐食性について調査
した結果を第２表に示す。ボンディング強度はポンディ
ングワイヤをボールボンダにて半導体素子のチップ電極
と外部リードフレームの間をボンディングして線の中央
において破壊試験をした時の強度を従来のＡｌ−１，０
重量％Ｓｉ合金の場合を１．０として相対値で表わした
ものであり、ループ形成状態は半導体素子のチップ電極
と外部リードフレームの間に接続された時のポンディン
グワイヤが形成する円弧（ループ）の状態を表わしたも
のである。
押出後、皮剥、伸線、中間軟化の工程を径て直径３０μ
ｍのボンディングワイヤにした。！１〜７は本発明例、
ｆ８〜１４は比較例、Ａ １５は従来例である。これら
のポンディングワイヤをボール形成能、ボンディング強
度、ループ形成状態、伸線加工性、耐食性について調査
した結果を第２表に示す。ボンディング強度はポンディ
ングワイヤをボールボンダにて半導体素子のチップ電極
と外部リードフレームの間をボンディングして線の中央
において破壊試験をした時の強度を従来のＡｌ−１，０
重量％Ｓｉ合金の場合を１．０として相対値で表わした
ものであり、ループ形成状態は半導体素子のチップ電極
と外部リードフレームの間に接続された時のポンディン
グワイヤが形成する円弧（ループ）の状態を表わしたも
のである。
第２表より本発明によるＡ１〜７は比較例、従来例に比
べ、ボール形状又はボンディング強度が非常に優れてい
ることがわかる。
べ、ボール形状又はボンディング強度が非常に優れてい
ることがわかる。
（発明の効果）
上述のように構成させた本発明のポンディングワイヤ用
アルミニウム合金は次のような効果がある。
アルミニウム合金は次のような効果がある。
（イ）Ａ１合金がＢｅ＋ ｒ、ｉ、 Ｂから選ばれる元
素の内１種以上の合計が０．ＯＯ’１〜０．３重量％を
含むため、ボール形成時にアルミニウムの酸化皮膜形成
を抑止して良好なボールを形成し、Ｓｉ＋ Ｍｇ＋ Ｍ
ｎ から選ばれる元素の内１種以上の合計が０．５〜３
重量％を含むので線材強度が高められ、さらにＺｒ ＋
Ｔｉ＋Ｃｒ ｌＶｒ Ｃｕから選ばれる元素の内１種
以上の合計が、０．０２〜０，５重量％を含むのでボー
ル形成部の近傍の著しい軟化や脆化を防止される等の効
果によりポンディング強度が向上する。
素の内１種以上の合計が０．ＯＯ’１〜０．３重量％を
含むため、ボール形成時にアルミニウムの酸化皮膜形成
を抑止して良好なボールを形成し、Ｓｉ＋ Ｍｇ＋ Ｍ
ｎ から選ばれる元素の内１種以上の合計が０．５〜３
重量％を含むので線材強度が高められ、さらにＺｒ ＋
Ｔｉ＋Ｃｒ ｌＶｒ Ｃｕから選ばれる元素の内１種
以上の合計が、０．０２〜０，５重量％を含むのでボー
ル形成部の近傍の著しい軟化や脆化を防止される等の効
果によりポンディング強度が向上する。
Ｃ口）ボールポンディングによる接続が可能であるため
、ポンディング速度が向上し、又Ａｕ 線を使用せず、
かつポンディング強度が向上するため信頼性が向上し、
コストを低減する。
、ポンディング速度が向上し、又Ａｕ 線を使用せず、
かつポンディング強度が向上するため信頼性が向上し、
コストを低減する。
第１図は半導体素子のチップ電極と外部リー、ドフレー
ムの開を接続した例を示す断面図である。 図中、１・・・リードフレーム、２・・・ポンディング
ワイヤ、３・・・電極、４・・・半導体素子を示す。 オＩ図
ムの開を接続した例を示す断面図である。 図中、１・・・リードフレーム、２・・・ポンディング
ワイヤ、３・・・電極、４・・・半導体素子を示す。 オＩ図
Claims (1)
- （１） Ｓ １ 、Ｍｇ ＋Ｍｎ から選ばれる元素の
内１種以上の合計が０．５〜３重量％を含有し、かっＺ
ｒｓ Ｔｔ＋ Ｃｒ＋Ｖ＃ Ｃｕから選ばれる元素の内
１種以上の合計が、０．０２〜０．５ 重量％を含有し
、さらにＢｅ＋ Ｌ１＃ Ｂから選ばれる元素の内１種
以上の合計が０．００１〜０．３重量％をも含有し、残
部が本質的にＡ７ よりなることを特徴とするボンディ
ングワイヤ用アルミニウム合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59104355A JPS60248861A (ja) | 1984-05-22 | 1984-05-22 | ボンデイングワイヤ用アルミニウム合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59104355A JPS60248861A (ja) | 1984-05-22 | 1984-05-22 | ボンデイングワイヤ用アルミニウム合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60248861A true JPS60248861A (ja) | 1985-12-09 |
Family
ID=14378558
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59104355A Pending JPS60248861A (ja) | 1984-05-22 | 1984-05-22 | ボンデイングワイヤ用アルミニウム合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60248861A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6137941A (ja) * | 1984-07-27 | 1986-02-22 | Hitachi Cable Ltd | ボンデイングワイヤ |
| JPS62228446A (ja) * | 1985-11-29 | 1987-10-07 | Nippon Mining Co Ltd | 半導体配線材料用アルミニウム合金 |
| JPS62235452A (ja) * | 1986-04-03 | 1987-10-15 | Nippon Mining Co Ltd | 半導体配線材料用Ｂ含有Ａｌ合金 |
| JPS62235451A (ja) * | 1986-04-03 | 1987-10-15 | Nippon Mining Co Ltd | 半導体配線材料用Ａｌ合金 |
| JPS62240733A (ja) * | 1986-04-11 | 1987-10-21 | Nippon Mining Co Ltd | 半導体配線材料用ｂ含有アルミニウム合金 |
| US5571347A (en) * | 1994-04-07 | 1996-11-05 | Northwest Aluminum Company | High strength MG-SI type aluminum alloy |
| WO2007109957A1 (fr) * | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Renzhong Yang | Fil d'alliage al-mg |
| US20160099200A1 (en) * | 2014-10-01 | 2016-04-07 | Stmicroelectronics S.R.L. | Aluminum alloy lead frame for a semiconductor device and corresponding manufacturing process |
-
1984
- 1984-05-22 JP JP59104355A patent/JPS60248861A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6137941A (ja) * | 1984-07-27 | 1986-02-22 | Hitachi Cable Ltd | ボンデイングワイヤ |
| JPS62228446A (ja) * | 1985-11-29 | 1987-10-07 | Nippon Mining Co Ltd | 半導体配線材料用アルミニウム合金 |
| JPS62235452A (ja) * | 1986-04-03 | 1987-10-15 | Nippon Mining Co Ltd | 半導体配線材料用Ｂ含有Ａｌ合金 |
| JPS62235451A (ja) * | 1986-04-03 | 1987-10-15 | Nippon Mining Co Ltd | 半導体配線材料用Ａｌ合金 |
| JPS62240733A (ja) * | 1986-04-11 | 1987-10-21 | Nippon Mining Co Ltd | 半導体配線材料用ｂ含有アルミニウム合金 |
| US5571347A (en) * | 1994-04-07 | 1996-11-05 | Northwest Aluminum Company | High strength MG-SI type aluminum alloy |
| WO2007109957A1 (fr) * | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Renzhong Yang | Fil d'alliage al-mg |
| US20160099200A1 (en) * | 2014-10-01 | 2016-04-07 | Stmicroelectronics S.R.L. | Aluminum alloy lead frame for a semiconductor device and corresponding manufacturing process |
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