JPS6120693A - ボンデイングワイヤ− - Google Patents

ボンデイングワイヤ−

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JPS6120693A
JPS6120693A JP59139108A JP13910884A JPS6120693A JP S6120693 A JPS6120693 A JP S6120693A JP 59139108 A JP59139108 A JP 59139108A JP 13910884 A JP13910884 A JP 13910884A JP S6120693 A JPS6120693 A JP S6120693A
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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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、銅系ボンディングワイヤーに関する。
〔発明の技術的背景及びその問題点〕
ＩＣやＬＳＩ等の半導体素子の内部では、例えば、図面
に示すように、半導体チップｔｌ）及びリードフィンガ
ー（２）が設けられており、これらを線径１０〜１００
μ程度のボンディングワイヤー（３）で結ぶ構造となっ
ている。
このボンディングワイヤー（３）の接合方法としては、
まずワイヤーの先端をボール状に加熱溶融させ、次にこ
のボール状の先端を半導体チップ（１１−こ圧接し、更
に弧を描くようにワイヤーを延ばし、３００〜３５０℃
に加熱されたリードフィンガー（２）にワイヤーの一部
を再度圧接し、切断することにより、半導体チップ０１
とリードフィンガー（２）とを結線するもので、ある。
この種のボンディングワイヤーとして導電性、ワイヤー
伸び、ワイヤー強度、半導体チップとの接合強度（以下
ボール接合強度と称す、）及びボール形成性が要求され
ており、従来から主に金線が使用されている。
しかし、近年、価格及び導電性の点からボンディングワ
イヤーとして、銅線を用いる試みがなされているが、銅
線を用いて熱圧接を行なうと、ボール接合強度が低下す
る場合がしばしばあり、一方、ボール接合性を改善しよ
うとすると、導電性が低下し、双方の特性を満足する銅
リードワイヤーが得られなかった。
〔発明の目的〕
本発明は、ボール接合強度が良好でかつ導電性が良好な
銅リードワイヤーを提供することを目的とする。
〔発明の概要〕
本発明者らは、ボンディングワイヤーについて鋭意研究
した結果、ボンディング強度の低下は、主に形成された
ボール中のガスにより生じることを見い出した。
即チ、半導体チップ上にこのボールが圧接された際、ガ
スによる空洞が接合部に位置し、接合強度を低下させる
こと及びこの現象は特に銅線で発生しやすいことを見い
出した。
本発明は、これらの知見をもとに完成されたものである
。
本発明は、Ｍｇ＋Ｏａ＋希土類元素、ＴｌＨｒ、ＶｔＮ
ｂｚＴａ＋Ｎｉ、Ｐａ＋Ｐｔ。
Ａｕ、Ｏｄ、Ｂ、ＡＡ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ。
Ｐ　ｂ　、Ｐ　、Ｓ　ｂ　、Ｂ　ｉ　ｔ　８　ｅ及びＴ
ｅから選択された１種又は２種以上の元素を０．００１
〜２重量％含有し、残部が実質的に銅であるボンディン
グワイヤーを提供する。
即ち、これら添加元素は、合金中のＨ２Ｏ。
Ｎ、０を固定し、Ｈ２ｔ　Ｏ２１Ｎ　２及びＣＯガスの
発生を抑制する。
しかし、これらの添加量が多すぎると、導電性を低下さ
せ、一方少なすぎると、効果が生じにくい、したがって
、上記添加元素の成分範囲は０．００１〜２重量％、更
には０．０１〜１重量％が好ましい。
上記添加元素のうちでも、Ｍ　ｇ　、　Ｙ　、ランタノ
イド元素及びＨｆは、導電性をあまり低下させず、ガス
発生防止効果が高い、しかしこれらの添加量も多すぎる
と、導電性を低下させ、一方少なすぎると効果が生じに
くい。
したがって、その成分範囲は０．０１〜１重量％、更に
は０．０５〜０．２重量％が好ましい。
なお１本発明のワイヤーは被覆されて用いられてもよい
。
以上述べたワイヤーの製造方法を次に述べる。談ず、成
分元素を添加して溶解鋳造してインゴットを得、次にこ
のインゴットを７００〜８００℃で熱間加工し、その後
９００〜９６０℃で熱処理し、急冷後、６０％以上の冷
間加工を施し、４００〜６００℃で熱処理を施す。
それにより所望のワイヤーが得られる。
〔発明の実施例〕
本発明の実施例について説明する。第１表に示す成分の
リードワイヤーを製造し、その特性として、導電性、初
期ボール硬度、ワイヤーの伸び、ワイヤー強度、ボール
接合強度及びボール形成性を測定した。
初期ボール硬度は、ボール圧着時の硬度をいい、硬度が
低いほど、圧着性は良好となる。
又、ワイヤーの伸びは、ワイヤーが破断する迄の伸びを
いい、伸びが大きいほど、断線率が低い。
又、ボール接合強度は、熱圧着されているリードワイヤ
ーの接合部に、つり針状のカギをかけ、真横に引っばっ
て、接合部をせん断破壊させるまでの荷重（ｇｆ）　　
を測定することにより、得られる。
又、ボール形成性は、ワイヤーの先端がボール状に溶融
した際、酸化するかどうか、空洞ができるかどうか、ボ
ールの径のバラツキが大きいか小さいかという事を測定
することにより、判断される。
まず、導電性に関しては、実施例＋１１〜（５）及び比
較例＋１１がＡｕ線より高い導電性を示し、非常に有効
である。
又、初期ボール硬度に関しては、実施例（］）〜（５）
及び比較例（５）がビッカース９０以下を示し、実用的
である。
又、ワイヤーの伸びに関しては、実施例ｉｌｌ〜（５）
及び比較例（１１、（３１がＡｕ１ｉＪより大きい伸び
を示し、有用である。
又、ワイヤー強度に関しては、実施例（１）〜（５）及
び比較例（１）〜（４）がＡｕ線と同等あるいはそれよ
り大きい強度を示し、有用である。
又、ボール接合強度に関しては、実施例＋１ｉ〜（５）
及び比較例（２１ｔ　（３ｉ　、　（５１は接合強度が
６５（１’）以上であり、実用的である。
又、ボール形成性は、比較例（４）以外は、すべて良好
である。
以上の各特性を総合的に考慮すると１本発明の実施例ｔ
ｌ）〜（５）は比較例（１１〜（５）に比べて、優れて
いる。
以下余白 〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明のリードワイヤーは、Ｍｇ
ｅＯａ、希土類元素、Ｔ１゜Ｈｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｎ
ｉ、Ｐｄ、Ｐｔ。
Ａｕ、Ｃｄ、Ｂ、Ａ／、Ｉｎ、Ｓｌ、Ｇｅ。
Ｐｂ、Ｐ、８ｂ、Ｂｉ、８ｅ及びＴｅから選択された１
種又た２種以上の元素を０．　ＯＯ１〜２ｆｆｉｉ！％
含有させることにより、ボール接合強度が良好でかつ導
電性が良好な銅系り一ドワイヤーを提供できる。
【図面の簡単な説明】
図面は、半導体素子の一部切り欠き斜視図である。 ｌ・・・半導体チップ ２・・リードフィンガー ３・・・ボンディングワイヤー ４・・・樹脂モールド

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）Ｍｇ、Ｃａ、希土類元素、Ｔｉ、Ｈｆ、ＶＮｂ、
    Ｔａ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｕ、ＣｄＢ、Ａｌ、Ｉｎ、
    Ｓｉ、Ｇｅ、Ｐｂ、Ｐ、 Ｓｂ、Ｂｉ、Ｓｅ及びＴｅから選択された１種又は２種
    以上の元素を０．００１〜２重量％含有し、残部が実質
    的に銅であるボンディングワイヤー。
  2. （２）Ｍｇ、Ｙ、ランタノイド元素、Ｈｆから選択され
    た１種又は２種以上の元素を０．０１〜１重量％含有し
    、残部が実質的に銅である特許請求の範囲第１項に記載
    のボンディングワイヤー。
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