JPS6160841A - ボンデイングワイヤ− - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は半導体素子と外部リードとの電気的接続に用い
られるボンディングワイヤーに関する。

〔従来の技術〕

半導体装置の組立において、半導体素子と外部リードを
金属線でボンディングする方式が一般的である。このよ
うな金屑線として金線及びアルミニウム線が用いられ、
前者は熱圧着で、後者は超音波でボンディングされてい
る。金線を用いる熱圧着ボンディングの工程は大略、（
１）ボンディングキャピラリーを通した金線の先端を電
気的に又は水素炎により熔融してホ゛−ルを形成する過
程、（２）該ボールを半導体素子上のＩＥ極にキャピラ
リーで押し付けて接合せしめるボールボンド過程、（３
）キャピラリーを移動して金線ループを形成した後、外
部リード上に金線を押し付は接合せしめるウェッジボン
ド過程、及び（４）金線を挾んで上方番こ引張り、金線
を破断した後キャピラリーを半導体素子上に移動させる
過程、から成っており、全過程は２００〜３００　Ｃの
加熱雰囲気中で行なわれる。

このようなボンディング工程はワイヤーボングーによっ
て手動的又は自動的に行なうことができる。

ところでこのようなホ゛ンデイングに使用される金線は
性質にバラツキがあるとボール形状、ループ形状、接合
強度が区々となり、半導体装置の信頼性を低下せしめる
ことから純度９９．Ｈ％以上の高純度金を用いるように
している。然るに近年半導体装置、特に工Ｃの組立コス
トを低減するため自動ボンダーの一層の高速化が計られ
てきたが、上記高純度金線はこのような高速化に適合し
得ないことが明らかになってきた。その理由は高練度金
線の機械的強度特に熱間における破断強度の低い点にあ
り、キャピラリーの高速移動で金線が引張られた際その
引張り力が金線の破断強度を超えることがあり、そのた
めボンディング中に線切れが頻発するからである。又、
線切れに至らず何とかボンディング出来たとしても、−
腐熱を受けた高純度金線は著るしく軟化し、ループ形状
を保つだけの強さを殆んど失なう結果１ループが垂れて
（これをループタレと称する）素子又は素子を塔載して
いる金属部に接触し、動作不良の原因となることもある
。

このような高純度金線の欠点を解消するためＣａ。

Ｂｅを微量添加した金合金線が提案されている（特開昭
５３−１０５９６８号公報、特開昭５．３−１１２０５
０号公報）、またＡｇｓ　ｐｂ、　Ｏ＆％　Ｉ’ｅｓ　
Ｍｇを含む金合金線も提案されている（特開昭５６−１
２２１４．０号公報）、これらの金合金線は熱間強度が
高純度金線の常温強度程度あり、これによって高速ボン
ダーはその性能を最大限に発揮できるようになった。

〔発明が・解決しようとする問題点〕

この発明の目的はＯａを含む金合金以上の熱間強度を有
するＯａ、、Ｐｂを含む金合金ボンディングワイヤーを
提案することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明のボンディングワイヤーは純度ｆ１９．９９１ｉ
ｆｆｉ％以上の金に、Ｏａを０．０００２〜０．００５
重量％とＰｂを０．０００５〜０．００５［二％併せて
含有せしめた金合金線としたことにある。

（！ａＸＰｂの含有率は大きい程常温強度、熱間強度共
に大きくなるが、０ａＸＰｂをそれぞれ０．００５重量
％を超えて合金化するとボール形状が真球にならなくな
るのでそれぞれ０．００５重ｆｆｉ％以下とする必要が
ある。

又、Ｏａの含有率が０．０００２重量％未満、ｐｂの含
有率が０．０００５重量％未満では両者の効果が発揮さ
れない。より好ましいＯａ、Ｐｂ含有率は、Ｃａは０．
０００８〜０．００５重量％、ｐｂは０．０００５〜０
．００３５重量％である。

本発明に用いる金原料は純度９９．９９重ｆｉ％以上で
あれば良い。通常フォーナインと称する純金中には不純
物としてＩｌｌ＠ｌ５Ｓｉ　（ｕｓ　Ａｇ等を含んでい
る。これら不純物の含有率は産地により、又メーカーに
より一定しないので望ましくはファイブナイン（純度９
９．９９９重量％以上）を用いるのが良い。

本発明のボンディングワイヤーは次のようにして製造し
得る。即ち、ファイブナインの高純度金と各元素とで先
ず母合金を作って含有率を分析し、該母合金と高純度金
の配合比を所望の元素含有率範囲になるように決め、そ
れぞれ秤量して不活性ガス雰囲気中又は真空中で熔解し
、鋳造後鍛造又は溝ロール等で一定の線径まで圧延した
後、順次口径の小さいダイスを用いて伸線加工する。

本発明のボンディングワイヤーは常温強度、熱間強度共
に良好である。

〔実施例〕

実施例 金原料として７アイプナインの高純度金を用い、Ｃａ、
Ｐｂを種々の割合で含有する金合金インゴットを作成し
、これらに鍛造、伸線加工を施して直径０．０２５４・
鴎のボンディングワイヤーを室温１における破断伸び率
が４％程度になるように熱処理した後、室温における破
断強度σＢ１破断破断伸、２５０Ｃに加熱下の破断強度
σＢ１破断破断伸δを測定した。

結果をＯａのみを添加した場合（比較例）と共に下表に
示した。

１・ ：十 〔発明の効果〕 表示したようにＣａのみを添加した場合よりもＣａ、Ｐ
ｂを含む方が室温、高温における強度が高いことが認め
られる。

又、これらの金合金線を高速ボングーによるワイヤーボ
ンディングに供したところ、ボール形成性が良く、ルー
プのタレも認められなかった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）０．０００２〜０．００５重量％のカルシウムと
   、０．０００５〜０．００５重量％の鉛を含有すること
   を特徴とする残部純度９９．９９重量％以上の高純度金
   からなるボンディングワイヤー。