JPS619536A - ボンディングワイヤ用アルミ合金細線の製造方法 - Google Patents

ボンディングワイヤ用アルミ合金細線の製造方法

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JPS619536A
JPS619536A JP59128974A JP12897484A JPS619536A JP S619536 A JPS619536 A JP S619536A JP 59128974 A JP59128974 A JP 59128974A JP 12897484 A JP12897484 A JP 12897484A JP S619536 A JPS619536 A JP S619536A
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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】 （発明の分野） この発明は、たとえば巻線導体やボンディングワイヤな
どに用いられるアルミ合金細線の製造方法に関する。
（先行技術の説明） 電気機器、電子機器および半導体装置等の技術分野にお
ける技術の進歩に伴ない、これらに使用される導体まｋ
はボンディングワイヤなどにより高い耐軟化性、高温強
度性あるいは細線への加工性が要求されてきている。従
来、外とえば半導体チップの外部との接続に際しては、
金を主成分とする貴金属細線が使用されていた。しかし
最近では、高価な貴金属細線の使用を避けるために、ア
ルミ合金細線の使用が着目されている。
しかしながら、アルミ合金細線には以下に述べるような
欠点があった。すなわち、アルミ合金細線をたとえばボ
ールボンディングによって接続する場合、まず細線の一
部をアーク放電により溶融させ表面張力でボールを形成
し、その後これを熱と超音波の使用によって電極に接続
する。この場合、アルミ合金細線が加熱によって軟イヒ
され、そのため強度が著しく低下してしまうということ
がある。たとえば、３０μｍといった極細アルミ合金線
がアーク放電で溶融された場合、その近傍の部分も融点
近くの温度まで加熱され、そのため軟化して強度が著し
く低下してしまい、このネック部で破断してしまうとい
うことが多かつ六〇そのため、高温加熱されても耐軟化
性が保証され得るアルミ合金細線が要望される。しかし
、溶融・鋳造した鋳塊を多数の工程を経て加工していく
ことによってアルミ合金細線を得る従来の製法では、耐
軟化性を得るのは困難であり、また細線への伸線加工性
を向上させることも困難であった。
そこで、急冷アルミ合金粉末を加熱加圧し、その後これ
を伸線加工することも試みられた。しかしながら、この
製法では、耐軟化性を満足させることができても、細線
への加工性までも満足させることは極めて困難であった
。
（発明の目的） それゆえに、この発明の目的は、耐軟化性と細線への加
工性の両者を満足させることのできるアルミ合金細線の
製造方法を提供することである。
（発明の構成） 本発明は、■、Ｃｒ、ＴｉｌＭｎ　　希土類元素から選
ばれる１種以上の元素が合計で０．１〜３重量係添加さ
れたアルミニウム溶融物を冷却液中に噴出し急冷凝固さ
せることを特徴とするアルミ合金細線の製造方法である
。
ｒＶ、　Ｃｒ、　Ｔｉ　、　Ｍｎ　　希土類元素のうち
少くとも１種類の元素が添加されたアルミ巨つム溶融ｉ
」を用いることにより、耐軟化性が著しく向上し、しか
も細線加工性が良く歩留が高くなる。「０．１〜３重量
係」の根拠は、以下の理由に基づく。
即ち、０．１重量幅未満の添加量ならば前記改善に効果
がなく、一方３重量係を越えると前記改善効果が飽和し
、かえって細線加工性を害するおそれがある。「冷却液
中に噴出し急冷凝固させる」のは、これにより得られる
線の断面形状が真円に近いものとなりやすく、冷却速度
が大きくなり特性改善の効果が得やすくなるからである
。
好ましくは、凝固させた後、少なくとも減面率５０係以
上の冷間加工が施される。断面の均一化および強度の向
上を果たし得るからである。
「５０係以上」とした理由は、５０係未満では上記効果
が不充分だからである。
好ましくは、アルミニウム溶融物として、Ｃｕ　。
Ｓｉ、Ｍｇからなる群から選ばれる元素の１種以上を合
計で３重量幅以下含有されているものを用いる。これに
より、細線強度の改善ができ、特に冷間加工による強度
の著しい改善が可能となる。
「合計で３重量幅以下」としたのは、３重量幅を越えれ
ば効果が飽和するとともに、かえって冷間加工性を害す
るおそれがあり、かつ、導電性を害する。
好ましくは、アルミニウム溶融物として、Ｂｅ、Ｂ、Ｌ
ｉ　　からなる群から選択される１種以上の元素が合計
で０．００１〜０，３重量幅含有されているものを用い
る。これにより、溶融状態から冷却液中に噴出して急冷
凝固させる場合、断面形状等が均一で真円に近い線を得
ることが容易となる。
また、半導体装置の配線用ボンディングワイヤとしてポ
ールボンディングする場合、ボールの形成能を高めるこ
とができる。「合計でＱ、００１〜０．３重量幅」の根
拠は、９．００１１未満ならば上記効果が不充分であり
、０．３係を越えるならば上記効果が飽和するからであ
る。
また、好ましくは、アルミニウム溶融物を急冷凝固する
方法が、回転するドラム内壁面に遠心力により層をなし
て存在する冷却液中に溶融状態の上記合金をジェット流
として細線σζ急冷凝固させる方法が用いられる。
前述の方法が用いられる理由は、Ｖ、　Ｃｒ　、　Ｔｉ
　。
■　希土類元素を多く含有するアルミニウム溶融体の前
記元素の偏析や析出を抑えるんめである。
また、好ましくは、この発明に従った方法によって得ら
れた線材は、ボンディングワイヤ等半導体装置の配線用
導体として用いられる。
（実施例の説明） 実施例１ 第１表に示した組成のアルミ合金を、第１図に模式的に
示す回転液中紡糸装置のるつぼｌ内で溶解した。この溶
解は、るつぼ１の周囲に配置されたヒータ２の加熱によ
り行なつな。次に、るっぽｌの上方からＡｒガスをるつ
ぼｌ内に導入し、その圧力によりアルミニウム溶融物を
回転Ｆラム３の内壁面に形成された冷却液槽中に、るっ
ぽｌの底部の丸孔から噴出させた。これにより、直径０
、２５　ｎｕｎのアルミ合金細線４が得られた。その後
このアルミ合金細線４を直径３０μｍになるまで伸線加
工した。
比較のため従来の方法として、第１表に示した組成のア
ルミ合金を保護雰囲気下に溶製し、これを半連続鋳造、
熱間押出し、皮剥、冷間伸線および中間焼鈍を経て直径
３０μｍになるまでの伸線加工を試みた。この発明に従
った製造方法によれば、すべての試料（番号１〜１０）
ｔ”直径３０μｍになるまで高い歩留で伸線加工するこ
とができた。
一方、比較される従来の製造方法では、いずれも冷間伸
線加工性が悪く、少量のサンプル採集のみ可能であつな
。
実施例２ 本発明法による試料番号１〜１０の組成の合金線（ａＯ
μｍ）を用いて、ポールポンディ”／９”を実施した。
すなわち、Ａｒガス雰囲気下で、キャピラリに固定され
た合金線の先端と電極との間にアークを発生させて溶融
し、ポールを作製し、これを半導体素子の電極部にボン
ディングしに０第２図は、合金線が半導体素子に接続さ
れな状態を示す図である。図中、５はアルミ合金細線、
６はポールボンディング部、７は電極、８は半導体素子
、９はリードフレーム、ｌＯは一ステッチボンディング
部、１１はワイヤ中央部を示す。第２図に示す接続状態
から、図中矢印Ａで示すようにアルミ合金細線５を引張
ってその強度テストをしたところ、いずれの試料番号の
合金細線も、十分大きい荷重を与えたときワイヤ中央部
ｌｌ付近で切断した。
一方、従来法によるものではポールポンディング部６付
近やステッチボンディング部ｌｏ付近で切断するものも
多かった。
第　　１　　表 （発明の効果） 以上のように、この発明によれば、Ｖ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｍ
ｎ希土類元素から選ばれる１種以上の元素が合計で０．
１〜３重量重量加されたアルミニウム溶融物と冷却液中
に噴出し、急冷凝固させるため耐軟化性において優れた
細線を得ることができ、しかも細線化への加工を容易に
行なうことができる。また、細線化への加工工程が少な
いため高い歩留りで製造が可能である。
この発明は、ＩＣ等半導体装置用ボンディングワイヤ、
ヒユーズ、導体、耐軟化性導体、高温強度を有する導体
などの各種のアルミ合金細線に応用することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、この発明を実施するための装置の一例を模式
的に示す図である。第２図は、この発明に従つに製造方
法によって得られたアルミ合金細線を半導体素子に接続
しん状態の一例を示す図である。 図において、ｌはるつぼ、２はヒータ、３は回転ドラム
、４はアルミ合金細線、５はアルミ合金細線、６はポー
ルボンディング部、７は電極、８は半導体素子、９はリ
ードフレーム、ｌｏはステッチポンディング部、１１は
ワイヤ中央部を示す。 ＷＩ図 ７？２図

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）Ｖ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｍｎ希土類元素から選ばれる元
    素の１種以上を合計で０．１〜３重量％が添加されたア
    ルミニウム溶融物を冷却液中に噴出し急冷凝固させるこ
    とを特徴とするアルミ合金細線の製造方法。
  2. （２）前記アルミニウム溶融物を凝固させた後、少くと
    も減面率５０％以上の冷間加工を行う特許請求の範囲第
    （１）項記載のアルミ合金細線の製造方法。
  3. （３）前記アルミニウム溶融物として、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｍ
    ｇからなる群から選ばれる１種以上の元素が合計で３重
    量％以下含有されているものを用いる特許請求の範囲第
    （１）項、第（２）項記載のアルミ合金細線の製造方法
    。
  4. （４）前記アルミニウム溶融物として、Ｂｅ、Ｂ、Ｌｉ
    からなる群から選ばれる１種以上の元素が合計で０．０
    ０１〜０．３重量％含有されているものを用いる特許請
    求の範囲第（１）項ないし第（４）項のいずれかに記載
    のアルミ合金細線の製造方法。
  5. （５）前記アルミニウム溶融物を急冷凝固させる方法が
    、回転するドラム内壁面に遠心力により層をなして存在
    する冷却液中に溶融状態の上記合金をジェット流として
    細線に急冷凝固させる方法である特許請求の範囲第（１
    ）項及び第（２）項記載のアルミ合金細線の製造方法。
  6. （６）前記線材は、半導体装置の配線用導体として用い
    られる特許請求の範囲第（１）項ないし第（５）項のい
    ずれかに記載のアルミ合金細線の製造方法。
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