JPS62116743A - 半導体素子ボンデイング用Cu線 - Google Patents

半導体素子ボンデイング用Cu線

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JPS62116743A
JPS62116743A JP60255277A JP25527785A JPS62116743A JP S62116743 A JPS62116743 A JP S62116743A JP 60255277 A JP60255277 A JP 60255277A JP 25527785 A JP25527785 A JP 25527785A JP S62116743 A JPS62116743 A JP S62116743A
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JP
Japan
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wire
bonding
ball
semiconductor device
balance
Prior art date
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Pending
Application number
JP60255277A
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English (en)
Inventor
Toru Tanigawa
徹 谷川
Shoji Shiga
志賀 章二
Masaaki Kurihara
正明 栗原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS62116743A publication Critical patent/JPS62116743A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/50Bond wires
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/50Bond wires
    • H10W72/551Materials of bond wires
    • H10W72/552Materials of bond wires comprising metals or metalloids, e.g. silver
    • H10W72/5522Materials of bond wires comprising metals or metalloids, e.g. silver comprising gold [Au]
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/50Bond wires
    • H10W72/551Materials of bond wires
    • H10W72/552Materials of bond wires comprising metals or metalloids, e.g. silver
    • H10W72/5525Materials of bond wires comprising metals or metalloids, e.g. silver comprising copper [Cu]

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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】 産業上の利用分野 本発明はIC,)ランシスター、ダイオード等の半導体
のワイヤーボンディングに用いるCu線に関するもので
ある。
従来の技術 従来IC,LSI又はハイブリットIC等の半導体にお
いて、Siチップなどの半導体素子上に形成した電極パ
ッドとリードフレーム等のインナーリードとを電気的に
接続するために、AuやAt−Si合金からなる線径1
5〜6011m程度の細線が用いられている。Au細線
は生産性の高い熱融着法や超音波熱圧着法によるワイヤ
ーボンディングが可能で、耐食性も優れているところか
ら広く利用されているが、著しく高価である。ht−s
t合金細線はAu細線に比して安価であるが、大気中に
おいて熱融着法を適用することができないため生産性が
劣り、また腐食し易いために半導体の使用時に断線等の
故障を起し易い。特にエポキシ樹脂等の汎用樹脂モール
ド半導体では、該樹脂の透湿性と塩素汚染によるAt−
3i合金細線の腐食が大きな問題となっている。
これに鑑み安価で比較的に耐食性も優れているCuやC
u合金細線が提案され検討が進められている。CuやC
u合金細線によればSiチップとAu細線のワイヤーボ
ンディング部におけるパープルブラック問題が回避でき
るばかりか、AuやAgメッキ部との接合性も良好であ
り、特に最近のメッキレスのCu又hCu合金製リード
フレームを用いる直接ワイヤーボンディングでは、同種
の金属接合となって接合性を安定化すると共に樹脂封止
後の耐湿性にも優れている特徴を有している。
発明が解決しようとする問題点 ボンディング用Cu線に要求される特性として、ボール
形状が良好でボール硬度が可及的にAuに近く、半導体
素子の損傷を招くことがないこと。またリードフレーム
のインナーリード部への接合性が良好なこと等が必要と
されている。
ボンディング用Cu線として純銅を用いることが特開昭
60−124959号公報により提案されているが、純
銅のボール硬度はAuのボール硬度の約2倍近くもあり
、ボールボンド時に半導体素子の損傷を招く恐れがある
。またCuにV%Cr%Hf等を添加することにより、
ボール硬度を可及的に小さくする方法が特開昭60−1
7040号公報により提案されているが、これ等はボー
ル形成時にワイヤーそのものが軟かくなり、張つ几ワイ
ヤーに弛みを生じて他のワイヤーや半導体素子に接触し
、ショート’を起す恐れがあるばカリか、インナーリー
ドとの接合時に過剰の変形を生じ、接合力を低下する欠
点がある。
問題点を解決する几めの手段 本発明にこれに鑑み種々検討の結果、優れた特性を有す
る半導体素子ボンディング用Cu線を開発したものであ
る。
即ち本発明Cu線の一つに、Ti0.0005〜0.2
wt%と、Mg、 Fe、 Ni、 Cr%S i、 
Co、 Mn。
At%B%Zrの何れか1種又は2種以上を合計で0.
0005〜0.2wt%と金含み、残部Cuからなるこ
とを特徴とするものである。
また本発明Cu線の他の一つに、TiO,0005〜0
.2wt%と、Mg、Fe%Ni%Cr、 S i%C
o。
Mn、At、B、Zrの何れか1種又は2種以上を合計
T0.0005〜0.2wt%と、Zn、 Sn%Ca
Be、Y、希土類元素の何れか1種又は2種以上を合計
で0.2 w t%以下とを含み、残部Cuからなるこ
と全特徴とするものである。
作用 本発明はCuに上記元素を微量添加1.7tもので、C
uVCIri所謂不可避的不純物によ!ll′I&量の
元素の添加効果が損なわれないように、望ましくは純度
99.99wt%以上(以下wt%f係と略記)の純銅
を用いる。
本発明においてTi含有量を0.0005〜0.2%と
限定したのは、Tiはボール成形時のボール硬度を低下
させる効果を有するも、その含有量がo、ooos%未
満でに効果が不十分となり、0.2St−越えると逆に
ボール硬度が高くなるためである。またMg、 Fe%
Ni%Cr、 3i、 Co、Mn、hts B% Z
rの何れか1種又は2種以上の合計含有量を0.000
5〜0.2%と限定したのに、これ等元素はTiとの共
存下でボール硬度を高めることなく、Cu線としての高
温強度を向上する効果を有するも、合計含有量が0.0
005%未満では効果が認められず、0.2%を越える
とボール硬度を必要以上に高め、かつ伸線加工性を低下
させるためである。
また上記Cu線に更にZn、 Sn、 Ca、 f3e
、Y、希土類元素の何れか1種又は2種以上を合計で0
.2%以下含有せしめるのに、ボール硬度を高めること
なく、伸線加工性及び高温特性をより高めるためで、合
計含有量が0.2%を越えると効果が飽和するばかりか
、ボール硬度を不必要に高めるようになるためである。
実施例 真空溶解鋳造炉を用いて、純度99.997%の電気銅
を溶解し、これに各合金元素を添加して鋳造し、第1表
(1)〜(2)に示す組成の直径25朋、長さ140咽
のビレットを得た。これを面前して直径20■、長さ1
30■とじ、これを溝ロールによる冷間圧延と300℃
の真空焼鈍を繰返し、直径8mで皮ムキ加工により直径
7.5+mとした。これについて50%の伸線加工と3
00℃の真空焼鈍を繰返し、直径25μ常のボンディン
グ用Cu線を製造し、その伸線加工性を比較した。
また得られたCu線について、250℃における高温引
張強度及び10%H,+ N、ガス中でのボール底形に
おけるポール形状及び502荷重でのボール歪量を調べ
た。ま几荷重50gr、超音波出力0.IW、ボンディ
ング時間0.1μSeeの条件における結線の形状を調
べた。後、プル試験によりCu線のボンディング強度と
破断モードを調べた。これ等の結果を第1表(1)〜(
2)に併記した。尚ボール歪に横方向の直径り、と縦方
向の直径D2の比D1/D2で示し、た。
算1表−(1 本発明Cu線 I   Cu−0,05]T、i−0,
0UO6Fe2   Cu−Q、049Ti−0,03
1Fe3   Cu−0,052Ti −0,18Fe
4   Cu−0,051Ti−0,0006Ni5 
  Cu−0,04FITi−0,035Ni//  
    6   Cu−0,049Ti −0,17N
i/’      7   Cu−0,050Ti−0
,00j15Crtt      RCu−0,000
6Ti−0,029Crtt      9   Cu
−0,052Ti−0,032Crtt      1
0  Cu−0,]8Ti−0,032Crtt   
   11  Cu−0,06] T l −0,16
Cr12  Cu−0,052Ti−0,0006Si
//      13  Cu−0,051Ti−0,
18Sitt      14  Cu−0,051T
i−0,0006C。
//      15  Cu−0,048Ti−0,
19(:。
//      ] 6  Cu−0,062Ti−0
,0007Mnt/      17  Cu−0,0
57Ti−0,17Mntt      ] Ft  
Cu−0,052Ti  O,0005Attt   
   ] 9  Cu−0,05] T i  O,1
9kt20  Cu−0,05]Ti−0,0006B
tl      23  Cu−0,050Ti −0
,16Ba      22  Cu−0,049Ti
−0,0006Zr//      23  Cu−0
,053T i −0,19Z r24  Cu−0,
042Ti−0,0009Fe−0,000RCr−0
,0//      25  Cu−o、oso’ri
−0,0]3Ni−0,002]Cr26  Cu−0
,048Ti−0,052Mgtt      27 
 Cu−0,054Ti−0,052Ni−0,000
6Zn28  Cu−0,054Ti−0,0053N
i−0,]9Zntt      29  Cu−0,
051Ti−0,05]Ni−0,0007Sno  
    3(l  Cu−0,052Ti−0,05]
Ni−0,]R8n3]  Cu−0,05[’i−0
.05]Ni−0.0O(16ca32  Cu−0,
052Ti−0,05ONi−Oj7Ca33  Cu
−0,050Ti−0,051Ni−0,0OU7Be
31 Cu−IIす51 T i −+1.il 、1
8N i −0,1R13c//      10  
    tt      tt       u   
  n○   12     n    Q、7   
  tt    tt◎    9     tt  
  Q、ill    7/   a〃     JO
〃     〃      〃    〃〃12   
   tt     tt       tt    
tttt      33tt     O,g   
   tt    tt○   12    tt  
  QJ(tt    tt◎   ]0   〃  
 〃    〃   〃0  13     tt  
  u      o    tt◎   B    
 tt    tt     n   tt//   
   12      LL     l/     
  /l     ////      8     
 tt     O,9tt    tt〃    】
ス 〃     9     〃    〃      〃
    〃0  33     a    Qj(tt
    tt◎   ]】〃〃 Q    14   0   〃〃〃 ◎    9    ◎   〃〃〃 〃12      tt     O09n     
tt12Mn//      11      // 
    O,Rn    tt//      32 
                  tt     
tt//      13      n     O
,9n     tttt      IQ     
 tt     Q、Ra     tt〃】2 10     〃    〃      〃    〃
13      //     0.7//     
 10      tt     O,8tt    
nn      12               
    n     u〃     】0 1、I      L/     0.7第1表(1)
 〜(2)から明らかなように、Cu1cTiを加えた
もの、更にはこれにZn%Sn、(:a%Be。
Y、希土類元素の何れか1種又は2種以上(以下Zn等
と略記)を加えた本発明Cui随1〜43は何れも高温
強度が8〜14Fと優れ、ボール形状も真球に近く、ボ
ール歪みも従来のAu線と同程度であるなど、ボンディ
ングワイヤーに必要とされる特性を十分に満足し、プル
試験からボンディング性も良いことが判る。
これに対し比較Cu線、例えば純銅線N144、Cu−
Ti合金線Na45.46ではボンディングワイヤーに
必要とされる特性が劣り、またCuにTiとNi等、更
にはこれにzn等を加えたものでも、その含有量が本発
明で規定する量以上に含むもの(NlL47〜61)で
は、比較Cu線N(L57を除き何れも伸線加工性が悪
く、細線に加工するのを断念し、た。また比較Cu線随
57に伸線加工性が良好なるも、ボール歪が大きく、ボ
ンディング性が劣ることが判る。
発明の効果 このように本発明+Ctt線は安価で、ボンディングワ
イヤーに必要とするすべての特性を満足すbもので、半
導体装置のボンディングワイヤーとして、その接合信頼
性を著しく向上することができる顕著な効果を奏するも
σ)である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)Ti0.0005〜0.2wt%と、Mg、Fe
    、Ni、Cr、Si、Co、Mn、Al、B、Zrの何
    れか1種又は2種以上を合計で0.0005〜0.2w
    t%とを含み、残部Cuからなる半導体素子ボンディン
    グ用Cu線。
  2. (2)残部Cuに純度99.99wt%以上の純銅を用
    いる特許請求の範囲第1項記載の半導体素子ボンディン
    グ用Cu線。
  3. (3)Ti0.0005〜0.2wt%と、Mg、Fe
    、Ni、Cr、Si、Co、Mn、Al、B、Zrの何
    れか1種又は2種以上を合計で0.0005〜0.2w
    t%と、Zn、SnCa、Be、Y、希土類元素の何れ
    か1種又は2種以上を合計で0.2wt%以下とを含み
    、残部Cuからなる半導体素子ボンディング用Cu線。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63171841A (ja) * 1988-01-11 1988-07-15 Furukawa Electric Co Ltd:The 電子機器用銅合金
US6758920B2 (en) 1999-11-24 2004-07-06 Honeywell International Inc. Conductive integrated circuit metal alloy interconnections, electroplating anodes; metal alloys for use as a conductive interconnection in an integrated circuit; and physical vapor deposition targets
US6849139B2 (en) 1999-06-02 2005-02-01 Honeywell International Inc. Methods of forming copper-containing sputtering targets

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63171841A (ja) * 1988-01-11 1988-07-15 Furukawa Electric Co Ltd:The 電子機器用銅合金
US6849139B2 (en) 1999-06-02 2005-02-01 Honeywell International Inc. Methods of forming copper-containing sputtering targets
US6758920B2 (en) 1999-11-24 2004-07-06 Honeywell International Inc. Conductive integrated circuit metal alloy interconnections, electroplating anodes; metal alloys for use as a conductive interconnection in an integrated circuit; and physical vapor deposition targets
US6858102B1 (en) * 2000-11-15 2005-02-22 Honeywell International Inc. Copper-containing sputtering targets, and methods of forming copper-containing sputtering targets

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