JPS6293326A - ボンデイングワイヤ - Google Patents
ボンデイングワイヤInfo
- Publication number
- JPS6293326A JPS6293326A JP60234359A JP23435985A JPS6293326A JP S6293326 A JPS6293326 A JP S6293326A JP 60234359 A JP60234359 A JP 60234359A JP 23435985 A JP23435985 A JP 23435985A JP S6293326 A JPS6293326 A JP S6293326A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ball
- wire
- bonding
- bonding wire
- work function
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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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
- H10W72/01—Manufacture or treatment
- H10W72/015—Manufacture or treatment of bond wires
- H10W72/01551—Changing the shapes of 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
- H10W72/071—Connecting or disconnecting
- H10W72/075—Connecting or disconnecting of bond wires
- H10W72/07511—Treating the bonding area before connecting, e.g. by applying flux or cleaning
-
- 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
- H10W72/551—Materials of bond wires
- H10W72/552—Materials of bond wires comprising metals or metalloids, e.g. silver
- H10W72/5525—Materials of bond wires comprising metals or metalloids, e.g. silver comprising copper [Cu]
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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、半導体装置の電気的接続に用いられるボン
ディングワイヤに関するものであり、特に、ボールボン
ディングに用いられるボンディングワイヤに関するもの
である。
ディングワイヤに関するものであり、特に、ボールボン
ディングに用いられるボンディングワイヤに関するもの
である。
従来、半導体装置の電気的接続に用いられるボンディン
グワイヤとしては、アルミニウム系または金糸の合金が
使用されており、またボンディングの方法としては、ウ
ェッジボンディングまたはポールボンディングが用いら
れている。
グワイヤとしては、アルミニウム系または金糸の合金が
使用されており、またボンディングの方法としては、ウ
ェッジボンディングまたはポールボンディングが用いら
れている。
ウェッジボンディングは、接続部上にボンディングワイ
ヤを置き、その上から楔で押し付け、加熱あるいは超音
波振動で圧着する方法であり、ポールボンディングは、
酸水素炎やアーク放電などの手段でボンディングワイヤ
の先端を加熱してボールを形成させ、そのボールを接続
部に圧着する方法である。工業的には、作業能率の高い
ポールボンディングが好んで用いられている。このボー
′ルボンディングに用いられるボンディングワイヤとし
ては、酸水素炎やアーク放電により、ワイヤの先端が容
易に球状となる金糸の合金によるものが一般に用いられ
ている。
ヤを置き、その上から楔で押し付け、加熱あるいは超音
波振動で圧着する方法であり、ポールボンディングは、
酸水素炎やアーク放電などの手段でボンディングワイヤ
の先端を加熱してボールを形成させ、そのボールを接続
部に圧着する方法である。工業的には、作業能率の高い
ポールボンディングが好んで用いられている。このボー
′ルボンディングに用いられるボンディングワイヤとし
ては、酸水素炎やアーク放電により、ワイヤの先端が容
易に球状となる金糸の合金によるものが一般に用いられ
ている。
しかしながら、このような接続は、接続部となる半導体
素子の電極が、多くの場合アルミニウム系であるため、
金とアルミニウムという異種金属間の接続となり、後工
程の加熱時などにおいて金属間化合物が生成し、劣化し
やすいという欠点があった。さらに、金糸合金によるボ
ンディングワイヤは、コストが高くなるという欠点もあ
った。
素子の電極が、多くの場合アルミニウム系であるため、
金とアルミニウムという異種金属間の接続となり、後工
程の加熱時などにおいて金属間化合物が生成し、劣化し
やすいという欠点があった。さらに、金糸合金によるボ
ンディングワイヤは、コストが高くなるという欠点もあ
った。
マタ、アルミニウム系のボンディングワイヤはボールが
できに＜＜、耐食性が悪いという問題点があった。
できに＜＜、耐食性が悪いという問題点があった。
そのため、ボール形成能、耐食性にすぐれ、かつ、コス
トの安い銅系のボンディングワイヤが望まれていた。
トの安い銅系のボンディングワイヤが望まれていた。
しかしながら、従来の銅系合金はボール形成能が悪く、
ボールボンディングに適したものでなかった。特に、酸
水素炎によるポールボンディングは、全く行うことがで
きなかった。
ボールボンディングに適したものでなかった。特に、酸
水素炎によるポールボンディングは、全く行うことがで
きなかった。
もう一方のアーク放電によるポールボンディングは、ワ
イヤ先端近くに設けた電極とワイヤとの間のアーク放電
により、ワイヤの先端にボールを形成させる方法である
が、放電のエネルギが大きすぎると、形成されたボール
の根元部分が過度の熱により劣化し、強度が著しく低下
したり、くびれたりするという問題が生じていた。さら
に、ポールボンディングに一般に用いられるワイヤの線
径２ト５０μｍ、ｎに比して、大きなボールが形成され
てしまうという問題もあった。
イヤ先端近くに設けた電極とワイヤとの間のアーク放電
により、ワイヤの先端にボールを形成させる方法である
が、放電のエネルギが大きすぎると、形成されたボール
の根元部分が過度の熱により劣化し、強度が著しく低下
したり、くびれたりするという問題が生じていた。さら
に、ポールボンディングに一般に用いられるワイヤの線
径２ト５０μｍ、ｎに比して、大きなボールが形成され
てしまうという問題もあった。
そこで、このような問題の解決方法として、アーク放電
のエネルギを小さくすることが考えられるが、エネルギ
を小さくすると、アークが飛ばずアーク放電しやすくす
るため、アルゴンガス雰囲気にすることが試みられてい
るが、未だ十分ではない。
のエネルギを小さくすることが考えられるが、エネルギ
を小さくすると、アークが飛ばずアーク放電しやすくす
るため、アルゴンガス雰囲気にすることが試みられてい
るが、未だ十分ではない。
この発明の目的は、上述の問題点を解消し、小さなエネ
ルギによるアーク放電を可能にし、ひいてはアーク放電
によるポールボンディングを可能にするボンディングワ
イヤを提供することにある。
ルギによるアーク放電を可能にし、ひいてはアーク放電
によるポールボンディングを可能にするボンディングワ
イヤを提供することにある。
この発明のボンディングワイヤは、仕事関数が３ｅｖ以
下である元素の１種または２種以」―を０．０１〜１重
計％含有し、残部は銅からなる。そこで、銅の純度は９
９．９９％以」−が好ましく、更に、銅の純度が９９．
９９ ’７％以」二がより好ましい。
下である元素の１種または２種以」―を０．０１〜１重
計％含有し、残部は銅からなる。そこで、銅の純度は９
９．９９％以」−が好ましく、更に、銅の純度が９９．
９９ ’７％以」二がより好ましい。
この発明によるボンディングワイヤは、仕事関数が３ｅ
ｖ以下である元素、即ち、電子を放出しやすい元素を０
．０１−１重量％含有しており、従来の合金によるボン
ディングワイヤに比べ、より小さなエネルギでアーク放
電させることができる。
ｖ以下である元素、即ち、電子を放出しやすい元素を０
．０１−１重量％含有しており、従来の合金によるボン
ディングワイヤに比べ、より小さなエネルギでアーク放
電させることができる。
従って、過度のエネルギを、ワイヤ先端部に形成された
ボールに！ｊ、えることなくアーク放電することができ
るので、ボールの根元部分における強度の低下やくびれ
を生じることすく、ポールボンディングすることができ
る。
ボールに！ｊ、えることなくアーク放電することができ
るので、ボールの根元部分における強度の低下やくびれ
を生じることすく、ポールボンディングすることができ
る。
さらに、この発明により、合金によるポールボンディン
グが可能となるため、金糸合金を用いた場合に生ずる金
属間化合物生成による劣化や高コストの問題点も解消さ
れ、ポールボンディングの信頼性を一層高めることがで
きる。
グが可能となるため、金糸合金を用いた場合に生ずる金
属間化合物生成による劣化や高コストの問題点も解消さ
れ、ポールボンディングの信頼性を一層高めることがで
きる。
この発明に用いられる仕事関数が３ｅｖ以下の元素の代
表的なものとして、例えばカリウム（２ｇ ｅ ｖ）、
セシウム（１，９ｅ ｖ）、バリウム（２，５ｅ ｖ）
、ストロンチウム（２，１ｅｖ）などを挙げることがで
きる。
表的なものとして、例えばカリウム（２ｇ ｅ ｖ）、
セシウム（１，９ｅ ｖ）、バリウム（２，５ｅ ｖ）
、ストロンチウム（２，１ｅｖ）などを挙げることがで
きる。
なお、この発明において、仕事関数が３ｅｖ以下である
元素の含有率を０．０１〜１重量％に限定したのは、０
．旧型量％未満であると、小さなエネルギで小さい均一
なボールを形成する特性が発揮されないため、結果とし
てのボール形成能の改善が認められず、他方、１重量％
を越えると、伸線加工性、耐食性、導電性を損なうおそ
れが生じてくるためである。
元素の含有率を０．０１〜１重量％に限定したのは、０
．旧型量％未満であると、小さなエネルギで小さい均一
なボールを形成する特性が発揮されないため、結果とし
てのボール形成能の改善が認められず、他方、１重量％
を越えると、伸線加工性、耐食性、導電性を損なうおそ
れが生じてくるためである。
純度９９．９９％、ｆＨ）、９９７％の銅地金をベース
として用い、第１表に示す組成（％は重量％を示す）の
合金を溶製した。溶製後、溶湯からセラミックスフィル
タで１０μｍ以上の介在物を除去しながらビレットに連
続鋳造した。
として用い、第１表に示す組成（％は重量％を示す）の
合金を溶製した。溶製後、溶湯からセラミックスフィル
タで１０μｍ以上の介在物を除去しながらビレットに連
続鋳造した。
このビレットを表面切削した後、熱間押出しにより１０
ｍｍ〆のワイヤとした後、皮剥ぎ、伸線、熱処理を組合
わせて４０μ畝のボンディングワイヤを作製した。
ｍｍ〆のワイヤとした後、皮剥ぎ、伸線、熱処理を組合
わせて４０μ畝のボンディングワイヤを作製した。
得られた４０μ畝のボンディングワイヤについて、ボー
ル形成能および伸線加工性を以下のようにして評価し、
第１表に示した。
ル形成能および伸線加工性を以下のようにして評価し、
第１表に示した。
−〇−
（イ）ボール形成能
４０μでのボンディングワイヤをサファイヤ製のキャピ
ラリに通し、アルゴンガス噴出下、ワイヤの先端近くｖ
て設けた電極と、ワイヤとの間のアーク放電により、種
々の電気的条件でボールを形成させ、そのボール形成状
況を次の２段階（○と×）で評価し、ボール形成能とし
た。
ラリに通し、アルゴンガス噴出下、ワイヤの先端近くｖ
て設けた電極と、ワイヤとの間のアーク放電により、種
々の電気的条件でボールを形成させ、そのボール形成状
況を次の２段階（○と×）で評価し、ボール形成能とし
た。
○：真球に近い表面形状の滑らかなボールが形成される
とともに、ボールの根元部のワイヤが細くなったりしな
い。
とともに、ボールの根元部のワイヤが細くなったりしな
い。
×：ボール形成条件が狭く、ばらつきが大きい。
また表面形状が優れない。ボールの根元部がくびれたり
する。
する。
（ロ）伸線加工性
４０μｍ〆までの伸線加工に至るまでの加工性を、次の
２段階（○と×〕で評価した。
２段階（○と×〕で評価した。
○：従来のものと変わらない。
Ｘ：従来のものと比べ、加工性に難点がある。
第 １ 表
第１表から明らかなように、この発明のボンディングワ
イヤは、従来のものに比べ、ボール形成能が著しく改善
されている。
イヤは、従来のものに比べ、ボール形成能が著しく改善
されている。
手 続 補 正 書
昭和６１年６Ｊ１１３目
昭和６０年特許願第２８４３５０号
２、発明の名称
ボンディングワイヤ
８、補正をする者
事件との関係 特許出願人
住 所 大阪市東区北浜５丁目１５番地名称（２
！１３）住友電気工業株式会社社長 用上哲部 ４、代理人 住 所 大阪市此花区島屋１丁口１番８号住友電
気工業株式会社内 ５、補正命令の日付 ６、補正の対象 明細書中発明の詳細な説明の欄。
！１３）住友電気工業株式会社社長 用上哲部 ４、代理人 住 所 大阪市此花区島屋１丁口１番８号住友電
気工業株式会社内 ５、補正命令の日付 ６、補正の対象 明細書中発明の詳細な説明の欄。
７、補正の内容
（１）明細書中箱８頁第１表を別紙の如く補正します。
Claims (3)
- （１）仕事関数が３ｅｖ以下である元素の１種または２
種以上を０．０１〜１重量％含有し、残部は銅からなる
ボンディングワイヤ。 - （２）銅の純度が９９．９９％以上である特許請求の範
囲第（１）項記載のボンディングワイヤ。 - （３）銅の純度が９９．９９７％以上である特許請求の
範囲第（１）項または第（２）項記載のボンディングワ
イヤ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60234359A JPH0747791B2 (ja) | 1985-10-18 | 1985-10-18 | ボンデイングワイヤ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60234359A JPH0747791B2 (ja) | 1985-10-18 | 1985-10-18 | ボンデイングワイヤ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6293326A true JPS6293326A (ja) | 1987-04-28 |
| JPH0747791B2 JPH0747791B2 (ja) | 1995-05-24 |
Family
ID=16969766
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60234359A Expired - Lifetime JPH0747791B2 (ja) | 1985-10-18 | 1985-10-18 | ボンデイングワイヤ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0747791B2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6148543A (ja) * | 1984-08-10 | 1986-03-10 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体素子結線用銅合金線 |
-
1985
- 1985-10-18 JP JP60234359A patent/JPH0747791B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6148543A (ja) * | 1984-08-10 | 1986-03-10 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体素子結線用銅合金線 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0747791B2 (ja) | 1995-05-24 |
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