JPS6312929B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6312929B2 JPS6312929B2 JP60235987A JP23598785A JPS6312929B2 JP S6312929 B2 JPS6312929 B2 JP S6312929B2 JP 60235987 A JP60235987 A JP 60235987A JP 23598785 A JP23598785 A JP 23598785A JP S6312929 B2 JPS6312929 B2 JP S6312929B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ultrafine
- wire
- alloy
- hardness
- semi
- 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.)
- Expired
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Classifications
-
- 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
- H10W72/01565—Thermally treating
-
- 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
- H10W72/5522—Materials of bond wires comprising metals or metalloids, e.g. silver comprising gold [Au]
-
- 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)
Description
〔産業上の利用分野〕
この発明は、Au極細線とほぼ同等の低い硬さ
を有し、特に半導体装置のボンデイングワイヤと
して使用するのに適したCu合金極細線に関する
ものである。 〔従来の技術〕 従来、一般に、半導体装置としてトランジスタ
やIC、さらにLSIなどが知られているが、この中
で、例えばICの製造法の１つとして、 (a) まず、リードフレーム素材として板厚：0.1
〜0.3mmを有するCu合金条材を用意し、 (b) 上記リードフレーム素材より、エツチングま
たはプレス打抜き加工にて製造せんとするIC
の形状に適合したリードフレームを形成し、 (c) ついで、上記リードフレームの所定箇所に、
高純度SiあるいはGeなどの半導体チツプを、
Agペーストなどの導電性樹脂を用いて加熱接
着するか、あるいは予め上記半導体チツプおよ
びリードフレームの片面に形成しておいたAu、
Ag、Ni、Cu、あるいはこれらの合金で構成さ
れためつき層を介してはんだ付け、あるいは
Auろう付けし、 (d) 上記半導体チツプと上記リードフレームとに
渡つて、ボンデイングワイヤとして直径：20〜
50μｍを有するAu極細線または無酸素銅極細線
を用いて結線を施し、 (e) 引続いて、上記の半導体チツプ、結結、およ
び半導体チツプが取付けられた部分のレードフ
レームを、これらを保護する目的でプラスチツ
クで封止し、 (f) 最終的に、上記リードフレームにおける相互
に連なる部分を切除してICを形成する、 以上(a)〜(f)の主要工程からなる方法が知られてい
る。 上記のように、半導体装置の製造には、ボンデ
イングワイヤとしてAu極細線や無酸素銅極細線
が用いられているが、近年、高価なAu極細線に
代つて安価な無酸素銅極細線が注目されるように
なつている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかし、無酸素銅極細線の場合、素材状態で、
ビツカース硬さ：50〜60の高い硬さをもつため、
ボンデイング時にワイヤ先端に形成されたボール
が例えばSi半導体チツプの表面に形成されている
Al合金配線被膜を破壊したり、時にはチツプ自
体にマイクロクラツクを生ぜしめたりするなどの
問題点の発生がしばしば起るものであつた。 〔問題点を解決するための手段〕 そこで、本発明者等は、上述のような観点か
ら、従来半導体装置のボンデイングワイヤとして
用いられている無酸素銅極細線のもつ、上記のよ
うな問題点を解決すべく研究を行なつた結果、上
記無酸素銅極細線では、通常50〜100ppmの不可
避不純物を含有しているが、これを4ppm以下に
低減すると、素材状態での硬さが、ビツカース硬
さ：34〜43をもつようになつて、Au極細線のも
つ素材硬さ：30〜40とほぼ同等の軟質となる反
面、このように不可避不純物の含有量を低減する
と、製造工程における最終工程である熱処理（通
常光輝焼鈍）で、完全焼鈍材（ソフト材）とした
場合には問題はないが、これを完全焼鈍せず、セ
ミ焼鈍してセミハード材とした場合に、このセミ
ハード材には30℃以下の室温で再結晶が進行する
ようになり、この結果ボンデイングワイヤとして
使用されるまでの製品保存中に、前記再結晶の進
行が原因で、破断強度に減少傾向が現われるよう
になるほか、伸びが経時的に著しく増大するよう
になるなど特性変化が生ずるが、これに、合金成
分として、Mg、Ca、Be、In、Ge、Ga、および
Tlのうちの１種または２種以上を微量、すなわ
ち0.1〜1ppm未満の範囲で含有させると、硬さ上
昇をわずかにとどめた状態で、前記の経時的特性
変化を抑制でき、安定した特性をもつたセミハー
ド材としてのCu合金極細線が得られるようにな
るという知見を得たのである。 この発明は、上記知見にもとづいてなされたも
のであつて、合金成分として、 Mg、Ca、Be、In、Ge、Ga、およびTlのうち
の１種または２種以上：0.1〜1ppm末満、 を含有し、残りがCuと4ppm以下の不可避不純物
からなる組成を有するCu合金で構成された半導
体装置のボンデイングワイヤ用Cu合金極細線に
特徴を有するものである。 したがつて、この発明のCu合金極細線におい
て、合金成分の含有量を0.1〜1ppm未満と限定し
たのは、その含有量が0.1ppm未満では、特にセ
ミハード材に再結晶が進行するようになつて経時
的特性変化を完全に抑制することができず、一方
その含有量が1ppm以上になると硬さ上昇が急激
となり、従来無酸素銅極細線に見られるような上
記の問題点が発生し易くなるという理由にもとづ
くものであり、また、不可避不純物の含有量を
4ppm以下としたのは、Cu合金極細線が、所望の
硬さ、言い換えればボンデイングワイヤとして使
用可能な硬さ、すなわち素材状態でビツカース硬
さ：34〜45をもつようにするためであり、したが
つて不可避不純物の含有量が4ppmを越えると硬
さが上昇し、ボンデイング時にAl合金配線被膜
や半導体チツプを損傷するようになるのである。 〔実施例〕 つぎに、この発明のCu合金極細線を実施例に
より具体的に説明する。 原料として無酸素銅を用い、これに電解法ある
いは帯域溶融法を繰り返し施して精製、高純度銅
とした後、通常の真空溶解法を用い、この高純度
銅に母合金を用いて合金成分を含有させて、それ
ぞれ第１表に示される成分組成をもつたCu合金
を溶製し、鋳造した後、ビツカース硬さを測定
し、ついで、この結果の素材に、通常の条件で熱
間および冷間圧延を施して直径：25μｍの極細線
とし、さらにこの極細線に、温度：300℃に１〜
２秒の範囲内の所定時間保持の条件でセミ光輝焼
鈍を施してセミハード材としての本発明Cu合金
極細線１〜11をそれぞれ製造した。 また、比較の目的で、合金成分を含有させない
以外は同一の条件で比較高純度銅極細線１〜３を
製造した。 ついで、この結果得られた各種の極細線につい
て、製造直後から20日、50日、および100日経過
した時点での破断荷重と伸びをそれぞれ測定し
た。これらの測定結果を第１表に示した。 〔発明の効果〕
を有し、特に半導体装置のボンデイングワイヤと
して使用するのに適したCu合金極細線に関する
ものである。 〔従来の技術〕 従来、一般に、半導体装置としてトランジスタ
やIC、さらにLSIなどが知られているが、この中
で、例えばICの製造法の１つとして、 (a) まず、リードフレーム素材として板厚：0.1
〜0.3mmを有するCu合金条材を用意し、 (b) 上記リードフレーム素材より、エツチングま
たはプレス打抜き加工にて製造せんとするIC
の形状に適合したリードフレームを形成し、 (c) ついで、上記リードフレームの所定箇所に、
高純度SiあるいはGeなどの半導体チツプを、
Agペーストなどの導電性樹脂を用いて加熱接
着するか、あるいは予め上記半導体チツプおよ
びリードフレームの片面に形成しておいたAu、
Ag、Ni、Cu、あるいはこれらの合金で構成さ
れためつき層を介してはんだ付け、あるいは
Auろう付けし、 (d) 上記半導体チツプと上記リードフレームとに
渡つて、ボンデイングワイヤとして直径：20〜
50μｍを有するAu極細線または無酸素銅極細線
を用いて結線を施し、 (e) 引続いて、上記の半導体チツプ、結結、およ
び半導体チツプが取付けられた部分のレードフ
レームを、これらを保護する目的でプラスチツ
クで封止し、 (f) 最終的に、上記リードフレームにおける相互
に連なる部分を切除してICを形成する、 以上(a)〜(f)の主要工程からなる方法が知られてい
る。 上記のように、半導体装置の製造には、ボンデ
イングワイヤとしてAu極細線や無酸素銅極細線
が用いられているが、近年、高価なAu極細線に
代つて安価な無酸素銅極細線が注目されるように
なつている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかし、無酸素銅極細線の場合、素材状態で、
ビツカース硬さ：50〜60の高い硬さをもつため、
ボンデイング時にワイヤ先端に形成されたボール
が例えばSi半導体チツプの表面に形成されている
Al合金配線被膜を破壊したり、時にはチツプ自
体にマイクロクラツクを生ぜしめたりするなどの
問題点の発生がしばしば起るものであつた。 〔問題点を解決するための手段〕 そこで、本発明者等は、上述のような観点か
ら、従来半導体装置のボンデイングワイヤとして
用いられている無酸素銅極細線のもつ、上記のよ
うな問題点を解決すべく研究を行なつた結果、上
記無酸素銅極細線では、通常50〜100ppmの不可
避不純物を含有しているが、これを4ppm以下に
低減すると、素材状態での硬さが、ビツカース硬
さ：34〜43をもつようになつて、Au極細線のも
つ素材硬さ：30〜40とほぼ同等の軟質となる反
面、このように不可避不純物の含有量を低減する
と、製造工程における最終工程である熱処理（通
常光輝焼鈍）で、完全焼鈍材（ソフト材）とした
場合には問題はないが、これを完全焼鈍せず、セ
ミ焼鈍してセミハード材とした場合に、このセミ
ハード材には30℃以下の室温で再結晶が進行する
ようになり、この結果ボンデイングワイヤとして
使用されるまでの製品保存中に、前記再結晶の進
行が原因で、破断強度に減少傾向が現われるよう
になるほか、伸びが経時的に著しく増大するよう
になるなど特性変化が生ずるが、これに、合金成
分として、Mg、Ca、Be、In、Ge、Ga、および
Tlのうちの１種または２種以上を微量、すなわ
ち0.1〜1ppm未満の範囲で含有させると、硬さ上
昇をわずかにとどめた状態で、前記の経時的特性
変化を抑制でき、安定した特性をもつたセミハー
ド材としてのCu合金極細線が得られるようにな
るという知見を得たのである。 この発明は、上記知見にもとづいてなされたも
のであつて、合金成分として、 Mg、Ca、Be、In、Ge、Ga、およびTlのうち
の１種または２種以上：0.1〜1ppm末満、 を含有し、残りがCuと4ppm以下の不可避不純物
からなる組成を有するCu合金で構成された半導
体装置のボンデイングワイヤ用Cu合金極細線に
特徴を有するものである。 したがつて、この発明のCu合金極細線におい
て、合金成分の含有量を0.1〜1ppm未満と限定し
たのは、その含有量が0.1ppm未満では、特にセ
ミハード材に再結晶が進行するようになつて経時
的特性変化を完全に抑制することができず、一方
その含有量が1ppm以上になると硬さ上昇が急激
となり、従来無酸素銅極細線に見られるような上
記の問題点が発生し易くなるという理由にもとづ
くものであり、また、不可避不純物の含有量を
4ppm以下としたのは、Cu合金極細線が、所望の
硬さ、言い換えればボンデイングワイヤとして使
用可能な硬さ、すなわち素材状態でビツカース硬
さ：34〜45をもつようにするためであり、したが
つて不可避不純物の含有量が4ppmを越えると硬
さが上昇し、ボンデイング時にAl合金配線被膜
や半導体チツプを損傷するようになるのである。 〔実施例〕 つぎに、この発明のCu合金極細線を実施例に
より具体的に説明する。 原料として無酸素銅を用い、これに電解法ある
いは帯域溶融法を繰り返し施して精製、高純度銅
とした後、通常の真空溶解法を用い、この高純度
銅に母合金を用いて合金成分を含有させて、それ
ぞれ第１表に示される成分組成をもつたCu合金
を溶製し、鋳造した後、ビツカース硬さを測定
し、ついで、この結果の素材に、通常の条件で熱
間および冷間圧延を施して直径：25μｍの極細線
とし、さらにこの極細線に、温度：300℃に１〜
２秒の範囲内の所定時間保持の条件でセミ光輝焼
鈍を施してセミハード材としての本発明Cu合金
極細線１〜11をそれぞれ製造した。 また、比較の目的で、合金成分を含有させない
以外は同一の条件で比較高純度銅極細線１〜３を
製造した。 ついで、この結果得られた各種の極細線につい
て、製造直後から20日、50日、および100日経過
した時点での破断荷重と伸びをそれぞれ測定し
た。これらの測定結果を第１表に示した。 〔発明の効果〕
【表】
第１表に示される結果から明らかなように、本
発明Cu合金極細線１〜11は、いずれもボンデイ
ングワイヤとして実用に供することのできるビツ
カース硬さで34〜45の低い硬さを有し、かつ特性
の経時的変化がほとんどなく、安定した特性を長
期に亘つて保持するのに対して、比較高純度銅極
細線１〜３に見られるように、合金成分の含有が
ないと、十分に低い硬さをもつが、破断荷重およ
び伸びの特性が経時的に変化し、ボンデイングワ
イヤとしての安定的使用が不可能である。 上述のように、この発明のCu合金極細線は、
素材状態で34〜45のビツカース硬さを有する軟質
材であり、かつセミハード材の高純度銅極細線に
見られるような経時的特性変化が皆無なので、完
全焼鈍材としては勿論のこと、セミハード材とし
た状態で、半導体装置のボンデイングワイヤとし
て安定した使用が可能なのである。
発明Cu合金極細線１〜11は、いずれもボンデイ
ングワイヤとして実用に供することのできるビツ
カース硬さで34〜45の低い硬さを有し、かつ特性
の経時的変化がほとんどなく、安定した特性を長
期に亘つて保持するのに対して、比較高純度銅極
細線１〜３に見られるように、合金成分の含有が
ないと、十分に低い硬さをもつが、破断荷重およ
び伸びの特性が経時的に変化し、ボンデイングワ
イヤとしての安定的使用が不可能である。 上述のように、この発明のCu合金極細線は、
素材状態で34〜45のビツカース硬さを有する軟質
材であり、かつセミハード材の高純度銅極細線に
見られるような経時的特性変化が皆無なので、完
全焼鈍材としては勿論のこと、セミハード材とし
た状態で、半導体装置のボンデイングワイヤとし
て安定した使用が可能なのである。
Claims (1)
- １ 合金成分として、Mg、Ca、Be、In、Ge、
Ga、およびTlのうちの１種または２種以上：0.1
〜1ppm未満を含有し、残りがCuと4ppm以下の
不可避不純物からなる組成を有するCu合金で構
成されたことを特徴とする半導体装置のボンデイ
ングワイヤ用Cu合金極細線。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60235987A JPS6296629A (ja) | 1985-10-22 | 1985-10-22 | 半導体装置のボンデイングワイヤ用Ｃｕ合金極細線 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60235987A JPS6296629A (ja) | 1985-10-22 | 1985-10-22 | 半導体装置のボンデイングワイヤ用Ｃｕ合金極細線 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6296629A JPS6296629A (ja) | 1987-05-06 |
| JPS6312929B2 true JPS6312929B2 (ja) | 1988-03-23 |
Family
ID=16994133
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60235987A Granted JPS6296629A (ja) | 1985-10-22 | 1985-10-22 | 半導体装置のボンデイングワイヤ用Ｃｕ合金極細線 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6296629A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4318571B2 (ja) | 2004-03-18 | 2009-08-26 | ソニー株式会社 | カメラ |
-
1985
- 1985-10-22 JP JP60235987A patent/JPS6296629A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6296629A (ja) | 1987-05-06 |
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