JPH07138679A - ボンディングワイヤー - Google Patents
ボンディングワイヤーInfo
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- JPH07138679A JPH07138679A JP6117403A JP11740394A JPH07138679A JP H07138679 A JPH07138679 A JP H07138679A JP 6117403 A JP6117403 A JP 6117403A JP 11740394 A JP11740394 A JP 11740394A JP H07138679 A JPH07138679 A JP H07138679A
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- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
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- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 8
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Landscapes
- Wire Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 第１の発明のボンディングワイヤーはＺｎお
よびＦｅの１種または２種の元素を０．００１重量％以
上，０．１重量％未満含有し、残部が実質的に銅である
ことを特徴とし、第２の発明のボンディングワイヤー
は、ＺｎおよびＦｅの１種または２種の元素を含有し、
さらにＢｅ，Ｓｎ，Ｚｒ，ＡｇおよびＣｒの１種または
２種以上の元素を含有し、それらの含有量の合計が０．
００１重量％以上，０．１重量％未満であり、残部が実
質的に銅であることを特徴とする。 【効果】 ボール接合強度が良好でかつ導電性が良好な
銅系ボンディングワイヤーを提供することができる。
よびＦｅの１種または２種の元素を０．００１重量％以
上，０．１重量％未満含有し、残部が実質的に銅である
ことを特徴とし、第２の発明のボンディングワイヤー
は、ＺｎおよびＦｅの１種または２種の元素を含有し、
さらにＢｅ，Ｓｎ，Ｚｒ，ＡｇおよびＣｒの１種または
２種以上の元素を含有し、それらの含有量の合計が０．
００１重量％以上，０．１重量％未満であり、残部が実
質的に銅であることを特徴とする。 【効果】 ボール接合強度が良好でかつ導電性が良好な
銅系ボンディングワイヤーを提供することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ボンディングワイヤー
に関する。
に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、ＩＣやＬＳＩなどの半導体装置
は、例えば図１に示すように、樹脂モールド４の内部に
おいて、半導体チップ１および半導体装置の外部へ電気
的結線を行うためのリードフィンガ２が設けられてお
り、これらを線径１０〜１００μｍ程度のボンディング
ワイヤー３で結ぶ構造となっている。
は、例えば図１に示すように、樹脂モールド４の内部に
おいて、半導体チップ１および半導体装置の外部へ電気
的結線を行うためのリードフィンガ２が設けられてお
り、これらを線径１０〜１００μｍ程度のボンディング
ワイヤー３で結ぶ構造となっている。
【０００３】このボンディングワイヤー３の接続方法の
一例としては、まずボンディングワイヤーの先端をボー
ル状に加熱溶融させ、次にこのボール状の先端を半導体
チップ１に圧接し、さらに弧を描くようにボンディング
ワイヤー３を延ばし、３００〜３５０℃に加熱されたリ
ードフィンガ２にボンディングワイヤー３の一部を再度
圧接し、切断することにより、半導体チップ１とリード
フィンガ２とを結線するものである。
一例としては、まずボンディングワイヤーの先端をボー
ル状に加熱溶融させ、次にこのボール状の先端を半導体
チップ１に圧接し、さらに弧を描くようにボンディング
ワイヤー３を延ばし、３００〜３５０℃に加熱されたリ
ードフィンガ２にボンディングワイヤー３の一部を再度
圧接し、切断することにより、半導体チップ１とリード
フィンガ２とを結線するものである。
【０００４】この種のボンディングワイヤーとしては、
導電性，ワイヤー伸び，ワイヤー強度，半導体チップと
の接合強度（以下「ボール接合強度」という）およびボ
ール形成性が要求されている。
導電性，ワイヤー伸び，ワイヤー強度，半導体チップと
の接合強度（以下「ボール接合強度」という）およびボ
ール形成性が要求されている。
【０００５】従来においては、上記ボンディングワイヤ
ーには金線が使用されている。
ーには金線が使用されている。
【０００６】しかし、近年、低価格化および導電性向上
の点から、上記ボンディングワイヤーとして金線に代え
て銅線を用いる試みがなされている。
の点から、上記ボンディングワイヤーとして金線に代え
て銅線を用いる試みがなされている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、銅線を用いて
熱圧接を行うと、ボール接合強度が低下する場合があ
り、一方ボール接合強度を改善しようとすると導電性が
低下してしまい、双方の特性を満足する銅ボンディング
ワイヤーは得られていなかった。
熱圧接を行うと、ボール接合強度が低下する場合があ
り、一方ボール接合強度を改善しようとすると導電性が
低下してしまい、双方の特性を満足する銅ボンディング
ワイヤーは得られていなかった。
【０００８】このため、従来のボンディングワイヤーを
用いて半導体装置の電気的結線を行った半導体装置とし
ての信頼性の低下などの各種の問題を有していた。
用いて半導体装置の電気的結線を行った半導体装置とし
ての信頼性の低下などの各種の問題を有していた。
【０００９】本発明は、上記問題点を解決し、ボール接
合強度が良好でかつ導電性が良好な銅系ボンディングワ
イヤーを用い、高い信頼性を有する半導体装置を提供す
ることを目的とする。
合強度が良好でかつ導電性が良好な銅系ボンディングワ
イヤーを用い、高い信頼性を有する半導体装置を提供す
ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段と作用】本発明者らは、ま
ずボンディングワイヤーについて鋭意研究した結果、従
来のボンディングワイヤーのボール接合強度の低下は、
主に形成されたボール中のガスにより生じることを見出
した。
ずボンディングワイヤーについて鋭意研究した結果、従
来のボンディングワイヤーのボール接合強度の低下は、
主に形成されたボール中のガスにより生じることを見出
した。
【００１１】すなわち、半導体チップ上にこのボールが
圧接された際、ガスによる空洞が接合部に発生，位置し
てしまい、ボール接合強度を低下させること、およびこ
の現象は特に銅線で発生しやすいことを見出した。
圧接された際、ガスによる空洞が接合部に発生，位置し
てしまい、ボール接合強度を低下させること、およびこ
の現象は特に銅線で発生しやすいことを見出した。
【００１２】本発明は、これらの知見をもとに完成され
たものである。
たものである。
【００１３】まず、本発明の第１の発明のボンディング
ワイヤーはＺｎおよびＦｅの１種または２種の元素を
０．００１重量％以上，０．１重量％未満含有し、残部
が実質的に銅であることを特徴とする。
ワイヤーはＺｎおよびＦｅの１種または２種の元素を
０．００１重量％以上，０．１重量％未満含有し、残部
が実質的に銅であることを特徴とする。
【００１４】また、本発明の第２の発明のボンディング
ワイヤーは、ＺｎおよびＦｅの１種または２種の元素を
含有し、さらにＢｅ，Ｓｎ，Ｚｒ，ＡｇおよびＣｒの１
種または２種以上の元素を含有し、それらの含有量の合
計が０．００１重量％以上，０．１重量％未満であり、
残部が実質的に銅であることを特徴とする。
ワイヤーは、ＺｎおよびＦｅの１種または２種の元素を
含有し、さらにＢｅ，Ｓｎ，Ｚｒ，ＡｇおよびＣｒの１
種または２種以上の元素を含有し、それらの含有量の合
計が０．００１重量％以上，０．１重量％未満であり、
残部が実質的に銅であることを特徴とする。
【００１５】以下に、本発明の組成に関し説明する。
【００１６】上記本発明のボンディングワイヤーに含有
される、ＺｎおよびＦｅの１種または２種、さらにはＺ
ｎおよびＦｅの１種または２種と共に含有されるＢｅ，
Ｓｎ，Ｚｒ，ＡｇおよびＣｒの１種または２種以上の元
素は、合金中のＨ，Ｏ，Ｎ，Ｃを固定し、Ｈ2 ，Ｏ2 ，
Ｎ2 ，ＣＯガスの発生を抑制するためのものである。
される、ＺｎおよびＦｅの１種または２種、さらにはＺ
ｎおよびＦｅの１種または２種と共に含有されるＢｅ，
Ｓｎ，Ｚｒ，ＡｇおよびＣｒの１種または２種以上の元
素は、合金中のＨ，Ｏ，Ｎ，Ｃを固定し、Ｈ2 ，Ｏ2 ，
Ｎ2 ，ＣＯガスの発生を抑制するためのものである。
【００１７】しかし、これらの含有量が多すぎると導電
性を低下させ、一方少なすぎると効果が生じにくい。こ
のため、上記含有元素の含有量は０．００１重量％以
上，０．１重量％未満とした。さらに好ましくは０．０
１〜０．０５重量％である。
性を低下させ、一方少なすぎると効果が生じにくい。こ
のため、上記含有元素の含有量は０．００１重量％以
上，０．１重量％未満とした。さらに好ましくは０．０
１〜０．０５重量％である。
【００１８】上記本発明のボンディングワイヤーの含有
元素は、ＺｎおよびＦｅのいずれか１種の含有において
も従来に比較し特性を向上することができるが、本発明
においてはそれらの元素を２種含有することによりボン
ディングワイヤーとして要求される全ての特性において
より優れた特性を得ることが可能となると共に、さらに
ＺｎおよびＦｅの１種または２種にＢｅ，Ｓｎ，Ｚｒ，
ＡｇおよびＣｒの１種または２種以上を含有することに
より、さらに優れた特性を得ることが可能となる。
元素は、ＺｎおよびＦｅのいずれか１種の含有において
も従来に比較し特性を向上することができるが、本発明
においてはそれらの元素を２種含有することによりボン
ディングワイヤーとして要求される全ての特性において
より優れた特性を得ることが可能となると共に、さらに
ＺｎおよびＦｅの１種または２種にＢｅ，Ｓｎ，Ｚｒ，
ＡｇおよびＣｒの１種または２種以上を含有することに
より、さらに優れた特性を得ることが可能となる。
【００１９】なお、本発明のボンディングワイヤーは、
被覆されて使用されても良い。
被覆されて使用されても良い。
【００２０】次に、本発明のボンディングワイヤーの製
造方法の一例に関し説明する。
造方法の一例に関し説明する。
【００２１】まず、本発明のボンディングワイヤーは、
成分元素を添加して溶解鋳造してインゴットを得る。次
いで、このインゴットを７００〜８００℃で熱間加工
し、その後９００〜９６０℃で熱処理し、急冷後、６０
％以上の冷間加工を施し、４００〜６００℃で熱処理を
施す。それにより、本発明の半導体装置に使用されるボ
ンディングワイヤーが得られる。
成分元素を添加して溶解鋳造してインゴットを得る。次
いで、このインゴットを７００〜８００℃で熱間加工
し、その後９００〜９６０℃で熱処理し、急冷後、６０
％以上の冷間加工を施し、４００〜６００℃で熱処理を
施す。それにより、本発明の半導体装置に使用されるボ
ンディングワイヤーが得られる。
【００２２】そして、上記ボンディングワイヤーを用い
て、常法により半導体装置を製造することができる。
て、常法により半導体装置を製造することができる。
【００２３】
【実施例】下記表１に示す成分のボンディングワイヤー
を製造し、その特性として導電性（IACS％），初期ボー
ル硬度（ビッカース硬度），ワイヤー強度（kg／m
m2 ），ワイヤー伸び（％），ボール接合強度（gr），
およびボール形成性を測定した。
を製造し、その特性として導電性（IACS％），初期ボー
ル硬度（ビッカース硬度），ワイヤー強度（kg／m
m2 ），ワイヤー伸び（％），ボール接合強度（gr），
およびボール形成性を測定した。
【００２４】初期ボール硬度は、ボール圧接時の硬度を
いい、硬度が低いほど圧接性は良好となる。
いい、硬度が低いほど圧接性は良好となる。
【００２５】また、ワイヤー伸びは、ボンディングワイ
ヤーが破断するまでの伸びをいい、伸びが大きいほど破
線率が低い。
ヤーが破断するまでの伸びをいい、伸びが大きいほど破
線率が低い。
【００２６】また、ボール接合強度は、熱圧着されてい
るボンディングワイヤーの接合部に、つり針状のカギを
かけ、真横に引っ張って、接合部をせん断破壊させるま
での加重を測定することにより得られる。
るボンディングワイヤーの接合部に、つり針状のカギを
かけ、真横に引っ張って、接合部をせん断破壊させるま
での加重を測定することにより得られる。
【００２７】また、ボール形成性は、ボンディングワイ
ヤーの先端がボール状に溶融した際、酸化するかどう
か、空洞ができるかどうか、ボール径のバラツキが大き
いか小さいかということを評価することにより判断され
る。
ヤーの先端がボール状に溶融した際、酸化するかどう
か、空洞ができるかどうか、ボール径のバラツキが大き
いか小さいかということを評価することにより判断され
る。
【００２８】
【表１】 上記表１より、まず導電性に関しては、実施例１〜８お
よび比較例１がＡｕ線より高い導電率を示し、非常に有
効である。
よび比較例１がＡｕ線より高い導電率を示し、非常に有
効である。
【００２９】また、初期ボール硬度に関しては、実施例
１〜８および比較例１，５がビッカース硬度９０以下を
示し、実用的である。
１〜８および比較例１，５がビッカース硬度９０以下を
示し、実用的である。
【００３０】また、ワイヤー強度に関しては、実施例１
〜８および比較例１〜４がＡｕ線と同等あるいはそれよ
り大きい強度を示し、有用である。
〜８および比較例１〜４がＡｕ線と同等あるいはそれよ
り大きい強度を示し、有用である。
【００３１】また、ワイヤー伸びに関しては、実施例１
〜８および比較例１，３がＡｕ線より大きい伸びを示
し、有用である。
〜８および比較例１，３がＡｕ線より大きい伸びを示
し、有用である。
【００３２】また、ボール接合強度に関しては、実施例
１〜８および比較例２，３，５がボール接合強度６５gr
以上であり、実用的である。
１〜８および比較例２，３，５がボール接合強度６５gr
以上であり、実用的である。
【００３３】また、ボール形成性に関しては、比較例４
以外は全て良好である。
以外は全て良好である。
【００３４】以上の各特性を総合的に考慮すると、本発
明の実施例１〜８は比較例１〜５に比べて優れている。
明の実施例１〜８は比較例１〜５に比べて優れている。
【００３５】そして、半導体チップとリードフィンガを
有する半導体装置の半導体チップとリードフィンガとの
結線に、上記優れた特性を有するボンディングワイヤー
を用いたところ、信頼性の高い半導体装置を得ることが
できた。
有する半導体装置の半導体チップとリードフィンガとの
結線に、上記優れた特性を有するボンディングワイヤー
を用いたところ、信頼性の高い半導体装置を得ることが
できた。
【００３６】
【発明の効果】本発明は、ボール接合強度が良好でかつ
導電性が良好な銅系ボンディングワイヤーを提供するこ
とができる。
導電性が良好な銅系ボンディングワイヤーを提供するこ
とができる。
【図１】半導体装置の一部切り欠き斜視図。
１…半導体チップ ２…リードフィンガー ３…ボンディングワイヤー ４…樹脂モールド
Claims (2)
- 【請求項１】 ＺｎおよびＦｅの１種または２種の元素
を０．００１重量％以上，０．１重量％未満含有し、残
部が実質的に銅であるボンディングワイヤー。 - 【請求項２】 ＺｎおよびＦｅの１種または２種の元素
を含有し、さらにＢｅ，Ｓｎ，Ｚｒ，ＡｇおよびＣｒの
１種または２種以上の元素を含有し、それらの含有量の
合計が０．００１重量％以上，０．１重量％未満であ
り、残部が実質的に銅であるボンディングワイヤー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6117403A JPH07138679A (ja) | 1994-05-09 | 1994-05-09 | ボンディングワイヤー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6117403A JPH07138679A (ja) | 1994-05-09 | 1994-05-09 | ボンディングワイヤー |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59139109A Division JPS6120694A (ja) | 1984-07-06 | 1984-07-06 | ボンデイングワイヤ− |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07138679A true JPH07138679A (ja) | 1995-05-30 |
Family
ID=14710792
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6117403A Pending JPH07138679A (ja) | 1994-05-09 | 1994-05-09 | ボンディングワイヤー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07138679A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108823463A (zh) * | 2018-06-30 | 2018-11-16 | 汕头市骏码凯撒有限公司 | 一种铜合金键合丝及其制造方法 |
| WO2019041587A1 (zh) * | 2017-09-01 | 2019-03-07 | 华南理工大学 | 一种电子封装用高可靠性铜合金键合丝及其制备方法 |
| JP2019149559A (ja) * | 2016-06-20 | 2019-09-05 | 日鉄マイクロメタル株式会社 | 半導体装置用銅合金ボンディングワイヤ |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54124972A (en) * | 1978-03-23 | 1979-09-28 | Tamagawa Kikai Kinzoku Kk | Semiconductor lead material |
| JPS58130549A (ja) * | 1982-01-29 | 1983-08-04 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 半導体機器のリ−ド材用銅合金 |
| JPH0520494A (ja) * | 1991-07-11 | 1993-01-29 | Hitachi Ltd | 帳票属性認識・表示方法 |
-
1994
- 1994-05-09 JP JP6117403A patent/JPH07138679A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54124972A (en) * | 1978-03-23 | 1979-09-28 | Tamagawa Kikai Kinzoku Kk | Semiconductor lead material |
| JPS58130549A (ja) * | 1982-01-29 | 1983-08-04 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 半導体機器のリ−ド材用銅合金 |
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| WO2019041587A1 (zh) * | 2017-09-01 | 2019-03-07 | 华南理工大学 | 一种电子封装用高可靠性铜合金键合丝及其制备方法 |
| CN108823463A (zh) * | 2018-06-30 | 2018-11-16 | 汕头市骏码凯撒有限公司 | 一种铜合金键合丝及其制造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20111125 |
|
| A072 | Dismissal of procedure [no reply to invitation to correct request for examination] |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A072 Effective date: 20120316 |