JP3522048B2 - ボンディングワイヤ - Google Patents
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Description
プ電極と外部リードとを接続するために使用されるボン
ディングワイヤに関し、特に、多ピン半導体デバイス用
として好適な高強度ボンディングワイヤに関する。 【0002】 【従来の技術】ICILSIなどの半導体素子の電極
と、外部リードを接続するために、一般に0.01〜
0.lmmの直径を有するボンディングワイヤが用いら
れている。ボンディングワイヤには良好な導電性、チッ
プや外部リードとの良好な接合性、使用雰囲気中での耐
環境性が要求されるため、ボンディングワイヤにはA
l、Au、Cu等の純金属もしくはその合金が用いられ
てきた。しかし、近年では低コスト化という観点から樹
脂を用いた半導体パッケージが多用され、耐環境性に優
れるAu系ワイヤが最も多く用いられている。 【0003】従来より用いられているAu系ボンディン
グワイヤには、例えばCa、Be等の元素を0.000
1〜0.0lwt%添加した、純度99.99wt%以
上の金合金線を用いることが多い。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】ところが近年、半導体
デバイスの多ピン化に伴い、ボンディングワイヤ間隔の
狭ピッチ化及びボンディング距離の長距離化が進行して
きており、そのまま従来のボンディングワイヤを用いる
と強度が弱いため、ワイヤのループが垂れたり、樹脂封
入するときに樹脂の流動抵抗によりボンディングワイヤ
が変形し、ボンディングワイヤ同士が接触したりする等
の不具合が生じ、半導体デバイスの収率が低化するとい
う問題を生じた。 【0005】一般に、ワイヤの強度を向上させる為には
添加元素を増加すれば良いが、例えば特公昭62−23
454号、特公昭62−23455号公報等に示されて
いる様に、Pt、Pdといった貴金属元素等を多量に添
加して高強度化した場合には、ワイヤの導電性が大きく
低化するなどの問題を生じ、多ピンパッケージ用のワイ
ヤとしては必ずしも好適ではなかった。 【0006】本発明の目的は、かかる点に鑑み、多ピン
半導体デバイス用として好適な高強度ボンディングワイ
ヤを提供することにある。 【0007】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明のボンディングワイヤは、純度99.99wt
%以上の高純度金に、CoまたはNiの1種以上を総量
で0.05〜2wt%、Geを0.05〜1.2wt%
含有させたことを特徴とする。 【0008】 【発明の実施の形態】本発明のボンディングワイヤにお
いて、Auに、CoまたはNiの1種以上と、Geとを
複合添加させた理由は、CoもしくはNiとGeの化合
物がAu中に微細析出することにより、導電性をあまり
低化させずに強度を向上させることが可能となるからで
ある。この微細析出物は、CoもしくはNiをそれぞれ
単独でGeと複合添加した場合にも、CoとNiを同時
にGeと複合添加した場合にも同様の効果が得られる。 【0009】CoまたはNiの1種以上の総量、また
は、Geの添加量が0.05wt%未満では析出物の量
が少なすぎて強度向上の効果が不十分である。逆に、C
oまたはNiの1種以上の総量が2wt%を超えると導
電性の低下を生じ、またGeの添加量が1.2wt%を
超えるとGeとAuの共晶が発生してワイヤの加工性が
著しく低下する。従って、CoまたはNiの1種以上の
総量は0.05〜2wt%、Geの添加量は0.05〜
1.2wt%であることが必要である。なお、本発明の
効果を十分に発揮させるためには、CoとGeの比を
1:1付近に、NiとGeの比を2:1付近に選択して
添加するのが好ましい。 【0010】本発明の本質はCoまたは/及びNiと、
Geの添加による強化にあるが、導電性などの諸特性を
劣化させない範囲内において、0.01%以下のBe、
Ca、Sr、Ba、Y、Ga、In、Snや、2%以下
のCu、AgまたはPt族元素などを添加することは何
ら差し支えない。 【0011】本発明のワイヤの特性を十分に引き出すに
は、伸線加工前に溶体化処理を施した上、Coもしくは
NiとGeの化合物相を効果的に析出させるため焼鈍を
施すのが望ましく、焼鈍の条件としては焼鈍温度200
〜400℃、焼鈍時間0.5〜5時間程度が好ましい。
なお、本焼鈍は必ずしもワイヤボンディング前に実施し
ておく必要はなく、チップへ損傷が加わらない範囲であ
ればワイヤボンディング後にチップと一緒に実施するこ
とも可能であり、この場合、ワイヤボンディング時には
未だワイヤが高強度化されていないため、チップ損傷が
少ないワイヤボンディングが可能であったり、従来の軟
質ワイヤに近い条件でワイヤボンディングすることが可
能であるというワイヤ使用上の利点も生じる。 【0012】この様にワイヤボンディング後に焼鈍を施
してワイヤの強化を行った場合にも、高いワイヤ変形防
止性能は十分に発揮され、本発明ワイヤの特性を損ねる
ことはない。 【0013】 【実施例】純度99.999wt%の高純度金およびC
o、NiもしくはGeを1〜20%含む母合金を用い
て、表1に示す組成の金合金を溶解鋳造した。得られた
鋳塊に750℃30分の溶体化処理を施した後に、圧延
および線引き加工を施すことにより直径20μmφのボ
ンディングワイヤを得た。これらのワイヤに熱処理を施
すことにより特性を調整し、ボンディングサンプルを得
た。 【0014】 【表1】【0015】これらのボンディングサンプルのワイヤ強
度は引張り試験により求めた。導電性については、直流
4端子法によって比抵抗を測定することによって評価し
た。ボンディングワイヤと半導体素子の電極および外部
リードとのボンディング接合性は、ステージ温度を30
0℃に設定したウェッジボンディング機を用いて、超音
波熱圧着方式によりボンディングしたワイヤにフックを
引っかけて、引張り試験を実施した際に、被断がワイヤ
の部分で生じた場合を「良」、接合部で生じた場合を
「不良」として評価した。ボンディング接合性の経時変
化については、上記と同様の方法でワイヤボンディング
した試料を、200℃で100時間保持した後に同様の
プル試験を実施して評価した。 【0016】樹脂封入時のワイヤの変形については、上
記と同様の方法で5mmの間隔でワイヤボンディングし
た試料についてモールディング機によりエポキシ樹脂を
金型温度180℃、射出圧100kg/cm2の条件で
モールドした時のワイヤ流れ量を、X線透過装置により
撮影したX線写真から求め評価した。なお、ワイヤ流れ
量とは、エポキシ樹脂でモールドした際のワイヤの変形
量のことである。 【0017】表2に上記評価の結果を示した。 【0018】 【表2】【0019】表2から明らかなように、本発明のボンブ
ィングワイヤは、従来のボンディングワイヤに比べ、強
度が高くワイヤ流れ量も小さい。また、比較例に示すよ
うに貴金属を多量に添加して高強度化したワイヤに比べ
て比抵抗が小さいことが分かる。なお、Co、Niおよ
びGeの添加量が0.05wt%未満の場合は十分なワ
イヤ強度が得られず、CoもしくはNiの添加量が2w
t%を超える場合は比抵抗が大きくなることが分かる。
Geの添加量が1.2wt%を超える試料については断
線が多発し、所定の線径まで伸線することができなかっ
た。 【0020】 【発明の効果】本発明により、半導体デバイス組立時に
おけるワイヤ同士の接触不良が生じにくく、かつ導電性
も良好である、多ピン半導体デバイス用として好適なボ
ンディングワイヤが得られる。
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 純度99.99wt%以上の高純度金
に、CoまたはNiの1種以上を総量で0.05〜2w
t%、Geを0.05〜1.2wt%含有させたことを
特徴とするボンディングワイヤ。
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JP15542996A JP3522048B2 (ja) | 1996-06-17 | 1996-06-17 | ボンディングワイヤ |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15542996A JP3522048B2 (ja) | 1996-06-17 | 1996-06-17 | ボンディングワイヤ |
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JPH104115A JPH104115A (ja) | 1998-01-06 |
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ID=15605829
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15542996A Expired - Fee Related JP3522048B2 (ja) | 1996-06-17 | 1996-06-17 | ボンディングワイヤ |
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JP (1) | JP3522048B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
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JP2003059964A (ja) * | 2001-08-10 | 2003-02-28 | Tanaka Electronics Ind Co Ltd | ボンディングワイヤ及びその製造方法 |
-
1996
- 1996-06-17 JP JP15542996A patent/JP3522048B2/ja not_active Expired - Fee Related
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