JPS60181251A - ボンデイングワイヤ用アルミニウム合金 - Google Patents

ボンデイングワイヤ用アルミニウム合金

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JPS60181251A
JPS60181251A JP59036969A JP3696984A JPS60181251A JP S60181251 A JPS60181251 A JP S60181251A JP 59036969 A JP59036969 A JP 59036969A JP 3696984 A JP3696984 A JP 3696984A JP S60181251 A JPS60181251 A JP S60181251A
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JP
Japan
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weight
bonding
aluminum alloy
wire
alloy
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Masanori Nishida
西田　雅典
Kazuo Sawada
沢田　和夫
Minoru Yokota
稔 横田
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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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】 （技術分野） 本発明は、半導体素子のチップ電極と外部リードフレー
ムを電気的接続するために用いられるボンディングワイ
ヤ用アルミニウム合金に関するものである。
（背景技術） 従来、半導体素子のチップ電極と外部リードフレームと
の接続には、ワイヤボンディングが多く使われている。
その接続に使われているのはＡｕ線とｋｌ線で多くはＡ
ｕ線であった。Ａｕ線は酸水素炎や放電などで接続部に
ボールを形成させて熱圧着スるポールボンディングによ
り接続するが、チップ電極のＡ７　と金属間化合物を形
成し、ボンディング強度の信頼性に劣る。またＡｕ　の
価格が不安定である。一方ｋｌ　線は従来１重量％Ｓｉ
　含有のものを使用しているが、接続部に良好なボール
形成が出来難いため、超音波圧接するウニ・ノジボンデ
イングによる接続が行なわれている。しかしボールボン
ディングに比ベラエツジボンディングは１回あたりの溶
接所要時間が長く、作業性に劣る。そのためポールボン
ディングにより接続可能なＡｌ　線が現在望まれている
。
（発明の開示） 本発明は、上述の問題点を解決するために成されたもの
で、良好なボールを形成し、ポールボンディングによる
接続を可能にすると共に、ボンディング強度を向上し、
コストを低減し得る特許請求の範囲に記載のボンディン
グワイヤ用アルミニウム合金を提供せんとするものであ
る。
本発明において、合金中のＬｉ　は溶融によるボール形
成時に良好なボールを形成し、ボンディング強度を向上
させるほか、ヤング率を向上させてボンディング後のル
ーピング特性を向上させる効果がある。
こ−で言うルーピング特性とは半導体素子のチップ電極
と外部リードフレームの間に接続された時のボンディン
グワイヤが特定の円弧（ループ）を形成する性質をＲう
。
Ｌｉ量をＯ，Ｏａ〜３重量％と規定したのは、０．０３
重量％未満ではボール形成能の改善、ボンディング強度
の改善、ボンディング後のルーピング特性の改善に効果
がなく、３重量％を越えるとその効果が飽和し、又、製
造が困難となり、かつ、高価となるためである。又、合
金中のＳ　ｉｊＶＩｇ　ｅＭｎ　は線材強度をさらに高
めるとともにボンディング強度を向」ニさせる効果を有
する。Ｓ　１１Ｍｇ　＋Ｍｎ量を０．５〜２重量％と規
定したのは、０．５重量％未満では線材強度、ボンディ
ング強度の改善に効果がなく、２重量％を越えると、そ
れ以上の改善の効果がなくなるだけでなく、逆に線材強
度、伸線加工性、ボンディング強度が劣化するためであ
る。又、合金中のＺｒ＋Ｔｉ　＋Ｃｒ＋Ｖ＋Ｃｕ＋Ｂの
おのおのはボール形成部の近傍の著しい軟化や脆化を防
止してボンディング強度を高めるもので、１種以上の合
計含有量が、０．０２〜０．５重量％である必要があり
、０．０２重量％未満ではその効果がな（，０，５重量
％を越えると伸線加工性が悪くなり、製造が困難となる
おそれがある。かように構成することにより、本発明の
ボンディングワイヤ用アルミニウム合金は線径２５μｍ
前後の極細線として曖れた伸線加工性、ボールボンディ
ング性、ボンディング強度を得ることができる。
（実施例） 第１表に示す種々の組成のＡＩ！　合金を溶解鋳造し、
熱間押出後、皮剥、伸線、中間軟化の工程を経て直径２
５μｍのボンディングワイヤにした。
！１〜１３は本発明例、１１４１〜１９は比較例、ｉ；
２０は従来例である。これらのボンディングワイヤをボ
ール形成能、ボンディング強度、ル−ピング特性、伸線
加工性、耐食性について調査した結果を第２表に示す。
ボンディング強度は第１図に示すボンディングワイヤ２
を放電方式のボールボンダーにて半導体素子４のチップ
電極８と外部リードフレーム１（７）間をボンディング
して線の中央において破壊試験５− をした時の強度を従来のＡｌ−１，，０重量％Ｓｉ合金
の場合を１．０　として相対値で表わしたものである。
第２表より本発明によるＡ　Ｉ　”　ｌ　８は比較例、
従来例に比べ、ボール形状、ボンディング強度、ルーピ
ング特性が非常に優れていることがわかる。
−〇− 第１表 第２表 （発明の効果） 上述のように構成された本発明のボンディングワイヤ用
アルミニウム合金は次のような効果がある。
（イ）Ａｆ金合金Ｌｉ　０．０８〜３重量％を含有する
ので線材強度を高め、ボール形成時にアルミニウムの酸
化皮膜形成を抑止して良好なボールを形成し、ボンディ
ング強度が向上する、さらにヤング率を向上させてボン
ディング後のルーピング特性モ向上する。
（ロ）Ａ１合金がＬｉ　０．０３〜３重量％を含有し、
さらにＳ　ｉ＃Ｍｇ　＋Ｍｎ　から選ばれる元素の内１
種以上の合計が０．５〜２重量％を含むので、線材強度
がさらに高められ、前項（イ）の効果がさらに向上する
。
（ハ）Ａ１合金がＬｉ　０．０３〜３重量％を含有し、
さらにＺｒ、Ｔｘ　ｅｃｒｓＶ＊ｃｕｔＢから選ばれる
元素の内１種以上の合計が０．０２〜０．５重量％を含
むのでボール形成部の近傍の著しい軟化や脆化を防止し
、ボンディング強度が高められ前項（イ）の効果がさら
に向上する。
９− に）ＡＩ！合金がＬｉ　０．０８〜３重量％を含有し、
さらにＳ　ｉ　かＭｇ　、Ｍｎ　から選ばれる元素の内
１種以上の合計が０．５〜２重量％を含み、かつ、Ｚｒ
　＋Ｔｉ　ｔｃｒ　ｔＶ＋ｃｕ＋Ｂから選ばれる元素の
内１種以上の合計が０．０２〜０゜５ｆｇ　重量％を含
むので前項（イ）の効果がさらに向上する。
（ホ）ボールボンディングによる接続が可能であるため
、ボンディング速度が向上し、又Ａｕ　線を使用せず、
かつボンディング強度が向上するため、信頼性が向上し
、コストを低減する。
【図面の簡単な説明】
第１図は、半導体素子のチップ電極と外部ＩＪ−ドフレ
ームの間を接続した例を示す断面図である。 図中１・・・リードフレーム、２・・・ボンディングワ
イヤ、８・・・電極、４・・・半導体素子を示す。 −１〇−

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 （１）　Ｌｉ　０．０８〜８重量％を含有し、残部が本
    質的にＡｆ　よりなることを特徴とするボンディングワ
    イヤ用アルミニウム合金。 ｆ２）Ｌｉ　０．０８〜３重量％を含有し、さらにＳｉ
    ＋Ｍｇ。 Ｍｎ　から選ばれる元素の内、１種以上の合計が、０．
    ５〜２重量％を含有し、残部が本質的にＡｌ　よりなる
    ことを特徴とするボンディングワイヤ用アルミニウム合
    金。 （３）Ｌｉ　０．０８〜３重量％を含有し、さらにＺｒ
    ＋Ｔｔ　＋Ｃｒ＋Ｖ＋Ｃｕ＋Ｂから選ばれる元素の内１
    種以上の合計が０．０２〜０．５重量％を含有し、残部
    が本質的に　Ａｌよりなることを特徴とするボンディン
    グワイヤ用アルミニウム合金。 （４）Ｌｉ　０．０３〜８重量％を含有し、さらニＳ　
    ｉ＋Ｍｇ　＊Ｍｎ　から選ばれる元素の内１種以上の合
    計が０．５〜２重量％を含有し、かつ、Ｚｒ　＋Ｔｉ＋
    Ｃｒ　＋Ｖ＋Ｃｕ　＋Ｂから選ばれる元素の内１種以上
    の合計が０．０２〜０．５重量％を含有し、残部が本質
    的にＡ７？　よりなることを特徴とするボンディングワ
    イヤ用アルミニウム合金。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61295649A (ja) * 1985-06-24 1986-12-26 Sumitomo Electric Ind Ltd ボンデイングワイヤ
CN102699564A (zh) * 2012-04-27 2012-10-03 浙江宇光铝材有限公司 高性能铝合金自动焊丝
CN106906387A (zh) * 2015-12-22 2017-06-30 北京有色金属研究总院 一种高比强高比模铝合金材料、其制备方法及由该材料加工的构件

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