(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ａｇ が１９ 〜４０ ％、Ｃｅ 、Ｓｒ の内の１ 種以上が合計量で０ ．０００１〜０ ．０１ ％、残部がＡｕ 及び不可避不純物からなることを特徴とするボンディングワイヤ。
【請求項２】
Ａｇ が１９ 〜４０ ％、Ｃｅ 、Ｓｒ の内の１ 種以上が合計量で０ ．０００１〜０ ．０１ ％、さらにＣｕ 、Ｐｔ、Ｏｓ 、Ｒｈ の内の１ 種以上が合計量で０ ．１ 〜５ ％、残部がＡｕ 及び不可避不純物からなることを特徴とするボンディングワイヤ。
【請求項３】
Ａｇ が１９ 〜４０ ％、Ｃｅ 、Ｓｒ の内の１ 種以上が合計量で０ ．０００１〜０ ．０１ ％、さらにＣａ 、Ｇｅ  の内の１ 種以上が合計量で０ ．０００１ 〜０ ．０１ ％、残部がＡｕ 及び不可避不純物からなることを特徴とするボンディングワイヤ。
【請求項４】
Ａｇ が１９ 〜４０%、Ｃｅ 、Ｓｒ の内の１ 種以上が合計量で０ ．０００１〜０ ．０１ ％、Ｃｕ 、Ｐｔ、Ｏｓ 、Ｒｈ  の内の１ 種以上が合計量で０ ．１ 〜５%、さらにＣａ 、Ｇｅ  の内の１ 種以上が合計量で０ ．０００１ 〜０ ．０１ ％、残部がＡｕ 及び不可避不純物からなることを特徴とするボンディングワイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体素子上の電極と外部リードとを接続するために用いるボンディングワイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＣ 、ＬＳＩ などの半導体素子（チップ）の電極と外部リードとを接続するため直径０ ．０２〜０ ．１ｍｍ のボンディングワイヤが用いられている。これらの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接合性、使用雰囲気中での耐環境性が要求される。そのため、Ａｌ 、Ａｕ 、Ｃｕ 等の純金属もしくはその合金を用いてボンディングワイヤが製造されてきている。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てきており、そのため耐環境性に優れる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系ワイヤの多くは９９．９９重量％（以下単に％と記す）以上の純度を有する軟質のものであった。最近の半導体デバイスの発展はパッケージの多ピン化をもたらし、その結果としてより細いワイヤを狭いピッチで、かつ長い距離でワイヤボンディングを行う必要性が増してきた。
【０００４】
しかしながら、従来のボンディングワイヤはこのためにはワイヤ強度が十分でなく、樹脂封入を始めとする半導体デバイス組み立て工程中においてワイヤの変形不良が頻発化し、半導体デバイスの組み立て収率が大幅に低下するという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、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。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するための本発明のボンディングワイヤの第一の態様は、Ａｇ が１９ 〜４０ ％、Ｃｅ 、Ｓｒ の内の１ 種以上が合計量で０ ．０００１ 〜０ ．０１ ％、残部がＡｕ及び不可避不純物からなるものである。そして、第二の態様はＡｇ が１９ 〜４０ ％、Ｃｅ 、Ｓｒ の内の１ 種以上が合計量で０ ．０００１ 〜０ ．０１％、さらにＣｕ 、Ｐｔ、Ｏｓ 、Ｒｈ  の内の１ 種以上が合計量で０ ．１ 〜５ ％、残部がＡｕ 及び不可避不純物からなるものである。また、第三の態様はＡｇが１９ 〜４０ ％、Ｃｅ 、Ｓｒ の内の１種以上が合計量で０ ．０００１ 〜０ ．０１ ％、さらにＣａ 、Ｇｅ の内の１ 種以上が合計量で０ ．０００１ 〜０ ．０１ ％、残部がＡｕ 及び不可避不純物からなるものである。さらに第四の態様はＡｇ が１９〜４０%、Ｃｅ 、Ｓｒ の内の１ 種以上が合計量で０ ．０００１ 〜０ ．０１ ％、Ｃｕ 、Ｐｔ、Ｏｓ 、Ｒｈ  の内の１ 種以上が合計量で０ ．１〜５%、さらにＣａ 、Ｇｅ の内の１種以上が合計量で０ ．０００１ 〜０ ．０１ ％、残部がＡｕ 及び不可避不純物からなるものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明について詳細に説明する。
【０００８】
Ａｇ はワイヤ強度を向上させる元素であり、Ｃｅ 、Ｓｒ はワイヤに必須な耐熱性を付与する元素である。Ａｇ とこれらＣｅ等の元素の１種以上を共存させることによって、必要なワイヤ強度を得ることが可能となる。また、Ｃｅ等の元素にはワイヤのループ高さを低くして、樹脂封入時のワイヤの変形を起こりにくくする効果も有する。
【０００９】
Ａｇの濃度を１９〜４０％としたのは、１９％未満では強度向上の効果が不十分であり、逆に４０％を超すとワイヤ硬度が高くなりすぎて、ワイヤボンディング時に半導体チップへダメージを与えるようになるからである。
【００１０】
Ｃｅ 、Ｓｒ の内の１ 種以上の含有量を、合計量で０ ．０００１ 〜０ ．０１ ％としたのは、０ ．０００１ ％未満では添加による特性向上効果が不十分であり、逆に０ ．０１ ％を超えると接合性の低下が起こるからである。
【００１１】
第二、四の態様におけるＣｕ 、Ｐｔ 、Ｏｓ 、Ｒｈはワイヤ強度をさらに向上させる元素である。Ｃｕ 、Ｐｔ 、Ｏｓ 、Ｒｈの内の１ 種以上の含有量を、合計量で０ ．１ 〜５%としたのは、０ ．１ ％未満では添加効果が不十分であり、逆に５％を超えるとワイヤの加工性が低下して細線化するのに多大な工数が必要となるからである。
【００１２】
第三、四の発明におけるＣａ 、Ｇｅ はワイヤのループ形状を安定化する効果を有する元素である。  Ｃａ 、Ｇｅ の内の１ 種以上の含有量を合計量で０ ．０００１ 〜０ ．０１ ％としたのは、０ ．０００１ ％未満では添加による特性向上効果が不十分であり、逆に０ ．０１ ％を超えると接合性の低下が起こるからである。
【００１３】
【実施例】
次に実施例を用いて本発明をさらに説明する。
【００１４】
（実施例１ 〜１２ ）純度９９ ．９９９ ％の金、９９ ．９９ ％のＡｇ 、Ｃｕ 、Ｐｔ 、Ｏｓ 、Ｒｈ及び所定の添加元素を１ ％含む金母合金を用いて、表１ に示す組成の金合金を溶解鋳造した。
【００１５】
【表１】
0003633222.tif 000002
【００１６】
このように作製された試料の評価として、ワイヤ強度は引張り試験により求めた。
【００１７】
ボンディング接合性すなわちボンディングワイヤと半導体素子の電極及び外部リードとの接合性は、ステージ温度２５０℃で超音波熱圧着方式によりボンディングしたワイヤについて、フックを引っかけて引張り試験を実施することにより評価した。
【００１８】
また、保管時のボンディング接合信頼性の確認として、上記と同様な方法によりボンディングしたワイヤーについて、２００℃で１００時間保持した後に引張り試験を実施した。引張り試験については、破断がワイヤの部分で起こった場合を良、破断が接合部で起こったり半導体チップにクラックが発生した場合を不良と判定した。
【００１９】
ワイヤボンディングによる樹脂の封入抵抗によるワイヤ変形については、上記と同様な方法で５ｍｍの間隔にワイヤボンディングした試料について、モールド機（トランスファーモールド型）によりエポキシ樹脂（住友ベークライト製、ＥＭＥ−６３００）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の流れ量をＸ線透過装置により撮影したＸ線写真から求め、その値で評価した。
【００２０】
表２に上記評価の結果を示した。
【００２１】
【表２】
0003633222.tif 000003
【００２２】
（比較例１〜４）
市販材（比較例４）と比較材を用いた以外は実施例と同様にして評価した。表３に金合金の組成、表４に特性を示した。
【００２３】
0003633222.tif 000004
表４において、直後とはボンディング直後のことであり、保管後とは２００℃に１００時間保持後のことである。
【００２４】
第２ 、４ 表において明らかなように、本発明によるボンディングワイヤは、市販品に比較して強度が高く、ワイヤ流れ量が小さい。また、比較材と比べると接合性にも問題の無いことがわかる。
以上
【００２５】
【発明の効果】
以上から明らかなように、本発明により、半導体デバイス組み立て時におけるワイヤの変形不良が起こりにくい、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を提供することができる。