(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ａｇを７５質量％以上含有する芯材、および、
前記芯材の外周面上に形成され、少なくとも１種の変色防止剤と少なくとも１種の界面活性剤とを含有する変色防止層、を有し、
前記変色防止剤が、少なくとも１個のチオール基を有する、炭素数８〜１８の脂肪族有機化合物である、ボンディングワイヤ。
【請求項２】
前記界面活性剤が非イオン界面活性剤及び陽イオン界面活性剤からなる群から選択された１種又は２種である、請求項１に記載のボンディングワイヤ。
【請求項３】
前記芯材が、Ａｕ及びＰｄのうちの少なくとも一方を含有する、請求項１又は２に記載のボンディングワイヤ。
【請求項４】
前記芯材が、Ｃａ、Ｙ、Ｓｍ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｂｅ、Ｂ及びＧｅからなる群から選択された１種又は２種以上の元素を含有する、請求項３に記載のボンディングワイヤ。
【請求項５】
前記芯材が、Ｃｕ及びＮｉのうちの少なくとも一方を含有する、請求項３又は４に記載のボンディングワイヤ。
【請求項６】
Ａｇを７５質量％以上含有する伸線加工された芯材に対して少なくとも１回熱処理を行うこと、および、
全ての熱処理の終了後に、少なくとも１種の変色防止剤を含有する水溶液を前記芯材の外周面に塗布することにより、前記芯材の外周面上に変色防止層を形成することを含み、
前記変色防止剤は、少なくとも１個のチオール基を有する、炭素数８〜１８の脂肪族有機化合物であり、かつ、
前記水溶液は、さらに、少なくとも１種の界面活性剤を含有する、ボンディングワイヤの製造方法。
【請求項７】
前記全ての熱処理の終了後の前記芯材をスプールに巻き取る前に、前記水溶液を前記芯材の外周面に塗布する、請求項６に記載のボンディングワイヤの製造方法。
【請求項８】
前記全ての熱処理の終了後、かつ、前記水溶液を前記芯材の外周面に塗布する前に、前記芯材を洗浄することを含む請求項６に記載のボンディングワイヤの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子の電極と基板の電極とを接続するボンディングワイヤ及びその製造方法に関し、特に、Ａｇを主成分とする芯材とその外周面を被覆する変色防止層を備えたボンディングワイヤ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に半導体素子上の電極と、基板の電極との結線に用いられるボンディングワイヤは非常に細いため、導電性が良く、加工性に優れた金属材料が用いられている。特に、化学的な安定性や大気中での取り扱いやすさから、従来はＡｕ製のボンディングワイヤが用いられているが、Ａｕ製のボンディングワイヤは重量の９９％以上がＡｕであり非常に高価であるため、より安価な材料からなるボンディングワイヤが待ち望まれている。
【０００３】
Ａｇ製のボンディングワイヤは、Ａｕ製のボンディングワイヤより安価であることに加え、Ａｇの光反射率がＡｕに比べて高いためＬＥＤ等の発光効率の向上に有効である。
【０００４】
しかしながら、Ａｇ製のボンディングワイヤは表面が硫化して変色しやすい。表面が変色したＡｇ製のボンディングワイヤは、電極に対する接合不良が発生しやすくなり、また、光反射率が低下して発光効率を悪化させる問題がある。
【０００５】
これに対して、Ａｇ表面の変色を抑制するため、Ａｕ、Ｐｄ、Ｉｎ等からなる被覆層をＡｇの芯材の外周面に形成したＡｇ製のボンディングワイヤが提案されている（例えば、下記特許文献１〜３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５１−８５６６９号公報
【特許文献２】特開昭５６−２６４５９号公報
【特許文献３】特開２０１２−４９１９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記した特許文献１〜３では、電解法やメッキ等によってＡｇの芯材の外周面に被覆層を形成するため、被覆層の形成に要する時間が長くなり、ボンディングワイヤの生産性が大幅に悪化する問題があり、さらには、Ａｇ表面にＡｇ以外の金属被覆層を形成すれば、Agボンディングワイヤの特長である光反射率が低下し、LED等の発光効率が向上しない問題がある。
【０００８】
しかも、放電加熱等によりボンディングワイヤの先端に形成したＦＡＢ（Ｆｒｅｅ  Ａｉｒ  Ｂａｌｌ）を一方の電極に押し当てて１ｓｔ接合を行った後、ボンディングワイヤの外周面を他方の電極に押し当てて２ｎｄ接合を行うボールボンディング法によって電極を接続する場合、上記した特許文献１〜３では、次のような問題もある。すなわち、１ｓｔ接合時に形成されるＦＡＢの表面近傍に被覆層を構成する金属が固溶してＦＡＢが硬化するため、ＦＡＢを半導体素子に押し当てると半導体素子を損傷しやすくなる。また、２ｎｄ接合時に、Ａｇの芯材と電極との間に被覆層が介在して接合を阻害するため、接合不良が発生しやすくなり連続ボンディング性が悪化する問題がある。
【０００９】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、表面の変色を防止することができるとともに、接合時の半導体素子の損傷を抑えることができ、連続ボンディング性に優れ、生産性に優れたＡｇ製のボンディングワイヤを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明に係るボンディングワイヤは、Ａｇを７５質量％以上含有する芯材、および、前記芯材の外周面上に形成され、少なくとも１種の変色防止剤と少なくとも１種の界面活性剤とを含有する変色防止層、を有し、前記変色防止剤が、少なくとも１個のチオール基を有する、炭素数８〜１８の脂肪族有機化合物であることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係るボンディングワイヤでは、芯材の外周面を被覆する変色防止層が、少なくとも１個のチオール基を有し炭素数が８〜１８の範囲内である脂肪族有機化合物少なくとも１種と界面活性剤少なくとも１種とを含有する水溶液を前記芯材の外周面に塗布することにより形成されている。そのため、スプールに巻き回すワイヤの長さを長くして大気中に長期間暴露してもワイヤ表面の変色を防止でき、スプールの交換周期を延ばしてボンディング装置の稼働率を向上させることができる。また、芯材の外周面に水溶液を塗布することで変色防止層を形成することができるため、メッキ等に比べて簡便な方法によって変色防止層を形成することができ生産性に優れている。
【００１２】
また、本発明では、芯材のＡｇ含有量が７５質量％以上であるため、Ａｕ製のボンディングワイヤより光反射率が高くなりＬＥＤ等の発光効率を向上させることができる。
本発明における変色防止層は、光を吸収することがほとんどなく、Ａｇを含有する芯材の光反射率を低下させることがない。
【００１３】
しかも、本発明における変色防止層は、加熱されると芯材の表面から飛散するため、例えば、ボールボンディング法によって接続する場合にＦＡＢの形成時や２ｎｄ接合時に与えられる熱によって芯材の表面から変色防止層が飛散する。そのため、本発明のボンディングワイヤは、ＦＡＢの硬化による半導体素子の損傷を抑えることができるとともに、２ｎｄ接合の接合不良を抑えて連続ボンディング性に優れている。
【００１４】
上記した本発明に係るボンディングワイヤにおいて、界面活性剤が非イオン界面活性剤及び陽イオン界面活性剤からなる群から選択された１種又は２種であってもよい。
【００１５】
上記した本発明に係るボンディングワイヤにおいて、前記芯材が、Ａｕ及びＰｄの少なくとも一方を含有してもよい。
【００１６】
上記した本発明に係るボンディングワイヤにおいて、前記芯材が、Ｃａ、Ｙ、Ｓｍ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｂｅ、Ｂ、及びＧｅの中から選択された１種又は２種以上をさらに含有してもよい。
【００１７】
上記した本発明に係るボンディングワイヤにおいて、前記芯材が、Ｃｕ及びＮｉの少なくとも一方をさらに含有してもよい。
【００１８】
また、本発明に係るボンディングワイヤの製造方法では、伸線加工された芯材に対して少なくとも１回熱処理を行う。そして、全ての熱処理の終了後に、少なくとも１種の変色防止剤を含有する水溶液を前記芯材の外周面に塗布することにより、前記芯材の外周面上に変色防止層を形成する。ここで、前記変色防止剤は、少なくとも１個のチオール基を有する、炭素数８〜１８の脂肪族有機化合物である。また、前記水溶液は、さらに、少なくとも１種の界面活性剤を含有する。
【００１９】
本発明に係るボンディングワイヤの製造方法では、全ての熱処理の終了後に変色防止層を形成するため、接合時に与えられる熱によって飛散する変色防止層を芯材の外周面に形成することができ、接合不良や連続ボンディング性の低下を抑えることができる。また、本発明に係るボンディングワイヤの製造方法では、変色防止剤を含有する水溶液を芯材の外周面に塗布して変色防止層を形成するため、メッキ等に比べて簡便な方法によって変色防止層を形成することができ生産性に優れている。
【００２０】
上記した本発明に係るボンディングワイヤの製造方法において、伸線加工した前記芯材に対する全ての熱処理の終了後であってスプールに巻き取る前に前記水溶液を前記芯材の外周面に塗布してもよい。
【００２１】
上記した本発明に係るボンディングワイヤの製造方法において、伸線加工した前記芯材に対する全ての熱処理が終了し、その後、前記芯材を洗浄した後に前記水溶液を前記芯材の外周面に塗布してもよい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明では、ワイヤ表面の変色を防止することができるとともに、接合時の半導体素子の損傷を抑えることができ、連続ボンディング性に優れ、生産性に優れた芯材にＡｇを含有するボンディングワイヤを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態に係るボンディングワイヤの断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るボンディングワイヤの製造方法を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面に基づき一実施形態に係るボンディングワイヤの製造方法について説明する。
【００２６】
本実施形態において製造されるボンディングワイヤ１０は、図１に示すように、Ａｇを主成分とする芯材１２とこの芯材１２の外周面を被覆する変色防止層１４とを備える。
【００２７】
具体的には、芯材１２は、光反射率をＡｕ以上にするためＡｇを７５質量％以上含有し、本実施形態では、Ａｇに加えて更に、Ａｕ及びＰｄの中から選択された１種以上の元素と、Ｃａ、Ｙ、Ｓｍ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｂｅ、Ｂ及びＧｅの中から選択された１種又は２種以上の元素又はＣｕ及びＮｉの少なくとも一方を含有している。
【００２８】
Ａｕは、ＦＡＢの真球度を向上させるために添加する。通常、純Ａｇワイヤを用いてＦＡＢを作製すると、真球度の高いＦＡＢを安定的に得るのが難しい。しかし、Ａｕを一定量添加することにより真球度の高いＦＡＢを得ることができるようになる。
【００２９】
Ｐｄは１ｓｔ接合部の耐食性を向上させるために添加する。ＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）等の半導体パッケージの電極にはアルミニウムもしくはアルミニウム合金が被覆されていることが多い。ＬＥＤの電極は金被覆の場合が多いが、アルミニウムもしくはアルミニウム合金の被覆材が用いられることもある。銀とアルミニウムを接合すると、接合界面に銀とアルミニウムの金属間化合物層が生成する。この化合物層のうち、Ａｇ2Ａｌが成長すると、湿潤環境下における耐食性が劣化する。ＡｇワイヤにＰｄを一定量添加すると、ＦＡＢの外周部にＰｄ濃化層が形成され、そのことによってＡｇ2Ａｌの生成が抑制でき、湿潤環境下における耐食性の劣化を抑えることができる。
【００３０】
Ａｕ、Ｐｄはそれぞれ単独の添加でも効果があるが、ＰｄとＡｕを複合して添加する方がワイヤの融点が高くなるため、ワイヤの耐熱性が高くなる。
【００３１】
芯材１２が含有するＡｕ及びＰｄの合計量（つまり、Ａｕ又はＰｄを単独で添加する場合はＡｕ又はＰｄの量、ＡｕとＰｄを複合して添加する場合はＡｕとＰｄの合計量）は、０．５〜１０質量％であることが好ましく、１．０〜４．０質量％であることがより好ましい。０．５質量％以上であると放電加熱によって真球状のＦＡＢが形成され易く、１０質量％以下であるとワイヤの固有抵抗が適切な範囲に維持され、さらに、１．０質量％以上であると、より形状が安定したＦＡＢが得られ、４．０質量％以下であると、ワイヤの固有抵抗が３．０μΩ・ｃｍ以下になり、より特性のよいワイヤが得られる。
【００３２】
また、芯材１２が含有するＣａ、Ｙ、Ｓｍ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｂｅ、Ｂ及びＧｅの合計量は、５〜５００質量ｐｐｍであることが好ましい。５質量ｐｐｍ以上であると、得られるワイヤの強度をより向上させることができ、ボンディング後の樹脂モールドの際にボンディングされたワイヤがモールド樹脂の流れによって移動するワイヤフローの発生が防止でき、５００質量ｐｐｍ以下であると放電加熱によって得られるＦＡＢの形状が安定して良好な球状のＦＡＢが得られる。
ここで、Ｃａ、Ｙ、Ｓｍ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｂｅ、Ｂ及びＧｅの中では、極微量の添加でワイヤの耐熱性・強度向上に効果がある点でＹが好ましく、また、添加元素とＡｇが化合物を作ることによってマトリックスであるＡｇ中に化合物が分散しワイヤの高強度化に寄与する点でＬａ、Ｃｅも好ましい。しかし、入手の容易さの点でＣａ、Ｂｅ、Ｂ及びＧｅの添加が好ましく、使い勝手や効果の観点からＣａの添加が最も好ましい。
さらに、高強度化が必要な場合、Ｃａ、Ｙ、Ｓｍ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｂｅ、Ｂ及びＧｅの添加に加えて、Ｃｕ、Ｎｉの添加が効果的である。Ｃｕ、Ｎｉは、Ｃａ、Ｙ、Ｓｍ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｂｅ、Ｂ及びＧｅと反応せずにマトリックスのＡｇと容易に合金化するため、Ｃａ、Ｙ、Ｓｍ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｂｅ、Ｂ及びＧｅの添加効果を損なうことなく、マトリックスの高強度化に寄与する。なお、高強度化が必要な場合、上記のようにＣａ、Ｙ、Ｓｍ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｂｅ、Ｂ及びＧｅと併せてＣｕやＮｉを添加してもよいが、Ｃａ、Ｙ、Ｓｍ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｂｅ、Ｂ及びＧｅに換えてＣｕやＮｉを添加してもワイヤの強度を向上させることができる。
【００３３】
芯材１２が含有するＣｕ、Ｎｉの合計量は１００〜１００００質量ppmであることが好ましい。１００質量ppm以上であると、得られるワイヤの強度をより向上させることができ、ボンディング後の樹脂モールドの際にボンディングされたワイヤがモールド樹脂の流れによって移動するワイヤフローの発生が防止でき、１００００質量ｐｐｍ以下であると放電加熱によって得られるＦＡＢの形状が安定して良好な球状のＦＡＢが得られる。
【００３４】
なお、ボンディングワイヤ１０の固有抵抗は、２Ｎ（９９％）のＡｕ製のボンディングワイヤの固有抵抗（３．０μΩ・ｃｍ）以下で有ることが好ましいため、芯材１２に使用するＡｇは、純度９９．９質量％以上であることが好ましい。
【００３５】
変色防止層１４は、芯材１２の外周面に変色防止剤を含有する水溶液を塗布することで形成されたもので、本実施形態では、変色防止剤に加えて、界面活性剤少なくとも１種を更に含有する水溶液を芯材１２の外周面に塗布することで形成されている。
【００３６】
本実施形態における変色防止剤としては、少なくとも１個のチオール基を有し炭素数が８〜１８の範囲内である脂肪族有機化合物（以下、脂肪族有機化合物という場合もある）を１種又は２種以上採用することができる。この脂肪族有機化合物としては、チオカルボン酸も使用可能である。具体的には、１，１，３，３−テトラメチルデカンチオール、１，１，３，３−テトラメチルブタン−１−チオール、１，１０−デカンジチオール、１，９−ノナンジチオール、１−オクタンチオール、１−デカンチオール、１−ヘキサデカンチオール、１−オクタデカンチオール、ｎ−ノナンチオール、ｔ−ドデカンチオール、ｔ−ノナンチオール、ｔ−ヘキサデカンチオール、チオオレイン酸、チオステアリン酸、チオパルチミン酸、チオミリスチン酸、チオオクタン酸、チオラウリン酸などが挙げられる。中でも、変色防止効果が高い点から１−ヘキサデカンチオール、１−オクタデカンチオールが好ましい。
【００３７】
また、本実施形態における界面活性剤としては非イオン界面活性剤や陽イオン界面活性剤を採用することができる。これらの界面活性剤を用いることにより、上記脂肪族有機化合物の水への溶解性が低い場合に安定な分散液を形成させることができ、かつ芯材の濡れ性を向上させ、脂肪族有機化合物により形成される変色防止層を芯材により密着させることができる。このうち非イオン界面活性剤は銀の濡れ性向上効果が高く、陽イオン界面活性剤は非イオン界面活性剤よりも強固な変色防止層を形成し易い傾向がある。
【００３８】
これら界面活性剤の種類は特に限定されないが、具体例としては、非イオン界面活性剤では、ポリオキシエチレンアルキルエーテル (RO(CH2CH2O)mH)、脂肪酸ソルビタンエステル、アルキルポリグリコシド、脂肪酸ジエタノールアミド (RCON(CH2CH2OH)2)、アルキルモノグリセリルエーテル (ROCH2CH(OH)CH2OH)などが挙げられ、陽イオン界面活性剤としては、アルキルトリメチルアンモニウム塩 (RN+(CH3)3X-)、ジアルキルジメチルアンモニウム塩 (RR'N+(CH3)2X-)などが挙げられる。これら界面活性剤も異なる種類のものを2種以上使用することができ、非イオン界面活性剤と陽イオン界面活性剤とを併用することもできる。
【００３９】
本実施形態では、上記脂肪族有機化合物と界面活性剤とを水に溶解させて使用することができる。但し、脂肪族有機化合物は必ずしも水に完全に溶解する必要はなく、界面活性剤によって分散された分散液でもよく、本明細書でいう水溶液はそのような分散液も含むものとする。
【００４０】
水溶液中のチオール基を有する脂肪族有機化合物の濃度は１０〜５００質量ｐｐｍが好ましく、３０〜３００質量ｐｐｍがより好ましい。濃度がこの範囲内であれば均一かつ十分な厚さの変色防止層を形成し易くなる。水溶液中の界面活性剤の使用量はその種類により異なるが、１００〜１００００質量ｐｐｍの範囲内が好ましい。
【００４１】
変色防止層は、露出部がないように芯材を完全に被覆するのが好ましく、その層の厚さは有意な変色防止効果を得るために０．１ｎｍ以上が好ましく、２ｎｄ接合が阻害されないという観点から１０ｎｍ以下が好ましい。
【００４２】
次に、このような構成のボンディングワイヤ１０の製造方法の一例を説明する。
まず、純度９９．９質量％以上のＡｇにＡｕ及びＰｄを合計量で１．０〜１０．０質量％添加し、更に必要に応じて、Ｃａ、Ｙ、Ｓｍ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｂｅ、Ｂ及びＧｅを合計量で５〜５００質量ｐｐｍ添加し、Ｃｕ及びＮｉを合計量で１００〜１００００質量ppm添加したＡｇ合金を鋳造した後、連続鋳造法にて所定の径の棒状インゴットを作製する。
【００４３】
次いで、棒状インゴットを伸線加工して所定の直径（例えば、１２〜５０．８μｍ）に達するまで縮径してボンディングワイヤ１０の芯材１２を成形する。なお、必要に応じて伸線加工の途中で軟化熱処理を行っても良い。
【００４４】
そして、図２に示すように、所定の直径まで伸線加工を行いスプール１１に巻き取られた芯材１２を巻き戻して熱処理炉１６中を走行させて調質熱処理を行い、全ての熱処理を終了する。なお、調質熱処理の一例を挙げると、窒素ガス雰囲気において３００〜８００℃で１〜１０秒間連続焼鈍する。
【００４５】
そして、調質熱処理の終了後であってスプール２０に巻き取られる前に、全ての熱処理が終了した芯材１２を、水溶液槽２２に貯められた水溶液Ｓ中に所定時間（例えば、１〜５秒間）浸漬する。水溶液Ｓは、上記の変色防止剤少なくとも１種と上記の界面活性剤少なくとも１種を含有しており、芯材１２が水溶液槽２２を通過する間に芯材１２の外周面に塗布され、変色防止層１４が形成される。
このようにして芯材１２の外周面に変色防止層１４を備えたボンディングワイヤ１０が製造され、製造されたボンディングワイヤ１０は、スプール２０に巻き取られる。
【００４６】
以上のような本実施形態におけるボンディングワイヤ１０では、Ａｇを７５質量％以上含有する芯材１２の外周面を変色防止層１４が被覆しているため、スプール２０に巻き回すワイヤの長さを長くして長期間大気中に暴露しても硫化による変色が起こりにくい。そのため、接合不良を抑えつつスプール２０の交換周期を延ばすことができ、ボンディング装置の稼働率を向上させることができる。
【００４７】
また、芯材１２の外周面に形成されている変色防止層１４は、加熱により芯材１２の表面から飛散するため、ＦＡＢの形成時や２ｎｄ接合時に与えられる熱によって芯材１２の外周面から変色防止層１４が飛散する。そのため、本発明のボンディングワイヤでは、ＦＡＢの硬化による半導体素子の損傷を抑えたり、２ｎｄ接合の接合不良を抑えて連続ボンディング性を向上させることができる。
【００４８】
更に、ボンディングワイヤ１０では、芯材１２に対する全ての熱処理の終了後に変色防止層１４を形成するため、加熱により飛散しやすい変色防止層１４であっても芯材１２の外周面に形成することができる。しかも、変色防止層１４は、変色防止剤を含有する水溶液Ｓを芯材１２の外周面に塗布することで形成することができるため、電解法やメッキ等に比べて簡便な方法によって形成することができ生産性に優れている。
【００４９】
特に、本実施形態では、芯材１２に対して全ての熱処理の終了後であってスプール２０に巻き取られる前に、変色防止剤を含有する水溶液Ｓを芯材１２の外周面に塗布する、言い換えれば、熱処理の終了直後に連続して芯材１２の外周面に変色防止剤を含有する水溶液Ｓを塗布してからスプール２０に巻き取る。そのため、熱処理によって芯材１２の外周面に付着する不純物を離脱した状態で水溶液Ｓを塗布することができ、別途不純物の除去工程を設けることなく安定的に良好な変色防止層１４を芯材１２の外周面に形成することができる。
【００５０】
なお、本実施形態では、芯材１２に対して全ての熱処理の終了後であってスプール２０に巻き取られる前に、水溶液Ｓを塗布して変色防止層１４を形成する場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば、全ての熱処理の終了した芯材１２を一旦スプール２０に巻き取り、その後、芯材１２に付着する剥離剤や伸線潤滑剤などの不純物を除去するため芯材１２を洗浄した後、水溶液Ｓを芯材１２の外周面に塗布して変色防止層１４を形成してもよい。
【００５１】
また、本実施形態では、芯材１２の外周面に変色防止剤を含有する水溶液Ｓを塗布する方法として芯材１２を水溶液Ｓに浸漬する方法について説明したが、水溶液Ｓを滴下したり噴霧したりすることで芯材１２の外周面に塗布してもよい。
【００５２】
以上、本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【実施例】
【００５３】
以下、本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００５４】
純度９９．９質量％以上のＡｇ原料を用いて、下記表１に示すような組成の銀合金を溶解し、連続鋳造法にて直径８ｍｍの棒状インゴットを作製した。その後、棒状インゴットに伸線加工を施して直径１２〜５０．８μｍに達するまで縮径して芯材を成形した。
【００５５】
そして、実施例１〜２０は、伸線加工した芯材に対して調質熱処理の終了直後に連続して、変色防止剤として１−ヘキサデカンチオールを含有し、界面活性剤としてポリオキシエチレントリデシルエーテルを含有する水溶液を芯材１２の外周面に塗布して変色防止層を形成した。
【００５６】
比較例１は、変色防止剤として芳香族有機化合物であるメルカプトベンゾチアゾールを用いた以外は上記実施例１〜２０と同様である。
【００５７】
比較例２は、変色防止剤としてチオール基を有しない脂肪族有機化合物であるオレイン酸ナトリウム塩を用いた以外は上記実施例１〜２０と同様である。
【００５８】
比較例３は、界面活性剤を使用していない以外は、上記実施例１〜２０と同様である。
比較例４は、伸線加工した芯材に対して調質熱処理の前に実施例１〜２０と同一の水溶液を塗布した後、調質熱処理を行った。
比較例５は、伸線加工した芯材に対して調質熱処理を行った後、芯材の外周面に変色防止層を設けていない。
【００５９】
【表１】
0005842068.tif 000002
【００６０】
作成した実施例１〜２０及び比較例１〜５のボンディングワイヤについて、硫化試験（変色試験）、ＦＡＢのビッカース硬さ、ＦＡＢの真球度、固有抵抗、及び樹脂モールド時のワイヤフローを評価した。評価方法は以下のとおりである。
【００６１】
（１）硫化試験
密閉した１８リットル容器中に０．０５％硫酸アンモニウム水溶液１００ｍｌと１００ｍｍのボンディングワイヤを挿入し、硫化水素ガス中で３０分間暴露試験した。
【００６２】
ワイヤ表面の状態はＳＥＲＡ法（連続電気化学還元法）を用い、ワイヤ表面の硫化銀膜厚を測定することで評価した。すなわち、ワイヤ表面に電解液をあて、電極より微小電流（９０μＡ／ｃｍ2）を流すと還元反応が起きる。還元電位は表面の生成物によって異なり、硫化銀還元電位の−０．２５〜−０．８０Ｖの間である時間を測定することによって、生成している硫化銀の膜厚を測定した。
【００６３】
ここで、硫化銀膜の厚みが２０Å以下であれば、実用上問題ないため「Ａ」とし、２０Åを超えれば、ワイヤ表面が変色し、接合性・信頼性に影響を及ぼすため「Ｄ」とした。
【００６４】
（２）ＦＡＢのビッカース硬さ
ボンディング装置でボンディングワイヤの直径の２倍の直径のＦＡＢを作製し、側面からＦＡＢのビッカース硬さを測定した。ビッカース硬度計の荷重を２ｇｆ、加圧時間を１０秒間とした。ビッカース硬さが４Ｎ（９９．９９％）Ａｕワイヤ（ＨＶ４４）の１．５倍（ＨＶ６６）までは１ｓｔ接合時のチップクラックやパッドめくれなどの不具合がでないと考えて「Ａ」、１．５倍を超えれば用途が限定されるため「Ｃ」とした。
【００６５】
（３）ＦＡＢの真球度
ボンディング装置でボンディングワイヤの直径の２倍の直径を有するＦＡＢをそれぞれ１００個ずつ作製し、ＦＡＢのワイヤ平行方向と垂直方向の直径を測定した。平行方向と垂直方向の直径の差がすべて線径の±１０％以下であれば真球に近いと考えて「Ａ」、線径の±１０％以下が９０個以上で線径の±１０％を超えて±２０％以下が１個以上１０個以下であればほぼ問題がないと考えて「Ｂ」、±２０％を超えるものが一つでもあれば、真球度が低いので用途が限定されるため、「Ｃ」とした。
【００６６】
（４）固有抵抗
４端子法を用いて室温での電気抵抗を測定し、各ワイヤの固有抵抗を求めた。固有抵抗が３．０μΩ・ｃｍ以下であれば、金ボンディングワイヤの固有抵抗と同等以下となるため、ワイヤに流れる信号の伝達速度を落とさず、半導体パッケージの性能を落とさないため、置き換えが容易であると考えて「Ａ」、３．０μΩ・ｃｍを超え、５．０μΩ・ｃｍ以下であれば、金ボンディングワイヤからの置き換えに実用上問題がないため「Ｂ」、５．０μΩ・ｃｍを超えれば金ボンディングワイヤからの置き換えには不適であるため「Ｄ」とした。
【００６７】
（５）樹脂モールド時のワイヤフロー
ワイヤ長：２ｍｍでボンディングした試料を市販のエポキシ樹脂で封止した後、Ｘ線非破壊観察装置で最大ワイヤフロー量の測定を行った。最大ワイヤフロー量をワイヤ長２ｍｍで除した割合が２％未満なら「Ａ」、２％以上では使用上の問題があると考えて評価を「Ｄ」とした。
【００６８】
【表２】
0005842068.tif 000003
【００６９】
結果は、表２に示すとおりであり、実施例１〜２０では、硫化試験において芯材の外周面が硫化せず変色は発生しなかった。また、ＦＡＢのビッカース硬さ、ＦＡＢの真球度、固有抵抗、及び樹脂封止時のワイヤフローについても、実施例１〜２０では良好な結果が得られた。
【００７０】
一方、比較例１〜５では、硫化試験において芯材の外周面が硫化して変色していた。比較例１で変色防止剤として使用したメルカプトベンゾチアゾールは、変色防止効果かあるものの、今回の短時間での処理では十分な変色防止効果が得られなかったと思われる。比較例２で変色防止剤として使用したオレイン酸ナトリウム塩は、変色防止効果がなかったものと思われる。比較例３で界面活性剤を使用していない場合は、ワイヤとの濡れ性が悪く、均一な変色防止層が得られなかったと思われる。比較例４で軟化前に塗布した場合は、後で行う調質熱処理により変色防止層が飛散してしまったものと思われる。
【符号の説明】
【００７１】
１０…ボンディングワイヤ
１２…芯材
１４…変色防止層
２０…スプール
２２…水溶液槽
【図１】
0005842068.tif 000004
【図２】
0005842068.tif 000005