(57)【要約】本発明は、ワイヤボンデシィング時にボンディングワイヤの構造・形状を維持することができるワイヤボンディング及びその製造方法を提供することを目的とする。 銅を主成分とする芯材とパラジウム被覆層を有するボンディングワイヤであって、前記芯材の中心に、銅が軸方向に延在する繊維状組織を有することを特徴とするボンディングワイヤ。
2013111642.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅を主成分とする芯材とパラジウム被覆層を有するボンディングワイヤであって、
前記芯材の中心に、銅が軸方向に延在する繊維状組織を有することを特徴とするボンディングワイヤ。 
【請求項２】
パラジウム被覆層上に更に金被覆層を有する請求項１記載のボンディングワイヤ。 
【請求項３】
請求項１又は２記載のボンディングワイヤの製造方法であって、 
連続鋳造により、前記芯材を生成する芯材生成工程と、前記芯材を所定の減面率まで減面するまでは、減面率１０％以下のダイスを用いて伸線加工を行い、前記所定の減面率に減面後は、減面率が１０％より大きいダイスを用いて伸線加工を行う第１の伸線工程と、 
該第１の伸線工程により伸線加工された前記芯材の周囲にめっきして被覆銅線を形成するめっき工程と、
前記被覆銅線を所定の線径となるまで伸線加工する第２の伸線工程と、
を有することを特徴とするボンディングワイヤの製造方法。 
【請求項４】
前記第１の伸線工程と前記めっき工程との間に、前記第１の伸線工程により伸線加工された前記芯材を、再結晶開始温度以上再結晶終了温度以下の温度で軟化熱処理する軟化熱処理工程を更に有することを特徴とする請求項３記載のボンディングワイヤの製造方法。 
【請求項５】
前記所定の減面率は、９５．０〜９９．５％であることを特徴とする請求項３又は４記載のボンディングワイヤの製造方法。 
【請求項６】
前記第１の伸線工程は、前記芯材を供給する供給キャプスタンと前記芯材を巻き取る巻取キャプスタンとの間に１つのダイスを配置し、１つのダイスを用いて引き抜きを行う伸線加工を繰り返すことにより行われることを特徴とする請求項３乃至５のいずれか一項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、ボンディングワイヤ及びその製造方法に関し、特に、銅を主成分とする芯材と、パラジウム被覆層又はパラジウム及び金の被覆層を有するボンディングワイヤ、並びにその製造方法に関する。 
【背景技術】
【０００２】
従来から、銅を主成分とする芯材をパラジウムで被覆したパラジウム被覆銅ボンディングワイヤが知られている（例えば、特許文献１参照）。 【０００３】
市場で使用されているパラジウム被覆銅ボンディングワイヤは、専ら窒素ガス雰囲気中でプラズマアークによって加熱され、溶融凝固して形成されるボールを半導体素子上のアルミニウムパッドへ超音波熱圧着し接合される。窒素ガス雰囲気中でボールを形成する場合には、銅芯材に脱酸剤となるリンを添加し、ボール形成時に銅が露出した場合の酸化を防止してボール表面の表面張力を維持し、溶融ボールを凝固まで真球に維持するような工夫がなされてきた。 【０００４】
このような工夫の積み重ねの結果、最近になって、パラジウム被覆銅線の適用パッケージが多岐に渡るようになり、高信頼性が要求されるようなパッケージにも使用されるケースが増えてきた。 
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許４１５８９２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、パラジウム被覆銅ボンディングワイヤが用いられるＱＦＮ（Quad  Flat  No-lead）やＢＧＡ（Plastic  Ball  Grid  Array）においては、樹脂封止が基板上の片側のみであるため、耐湿性に弱く、プレッシャークッカーテスト（Pressure  Cooker Test、以下「ＰＣＴ」という。）や超加速高温高湿試験（Highly  Accelerated  Temperature  and  Humidity  Stress  Test、以下「ＨＡＳＴ」という。）等の、湿度と圧力を高めて行うパッケージ内へ水分が浸入しやすい条件下での信頼性試験では、寿命がベア銅線よりも短くなるといった現象が観察されるようになった。発明者等の調査の結果、ボール接合部で銅が露出している場合には、アルミニウムパッドのボール接合界面の腐食が著しく、アルミニウムが酸化して導通不良となることが判明した。ベア銅線の場合には、ボール形成時におけるガス雰囲気は、窒素雰囲気よりも水素を４〜５ｖｏｌ％含有する窒素ガス雰囲気の方がボール表面の酸化が回避されるため、ＰＣＴやＨＡＳＴ信頼性といった水分や酸素の影響を受けやすい評価での信頼性が高くなることが分かっていたが、パラジウム被覆銅線においては、逆に信頼性が低下することが判明した。 【０００７】
発明者等が更に調査したところ、水素を４〜５ｖｏｌ％含有する窒素中で、パラジウム被覆銅線でアークプラズマ放電によってボールを形成すると、ボール表面に銅が露出したり、先端がうまく溶融せずに、所定のサイズのボール径が得られない小ボール不良や、ボール表面に果実の桃の様な窪みが観察されたりと、ボールの外観異常が観察されることが判明した。 【０００８】
窒素に４〜５ｖｏｌ％の水素を含む混合ガス雰囲気中において、ワイヤ先端をプラズマアークで加熱する場合、水素を含まない１００％窒素ガスと比較してプラズマ温度が高温になるため、パラジウムの融点が銅との合金化によって低下すると、パラジウム膜が熔解して銅ボール内部へ溶け込んだり、一部のパラジウム膜が熔解してボール表面に銅が露出したり、ボール表面に段差が生じたりといったボールの外観不良が発生し、接合性が悪化したり、銅のガルバニック腐食によってＨＡＳＴ信頼性が低下したりするものと推察された。 【０００９】
また、かかるパラジウム膜のボール内部への溶解は、溶解時間が長いため、パラジウム膜の溶解が大きいことにも一因があると考えられた。かかるパラジウム膜の溶解は、ボールを形成してから速やかにボールが冷却され、ボンディングワイヤの元々の構造を維持することにより防ぐことができると考えられる。 【００１０】
そこで、本発明は、ボール形成持のパラジウム膜の溶解を抑制し、パラジウム被覆銅ボンディングワイヤで形成されるボールの形状の真球度を高め、水素を４〜５ｖｏｌ％含有する窒素中の放電において形成されるボール表面の銅露出を抑制することができ、湿度が影響するＨＡＳＴ信頼性に良好なボンディングワイヤ及びその製造方法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】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明の一実施態様に係るボンディングワイヤは、銅を主成分とする芯材と、パラジウム被覆層又はパラジウム及び金の被覆層とを有するボンディングワイヤであって、前記芯材の中心に、銅が軸方向に延在する繊維状組織を有することを特徴とする。 【００１２】
上記本発明のボンディングワイヤの製造方法は、  連続鋳造により、前記芯材を生成する芯材生成工程と、前記芯材を所定の減面率まで減面するまでは、減面率１０％以下のダイスを用いて伸線加工を行い、前記所定の減面率に減面後は、減面率が１０％より大きいダイスを用いて伸線加工を行う第１の伸線工程と、 
該第１の伸線工程により伸線加工された前記芯材の周囲にめっきして被覆銅線を形成するめっき工程と、
前記被覆銅線を所定の線径となるまで伸線加工する第２の伸線工程と、
を有することを特徴とする。 【００１３】
また、前記第１の伸線工程と前記パラジウムめっき工程との間に、前記第１の伸線工程により伸線加工された前記芯材を、再結晶開始温度以上再結晶終了温度以下の温度で軟化熱処理する軟化熱処理工程を有することが好ましい。 【００１４】
ここで、前記所定の減面率は、９５．０〜９９．５％であることが好ましい。 【００１５】
なお、前記第１の伸線工程は、前記芯材を供給する供給キャプスタンと前記芯材を巻き取る巻取キャプスタンとの間に１つのダイスを配置し、１つのダイスを用いて引き抜きを行う伸線加工を繰り返すことにより行われることとしてもよい。 
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ワイヤボンディング時に、ボンディングワイヤの構造、形状を適切に維持することができる。 
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係るボンディングワイヤの一例を示した断面構成図である。
【図２】比較例に係るボンディングワイヤの断面構成を示した図である。
【図３】本発明の実施形態に係るボンディングワイヤの製造方法の芯材生成工程の一例を示した図である。図３（Ａ）は、芯材生成工程に用いられる材料の一例を示した図である。図３（Ｂ）は、連続鋳造の一例を示した図である。図３（Ｃ）は、芯材生成工程により生成された芯材の一例を示した図である。
【図４】本発明の実施形態に係るボンディングワイヤの製造方法の鋳造後伸線工程の一例を示した図である。
【図５】本発明の実施形態に係るボンディングワイヤの製造方法の粗伸線工程の一例を示した図である。
【図６】本発明の実施形態に係るボンディングワイヤの製造方法の軟化熱処理工程の一例を示した図である。
【図７】伸線加工された金属線の加熱による破断強度と伸び率の変化と、再結晶開始温度及び再結晶終了温度について示した図である。
【図８】本発明の実施形態に係るボンディングワイヤの製造方法のめっき工程の一例を示した図である。
【図９】本実施形態に係るボンディングワイヤの製造方法の最終伸線工程の一例を示した図である。
【図１０】本発明の実施例１〜１１及び比較例１〜１１に係るボンディングワイヤのワイヤボンディング時におけるボール断面のパラジウム濃度マッピング結果の評価方法を説明するための図である。図１０（Ａ）は、良品に係るボンディングワイヤを用いたボール断面のパラジウム濃度マッピング結果の一例を示した図である。図１０（Ｂ）は、良品に係るボンディングワイヤを用いたボール断面のパラジウム濃度マッピング結果の他の一例を示した図である。図１０（Ｃ）は、不良品に係るボンディングワイヤを用いたボール断面のパラジウム濃度マッピング結果の一例を示した図である。図１０（Ｄ）は、不良品に係るボンディングワイヤを用いたボール断面のパラジウム濃度マッピング結果の他の一例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態の説明を行う。 
【００１９】
図１は、本発明の実施形態に係るボンディングワイヤの一例を示した断面構成図である。図１において、本実施形態に係るボンディングワイヤ１５は、芯材１０と、パラジウム膜１３とを有する。芯材１０は、銅を主成分として構成され、組織構造的には、繊維状組織１１と、再結晶領域１２とを有する。パラジウム膜１３は、芯材１０を被覆する金属膜である。つまり、本実施形態に係るボンディングワイヤ１５は、銅を主成分とする芯材１０の周囲を、パラジウム膜１３で被覆した構造を有するパラジウム被覆銅ボンディングワイヤである。 
【００２０】
本実施形態に係るボンディングワイヤ１５の製造方法の詳細は後述するが、本実施形態に係るボンディングワイヤ１５は、９９．９９％以上の純度の銅に、添加元素を熔解して溶解鋳造し、得られた銅インゴットについて、ダイスを通して引抜き伸線加工を行う際、繊維状組織１１を残留させることにより得られる。伸線加工後は、必要に応じて軟化熱処理を行って所定の線径とした後、各種の化学洗浄を施して線材表面に銅組織を露出させた後にパラジウムめっきを施し、必要に応じて金を更にめっきする。その後、再度伸線加工を加えて所定の線径まで縮径し、軟化熱処理を行う。その際、軟化温度を調整し、芯材中心に繊維状組織１１が形成されたパラジウム被覆銅ボンディングワイヤを得ることができる。 
【００２１】
ここで、繊維状組織１１とは、鋳造時の結晶が伸線方向に伸ばされて、その後の加熱によっても再結晶化や結晶粒の粗大化が顕著ではなく、繊維状に残留した金属組織のことを意味する。断面観察においては、図１に見られように、ワイヤ表面近傍の結晶が再結晶化して粒形状の再結晶領域１２となっているのに対し、中心部分はワイヤ長手方向に伸張した繊維状組織１１として容易に観察される。硬度測定を行うと、再結晶粒に比べて繊維状組織１１の硬度は高く観察されるので、硬度測定によっても繊維状組織１１の存在を確認することは可能である。 
【００２２】
繊維状組織は、芯材中０．５〜９０質量％存在することが好ましく、特に１〜８０質量％存在することが好ましく、特に４〜５０質量％存在することが好ましい。
【００２３】
また、繊維状組織は、芯材の半径をRとしたとき、中心０．８R以内に存在することが好ましく、特に０．５Ｒ以内に存在することが好ましい。
【００２４】
かかる繊維状組織１１が中心に残留したボンディングワイヤ１５は、ワイヤボンディングの際のボール形成時に、繊維状組織１１で熱エネルギを吸収し、ボールを速やかに冷却させ、パラジウム膜１３の溶解を抑制することができると考えられる。つまり、繊維状組織１１は、再結晶化されていない粗い組織であるので、熱エネルギが加わることにより、再結晶化が起こり、加えられた熱エネルギを消費することができる。これにより、ボール形成の際におけるボール溶解時又は凝固時に、溶解温度の低下又は凝固時間の短縮を促し、パラジウム膜の溶解によるボール内部への溶け込みを抑制することができると考えられる。 
【００２５】
このように、本実施形態に係るボンディングワイヤ１５においては、芯材１０の内部に繊維状組織１１を残留させることにより、ワイヤボンディング時に発生するボールの熱を素早く吸収し、ワイヤボンディングを良好に行うことができると考えられる。 
【００２６】
図２は、比較例に係るボンディングワイヤの断面構成を示した図である。比較例に係るボンディングワイヤ１１５は、芯材１１０が総て再結晶領域１１２で構成され、繊維状組織１１が何ら残留していない構造となっている。かかる構成においては、ボール形成時に、ボール溶解の熱エネルギが消費される領域が存在しないので、パラジウム膜１１３は溶解し、ボール内部へと溶け込み、芯材１１０の銅が露出する可能性が高くなってしまう。 
【００２７】
一方、本実施形態に係るボンディングワイヤ１５は、繊維状組織１１で熱エネルギを消費することができるので、パラジウム膜１３のボール内部への溶け込みを防止し、銅の露出を抑制することができるので、表面の酸化を防止し、その後の接続信頼性を向上させることができる。 
【００２８】
次に、図３乃至図９を用いて、本発明の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。 
【００２９】
図３は、本発明の実施形態に係るボンディングワイヤの製造方法の芯材生成工程の一例を示した図である。図３（Ａ）は、芯材生成工程に用いられる材料の一例を示した図であり、図３（Ｂ）は、連続鋳造の一例を示した図であり、図３（Ｃ）は、芯材生成工程により生成された芯材の一例を示した図である。 
【００３０】
図３（Ａ）に示すように、金属生成工程において、例えば、芯材１０の材料となる銅は、板状の銅板９として供給される。なお、添加物が必要な場合には、添加物の金属板も同様に用意する。 
【００３１】
図３（Ｂ）に示すように、芯材１０の生成は、連続鋳造装置２０を用いて行われる。連続鋳造装置２０は、チャンバ２１と、タンディッシュ２２と、鋳型２３と、ウォータージャケット２４と、ローラ２５とを備える。連続鋳造装置において、チャンバ２１内に収容されたタンディッシュ２２内で銅板９が溶解され、溶解した銅板９がウォータージャケット２４を有する鋳型２３を通り、ローラ２５により引き出されて芯材１０が生成される。なお、チャンバ２１内は、例えば、窒素ガスで満たされてよい。また、銅板９の他、添加物もタンディッシュ２２内で溶解供給されてよい。なお、タンディッシュ２２に溶解した銅板９を供給する取鍋や、複数の役割を有するローラ２５も、必要に応じて設けられてよい。 
【００３２】
図３（Ｃ）は、連続鋳造により生成された芯材１０の一例を示しているが、鋳造直後の芯材１０は、最終的なボンディングワイヤ１５よりも遙かに太い線径を有しており、例えば数ｍｍの線径を有する。 
【００３３】
図４は、本発明の実施形態に係るボンディングワイヤの製造方法の鋳造後伸線工程の一例を示した図である。鋳造後伸線工程においては、芯材１０の伸線加工が行われ、芯材１０が減面（縮径）される。図４に示すように、鋳造後伸線工程においては、一対のキャプスタン３０、３１と、１つのダイス４０を用いて、芯材１０の伸線が行われる。芯材１０は数ｍｍの太さを有し、ダイス４０を挿通させるために要する力も大きいので、１つのダイス４０のみをキャプスタン３０、３１間に設置し、十分な力を与えて伸線加工を行う。鋳造後伸線工程は、複数回繰り返され、芯材１０を所定の線径にするまで行われる。例えば、鋳造後伸線工程で、芯材１０は、１ｍｍ程度の線径とされてもよい。 
【００３４】
しかしながら、鋳造直後の芯材１０を伸線加工する鋳造後伸線工程において、最初から大きな減面率で縮径を行うと、図１において説明した繊維状組織１１が残存せずに、金属組織が伸び切ってしまうおそれがある。 
【００３５】
そこで、本実施形態に係るボンディングワイヤの製造方法においては、芯材１０の累積減面率が所定の減面率に到達するまでは、減面率１０％以下で伸線加工を行う。ここで、減面率は、（１）式で表される。なお、減面率は、縮径率と呼んでもよいし、リダクション率と呼んでもよい。 
【００３６】
【数１】
2013111642.tif 000003
減面率１０％以下で伸線加工を継続する所定の減面率は、芯材１０の中心に繊維状組織１１が残存する適切な値に設定するが、これは、９５．０〜９９．５％が好ましく、特に９６％が好ましい。最初の鋳造直後の芯材１０の直径が８ｍｍの場合、直径１．６ｍｍまで減面すると、９６％に該当する。例えば、銅を主成分とする芯材１０を、８ｍｍから１．６ｍｍまで減面した場合には、繊維状組織１１が残存することが、発明者等の実験により確認されている。なお、この点の実施例については、後述する。 
【００３７】
図５は、本発明の実施形態に係るボンディングワイヤの製造方法の粗伸線工程の一例を示した図である。粗伸線工程においては、一対のキャプスタン３２、３３と、複数のダイス４１〜４５を用いて伸線加工が行われる。粗伸線工程においては、鋳造後伸線工程よりも芯材１０の直径が細くなっているので、引き抜き時に要する力も鋳造後伸線工程より小さくなり、複数のダイス４１〜４５を用いて効率よく伸線加工を行うことが可能となる。かかる粗伸線工程により、芯材１０は、数１００μｍレベルの芯材１０に加工される。なお、粗伸線工程は、必要に応じて設けるようにしてよい。 
【００３８】
図６は、本発明の実施形態に係るボンディングワイヤの製造方法の軟化熱処理工程の一例を示した図である。軟化熱処理工程においては、ガイドローラ６０、６１を用いて、芯材１０に円筒形のヒータ５０を通過させる。これにより、芯材１０の熱処理を行い、芯材１０を軟化させ、ワイヤボンディング時にパッド等を損傷しない硬度に調整する。なお、軟化熱処理がなされた芯材１０は、スプール７０に巻き取られる。 
【００３９】
ここで、本実施形態に係るボンディングワイヤの製造方法においては、再結晶開始温度以上再結晶終了温度以下の温度で軟化熱処理工程が行われる。 
【００４０】
図７は、軟化熱処理工程において、伸線加工された金属線の加熱による破断強度と伸び率の変化と、再結晶開始温度及び再結晶終了温度について示した図である。 
【００４１】
図７において、横軸が温度、縦軸に金属線の破断強度と伸び率が示されているが、一般的に鋳造されたままの銅の芯材１０を伸線加工すると、加工度とともに破断強度は上昇し、また伸び率は低下して次第に飽和するが、これを加熱すると、急激に伸び率が上昇しだす温度があり、これを再結晶開始温度（図７のＡ）と呼ぶ。また、伸び率が最大となる温度を、再結晶終了温度（図７のＢ）と呼ぶ。再結晶終了温度以上の温度で加熱すると、結晶は全体的に粗大化するのが一般的で、材料としては十分軟化した状態が得られることとなる。本実施形態に係るボンディングワイヤの製造方法においては、加熱温度を再結晶開始温度以上とすることにより、芯材１０の再結晶は発生させるが、加熱温度を再結晶終了温度以下とすることにより、全径に亘る再結晶化は発生させない。これにより、芯材１０の軟化は行うが、全面に亘る再結晶化は発生させず、一部を繊維状組織１１として残留させている。 
【００４２】
図６に示したように、ヒータ５０は、芯材１０の外周面から加熱を行うので、芯材１０の外側は再結晶化されて再結晶領域１２となり、軸付近の中心は再結晶化されずに繊維状組織１１が残存した構造となり、図１の構造と合致することが分かる。 
【００４３】
このように、本実施形態に係るボンディングワイヤの製造方法においては、再結晶開始温度以上再結晶終了温度以下の温度で軟化熱処理を行うことにより、芯材１０を軟化させるとともに、繊維状組織１１を中心に残存させた構造とすることができる。 
【００４４】
なお、軟化熱処理工程は、芯材１０の硬度に問題が無い場合は行う必要が無く、必要に応じて行うようにしてよい。 
【００４５】
図８は、本発明の実施形態に係るボンディングワイヤの製造方法のめっき工程の一例を示した図である。図８に示すように、めっき工程においては、めっき前処理槽８０、めっき槽８１に、スプール７０に巻回された芯材１０が巻き出されて供給され、芯材１０の周囲にめっきによりパラジウム膜１３が形成される。また、めっき後のパラジウム被覆銅線１４は、出口側に設置されたスプール７１に巻き取られる。また必要に応じてパラジウム被覆層上に金層をめっきしても良い。金層のめっき工程もパラジウムめっきと同様に図８に類するめっき設備を用意するか、あるいはパラジウムめっきに引き続いて連続めっきしても良い。 
【００４６】
なお、めっき前処理工程は、複数の処理工程があり、めっき前処理槽８０は必ずしも１つでは無いが、図８においては、紙面の都合上、模式的に１つのめっき前処理槽７０を示している。 
【００４７】
めっき前処理工程は、芯材１０の油脂を除去する脱脂工程と、芯材１０の表面の酸化膜を除去する塩酸洗浄工程と、芯材１０の表面を薄く溶かして研磨する化学研磨工程と、芯材１０を硫酸で洗浄する硫酸洗浄工程を有する。かかる前処理工程を経て、芯材１０の周囲の不純物等が除去されて芯材１０の表面が洗浄され、めっき工程が容易に行われる状態となる。
【００４８】
パラジウムめっき工程は、銅を主成分とする芯材１０の周囲にパラジウムめっきを施してパラジウム膜１３を形成する工程である。めっき工程は、芯材１０の周囲にパラジウム膜１３を形成できれば、種々のめっき処理が行われてよいが、例えば、ストライクめっき工程と本めっき工程の２つの工程を含んでもよい。ストライクめっき工程及び本めっき工程は、電気めっきであり、めっき槽７１内にアノードが設けられ、芯材１０は給電ローラー（図示せず）等によりカソードに通電される。そして、パラジウムイオンＰｄ２＋を含むパラジウムめっき液にカソードに通電された芯材１０が浸漬され、陽イオンのパラジウムイオンＰｄ２＋が芯材１０に電着し、めっきが施される。
【００４９】
ストライクめっき工程では、短時間で高い電流密度で通電が行われ、例えば、１０Ａ／ｄｍ２以上の電流密度で通電がなされる。一方、本めっき工程では、ストライクめっきよりも電流密度を低下させ、例えば、３〜５Ａ／ｄｍ２程度で、ストライクめっきよりも長時間めっきが行われる。このように、例えば、ストライクめっき工程と本めっき工程の２工程を経て銅の芯材１０にパラジウムめっきが行われ、芯材１０の周囲にパラジウム膜１３が形成される。また、めっきが終了したパラジウム被覆銅線１４は、スプール７１に巻き取られる。
【００５０】
金めっき工程は、必要に応じて前記パラジウムめっき後に実施する。パラジウムめっきと同様に電気めっきによって行っても良い。
【００５１】
図９は、本実施形態に係るボンディングワイヤの製造方法の最終伸線工程の一例を示した図である。最終伸線工程においては、パラジウム被覆銅線または金−パラジウム被覆銅線１４の伸線加工が行われ、所定の線径に縮径化される。なお、最終伸線工程においては、最終製品と同じ線径にまで伸線加工が行われる。 
【００５２】
図９に示すように、最終伸線工程も、２つのキャプスタン３４、３５に巻き回すように、スプール７１に巻回された被覆銅線１４が供給され、２つのキャプスタン３４、３５の間で、複数のダイス９０〜９７を被覆銅線１４が順次通過することにより、伸線加工が行われる。図９において、ダイス９０〜９７は８個設けられている。一般に、最終伸線加工は、被覆銅線１４を最終製品径まで伸線して最終製品のボンディングワイヤ１５とする最終伸線工程であるので、それまでの伸線工程よりも多くのダイス９０〜９７が設けられる。これにより、大きい減面率で縮径化を行うことができる。 
【００５３】
このように、本発明の実施形態に係るボンディングワイヤの製造方法によれば、芯材１０の中心に繊維状組織１１を有するボンディングワイヤ１５を製造することができる。 
【実施例】
【００５４】
次に、本発明の実施例に係るボンディングワイヤ及びその製造方法を、比較例との比較において説明する。 【００５５】
表１は、本発明の実施例１〜１１に係るボンディングワイヤ及びその製造方法と比較例１〜１１に係るボンディングワイヤ及びその製造方法の実施内容を示している。 【００５６】
【表１】
2013111642.tif 000004
表１に示すように、芯材全体の縮径率（減面率）が９６％までは、実施例１〜１１に係るボンディングワイヤ及びその製造方法は、各ダイスの縮径率を７％又は１０％に設定した。また、芯材全体の縮径率が９６〜９９．９％の範囲では、各ダイスの縮径率を１２％又は１０％に設定した。 【００５７】
一方、比較例１〜１１においては、芯材全体の縮径率が９６％までは、各ダイスの縮径率を１８％又は１２％に設定した。また、芯材全体の縮径率が９６〜９９．９％の範囲では、実施例１〜１１と同様に、各ダイスの縮径率を１２％又は１０％に設定した。つまり、実施例１〜１１と比較例１〜１１は、芯材全体の縮径率が９６％までの各ダイスの縮径率が異なるように設定されている。 【００５８】
また、実施例１〜１１及び比較例１〜１１において、芯材となる銅原料としては、市販の４Ｎ純度の無酸素銅または４Ｎ電気銅をさらに電解精製した６Ｎ純度の電気銅を用いた。リンは市販の１５％リン銅地金を用いた。熱処理１（軟化熱処理）は、線径約１ｍｍで、窒素雰囲気中で再結晶開始温度以上再結晶修了温度以下の温度で６０分行った。なお、軟化熱処理は、実施した場合と実施しなかった場合があり、表１では、実施した場合を「実施」、実施しなかった場合を「不実施」として示している。めっき後は、所定の加工縮径率で最終線径まで伸線し、窒素ガス雰囲気中で伸び率をボンディングワイヤ用途が主となる９〜１０．５％と、バンプワイヤが主となる４〜４．５％となるように焼鈍した。 【００５９】
図１０は、本発明の実施例１〜１１及び比較例１〜１１に係るボンディングワイヤのワイヤボンディング時におけるボール断面のパラジウム濃度マッピング結果の評価方法を説明するための図である。図１０（Ａ）は、良品に係るボンディングワイヤを用いたボール断面のパラジウム濃度マッピング結果の一例を示した図であり、図１０（Ｂ）は、良品に係るボンディングワイヤを用いたボール断面のパラジウム濃度マッピング結果の他の一例を示した図である。図１０（Ｃ）は、不良品に係るボンディングワイヤを用いたボール断面のパラジウム濃度マッピング結果の一例を示した図であり、図１０（Ｄ）は、不良品に係るボンディングワイヤを用いたボール断面のパラジウム濃度マッピング結果の他の一例を示した図である。 【００６０】
図１０に係る実施例において、具体的には、パラジウムのボール表面分布については、窒素ガス雰囲気あるいは４〜５Ｖｏｌ％の水素を含む窒素雰囲気中で線径の１．６倍の直径を有するボールを形成し、イオンポリッシャーにてボール断面を形成し、ＥＰＭＡ分析によってパラジウム濃度をマッピングして示した。なお、図１０において、白又はグレーで示されている箇所が、パラジウムが分布している箇所である。 【００６１】
図１０（Ａ）においては、パラジウム膜は、ボールの表面に分布しているので、芯材１０である銅は露出せず、アルミニウム端子には接触しない。よって、ＯＫである。このような場合を、ＯＫ１と表現することとする。 【００６２】
図１０（Ｂ）においては、若干パラジウムがボールの内部に拡散しているが、ボール表面にもパラジウムが残っている。よって、ＯＫの範囲内にある。このような場合を、ＯＫ２と表現することとする。 【００６３】
図１０（Ｃ）においては、ボールの根元部分にはパラジウムが存在するが、真ん中から先端部分については、パラジウムは殆ど存在していない。よって、銅が露出すると考えられ、ＮＧである。 【００６４】
図１０（Ｄ）においては、パラジウムがボール内部に拡散してしまっている。また、ボール表面にはパラジウムは殆ど残っていない。よって、銅が露出すると考えられ、ＮＧである。 【００６５】
表２は、本発明の実施例１〜１１に係るボンディングワイヤ及びその製造方法と比較例１〜１１に係るボンディングワイヤ及びその製造方法の実施結果を示している。 【００６６】
【表２】
2013111642.tif 000005
表２に示すように、１００％窒素ガスの雰囲気下では、実施例１〜１１及び比較例１〜１１の双方ともパラジウム分布はＯＫ１又はＯＫ２であるが、水素ガスが混入した窒素ガス雰囲気下では、パラジウム分布は実施例１〜１１はＯＫ１又はＯＫ２であるが、比較例１〜１１はＮＧとなっている。 【００６７】
また、ボール外観については５０個のボール表面に銅露出、窪み、尖りといった不良が観察されない場合をＯＫ（良品）、１個でも観察された場合にはＮＧ（不良品）として評価したが、実施例１〜１１においては全てＯＫ、比較例１〜１１においては全てＮＧという評価となった。 【００６８】
実施例１〜１１によれば、窒素に４〜５ｖｏｌ％の水素を含む混合ガス雰囲気中で、ワイヤ先端を電流値５０ｍＡ以上のプラズマアークで加熱し、ワイヤ先端に形成された溶融ボールの断面をＥＰＭＡにてパラジウム分布をマッピング観察した場合に、ボール表面近傍のほぼ全域にわたってパラジウムが濃縮していることが示された。 【００６９】
このように、本実施形態及び本実施例に係るボンディングワイヤ及びその製造方法によれば、パラジウム被覆銅ボンディングワイヤにおいては、ワイヤボンディング時における銅の露出を防止することができる。 【００７０】
以上、本発明の好ましい実施形態及び実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施形態及び実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施形態及び実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。 
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明は、半導体実装のワイヤボンディングに利用することができる。 
【符号の説明】
【００７２】
９    銅板 
１０    芯材 
１１    繊維状組織 
１２    再結晶領域 
１３    パラジウム膜 
１４    被覆銅線 
１５    ボンディングワイヤ 
２０    連続鋳造装置 
２１    チャンバ 
２２    タンディッシュ 
２３    鋳型 
２４    ウォータージャケット 
２５    ローラ 
３０〜３５    キャプスタン 
４０〜４５、９０〜９７    ダイス 
５０    ヒータ 
６０、６１    ガイドローラ 
７０、７１、７２    スプール 
８０    前処理槽 
８１    めっき槽 
【図１】
2013111642.tif 000006
【図２】
2013111642.tif 000007
【図３】
2013111642.tif 000008
【図４】
2013111642.tif 000009
【図５】
2013111642.tif 000010
【図６】
2013111642.tif 000011
【図７】
2013111642.tif 000012
【図８】
2013111642.tif 000013
【図９】
2013111642.tif 000014
【図１０】
2013111642.tif 000015
【国際調査報告】
2013111642.tif 000016
2013111642.tif 000017