(57)【要約】【課題】金ボンディングワイヤの製造において、金ボンディングワイヤに発生するキズを低減する。【解決手段】スプールの胴表面の粗度Ｒａが０．２μｍ以下であることを特徴とする金ボンディングワイヤ用スプール。スプールの胴表面の硬度がＨｖ４５０以上であることを特徴とする金ボンディングワイヤ用スプール。スプールの胴表面の粗度Ｒａが０．２μｍ以下であり、硬度がＨｖ４５０以上であることを特徴とする金ボンディングワイヤ用スプール。スプールはアルミニウムを素材とし、胴表面がアルマイト処理されてなることを特徴とする。胴表面のアルミナ酸化物被膜厚さが２０μｍ以上である。【選択図】　図２
2004087545.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スプールの胴表面の粗度Ｒａが０．２μｍ以下であることを特徴とする金ボンディングワイヤ用スプール。
【請求項２】
スプールの胴表面の硬度がＨｖ４５０以上であることを特徴とする金ボンディングワイヤ用スプール。
【請求項３】
スプールの胴表面の粗度Ｒａが０．２μｍ以下であり、硬度がＨｖ４５０以上であることを特徴とする金ボンディングワイヤ用スプール。
【請求項４】
前記スプールはアルミニウムを素材とし、胴表面がアルマイト処理されてなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の金ボンディングワイヤ用スプール。
【請求項５】
胴表面のアルミナ酸化物被膜厚さが２０μｍ以上であることを特徴とする請求項４に記載の金ボンディングワイヤ用スプール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金ボンディングワイヤ製造時にワイヤ巻き取りに用いられる金ボンディングワイヤ用スプールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体の内部配線に用いられる金ボンディングワイヤは、金インゴットを伸線加工し、焼鈍を行い、最終的に製品スプールに巻き取られて出荷製品となる。伸線加工は一次伸線後に二次伸線を行う。一次伸線後のワイヤはいったん作業用スプールに巻き取られ、その後二次伸線（最終伸線）に供される。二次伸線においては、図１に示すとおり、ワイヤ１がキャプスタン（２Ｒ、２Ｌ）を周回しつつダイス（３ａ〜３ｅ）を通過することで伸線がなされ、最終的に作業用スプール４に巻き取られる。さらにこの作業用スプールから巻き戻されつつ連続的に焼鈍を行い、また別の作業用スプールに巻き取られる。最後に、作業用スプールから巻き戻されて製品スプールに巻き取られる。ここで用いられる作業用スプール及び製品スプールを、ここでは金ボンディングワイヤ用スプールとよぶ。
【０００３】
一次伸線終了後に作業用スプールに巻き取られ、二次伸線のために巻き戻られる際にワイヤにキズが付くと、二次伸線時のキズの原因となる。また、二次伸線終了後から製品スプールに巻き取るまでの間にワイヤにキズが付くと、製品欠陥となり、この金ボンディングワイヤを用いて半導体配線のボンディングを行う際の作業トラブルの原因となる。そのため、金ボンディングワイヤの製造時において、作業用スプールへの巻き取り、作業用スプールからの巻き戻し時に、ワイヤ表面のキズ発生を極力低減することが重要である。
【０００４】
金ボンディングワイヤ製造時の作業用スプールは、アルミニウムを素材として製造され、その表面を膜厚数μｍの酸化膜を形成するアルマイト処理がなされ、染色工程で色を付け、封孔処理によって被膜を溶かし、染料を封じ込めることによって製造される。これらの従来工程によって製造されたスプールは、胴表面の粗度がＲａで１．６μｍ程度、硬度はＨｖ３５０程度であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
金ボンディングワイヤの製造において、最終製品を検査する過程においてワイヤのキズが発見される頻度をより一層低減することが求められている。本発明は、金ボンディングワイヤに発生するキズを低減することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の要旨とするところは以下のとおりである。
（１）スプールの胴表面の粗度Ｒａが０．２μｍ以下であることを特徴とする金ボンディングワイヤ用スプール。
（２）スプールの胴表面の硬度がＨｖ４５０以上であることを特徴とする金ボンディングワイヤ用スプール。
（３）スプールの胴表面の粗度Ｒａが０．２μｍ以下であり、硬度がＨｖ４５０以上であることを特徴とする金ボンディングワイヤ用スプール。
（４）前記スプールはアルミニウムを素材とし、胴表面がアルマイト処理されてなることを特徴とする上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の金ボンディングワイヤ用スプール。
（５）胴表面のアルミナ酸化物被膜厚さが２０μｍ以上であることを特徴とする上記（４）に記載の金ボンディングワイヤ用スプール。
【０００７】
【発明の実施の形態】
製品径が２５μｍの金ボンディングワイヤの製造においては、ワイヤ長さ２００００ｍ程度を１ロットとし、作業用スプールに巻き取られる。作業用スプールに巻かれたワイヤを巻き戻して最終的に製品スプールにワイヤを巻き取る。製品スプールには２０００ｍ程度の長さのワイヤが巻き取られるので、１ロットの作業用スプールから１０巻程度の製品が製造されることとなる。この１ロットのワイヤについて製品キズの発生状況を調査したところ、製品スプールに巻き取った製品のうち必ず最終製品（作業用スプールの胴表面に直接接して巻き取られた１巻き目の部分）に集中して発生していることが判明した。この事実から、金ボンディングワイヤ製品の表面に発生するキズは、作業用スプールに巻き取られたワイヤを巻き戻す際において、１巻き目のワイヤが作業用スプール胴面への巻取り時あるいは胴面からくり出されるときに胴面のキズ等に接触して発生するものと推定された。
【０００８】
別のキズ発生調査結果によると、作業用スプールの胴径が大きいとキズ発生が多い傾向を示した。また、作業用スプールの胴表面が痛んでいるものにキズ発生が多い傾向を示した。これらの事実からも、金ボンディングワイヤ製品の表面に発生するキズは、１巻き目のワイヤが作業用スプール胴面への巻取り時あるいは胴面からくり出されるときに胴面のキズ等に接触して発生するものとの推定が裏付けられる。
【０００９】
以上の知見に基づき、図２に示す金ボンディングワイヤ用スプール５の胴表面６の粗さと硬度を種々に変更してワイヤ１表面のキズ発生状況を調査したところ、スプール５の胴表面６の粗度Ｒａが０．２μｍ以下であり、硬度がＨｖ４５０以上である場合にワイヤ表面のキズ発生が減少することが明らかになった。胴表面６の粗度Ｒａを０．２μｍ以下とすることによって胴表面６を滑らかにし、さらに胴表面６の硬度をＨｖ４５０以上と硬くすることによって胴表面６におけるキズの発生が起きづらくなり、その結果として金ボンディングワイヤ用スプール５に巻き取られたワイヤ１表面へのキズ発生が防止できたものと推定される。ここにおいて、Ｒａは中心線平均粗さ、Ｈｖはビッカース硬度を意味する。スプールの胴表面６の粗度Ｒａは０．１５μｍ以下であるとより好ましい。また、スプールの胴表面６の硬度はＨｖ４８０以上であるとより好ましい。
【００１０】
前述のごとく、金ボンディングワイヤ用スプールは素材をアルミニウムとして製造され、表面にアルマイト処理が施される。従来のアルマイト処理においては酸化膜厚が数μｍであったが、本発明においては、酸化膜厚を２０μｍ以上とすることにより、胴表面の硬度をＨｖ４５０以上とすることができる。また、胴表面の切削に当たり、切削マークの残らない切削工具を使用することにより、胴表面の粗度Ｒａを０．２μｍ以下とすることができる。最終仕上げを切削ではなく研削とすることによっても、表面粗度Ｒａを０．２μｍ以下とすることもできる。
【００１１】
以上のとおり、本発明の金ボンディングワイヤ用スプールは、金ボンディングワイヤ製造時の作業用スプールとして使用したときに効果を発揮することはもちろん、金ボンディングワイヤの製品スプールとして使用したときにも同様に効果を発揮することができる。
【００１２】
【実施例】
製品線径２５μｍの金ボンディングワイヤの製造に際し、作業用スプールとして本発明の金ボンディングワイヤ用スプールを用いた。最終仕上伸線が完了した金ボンディングワイヤは、長さ２００００ｍ単位で作業用スプールに巻き取られる。この作業用スプールに巻かれた金ボンディングワイヤを巻き戻し、製品スプールに長さ２０００ｍづつ巻き取られて製品としての金ボンディングワイヤが完成する。１巻の作業用スプールに巻かれたワイヤから、１０巻の製品スプールに巻かれたワイヤが製造できる。
【００１３】
製品スプールに巻かれた金ボンディングワイヤを１巻づつ実体顕微鏡を用いてワイヤの外観検査を行い、製品スプール単位でワイヤのキズ有無を確認し、キズの発生した製品スプール数を検査したスプール数で除した値を％表示したのがキズ発生率である。
【００１４】
【表１】
2004087545.tif 000003
【００１５】
表１に示す実施例のうち、比較例Ｎｏ．４、５については、作業用スプールの胴表面粗度Ｒａが１．６μｍ、胴表面の硬度がＨｖ３５０であった。それに対し、本発明例Ｎｏ．１〜３は、胴表面粗度Ｒａを０．２μｍ（Ｎｏ．２、３）とし、あるいは、胴表面の硬度をＨｖ４８０（Ｎｏ．１、３）と改良したものである。
【００１６】
本発明例、比較例とも、ワイヤにキズが発生していたのは、作業用スプールの最も下層に巻かれたワイヤ部分、即ち１０巻の製品スプールのうちの最終巻に巻かれたワイヤに発生していた。そして、全体としての製品スプール単位でのキズ発生率は、比較例４、５が０．３〜０．５％であったのに対し、本発明例Ｎｏ．１、２は０．１％、表面粗度と表面硬度の両方を改善したＮｏ．３に至ってはキズ発生が皆無であった。
【００１７】
【発明の効果】
金ボンディングワイヤ製造時にワイヤ巻き取りに用いられる金ボンディングワイヤ用スプールにおいて、スプールの胴表面の粗度Ｒａを０．２μｍ以下とし、及び／又は硬度をＨｖ４５０以上とすることにより、最終製品の金ボンディングワイヤにおけるキズ発生率を大幅に低減することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】金ボンディングワイヤの二次伸線実施状況を示す図である。
【図２】金ボンディングワイヤ用スプールを示す斜視図である。
【符号の説明】
１　ワイヤ
２　キャプスタン
３　ダイス
４　作業用スプール
５　金ボンディングワイヤ用スプール
６　胴表面
【図１】
2004087545.tif 000004
【図２】
2004087545.tif 000005