(57)【要約】【課題】本発明は、パラジウム被覆銅ボンディングワイヤのボール形成時に、ボール表面に銅露出が発生しないボンディングワイヤを提供することを目的とする。【解決手段】銅を主成分とする芯材１０の外側をパラジウムで被覆したボンディングワイヤにおいて、  銅が大気中で加熱されたときに赤く酸化変色する加熱温度と加熱時間で加熱されたときに、表面上に発生した酸化変色部５０が、円周方向の最大幅で１μｍ以下であることを特徴とする。【選択図】図７
2013187424.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅を主成分とする芯材の外側をパラジウムで被覆したボンディングワイヤにおいて、
銅が大気中で加熱されたときに赤く酸化変色する加熱温度と加熱時間で加熱されたときに、表面上に発生した酸化変色部が、円周方向の最大幅で１μｍ以下であることを特徴とするボンディングワイヤ。
【請求項２】
線径の２．５倍の長さ範囲を有する表面上の任意の検査領域において、同一線上にある前記酸化変色部の長手方向の合計長さが、前記線径相当長さ以下であることを特徴とする請求項１に記載のボンディングワイヤ。
【請求項３】
前記検査領域内に、同一線上にない前記酸化変色部が複数存在するときに、長手方向における前記酸化変色部の存在間隔が、前記線径の２．５倍以上であること特徴とする請求項１又は２に記載のボンディングワイヤ。
【請求項４】
前記加熱温度が２００℃以上であり、
前記加熱時間が５秒以上であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のボンディングワイヤ。
【請求項５】
前記加熱時間が２０秒以上であることを特徴とする請求項４に記載のボンディングワイヤ。
【請求項６】
銅を主成分とする芯材の外側をパラジウムで被覆したボンディングワイヤの表面に銅露出が発生したか否かを検査するボンディングワイヤ検査方法であって、
前記ボンディングワイヤを、銅が大気中で加熱されたときに赤く酸化変色する加熱温度と加熱時間で加熱する工程と、
前記ボンディングワイヤの表面上に発生した酸化変色部が、円周方向の最大幅で１μｍ以下であるか否かを検査する工程と、を有することを特徴とするボンディングワイヤ検査方法。
【請求項７】
前記加熱温度が２００℃以上であり、
前記加熱時間が５秒以上であることを特徴とする請求項６に記載のボンディングワイヤ検査方法。
【請求項８】
前記加熱時間が２０秒以上であることを特徴とする請求項７に記載のボンディングワイヤ検査方法。
【請求項９】
線径の２．５倍の長さ範囲を有する表面上の任意の検査領域において、同一線上にある前記酸化変色部の長手方向の合計長さが、前記線径相当長さ以下であるか否かを検査する領域検査工程を更に有することを特徴とする請求項６乃至８のいずれか一項に記載のボンディングワイヤ検査方法。
【請求項１０】
前記領域検査工程において、前記検査領域内に前記酸化変色部が複数存在するときには、長手方向における前記酸化変色部の存在間隔が、前記線径の２．５倍以上であるか否かを更に検査することを特徴とする請求項９に記載のボンディングワイヤ検査方法。
【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ボンディングワイヤ検査方法に関し、特に、銅を主成分とする芯材の外側をパラジウムで被覆したボンディングワイヤ及びボンディングワイヤ検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、銅の芯線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】
市場で専ら使用されているパラジウム被覆銅ボンディングワイヤの線径は約２０μｍであり、ボールボンディングのボール潰れ径は、パッケージの信頼性を確保するために４５μｍ以上となっている。また、半導体素子上のアルミニウムパッドの間隔、すなわちダイパッドピッチは６０μｍ以上であり、この環境下でパラジウム被覆銅ボンディングワイヤが用いられている。
【０００４】
通常、ボール潰し厚は線径の半分程度としている組立メーカーが多いが、この規則に従うと、線径２０μｍの場合にはボール潰し厚は１０μｍとなる。ボールの潰し厚が１０μｍで、潰し径を４５μｍ以上とするためには、ボンディング前のボール径は３２μｍを超えることが必要となる。こうした線径の１．６倍を超える大きさの直径を有するボールをフォーミングガス中で形成すると、ワイヤ表面のパラジウムがボールの表面全体に分布し、ボールボンディング時には、アルミニウムパッドとの接合部では銅とアルミニウムが直接接触することを防止できる。このため、ガルバニック腐食を防止することができ、また樹脂モールド時にはエポキシ樹脂中の塩素が銅に直接接することが無いため、ボール内部の銅腐食が防止され、パッケージの信頼性評価ではベア銅線よりも寿命が長くなる。
【０００５】
近年、金価格の上昇が一段と進んだため、金ボンディングワイヤからパラジウム被覆銅ボンディンディングワイヤへの置き換えも進んでおり、ダイパッドピッチが５０μｍ以下のファインダイパッドピッチのパッケージへも展開されるようになってきた。これに伴い、パラジウム被覆銅ボンディンディングワイヤの線径も、２０μｍから１８μｍや１５μｍへと細線化された。ダイパッドピッチが５０μｍの場合、アルミニウムパッドの開口部の幅は４５μｍであり、ボンディングの位置精度、ボールつぶし径のばらつき等を考慮すると、ボールつぶし径は４０μｍ以下であることが要求される。上述の、ボール潰し厚は線径の約半分というボール潰し形状の規則に従うと、線径１８μｍでは潰し厚は９μｍとなる。この体積を得るためのボンディング前のボール径はおおよそ２９μｍ以下となり、線径１．６倍以下となる、いわゆる小ボールでのボールボンディングが要求される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−６４０３３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、こうした小ボールが要求されるパッケージは、ＰＢＧＡ（Plastic  Ball  Grid  Array）と呼ばれるプラスチック基板パッケージが主であり、こうしたパッケージで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」と呼ぶ。）や超加速高温高湿試験（Highly  Accelerated  Temperature  and  Humidity  Stress  Test、以下、「ＨＡＳＴ」と呼ぶ。）など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、パラジウムで被覆していないベア銅線よりも短時間にオープン不良となる現象が発生するという問題があった。
【０００８】
パッケージを開封して接合ボールを観察したところ、正常ボールではボール全体がパラジウムで覆われているものの、不良が発生したボールではボール側面に銅の露出が観察された。すなわち、不良は銅が露出したボールとアルミニウム電極との接合界面でガルバニック腐食が発生したり、Ｃｕ９Ａｌ４のような接合界面に成長する金属間化合物が腐食したりして、信頼性の劣化が早まることが原因として推察された。
【０００９】
また、ボール表面の銅露出に関し、ボール形成時の放電条件との関連を調査したところ、ボール径が線径の１．６倍以上ではボール表面全体がパラジウムで覆われるものの、１．６倍未満の場合には銅が露出しやすいことが判明した。特に、本来信頼性が向上するはずの５％水素９５％窒素のフォーミングガス雰囲気で形成した場合に、顕著に露出が観察されやすいことも確認した。
【００１０】
更にボンディングワイヤ自体の調査を行ったところ、フォーミングガス雰囲気でボール形成する場合、通常はボール表面全体がパラジウムで覆われることは確認済みであったが、パラジウムの表面に伸線ダイスによると思われるワイヤ長手方向のキズがある場合には、キズの部分からボール表面に銅露出が発生することが観察された。パラジウム表面の伸線ダイスキズは、光学顕微鏡の２００倍で容易に観察されるが、２００倍程度で観察されるような大きなキズがあっても、ボール表面には銅露出が発生しない場合や、５００倍程度でも観察されないような小さなキズで銅露出が発生する場合もあり、ボール形成時の銅露出の問題の解決が強く求められていた。
【００１１】
そこで、本発明は、パラジウム被覆銅ボンディングワイヤのボール形成時に、ボール表面に銅露出が発生しない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】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明の一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の外側をパラジウムで被覆したボンディングワイヤにおいて、
銅が大気中で加熱されたときに赤く酸化変色する加熱温度と加熱時間で加熱されたときに、表面上に発生した酸化変色部が、円周方向の最大幅で１μｍ以下であることを特徴とする。
【００１３】
また、線径の２．５倍の長さ範囲を有する表面上の任意の検査領域において、同一線上にある前記酸化変色部の長手方向の合計長さが、前記線径相当長さ以下であることが好ましい。
【００１４】
また、前記検査領域内に、同一直線上にない前記酸化変色部が複数存在するときに、長手方向における前記酸化変色部の存在間隔が、前記線径の２．５倍以上であることが好ましい。
【００１５】
また、前記加熱温度が２００℃以上であり、
前記加熱時間が５秒以上であることが好ましい。
【００１６】
更に、前記加熱時間が２０秒以上であることが好ましい。
【００１７】
本発明の他の一態様に係るボンディングワイヤ検査方法は、銅を主成分とする芯材の外側をパラジウムで被覆したボンディングワイヤの表面に銅露出が発生したか否かを検査するボンディングワイヤ検査方法であって、
前記ボンディングワイヤを、銅が大気中で加熱されたときに赤く酸化変色する加熱温度と加熱時間で加熱する工程と、
前記ボンディングワイヤの表面上に発生した酸化変色部が、円周方向の最大幅で１μｍ以下であるか否かを検査する工程と、を有することを特徴とする。
【００１８】
また、前記加熱温度が２００℃以上であり、
前記加熱時間が５秒以上であることが好ましい。
【００１９】
更に、前記加熱時間が２０秒以上であることが好ましい。
【００２０】
また、線径の２．５倍の長さ範囲を有する表面上の任意の検査領域において、同一線上にある前記酸化変色部の長手方向の合計長さが、前記線径相当長さ以下であるか否かを検査する領域検査工程を更に有することが好ましい。
【００２１】
また、前記領域検査工程において、前記検査領域内に前記酸化変色部が複数存在するときには、長手方向における前記酸化変色部の存在間隔が、前記線径の２．５倍以上であるか否かを更に検査することが好ましい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、銅を主成分とする芯材の外側をパラジウムで被覆してなるボンディングワイヤにおける銅の表面への露出を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態１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】本発明の実施形態１に係るボンディングワイヤの検査方法を説明する図である。
【図３】比較参考例１に係るボンディングワイヤの表面を光学顕微鏡で拡大した図である。
【図４】本発明の実施形態１に係るボンディングワイヤの検査方法の加熱工程の一例を示した図である。
【図５】加熱工程後の比較参考例１に係るボンディングワイヤの表面を示した図である。
【図６】本発明の実施形態１に係るボンディングワイヤの一例を示した平面拡大図である。
【図７】本発明の実施形態２に係るボンディングワイヤの一例を示した図である。
【図８】比較参考例２に係るボンディングワイヤの一例を示した図である。
【図９】本発明の実施形態３に係るボンディングワイヤの一例を示した図である。
【図１０】本発明の実施形態４に係るボンディングワイヤの一例を示した図である。
【図１１】比較参考例３に係るボンディングワイヤの拡大した表面を示した図である。
【図１２】比較参考例４に係るボンディングワイヤの拡大した表面を示した図である。
【図１３】比較参考例５に係るボンディングワイヤの拡大した表面を示した図である。
【図１４】比較参考例６に係るボンディングワイヤの拡大した表面を示した図である。
【図１５】比較参考例７に係るボンディングワイヤの拡大した表面を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
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。
【００２５】
〔実施形態１〕
図１は、本発明の実施形態１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１に係るボンディングワイヤ３０は、芯材１０と、被覆材２０とを有し、芯材１０の外側を被覆材２０が被覆して構成される。芯材１０は、銅（Ｃｕ）を主成分として構成される。また、被覆材２０は、パラジウムから構成される。
【００２６】
芯材１０である銅をパラジウムからなる被覆材２０で被覆した構成は、種々のプロセスにより形成されてよく、例えば、芯材１０の周囲をパラジウムでめっきしてボンディングワイヤ３０を構成してもよい。
【００２７】
図２は、本発明の実施形態１に係るボンディングワイヤの検査方法を説明するための図であり、比較参考例１に係るボンディングワイヤ３１が示されている。図２において、ボンディングワイヤ３１は、銅を主成分とする芯材１０の周囲に、パラジウムからなる被覆材２０が形成されている点は、図１と同様であるが、被覆材２０にキズ２１、２２、２３が発生しており、キズ２１、２２からは芯材１０の一部が露出して露出部１１、１２が露出している。また、キズ２３により被覆材２０の表面が削られているが、キズ２３の深さが浅く、芯材１０が露出していない状態となっている。
【００２８】
このように、銅からなる芯材１０をパラジウムからなる被覆材２０で被覆したボンディングワイヤ３１は、被覆材２０にキズ２１、２２が発生したときに、芯材１０の一部を露出させ、露出部１１、１２を発生させるおそれがある。また、キズ２３のように、キズ２３自体の幅が比較的広くても、芯材１０を露出させないようなキズ２３も存在する。
【００２９】
キズ２１、２２による銅露出は、露出部１１、１２が所定の大きさ以上であると、上述のように、ボールとアルミニウム電極との接合界面でガルバニック腐食を発生させたり、信頼性の劣化を早めたりする原因となり得る。
【００３０】
図３は、図２に示した比較参考例１に係るボンディングワイヤ３１の表面を光学顕微鏡で２００倍に拡大した状態を示した図である。図３に示すように、キズ２１、２２が発生し、芯材１０の一部が露出して露出部１１、１２が形成されていたとしても、２００倍程度の倍率では、キズ２１、２２及び露出部１１、１２を確認することができない。そこで、本実施形態に係るボンディングワイヤの検査方法においては、芯材１０が被覆材２０のキズ２１、２２から露出した露出部１１、１２を顕在化させる方法を採用し、この問題を解決する。
【００３１】
図４は、本発明の実施形態１に係るボンディングワイヤの検査方法の加熱工程の一例を示した図である。図４において、ボンディングワイヤ３１が、スプール８０に巻回されており、加熱チャンバ１００内に収容されている。加熱チャンバ１００内には、ヒータ９０が設けられ、ボンディングワイヤ３１を加熱可能に構成されている。加熱チャンバ１００内は、特に真空排気等されずに、大気で満たされていてよい。また、図４において、スプール８０を支持する手段は特に示されていないが、スプール８０は適切な支持手段により支持されていてよい。また、図４においては、ボンディングワイヤ３５は、スプール８０に巻回された状態であるが、その状態は特に問わない。
【００３２】
加熱工程においては、ヒータ９０は、銅が大気中で加熱されたときに赤く又は褐色に酸化変色する加熱温度と加熱時間でボンディングワイヤ３１を加熱する。例えば、ヒータ９０の温度を２００℃〜５００℃とし、加熱時間を２０〜６０秒としてもよい。加熱温度が２００℃未満だと酸化による赤色への変色が薄かったり小さすぎたりするために低倍率での肉眼での顕微鏡検査や自動検査を行いにくいが、２００℃以上では２００μｍといった線径が太い場合にも酸化変色が明確で検査が容易になる。また時間が２０秒未満では本来ボール形成時に銅露出が発生する不良部の検出漏れが発生するが、２０秒を超えると銅露出が発生する可能性のある不良部分を確実に検出することが可能となる。
【００３３】
図５は、加熱工程後の比較例１に係るボンディングワイヤ３１の表面を示した図である。図５に示すように、ボンデシィングワイヤ３１の表面上には、酸化変色した酸化変色部５０が発生する。酸化変色部５０は、大気中の銅の酸化変色と同様の酸化変色をした部分であるから、銅が露出した部分と考えることができる。このように、ボンディングワイヤ３５の表面が酸化変色すると、例えば、光学顕微鏡の２００倍の倍率で観察した場合にも、酸化変色部４０を容易に見付け出すことができる。つまり、銅の露出部１１、１２を容易に発見することができる。なお、この時の酸化変色部４０の検出は、顕微鏡を用いて肉眼で行ってもよいし、顕微鏡で観測中の画像を二値化変換し、コンピュータ等の演算処理手段を利用して自動検出を行うようにしてもよい。
【００３４】
よって、発生した酸化変色部５０の長さ、幅、数等がどの程度であれば品質的に許容されるのかを適切に定めることにより、品質に悪影響を与える銅露出を防止することができる。本実施形態に係るボンディングワイヤの検査方法においては、このような考え方に基づき、銅の芯材１０の周囲をパラジウムからなる被覆材２０で被覆したボンディングワイヤ３０、３１の銅露出が発生しているか否かの検査を行う。また、このような検査に合格したボンディングワイヤ３０が、本実施形態に係るボンディングワイヤ３０となる。
【００３５】
図６は、本発明の実施形態１に係るボンディングワイヤの一例を示した平面拡大図である。平面拡大図は、光学顕微鏡で観察可能な２００倍に拡大されたものを例に挙げて説明する。
【００３６】
本実施形態に係るボンディングワイヤ３２は、酸化変色部５１の円周方向の最大幅ｗが、１μｍ以下である。酸化変色部４１の円周方向の最大幅Ｗが１μｍを越えるとスティッチボンディング中にテール破断が発生しやすくなり、ショートテールモードによるマシン停止が発生する。１μｍ以下であると、スティッチボンディング中のテール破断の発生が極めて低くなり、ワイヤボンダーがマシン停止することなく、半導体素子の組立生産性が高まる。
【００３７】
よって、本実施形態に係るボンディングワイヤ３２においては、酸化変色部５１の円周方向（ボンディングワイヤ３２の長手方向と垂直な方向）の最大幅Ｗが１μｍ以下の検査結果を有する。
【００３８】
なお、図６においては、酸化変色部５１の円周方向の最大幅ｗが、１μｍ以下で存在する例を挙げて説明したが、酸化変色部５１が全く存在しないボンディングワイヤであってもよいことは言うまでも無い。例えば、図１において、露出部１１、１２が存在しないボンディングワイヤ３０の断面が示されているが、この断面が長手方向において連続する場合には、加熱工程を経た後であっても、ボンディングワイヤ３０の表面には、酸化変色部５１が全く存在しないことになる。このような場合には、ボンディングワイヤ３０は、検査した範囲においては完全無欠な製品であり、当然に良品となる。よって、酸化変色部５１の最大幅ｗは、０μｍの場合も含み、０μｍ以上１μｍ以下であればよい。
【００３９】
〔実施形態２〕
図７は、本発明の実施形態２に係るボンディングワイヤの一例を示した図である。図７において、実施形態２に係るボンディングワイヤ３３が示されているが、ボンディングワイヤ３３は、加熱工程を経た後、光学顕微鏡で２００倍に拡大されたボンディングワイヤ３３の表面が示されている。
【００４０】
実施形態２に係るボンデシングワイヤ３３は、加熱工程後に酸化変色部５２が表面に発生しているが、酸化変色部５２の円周方向における最大幅ｗが１μｍ以下である他、長手方向において線径の２．５倍の長さを有する検査領域７０を有している。実施形態２に係るボンディングワイヤ３３は、かかる検査領域７０において、酸化変色部５２の長さが線径相当長さよりも長さが短い構成を有する。つまり、実施形態２に係るボンディングワイヤ３３は、酸化変色部５２の線幅が１μｍ以下であり、かつ、ボンディングワイヤ３３の長手方向において線径の２．５倍の長さを有する任意の検査領域７０において、酸化変色部５２の長さが線径相当長さ以下である。ここで、検査領域７０は、ボンディングワイヤ３３の任意の箇所を選択してよい。また、線径というのは、ボンディングワイヤ３３の直径を意味し、図７においては、ボンディングワイヤ３３の横幅と考えてよい。
【００４１】
なお、検査領域７０及び線径の内容については、以後の実施形態においても同様とする。また、酸化変色部５２の円周方向の長さが１μｍ以下である点は、以後の実施形態においても同様とする。
【００４２】
このように、酸化変色部５２の円周方向における幅ｗのみならず、長さ方向においても制限を加えることにより、銅露出を確実に防止することができる。なお、パラジウム被覆ボンディングワイヤ３３を線径の２．５倍の長さ範囲で観察し、酸化変色部５２のワイヤ長手方向の長さが線径相当長さを超えると、フォーミングガス雰囲気中でボール形成した場合にボール表面に銅露出部が発生するが、ワイヤ長手方向の合計長さが線径相当長さ以下になると、フォーミングガス雰囲気中でボール形成した場合にボール表面に銅露出部が発生しないため、パッケージのＰＣＴやＨＡＳＴといった信頼性寿命が改善される。
【００４３】
図８は、比較参考例２に係るボンディングワイヤの一例を示した図である。比較参考例２に係るボンディングワイヤ３４も、加熱工程後の光学顕微鏡により２００倍に拡大したときの表面状態が示されている。
【００４４】
図８において、比較参考例２に係るボンディングワイヤ３４は、線径の２．５倍の長さを有する検査領域７０において、酸化変色部５２を有しているが、その長さはボンデシィングワイヤ３４の線径よりも長くなっている。かかる構成を有すると、上述のように、フォーミングガス雰囲気中でボール形成した場合にボール表面に銅露出部が発生してしまう。
【００４５】
よって、本実施形態に係るボンディングワイヤ３３においては、任意の検査領域７０における酸化変色部５２の長さが線径相当距離以下となるようにし、フォーミングガス雰囲気中でボール形成した場合にボール表面に銅露出部が発生しないように構成している。
【００４６】
〔実施形態３〕
図９は、本発明の実施形態３に係るボンディングワイヤの一例を示した図である。図９においても、加熱工程後において、光学的顕微鏡で２００倍に拡大した実施形態３に係るボンディングワイヤ３５の表面が示されている。
【００４７】
実施形態３に係るボンディングワイヤ３５は、線径の２．５倍の長さを有する検査領域７０内において、２つの酸化変色部５４、５５を有する。酸化変色部５４、５５は、同一直線上にあり、間隔を有して発生している。かかる同一直線上にある複数の酸化変色部５４、５５が存在する場合には、酸化変色部５４、５５の合計長さが線径長さ以下であればよい。つまり、酸化変色部５４と酸化変色部５５の合計長さが、ボンディングワイヤ３５の線径相当長さ以下であるか否かによりボンディングワイヤ３５の評価を行い、線径相当長さ以下であれば良品である。図９に示されるように、実施形態３に係るボンディングワイヤ３５の表面の同一直線上にある複数の酸化変色部５４、５５の合計長さは、ボンディングワイヤ３５の線径相当長さ以下であるので、かかる条件を満たしている。
【００４８】
このように、検査領域７０内に、同一直線上にある複数の酸化変色部５４、５５が発生している場合、酸化変色部のワイヤ長手方向の合計長さが線径相当長さを超えると、フォーミングガス雰囲気中でボール形成した場合にボール表面に銅露出部が発生するが、ワイヤ長手方向の合計長さが線径相当長さ以下になると、フォーミングガス雰囲気中でボール形成した場合にボール表面に銅露出部が発生しないため、パッケージのＰＣＴやＨＡＳＴといった信頼性寿命が改善される。
【００４９】
なお、酸化変色部５４、５５の円周方向の最大幅ｗが１μｍ以下である点は、実施形態２と同様である。
【００５０】
〔実施形態４〕
図１０は、本発明の実施形態４に係るボンデシィングワイヤの一例を示した図である。図１０においても、加熱工程後において、光学的顕微鏡で２００倍に拡大した実施形態４に係るボンディングワイヤ３６の表面が示されている。
【００５１】
図１０において、実施形態４に係るボンディングワイヤ３６は、表面に複数の同一直線上にない酸化変色部５６、５７が発生しているが、線径の２．５倍の長さの検査領域７０においては、酸化変色部５６、５７は含まれていない。同一直線上にない複数の酸化変色部５６、５７が存在する場合には、酸化変色部５６と酸化変色部５７との間隔７１が、線径の２．５倍相当の長さ以上である場合に、良品であると判定する。つまり、同一直線上にない複数の酸化変色部５６、５７が存在する場合には、酸化変色部５６と酸化変色部５７との間の距離に着目し、酸化変色部５６、５７間の間隔が、検査領域７０の長さとされている線径の２．５倍以上の長さを有すれば、本実施形態に係るボンディングワイヤ３６に該当することになる。なお、図１０において、酸化変色部５６と酸化変色部５７との間隔７１に、検査領域７０が包含され、検査領域７０には酸化変色部５６、５７が存在しない状態となっている。このように、同一直線上にない複数の酸化変色部５６、５７が存在した場合には、両者の間隔に、検査領域７０の長さが含まれ、検査領域７０内に酸化変色部５６、５７を含まない状態にすることにより、実施形態４に係るボンディングワイヤ３６を構成することができる。
【００５２】
なお、酸化変色部５６、５７は、単独として見た場合にも、各々線径の長さは、線径長さ以下であり、同一直線上にある酸化変色部５６、５７の長さが線径相当以下の長さという実施形態２の図８で説明した条件を満たしている。つまり、線径の２．５倍の長さの検査領域７０を上下に移動させ、酸化変色部５６、５７のいずれかが検査領域７０に含まれるようにした場合であっても、酸化変色部５６、５７の各々の長さは線径以下であり、また、同一直線上にある他の酸化変色部も存在しないので、実施形態２、３の図８、９で説明した条件をそれぞれ満たしている。
【００５３】
このように、酸化変色部５６、５７の各々が個別に単独の酸化変色部の良品条件を満たし、かつ、同一直線上に無い酸化変色部５６、５７が、長手方向の間隔が線径の２．５倍以上という条件を満たすことにより、酸化変色部５６、５７によるワイヤボンディングへの悪影響を発生させない良品のボンディングワイヤを確実に提供することができる。
【００５４】
なお、本実施形態の同一直線上に無い酸化変色部５６、５７同士の距離の条件は、例えば、各々の酸化変色部５６、５７が個々の長さの条件を満たしたとしても、それらが十分な間隔を有さずに存在する場合には、やはり銅露出が発生し易くなると考えられる。そこで、複数の短い酸化変色部５６、５７が、同径付近に密集して存在するような状態を防止すべく、本条件を設定している。
【００５５】
同一直線上にない酸化変色部５６、５７が複数存在する場合、ワイヤ長手方向での存在間隔が線径の２．５倍未満の場合、フォーミングガス雰囲気中で形成されるほとんどのボール表面で銅露出部が発生するが、ワイヤ長手方向での存在間隔７１が線径の２．５倍以上の場合にはボール表面の銅露出の発生が激減する。
【００５６】
図１１は、比較参考例３に係るボンディングワイヤ３７の拡大した表面を示した図である。図１１において、比較参考例３に係るボンディングワイヤ３７は、表面に、同一直線上にない複数の酸化変色部５８、５９が発生した状態となっている。酸化変色部５８、５９は、ボンディングワイヤ３７の長手方向において一部重なる部分を有し、両者の長手方向における間隔が存在しない。このような場合には、線径の２．５倍以上の長さの間隔は存在しないので、検査領域７０内には酸化変色部５８が含まれてしまい、不良品となる。
【００５７】
また、図１１において、酸化変色部５８は、検査領域７０を超える長さを有している。この場合、酸化変色部５８を単独で検査した場合でも、実施形態２で説明した基準により不良品となる。
【００５８】
図１２は、比較参考例４に係るボンディングワイヤ３８の拡大した表面を示した図である。図１２において、比較参考例４に係るボンディングワイヤ３８の表面には、同一直線上にない複数の酸化変色部６０、６１が発生している。酸化変色部６０と酸化変色部６１は、ボンディングワイヤ３８の長手方向において一部重なっており、間隔を有していない。よって、検査領域７０を包含するような長手方向の間隔は当然に存在せず、検査領域７０には酸化変色部６０、６１の双方が含まれてしまっており、不良品となる。
【００５９】
図１３は、比較参考例５に係るボンディングワイヤ３９の拡大した表面を示した図である。図１３において、比較参考例５に係るボンディングワイヤ３９の表面には、同一直線上にない複数の酸化変色部６２、６３が発生している。酸化変色部６２と酸化変色部６３とは長手方向において間隔７４を有している。しかしながら、間隔７４の長さは、線径の２．５倍よりも短く、検査領域７０を包含できる長さは無い。よって、比較参考例５に係るボンディングワイヤ３９は不良品である。
【００６０】
また、検査領域７０内には、酸化変色部６２のうち領域７２が含まれ、酸化変色部６３のうち領域７３が含まれている。このうち、領域７２はボンディングワイヤ３９の線径以下の長さしか無いが、領域７３はボンディングワイヤ３９の線径相当以上の長さとなっている。よって、実施形態２において説明した評価基準からも、参考例５に係るボンディングワイヤ３９は不良品と判定される。
【００６１】
このように、同一直線上にない複数の酸化変色部６２、６３がボンディングワイヤ３９の表面に発生している場合には、両者が間隔を有しているだけでは足りず、間隔の長さが線径の２．５倍相当以上の長さであることが必要である。
【００６２】
図１４は、比較参考例６に係るボンディングワイヤ４０の拡大した表面を示した図である。図１４において、参考例６に係るボンディングワイヤ４０の表面には、同一直線上にない複数の酸化変色部６４、６５が発生している。酸化変色部６４と酸化変色部６５とは、幅方向には間隔を有して存在しているが、長手方向には間隔を有しておらず、重なるように配置されている。よって、比較参考例６に係るボンディングワイヤ４０は、間隔を有せず、不良品と判定される。
【００６３】
図１５は、比較参考例７に係るボンディングワイヤ４１の拡大した表面を示した図である。図１５において、比較参考例７に係るボンディングワイヤ４１の表面には、同一直線上にない複数（３つ）の酸化変色部６６、６７、６８が発生している。酸化変色部６６と酸化変色部６７との間には間隔７５、酸化変色部６７と酸化変色部６８との間には間隔７６が各々存在するが、間隔７５、７６は各々、ボンディングワイヤ４１の線径の２．５倍以上の長さは無く、検査領域７０を包含するような長さは有していない。また、間隔７５と間隔７６を足し合わせても、やはり線径の２．５倍以上の長さには足りず、検査領域７０を包含することができない。よって、参考例７に係るボンディングワイヤ４１も不良品と判定される。
【００６４】
〔実施例〕
次に、具体的な実施例を用いて、本実施形態に係るボンディングワイヤ及びボンディングワイヤの検査方法について更に詳細に説明する。
【００６５】
約１５質量％のリン銅と、純度９９．９９％以上の銅を、リン濃度が７５質量ｐｐｍとなるように調合し、約１２００℃で真空溶解して（株）アサバ製の連続鋳造機で約直径８ｍｍの丸棒状インゴットを作製した。これを連続伸線によって直径約２００μｍまで縮径した。この後、材料の軟化を目的に線速約１２ｍ／ｍｉｎにて４００℃で約４秒の熱処理を行った。この後、パラジウムめっきを行うが、工程は脱脂、塩酸洗浄、化学研摩、ストライクめっきを行い、約０．７μｍ厚にパラジウムをめっきした。その後、連続伸線によって所定の線径まで縮径し、窒素ガス中で約１０％の伸び率となるように線速４０ｍ／ｍｉｎにて４２０℃で約１．２秒の連続焼鈍を行った。
【００６６】
めっき後の連続伸線においては、潤滑剤を用いない純水のみの場合と、潤滑剤の濃度を潤滑性が異なるように２水準に変化させた合計３水準を選んだ。縮径のためのダイヤモンドダイスについては、新品と、３０万ｍほど使用したものの２水準を選び、種々の組み合わせで伸線を行ったところ、線肌へのキズの入り方が種々の状態の製品が得られた。２００倍の光学顕微鏡観察では、それぞれの違いは確認できなかった。しかしながら、ボンディングワイヤを金属製ＡＬ２スプールへ整列して５０ｍ巻き取り、大気中において２００℃で焼鈍することにより、キズの部分が酸化変色して赤くなり、光学顕微鏡でもキズ（酸化変色部）の状態を容易に確認できるようになった。
【００６７】
酸化変色部の幅及び長さについては以下のように測定した。
【００６８】
まず、円周方向の最大幅については、ワイヤが巻かれたＡＬ２スプールの任意のワイヤの外観を観察し、酸化変色した部分の最大幅を５００倍の光学顕微鏡で測定した。
【００６９】
次に、長手方向の合計長さについては、図７〜９に示したように、全ての酸化変色部が線径の２．５倍の距離以内、つまり検査省域内にある場合には、任意の位置でのキズの長さを測定してその平均長さとした。図１１の酸化変色部５８のように、酸化変色部の長さが線径の２．５倍の距離を超える場合には、最小値を線径の２．５倍とした。図１３のように線径の２．５倍の距離以内に複数の酸化変色部６３、６３が存在する場合には、長い方の酸化変色部６３の長さ７２ともう一方の酸化変色部６２の長さ７１との合計値とした。図１２のように、任意の位置での線径の２．５倍の距離内に複数の酸化変色部６０、６１が長手方向で重なっている場合、酸化変色部の長さの最小値を線径の２．５倍とした。
【００７０】
同一直線上にない酸化変色部の長手方向の存在間隔については、図１４のように、任意の地点での線径の２．５倍の距離内に２個の酸化変色部６４、６５がある場合には、その間隔の距離を存在間隔とした。図１５のように、任意の地点での線径の２．５倍の距離内に複数個の酸化変色部６６、６７、６８がある場合には、それらの間隔７５、７６の距離の平均値を存在間隔とした。図１１のような場合には、存在間隔はゼロとした。さらに図１０のように間隔７１が線径の２．５倍を超える場合には、最小存在間隔を線径の２．５倍とした。
【００７１】
表１は、実施例１〜１４に係るボンディングワイヤの検査結果を示した表である。表１において、実施例１〜８に係るボンディングワイヤは線径が２０μｍであり、実施例９〜１２に係るボンディングワイヤは線径が１８μｍであり、実施例１３、１４に係るボンディングワイヤは線径が１５μｍである。また、酸化変色部の円周方向の最大幅ｗは、実施例１〜１４に係るボンディングワイヤの総てが１μｍ以下となり、良品としての基準を満たした。
【００７２】
【表１】
2013187424.tif 000003
同一線上における長手方向の合計長さについては、実施例１、５〜８、１１〜１３に係るボンディングワイヤが、線径相当長さ以下の基準を満たした。
【００７３】
同一線上にない場合の長手方向の存在間隔については、実施例１、２、５、６、９、１１、１３、１４に係るボンディングワイヤが、線径の２．５倍以上の長さという基準を満たした。
【００７４】
また、加熱工程における加熱時間については、実施例１、５、８に係るボンディングワイヤは５秒、実施例２〜４、６、７、９〜１４に係るボンディングワイヤは２０秒以上とした。
【００７５】
表２は、比較例に係るボンディングワイヤ１〜１４の検査結果を示した表である。表２において、比較例１〜１４に係るボンディングワイヤの線径については、表１の実施例１〜１４に係るボンディングワイヤと対応させて各々同じ線径としている。
【００７６】
【表２】
2013187424.tif 000004
また、表２において、比較例１〜１４に係るボンディングワイヤは、総て酸化変色部の円周方向の最大幅が１μｍ以上であり、良品基準を満たさないものとなっている。
【００７７】
また、長手方向の合計長さについては、比較例１が実施例１と異なる以外は、比較例２〜１４は実施例２〜１４と同じ長さとなっている。
【００７８】
更に、長手方向の存在間隔及び加熱時間についても、比較例１〜１４の検査結果は、実施例１〜１４と同一となっている。
【００７９】
こうしたキズ（酸化変色部）の状態によって試料を分類し、キューリックソファ製ワイヤボンダーＩＣｏｎｎを使用して連続ボンディング性とボールの偏芯について評価して、キズの状態との関係についてまとめた。結果を表３に示す。
【００８０】
【表３】
2013187424.tif 000005
表３に示される通り、酸化変色部が実施形態１乃至３で説明した条件を満たすものは、良品となっており、良好な連続ボンディング性が得られるとともに、ボールの偏芯が少なくなっていることが分かる。具体的には、実施例１〜１４においては、ボンダー停止率は０ｐｐｍであり、ボール偏芯率（ボール偏芯の発生率）も７８ｐｐｍ以下であった。一方、比較例１〜１４においては、ボンダー停止率が０ｐｐｍのものは無く、最低でも４ｐｐｍ、大きいものは５５ｐｐｍであった。また、比較例１〜１４は、ボール偏芯率についても、１５６〜１０１６ｐｐｍであり、実施例１〜１４と比較すると、相当に大きな値となった。よって、本実施例に係る検査方法によれば、ワイヤボンディングの際の信頼性を高めることができるボンディングワイヤを提供することができることが分かる。
【００８１】
このように、本実施形態に係る検査方法を実施することにより、ボンディングワイヤのキズを正確に発見することができ、本検査で良品基準を満たしたボンディングワイヤは、銅露出が少なく、信頼性の高いボンディングワイヤとすることができる。
【００８２】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した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】
【００８３】
本発明は、半導体素子等をワイヤボンディングにより実装する際に利用することができる。
【符号の説明】
【００８４】
１０    芯材
１１、１２    露出部
２０    被覆材
２１、２２、２３    キズ
３０〜４１    ボンディングワイヤ
５０〜６８    酸化変色部
７０    検査領域
７２、７３    領域
７１、７４、７５、７６    間隔
８０    スプール
９０    ヒータ
【図１】
2013187424.tif 000006
【図２】
2013187424.tif 000007
【図３】
2013187424.tif 000008
【図４】
2013187424.tif 000009
【図５】
2013187424.tif 000010
【図６】
2013187424.tif 000011
【図７】
2013187424.tif 000012
【図８】
2013187424.tif 000013
【図９】
2013187424.tif 000014
【図１０】
2013187424.tif 000015
【図１１】
2013187424.tif 000016
【図１２】
2013187424.tif 000017
【図１３】
2013187424.tif 000018
【図１４】
2013187424.tif 000019
【図１５】
2013187424.tif 000020