JPH10303237A - 半導体素子ボンディング用金合金線 - Google Patents
半導体素子ボンディング用金合金線Info
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- JPH10303237A JPH10303237A JP9109073A JP10907397A JPH10303237A JP H10303237 A JPH10303237 A JP H10303237A JP 9109073 A JP9109073 A JP 9109073A JP 10907397 A JP10907397 A JP 10907397A JP H10303237 A JPH10303237 A JP H10303237A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 銅合金製のリードフレームを用いた半導体装
置が過酷な熱サイクルの環境に晒された場合でも、断線
を抑制する効果が向上すること、及びボンディング時の
ループ形状を安定させる為に、ボンディング時の加熱温
度を１５０℃と低温度で行いながらセカンド側接合点で
の接合性、とりわけピール強度及び振動破断性能が向上
した金合金線を提供すること。 【解決手段】 インジウム（Ｉｎ）を１〜５０重量ppm
、錫（Ｓｎ）を１〜５０重量ppm 、Ｌａ，Ｃｅ，Ｅ
ｕ，Ｙｂのうち少なくとも１種を１〜５０重量ppm 、及
び残部が金及び不可避不純物からなることを特徴とする
半導体素子ボンディング用金合金線。さらに、Ｂｅ，Ｇ
ｅ，Ｓｂ，Ｐｂ，Ｍｇ，Ｂｉのうち少なくとも１種を１
〜５０重量ppm 含有してもよい。
置が過酷な熱サイクルの環境に晒された場合でも、断線
を抑制する効果が向上すること、及びボンディング時の
ループ形状を安定させる為に、ボンディング時の加熱温
度を１５０℃と低温度で行いながらセカンド側接合点で
の接合性、とりわけピール強度及び振動破断性能が向上
した金合金線を提供すること。 【解決手段】 インジウム（Ｉｎ）を１〜５０重量ppm
、錫（Ｓｎ）を１〜５０重量ppm 、Ｌａ，Ｃｅ，Ｅ
ｕ，Ｙｂのうち少なくとも１種を１〜５０重量ppm 、及
び残部が金及び不可避不純物からなることを特徴とする
半導体素子ボンディング用金合金線。さらに、Ｂｅ，Ｇ
ｅ，Ｓｂ，Ｐｂ，Ｍｇ，Ｂｉのうち少なくとも１種を１
〜５０重量ppm 含有してもよい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子の電極
と外部リード部を接続するために使用するボンディング
用金合金線に関する。
と外部リード部を接続するために使用するボンディング
用金合金線に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来からトランジスタ、ＩＣ，ＬＳＩ等
の半導体素子の電極と外部リードを接続する技術として
は、純度９９．９９重量％以上の高純度金に他の金属元
素を微量含有させた金合金線を用いて配線する超音波併
用熱圧着ボンディング法が主として用いられている。
の半導体素子の電極と外部リードを接続する技術として
は、純度９９．９９重量％以上の高純度金に他の金属元
素を微量含有させた金合金線を用いて配線する超音波併
用熱圧着ボンディング法が主として用いられている。
【０００３】ここで超音波併用熱圧着ボンディング法に
より配線し、ループを形成した状態を図１に示す。１は
ＩＣチップ、２はＩＣチップ上のＡｌ電極、３は金合金
線、４はリードフレーム、５はファースト側接合点、６
はセカンド側接合点である。最近半導体装置は外部リー
ド材料として放熱性、コストを考慮して銅合金製のリー
ドフレームを用いる事が多くなってきた。銅合金製のリ
ードフレームを用いた場合、封止用樹脂とリードフレー
ムの熱膨張係数の差が大きく、半導体装置の作動による
温度上昇によってループを形成した金合金線に外部応力
が加わり、とりわけ半導体装置が過酷な熱サイクルの環
境に晒された場合、断線を生じ易くなるという問題があ
る。
より配線し、ループを形成した状態を図１に示す。１は
ＩＣチップ、２はＩＣチップ上のＡｌ電極、３は金合金
線、４はリードフレーム、５はファースト側接合点、６
はセカンド側接合点である。最近半導体装置は外部リー
ド材料として放熱性、コストを考慮して銅合金製のリー
ドフレームを用いる事が多くなってきた。銅合金製のリ
ードフレームを用いた場合、封止用樹脂とリードフレー
ムの熱膨張係数の差が大きく、半導体装置の作動による
温度上昇によってループを形成した金合金線に外部応力
が加わり、とりわけ半導体装置が過酷な熱サイクルの環
境に晒された場合、断線を生じ易くなるという問題があ
る。
【０００４】また半導体装置の小型化、高密度化の要求
が高まる中で、ＩＣチップの多ピン化及びこれに伴う狭
ピッチ化が要求されている。該多ピン化、狭ピッチ化を
達成する為には、ループ形状が安定している事が必要で
ある。一方前記の超音波併用熱圧着ボンディング法で配
線を行う際、リードフレーム下部に設置された熱源によ
り１５０〜２５０℃で加熱されている。この時加熱温度
が高いと接着性は良いものの、リードフレームのそりが
生じ易くなりループ形状にばらつきが生じ易くなる。ま
た加熱温度が低いとループ形状は安定するものの低温接
合であるため、金合金線とリードフレームの接合点（以
下セカンド側接合点という）での接合性に問題が生じて
くる。この為ループ形状にばらつきが生じることを抑制
する為にボンディング時の加熱温度を１５０℃と低温度
で行いながらセカンド側接合点での接合性に優れた金合
金線が要求されている。
が高まる中で、ＩＣチップの多ピン化及びこれに伴う狭
ピッチ化が要求されている。該多ピン化、狭ピッチ化を
達成する為には、ループ形状が安定している事が必要で
ある。一方前記の超音波併用熱圧着ボンディング法で配
線を行う際、リードフレーム下部に設置された熱源によ
り１５０〜２５０℃で加熱されている。この時加熱温度
が高いと接着性は良いものの、リードフレームのそりが
生じ易くなりループ形状にばらつきが生じ易くなる。ま
た加熱温度が低いとループ形状は安定するものの低温接
合であるため、金合金線とリードフレームの接合点（以
下セカンド側接合点という）での接合性に問題が生じて
くる。この為ループ形状にばらつきが生じることを抑制
する為にボンディング時の加熱温度を１５０℃と低温度
で行いながらセカンド側接合点での接合性に優れた金合
金線が要求されている。
【０００５】従来から提案されている金合金線として特
開平３−２５７１２９号公報には所定量のＬａ，Ｃａ，
Ｓｎ等を金に含有させることによりループ変形に効果の
あることが提案されている。また特開平８−２９１３４
８号公報には所定量のＬａ，Ｃａ，Ｉｎ等を金に含有さ
せることにより接合強度に効果のあることが提案されて
いる。
開平３−２５７１２９号公報には所定量のＬａ，Ｃａ，
Ｓｎ等を金に含有させることによりループ変形に効果の
あることが提案されている。また特開平８−２９１３４
８号公報には所定量のＬａ，Ｃａ，Ｉｎ等を金に含有さ
せることにより接合強度に効果のあることが提案されて
いる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記提案
においては、前述の要求に対して未だ不十分である。本
発明は上述したような事情に鑑みてなされたものであ
り、その目的とするところは、銅合金製のリードフレー
ムを用いた半導体装置が過酷な熱サイクルの環境に晒さ
れた場合でも、断線を抑制する効果が向上すること及び
ボンディング時のループ形状を安定させる為に、ボンデ
ィング時の加熱温度を１５０℃と低温度で行いながらセ
カンド側接合点での接合性、とりわけピール強度及び振
動破断性能が向上した金合金線を提供することである。
においては、前述の要求に対して未だ不十分である。本
発明は上述したような事情に鑑みてなされたものであ
り、その目的とするところは、銅合金製のリードフレー
ムを用いた半導体装置が過酷な熱サイクルの環境に晒さ
れた場合でも、断線を抑制する効果が向上すること及び
ボンディング時のループ形状を安定させる為に、ボンデ
ィング時の加熱温度を１５０℃と低温度で行いながらセ
カンド側接合点での接合性、とりわけピール強度及び振
動破断性能が向上した金合金線を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者等が鋭意研究を
重ねた結果、所定量のＩｎとＳｎとＬａ，Ｃｅ，Ｅｕ，
Ｙｂのうち少なくとも１種、及び残部が金と不可避不純
物からなる組成の金合金線とすることにより、前述の目
的を達成しうることを見出し本発明を完成するに至っ
た。
重ねた結果、所定量のＩｎとＳｎとＬａ，Ｃｅ，Ｅｕ，
Ｙｂのうち少なくとも１種、及び残部が金と不可避不純
物からなる組成の金合金線とすることにより、前述の目
的を達成しうることを見出し本発明を完成するに至っ
た。
【０００８】すなわち、本発明は下記にある。 （１）インジウム（Ｉｎ）を１〜５０重量ppm 、錫（Ｓ
ｎ）を１〜５０重量ppm、Ｌａ，Ｃｅ，Ｅｕ，Ｙｂのう
ち少なくとも１種を１〜５０重量ppm 、及び残部が金及
び不可避不純物からなることを特徴とする半導体素子ボ
ンディング用金合金線。 （２）インジウム（Ｉｎ）を１〜５０重量ppm 、錫（Ｓ
ｎ）を１〜５０重量ppm、Ｌａ，Ｃｅ，Ｅｕ，Ｙｂのう
ち少なくとも１種を１〜５０重量ppm 、Ｂｅ，Ｇｅ，Ｓ
ｂ，Ｐｂ，Ｍｇ，Ｂｉのうち少なくとも１種を１〜５０
重量ppm 、及び残部が金及び不可避不純物からなること
を特徴とする半導体素子ボンディング用金合金線。 （３）インジウム（Ｉｎ）を１〜５０重量ppm 、錫（Ｓ
ｎ）を１〜５０重量ppm、Ｌａを１〜５０重量ppm 、及
び残部が金及び不可避不純物からなることを特徴とする
半導体素子ボンディング用金合金線。 （４）インジウム（Ｉｎ）を１〜５０重量ppm 、錫（Ｓ
ｎ）を１〜５０重量ppm、Ｌａを１〜５０重量ppm 、Ｂ
ｅ，Ｇｅ，Ｓｂ，Ｐｂ，Ｍｇ，Ｂｉのうち少なくとも１
種を１〜５０重量ppm 、及び残部が金及び不可避不純物
からなることを特徴とする半導体素子ボンディング用金
合金線。
ｎ）を１〜５０重量ppm、Ｌａ，Ｃｅ，Ｅｕ，Ｙｂのう
ち少なくとも１種を１〜５０重量ppm 、及び残部が金及
び不可避不純物からなることを特徴とする半導体素子ボ
ンディング用金合金線。 （２）インジウム（Ｉｎ）を１〜５０重量ppm 、錫（Ｓ
ｎ）を１〜５０重量ppm、Ｌａ，Ｃｅ，Ｅｕ，Ｙｂのう
ち少なくとも１種を１〜５０重量ppm 、Ｂｅ，Ｇｅ，Ｓ
ｂ，Ｐｂ，Ｍｇ，Ｂｉのうち少なくとも１種を１〜５０
重量ppm 、及び残部が金及び不可避不純物からなること
を特徴とする半導体素子ボンディング用金合金線。 （３）インジウム（Ｉｎ）を１〜５０重量ppm 、錫（Ｓ
ｎ）を１〜５０重量ppm、Ｌａを１〜５０重量ppm 、及
び残部が金及び不可避不純物からなることを特徴とする
半導体素子ボンディング用金合金線。 （４）インジウム（Ｉｎ）を１〜５０重量ppm 、錫（Ｓ
ｎ）を１〜５０重量ppm、Ｌａを１〜５０重量ppm 、Ｂ
ｅ，Ｇｅ，Ｓｂ，Ｐｂ，Ｍｇ，Ｂｉのうち少なくとも１
種を１〜５０重量ppm 、及び残部が金及び不可避不純物
からなることを特徴とする半導体素子ボンディング用金
合金線。
【０００９】
【発明の実施の形態】原料金としては少なくとも９９．
９９重量％以上に精製した高純度金を用いることが好ま
しい。更に好ましくは９９．９９５重量％以上であり、
最も好ましくは９９．９９９重量％以上である。この為
合金中の不可避不純物は０．０１重量％以下が好まし
い。更に好ましくは０．００５重量％以下であり、最も
好ましくは０．００１重量％以下である。
９９重量％以上に精製した高純度金を用いることが好ま
しい。更に好ましくは９９．９９５重量％以上であり、
最も好ましくは９９．９９９重量％以上である。この為
合金中の不可避不純物は０．０１重量％以下が好まし
い。更に好ましくは０．００５重量％以下であり、最も
好ましくは０．００１重量％以下である。
【００１０】この高純度金に所定量のＳｎと所定量のＬ
ａ，Ｃｅ，Ｅｕ，Ｙｂのうち少なくとも１種との共存に
おいて、所定量のＩｎを含有した組成とすることによ
り、前記課題を達成することが出来る。この共存組成に
おいてＩｎの含有量が１重量ppm 以上になると、１重量
ppm 未満のものと対比してセカンド側の接合性が向上し
てくる。即ちピール強度が大きくなり、振動破断性能が
向上してくる。また熱サイクル後の断線性能も向上して
くる。またＩｎの含有量が５０重量ppm を超えると、セ
カンド側の接合性と熱サイクル後の破断性能がともに低
下してくる。この為前記共存組成におけるＩｎの含有量
を１〜５０重量ppm と定めた。
ａ，Ｃｅ，Ｅｕ，Ｙｂのうち少なくとも１種との共存に
おいて、所定量のＩｎを含有した組成とすることによ
り、前記課題を達成することが出来る。この共存組成に
おいてＩｎの含有量が１重量ppm 以上になると、１重量
ppm 未満のものと対比してセカンド側の接合性が向上し
てくる。即ちピール強度が大きくなり、振動破断性能が
向上してくる。また熱サイクル後の断線性能も向上して
くる。またＩｎの含有量が５０重量ppm を超えると、セ
カンド側の接合性と熱サイクル後の破断性能がともに低
下してくる。この為前記共存組成におけるＩｎの含有量
を１〜５０重量ppm と定めた。
【００１１】高純度金に所定量のＩｎと所定量のＬａ，
Ｃｅ，Ｅｕ，Ｙｂのうち少なくとも１種との共存におい
て、所定量のＳｎを含有した組成とすることにより、前
記課題を達成することが出来る。この共存組成において
Ｓｎの含有量が１重量ppm 以上になると、１重量ppm 未
満のものと対比してセカンド側の接合性が向上してくる
とともに熱サイクル後の断線性能も向上してくる。また
Ｓｎの含有量が５０重量ppm を超えると、セカンド側の
接合性と熱サイクル後の破断性能がともに低下してく
る。この為前記共存組成におけるＳｎの含有量を１〜５
０重量ppm と定めた。
Ｃｅ，Ｅｕ，Ｙｂのうち少なくとも１種との共存におい
て、所定量のＳｎを含有した組成とすることにより、前
記課題を達成することが出来る。この共存組成において
Ｓｎの含有量が１重量ppm 以上になると、１重量ppm 未
満のものと対比してセカンド側の接合性が向上してくる
とともに熱サイクル後の断線性能も向上してくる。また
Ｓｎの含有量が５０重量ppm を超えると、セカンド側の
接合性と熱サイクル後の破断性能がともに低下してく
る。この為前記共存組成におけるＳｎの含有量を１〜５
０重量ppm と定めた。
【００１２】高純度金に所定量のＩｎと所定量のＳｎと
の共存において、所定量のＬａ，Ｃｅ，Ｅｕ，Ｙｂのう
ち少なくとも１種を含有した組成とすることにより、前
記課題を達成することが出来る。この共存組成において
Ｌａ，Ｃｅ，Ｅｕ，Ｙｂのうち少なくとも１種の含有量
が１重量ppm 以上になると、１重量ppm 未満のものと対
比してセカンド側の接合性が向上してくるとともに熱サ
イクル後の断線性能も向上してくる。またＬａ，Ｃｅ，
Ｅｕ，Ｙｂのうち少なくとも１種の含有量が５０重量pp
m を超えると、セカンド側の接合性と熱サイクル後の断
線性能がともに低下してくる。この為前記共存組成にお
けるＬａ，Ｃｅ，Ｅｕ，Ｙｂのうち少なくとも１種の含
有量を１〜５０重量ppm と定めた。
の共存において、所定量のＬａ，Ｃｅ，Ｅｕ，Ｙｂのう
ち少なくとも１種を含有した組成とすることにより、前
記課題を達成することが出来る。この共存組成において
Ｌａ，Ｃｅ，Ｅｕ，Ｙｂのうち少なくとも１種の含有量
が１重量ppm 以上になると、１重量ppm 未満のものと対
比してセカンド側の接合性が向上してくるとともに熱サ
イクル後の断線性能も向上してくる。またＬａ，Ｃｅ，
Ｅｕ，Ｙｂのうち少なくとも１種の含有量が５０重量pp
m を超えると、セカンド側の接合性と熱サイクル後の断
線性能がともに低下してくる。この為前記共存組成にお
けるＬａ，Ｃｅ，Ｅｕ，Ｙｂのうち少なくとも１種の含
有量を１〜５０重量ppm と定めた。
【００１３】上記共存組成におけるＬａ，Ｃｅ，Ｅｕ，
Ｙｂのうち少なくとも１種を他の希土類元素に置き換え
ることは出来ない。希土類元素の中でもＬａ，Ｃｅ，Ｅ
ｕ，Ｙｂのうち少なくとも１種とすることにより、前記
課題を達成することが出来る。さらに前記共存組成にお
けるＬａ，Ｃｅ，Ｅｕ，Ｙｂのうち少なくとも１種がＬ
ａであるとセカンド側の接合性と熱サイクル後の断線性
能が更に向上してくる。
Ｙｂのうち少なくとも１種を他の希土類元素に置き換え
ることは出来ない。希土類元素の中でもＬａ，Ｃｅ，Ｅ
ｕ，Ｙｂのうち少なくとも１種とすることにより、前記
課題を達成することが出来る。さらに前記共存組成にお
けるＬａ，Ｃｅ，Ｅｕ，Ｙｂのうち少なくとも１種がＬ
ａであるとセカンド側の接合性と熱サイクル後の断線性
能が更に向上してくる。
【００１４】この為前記共存組成におけるＬａ，Ｃｅ，
Ｅｕ，Ｙｂのうち少なくとも１種はＬａであることが好
ましい。高純度金に所定量のＩｎと所定量のＳｎと所定
量のＬａ，Ｃｅ，Ｅｕ，Ｙｂのうち少なくとも１種との
共存において、Ｂｅ，Ｇｅ，Ｓｂ，Ｐｂ，Ｍｇ，Ｂｉの
うち少なくとも１種を５０重量ppm 以下含有した組成と
した場合においても同様の効果を得る事が出来る。
Ｅｕ，Ｙｂのうち少なくとも１種はＬａであることが好
ましい。高純度金に所定量のＩｎと所定量のＳｎと所定
量のＬａ，Ｃｅ，Ｅｕ，Ｙｂのうち少なくとも１種との
共存において、Ｂｅ，Ｇｅ，Ｓｂ，Ｐｂ，Ｍｇ，Ｂｉの
うち少なくとも１種を５０重量ppm 以下含有した組成と
した場合においても同様の効果を得る事が出来る。
【００１５】本発明になる金合金線の好ましい製造方法
を説明する。高純度金に所定量の元素を添加し、真空溶
解炉で溶解した後インゴットに鋳造する。このインゴッ
トに溝ロール、伸線機を用いた冷間加工と中間アニール
を施し、最終冷間加工により直径１０〜１００μｍの細
線とした後最終アニールを施す。
を説明する。高純度金に所定量の元素を添加し、真空溶
解炉で溶解した後インゴットに鋳造する。このインゴッ
トに溝ロール、伸線機を用いた冷間加工と中間アニール
を施し、最終冷間加工により直径１０〜１００μｍの細
線とした後最終アニールを施す。
【００１６】本発明になる半導体素子ボンディング用金
合金線は半導体装置の実装に際して、ＩＣチップ等の半
導体素子をリードフレームに接続する超音波併用熱圧着
ボンディング法で好ましく用いられる。特にはリードフ
レームとして銅製リードフレームを用いる半導体装置用
に好ましく用いられる。
合金線は半導体装置の実装に際して、ＩＣチップ等の半
導体素子をリードフレームに接続する超音波併用熱圧着
ボンディング法で好ましく用いられる。特にはリードフ
レームとして銅製リードフレームを用いる半導体装置用
に好ましく用いられる。
【００１７】
（実施例１）純度９９．９９９重量％の高純度金に所定
量のＩｎ，Ｓｎ，Ｌａを添加し真空溶解炉で溶解した
後、鋳造して表１に示す組成の金合金インゴットを得
た。これに溝ロール、伸線機を用いた冷間加工と中間ア
ニールを施し、最終冷間加工により直径３０μｍとし、
伸び率４％となるように最終アニールを行った。
量のＩｎ，Ｓｎ，Ｌａを添加し真空溶解炉で溶解した
後、鋳造して表１に示す組成の金合金インゴットを得
た。これに溝ロール、伸線機を用いた冷間加工と中間ア
ニールを施し、最終冷間加工により直径３０μｍとし、
伸び率４％となるように最終アニールを行った。
【００１８】この金合金線を全自動ワイヤボンダー（新
川株式会社製 ＵＴＣ−５０型）を用いて加熱温度１５
０℃でＩＣチップのＡｌ電極と銅合金リードフレームを
超音波併用熱圧着ボンディング法でボンディングした。
こうして、ピン数１００個のボンディングした試料を作
成した。次いでその試料をエポキシ樹脂で樹脂封止した
後、−１０℃×３０分と１５０℃×３０分の熱サイクル
テストを１００回行った。
川株式会社製 ＵＴＣ−５０型）を用いて加熱温度１５
０℃でＩＣチップのＡｌ電極と銅合金リードフレームを
超音波併用熱圧着ボンディング法でボンディングした。
こうして、ピン数１００個のボンディングした試料を作
成した。次いでその試料をエポキシ樹脂で樹脂封止した
後、−１０℃×３０分と１５０℃×３０分の熱サイクル
テストを１００回行った。
【００１９】１００個の試料を測定に供し、導通テスト
により断線の有無を確認し、熱サイクル後の破断率を求
めその結果を表１に示した。更にボンディングした試料
のリードフレーム側即ちセカンド側のピール強度及び振
動破断性能を測定した。ピール強度は前記直径３０μｍ
のピール荷重で表示した。
により断線の有無を確認し、熱サイクル後の破断率を求
めその結果を表１に示した。更にボンディングした試料
のリードフレーム側即ちセカンド側のピール強度及び振
動破断性能を測定した。ピール強度は前記直径３０μｍ
のピール荷重で表示した。
【００２０】振動破断性能の測定方法 図２を用いて説明する。１１はＩＣチップ、１２はＡｌ
電極、１３は金合金線、１４はリードフレーム、１５は
鉄製台、１６はリードフレーム固定用磁石、１７は振動
子である。リードフレーム１４をリードフレーム固定用
磁石１６で固定し、ＩＣチップ１１を搭載した部分を振
動子１７で上下方向（矢印方向）に振動させた。周波数
１００Hz、上下振幅合計０．４mm、振動数２００００回
振動させた後、４００倍の金属顕微鏡を用いてリードフ
レーム側即ちセカンド側のワイヤの破断数を調査した。
３００箇所調査しその破断数の割合を振動破断率として
表１に示した。
電極、１３は金合金線、１４はリードフレーム、１５は
鉄製台、１６はリードフレーム固定用磁石、１７は振動
子である。リードフレーム１４をリードフレーム固定用
磁石１６で固定し、ＩＣチップ１１を搭載した部分を振
動子１７で上下方向（矢印方向）に振動させた。周波数
１００Hz、上下振幅合計０．４mm、振動数２００００回
振動させた後、４００倍の金属顕微鏡を用いてリードフ
レーム側即ちセカンド側のワイヤの破断数を調査した。
３００箇所調査しその破断数の割合を振動破断率として
表１に示した。
【００２１】（実施例２〜３４）（比較例１〜１１） 金合金線の組成を表１〜３に示すようにしたこと以外は
実施例１と同様にして直径３０μｍの線に仕上げ、熱サ
イクル後の破断率、セカンド側のピール強度及び振動破
断率を実施例１と同様にして測定し、その測定結果を表
１〜３に示した。
実施例１と同様にして直径３０μｍの線に仕上げ、熱サ
イクル後の破断率、セカンド側のピール強度及び振動破
断率を実施例１と同様にして測定し、その測定結果を表
１〜３に示した。
【００２２】
【表１】
【００２３】
【表２】
【００２４】
【表３】
【００２５】（試験結果） （１）高純度金にＩｎを１〜５０重量ppm 、Ｓｎを１〜
５０重量ppm 、及びＬａ，Ｃｅ，Ｅｕ，Ｙｂのうち少な
くとも１種を１〜５０重量ppm 含有した組成である実施
例１〜１８は熱サイクル後の破断率が１．８％以下であ
り、ピール強度は６．４〜１１．８ｇ、振動破断率は
１．５％以下と優れた効果を示した。
５０重量ppm 、及びＬａ，Ｃｅ，Ｅｕ，Ｙｂのうち少な
くとも１種を１〜５０重量ppm 含有した組成である実施
例１〜１８は熱サイクル後の破断率が１．８％以下であ
り、ピール強度は６．４〜１１．８ｇ、振動破断率は
１．５％以下と優れた効果を示した。
【００２６】（２）この中でもＬａ，Ｃｅ，Ｅｕ，Ｙｂ
のうち少なくとも１種がＬａである組成では熱サイクル
後の破断率が０．９％以下であり、ピール強度は１１．
２〜１１．８ｇ、振動破断率は０．９％以下とさらに優
れた効果を示した。この為好ましくはＬａ，Ｃｅ，Ｅ
ｕ，Ｙｂのうち少なくとも１種がＬａである組成とする
ことである。
のうち少なくとも１種がＬａである組成では熱サイクル
後の破断率が０．９％以下であり、ピール強度は１１．
２〜１１．８ｇ、振動破断率は０．９％以下とさらに優
れた効果を示した。この為好ましくはＬａ，Ｃｅ，Ｅ
ｕ，Ｙｂのうち少なくとも１種がＬａである組成とする
ことである。
【００２７】（３）前記高純度金に所定量のＩｎと所定
量のＳｎと所定量のＬａ，Ｃｅ，Ｅｕ，Ｙｂのうち少な
くとも１種との共存において、Ｂｅ，Ｇｅ，Ｓｂ，Ｐ
ｂ，Ｍｇ，Ｂｉのうち少なくとも１種を５０重量ppm 以
下含有した組成である実施例１９〜３４においても同様
の効果が得られる事が判る。 （４）本発明の必須成分の何れも含有しない高純度金を
用いた比較例１は熱サイクル後の破断率が５．９％、ピ
ール強度は１．６ｇ、振動破断率は４．９％と何れも悪
いものであった。
量のＳｎと所定量のＬａ，Ｃｅ，Ｅｕ，Ｙｂのうち少な
くとも１種との共存において、Ｂｅ，Ｇｅ，Ｓｂ，Ｐ
ｂ，Ｍｇ，Ｂｉのうち少なくとも１種を５０重量ppm 以
下含有した組成である実施例１９〜３４においても同様
の効果が得られる事が判る。 （４）本発明の必須成分の何れも含有しない高純度金を
用いた比較例１は熱サイクル後の破断率が５．９％、ピ
ール強度は１．６ｇ、振動破断率は４．９％と何れも悪
いものであった。
【００２８】（５）高純度金に本発明の必須成分を所定
量含有するものの、Ｉｎの含有量が１重量ppm 未満であ
る比較例２、その含有量が５０重量ppm を超える比較例
３は熱サイクル後の破断率が２．４〜２．５％、ピール
強度は４．８〜５．２ｇ、振動破断率は２．１〜２．４
％と何れも高純度金と対比すると効果は得られているも
のの、本発明の効果の方が優れていることが判る。
量含有するものの、Ｉｎの含有量が１重量ppm 未満であ
る比較例２、その含有量が５０重量ppm を超える比較例
３は熱サイクル後の破断率が２．４〜２．５％、ピール
強度は４．８〜５．２ｇ、振動破断率は２．１〜２．４
％と何れも高純度金と対比すると効果は得られているも
のの、本発明の効果の方が優れていることが判る。
【００２９】（６）高純度金に本発明の必須成分を所定
量含有するものの、Ｓｎの含有量が１重量ppm 未満であ
る比較例４、その含有量が５０重量ppm を超える比較例
５は熱サイクル後の破断率が２．７〜２．８％、ピール
強度は４．３〜５．６ｇ、振動破断率は２．１〜２．４
％と何れも高純度金と対比すると効果は得られているも
のの、本発明の効果の方が優れていることが判る。
量含有するものの、Ｓｎの含有量が１重量ppm 未満であ
る比較例４、その含有量が５０重量ppm を超える比較例
５は熱サイクル後の破断率が２．７〜２．８％、ピール
強度は４．３〜５．６ｇ、振動破断率は２．１〜２．４
％と何れも高純度金と対比すると効果は得られているも
のの、本発明の効果の方が優れていることが判る。
【００３０】（７）高純度金に本発明の必須成分であ
る、所定量のＩｎとＳｎを含有するものの所定量のＬ
ａ，Ｃｅ，Ｅｕ，Ｙｂのうち少なくとも１種を含有しな
い比較例６〜１１は熱サイクル後の破断率が２．２〜
３．８％、ピール強度は２．６〜５．０、振動破断率は
２．１〜３．９％と何れも高純度金と対比すると効果は
得られているものの、本発明の効果の方が優れているこ
とが判る。
る、所定量のＩｎとＳｎを含有するものの所定量のＬ
ａ，Ｃｅ，Ｅｕ，Ｙｂのうち少なくとも１種を含有しな
い比較例６〜１１は熱サイクル後の破断率が２．２〜
３．８％、ピール強度は２．６〜５．０、振動破断率は
２．１〜３．９％と何れも高純度金と対比すると効果は
得られているものの、本発明の効果の方が優れているこ
とが判る。
【００３１】とりわけ比較例９〜１１は本発明の必須元
素としてＬａ，Ｃｅ，Ｅｕ，Ｙｂのうち少なくとも１種
にかえて同じ希土類元素であるＰｒ，Ｐｍ，Ｌｕを用い
た場合本発明のような優れた効果が得られない事が判
る。即ち本発明に必要な必須元素の一つは希土類元素で
はなくＬａ，Ｃｅ，Ｅｕ，Ｙｂのうち少なくとも１種で
あることが判る。
素としてＬａ，Ｃｅ，Ｅｕ，Ｙｂのうち少なくとも１種
にかえて同じ希土類元素であるＰｒ，Ｐｍ，Ｌｕを用い
た場合本発明のような優れた効果が得られない事が判
る。即ち本発明に必要な必須元素の一つは希土類元素で
はなくＬａ，Ｃｅ，Ｅｕ，Ｙｂのうち少なくとも１種で
あることが判る。
【００３２】
【発明の効果】本発明により所定量のＩｎ、所定量のＳ
ｎ、所定量のＬａ，Ｃｅ，Ｅｕ，Ｙｂのうち少なくとも
１種を含有し残部が金及び不純物からなる組成を有する
半導体素子ボンディング用金合金線によれば、銅合金製
のリードフレームを用いた半導体装置が過酷な熱サイク
ルの環境に晒された場合でも断線を抑制する効果が向上
すること、及びボンディング時のループ形状を安定させ
る為に、ボンディング時の加熱温度を１５０℃と低温度
で行いながらセカンド側接合点での接合性、とりわけピ
ール強度及び振動破断性能が向上に効果的である。
ｎ、所定量のＬａ，Ｃｅ，Ｅｕ，Ｙｂのうち少なくとも
１種を含有し残部が金及び不純物からなる組成を有する
半導体素子ボンディング用金合金線によれば、銅合金製
のリードフレームを用いた半導体装置が過酷な熱サイク
ルの環境に晒された場合でも断線を抑制する効果が向上
すること、及びボンディング時のループ形状を安定させ
る為に、ボンディング時の加熱温度を１５０℃と低温度
で行いながらセカンド側接合点での接合性、とりわけピ
ール強度及び振動破断性能が向上に効果的である。
【００３３】前記含有成分に加えて所定量のＢｅ，Ｇ
ｅ，Ｓｂ，Ｐｂ，Ｍｇ，Ｂｉのうち少なくとも１種を含
有した場合においても、同様の効果を示すものである。
ｅ，Ｓｂ，Ｐｂ，Ｍｇ，Ｂｉのうち少なくとも１種を含
有した場合においても、同様の効果を示すものである。
【図１】電極と外部リードとを金合金線でボンディング
した半導体素子を示す。
した半導体素子を示す。
【図２】振動破断性能の測定方法を示す。
１…ＩＣチップ ２…ＩＣチップ上のＡｌ電極 ３…金合金線 ４…リードフレーム ５…ファースト側接合点 ６…セカンド側接合点
Claims (4)
- 【請求項１】 インジウム（Ｉｎ）を１〜５０重量ppm
、錫（Ｓｎ）を１〜５０重量ppm 、Ｌａ，Ｃｅ，Ｅ
ｕ，Ｙｂのうち少なくとも１種を１〜５０重量ppm 、及
び残部が金及び不可避不純物からなることを特徴とする
半導体素子ボンディング用金合金線。 - 【請求項２】 インジウム（Ｉｎ）を１〜５０重量ppm
、錫（Ｓｎ）を１〜５０重量ppm 、Ｌａ，Ｃｅ，Ｅ
ｕ，Ｙｂのうち少なくとも１種を１〜５０重量ppm 、Ｂ
ｅ，Ｇｅ，Ｓｂ，Ｐｂ，Ｍｇ，Ｂｉのうち少なくとも１
種を１〜５０重量ppm 、及び残部が金及び不可避不純物
からなることを特徴とする半導体素子ボンディング用金
合金線。 - 【請求項３】 インジウム（Ｉｎ）を１〜５０重量ppm
、錫（Ｓｎ）を１〜５０重量ppm 、Ｌａを１〜５０重
量ppm 、及び残部が金及び不可避不純物からなることを
特徴とする半導体素子ボンディング用金合金線。 - 【請求項４】 インジウム（Ｉｎ）を１〜５０重量ppm
、錫（Ｓｎ）を１〜５０重量ppm 、Ｌａを１〜５０重
量ppm 、Ｂｅ，Ｇｅ，Ｓｂ，Ｐｂ，Ｍｇ，Ｂｉのうち少
なくとも１種を１〜５０重量ppm 、及び残部が金及び不
可避不純物からなることを特徴とする半導体素子ボンデ
ィング用金合金線。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10907397A JP3669811B2 (ja) | 1997-04-25 | 1997-04-25 | 半導体素子ボンディング用金合金線 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10907397A JP3669811B2 (ja) | 1997-04-25 | 1997-04-25 | 半導体素子ボンディング用金合金線 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10303237A true JPH10303237A (ja) | 1998-11-13 |
| JPH10303237A5 JPH10303237A5 (ja) | 2005-03-17 |
| JP3669811B2 JP3669811B2 (ja) | 2005-07-13 |
Family
ID=14500928
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10907397A Expired - Fee Related JP3669811B2 (ja) | 1997-04-25 | 1997-04-25 | 半導体素子ボンディング用金合金線 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3669811B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2208801A4 (en) * | 2007-11-06 | 2010-10-20 | Tanaka Electronics Ind | ABBINDEDRAHT |
| EP2204846A4 (en) * | 2007-10-24 | 2014-01-15 | Tanaka Electronics Ind | GOLD ALLOY WIRE TO BALLBONDING |
-
1997
- 1997-04-25 JP JP10907397A patent/JP3669811B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2204846A4 (en) * | 2007-10-24 | 2014-01-15 | Tanaka Electronics Ind | GOLD ALLOY WIRE TO BALLBONDING |
| EP2208801A4 (en) * | 2007-11-06 | 2010-10-20 | Tanaka Electronics Ind | ABBINDEDRAHT |
| EP2369023A1 (en) * | 2007-11-06 | 2011-09-28 | Tanaka Denshi Kogyo K.K. | Bonding wire |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3669811B2 (ja) | 2005-07-13 |
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