JPH11347786A - はんだ用Ｚｎ合金 - Google Patents
はんだ用Ｚｎ合金Info
- Publication number
- JPH11347786A JPH11347786A JP16334498A JP16334498A JPH11347786A JP H11347786 A JPH11347786 A JP H11347786A JP 16334498 A JP16334498 A JP 16334498A JP 16334498 A JP16334498 A JP 16334498A JP H11347786 A JPH11347786 A JP H11347786A
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- JP
- Japan
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- alloy
- temperature
- solder
- bonding
- die
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体素子のダイボンディング等に用いるの
に好適な、Ｐｂを含まない高温はんだ用合金を提供する
ことを目的とする。 【解決手段】 Ａｌを１〜９重量％含み、さらに、Ｓｎ
とＩｎの１種以上を５〜２５重量％含み、残部がＺｎ及
び不可避不純物からなるはんだ用Ｚｎ合金。
に好適な、Ｐｂを含まない高温はんだ用合金を提供する
ことを目的とする。 【解決手段】 Ａｌを１〜９重量％含み、さらに、Ｓｎ
とＩｎの１種以上を５〜２５重量％含み、残部がＺｎ及
び不可避不純物からなるはんだ用Ｚｎ合金。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子のダイ
ボンディング等で用いられる、Ｐｂを含まない高温はん
だ用のＺｎ合金に関する。
ボンディング等で用いられる、Ｐｂを含まない高温はん
だ用のＺｎ合金に関する。
【０００２】
【従来の技術】パワートランジスタ素子のダイボンディ
ング等においては、０．３〜１．０ｍｍφのワイヤ材
や、０．０５〜３ｍｍｔの板材といった、微小な形状の
高温はんだが用いられている。
ング等においては、０．３〜１．０ｍｍφのワイヤ材
や、０．０５〜３ｍｍｔの板材といった、微小な形状の
高温はんだが用いられている。
【０００３】このようなはんだには、１）３００〜３５
０℃程度の温度ではんだ付けが可能であること、２）３
００℃以下の温度で行われるワイヤボンディング工程に
おいてもはんだが溶融しないこと、等の特性が必要であ
る。従来はこのようなはんだ材として、Ｐｂ５％Ｓｎ合
金に代表されるＰｂ系合金が用いられてきた。
０℃程度の温度ではんだ付けが可能であること、２）３
００℃以下の温度で行われるワイヤボンディング工程に
おいてもはんだが溶融しないこと、等の特性が必要であ
る。従来はこのようなはんだ材として、Ｐｂ５％Ｓｎ合
金に代表されるＰｂ系合金が用いられてきた。
【０００４】近年、環境汚染に対する配慮から、Ｐｂの
使用を制限する動きが強くなってきている。こうした動
きに対応して、半導体素子のダイボンディング用の高温
はんだの分野においても、Ｐｂを含まないものが求めら
れてきている。
使用を制限する動きが強くなってきている。こうした動
きに対応して、半導体素子のダイボンディング用の高温
はんだの分野においても、Ｐｂを含まないものが求めら
れてきている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、３００
〜３５０℃のはんだ付けが可能で、かつワイヤ状や板状
に加工可能で、Ｐｂ系合金を代替できる合金系は未だ見
出されていなかった。
〜３５０℃のはんだ付けが可能で、かつワイヤ状や板状
に加工可能で、Ｐｂ系合金を代替できる合金系は未だ見
出されていなかった。
【０００６】そこで本発明は、かかる点に鑑み、半導体
素子のダイボンディング等に用いるのに好適な、Ｐｂを
含まない高温はんだ用合金を提供することを目的とす
る。
素子のダイボンディング等に用いるのに好適な、Ｐｂを
含まない高温はんだ用合金を提供することを目的とす
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明のはんだ用Ｚｎ合金は、Ａｌを１〜９重量％
含み、さらに、ＳｎとＩｎの１種以上を５〜２５重量％
含み、残部がＺｎ及び不可避不純物からなることを特徴
とする。
めの本発明のはんだ用Ｚｎ合金は、Ａｌを１〜９重量％
含み、さらに、ＳｎとＩｎの１種以上を５〜２５重量％
含み、残部がＺｎ及び不可避不純物からなることを特徴
とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明のＺｎ合金は、ＺｎＡｌ共
晶合金を基本とし、これにさらにＳｎとＩｎの１種以上
を添加することにより低融点化を図ったものである。Ｚ
ｎＡｌ共晶合金は共晶温度が３８０℃付近にあるといわ
れているが、固相線と液相線がそれぞれ３０５℃と３１
５℃であるＰｂ５％Ｓｎ合金に比べると融点がまだ高
く、３００〜３５０℃の温度ではんだ付けを行うにはさ
らなる低融点化が望まれる。
晶合金を基本とし、これにさらにＳｎとＩｎの１種以上
を添加することにより低融点化を図ったものである。Ｚ
ｎＡｌ共晶合金は共晶温度が３８０℃付近にあるといわ
れているが、固相線と液相線がそれぞれ３０５℃と３１
５℃であるＰｂ５％Ｓｎ合金に比べると融点がまだ高
く、３００〜３５０℃の温度ではんだ付けを行うにはさ
らなる低融点化が望まれる。
【０００９】そして、ＳｎとＩｎは低融点化を達成する
ための添加元素である。ＳｎとＩｎは合金の濡れ性を向
上させる働きと、半導体チップの接合の信頼性を向上さ
せる働きを有する。ＳｎとＩｎの１種以上をＺｎＡｌ共
晶合金に添加すると、それぞれのＺｎとの共晶温度であ
る２００℃付近と、１４５℃付近以上の温度で液相が生
じるようになるが、本発明の組成範囲内であれば３００
℃以下で生じる液相の量はごく少なく、ワイヤボンディ
ング工程等の電子部品の組み立て工程で何ら問題を生じ
ない。
ための添加元素である。ＳｎとＩｎは合金の濡れ性を向
上させる働きと、半導体チップの接合の信頼性を向上さ
せる働きを有する。ＳｎとＩｎの１種以上をＺｎＡｌ共
晶合金に添加すると、それぞれのＺｎとの共晶温度であ
る２００℃付近と、１４５℃付近以上の温度で液相が生
じるようになるが、本発明の組成範囲内であれば３００
℃以下で生じる液相の量はごく少なく、ワイヤボンディ
ング工程等の電子部品の組み立て工程で何ら問題を生じ
ない。
【００１０】Ａｌ濃度を１〜９％としたのは、この濃度
範囲をはずれると融点の向上が著しくなるからである。
ちなみにＺｎＡｌ共晶のＡｌ濃度は５％であり、本発明
合金においても、Ａｌ濃度は５％前後とするのが好まし
い。
範囲をはずれると融点の向上が著しくなるからである。
ちなみにＺｎＡｌ共晶のＡｌ濃度は５％であり、本発明
合金においても、Ａｌ濃度は５％前後とするのが好まし
い。
【００１１】また、ＳｎとＩｎの１種以上の濃度を５〜
２５％としたのは、下限濃度未満では融点の低下効果が
不十分であるからであり、逆に上限濃度を超えると２０
０℃付近と１４５℃付近以上で生じる液相の量が多くな
りすぎて、ワイヤボンディング工程等で不都合が生じる
からである。
２５％としたのは、下限濃度未満では融点の低下効果が
不十分であるからであり、逆に上限濃度を超えると２０
０℃付近と１４５℃付近以上で生じる液相の量が多くな
りすぎて、ワイヤボンディング工程等で不都合が生じる
からである。
【００１２】
【実施例】純度９９．９％のＺｎ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｉｎの
原料を用いて、表１に示す組成のＺｎ合金を大気溶解炉
により溶製した。得られた合金の評価として、融点はＤ
ＳＣ（ＭＡＣ ＳＣＩＥＮＣＥ社製ＤＳＣ３１００型、
温度勾配１０℃／分）を用いて測定した。濡れ性の評価
として、液相線温度より２０℃高い温度で窒素気流中に
保持した溶融合金浴中にＡｇめっきを施した銅片を５秒
間侵漬し、Ａｇめっき面に合金融液が濡れ広がった場合
を「良」、濡れ広がらない場合を「不良」として評価し
た。加工性の評価として、１０ｍｍ厚鋳塊の冷間圧延を
行ない、０．１ｍｍ厚まで圧延が可能だった場合を
「良」、割れが入って０．１ｍｍ厚まで圧延できなかっ
た場合を「不良」として評価した。
原料を用いて、表１に示す組成のＺｎ合金を大気溶解炉
により溶製した。得られた合金の評価として、融点はＤ
ＳＣ（ＭＡＣ ＳＣＩＥＮＣＥ社製ＤＳＣ３１００型、
温度勾配１０℃／分）を用いて測定した。濡れ性の評価
として、液相線温度より２０℃高い温度で窒素気流中に
保持した溶融合金浴中にＡｇめっきを施した銅片を５秒
間侵漬し、Ａｇめっき面に合金融液が濡れ広がった場合
を「良」、濡れ広がらない場合を「不良」として評価し
た。加工性の評価として、１０ｍｍ厚鋳塊の冷間圧延を
行ない、０．１ｍｍ厚まで圧延が可能だった場合を
「良」、割れが入って０．１ｍｍ厚まで圧延できなかっ
た場合を「不良」として評価した。
【００１３】また、ダイボンディング性の評価として、
０．１ｍｍ厚のはんだとはんだダイボンダー（ｄａｇｅ
社製 ＥＤＢ−２００）を用い、ＡｇめっきＬ／Ｆ上へ
の５ｍｍ角のＡｕ蒸着ダミーチップを接合する場合の、
最低のボンディング温度を求めた。また、接合信頼性の
評価を評価として、ダイボンディング温度の評価の場合
と同様にＡｕ蒸着ダミーチップを接合させたリードフレ
ーム（Ｌ／Ｆ）を用い、さらにモールド機（トランスフ
ァーモールド型）によりエポキシ樹脂（住友ベークライ
ト社製 ＥＭＥ−６３００）をモールドした試料におい
て、 −５０℃／１５０℃ の温度サイクル試験を５０
０サイクル実施した後に樹脂を開封して接合部の観察を
行い、チップや接合界面に割れの発生が無い場合を
「良」、割れが発生した場合を「不良」と評価した。以
上の測定結果を表１に示した。
０．１ｍｍ厚のはんだとはんだダイボンダー（ｄａｇｅ
社製 ＥＤＢ−２００）を用い、ＡｇめっきＬ／Ｆ上へ
の５ｍｍ角のＡｕ蒸着ダミーチップを接合する場合の、
最低のボンディング温度を求めた。また、接合信頼性の
評価を評価として、ダイボンディング温度の評価の場合
と同様にＡｕ蒸着ダミーチップを接合させたリードフレ
ーム（Ｌ／Ｆ）を用い、さらにモールド機（トランスフ
ァーモールド型）によりエポキシ樹脂（住友ベークライ
ト社製 ＥＭＥ−６３００）をモールドした試料におい
て、 −５０℃／１５０℃ の温度サイクル試験を５０
０サイクル実施した後に樹脂を開封して接合部の観察を
行い、チップや接合界面に割れの発生が無い場合を
「良」、割れが発生した場合を「不良」と評価した。以
上の測定結果を表１に示した。
【００１４】なお、Ｓｎ、Ｉｎの添加によりそれぞれ２
００℃、１４５℃以上の温度で少量の液相が存在するよ
うになるが、表１における固相線温度は、この少量の液
相の存在を無視した結果を示している。
００℃、１４５℃以上の温度で少量の液相が存在するよ
うになるが、表１における固相線温度は、この少量の液
相の存在を無視した結果を示している。
【００１５】
【表１】
【００１６】表１において明らかなように、本発明によ
るＺｎ合金は３００〜３５０℃前後の温度でダイボンデ
ィングが可能であり、かつ濡れ性や加工性や接合信頼性
に問題が無いことがわかる。
るＺｎ合金は３００〜３５０℃前後の温度でダイボンデ
ィングが可能であり、かつ濡れ性や加工性や接合信頼性
に問題が無いことがわかる。
【００１７】
【発明の効果】以上から明らかなように、本発明によ
り、電子部品の組立等で用いるのに好適な、３００〜３
５０℃でダイボンディングが可能で、かつ加工性や濡れ
性や接合信頼性も良好な高温はんだ用合金を提供するこ
とができる。
り、電子部品の組立等で用いるのに好適な、３００〜３
５０℃でダイボンディングが可能で、かつ加工性や濡れ
性や接合信頼性も良好な高温はんだ用合金を提供するこ
とができる。
Claims (1)
- 【請求項１】 Ａｌを１〜９重量％含み、さらに、Ｓｎ
とＩｎの１種以上を５〜２５重量％含み、残部がＺｎ及
び不可避不純物からなることを特徴とするはんだ用Ｚｎ
合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16334498A JPH11347786A (ja) | 1998-06-11 | 1998-06-11 | はんだ用Ｚｎ合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16334498A JPH11347786A (ja) | 1998-06-11 | 1998-06-11 | はんだ用Ｚｎ合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11347786A true JPH11347786A (ja) | 1999-12-21 |
Family
ID=15772102
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16334498A Pending JPH11347786A (ja) | 1998-06-11 | 1998-06-11 | はんだ用Ｚｎ合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11347786A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006322027A (ja) * | 2005-05-18 | 2006-11-30 | Uchihashi Estec Co Ltd | ヒューズ素子 |
| CN102441744A (zh) * | 2011-06-28 | 2012-05-09 | 力创(台山)电子科技有限公司 | 一种用于铜铝焊接的药芯焊丝 |
| JP2015223113A (ja) * | 2014-05-28 | 2015-12-14 | 地方独立行政法人北海道立総合研究機構 | 亜鉛合金の鋳造品、釣り用具、疑似餌及び鋳造方法 |
| IT202200010391A1 (it) * | 2022-05-19 | 2023-11-19 | Kofler Srl | Lega metallica di tipo migliorato per la zincatura a caldo di materiali ferrosi |
-
1998
- 1998-06-11 JP JP16334498A patent/JPH11347786A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006322027A (ja) * | 2005-05-18 | 2006-11-30 | Uchihashi Estec Co Ltd | ヒューズ素子 |
| CN102441744A (zh) * | 2011-06-28 | 2012-05-09 | 力创(台山)电子科技有限公司 | 一种用于铜铝焊接的药芯焊丝 |
| JP2015223113A (ja) * | 2014-05-28 | 2015-12-14 | 地方独立行政法人北海道立総合研究機構 | 亜鉛合金の鋳造品、釣り用具、疑似餌及び鋳造方法 |
| IT202200010391A1 (it) * | 2022-05-19 | 2023-11-19 | Kofler Srl | Lega metallica di tipo migliorato per la zincatura a caldo di materiali ferrosi |
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