TWI448568B

TWI448568B - Gold (Au) alloy bonding wire

Info

Publication number: TWI448568B
Application number: TW100109136A
Authority: TW
Inventors: 千葉淳; 天田富士夫; 高田滿生
Original assignee: 田中電子工業股份有限公司
Priority date: 2011-03-01
Filing date: 2011-03-17
Publication date: 2014-08-11
Also published as: SG190370A1; TW201237191A; CN103842529B; WO2012117512A1; CN103842529A

Description

金(Au)合金接合線

本發明是關於一種用以連接半導體的積體電路元件上的電極(腳位：pad)與連接於電路配線基板的電極(外部導線)所使用的半導體元件的打線接合用的金(Au)合金接合線，更具體而言，是關於一種抑制微量元素的表面偏析的直徑20μm以下的被伸長線加工的金(Au)合金接合線。

習知，作為使用於半導體裝置的半導體晶片上的腳位與連接外部導線的線徑25～35μm程度的線，大都使用純度99.99質量%以上的高純度金所成的金(Au)合金接合線。

通常，在連接金(Au)合金接合線的方法中，在第一接合主要使用著超音波併用熱壓接接合法。

在此方法，利用微小放電進行加熱熔融由毛細管前端所露出的線前端，又利用表面張力形成球形之後，將球部予以壓接接合(球形接合)於在150～300℃的範圍內經加熱的半導體元件的電極上，在之後的第二接合，將接合線利用超音波壓接直接接合(楔形接合)於外部導線側。

為了使用作為電晶體或IC等的半導體裝置，在上述接合線所致的接合之後，以保護半導體晶片，接合線，及安裝有半導體晶片的部分之導線架等的目的，使用環氧樹脂進行封閉。

最近，要求提昇半導體裝置的小型化，薄型化，高功能化及高信賴性化之中，金接合線所必須的特性也成為各式各樣，而為了對應於半導體晶片之多針腳化及隨著此之狹窄間距化，即使更細線化金接合線，也被要求所需要的強度，或是提昇第一接合的壓接球的圓度或第二接合的接合信賴性等，甚至於接合的長期信賴性。

尤其是，隨著半導體裝置的一層的小型化，薄型化及高功能化，使得半導體裝置的大小變小。隨著此，每一單位面積的輸出入端子數會增大，而墊片間距(墊片中心間距離)的大小也從100μm減小至80μm，60μm。因此，接合線線徑也從25μm開始變細至20μm以下，在一部分也嘗試作15μm以下之線徑。

然而，若接合線的線徑變細，則使得線本身的絕對性的剛性降低而且熔融球的直徑也變小之故，因而會發生如在25μm線徑不會成為問題的傾向(leaning)或壓接球的接合強度不足，接合的長期信賴性不足等的不方便。在此，「傾向」是指張掛第一接合與第二接合之間的線朝左右傾倒的現象，其結果，會產生鄰接的線彼此間間隔變狹窄，或會接觸的不方便。

於是，如例示於專利文獻1地，揭示著對於相對應於高密度化的50μm的狹窄而針對於線徑為20μm接合線，提昇利用含有P化合物，氫氧化物的環境調和封閉樹脂所封閉的接合信賴性之故，因而由Cu，Pd，Pt，Zn，Ag(第一元素群)所選擇的至少一種以上的元素的總計濃度(Cl)為0.005～1.5質量%的範圍，由Ca，Ce，Eu，Dy，Y(第二元素群)所選擇的至少一種以上的元素的總計濃度(C2)為0.001～0.06質量%的範圍，由La，Mg，Gd，Tb，Ni(第3元素群)所選擇的至少一種以上的元素的總計濃度(C3)為0.001～0.05質量%，剩餘部分為金及不可避的不純物所成的金合金接合線(段落026)。

然而，將微量元素予以添加於金(Au)合金線時，與金(Au)合金線相比較，若將微量元素作成愈高濃度，則金(Au)合金線的絕對性剛性愈高，會提昇各種性能，另一方面，也有出現不希望的性能的情形。

將具提昇環路形成性之傾向的微量元素予以添加於金(Au)合金基質時，則有金(Au)球的形成性會變壞，或楔形接合性變壞的情形。又，含有於金(Au)合金基質的添加元素析出於熔融球表面的線表面而會氧化，或是稱為氣孔的凹處發生於球前端。若添加元素析出或氧化於線表面，則在半導體裝置上的墊片進行球形接合[金(Au)與鋁(Al)之接合]之際，或是在外部導線進行楔形接合[金(Au)與銀(Ag)之接合等]之際，成為無法金屬性地接合而產生接合不良的原因。又，在熔融球產生氣孔之狀態下若仍然於半導體裝置上的墊片進行球形接合，則在稱為中間遺漏的壓接部之中央產生無法金屬性地接合的領域，也會發生全體性地降低接合強度的現象。

又，因壓接球的形狀成為變形，使得狹窄間距間隔的球形接合變成困難等的問題，或是球的硬度上昇，因此有晶片裂開，或墊片損傷(墊片從底層剝落，或是將稱為Al濺射的Al趕出至墊片外而減少膜厚等的不方便)的發生比率有上昇的問題，而無法多量地添加微量元素。

例如，單獨添加鈣(Ca)而欲確保強度時，則鈣(Ca)是會局部性地被析出於極細線之表面，該表面析出的鈣(Ca)被氧化而形成表面氧化膜之結果，因第一接合的球形狀或接合性不穩定，因此有將壓接球的圓度變壞，或將第二接合的楔形接合性變壞的情形。

又，若所添加的元素多種類成為複雜，則在金(Au)合金中此些元素複雜地發揮功能而被析出於熔融球之表面之故，因而無法得到良好的初期接合，會加強無法得到高信賴性的第一接合與第二接合的接合性的趨勢。所以，如專利文獻2所述地，開發了調整合金元素的種類與添加量而即使在大氣中進行球形接合，也不會在其熔融球或極細線之表面形成氧化膜，接合性良好，金屬間化合物生成的趨勢也經時性地低的接合線。

專利文獻1：日本特開2003-133362公報

專利文獻2：WO2006-35803公報

然而，若線徑成為20μm以下的細線，則比線徑為23μm的細線還必須將線的機械性強度更提昇30%以上，惟若提昇機械性強度，則一般線的屈曲性變低。所以，即使使用機械性強度高的線而自第一接合描繪環路至第二接合時，則於第一接合的壓接球的根兒也容易發生龜裂，而發生成為所謂頸損傷或頸破斷之原因的問題。

此為，如專利文獻1的段落0033~0034所述地，藉由在將Ca等的第二元素，La等的第三元素添加所定量於含有鈀(Pd)等的第一元素群的金合金的接合線被改善的提昇接合性或球形狀的圓度也無法解決。

鈣(Ca)或鈹(Be)或稀土類元素是添加微量，則與鋅(Zn)等相比較，為不會過度析出於熔融球表面的元素。

但是，若在大氣中連續進行球形接合好幾十萬次，則於毛細管表面或前端部積蓄著析出物或其氧化物之故，因而將第一接合或第二接合的壓接形狀變壞而產生接合強度不足或未到等的不方便，或是使得毛細管表面或前端部的光滑性變壞之故，因而於第一接合後的形成環路時有應力施加於壓接球的根兒，而容易發生龜裂。又，若毛細管的光滑性變壞，則除了傾向以外，還有環路高度異常或S形彎曲等的環路形成性的惡化，又，也成為以作為其結果的環氧樹脂封閉時的線流動之原因。此些是隨著最近的半導體裝置的小型化，高密度化，發展成鄰接於至今以上的線彼此間的間隔變狹窄，或會接觸的不方便的主要原因。又，提昇接合機的性能，而且也增加接合速度(每一單位時間的接合數)，惟若增加接合速度，則也增加毛細管表面的光滑性的惡化(增加滑動阻力)，惟若增加接合速度，則毛細管表面或前頭部的光滑惡化(增加滑動阻力)所產生的影響是更顯著地出現。

本發明是提供一種即使線徑為20μm以下的細線，在金(Au)-鈀(Pd)等的金(Au)合金基質中也不會偏析有微量元素而均勻地分佈，又，即使有微量之析出物，藉由光滑地保持毛細管表面或前端部，也不會增加滑動阻力，又不會產生頸損傷或形成環路時的不方便等的接合線作為課題。

此些課題是也符合在全微量元素的添加量為100ppm以下的情形。

本發明人等重複專心研究須解決上述課題之結果，終於完成本發明。

亦即，依照本發明，提供表示於以下的金(Au)合金接合線。

(1)一種金(Au)合金接合線，其特徵為：在將99.9質量%以上的高純度的鈀(Pd)，白金(Pt)及銅(Cu)中至少一種以合計含有0.05~2質量%於99.999質量%以上的高純度金(Au)的金(Au)合金基質中含有微量元素的合金所成的直徑20μm以下的被伸長線加工的球形接合用的極細線，該微量元素為共添加成分之5~50質量ppm的鈣(Ca)、5~50質量ppm的鎂(Mg)、5~50質量ppm的鑭(La)，以及第1添加元素之1~20質量ppm的鈹(Be)所成，共添加成分元素的合計為125質量ppm以下，且共添加成分含有量>第1添加元素含有量>其餘金(Au)合金基質以外的元素含有量。

(2)一種金(Au)合金接合線，其特徵為：在將99.9質量%以上的高純度的鈀(Pd)，白金(Pt)及銅(Cu)中至少一種以合計含有0.05~2質量%於99.999質量%以上的高純度金(Au)的金(Au)合金基質中含有微量元素的合金所成的直徑20μm以下的被伸長線加工的球形接合用的極細線，該微量元素為共添加成分之5~50質量ppm的鈣(Ca)、5~50質量ppm的鎂(Mg)、5~50質量ppm的鑭(La)，以及將第2添加元素群之鈰(Ce)，釔(Y)，及銪(Eu)內的至少一種以合計含有1~30質量ppm所成，共添加成分元素的合計為125質量ppm以下，且共添加成分含有量>第2添加元素群含有量>其餘金(Au)合金基質以外的元素含有量。

(3)一種金(Au)合金接合線，其特徵為：在將99.9質量%以上的高純度的鈀(Pd)，白金(Pt)及銅(Cu)中至少一種以合計含有0.05~2質量%於99.999質量%以上的高純度金(Au)的金(Au)合金基質中含有微量元素的合金所成的直徑20μm以下的被伸長線加工的球形接合用的極細線，該微量元素為共添加成分之5~50質量ppm的鈣(Ca)、5~50質量ppm的鎂(Mg)、5~50質量ppm的鑭(La)，以及第1添加元素之1~20質量ppm的鈹(Be)，以及將第2添加元素群之鈰(Ce)，釔(Y)及銪(Eu)內的至少一種以合計含有1~30質量ppm所成，共添加成分元素的合計為125質量ppm以下，且共添加成分含有量>第1添加元素及第2添加元素群含有量>其餘金(Au)合金基質以外的元素含有量。

依照本發明的金(Au)合金的成分組成，即使接合線的線徑成為20μm以下的細線徑，也具有可防止將毛細管的表面性惡化作為原因的壓接球的頸損傷的效果。

又，本發明的金(Au)合金的成分組成是提昇比至今還要更高機械性強度之故，因而與超過23μm的線徑時同樣地都具有傾向的抑制效果，線流動抑制效果。

又，依照本發明的金(Au)合金的成分組成，熔融球為真球的效果，以及壓接球成為真圓的效果是仍然兼備。

又，在本發明中，藉由儘量減少微量元素或不純物，又藉由抑制毛細管的表面性惡化，在第一接合及第二接合中，不會有壓接形狀的惡化或未到的發生，在大氣中也可更確實地連續進行接合好幾十萬次。

本發明的金(Au)合金接合線是(i)99.999質量%以上的高純度金(Au)及(ii)將99.9質量%以上的高純度的鈀(Pd)，白金(Pt)及銅(Cu)中至少一種以合計含有0.05~2質量%，作為基質合金，而藉由調整，選定含有於其基質合金中的微量元素，可得到所期望的性能。

鈀(Pd)，白金(Pt)及銅(Cu)的元素是與金(Au)完全地固溶，惟成為稀薄的二元合金時，此些元素是對於金(Au)成為容易表面偏析的元素。於是，此些元素的含有量為最大2質量%之故，因而將純度作為99.9質量%以上。純度是期盼儘量高者，而為了避免不純物的影響，較佳為99.99質量%以上。尤其是，銅(Cu)是作成純度99.999質量%以上較佳。此些元素中鈀(Pd)與白金(Pt)是在大氣中不會氧化而即使在形成熔融球時蒸發，也不會污染毛細管之故，因此比銅(Cu)更適用。

又，鈀(Pd)是比白金(Pt)還要容易氧化，惟毛細管對於陶瓷的析出物或氧化物的防止堆積效果比白金(Pt)還要高之故因而最適用。在基質合金中，共添加鈀(Pd)與白金(Pt)及銅(Cu)內的任兩種以上時，則對添加比例之比並未特別地加以限制。鈀(Pd)或白金(Pt)對於金(Au)都可發揮同等的基質效果。

在本發明中，在將鈀(Pd)，白金(Pt)及銅(Cu)中的至少一種以合計不足0.05質量%，接近於純度99.99質量%以上的純金線，作成直徑20μm以下的極細線時，則接合線的機械性強度並不充分，而會發生傾向。為了發揮穩定之效果，其合計的下限是0.05質量%以上，較佳為0.08質量%以上。又，若此些稀薄的合金化元素的合計超過2質量%，則進行球形接合之際，與以往同樣地使得熔融球變過硬而成為容易產生晶片裂開，而且因壓接球的接合強度成為並不充分，因此其合計的上限是2質量%以下。為了發揮穩定之效果，較佳為1.5質量%以下。

本發明的金(Au)合金接合線，是作為微量元素，(i)以鈣(Ca)與鎂(Mg)及鑭(La)的共添加作為必需，(ii)以鈹(Be)作為任意的第一添加元素，(iii)以鈰(Ce)，釔(Y)及銪(Eu)的任一種作為第二群的任意添加元素者。

藉由以鈣(Ca)與鎂(Mg)及鑭(La)的共添加作為必須成分，不但可抑制接合線的熔融球的表面偏析又不會惡化毛細管表面性。毛細管表面惡化的防止效果，是追加第一群與第二群的任意添加元素也被維持。

藉由此毛細管的表面性惡化被防止，來抑制通過毛細管內的接合線的滑動阻力上昇。結果，即使進行好幾十萬次接合之後，也可防止接合線的頸損傷。

在本發明中，以(i)鈣(Ca)與鎂(Mg)及鑭(La)的共添加作為必須成分，乃依據以下的理由。

鈣(Ca)與鎂(Mg)及鑭(La)是都具有提昇第二接合的楔形接合性之效果。作成20μm以下的細線化時，有第二接合性容易變低之趨勢之故，因而需要共添加。尤其是，鎂(Mg)是提昇添加所產生的第二接合的接合性的效果較顯著。將鎂(Mg)的下限作為5質量ppm，為在不足此值，則無法提昇第二接合性的效果。又，鎂(Mg)的純度是分別99.9質量%以上，較佳為99.99質量%以上。即使共添加此些元素，在金(Au)與鈀(Pd)，白金(Pt)與銅(Cu)的稀薄的二元合金中也不會有表面偏析的情形。尤其是，鈣(Ca)是在金(Au)單體金屬中為有表面偏析的元素，惟在本發明的稀薄的二元合金中並未有表面偏析。又，及於本發明的稀薄二元合金中的表面偏析的鈣(Ca)與鎂(Mg)及鑭(La)的3元素的互相作用是未被看出。因此，即使連續進行好幾十萬次，也不會進行著毛細管的表面性惡化或前端對線出口近旁內部的析出物或其氧化物的堆積，而毛細管及於線的滑動阻力或及於壓接球的壓接力或從壓接球所奪取的熱能是經常成為一定。所以，若將初期的接合條件適當地加以設定，即使進行好幾十萬次接合之後，也仍然維持著初期的接合條件，而在接合時的壓接球不會留下頸損傷的情形。

又，此些元素中，鈣(Ca)與鑭(La)是提高機械性強度。亦即，在伸長線加工時此些添加元素是利用相輔相乘效果會提昇極細線的表皮層的機械性強度之故，因而線愈細使得線中心部的機械性強度的影響愈沒有，而表皮層的機械性強度會直接成為線全體的機械性強度。將鈣(Ca)與鑭(La)的下限分別作為5質量ppm，乃在不足此值則無法提昇被伸長線的極細線的機械性強度。又，鑭(La)的純度是99.9質量%以上，較佳為99.99質量%以上。鈣(Ca)的純度是99質量%以上，較佳是99.5質量%以上。

又，此些元素是形成真球狀的熔融球，形成真圓狀的壓接球。亦即，在金(Au)合金基質的熔融球中此些元素，是在壓接時不會惡化毛細管表面性或堆積在前端部。又，即使共添加鈣(Ca)與鎂(Mg)及鑭(La)，也與其他金屬元素同樣，在壓接金(Au)合金線時，則在毛細管表面會看到一些堆積。但是，此些共添加元素是表面性之惡化極少，即使進行接合好幾十萬次，也不會惡化毛細管的表面性，或是析出物或其氧化物堆積在前端部的情形。將鈣(Ca)與鎂(Mg)及鑭(La)分別作成50質量ppm，為若超過此值，則將直徑20μm以極細線進行球形接合之際，無法得到真球狀的熔融球，或無法得到真圓狀的壓接球。要更確實地得到真球狀的熔融球與真圓狀的壓接球，鈣(Ca)與鎂(Mg)及鑭(La)的上限分別為40質量ppm，且此些的合計為100質量ppm以下較佳。又，全微量元素的合計為100質量ppm以下更佳。若上述金(Au)合金基質中的全微量元素的總合計超過100質量ppm，則在熔融球表面容易生成氧化物之故，因而有第一接合的接合性偶發性地變壞，或是會有惡化毛細管的表面性之可能性。

又，鎂(Mg)或鑭(La)時，若分別超過50質量ppm，則會降低直徑20μm以下的極細線的第二接合的楔形接合性。

在本發明中，將鈹(Be)作為任意的第一添加元素，乃依據以下的理由。

鈹(Be)是在鈣(Ca)與鎂(Mg)及鑭(La)的必須成分元素的共存下壓接金(Au)與鈀(Pd)，白金(Pt)及銅(Cu)的稀薄的二元合金時具有不會惡化毛細管表面性的效果的元素。所以，在鈹(Be)與必須成分元素之共存下接合好幾十萬次稀薄的二元合金的接合線之後，也不會惡化第一接合或第二接合的形狀，或發生未到，或在接合時的壓接球產生頸損傷的情形。

又，鈹(Be)是在與本發明的必須成分元素，尤其是在與鑭(La)之共存下，可更提昇壓接球的圓度。又，鈹(Be)的純度是在99質量%以上，較佳是99.9質量%以上。又，鈹(Be)是在與本發明的必須成分元素，尤其是在與鈣(Ca)的共存下可更提昇稀薄的二元合金的伸長線加工所產生的極細線表皮層的機械性強度，而即使在直徑20μm以下的極細線，也可更防止接合時的線之傾向。將鈹(Be)的下限作成1質量ppm，乃為在不足此值時未能看到提昇鈹(Be)所產生的機械性強度的效果。

另一方，鈹(Be)是把熔融球的硬度變硬。若極細線變細，則熔融球也會變小，而球形接合之際的給與腳位的晶片損傷會變大。將鈹(Be)的上限作為20質量ppm，乃若超過此值，則將直徑20μm以下的極細線進行球形接合之際會把熔融球變過硬而成為容易產生晶片裂開。又，也有在毛細管表面或前端部堆積有析出物或其氧化物。為了發揮穩定的效果，較佳為15質量ppm以下。

在本發明中，將鈰(Ce)，釔(Y)及銪(Eu)的任一種作為第二群的任意添加元素，乃依據如下理由。

此些稀土類元素是在與必須成分元素的共存下具有在壓接本發明的稀薄二元合金時不會惡化毛細管的表面性的效果的元素。亦即，此些稀土類元素是與鑭(La)同樣地不會惡化毛細管表面性，或是進行著析出物或其氧化物的堆積。所以即使連續接合好幾十萬次，也不會進行著惡化第一接合或第二接合的形狀或惡化毛細管的表面性等之故，因而頸損傷不會留著進行接合時的壓接球。惡化毛細管的表面性等，是鈰(Ce)及釔(Y)的惡化比銪(Eu)還要少。又，鈰(Ce)，釔(Y)及銪(Eu)的純度是分別為99.9質量%以上，較佳為99.99質量%以上。

又，此些的稀土類元素是在必須成分元素，尤其是在與鑭(La)之共存下藉由本發明的稀薄二元合金的伸長線加工更提昇極細線的表皮層的機械性強度，即使直徑20μm以下的極細線，也可更防止接合時的線的傾向。亦即，如前所眾知地，藉由增加極細線本身的剛性，為可維持環路形成性，而且可維持第一接合的壓接球的圓度的元素。此些的效果是與鈹(Be)同樣。將此些稀土類元素的下限作成1質量ppm，為在不足此值，則與鈹(Be)同樣，無法得到提昇機械性強度的效果。又，將此些稀土類元素的上限作成20質量ppm，為與鈹(Be)同樣，則在超過此值，若接合直徑20μm以下的極細線之際會把熔融球變硬而容易產生晶片裂開。

在本發明中，可合併添加將鈹(Be)作為任意的第一添加元素，而將鈰(Ce)，釔(Y)及銪(Eu)的任一種作為第二群的任意添加元素。即使併用鈹(Be)與第二群的任意添加元素，也不會在本發明的稀薄二元合金中產生表面偏析。又，第二群的任意稀土類元素，是在本發明的稀薄二元合金中發揮與鑭(La)同樣的效果者。

實施例

以下，利用實施例及比較例來詳述本發明。

[實施例1～44]

在表1表示實施例(No.1～44)的各試料的成分組成。

在純度99.999質量%的高純度(Au)，純度99.99質量%的高純度鈀(Pd)，白金(Pt)或純度99.999質量%的高純度銅(Cu)的稀薄二元金(Au)合金，作為微量元素調配微量元素成為如表1所述的數值(質量ppm)地，使用真空熔解爐進行熔解鑄造。

連續伸長線加工此，線徑為15μm及18μm經最後熱處理而將伸長率調整成4%。

[比較例No.1～5]

將與實施例僅微量元素的成分組成不相同的稀薄二元金(Au)合金的比較例的各試料的組成表示於表2。稀薄二元金(Au)合金的極細線是與實施例同樣地，在線徑為18μm及15μm處施以最後熱處理，將伸長率調整成4%，而與實施例同樣地進行評價。

此些極細線為在大氣中藉由依超音波併用熱壓接方式的球形接合法連續進行第一次接合於Si晶片上50μm方形的Al腳位(膜厚：約1μm，之後在與由被鍍銀的42合金所成的導線之間藉由依超音波併用熱壓拉方式的楔方式接合法進行第二次接合予以結線。在第一接合中所有球被形成在50μm的Al腳位內。

實施例及比較例的各接合線的頸強度評價是如下地進行。環路跨距是3mm，而環路高度是作成200μm。頸強度是利用變更接合時的參數，反向動作的數值來進行。反向動作是指為了形成環路形狀，第一接合後，由第一接合正上方移動毛細管至IC晶片中央側的動作。來自第一接合正上方的移動距離成為反向動作。這時候，頸部成為支點而會使線彎曲。若其他參數相同，則反向動作值愈小，彎曲角是變小，而反向動作值大，彎曲角是變大，亦即，給予頸部的應力是變大。將其評價結果是表示於表3及表4。在以反向動作值1000μm接合200條而無頸破斷時以◎記號表示，在以反向動作值500μm接合200條而無頸破斷時以○記號表示，又在以反向動作值500μm接合200條而即使有一條發生時頸破斷時則以△記號表示。

評價將實施例及比較例的各接合線予以線接合50萬條時的未到發生數。在此評價中，將環路跨距作為2mm。將其評價結果表示於表3及表4。未到數是合計第一接合與第二接合的未到數，將未到數為零時以◎記號表示，5條以下時以○記號表示，而超過5條時以△記號表示。又，第一接合與第二接合的未到數連續發生，而無法繼續進行接合，中止評價時以×記號表示。

實施例及比較例的各接合線的連接特性是利用以下的牽引測試特性分別加以評價。

牽引測試是使用Dage公司所製造的製品名稱「萬能接合測試機(BT)(型式4000)」，以鈎朝上方抬高剛開始連續接合之後的接合樣品的環路跨距的中央附近，進行測定破斷荷重。將評價結果表示於表3及表4。

評價「接合之良否」是針對於平均20條的破斷荷重，線徑為18μm時，將3.5×10mN以上作為◎記號，將1.5×10～3.5×10mN範圍作為○記號，而將不足1.5×10mN作為△記號。

又，線徑為15μm時，將2.5×10mN以上作為◎記號，將1.0×10～2.5×10mN範圍作為○記號，而將不足1.0×10mN作為△記號。

以下，實施例及比較例的各接合線的50萬支線接合後的連接性是作成如下地分別進行評價。

針對於50萬條線連續接合後的接合樣，與剛開始接合之後的樣品同樣地進行牽引荷重測定。將評價結果表示於表3及表4。

在線徑為18μm時，15μm的任一種，也比較20條的牽引荷重值測定的平均值與剛開始接合之後的牽引荷重值，是否降低牽引荷重值，若為20%以內以◎記號表示，將50～20%範圍內者以○記號表示，而將超過50%者以△記號表示。又，5萬條線接合數未達到50萬條而無法評價者以×記號表示。

使用日本島津製作所所製造的製品名稱「電子線微分析器(EPMA(型式[EPMA-1600])以2000倍進行元素分析與面掃描評價線接合50萬次實施例與比較例的各接合線之後的毛細管表面的前端部。將以面掃描使得微量元素被濃縮，而覆蓋底子的毛細管部分的元素合併表示於表3及表4。

由上述實施例就可明瞭地知道本發明的金(Au)合金接合線是若微量元素的添加量為規定值內，極細線的線徑是即使成為18μm以下，也得到可連續進行接合的效果。

對於此，在比較例中，藉由如以下所述的理由，都無法得到所期望的性能。

比較例1是因在本發明的必須元素的鈀(Pd)未達到規定量。

比較例2是因在本發明的必須元素的鈀(Pd)，白金(Pt)及銅(Cu)的合計值含有超過規定量。

比較例3是因在本發明的必須微量元素鈣(Ca)未達到規定量，且必須微量元素的鑭(La)含有超過規定量。比較例4是因在本發明的必須微量元素鈹(Be)含有超過規定量。

比較例5是因在本發明的任意微量元素鈰(Ce)及銪(Eu)分別含有超過規定量。

於是，比較例3~5是藉由此些的過剩微量元素的表面偏析，此些的析出物或其氧化物的堆積都產生在毛細管表面。

[產業上的利用可能性]

本發明的合金特別適用於汽車裝載用的半導體元件，被使用於容易成為高溫的環境下所使用的接合線。

Claims

一種金(Au)合金接合線，係屬於在將99.9質量%以上的高純度的鈀(Pd)，白金(Pt)及銅(Cu)中至少一種以合計含有0.05~2質量%於99.999質量%以上的高純度金(Au)的金(Au)合金基質中含有微量元素的合金所成的直徑20μm以下的被伸長線加工的球形接合用的極細線，其特徵為：該微量元素為共添加成分之5~50質量ppm的鈣(Ca)、5~50質量ppm的鎂(Mg)、5~50質量ppm的鑭(La)，以及第1添加元素之1~20質量ppm的鈹(Be)所成，共添加成分元素的合計為125質量ppm以下，且共添加成分含有量>第1添加元素含有量>其餘金(Au)合金基質以外的元素含有量。
一種金(Au)合金接合線，係屬於在將99.9質量%以上的高純度的鈀(Pd)，白金(Pt)及銅(Cu)中至少一種以合計含有0.05~2質量%於99.999質量%以上的高純度金(Au)的金(Au)合金基質中含有微量元素的合金所成的直徑20μm以下的被伸長線加工的球形接合用的極細線，其特徵為：該微量元素為共添加成分之5~50質量ppm的鈣(Ca)、5~50質量ppm的鎂(Mg)、5~50質量ppm的鑭(La)，以及將第2添加元素群之鈰(Ce)，釔(Y)，及銪(Eu)內的至少一種以合計含有1~30質量ppm所成，共添加成分元素的合計為125質量ppm以下，且共添加成分含有量>第2添加元素群含有量>其餘金(Au)合金基質以外的元素含有量。
一種金(Au)合金接合線，係屬於在將99.9質量%以上的高純度的鈀(Pd)，白金(Pt)及銅(Cu)中至少一種以合計含有0.05~2質量%於99.999質量%以上的高純度金(Au)的金(Au)合金基質中含有微量元素的合金所成的直徑20μm以下的被伸長線加工的球形接合用的極細線，其特徵為：該微量元素為共添加成分之5~50質量ppm的鈣(Ca)、5~50質量ppm的鎂(Mg)、5~50質量ppm的鑭(La)，以及第1添加元素之1~20質量ppm的鈹(Be)，以及將第2添加元素群之鈰(Ce)，釔(Y)及銪(Eu)內的至少一種以合計含有1~30質量ppm所成，共添加成分元素的合計為125質量ppm以下，且共添加成分含有量>第1添加元素及第2添加元素群含有量>其餘金(Au)合金基質以外的元素含有量。