[发明专利]焊球接合用金合金线

说明书

技术领域

本发明是有关焊球接合用金合金线，与接合线伸长率4％时的拉伸试验的裂断载荷(以下称为接合线强度)优越，于形成熔融焊球之际的熔融焊球表面上较少有由于氧化物引起的污垢或空洞，熔融形成的焊球形状的稳定性(以下称为「熔融焊球」形成性)优越，焊球压接已熔融形成的焊球时的压接焊球形状的真圆性(以下称为压接焊球形状的真圆性)优越，通过毛细管顶压接合线至引导框架(lead frame)或基板等并予接合的针脚式接合性(stitch bonding  以下称为针脚式接合性)优越的金合金线。

背景技术

于连接IC芯片的电极与外部配线时，采用经接合线配线的接合线接合的方法是为人所知的。其中作为接合IC芯片的Al电极及接合线的方式，以超音波并用热压接及超音波接合占有主流。因此，超音波并用热压接通常是利用焊球接合方法予以进行。采用后述的专利文献(日本专利第3657087号公报)所示的图面说明利用焊球接合方法的接合法。

如图1(a)所示，接合线2细通过毛细管压接工具1(capillary；以下称「毛细管」)的接合线插通孔而由毛细管尖端部的细孔被送出，使电气火炬3与该尖端对向，通过使于与接合线2之间放电，加热、熔融接合线2的尖端，形成焊球4。

接着，如图1(b)所示般，使毛细管1下降并予压接(第一次接合)该焊球4至IC芯片6上的Al电极5之上。此时虽未予图标，但超音波振动通过毛细管1予以附加的同时，IC芯片6由于受加热块加热，故上述焊球4经予热压接而形成焊球4’。

其后，如图1(c)所示般，毛细管1是描绘指定的轨迹，移动于引导框架的外部配线8的上面并下降。此时虽未予图标，但超音波振动通过毛细管1予以附加，外部配线8由于受加热块加热，故接合线2侧面是经予热压接(称作针脚式接合)。

其后，如图1(d)所示般，通过挟持器7在保持挟持着接合线2的状态下上升，接合线2经予切断而结束配线。

通常焊球接合用金合金线，于接合线强度、熔融焊球形成性、压接焊球形状的真圆性、针脚式接合性需能耐实用。此外，通常的焊球接合线的伸长率虽然是予以设定成2～6％，但如果考虑环状(loop)形成性时，伸长率以于3％为佳，以于4％为更佳。

另一方面，作为楔形接合(wedge bonding)用金合金线，于专利文献1，已予以开发着高纯度金内添加钙(Ca)1～100质量ppm的金合金线，以该金合金线的金纯度99.9质量％以上，抗拉强度33.0kg/mm²以上，伸长率1～3％为特征的金合金线。此金合金线高温的接合强度优越，较适合作为IC芯片高密度配线，通过楔形接合予以接合。通过楔形接合的接合部，如图2(b)所示是具有崩散宽度为可予控制的接合线直径的1.5～2.5倍的特征。

但是，如果欲利用这一金合金线作为焊球接合线时，压接焊球形状的真圆性会变差，所以未能进行稳定的焊球接合。再者，伸长率较低，所以较难描绘出弧形形状，弧形形成性变差。因此用途则予限定于楔形接合，被限定于对象的半导体装置的范围。

专利文献1：日本专利第3657087号公报

专利文献2：日本专利特开平10-4114号公报

发明内容

有鉴于上述问题点，本发明的目的是提供与楔形接合用金合金线相同的接合线强度优越的金合金线，且熔融焊球形成性及压接焊球形状的真圆性优越，再者可对应于针脚式接合性优越的半导体装置的高密度配线的金合金线。

本发明对接合线强度优越的金合金线，经精心研究的结果，如果钙(Ca)为铕(Eu)及镧(La)合计的质量以下时，且钇(Y)为铕(Eu)及镧(La)合计的质量以下时，则于指定范围的Ca-Mg-Eu-La-Y的微量添加元素而成的金合金，发现于接合线强度及熔融焊球形成性及压接焊球形状的真圆性方面可发挥优越的效果，以至完成本发明。

具体来说，如果依照本发明时，则可予提供以由镁(Mg)15～50质量ppm、铕(Eu)5～20质量ppm、镧(La)5～20质量ppm、钇(Y)5～20质量ppm、钙(Ca)10～30质量ppm、及余量为金(Au)而成的金合金为特征的焊球接合用金合金线接合线。

又，如果依照本发明时，则可予提供以由镁15～50质量ppm、铕5～20质量ppm、镧5～20质量ppm、钇5～20质量ppm、钙10～30质量ppm、及余量为金而成的金合金为特征的焊球接合用金合金线接合线。其中钙的添加量为铕及镧合计的添加量以下质量时，或钇的添加量为钙及铕合计的添加量以下的质量。