[发明专利]半导体装置用接合线

说明书

提供一种改善球接合部的接合可靠性、球形成性，并适合于车载用装置的半导体装置用接合线。一种半导体装置用接合线，其特征在于，具有Cu合金芯材、和形成于所述Cu合金芯材的表面的Pd被覆层，所述Cu合金芯材包含Ni，相对于线整体，Ni的浓度为0.1～1.2重量％，所述Pd被覆层的厚度为0.015～0.150μm。

本申请是申请日为2015年4月21日、申请号为201580020829.0、发明名称为“半导体装置用接合线”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及为了将半导体元件上的电极和外部引线(lead)等的电路布线板的布线连接而被利用的半导体装置用接合线。

背景技术

现在，作为将半导体元件上的电极与外部引线之间接合的半导体装置用接合线(以下称为接合线)，主要使用线径15～50μm左右的细线。接合线的接合方法一般为并用超声波的热压接方式，可使用通用接合装置、将接合线通到其内部而用于连接的毛细管工具等。接合线的接合工艺通过下述过程来完成：通过电弧热输入将线尖端加热熔融，利用表面张力形成球后，将该球部压接接合(以下称为球接合)于在150℃～300℃的范围内加热了的半导体元件的电极上，接着，形成环(环路：loop)之后，将线部压接接合(以下称为楔接合)于外部引线侧的电极上。作为接合线的接合对象的半导体元件上的电极可以使用在Si基板上形成了以Al为主体的合金膜的电极结构，外部引线侧的电极可以使用施加了镀Ag层和/或镀Pd层的电极结构等。

迄今为止，接合线的材料以Au为主流，但以LSI用途为中心，替代为Cu的工作正在推进。另一方面，以近年来的电动汽车、混合动力汽车的普及为背景，在车载用装置用途中，对于从Au替代为Cu的需求也在提高。

车载用装置与一般的电子设备相比，由于需要在严酷的高温高湿环境下工作，因此要求在球接合部具有优异的接合寿命(以下称为接合可靠性)、为了得到稳定的接合强度而稳定地形成圆球性优异的球(以下称为球形成性)。

另外，对于车载用装置，随着高功能化、小型化也要求应对安装的高密度化。当安装高密度化时，接合线的线径变细，在进行楔接合时有助于接合的面积减少从而难以得到接合强度。因而，需要在楔接合部获得较高的接合强度、即改善楔接合性。另外，半导体元件上的电极彼此的间隔变窄，担心球与相邻的电极接触而短路，因此需求在进行球接合时使球变形成正圆形的技术。进而，在进行树脂封装来使用的情况下，为了防止接合线由于树脂流动而变形、相邻的线彼此接触，也要求环的直进性、和抑制高度波动。

关于Cu接合线，曾提出了使用高纯度Cu(纯度：99.99重量％以上)的Cu接合线(例如，专利文献1)。Cu与Au相比具有易氧化的缺点，存在接合可靠性、球形成性、楔接合性等较差的问题。作为防止Cu接合线的表面氧化的方法，曾提出了用Au、Ag、Pt、Pd、Ni、Co、Cr、Ti等金属被覆Cu芯材表面的结构(专利文献2)。另外，曾提出了在Cu芯材的表面被覆Pd，再将其表面用Au、Ag、Cu或它们的合金被覆的结构(专利文献3)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭61-48543号公报

专利文献2：日本特开2005-167020号公报

专利文献3：日本特开2012-36490号公报

发明内容

本发明人根据车载用装置所要求的特性实施了评价，结果判明了以往的具有Pd被覆层的Cu接合线尚存如后述那样的实用上的问题。