JP2001105172A - 半田材料及びダイボンディング方法 - Google Patents
半田材料及びダイボンディング方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ダイボンドにおける半田フラックスをフロン
等で洗浄する必要をなくす、又キャピラリーの詰まりを
防止すること。 【解決手段】 半田材料に非イオン界面活性剤、好まし
くはポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルを被
覆して被膜を形成せしめたダイボンド用半田材料、およ
びそれを用いたダイボンド方法。
等で洗浄する必要をなくす、又キャピラリーの詰まりを
防止すること。 【解決手段】 半田材料に非イオン界面活性剤、好まし
くはポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルを被
覆して被膜を形成せしめたダイボンド用半田材料、およ
びそれを用いたダイボンド方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＩＣチップをリー
ドフレームダイ部へ接合する際に用いる半田材料及びダ
イボンディング方法に関し、さらに詳しくは接合した後
の被覆剤除去工程を省略しても半田の酸化防止に好適な
半田材料及びそれを用いたダイボンディング方法に関す
る。
ドフレームダイ部へ接合する際に用いる半田材料及びダ
イボンディング方法に関し、さらに詳しくは接合した後
の被覆剤除去工程を省略しても半田の酸化防止に好適な
半田材料及びそれを用いたダイボンディング方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】現在ＩＣチップをリードフレームダイ部
へ接合するに際してＡｕ共晶合金や半田材料が用いられ
ている。半田材料としてはワイヤ、リボン、半田リボン
を短冊状に加工したペレット等の形状として用いられて
いる。例えばパワートランジスタ等を放熱板に取り付け
る際に半田シートを用いることが特開平３−２８１０８
８号に開示されている。
へ接合するに際してＡｕ共晶合金や半田材料が用いられ
ている。半田材料としてはワイヤ、リボン、半田リボン
を短冊状に加工したペレット等の形状として用いられて
いる。例えばパワートランジスタ等を放熱板に取り付け
る際に半田シートを用いることが特開平３−２８１０８
８号に開示されている。
【０００３】このようなワイヤ、リボン等の長尺半田材
料やペレットは半田材料が酸化し易いうえに表面積が広
いこととあいまって、保管中に表面に酸化膜が形成され
たり、ＩＣチップをリードフレームへ接合時の半田材料
が溶融した際、溶融物に酸化膜が形成される。このよう
に溶融した半田材料の表面に酸化膜が形成された場合
は、接合に際して酸化物が介在物となり、半田材料の接
合性を阻害したり、空隙（ボイド）を生成する原因とな
り特に半導体装置用として用いた場合には半導体自体の
信頼性に大きな影響を及ぼすことが知られている。
料やペレットは半田材料が酸化し易いうえに表面積が広
いこととあいまって、保管中に表面に酸化膜が形成され
たり、ＩＣチップをリードフレームへ接合時の半田材料
が溶融した際、溶融物に酸化膜が形成される。このよう
に溶融した半田材料の表面に酸化膜が形成された場合
は、接合に際して酸化物が介在物となり、半田材料の接
合性を阻害したり、空隙（ボイド）を生成する原因とな
り特に半導体装置用として用いた場合には半導体自体の
信頼性に大きな影響を及ぼすことが知られている。
【０００４】従来から半田材料の酸化物の影響を小さく
するために、接合時にフラックスを用いることが一般に
行われている。フラックスとしては、無機酸系、有機酸
系、ロジンを基とした樹脂系が知られている。しかしな
がら無機酸系のフラックスを用いた場合、フラックスと
して活性度が強く、電気的性質を低下させたり、部品腐
食の原因となる欠点がある。又有機酸系のフラックスを
用いた場合、酸化膜との反応の活性力が弱いという欠点
を有している。このため半導体装置の接合用として活性
度の点で中庸の性能を有するロジンを基とした樹脂系の
フラックスが従来から用いられている。
するために、接合時にフラックスを用いることが一般に
行われている。フラックスとしては、無機酸系、有機酸
系、ロジンを基とした樹脂系が知られている。しかしな
がら無機酸系のフラックスを用いた場合、フラックスと
して活性度が強く、電気的性質を低下させたり、部品腐
食の原因となる欠点がある。又有機酸系のフラックスを
用いた場合、酸化膜との反応の活性力が弱いという欠点
を有している。このため半導体装置の接合用として活性
度の点で中庸の性能を有するロジンを基とした樹脂系の
フラックスが従来から用いられている。
【０００５】しかしながら樹脂系フラックスも、フラッ
クス残渣が生成し、残渣は電気信頼性の点からフロン等
の溶媒による洗浄除去が行われてきたが、最近のフロン
規制へ対応する必要があるという欠点を有している。こ
のため、半田材料の酸化物対策が求められている。
クス残渣が生成し、残渣は電気信頼性の点からフロン等
の溶媒による洗浄除去が行われてきたが、最近のフロン
規制へ対応する必要があるという欠点を有している。こ
のため、半田材料の酸化物対策が求められている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前述の通り、ＩＣチッ
プをリードフレームのダイ部と接合するに際して、溶融
半田表面に酸化膜を有したまま、接合されるとボイドが
発生し接合強度が低下したり、半田材料の不充分な面接
触のため、半導体装置の稼働による発熱に伴い熱疲労が
生じ易くなってくる。更にはワイヤを半田材料として、
ダイボンディングする際に半田材料が酸化被膜を有して
いると、ボンディングツールであるキャピラリー内部に
酸化物が堆積し、作業性を阻害するようになる。
プをリードフレームのダイ部と接合するに際して、溶融
半田表面に酸化膜を有したまま、接合されるとボイドが
発生し接合強度が低下したり、半田材料の不充分な面接
触のため、半導体装置の稼働による発熱に伴い熱疲労が
生じ易くなってくる。更にはワイヤを半田材料として、
ダイボンディングする際に半田材料が酸化被膜を有して
いると、ボンディングツールであるキャピラリー内部に
酸化物が堆積し、作業性を阻害するようになる。
【０００７】本発明は前述の事情に鑑みなされてもので
あり、その目的とするところはＩＣチップをリードフレ
ームのダイ部と接合するに際してフロン等の溶媒による
フラックスの洗浄除去をする必要なしに酸化物の影響を
除去して、初期ボイド発生率を低減し、熱疲労サイクル
数を向上させることを目的とする。又ワイヤを半田材料
として、キャピラリーを用いて連続ダイボンディングす
る際にその作業性の向上を図ることを目的とする。
あり、その目的とするところはＩＣチップをリードフレ
ームのダイ部と接合するに際してフロン等の溶媒による
フラックスの洗浄除去をする必要なしに酸化物の影響を
除去して、初期ボイド発生率を低減し、熱疲労サイクル
数を向上させることを目的とする。又ワイヤを半田材料
として、キャピラリーを用いて連続ダイボンディングす
る際にその作業性の向上を図ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者等は鋭意検討の
結果、半田材料に所定の防錆被膜を形成することによ
り、半田材料の溶融時に生成する酸化被膜の形成の低減
が半田材料の保管中に防錆被膜の形成による酸化被膜の
形成の低減効果と相まって、前述の目的を達成できるこ
とを見いだし、本発明を完成した。
結果、半田材料に所定の防錆被膜を形成することによ
り、半田材料の溶融時に生成する酸化被膜の形成の低減
が半田材料の保管中に防錆被膜の形成による酸化被膜の
形成の低減効果と相まって、前述の目的を達成できるこ
とを見いだし、本発明を完成した。
【０００９】本発明によれば下記が提供される。 （１）半田材料表面に非イオン界面活性剤を被覆して被
膜を形成せしめたことを特徴とするダイボンド用半田材
料。 （２）非イオン界面活性剤がポリオキシエチレンソルビ
タン脂肪酸エステルであることを特徴とする（１）記載
のダイボンド用半田材料。 （３）ＩＣチップをリードフレームダイ部へ半田材料で
接合するダイボンディング方法において、半田材料とし
て表面に非イオン界面活性剤を被覆して被膜を形成せし
めた半田材料を用いることを特徴とするダイボンディン
グ方法。 （４）非イオン界面活性剤がポリオキシエチレンソルビ
タン脂肪酸エステルであることを特徴とする（３）記載
のダイボンディング方法。 （５）フラックスなしで半田材料によりダイボンドを行
なうことを特徴とする（３）又は（４）に記載のダイボ
ンディング方法。
膜を形成せしめたことを特徴とするダイボンド用半田材
料。 （２）非イオン界面活性剤がポリオキシエチレンソルビ
タン脂肪酸エステルであることを特徴とする（１）記載
のダイボンド用半田材料。 （３）ＩＣチップをリードフレームダイ部へ半田材料で
接合するダイボンディング方法において、半田材料とし
て表面に非イオン界面活性剤を被覆して被膜を形成せし
めた半田材料を用いることを特徴とするダイボンディン
グ方法。 （４）非イオン界面活性剤がポリオキシエチレンソルビ
タン脂肪酸エステルであることを特徴とする（３）記載
のダイボンディング方法。 （５）フラックスなしで半田材料によりダイボンドを行
なうことを特徴とする（３）又は（４）に記載のダイボ
ンディング方法。
【００１０】
【発明の実施の形態】（１）半田材料 組成 本発明に用いる半田材料はＰｂ，Ｓｎ，Ｉｎの何れか１
種を主要元素とし、必要に応じて所定量のＡｇ，Ｃｕ，
Ｆｅ，Ｎｉ，Ｓｎ，Ｂｉ，Ｓｂ，Ｉｎ等を含有させて用
いる。主要元素としてＳｎを用いることはＰｂが主成分
でないために環境対策として好ましく、Ｐｂを用いるこ
とは長い実績もあり半田性能面で好ましい。
種を主要元素とし、必要に応じて所定量のＡｇ，Ｃｕ，
Ｆｅ，Ｎｉ，Ｓｎ，Ｂｉ，Ｓｂ，Ｉｎ等を含有させて用
いる。主要元素としてＳｎを用いることはＰｂが主成分
でないために環境対策として好ましく、Ｐｂを用いるこ
とは長い実績もあり半田性能面で好ましい。
【００１１】Ｓｎを主成分とし、Ｆｅ，Ｎｉのうち少な
くとも１種を０．０２〜５重量％及びＡｇ，Ｃｕのうち
少なくとも１種を０．０１〜９重量％含有したものは本
発明に用いる半田材料表面に非イオン界面活性剤を被覆
して被膜を形成せしめた場合、環境に優しい組成である
に拘わらず、Ｓｎを主成分とし、Ｂｉ，Ｃｕ，Ｚｎ等を
主添加元素とするものと対比して、ボイド発生率が１０
〜２０％低減できるため好ましく用いられる。 半田材料 本発明に係る半田材料はワイヤ、テープ、ペレット等に
成形加工して用いることが好ましい。その加工方法とし
ては次の方法が例示できる。
くとも１種を０．０２〜５重量％及びＡｇ，Ｃｕのうち
少なくとも１種を０．０１〜９重量％含有したものは本
発明に用いる半田材料表面に非イオン界面活性剤を被覆
して被膜を形成せしめた場合、環境に優しい組成である
に拘わらず、Ｓｎを主成分とし、Ｂｉ，Ｃｕ，Ｚｎ等を
主添加元素とするものと対比して、ボイド発生率が１０
〜２０％低減できるため好ましく用いられる。 半田材料 本発明に係る半田材料はワイヤ、テープ、ペレット等に
成形加工して用いることが好ましい。その加工方法とし
ては次の方法が例示できる。
【００１２】ワイヤの場合は、インゴットの押出し又は
溶湯を水中へ噴出する急冷方法により素線を得た後、伸
線加工により所定寸法のワイヤ状に仕上げる。ワイヤ寸
法としては直径０．０５〜５．０mmの範囲が好ましい。
テープの場合は、インゴットに鋳造した後圧延、スリッ
タ加工を施して所定寸法のテープ形状に仕上げる。テー
プ寸法としては、厚さ０．０５〜０．５mm、幅０．５〜
５．０mmの範囲が選ばれる。
溶湯を水中へ噴出する急冷方法により素線を得た後、伸
線加工により所定寸法のワイヤ状に仕上げる。ワイヤ寸
法としては直径０．０５〜５．０mmの範囲が好ましい。
テープの場合は、インゴットに鋳造した後圧延、スリッ
タ加工を施して所定寸法のテープ形状に仕上げる。テー
プ寸法としては、厚さ０．０５〜０．５mm、幅０．５〜
５．０mmの範囲が選ばれる。
【００１３】ペレットは前記リボン状素材に打ち抜き、
切断等の加工を施して用いる。ペレット寸法はＩＣチッ
プの寸法に対応させて用いる。 粒入り ＩＣチップをリードフレームのダイ部に接合するダイボ
ンディング用として半田材料を用いる際、ＩＣチップの
水平度を保つために、上記組成の半田材料に高融点粒子
を混入させた複合材料として用いることができる。高融
点粒子の融点は４００℃以上、その含有量は０．００１
〜０．６重量％、粒子の平均寸法は５〜１００μｍであ
ることが好ましい。高融点粒子の材質としてはＣｕ，Ｎ
ｉ等の金属粒子、ＳｉＯ2 等の酸化物、ＳｉＣ等の炭化
物が例示できる。 （２）被膜の形成 本発明になるダイボンド用半田材料は半田材料表面に非
イオン界面活性剤を被覆して被膜を形成するものであ
る。
切断等の加工を施して用いる。ペレット寸法はＩＣチッ
プの寸法に対応させて用いる。 粒入り ＩＣチップをリードフレームのダイ部に接合するダイボ
ンディング用として半田材料を用いる際、ＩＣチップの
水平度を保つために、上記組成の半田材料に高融点粒子
を混入させた複合材料として用いることができる。高融
点粒子の融点は４００℃以上、その含有量は０．００１
〜０．６重量％、粒子の平均寸法は５〜１００μｍであ
ることが好ましい。高融点粒子の材質としてはＣｕ，Ｎ
ｉ等の金属粒子、ＳｉＯ2 等の酸化物、ＳｉＣ等の炭化
物が例示できる。 （２）被膜の形成 本発明になるダイボンド用半田材料は半田材料表面に非
イオン界面活性剤を被覆して被膜を形成するものであ
る。
【００１４】界面活性剤には非イオン系の他、陽イオン
系、陰イオン系のものがあるが、陽イオン系及び陰イオ
ン系の界面活性剤はアルカリ金属、ハロゲン元素の含有
率が高くイオンの解離により半田材料に腐食が生じるた
め使用に不適当である。本発明において非イオン界面活
性剤に添加剤を用いる場合は、添加剤としてイオンの解
離を生じるものは前記腐食を生じ、ロジン系フラックス
は半田付けした後にフラックス残渣を洗浄除去する必要
が生じるため好ましくない。非イオン界面活性剤だけの
被覆が好ましい。
系、陰イオン系のものがあるが、陽イオン系及び陰イオ
ン系の界面活性剤はアルカリ金属、ハロゲン元素の含有
率が高くイオンの解離により半田材料に腐食が生じるた
め使用に不適当である。本発明において非イオン界面活
性剤に添加剤を用いる場合は、添加剤としてイオンの解
離を生じるものは前記腐食を生じ、ロジン系フラックス
は半田付けした後にフラックス残渣を洗浄除去する必要
が生じるため好ましくない。非イオン界面活性剤だけの
被覆が好ましい。
【００１５】前記非イオン界面活性剤にはエーテル型、
エーテルエステル型、エステル型、含窒素型があるがこ
の中でもエーテルエステル型が好ましい。エーテルエス
テル型としてはグリセリンエステルのポリオキシエチレ
ンエーテル、ソルビタンエステルのポリオキシエチレン
エーテル、ソルビトールエステルのポリオキシエチレン
エーテル等が例示できる。
エーテルエステル型、エステル型、含窒素型があるがこ
の中でもエーテルエステル型が好ましい。エーテルエス
テル型としてはグリセリンエステルのポリオキシエチレ
ンエーテル、ソルビタンエステルのポリオキシエチレン
エーテル、ソルビトールエステルのポリオキシエチレン
エーテル等が例示できる。
【００１６】これらのエーテルエステル型の中で更に好
ましくはポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル
である。この中にはソルビタンモノラウレート、ソルビ
タンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、
ソルビタンモノオレエート、ソルビタンモノラウレート
ポリオキシエチレンエーテル、ソルビタンモノパルミテ
ートポリオキシエチレンエーテル、ソルビタンモノステ
アレートポリオキシエチレンエーテル、ソルビタンモノ
オレエートポリオキシエチレンエーテルが例示できる。
ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルは他の非
イオン界面活性剤であるエーテル型のポリオキシエチレ
ンアルキルエーテルやエステル型のポリエチレングリコ
ール脂肪酸エステルや含窒素型の脂肪酸アルカノールア
ミド等と対比して熱疲労サイクル数が１０〜２０％向上
するため、好ましく用いられる。エーテルエステル型の
中でもポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルは
ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル等のよう
にポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルではな
いものと対比して、同様に熱疲労サイクル数が１０〜２
０％向上するため、好ましく用いられる。
ましくはポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル
である。この中にはソルビタンモノラウレート、ソルビ
タンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、
ソルビタンモノオレエート、ソルビタンモノラウレート
ポリオキシエチレンエーテル、ソルビタンモノパルミテ
ートポリオキシエチレンエーテル、ソルビタンモノステ
アレートポリオキシエチレンエーテル、ソルビタンモノ
オレエートポリオキシエチレンエーテルが例示できる。
ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルは他の非
イオン界面活性剤であるエーテル型のポリオキシエチレ
ンアルキルエーテルやエステル型のポリエチレングリコ
ール脂肪酸エステルや含窒素型の脂肪酸アルカノールア
ミド等と対比して熱疲労サイクル数が１０〜２０％向上
するため、好ましく用いられる。エーテルエステル型の
中でもポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルは
ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル等のよう
にポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルではな
いものと対比して、同様に熱疲労サイクル数が１０〜２
０％向上するため、好ましく用いられる。
【００１７】本発明の非イオン界面活性剤は溶剤に溶か
して被覆することが好ましい。溶剤としては水、アルコ
ール、アセトン、メチレンクロライド等が例示できる。
塗布溶液における非イオン界面活性剤濃度は０．０１ｇ
／Ｌ以上１．０ｇ／Ｌ未満とすることが被膜を形成され
た半田材料の酸化防止効果と半田材料の接合性を維持す
るために好ましい。更に好ましくは０．０１〜０．９ｇ
／Ｌである。
して被覆することが好ましい。溶剤としては水、アルコ
ール、アセトン、メチレンクロライド等が例示できる。
塗布溶液における非イオン界面活性剤濃度は０．０１ｇ
／Ｌ以上１．０ｇ／Ｌ未満とすることが被膜を形成され
た半田材料の酸化防止効果と半田材料の接合性を維持す
るために好ましい。更に好ましくは０．０１〜０．９ｇ
／Ｌである。
【００１８】次に被覆方法の一例を説明する。製造され
た半田材料の表面を酸洗、水洗した後、非イオン界面活
性剤を塗布する。ワイヤ、リボンの場合は、長尺材料を
巻き戻しながら各液槽に浸漬し、巻き取っていく。ペレ
ットの場合は網状籠等に入れて各液槽に浸漬する。前記
被覆する際の濃度、温度、浸漬時間等を調整して被覆厚
さを制御する。平均被覆厚さとしては３Å〜１μｍであ
ることが好ましい。更に好ましくは３〜１００Åであ
る。またこのようにして形成された被膜は通常液体であ
る。酸化防止能を有する限り薄い方が半田付け時に余分
なものが少なくなるので好ましい。
た半田材料の表面を酸洗、水洗した後、非イオン界面活
性剤を塗布する。ワイヤ、リボンの場合は、長尺材料を
巻き戻しながら各液槽に浸漬し、巻き取っていく。ペレ
ットの場合は網状籠等に入れて各液槽に浸漬する。前記
被覆する際の濃度、温度、浸漬時間等を調整して被覆厚
さを制御する。平均被覆厚さとしては３Å〜１μｍであ
ることが好ましい。更に好ましくは３〜１００Åであ
る。またこのようにして形成された被膜は通常液体であ
る。酸化防止能を有する限り薄い方が半田付け時に余分
なものが少なくなるので好ましい。
【００１９】次に前記被膜を形成された半田材料は所定
の形態でダイボンド作業に供される。ワイヤの場合、巻
線形態としてスプールに整列単層巻きにして供給するこ
とが好ましい。半田材料では強い張力で巻き取りができ
ないため運送中ワイヤずれに起因した液状被膜の飛散損
傷を防止するためにスプールにクロス多層巻きより整列
単層巻きにすることが好ましい。
の形態でダイボンド作業に供される。ワイヤの場合、巻
線形態としてスプールに整列単層巻きにして供給するこ
とが好ましい。半田材料では強い張力で巻き取りができ
ないため運送中ワイヤずれに起因した液状被膜の飛散損
傷を防止するためにスプールにクロス多層巻きより整列
単層巻きにすることが好ましい。
【００２０】リボンの場合スプールに巻き重ねていく際
に、リボン端部とスプールフランジのクリアランスを規
制することが好ましい。該クリアランスが小さいと巻取
に支障を来し、大きいと運送中材料ずれに起因した液状
被膜の飛散損傷が生じやすくなる。このため巻取形態と
してリボン端部とスプールフランジの片側クリアランス
は０．１mm以上、リボン幅の１／３以下とすることが好
ましい。
に、リボン端部とスプールフランジのクリアランスを規
制することが好ましい。該クリアランスが小さいと巻取
に支障を来し、大きいと運送中材料ずれに起因した液状
被膜の飛散損傷が生じやすくなる。このため巻取形態と
してリボン端部とスプールフランジの片側クリアランス
は０．１mm以上、リボン幅の１／３以下とすることが好
ましい。
【００２１】このような本発明になる半田材料をＡｒガ
ス等の不活性雰囲気の容器等に入れて保管、運送しても
良い。 （３）ダイボンディング方法 本発明になるダイボンディング方法の一実施例を具体的
に説明する。図１は本発明になるワイヤ状半田材料を用
いた一実施例の説明図である。
ス等の不活性雰囲気の容器等に入れて保管、運送しても
良い。 （３）ダイボンディング方法 本発明になるダイボンディング方法の一実施例を具体的
に説明する。図１は本発明になるワイヤ状半田材料を用
いた一実施例の説明図である。
【００２２】図１においてリードフレーム３は、矢印の
方向に送られていく。本加熱部２上にリードフレーム３
のダイ部が到達すると、キャピラリー５から半田ワイヤ
４が所定量だけ斜め上方から送り出され、瞬間的にワイ
ヤ４下方先端が加熱溶融されリードフレーム３のダイ部
に所定量の半田が溶着される。次いで速やかに真空チャ
ック８でＩＣチップ７を前記溶融半田６の上に所定時間
載置した後矢印方向に移動し、本加熱部２から離れて後
冷却され固定されて半田ワイヤを用いたダイボンディン
グ工程が終了する。
方向に送られていく。本加熱部２上にリードフレーム３
のダイ部が到達すると、キャピラリー５から半田ワイヤ
４が所定量だけ斜め上方から送り出され、瞬間的にワイ
ヤ４下方先端が加熱溶融されリードフレーム３のダイ部
に所定量の半田が溶着される。次いで速やかに真空チャ
ック８でＩＣチップ７を前記溶融半田６の上に所定時間
載置した後矢印方向に移動し、本加熱部２から離れて後
冷却され固定されて半田ワイヤを用いたダイボンディン
グ工程が終了する。
【００２３】図２は本発明になるリボン状半田材料を用
いた一実施例の説明図である。図２においてリードフレ
ーム３は、矢印の方向に送られていく。予備加熱部２′
上にリードフレーム３のダイ部が到達すると、半田リボ
ン１０はポンチ９で所定の大きさに打ち抜かれリードフ
レーム３のダイ部に圧着される。この時所定の大きさに
打ち抜かれた圧着半田１２はリードフレーム３のダイ部
に予備加熱によって接合する。次いで圧着半田１２が本
加熱部２に送られ、圧着半田１２は溶融して溶融半田６
となったところで真空チャック８でＩＣチップ７を前記
溶融半田６の上に所定時間載置した後矢印方向に移動
し、本加熱部２から離れて後冷却され固定されて半田リ
ボンを用いたダイボンディング工程が終了する。
いた一実施例の説明図である。図２においてリードフレ
ーム３は、矢印の方向に送られていく。予備加熱部２′
上にリードフレーム３のダイ部が到達すると、半田リボ
ン１０はポンチ９で所定の大きさに打ち抜かれリードフ
レーム３のダイ部に圧着される。この時所定の大きさに
打ち抜かれた圧着半田１２はリードフレーム３のダイ部
に予備加熱によって接合する。次いで圧着半田１２が本
加熱部２に送られ、圧着半田１２は溶融して溶融半田６
となったところで真空チャック８でＩＣチップ７を前記
溶融半田６の上に所定時間載置した後矢印方向に移動
し、本加熱部２から離れて後冷却され固定されて半田リ
ボンを用いたダイボンディング工程が終了する。
【００２４】ペレット状半田を用いる場合は図示を省略
するが、図２において、半田リボン１０をポンチ９で打
ち抜くことに替えて、事前に加工されたペレット状半田
をリードフレーム３のダイ部に載置すること以外は図２
と同様にしてダイボンディング工程を行う。以上の説明
では雰囲気調整の説明を省略しているが、本発明におい
てもＡｒガス等を用いた雰囲気調整を併用しても良い。
するが、図２において、半田リボン１０をポンチ９で打
ち抜くことに替えて、事前に加工されたペレット状半田
をリードフレーム３のダイ部に載置すること以外は図２
と同様にしてダイボンディング工程を行う。以上の説明
では雰囲気調整の説明を省略しているが、本発明におい
てもＡｒガス等を用いた雰囲気調整を併用しても良い。
【００２５】このようにしてダイ部に半田付けされたＩ
Ｃチップはロジン系のフラックスなしであるから、洗浄
を省略し、又はフロンなしの洗浄にすることができる利
点がある。
Ｃチップはロジン系のフラックスなしであるから、洗浄
を省略し、又はフロンなしの洗浄にすることができる利
点がある。
【００２６】
【実施例】（実施例１）１重量％Ｎｉ−３重量％Ａｇ−
Ｓｎ合金となるように、純度９９．９９重量％ＳｎにＮ
ｉ，Ａｇを配合し、窒素ガス雰囲気で加熱鋳造後直径２
０mmの丸棒インゴットを得、その後伸線加工を施し直径
０．７６mmの半田ワイヤを作成した。
Ｓｎ合金となるように、純度９９．９９重量％ＳｎにＮ
ｉ，Ａｇを配合し、窒素ガス雰囲気で加熱鋳造後直径２
０mmの丸棒インゴットを得、その後伸線加工を施し直径
０．７６mmの半田ワイヤを作成した。
【００２７】次いで酸洗、水洗した後ポリオキシエチレ
ンソルビタン脂肪酸エステルであるソルビタンモノラウ
レートポリオキシエチレンエーテル（商品名ツイン２
０）をエチルアルコールに希釈（０．０１ｇ／Ｌ）して
作成した被覆液を被覆し液状被膜を形成しスプールに５
０ｍ単層整列巻きして半田材料試料を作成した。次いで
図１に示す方法でＩＣチップをリードフレームダイ部へ
接合したダイボンド試料を作成し、初期ボイド発生率、
熱疲労サイクル数、キャピラリー詰まり発生までのワイ
ヤ長さを測定した。 （測定方法） 初期ボイド発生率：ボンディングした試料の上部か
ら軟Ｘ線を照射して透過像を作成し透過像の濃淡を画像
解析して平面でみた淡色部分の比率を測定し、初期ボイ
ド発生率（％）とした。その結果を表１に示す。 熱疲労サイクル数：ボンディングした試料を樹脂封
止した後、−６５〜＋１５０℃を繰り返す雰囲気中に晒
した後、前記試料の上部から軟Ｘ線を照射して透過像を
作成し透過像の濃淡を画像解析して平面でみた淡色部分
の比率を測定し、クラック発生率（％）とした。クラッ
ク発生率４０％になるまでのサイクル数を測定し、熱疲
労サイクル数とした。その結果を表１に示す。 キャピラリーの詰まり：図１に示す方法でワイヤを
繰り出し、所定のワイヤ長さが繰り出せなくなるまでの
使用長さを測定し、キャピラリーの詰まりの指標とし
た。その結果を表１に示す。 （実施例２〜８、比較例１）半田材料、界面活性剤、溶
媒、濃度を表１のようにしたこと以外は実施例１と同様
にして半田材料試料、ダイボンド試料を作成し測定に供
した。その結果を表１に示す。
ンソルビタン脂肪酸エステルであるソルビタンモノラウ
レートポリオキシエチレンエーテル（商品名ツイン２
０）をエチルアルコールに希釈（０．０１ｇ／Ｌ）して
作成した被覆液を被覆し液状被膜を形成しスプールに５
０ｍ単層整列巻きして半田材料試料を作成した。次いで
図１に示す方法でＩＣチップをリードフレームダイ部へ
接合したダイボンド試料を作成し、初期ボイド発生率、
熱疲労サイクル数、キャピラリー詰まり発生までのワイ
ヤ長さを測定した。 （測定方法） 初期ボイド発生率：ボンディングした試料の上部か
ら軟Ｘ線を照射して透過像を作成し透過像の濃淡を画像
解析して平面でみた淡色部分の比率を測定し、初期ボイ
ド発生率（％）とした。その結果を表１に示す。 熱疲労サイクル数：ボンディングした試料を樹脂封
止した後、−６５〜＋１５０℃を繰り返す雰囲気中に晒
した後、前記試料の上部から軟Ｘ線を照射して透過像を
作成し透過像の濃淡を画像解析して平面でみた淡色部分
の比率を測定し、クラック発生率（％）とした。クラッ
ク発生率４０％になるまでのサイクル数を測定し、熱疲
労サイクル数とした。その結果を表１に示す。 キャピラリーの詰まり：図１に示す方法でワイヤを
繰り出し、所定のワイヤ長さが繰り出せなくなるまでの
使用長さを測定し、キャピラリーの詰まりの指標とし
た。その結果を表１に示す。 （実施例２〜８、比較例１）半田材料、界面活性剤、溶
媒、濃度を表１のようにしたこと以外は実施例１と同様
にして半田材料試料、ダイボンド試料を作成し測定に供
した。その結果を表１に示す。
【００２８】
【表１】
【００２９】（試験結果）以上の測定結果によれば、本
発明になる半田材料を用いＩＣチップをリードフレーム
ダイ部へ接合する試験を行ったところ、半田材料中の初
期ボイド発生率が低減し、熱疲労サイクル数が向上する
という優れた効果が得られた。又半田材料としてワイヤ
を用いた場合、キャピラリー詰まりが発生するまでのワ
イヤ長さが向上し、生産性向上に優れた効果が得られ
た。 （１）半田材料表面に、非イオン界面活性剤であるソル
ビタンモノラウレートポリオキシエチレンエーテル（商
品名ツイン２０）やソルビタンモノステアレート（商品
名スパン６０）をエチルアルコールを溶媒として０．０
１〜１．０ｇ／Ｌに希釈して塗布した実施例１〜８のも
のは初期ボイド発生率が２〜５％、熱疲労サイクル数が
２０００〜２５００、ワイヤを用いた場合のキャピラリ
ー詰まりまでのワイヤ長さが９００ｍ以上と優れたもの
であった。 （２）上記の中でも、エチルアルコールを溶媒として
０．０１〜０．９ｇ／Ｌに希釈して塗布した実施例１〜
３、実施例５〜８のものは初期ボイド発生率が２〜３
％、熱疲労サイクル数が２３００〜２５００と更に優れ
たものであった。 （３）半田材料表面に、非イオン界面活性剤を塗布しな
い比較例１のものは初期ボイド発生率が１０％、熱疲労
サイクル数が５００、ワイヤを用いた場合のキャピラリ
ー詰まりまでのワイヤ長さが５００ｍと悪いものであっ
た。
発明になる半田材料を用いＩＣチップをリードフレーム
ダイ部へ接合する試験を行ったところ、半田材料中の初
期ボイド発生率が低減し、熱疲労サイクル数が向上する
という優れた効果が得られた。又半田材料としてワイヤ
を用いた場合、キャピラリー詰まりが発生するまでのワ
イヤ長さが向上し、生産性向上に優れた効果が得られ
た。 （１）半田材料表面に、非イオン界面活性剤であるソル
ビタンモノラウレートポリオキシエチレンエーテル（商
品名ツイン２０）やソルビタンモノステアレート（商品
名スパン６０）をエチルアルコールを溶媒として０．０
１〜１．０ｇ／Ｌに希釈して塗布した実施例１〜８のも
のは初期ボイド発生率が２〜５％、熱疲労サイクル数が
２０００〜２５００、ワイヤを用いた場合のキャピラリ
ー詰まりまでのワイヤ長さが９００ｍ以上と優れたもの
であった。 （２）上記の中でも、エチルアルコールを溶媒として
０．０１〜０．９ｇ／Ｌに希釈して塗布した実施例１〜
３、実施例５〜８のものは初期ボイド発生率が２〜３
％、熱疲労サイクル数が２３００〜２５００と更に優れ
たものであった。 （３）半田材料表面に、非イオン界面活性剤を塗布しな
い比較例１のものは初期ボイド発生率が１０％、熱疲労
サイクル数が５００、ワイヤを用いた場合のキャピラリ
ー詰まりまでのワイヤ長さが５００ｍと悪いものであっ
た。
【図１】ワイヤ状半田材料を用いたダイボンディングの
説明図。
説明図。
【図２】リボン状半田材料を用いたダイボンディングの
説明図。
説明図。
１…架台 ２…本加熱部 ２′…予備加熱部 ３…リードフレーム ４…半田ワイヤ ５…キャピラリー ６…溶融半田 ７…ＩＣチップ ８…真空チャック ９…ポンチ １０…半田リボン １１…リボン供給リール １２…圧着半田
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安倍 武明 東京都三鷹市下連雀八丁目５番１号 田中 電子工業株式会社三鷹工場内 Ｆターム(参考） 5F047 AA11 BA06 BB02 BB16 FA25
Claims (5)
- 【請求項１】 半田材料表面に非イオン界面活性剤を被
覆して被膜を形成せしめたことを特徴とするダイボンド
用半田材料。 - 【請求項２】 非イオン界面活性剤がポリオキシエチレ
ンソルビタン脂肪酸エステルであることを特徴とする請
求項１記載のダイボンド用半田材料。 - 【請求項３】 ＩＣチップをリードフレームダイ部へ半
田材料で接合するダイボンディング方法において、半田
材料として表面に非イオン界面活性剤を被覆して被膜を
形成せしめた半田材料を用いることを特徴とするダイボ
ンディング方法。 - 【請求項４】 非イオン界面活性剤がポリオキシエチレ
ンソルビタン脂肪酸エステルであることを特徴とする請
求項３記載のダイボンディング方法。 - 【請求項５】 フラックスなしで半田材料によりダイボ
ンドを行なうことを特徴とする請求項３又は４に記載の
ダイボンディング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28719399A JP2001105172A (ja) | 1999-10-07 | 1999-10-07 | 半田材料及びダイボンディング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28719399A JP2001105172A (ja) | 1999-10-07 | 1999-10-07 | 半田材料及びダイボンディング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001105172A true JP2001105172A (ja) | 2001-04-17 |
Family
ID=17714286
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28719399A Pending JP2001105172A (ja) | 1999-10-07 | 1999-10-07 | 半田材料及びダイボンディング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001105172A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011065200A1 (ja) * | 2009-11-26 | 2011-06-03 | 田中電子工業株式会社 | 超音波ボンディング用アルミニウムリボン |
| WO2015146999A1 (ja) * | 2014-03-25 | 2015-10-01 | 住友金属鉱山株式会社 | 被覆はんだ材料およびその製造方法 |
| JP2016023325A (ja) * | 2014-07-17 | 2016-02-08 | 住友金属鉱山株式会社 | 接合材シート及び円筒形スパッタリングターゲットの製造方法 |
| JP2016140864A (ja) * | 2015-01-29 | 2016-08-08 | 住友金属鉱山株式会社 | 被覆はんだワイヤおよびその製造方法 |
-
1999
- 1999-10-07 JP JP28719399A patent/JP2001105172A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011065200A1 (ja) * | 2009-11-26 | 2011-06-03 | 田中電子工業株式会社 | 超音波ボンディング用アルミニウムリボン |
| WO2015146999A1 (ja) * | 2014-03-25 | 2015-10-01 | 住友金属鉱山株式会社 | 被覆はんだ材料およびその製造方法 |
| CN106211763A (zh) * | 2014-03-25 | 2016-12-07 | 住友金属矿山株式会社 | 包覆焊料材料及其制造方法 |
| JPWO2015146999A1 (ja) * | 2014-03-25 | 2017-04-13 | 住友金属鉱山株式会社 | 被覆はんだ材料およびその製造方法 |
| CN106211763B (zh) * | 2014-03-25 | 2019-08-27 | 住友金属矿山株式会社 | 包覆焊料材料及其制造方法 |
| US10512988B2 (en) | 2014-03-25 | 2019-12-24 | Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. | Coated solder material and method for producing same |
| JP2016023325A (ja) * | 2014-07-17 | 2016-02-08 | 住友金属鉱山株式会社 | 接合材シート及び円筒形スパッタリングターゲットの製造方法 |
| JP2016140864A (ja) * | 2015-01-29 | 2016-08-08 | 住友金属鉱山株式会社 | 被覆はんだワイヤおよびその製造方法 |
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