JP3382918B2 - 半導体素子接続用金線 - Google Patents

半導体素子接続用金線

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子上の電
極と外部リードを電気的接続する為に使用される半導体
素子接続用金線に関し、詳しくは狭ピッチ接続又は薄肉
電極接続に用いて好適な半導体素子接続用金線に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】現在、半導体装置の実装に於いて、半導
体素子の電極と外部リードを接続する方法として金線を
用いてボールボンディング法により配線する方法、金線
を用いてバンプを形成し、該バンプを介して接続する方
法が普及している。ボールボンディング法により配線す
る方法に於いては、繰り出された金線はボンディングツ
ールとしてのキャピラリに導入され、次いでそのツール
の出口側に導出された金属細線の先端にボールを形成し
た後ボールを半導体素子のＡｌ電極上に押圧し、キャピ
ラリーをＸＹＺ方向（前後、左右、上下方向）に移動さ
せて所定のループ形状を形成し、外部リードにボンディ
ングした後、金属細線を切断してワイヤボンディングす
る方法（以下「ボールボンディング」という）がとられ
ている。
【０００３】バンプを介して接続する方法に於いては、
前記ボールを半導体素子のＡｌ電極上に押圧した後、ボ
ール付け根付近で金線を切断し、該ボールを介して接続
する方法（以下「バンプ接続」という）がとられてい
る。一方最近の半導体装置の高機能化、小型化に伴い半
導体素子の多ピン化の為に狭ピッチ化が進んでいる。こ
れに対して金線に要求される性能も高まっており、これ
らの要求性能の中で、前記ボールを押圧した圧着ボール
の外径はワイヤ線径の２倍程度になる為、圧着ボールの
真円度を向上させることが重要な特性である。
【０００４】ここで従来から前記ボール形成時の圧着前
ボールの真球度を管理する試みがなされてきた。しかし
ながら最近、狭ピッチ接続に適した圧着後のボール真円
度は圧着前ボールの真球度と必ずしも一致していないこ
とがわかってきた。この為圧着後のボールの真円度を向
上させる試みがなされ始めた。例えば特開平１１−１６
３０１６号公報にはＣｕ，Ｐｔ，Ｐｄの１種以上を総計
で０．０３〜５重量％含有させることが、特開平１０−
１７２９９８号公報にはＢｅとＣａを含有させること
が、特開平１０−３０３２３９号公報、特開平１０−８
３７１６号公報にはＭｎ，Ｐｄに加えてＣａ等を含有さ
せることが開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら狭ピッチ
配線に於いては、ボールは従来よりも微小なボールを用
いて圧着し、より小さな圧着径において圧着後の真円度
の維持が要求される。前述の試みの中でも、特開平１０
−１７２９９８号公報に開示のものは微小ボールの圧着
真円度が不充分であったり、所定のワイヤ強度が得られ
ないという欠点を有している。ここでワイヤボンディン
グの狭ピッチ接続ではワイヤ倒れによる接触事故防止の
為、ワイヤ強度を向上させることが特に要求されるもの
である。
【０００６】またその他の試みは微小ボールの圧着真円
度が不充分であったり、該真円度を向上させる為に添加
元素の含有量を大幅に増加させる為、電気抵抗が大きく
なるという欠点を有している。更に半導体素子のＡｌ電
極の膜厚として薄肉のものが要求されて、該電極膜厚の
薄肉化に伴い、特にバンプ接続では、圧着ボールにより
電極割れが生じそこから半導体素子即ちＩＣチップの割
れ（以下「チップ割れ」という）の問題が生じてくる。
前述の添加元素の含有量を大幅に増加させることは該チ
ップ割れの問題にもつながってくる。
【０００７】更にはバンプを介して接続する場合、ボー
ルを半導体素子のＡｌ電極上に押圧した後金線を上方に
引っ張って、ボール付け根付近で破断する方法がとられ
ている。この時圧着ボールに付着した残存ワイヤの長さ
（以下「テール長さ」という）を均一にすることが要求
されている。本発明は上述したような従来事情に鑑みて
なされたものであり、その目的とするところは、電気抵
抗の上昇を抑制する為、添加元素の含有量が２００質量
ppm以下の特定の金合金組成としながら、微小ボール圧
着後の真円度を向上させ、ワイヤ強度が大きく、半導体
素子のＡｌ電極の膜厚が薄くなっても圧着ボールによる
チップ割れの問題を生じないようにし、更にはバンプ接
続の際テール長さを均一にすることが出来る半導体素子
接続用金線を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために下記を提供するものである。 （１）５〜１００質量ppm のＣａ、５〜１００質量ppm
のＧｄ、１〜１００質量ppm のＹであって、これらの合
計量が２００質量ppm 以下であり、残部が金と不可避不
純物からなる半導体素子接続用金線 （２）５〜１００質量ppm のＣａ、５〜１００質量ppm
のＧｄ、１〜１００質量ppm のＹ、１〜１００質量ppm
のＧｄ，Ｙを除く希土類のうち少なくとも１種であっ
て、これらの合計量が２００質量ppm 以下であり、残部
が金と不可避不純物からなる半導体素子接続用金線 （３）更に１〜１００質量ppm のＭｇ，Ｔｉ，Ｐｂのう
ち少なくとも１種を含有しかつ添加元素の合計量が２０
０質量ppm 以下である請求項１、請求項２記載の半導体
素子接続用金線
【０００９】
【発明の実施の形態】（１）組成 原料金 原料金としては少なくとも９９．９９質量％以上に精製
した高純度金を用いることが好ましい。更に好ましくは
９９．９９５質量％以上であり、最も好ましくは９９．
９９９質量％以上である。高純度金を用いる程有害成分
の影響を除去出来て好ましい。 〔Ｃａ〕 本発明に用いる金合金線を所定量のＧｄとＹの共存にお
いて、Ｃａの含有量を５〜１００質量ppm とすることに
より前記課題を達成出来る。
【００１０】Ｃａの含有量がこの範囲内であると、Ｃａ
含有量が５質量ppm 未満の場合と対比して、微小ボール
の圧着真円度、破断強度が向上し、バンプ形成時のテー
ル長さの均一性が向上してくる。Ｃａ含有量が１００質
量ppm を超えた場合と対比して、微小ボールの圧着真円
度が向上し、薄膜電極によるチップ割れが生じなくな
る。この為所定量のＧｄとＹとの共存においてＣａ含有
量を５〜１００質量ppmとした。 〔Ｇｄ〕 本発明に用いる金合金線を所定量のＣａとＹの共存にお
いて、Ｇｄの含有量を５〜１００質量ppm とすることに
より前記課題を達成出来る。
【００１１】Ｇｄの含有量がこの範囲内であると、Ｇｄ
含有量が５質量ppm 未満の場合と対比して、微小ボール
の圧着真円度が向上し、バンプ形成時のテール長さの均
一性が向上してくる。Ｇｄ含有量が１００質量ppm を超
えた場合と対比して、微小ボールの圧着真円度が向上
し、薄膜電極によるチップ割れが生じなくなる。この為
所定量のＣａとＹとの共存においてＧｄ含有量を５〜１
００質量ppm とした。 〔Ｙ〕 本発明に用いる金合金線を所定量のＣａとＧｄ共存にお
いて、Ｙの含有量を１〜１００質量ppm とすることによ
り前記課題を達成出来る。
【００１２】Ｙの含有量がこの範囲内であると、Ｙ含有
量が１質量ppm 未満の場合と対比して、微小ボールの圧
着真円度が向上し、バンプ形成時のテール長さの均一性
が向上する。Ｙ含有量が１００質量ppm を超えた場合と
対比して、微小ボールの圧着真円度が向上し、薄膜電極
によるチップ割れが生じなくなる。この為所定量のＣａ
とＧｄとの共存においてＹ含有量を１〜１００質量ppm
とした。 〔Ｇｄ，Ｙを除く希土類〕（以下「第１群元素」と
いう） 本発明に用いる金合金線を所定量のＣａ，Ｇｄ及びＹと
の共存において第１群元素の少なくとも１種を１〜１０
０質量ppm 添加することにより、添加しない場合と対比
して微小ボールの圧着真円度、バンプ形成時のテール長
さの均一性が一段と向上してくる為好ましく用いられ
る。第１群元素の中でもＥｕ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｌｕが好ま
しく用いられる。
【００１３】この為所定量のＣａ，Ｇｄ及びＹとの共存
において含有する第１群元素の少なくとも１種を１〜１
００質量ppm 添加することが好ましい。 〔Ｍｇ，Ｔｉ，Ｐｂ〕（以下「第２群元素」とい
う） 本発明に用いる金合金線を所定量のＣａ，Ｇｄ及びＹと
の共存又はそれに加えて所定量の第１群元素との共存に
於いて第２群元素の少なくとも１種を１〜１００質量pp
m 添加することにより、添加しない場合と対比して同等
の性能を有する。第２群元素の中でもＭｇ，Ｔｉ，Ｐｂ
が好ましく用いられる。 添加量の合計量 本発明に用いる金合金線は添加量の合計量が２００質量
ppm を超えると、薄膜電極によるチップ割れが生じてく
る。また電気抵抗が増大して好ましくない。この為添加
量の合計量が２００質量ppm 以下であることが必要であ
る。 （２）金線の製造工程 本発明に用いる半導体素子用金線の製造工程の一例を説
明する。まず所定組成の金属を溶解しインゴットに鋳造
した後、溝型圧延機を用いて圧延し、中間焼鈍を交えて
最終冷間加工により直径１０〜１００μｍの細線とした
後、伸び率が４〜６％になるように最終アニールを施
し、ついでワイヤ表面に潤滑防錆剤を塗布する。最後に
加工工程を終了したワイヤを主として外径５０．３mmの
スプールに所定張力で所定長さを巻き替えて製品とす
る。所定長さとしては１００〜３，０００ｍが用いられ
更に長尺になりつつある。 （３）用途 本発明になる金線は、半導体素子電極と外部リード（あ
るいは配線基板）との接続用に用いられ、接続方法とし
てボールボンディング法により配線して接合する方法、
及び金線を用いてバンプを形成し、該バンプを介して接
続する方法が普及している。以下これらの方法について
図１〜図３を用いて説明する。 ボールボンディング法により接続する方法 図１（ａ）に示す様に金線２をキャピラリ１に挿通し、
その先端に電気トーチ３を対向させ、金線２との間で放
電させることにより、金線２の先端を加熱、溶融してボ
ール４を形成する。
【００１４】次いで図１（ｂ）に示す様にキャピラリー
１を下降させて該ボール４を半導体素子６上のＡｌ電極
５の上に押圧接合する。この時図示しないが超音波振動
がキャピラリー１を通して付加されると共に、半導体素
子６はヒーターブロックで加熱される為、上記ボール４
は熱圧着され、圧着ボール４′となる。次いで図１
（ｃ）に示すようにキャピラリー１は所定の軌跡を描い
て、外部リード８の上に移動し、下降する。この時図示
しないが超音波振動がキャピラリー１を通して付加さ
れ、外部リード８はヒータブロックで加熱される為、金
線２側面が外部リード８上に熱圧着される。
【００１５】次いで図１（ｄ）に示すようにクランパー
７は金線２をクランプしたまま上昇することにより、金
線２が切断され配線が完了する。次いで該配線部を樹脂
封止して半導体装置とする。ここで隣接した圧着ボール
４′の中心間距離（以下「ピッチ間隔」という）が従来
８０μｍ程度であったものが７０μｍ以下更には６０μ
ｍ以下の狭ピッチ間隔が要求されている。
【００１６】本発明になる金線は、高強度であり、且つ
圧着ボールの真円度が向上したものであるため、半導体
素子電極とリード部が金線で配線して接続され、配線部
が樹脂封止された半導体装置において、ピッチ間隔が７
０μｍ以下である半導体装置に好ましく利用出来る。 バンプを介して接続する方法 図１（ａ）、図１（ｂ）と同様の方法によりボール４を
半導体素子６上のＡｌ電極５の上に押圧接合して、圧着
ボール４′を形成する（図２（ａ）、図２（ｂ））。
【００１７】ついで図２（ｃ）に示すように半導体素子
６が固定された状態で、金線２をクランプしたクランパ
ー７を上方に移動させることにより、金線２は圧着ボー
ル４′のつけ根近くでワイヤテール部を残したまま破断
する。ここで金線２はボール形成時の熱の影響を受け
て、ボールのつけ根近くがもろくなっている為、前述の
ように金線が引っ張りにより破断する時、ボールのつけ
根近くで破断する。
【００１８】次いで、図２（ｄ）に示すように圧着ボー
ル４′をリード８に圧着してバンプ１４を形成すること
により、半導体素子電極５とリード８をバンプ１４を介
して接続する。次いで該接続部を樹脂封止して半導体装
置とする。ここで、図２（ｃ）における、金線を破断し
た圧着ボールの拡大図を図３に示す。高さａはキャピラ
リー１の外底部により圧着された高さ、高さｂはキャピ
ラリーの内底部により圧着された高さ、高さｃはワイヤ
テール部である。この中で高さａ，ｂはバラツキが小さ
いものの、高さｃはバラツキが生じ易い。高さｃのバラ
ツキが大きいとバンプの大きさにバラツキが生じると共
に高さｃが長すぎると、図２（ｄ）に示すような圧着ボ
ール４′を形成したとき、ワイヤ端がはみ出して隣接し
たバンプと短絡するおそれがある。この為高さｃのバラ
ツキを抑制することが要求されるものである。更に半導
体素子Ａｌ電極５の膜厚が従来１μｍ程度であったもの
が０．５μｍ以下、又は０．３μｍ以下、更には０．１
μｍ以下の薄い電極膜に圧着することが要求されてい
る。この様な極薄電極膜にボールを圧着した場合、電極
が破損し、その影響でチップが破損することが生じやす
い。
【００１９】本発明になる金線を用いてバンプを形成す
ると、テール長さのバラツキが小さく、極薄電極膜に圧
着してもチップ割れを防止出来るものである為、半導体
素子電極とリード部が金バンプを介して接続され、接続
部が樹脂封止された半導体装置において、半導体素子Ａ
ｌ電極の膜厚が０．５μｍ以下である半導体装置に好ま
しく利用出来る。
【００２０】
【実施例】（試験Ａ）純度９９．９９９質量％の高純度
金に表１に示す元素を所定量添加し、真空溶解炉で溶解
した後、鋳造して表１に示すＡ１〜Ａ１１組成の金合金
インゴットを得、これに溝ロール、伸線機を用いた冷間
加工と、中間アニールを施し、最終冷間加工により直径
２５μｍとし、伸び率４％となるように最終アニールを
行い、更に表面に潤滑剤を被覆して金合金線に仕上げ測
定に供した。
【００２１】第１に真円度試験を行った。高速自動ボン
ダＵＴＣ−２００型（株式会社新川製）を用いてまず、
電気トーチによるアーク放電で金合金線先端にボールを
形成した。アーク放電条件の中で電流及び時間を調整し
てボール直径５５μｍ（ワイヤ直径の２．２倍とする従
来ボール）と直径４５μｍ（ワイヤ直径の１．８倍とす
る微小ボール）の２種類を形成した。次いで各々のボー
ルを圧着ツールを用いてダイ温度２００℃で半導体素子
Ａｌ電極上に超音波併用熱圧着方式により熱圧着した。
【００２２】従来ボールと微小ボールについて圧着前と
圧着後の真円度を測定した。圧着前ボールは任意の直角
方向の直径を測定し、小径／大径の値を真円度とした。
圧着後真円度は圧着径を超音波印可方向に垂直方向の圧
着径（以下Ｘという）と平行方向の圧着径（以下Ｙとい
う）別に測定しＸ／Ｙを微小ボールの圧着真円度とし
た。各々の真円度としてボール５０個の平均値を表１に
示した。
【００２３】第２にチップ破損試験を行った。バンプボ
ンダＳＢＢ−１（株式会社新川製）を用いて、同様にし
て電気トーチによるアーク放電で金合金線先端にボール
を形成した。ボールの大きさは従来ボール（直径５５μ
ｍ）の大きさとした。次いで該ボールを圧着ツールを用
いてダイ温度２００℃で半導体素子Ａｌ電極上に超音波
併用熱圧着方式により熱圧着した。該半導体素子Ａｌ電
極として汎用膜厚（１μｍ）と微小膜厚（０．１μｍ）
を用いた。熱圧着条件として超音波出力を０．５Ｗ〜
１．５Ｗの範囲で４水準、荷重を０．４Ｎ〜０．８Ｎの
範囲で３水準、計１２種類とし、各条件で４００バンプ
試験し、全ての条件でチップ割れのないものを良品、１
個でもチップ割れのあるものを不良品とした。良品は○
印、不良品には×印を付して表１に測定結果を示した。
【００２４】第３にテール長さ均一性試験を行った。Ａ
ｌ電極として汎用膜厚（１μｍ）を用いたこと以外は第
２の試験と同様にして熱圧着を行った。次いで図２
（ｃ）に示す要領で金合金線２を上方に引っ張り、バン
プ４′を形成した。バンプの拡大図である図３に於い
て、ａ＋ｂ＋ｃの高さを測定した。１組成条件当たり５
０バンプについて金属顕微鏡で測定し、最大値と最小値
の差をテール長さの均一性として表１に示した。
【００２５】第４に室温に於ける引張り試験を行い破断
荷重を測定した。結果を表１に示す。 （実験例）組成を表２〜表３の様にしたこと以外は試験
Ａと同様にして実験例１〜４５に示す直径２５μｍの金
合金線に仕上げて、測定に供した。
【００２６】微小ボールの圧着真円度試験はボール大き
さとして、微小ボール（直径４５μｍ）を形成したこと
以外は試験Ａ−真円度試験と同様にしてボール圧着後の
真円度を測定し、その結果を表２〜表３に示した。破断
荷重は供仕材料の引張り試験を行い、その結果を表２〜
表３に示した。チップ破損試験は、半導体素子Ａｌ電極
の膜厚として、微小膜厚（０．１μｍ）のものを用いた
こと以外は、試験Ａ−チップ破損試験と同様にしてチッ
プダメージを測定し、その結果を表２〜表３に示した。
【００２７】テール長さ均一性試験は、半導体素子Ａｌ
電極の膜厚として、微小膜厚（０．１μｍ）のものを用
いたこと以外は、試験Ａ−テール長さ均一性試験と同様
にしてテール長さ均一性を測定し、その結果を表２〜表
３に示した。 （試験結果）試験Ａ 本願の課題を達成する為の必須元素を探索する為の試験
Ａを、表１に示す組成（試料Ａ１〜Ａ１１）を用いて行
った。 （１）真円度試験 微小ボールの圧着後の測定では次のことがいえる。
【００２８】 Ｃａ，Ｇｄ，ＹのうちＣａを含有しな
い試料Ａ７、Ｇｄを含有しない試料Ａ３，Ａ４，Ａ１
１、Ｙを含有しない試料Ａ５，Ａ６，Ａ１０、Ａｇ又は
Ｃｏを０．５％含有する試料Ａ８，Ａ９のものは、微小
ボール圧着後真円度が０．９４以下と不充分なものであ
った。 前述の試料Ａ３〜Ａ１１のものは、圧着前ボール真
円度又は従来ボールの圧着後真円度では０．９７以上と
良好であったものが、微小ボール圧着後真円度では不充
分なものになることが判る。
【００２９】 Ｃａ，Ｇｄ，Ｙを各々２０質量ppm 含
有する試料Ａ１のものは微小ボール圧着後真円度が０．
９７と良好であった。 試料Ａ１組成に加えて第１群元素としてＥｕを２０
質量ppm 含有する試料Ａ２のものは微小ボール圧着後真
円度が１．００と更に良好であった。 （２）チップダメージ試験 厚さ０．１μｍの微小電極のチップ割れ測定では次のこ
とがいえる。
【００３０】 Ａｇ又はＣｏを０．５％含有する試料
Ａ８，Ａ９のものはチップ割れが生じる。このことから
添加元素の量に上限値があることが判る。 （３）テール長さのバラツキ テール長さのバラツキの測定では次のことがいえる。
【００３１】 Ｃａ，Ｇｄ，ＹのうちＣａを含有しな
い試料Ａ７、Ｇｄを含有しない試料Ａ３，Ａ４，Ａ１
１、Ｙを含有しない試料Ａ５，Ａ６，Ａ１０、のもの
は、テール長さのバラツキが５６μｍ以上と不充分なも
のであった。 Ｃａ，Ｇｄ，Ｙを各々２０質量ppm 含有する試料Ａ
１のものは、テール長さのバラツキが４０μｍと良好で
あった。
【００３２】 試料Ａ１組成に加えて第１群元素とし
てＥｕを２０質量ppm 含有する試料Ａ２のものは、テー
ル長さのバラツキが１９μｍと更に良好であった。 （４）破断荷重 少なくともＣａ，Ｇｄ，Ｙを各々２０質量ppm 含有
する試料Ａ１，Ａ２，Ａ８，Ａ９のものは、破断荷重が
１３９〜１４０mNと良好であった。
【００３３】 Ｇｄ，Ｙを各々２０質量ppm 含有して
もＣａを含有しない試料Ａ７、ＢｅとＧｄを共存して含
有する試料Ａ１０のものは、破断荷重が１２４〜１２７
mNと低いものであった。 （５）まとめ 微小ボール圧着後真円度、チップダメージ、テール長さ
のバラツキの課題に対してＣａ，Ｇｄ，Ｙを又はそれに
加えてＥｕを含有すると優れた効果が得られ、この中で
も添加量が多いと微小ボール圧着後真円度、チップダメ
ージの点で効果が小さいことが判る。実験例１〜４５ 本願の課題を達成する為に、試験Ａに対する追加試験と
して、実験例１〜４５を表２〜３に示す組成を用いて行
った。 （１）試験Ｉ（試験Ａ及び実験例１〜７） Ｃａ添加量を変化させた表２の試験Ｉから次のことがい
える。
【００３４】 Ｇｄ，Ｙとの共存に於いてＣａ添加量
が５〜１００質量ppm の範囲で本願の課題に対して優れ
た効果を示すことが判る。即ち微小ボール圧着後真円度
は０．９６〜０．９７、破断荷重は１３３〜１４５mN、
チップダメージはなく、テール長さのバラツキは３１か
ら４８μｍである。 Ｃａ添加量が５質量ppm 未満の時、微小ボール圧着
後真円度０．９３、破断荷重１２７mN、テール長さのバ
ラツキ７８μｍであり何れも不充分であった。
【００３５】 Ｃａ添加量が１００質量ppm を超える
時、微小ボール圧着後真円度０．９１、チップダメージ
が生じる点で不充分であった。 Ｃａ，Ｇｄ，Ｙに加えてＥｕを添加すると、Ｃａ添
加量が５〜１００質量ppm の範囲で本願の課題に対して
更に優れた効果を示すことが判る。即ち微小ボール圧着
後真円度は０．９９〜１．００、テール長さのバラツキ
は１３〜２７μｍと一段と優れていることが判る。 （２）試験II（試験Ａ及び実験例８〜１３） Ｇｄ添加量を変化させた表２の試験IIから次のことがい
える。
【００３６】 Ｃａ，Ｙとの共存に於いてＧｄ添加量
が５〜１００質量ppm の範囲で本願の課題に対して優れ
た効果を示すことが判る。即ち微小ボール圧着後真円度
は０．９５〜０．９７、破断荷重は１３８〜１４０mN、
チップダメージはなく、テール長さのバラツキは３３か
ら４５μｍである。 Ｇｄ添加量が５質量ppm 未満の時、微小ボール圧着
後真円度０．９２、テール長さのバラツキ７５μｍであ
り何れも不充分であった。
【００３７】 Ｇｄ添加量が１００質量ppm を超える
時、微小ボール圧着後真円度０．９０、チップダメージ
が生じる点で不充分であった。 Ｃａ，Ｇｄ，Ｙに加えてＥｕを添加すると、Ｇｄ添
加量が５〜１００質量ppm の範囲で本願の課題に対して
更に優れた効果を示すことが判る。即ち微小ボール圧着
後真円度は０．９９〜１．００、テール長さのバラツキ
は１５〜２９μｍと一段と優れていることが判る。 （３）試験III （試験Ａ及び実験例１４〜１９） Ｙ添加量を変化させた表２の試験III から次のことがい
える。
【００３８】 Ｃａ，Ｇｄとの共存に於いてＹ添加量
が１〜１００質量ppm の範囲で本願の課題に対して優れ
た効果を示すことが判る。即ち微小ボール圧着後真円度
は０．９５〜０．９７、破断荷重は１３７〜１４２mN、
チップダメージはなく、テール長さのバラツキは３５か
ら５０μｍである。 Ｙ添加量が５質量ppm 未満の時、微小ボール圧着後
真円度０．９３、テール長さのバラツキ８２μｍであり
何れも不充分であった。
【００３９】 Ｙ添加量が１００質量ppm を超える
時、微小ボール圧着後真円度０．９１、チップダメージ
が生じる点で不充分であった。 Ｃａ，Ｇｄ，Ｙに加えてＥｕを添加すると、Ｙ添加
量が１〜１００質量ppm の範囲で本願の課題に対して更
に優れた効果を示すことが判る。即ち微小ボール圧着後
真円度は０．９８〜１．００、テール長さのバラツキは
１６〜２９μｍと一段と優れていることが判る。 （４）試験IV（試験Ａ及び実験例２０〜３１） 第１群元素（Ｇｄ，Ｙ以外の希土類元素）の添加量を変
化させた表３の試験IVから次のことがいえる。
【００４０】 Ｃａ，Ｇｄ，Ｙとの共存に於いて第１
群元素を添加量１〜１００質量ppmの範囲で添加した実
験例２０〜３０、試験Ａ２のものは本願の課題に対して
最も優れた効果を示すことが判る。即ち微小ボール圧着
後真円度は０．９８〜１．００、破断荷重は１３６〜１
４１mN、チップダメージはなく、テール長さのバラツキ
は１５から２９μｍと最もすぐれたものである。
【００４１】 第１群元素添加量が１００質量ppm を
超える実験例３１のものは微小ボール圧着後真円度０．
９１、チップダメージが生じる点で不充分であった。 （５）試験Ｖ（試験Ａ及び実験例３２〜４５） 第２群元素（Ｍｇ，Ｔｉ，Ｐｂ）添加量を変化させた表
３の試験Ｖから次のことがいえる。
【００４２】 Ｃａ，Ｇｄ，Ｙ、第１群元素との共存
に於いて第２群元素の少なくとも１種を添加量１〜１０
０質量ppm の範囲で添加した実験例３２〜４２のものは
本願の課題に対して試験IVと同様に最も優れた効果を示
すことが判る。即ち微小ボール圧着後真円度は０．９８
〜１．００、破断荷重は１３７〜１４１mN、チップダメ
ージはなく、テール長さのバラツキは９〜１８μｍと最
もすぐれたものである。
【００４３】 添加量の合計が２００質量ppm を超え
る実験例４３のものは、微小ボール圧着後真円度０．９
６、チップダメージが生じる点で不充分であった。 所定量の第２群元素を含有してもＣａ，Ｇｄ，Ｙ、
第１群元素のうち、Ｇｄ又はＹを含有しない実験例４
４，４５のものは微小ボール圧着後真円度０．９１〜
０．９２、テール長さのバラツキは３７〜４３μｍであ
る。所定量の第２群元素を添加した場合もＣａ，Ｇｄ，
Ｙ、第１群元素を全て添加した実験例３２〜４２の方が
優れていることが判る。
【００４４】
【表１】
【００４５】
【表２】
【００４６】
【表３】
【００４７】
【表４】
【００４８】
【表５】
【図面の簡単な説明】
【図１】ボールボンディング法による配線接合方法を示
す工程図。
【図２】バンプ接続法を示す工程図。
【図３】バンプの拡大図。
【符号の説明】
１…キャピラリ ２…金線 ３…電気トーチ ４…溶融ボール ４′…圧着ボール ５…Ａｌ電極 ６…半導体素子 ８…外部リード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 徳山 威吏 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 (56)参考文献 特開 平10−172998（ＪＰ，Ａ) 特開2000−40710（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/60 C22C 5/02

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ５〜１００質量ppm のＣａ、５〜１００
    質量ppm のＧｄ、１〜１００質量ppm のＹであって、こ
    れらの合計量が２００質量ppm 以下であり、残部が金と
    不可避不純物からなる半導体素子接続用金線。
  2. 【請求項２】 ５〜１００質量ppm のＣａ、５〜１００
    質量ppm のＧｄ、１〜１００質量ppm のＹ、１〜１００
    質量ppm のＧｄ，Ｙを除く希土類のうち少なくとも１種
    であって、これらの合計量が２００質量ppm 以下であ
    り、残部が金と不可避不純物からなる半導体素子接続用
    金線。
  3. 【請求項３】 更に１〜１００質量ppm のＭｇ，Ｔｉ，
    Ｐｂのうち少なくとも１種を含有しかつ添加元素の合計
    量が２００質量ppm 以下である請求項１又は請求項２記
    載の半導体素子接続用金線。
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