JPH09232340A - 半導体素子用ダイボンド材 - Google Patents
半導体素子用ダイボンド材Info
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- JPH09232340A JPH09232340A JP3156896A JP3156896A JPH09232340A JP H09232340 A JPH09232340 A JP H09232340A JP 3156896 A JP3156896 A JP 3156896A JP 3156896 A JP3156896 A JP 3156896A JP H09232340 A JPH09232340 A JP H09232340A
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- H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
- H01L2924/1304—Transistor
- H01L2924/1305—Bipolar Junction Transistor [BJT]
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- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Die Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 鉛を含有せず、放熱特性に優れ、接着力の大
きい半導体素子用ダイボンド材を提供する。 【解決手段】 錫（Ｓｎ）に対して、酸化反応しにくい
ゲルマニウム（Ｇｅ）を添加することにより、ダイボン
ド時の加熱処理により、ダイボンド材が酸化して特性が
劣化することがなくなり、高い接着性を維持することが
できる。また錫−ゲルマニウム（Ｓｎ−Ｇｅ）合金半田
にビスマス（Ｂｉ）、ビスマス（Ｂｉ）と亜鉛（Ｚｎ）
とを添加することにより、融点温度の調整ができるとと
もに、合金中で脆い金属間化合物が形成されることがな
く、半導体素子とリードフレームとの接着において、接
着力を強化させることができる。
きい半導体素子用ダイボンド材を提供する。 【解決手段】 錫（Ｓｎ）に対して、酸化反応しにくい
ゲルマニウム（Ｇｅ）を添加することにより、ダイボン
ド時の加熱処理により、ダイボンド材が酸化して特性が
劣化することがなくなり、高い接着性を維持することが
できる。また錫−ゲルマニウム（Ｓｎ−Ｇｅ）合金半田
にビスマス（Ｂｉ）、ビスマス（Ｂｉ）と亜鉛（Ｚｎ）
とを添加することにより、融点温度の調整ができるとと
もに、合金中で脆い金属間化合物が形成されることがな
く、半導体素子とリードフレームとの接着において、接
着力を強化させることができる。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電力用半導体素子
をリードフレームなどの支持体に接着する際に使用する
半導体素子用ダイボンド材に関するものである。
をリードフレームなどの支持体に接着する際に使用する
半導体素子用ダイボンド材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】通常、リードフレームのダイパッド上へ
の半導体素子の接着は、ダイボンド材を用いて接着して
いた。そして従来の半導体素子用ダイボンド材は、鉛−
錫（Ｐｂ−Ｓｎ）半田、錫−アンチモン（Ｓｎ−Ｓｂ）
半田、錫−銀（Ｓｎ−Ａｇ）半田、鉛−銀（Ｐｂ−Ａ
ｇ）半田、鉛−インジウム（Ｐｂ−Ｉｎ）半田が用いら
れていた。
の半導体素子の接着は、ダイボンド材を用いて接着して
いた。そして従来の半導体素子用ダイボンド材は、鉛−
錫（Ｐｂ−Ｓｎ）半田、錫−アンチモン（Ｓｎ−Ｓｂ）
半田、錫−銀（Ｓｎ−Ａｇ）半田、鉛−銀（Ｐｂ−Ａ
ｇ）半田、鉛−インジウム（Ｐｂ−Ｉｎ）半田が用いら
れていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来用い
られていた半導体素子用ダイボンド材において、鉛−錫
（Ｐｂ−Ｓｎ）半田、錫−アンチモン（Ｓｎ−Ｓｂ）半
田では、金属として鉛（Ｐｂ）、アンチモン（Ｓｂ）を
含有しており、将来的にはダイボンド材としての使用を
避けている金属であり、ダイボンド材としては不適であ
った。また錫−銀（Ｓｎ−Ａｇ）半田、鉛−銀（Ｐｂ−
Ａｇ）半田では、銀（Ａｇ）を使用しているため、ダイ
ボンド材として価格が高価になり、生産コスト上の問題
があった。鉛−インジウム（Ｐｂ−Ｉｎ）半田では、鉛
（Ｐｂ）を含有しているのに加えて、融点が１７３
［℃］と低いため、動作時に発熱を伴う電力用半導体素
子のダイボンド材としては不適であった。
られていた半導体素子用ダイボンド材において、鉛−錫
（Ｐｂ−Ｓｎ）半田、錫−アンチモン（Ｓｎ−Ｓｂ）半
田では、金属として鉛（Ｐｂ）、アンチモン（Ｓｂ）を
含有しており、将来的にはダイボンド材としての使用を
避けている金属であり、ダイボンド材としては不適であ
った。また錫−銀（Ｓｎ−Ａｇ）半田、鉛−銀（Ｐｂ−
Ａｇ）半田では、銀（Ａｇ）を使用しているため、ダイ
ボンド材として価格が高価になり、生産コスト上の問題
があった。鉛−インジウム（Ｐｂ−Ｉｎ）半田では、鉛
（Ｐｂ）を含有しているのに加えて、融点が１７３
［℃］と低いため、動作時に発熱を伴う電力用半導体素
子のダイボンド材としては不適であった。
【０００４】本発明は、半導体素子、特に電力用半導体
素子をリードフレームなどの支持体に接着させる半導体
素子用ダイボンド材に関し、鉛をはじめとする金属を含
有せず、放熱特性に優れ、接着力の大きい半導体素子用
ダイボンド材を提供することを目的とする。
素子をリードフレームなどの支持体に接着させる半導体
素子用ダイボンド材に関し、鉛をはじめとする金属を含
有せず、放熱特性に優れ、接着力の大きい半導体素子用
ダイボンド材を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記従来の課題を解決す
るために、本発明の半導体素子用ダイボンド材は、錫
（Ｓｎ）に対してゲルマニウム（Ｇｅ）を添加した合金
よりなるものである。そしてその組成は、重量百分率で
錫（Ｓｎ）９５〜９９．５重量％、ゲルマニウム（Ｇ
ｅ）０．５〜５重量％とするものである。また錫（Ｓ
ｎ）とゲルマニウム（Ｇｅ）とを主成分とした合金に対
して、ビスマス（Ｂｉ）を添加するものである。そして
その組成は、重量百分率で錫（Ｓｎ）９５〜９９．５重
量％、ゲルマニウム（Ｇｅ）０．５〜５重量％の合金の
１００重量部に対して、ビスマス（Ｂｉ）０〜５重量％
（ただし０重量％を除く）とするものである。さらに錫
（Ｓｎ）とゲルマニウム（Ｇｅ）とを主成分とした合金
に対して、ビスマス（Ｂｉ）および亜鉛（Ｚｎ）を添加
するものである。そしてその組成は、重量百分率で錫
（Ｓｎ）９５〜９９．５重量％、ゲルマニウム（Ｇｅ）
０．５〜５重量％の合金の１００重量部に対して、ビス
マス（Ｂｉ）０〜５重量％（ただし０重量％を除く）お
よび亜鉛（Ｚｎ）０〜１０重量％（ただし０重量％を除
く）を添加するものである。
るために、本発明の半導体素子用ダイボンド材は、錫
（Ｓｎ）に対してゲルマニウム（Ｇｅ）を添加した合金
よりなるものである。そしてその組成は、重量百分率で
錫（Ｓｎ）９５〜９９．５重量％、ゲルマニウム（Ｇ
ｅ）０．５〜５重量％とするものである。また錫（Ｓ
ｎ）とゲルマニウム（Ｇｅ）とを主成分とした合金に対
して、ビスマス（Ｂｉ）を添加するものである。そして
その組成は、重量百分率で錫（Ｓｎ）９５〜９９．５重
量％、ゲルマニウム（Ｇｅ）０．５〜５重量％の合金の
１００重量部に対して、ビスマス（Ｂｉ）０〜５重量％
（ただし０重量％を除く）とするものである。さらに錫
（Ｓｎ）とゲルマニウム（Ｇｅ）とを主成分とした合金
に対して、ビスマス（Ｂｉ）および亜鉛（Ｚｎ）を添加
するものである。そしてその組成は、重量百分率で錫
（Ｓｎ）９５〜９９．５重量％、ゲルマニウム（Ｇｅ）
０．５〜５重量％の合金の１００重量部に対して、ビス
マス（Ｂｉ）０〜５重量％（ただし０重量％を除く）お
よび亜鉛（Ｚｎ）０〜１０重量％（ただし０重量％を除
く）を添加するものである。
【０００６】また本発明の半導体素子用ダイボンド材
は、錫（Ｓｎ）に対して銅（Ｃｕ）を添加した合金より
なるものである。そしてその組成は、重量百分率で錫
（Ｓｎ）９２．４〜９９．３重量％、銅（Ｃｕ）０．７
〜７．６重量％である。また錫（Ｓｎ）と銅（Ｃｕ）と
を主成分とした合金に対して、ビスマス（Ｂｉ）を添加
するものである。そしてその組成は、重量百分率で錫
（Ｓｎ）９２．４〜９９．３重量％、銅（Ｃｕ）０．７
〜７．６重量％の合金の１００重量部に対して、ビスマ
ス（Ｂｉ）０〜５７重量％（ただし０重量％を除く）を
添加するものである。さらに錫（Ｓｎ）と銅（Ｃｕ）と
を主成分とした合金に対して、ビスマス（Ｂｉ）および
亜鉛（Ｚｎ）を添加するものである。そしてその組成
は、重量百分率で錫（Ｓｎ）９２．４〜９９．３重量
％、銅（Ｃｕ）０．７〜７．６重量％の合金の１００重
量部に対して、ビスマス（Ｂｉ）０〜５７重量％（ただ
し０重量％を除く）および亜鉛（Ｚｎ）０〜９重量％
（ただし０重量％を除く）を添加するものである。
は、錫（Ｓｎ）に対して銅（Ｃｕ）を添加した合金より
なるものである。そしてその組成は、重量百分率で錫
（Ｓｎ）９２．４〜９９．３重量％、銅（Ｃｕ）０．７
〜７．６重量％である。また錫（Ｓｎ）と銅（Ｃｕ）と
を主成分とした合金に対して、ビスマス（Ｂｉ）を添加
するものである。そしてその組成は、重量百分率で錫
（Ｓｎ）９２．４〜９９．３重量％、銅（Ｃｕ）０．７
〜７．６重量％の合金の１００重量部に対して、ビスマ
ス（Ｂｉ）０〜５７重量％（ただし０重量％を除く）を
添加するものである。さらに錫（Ｓｎ）と銅（Ｃｕ）と
を主成分とした合金に対して、ビスマス（Ｂｉ）および
亜鉛（Ｚｎ）を添加するものである。そしてその組成
は、重量百分率で錫（Ｓｎ）９２．４〜９９．３重量
％、銅（Ｃｕ）０．７〜７．６重量％の合金の１００重
量部に対して、ビスマス（Ｂｉ）０〜５７重量％（ただ
し０重量％を除く）および亜鉛（Ｚｎ）０〜９重量％
（ただし０重量％を除く）を添加するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】前記構成において、錫（Ｓｎ）に
対して、酸化反応しにくいゲルマニウム（Ｇｅ）を添加
することにより、ダイボンド時の加熱処理により、ダイ
ボンド材が酸化して特性が劣化することがなくなり、高
い接着性を維持することができる。また錫−ゲルマニウ
ム（Ｓｎ−Ｇｅ）合金半田にビスマス（Ｂｉ）、ビスマ
ス（Ｂｉ）と亜鉛（Ｚｎ）とを添加することにより、融
点温度の調整ができるとともに、合金中で脆い金属間化
合物が形成されることがなく、半導体素子とリードフレ
ームとの接着において、接着力を強化させることができ
る。
対して、酸化反応しにくいゲルマニウム（Ｇｅ）を添加
することにより、ダイボンド時の加熱処理により、ダイ
ボンド材が酸化して特性が劣化することがなくなり、高
い接着性を維持することができる。また錫−ゲルマニウ
ム（Ｓｎ−Ｇｅ）合金半田にビスマス（Ｂｉ）、ビスマ
ス（Ｂｉ）と亜鉛（Ｚｎ）とを添加することにより、融
点温度の調整ができるとともに、合金中で脆い金属間化
合物が形成されることがなく、半導体素子とリードフレ
ームとの接着において、接着力を強化させることができ
る。
【０００８】また同様に錫（Ｓｎ）に対して、酸化反応
しにくい銅（Ｃｕ）を添加することにより、ダイボンド
時の加熱処理により、ダイボンド材が酸化して特性が劣
化することがなくなり、高い接着性を維持することがで
きる。また錫（Ｓｎ）−銅（Ｃｕ）合金にビスマス（Ｂ
ｉ）、ビスマス（Ｂｉ）と亜鉛（Ｚｎ）とを添加するこ
とにより、融点温度の調整ができるとともに、合金中で
脆い金属間化合物が形成されることがなく、半導体素子
とリードフレームとの接着において、接着力を強化させ
ることができる。
しにくい銅（Ｃｕ）を添加することにより、ダイボンド
時の加熱処理により、ダイボンド材が酸化して特性が劣
化することがなくなり、高い接着性を維持することがで
きる。また錫（Ｓｎ）−銅（Ｃｕ）合金にビスマス（Ｂ
ｉ）、ビスマス（Ｂｉ）と亜鉛（Ｚｎ）とを添加するこ
とにより、融点温度の調整ができるとともに、合金中で
脆い金属間化合物が形成されることがなく、半導体素子
とリードフレームとの接着において、接着力を強化させ
ることができる。
【０００９】次に半導体素子用ダイボンド材としての機
能について図面を参照しながら説明する。図１に示すよ
うに、リードフレームなどの支持体のダイパッド１上に
バイポーラトランジスタなどの半導体素子２を接着する
ために、ダイボンド材３により還元性雰囲気中で加熱接
着するものである。そしてリードフレーム（ダイパッド
１）および半導体素子２のダイボンド材３の接する面に
は金属膜４ａ，４ｂ，４ｃが形成されており、密着性お
よびぬれ性を向上させている。その金属膜４ａ，４ｃと
しては、メッキ法によりニッケル（Ｎｉ）膜を形成して
いる。金属膜４ｂは、リードフレームの最外層として、
銀（Ａｇ）層である。また特に半導体素子２が電力用半
導体素子である場合には、半導体素子の動作時の発熱を
考慮して、ダイボンド材３が放熱特性に優れたものを用
いる必要がある。そのため、半導体素子用ダイボンド材
として具備すべき点としては、熱伝導率の高い金属、ダ
イボンド材（半田）厚が２０〜６０［μｍ］、ダイボン
ド材内でボイドの発生がない、の３つの条件による「放
熱特性が高い点」と、半導体素子とリードフレームとを
接着する際の「接着温度が２５０［℃］〜３８０［℃］
（ダイボンド材の融点が２３０〜３５０［℃］）である
点」と、酸化しにくい金属よりなり、半導体素子とリー
ドフレームとを接着した際の「接着力が強い点」の３点
である。
能について図面を参照しながら説明する。図１に示すよ
うに、リードフレームなどの支持体のダイパッド１上に
バイポーラトランジスタなどの半導体素子２を接着する
ために、ダイボンド材３により還元性雰囲気中で加熱接
着するものである。そしてリードフレーム（ダイパッド
１）および半導体素子２のダイボンド材３の接する面に
は金属膜４ａ，４ｂ，４ｃが形成されており、密着性お
よびぬれ性を向上させている。その金属膜４ａ，４ｃと
しては、メッキ法によりニッケル（Ｎｉ）膜を形成して
いる。金属膜４ｂは、リードフレームの最外層として、
銀（Ａｇ）層である。また特に半導体素子２が電力用半
導体素子である場合には、半導体素子の動作時の発熱を
考慮して、ダイボンド材３が放熱特性に優れたものを用
いる必要がある。そのため、半導体素子用ダイボンド材
として具備すべき点としては、熱伝導率の高い金属、ダ
イボンド材（半田）厚が２０〜６０［μｍ］、ダイボン
ド材内でボイドの発生がない、の３つの条件による「放
熱特性が高い点」と、半導体素子とリードフレームとを
接着する際の「接着温度が２５０［℃］〜３８０［℃］
（ダイボンド材の融点が２３０〜３５０［℃］）である
点」と、酸化しにくい金属よりなり、半導体素子とリー
ドフレームとを接着した際の「接着力が強い点」の３点
である。
【００１０】以下、本発明の一実施形態について説明す
る。本発明の半導体素子用ダイボンド材として、母体合
金として、錫−ゲルマニウム（Ｓｎ−Ｇｅ）合金半田の
場合について説明する。本発明では、錫−ゲルマニウム
（Ｓｎ−Ｇｅ）合金半田の組成を重量百分率で総量１０
０［ｗｔ％］の内、錫（Ｓｎ）を９５〜９９．５［ｗｔ
％］、ゲルマニウム（Ｇｅ）を０．５〜５［ｗｔ％］と
している。
る。本発明の半導体素子用ダイボンド材として、母体合
金として、錫−ゲルマニウム（Ｓｎ−Ｇｅ）合金半田の
場合について説明する。本発明では、錫−ゲルマニウム
（Ｓｎ−Ｇｅ）合金半田の組成を重量百分率で総量１０
０［ｗｔ％］の内、錫（Ｓｎ）を９５〜９９．５［ｗｔ
％］、ゲルマニウム（Ｇｅ）を０．５〜５［ｗｔ％］と
している。
【００１１】まず本発明の第１の実施形態について説明
する。本実施形態では、半導体素子用ダイボンド材とし
て、母体合金として、錫−ゲルマニウム（Ｓｎ−Ｇｅ）
合金半田の場合において、本実施形態では、錫−ゲルマ
ニウム（Ｓｎ−Ｇｅ）合金半田の組成を重量百分率で総
量１００［ｗｔ％］の内、錫（Ｓｎ）を９９［ｗｔ
％］、ゲルマニウム（Ｇｅ）を１［ｗｔ％］としてい
る。そして本実施形態で示した錫−ゲルマニウム（Ｓｎ
−Ｇｅ）合金半田をダイボンド材として用いた場合の半
導体素子のリードフレームへの接着条件は、還元性雰囲
気中で、３２０［℃］である。
する。本実施形態では、半導体素子用ダイボンド材とし
て、母体合金として、錫−ゲルマニウム（Ｓｎ−Ｇｅ）
合金半田の場合において、本実施形態では、錫−ゲルマ
ニウム（Ｓｎ−Ｇｅ）合金半田の組成を重量百分率で総
量１００［ｗｔ％］の内、錫（Ｓｎ）を９９［ｗｔ
％］、ゲルマニウム（Ｇｅ）を１［ｗｔ％］としてい
る。そして本実施形態で示した錫−ゲルマニウム（Ｓｎ
−Ｇｅ）合金半田をダイボンド材として用いた場合の半
導体素子のリードフレームへの接着条件は、還元性雰囲
気中で、３２０［℃］である。
【００１２】本実施形態のような錫−ゲルマニウム（Ｓ
ｎ−Ｇｅ）合金半田を半導体素子用ダイボンド材として
用いることにより、鉛（Ｐｂ）、アンチモン（Ｓｂ）な
どの金属を使用することなく、放熱特性およびリードフ
レームと半導体素子との接着力に優れたダイボンド材を
実現できる。すなわち、ダイボンド材として、従来より
使用されていた金属である錫（Ｓｎ）に対して、酸化反
応しにくいゲルマニウム（Ｇｅ）を添加することによ
り、ダイボンド時の加熱処理により、ダイボンド材が酸
化して特性が劣化することがなくなり、高い接着性を維
持することができる。
ｎ−Ｇｅ）合金半田を半導体素子用ダイボンド材として
用いることにより、鉛（Ｐｂ）、アンチモン（Ｓｂ）な
どの金属を使用することなく、放熱特性およびリードフ
レームと半導体素子との接着力に優れたダイボンド材を
実現できる。すなわち、ダイボンド材として、従来より
使用されていた金属である錫（Ｓｎ）に対して、酸化反
応しにくいゲルマニウム（Ｇｅ）を添加することによ
り、ダイボンド時の加熱処理により、ダイボンド材が酸
化して特性が劣化することがなくなり、高い接着性を維
持することができる。
【００１３】次に本発明の第２の実施形態について説明
する。半導体素子用ダイボンド材として、錫−ゲルマニ
ウム（Ｓｎ−Ｇｅ）合金半田に第３の金属を添加する場
合について説明する。本実施形態では、錫−ゲルマニウ
ム（Ｓｎ−Ｇｅ）合金半田の組成を重量百分率で総量１
００［ｗｔ％］の内、錫（Ｓｎ）を９８［ｗｔ％］、ゲ
ルマニウム（Ｇｅ）を２［ｗｔ％］としている。さら
に、その形成したＳｎ／Ｇｅ合金の重量百分率で総量１
００［ｗｔ％］に対して、ビスマス（Ｂｉ）を３［ｗｔ
％］添加するものである。Ｓｎ／Ｇｅ合金へのビスマス
（Ｂｉ）の添加により、融点を調整して低下させること
ができる。Ｓｎ／Ｇｅ合金（９８ｗｔ％／２ｗｔ％）単
独の融点が３６０［℃］であるのに対して、ビスマス
（Ｂｉ）の添加により、３３０［℃］に低下させること
ができる。そして本実施形態で示した錫−ゲルマニウム
（Ｓｎ−Ｇｅ）合金半田にビスマス（Ｂｉ）を添加した
ものをダイボンド材として用いた場合の半導体素子のリ
ードフレームへの接着条件は、還元性雰囲気中で、３５
０［℃］であり、錫−ゲルマニウム（Ｓｎ−Ｇｅ）合金
半田にビスマス（Ｂｉ）を添加した合金半田の１［ｍ
ｍ］径ワイヤーを加熱したリードフレームに押圧して半
導体素子を接着するものである。
する。半導体素子用ダイボンド材として、錫−ゲルマニ
ウム（Ｓｎ−Ｇｅ）合金半田に第３の金属を添加する場
合について説明する。本実施形態では、錫−ゲルマニウ
ム（Ｓｎ−Ｇｅ）合金半田の組成を重量百分率で総量１
００［ｗｔ％］の内、錫（Ｓｎ）を９８［ｗｔ％］、ゲ
ルマニウム（Ｇｅ）を２［ｗｔ％］としている。さら
に、その形成したＳｎ／Ｇｅ合金の重量百分率で総量１
００［ｗｔ％］に対して、ビスマス（Ｂｉ）を３［ｗｔ
％］添加するものである。Ｓｎ／Ｇｅ合金へのビスマス
（Ｂｉ）の添加により、融点を調整して低下させること
ができる。Ｓｎ／Ｇｅ合金（９８ｗｔ％／２ｗｔ％）単
独の融点が３６０［℃］であるのに対して、ビスマス
（Ｂｉ）の添加により、３３０［℃］に低下させること
ができる。そして本実施形態で示した錫−ゲルマニウム
（Ｓｎ−Ｇｅ）合金半田にビスマス（Ｂｉ）を添加した
ものをダイボンド材として用いた場合の半導体素子のリ
ードフレームへの接着条件は、還元性雰囲気中で、３５
０［℃］であり、錫−ゲルマニウム（Ｓｎ−Ｇｅ）合金
半田にビスマス（Ｂｉ）を添加した合金半田の１［ｍ
ｍ］径ワイヤーを加熱したリードフレームに押圧して半
導体素子を接着するものである。
【００１４】本実施形態のような錫−ゲルマニウム（Ｓ
ｎ−Ｇｅ）合金半田にビスマス（Ｂｉ）３［ｗｔ％］添
加したものを半導体素子用ダイボンド材として用いるこ
とにより、鉛（Ｐｂ）、アンチモン（Ｓｂ）などの金属
を使用することなく、放熱特性およびリードフレームと
半導体素子との接着力に優れたダイボンド材を実現でき
る。すなわち、ダイボンド材として、従来より使用され
ていた金属である錫（Ｓｎ）に対して、酸化反応しにく
いゲルマニウム（Ｇｅ）を添加することにより、ダイボ
ンド時の加熱処理により、ダイボンド材が酸化して特性
が劣化することがなくなり、高い接着性を維持すること
ができる。さらにビスマス（Ｂｉ）の添加により、融点
温度の調整ができるとともに、合金中で脆い金属間化合
物が形成されることがなく、半導体素子とリードフレー
ムとの接着において、接着力を強化させることができ
る。
ｎ−Ｇｅ）合金半田にビスマス（Ｂｉ）３［ｗｔ％］添
加したものを半導体素子用ダイボンド材として用いるこ
とにより、鉛（Ｐｂ）、アンチモン（Ｓｂ）などの金属
を使用することなく、放熱特性およびリードフレームと
半導体素子との接着力に優れたダイボンド材を実現でき
る。すなわち、ダイボンド材として、従来より使用され
ていた金属である錫（Ｓｎ）に対して、酸化反応しにく
いゲルマニウム（Ｇｅ）を添加することにより、ダイボ
ンド時の加熱処理により、ダイボンド材が酸化して特性
が劣化することがなくなり、高い接着性を維持すること
ができる。さらにビスマス（Ｂｉ）の添加により、融点
温度の調整ができるとともに、合金中で脆い金属間化合
物が形成されることがなく、半導体素子とリードフレー
ムとの接着において、接着力を強化させることができ
る。
【００１５】次に本発明の第３の実施形態について説明
する。半導体素子用ダイボンド材として、錫−ゲルマニ
ウム（Ｓｎ−Ｇｅ）合金半田に第３の金属と第４の金属
とを添加する場合について説明する。本実施形態では、
錫−ゲルマニウム（Ｓｎ−Ｇｅ）合金半田の組成を重量
百分率で総量１００［ｗｔ％］の内、錫（Ｓｎ）を９８
［ｗｔ％］、ゲルマニウム（Ｇｅ）を２［ｗｔ％］とし
ている。さらに、その形成したＳｎ／Ｇｅ合金の重量百
分率で総量１００［ｗｔ％］に対して、ビスマス（Ｂ
ｉ）を２［ｗｔ％］および亜鉛（Ｚｎ）を１［ｗｔ％］
を添加するものである。Ｓｎ／Ｇｅ合金へのビスマス
（Ｂｉ）と亜鉛（Ｚｎ）の添加により、融点を調整して
低下させることができる。Ｓｎ／Ｇｅ合金（９８ｗｔ％
／２ｗｔ％）単独の融点が３６０［℃］であるのに対し
て、ビスマス（Ｂｉ）２［ｗｔ％］、亜鉛（Ｚｎ）１
［ｗｔ％］の添加により、２６５［℃］に低下させるこ
とができる。そして本実施形態で示した錫−ゲルマニウ
ム（Ｓｎ−Ｇｅ）合金半田にビスマス（Ｂｉ）と亜鉛
（Ｚｎ）を添加したものをダイボンド材として用いた場
合の半導体素子のリードフレームへの接着条件は、還元
性雰囲気中で、３００［℃］であり、錫−ゲルマニウム
（Ｓｎ−Ｇｅ）合金半田にビスマス（Ｂｉ）と亜鉛（Ｚ
ｎ）を添加した合金半田の１［ｍｍ］径ワイヤーを加熱
したリードフレームに押圧して半導体素子を接着するも
のである。
する。半導体素子用ダイボンド材として、錫−ゲルマニ
ウム（Ｓｎ−Ｇｅ）合金半田に第３の金属と第４の金属
とを添加する場合について説明する。本実施形態では、
錫−ゲルマニウム（Ｓｎ−Ｇｅ）合金半田の組成を重量
百分率で総量１００［ｗｔ％］の内、錫（Ｓｎ）を９８
［ｗｔ％］、ゲルマニウム（Ｇｅ）を２［ｗｔ％］とし
ている。さらに、その形成したＳｎ／Ｇｅ合金の重量百
分率で総量１００［ｗｔ％］に対して、ビスマス（Ｂ
ｉ）を２［ｗｔ％］および亜鉛（Ｚｎ）を１［ｗｔ％］
を添加するものである。Ｓｎ／Ｇｅ合金へのビスマス
（Ｂｉ）と亜鉛（Ｚｎ）の添加により、融点を調整して
低下させることができる。Ｓｎ／Ｇｅ合金（９８ｗｔ％
／２ｗｔ％）単独の融点が３６０［℃］であるのに対し
て、ビスマス（Ｂｉ）２［ｗｔ％］、亜鉛（Ｚｎ）１
［ｗｔ％］の添加により、２６５［℃］に低下させるこ
とができる。そして本実施形態で示した錫−ゲルマニウ
ム（Ｓｎ−Ｇｅ）合金半田にビスマス（Ｂｉ）と亜鉛
（Ｚｎ）を添加したものをダイボンド材として用いた場
合の半導体素子のリードフレームへの接着条件は、還元
性雰囲気中で、３００［℃］であり、錫−ゲルマニウム
（Ｓｎ−Ｇｅ）合金半田にビスマス（Ｂｉ）と亜鉛（Ｚ
ｎ）を添加した合金半田の１［ｍｍ］径ワイヤーを加熱
したリードフレームに押圧して半導体素子を接着するも
のである。
【００１６】本実施形態のような錫−ゲルマニウム（Ｓ
ｎ−Ｇｅ）合金半田にビスマス（Ｂｉ）２［ｗｔ％］お
よび亜鉛（Ｚｎ）２［ｗｔ％］を添加したものを半導体
素子用ダイボンド材として用いることにより、鉛（Ｐ
ｂ）、アンチモン（Ｓｂ）などの金属を使用することな
く、放熱特性およびリードフレームと半導体素子との接
着力に優れたダイボンド材を実現できる。すなわち、ダ
イボンド材として、従来より使用されていた金属である
錫（Ｓｎ）に対して、酸化反応しにくいゲルマニウム
（Ｇｅ）を添加することにより、ダイボンド時の加熱処
理により、ダイボンド材が酸化して特性が劣化すること
がなくなり、高い接着性を維持することができる。さら
にビスマス（Ｂｉ）と亜鉛（Ｚｎ）の添加により、融点
温度の調整ができるとともに、合金中で脆い金属間化合
物が形成されることがなく、半導体素子とリードフレー
ムとの接着において、接着力を強化させることができ
る。
ｎ−Ｇｅ）合金半田にビスマス（Ｂｉ）２［ｗｔ％］お
よび亜鉛（Ｚｎ）２［ｗｔ％］を添加したものを半導体
素子用ダイボンド材として用いることにより、鉛（Ｐ
ｂ）、アンチモン（Ｓｂ）などの金属を使用することな
く、放熱特性およびリードフレームと半導体素子との接
着力に優れたダイボンド材を実現できる。すなわち、ダ
イボンド材として、従来より使用されていた金属である
錫（Ｓｎ）に対して、酸化反応しにくいゲルマニウム
（Ｇｅ）を添加することにより、ダイボンド時の加熱処
理により、ダイボンド材が酸化して特性が劣化すること
がなくなり、高い接着性を維持することができる。さら
にビスマス（Ｂｉ）と亜鉛（Ｚｎ）の添加により、融点
温度の調整ができるとともに、合金中で脆い金属間化合
物が形成されることがなく、半導体素子とリードフレー
ムとの接着において、接着力を強化させることができ
る。
【００１７】次に前記した第１、第２、第３の実施形態
に示したような、母体合金として錫−ゲルマニウム（Ｓ
ｎ−Ｇｅ）合金半田のダイボンド材を用いた場合の効果
について説明する。図２は、本実施形態において、半導
体素子用ダイボンド材の特性を示す図であ。図中、組立
歩留は、半導体素子としてバイポーラトランジスタをリ
ードフレームにダイボンドしたものの信頼性特性とし
て、ｎ＝５０で接着強度による歩留を示したものであ
る。また熱疲労試験耐性は、半導体素子としてバイポー
ラトランジスタをリードフレームにダイボンドしたもの
をｎ＝５０、Ｏｎ／Ｏｆｆ＝２分／２分、△Ｔｊ＝９０
［℃］で試験した耐久サイクル数である。
に示したような、母体合金として錫−ゲルマニウム（Ｓ
ｎ−Ｇｅ）合金半田のダイボンド材を用いた場合の効果
について説明する。図２は、本実施形態において、半導
体素子用ダイボンド材の特性を示す図であ。図中、組立
歩留は、半導体素子としてバイポーラトランジスタをリ
ードフレームにダイボンドしたものの信頼性特性とし
て、ｎ＝５０で接着強度による歩留を示したものであ
る。また熱疲労試験耐性は、半導体素子としてバイポー
ラトランジスタをリードフレームにダイボンドしたもの
をｎ＝５０、Ｏｎ／Ｏｆｆ＝２分／２分、△Ｔｊ＝９０
［℃］で試験した耐久サイクル数である。
【００１８】図２に示すように、従来の半導体素子用ダ
イボンド材である鉛−錫（Ｐｂ−Ｓｎ）半田、錫−アン
チモン（Ｓｎ−Ｓｂ）半田、錫−銀（Ｓｎ−Ａｇ）半
田、鉛−銀（Ｐｂ−Ａｇ）半田、鉛−インジウム（Ｐｂ
−Ｉｎ）半田に比べて、本実施形態で示した錫−ゲルマ
ニウム（Ｓｎ−Ｇｅ）合金半田のダイボンド材は、熱疲
労試験耐性がよく、試験サイクルで１０００サイクル以
上の耐性の向上がみられる。特に従来の鉛（Ｐｂ）、ア
ンチモン（Ｓｂ）を含有しない錫−銀（Ｓｎ−Ａｇ）半
田に対しては、試験サイクルで２０００サイクル以上の
耐性の向上がみられ、鉛（Ｐｂ）、アンチモン（Ｓｂ）
を含有しないダイボンド材どうしでも、本実施形態のダ
イボンド材の方が優れた耐性を有している。また他のリ
ードフレーム上のＮｉメッキとの接着性は従来通り、良
好である。また組立歩留においては、９９％の良品歩留
であり、信頼性上も問題がないことがわかる。したがっ
て、本実施形態で示したように、錫−ゲルマニウム（Ｓ
ｎ−Ｇｅ）を母体合金とした半導体素子用ダイボンド材
は、鉛（Ｐｂ）、アンチモン（Ｓｂ）を含有せずに従来
以上の効果を有したダイボンド材である。
イボンド材である鉛−錫（Ｐｂ−Ｓｎ）半田、錫−アン
チモン（Ｓｎ−Ｓｂ）半田、錫−銀（Ｓｎ−Ａｇ）半
田、鉛−銀（Ｐｂ−Ａｇ）半田、鉛−インジウム（Ｐｂ
−Ｉｎ）半田に比べて、本実施形態で示した錫−ゲルマ
ニウム（Ｓｎ−Ｇｅ）合金半田のダイボンド材は、熱疲
労試験耐性がよく、試験サイクルで１０００サイクル以
上の耐性の向上がみられる。特に従来の鉛（Ｐｂ）、ア
ンチモン（Ｓｂ）を含有しない錫−銀（Ｓｎ−Ａｇ）半
田に対しては、試験サイクルで２０００サイクル以上の
耐性の向上がみられ、鉛（Ｐｂ）、アンチモン（Ｓｂ）
を含有しないダイボンド材どうしでも、本実施形態のダ
イボンド材の方が優れた耐性を有している。また他のリ
ードフレーム上のＮｉメッキとの接着性は従来通り、良
好である。また組立歩留においては、９９％の良品歩留
であり、信頼性上も問題がないことがわかる。したがっ
て、本実施形態で示したように、錫−ゲルマニウム（Ｓ
ｎ−Ｇｅ）を母体合金とした半導体素子用ダイボンド材
は、鉛（Ｐｂ）、アンチモン（Ｓｂ）を含有せずに従来
以上の効果を有したダイボンド材である。
【００１９】次に本発明の半導体素子用ダイボンド材と
して、母体合金として、錫−銅（Ｓｎ−Ｃｕ）合金半田
の場合について説明する。
して、母体合金として、錫−銅（Ｓｎ−Ｃｕ）合金半田
の場合について説明する。
【００２０】本発明の第４の実施形態について説明す
る。本実施形態では、錫−銅（Ｓｎ−Ｃｕ）合金半田の
組成を重量百分率で総量１００［ｗｔ％］の内、錫（Ｓ
ｎ）を９２．４〜９９．３［ｗｔ％］、銅（Ｃｕ）を
０．７〜７．６［ｗｔ％］としている。そして本実施形
態で示した錫−銅（Ｓｎ−Ｃｕ）合金半田をダイボンド
材として用いた場合の半導体素子のリードフレームへの
接着条件は、還元性雰囲気中で、３００［℃］前後であ
り、錫−銅（Ｓｎ−Ｃｕ）合金半田の１［ｍｍ］径ワイ
ヤーを加熱したリードフレームに押圧して半導体素子を
接着するものである。
る。本実施形態では、錫−銅（Ｓｎ−Ｃｕ）合金半田の
組成を重量百分率で総量１００［ｗｔ％］の内、錫（Ｓ
ｎ）を９２．４〜９９．３［ｗｔ％］、銅（Ｃｕ）を
０．７〜７．６［ｗｔ％］としている。そして本実施形
態で示した錫−銅（Ｓｎ−Ｃｕ）合金半田をダイボンド
材として用いた場合の半導体素子のリードフレームへの
接着条件は、還元性雰囲気中で、３００［℃］前後であ
り、錫−銅（Ｓｎ−Ｃｕ）合金半田の１［ｍｍ］径ワイ
ヤーを加熱したリードフレームに押圧して半導体素子を
接着するものである。
【００２１】本実施形態のような錫−銅（Ｓｎ−Ｃｕ）
合金半田を半導体素子用ダイボンド材として用いること
により、鉛（Ｐｂ）、アンチモン（Ｓｂ）などの金属を
使用することなく、放熱特性およびリードフレームと半
導体素子との接着力に優れたダイボンド材を実現でき
る。すなわち、ダイボンド材として、従来より使用され
ていた金属である錫（Ｓｎ）に対して、酸化反応しにく
い銅（Ｃｕ）を添加することにより、ダイボンド時の加
熱処理により、ダイボンド材が酸化して特性が劣化する
ことがなくなり、高い接着性を維持することができる。
合金半田を半導体素子用ダイボンド材として用いること
により、鉛（Ｐｂ）、アンチモン（Ｓｂ）などの金属を
使用することなく、放熱特性およびリードフレームと半
導体素子との接着力に優れたダイボンド材を実現でき
る。すなわち、ダイボンド材として、従来より使用され
ていた金属である錫（Ｓｎ）に対して、酸化反応しにく
い銅（Ｃｕ）を添加することにより、ダイボンド時の加
熱処理により、ダイボンド材が酸化して特性が劣化する
ことがなくなり、高い接着性を維持することができる。
【００２２】次に本発明の第５の実施形態について説明
する。半導体素子用ダイボンド材として、錫−銅（Ｓｎ
−Ｃｕ）合金半田に第３の金属を添加する場合について
説明する。本実施形態では、錫−銅（Ｓｎ−Ｃｕ）合金
半田の組成を重量百分率で総量１００［ｗｔ％］の内、
錫（Ｓｎ）を９２．４〜９９．３［ｗｔ％］、銅（Ｃ
ｕ）を０．７〜７．６［ｗｔ％］としている。さらに、
その形成したＳｎ／Ｃｕ合金の重量百分率で総量１００
［ｗｔ％］に対して、ビスマス（Ｂｉ）を０〜５７［ｗ
ｔ％］を添加するものである。Ｓｎ／Ｃｕ合金へのビス
マス（Ｂｉ）の添加により、融点を調整して低下させる
ことができる。そして本実施形態で示した錫−銅（Ｓｎ
−Ｃｕ）合金半田にビスマス（Ｂｉ）を添加したものを
ダイボンド材として用いた場合の半導体素子のリードフ
レームへの接着条件は、還元性雰囲気中で、３００
［℃］前後であり、錫−銅（Ｓｎ−Ｃｕ）合金半田にビ
スマス（Ｂｉ）を添加した合金半田の１［ｍｍ］径ワイ
ヤーを加熱したリードフレームに押圧して半導体素子を
接着するものである。
する。半導体素子用ダイボンド材として、錫−銅（Ｓｎ
−Ｃｕ）合金半田に第３の金属を添加する場合について
説明する。本実施形態では、錫−銅（Ｓｎ−Ｃｕ）合金
半田の組成を重量百分率で総量１００［ｗｔ％］の内、
錫（Ｓｎ）を９２．４〜９９．３［ｗｔ％］、銅（Ｃ
ｕ）を０．７〜７．６［ｗｔ％］としている。さらに、
その形成したＳｎ／Ｃｕ合金の重量百分率で総量１００
［ｗｔ％］に対して、ビスマス（Ｂｉ）を０〜５７［ｗ
ｔ％］を添加するものである。Ｓｎ／Ｃｕ合金へのビス
マス（Ｂｉ）の添加により、融点を調整して低下させる
ことができる。そして本実施形態で示した錫−銅（Ｓｎ
−Ｃｕ）合金半田にビスマス（Ｂｉ）を添加したものを
ダイボンド材として用いた場合の半導体素子のリードフ
レームへの接着条件は、還元性雰囲気中で、３００
［℃］前後であり、錫−銅（Ｓｎ−Ｃｕ）合金半田にビ
スマス（Ｂｉ）を添加した合金半田の１［ｍｍ］径ワイ
ヤーを加熱したリードフレームに押圧して半導体素子を
接着するものである。
【００２３】本実施形態のような錫−銅（Ｓｎ−Ｃｕ）
合金半田にビスマス（Ｂｉ）を添加したものを半導体素
子用ダイボンド材として用いることにより、鉛（Ｐ
ｂ）、アンチモン（Ｓｂ）などの金属を使用することな
く、放熱特性およびリードフレームと半導体素子との接
着力に優れたダイボンド材を実現できる。すなわち、ダ
イボンド材として、従来より使用されていた金属である
錫（Ｓｎ）に対して、酸化反応しにくい銅（Ｃｕ）を添
加することにより、ダイボンド時の加熱処理により、ダ
イボンド材が酸化して特性が劣化することがなくなり、
高い接着性を維持することができる。さらにビスマス
（Ｂｉ）の添加により、融点温度の調整ができるととも
に、合金中で脆い金属間化合物が形成されることがな
く、半導体素子とリードフレームとの接着において、接
着力を強化させることができる。
合金半田にビスマス（Ｂｉ）を添加したものを半導体素
子用ダイボンド材として用いることにより、鉛（Ｐ
ｂ）、アンチモン（Ｓｂ）などの金属を使用することな
く、放熱特性およびリードフレームと半導体素子との接
着力に優れたダイボンド材を実現できる。すなわち、ダ
イボンド材として、従来より使用されていた金属である
錫（Ｓｎ）に対して、酸化反応しにくい銅（Ｃｕ）を添
加することにより、ダイボンド時の加熱処理により、ダ
イボンド材が酸化して特性が劣化することがなくなり、
高い接着性を維持することができる。さらにビスマス
（Ｂｉ）の添加により、融点温度の調整ができるととも
に、合金中で脆い金属間化合物が形成されることがな
く、半導体素子とリードフレームとの接着において、接
着力を強化させることができる。
【００２４】次に本発明の第６の実施形態について説明
する。半導体素子用ダイボンド材として、錫−銅（Ｓｎ
−Ｃｕ）合金半田に第３の金属と第４の金属とを添加す
る場合について説明する。本実施形態では、錫−銅（Ｓ
ｎ−Ｃｕ）合金半田の組成を重量百分率で総量１００
［ｗｔ％］の内、錫（Ｓｎ）を９２．４〜９９．３［ｗ
ｔ％］、銅（Ｃｕ）を０．７〜７．６［ｗｔ％］として
いる。さらに、その形成したＳｎ／Ｃｕ合金の重量百分
率で総量１００［ｗｔ％］に対して、ビスマス（Ｂｉ）
を０〜５７［ｗｔ％］および亜鉛（Ｚｎ）を０〜９［ｗ
ｔ％］添加するものである。Ｓｎ／Ｃｕ合金へのビスマ
ス（Ｂｉ）と亜鉛（Ｚｎ）の添加により、融点を調整し
て低下させることができる。そして本実施形態で示した
錫−銅（Ｓｎ−Ｃｕ）合金半田にビスマス（Ｂｉ）と亜
鉛（Ｚｎ）を添加したものをダイボンド材として用いた
場合の半導体素子のリードフレームへの接着条件は、還
元性雰囲気中で、３００［℃］前後であり、錫−銅（Ｓ
ｎ−Ｃｕ）合金半田にビスマス（Ｂｉ）と亜鉛（Ｚｎ）
を添加した合金半田の１［ｍｍ］径ワイヤーを加熱した
リードフレームに押圧して半導体素子を接着するもので
ある。
する。半導体素子用ダイボンド材として、錫−銅（Ｓｎ
−Ｃｕ）合金半田に第３の金属と第４の金属とを添加す
る場合について説明する。本実施形態では、錫−銅（Ｓ
ｎ−Ｃｕ）合金半田の組成を重量百分率で総量１００
［ｗｔ％］の内、錫（Ｓｎ）を９２．４〜９９．３［ｗ
ｔ％］、銅（Ｃｕ）を０．７〜７．６［ｗｔ％］として
いる。さらに、その形成したＳｎ／Ｃｕ合金の重量百分
率で総量１００［ｗｔ％］に対して、ビスマス（Ｂｉ）
を０〜５７［ｗｔ％］および亜鉛（Ｚｎ）を０〜９［ｗ
ｔ％］添加するものである。Ｓｎ／Ｃｕ合金へのビスマ
ス（Ｂｉ）と亜鉛（Ｚｎ）の添加により、融点を調整し
て低下させることができる。そして本実施形態で示した
錫−銅（Ｓｎ−Ｃｕ）合金半田にビスマス（Ｂｉ）と亜
鉛（Ｚｎ）を添加したものをダイボンド材として用いた
場合の半導体素子のリードフレームへの接着条件は、還
元性雰囲気中で、３００［℃］前後であり、錫−銅（Ｓ
ｎ−Ｃｕ）合金半田にビスマス（Ｂｉ）と亜鉛（Ｚｎ）
を添加した合金半田の１［ｍｍ］径ワイヤーを加熱した
リードフレームに押圧して半導体素子を接着するもので
ある。
【００２５】本実施形態のような錫−銅（Ｓｎ−Ｃｕ）
合金半田にビスマス（Ｂｉ）および亜鉛（Ｚｎ）を添加
したものを半導体素子用ダイボンド材として用いること
により、鉛（Ｐｂ）、アンチモン（Ｓｂ）などの金属を
使用することなく、放熱特性およびリードフレームと半
導体素子との接着力に優れたダイボンド材を実現でき
る。すなわち、ダイボンド材として、従来より使用され
ていた金属である錫（Ｓｎ）に対して、酸化反応しにく
い銅（Ｃｕ）を添加することにより、ダイボンド時の加
熱処理により、ダイボンド材が酸化して特性が劣化する
ことがなくなり、高い接着性を維持することができる。
さらにビスマス（Ｂｉ）と亜鉛（Ｚｎ）の添加により、
融点温度の調整ができるとともに、合金中で脆い金属間
化合物が形成されることがなく、半導体素子とリードフ
レームとの接着において、接着力を強化させることがで
きる。
合金半田にビスマス（Ｂｉ）および亜鉛（Ｚｎ）を添加
したものを半導体素子用ダイボンド材として用いること
により、鉛（Ｐｂ）、アンチモン（Ｓｂ）などの金属を
使用することなく、放熱特性およびリードフレームと半
導体素子との接着力に優れたダイボンド材を実現でき
る。すなわち、ダイボンド材として、従来より使用され
ていた金属である錫（Ｓｎ）に対して、酸化反応しにく
い銅（Ｃｕ）を添加することにより、ダイボンド時の加
熱処理により、ダイボンド材が酸化して特性が劣化する
ことがなくなり、高い接着性を維持することができる。
さらにビスマス（Ｂｉ）と亜鉛（Ｚｎ）の添加により、
融点温度の調整ができるとともに、合金中で脆い金属間
化合物が形成されることがなく、半導体素子とリードフ
レームとの接着において、接着力を強化させることがで
きる。
【００２６】次に前記した第３、第４、第５の実施形態
に示したような、母体合金として錫−銅（Ｓｎ−Ｃｕ）
合金半田のダイボンド材を用いた場合の効果について説
明する。
に示したような、母体合金として錫−銅（Ｓｎ−Ｃｕ）
合金半田のダイボンド材を用いた場合の効果について説
明する。
【００２７】図２に示すように、従来の半導体素子用ダ
イボンド材である鉛−錫（Ｐｂ−Ｓｎ）半田、錫−アン
チモン（Ｓｎ−Ｓｂ）半田、錫−銀（Ｓｎ−Ａｇ）半
田、鉛−銀（Ｐｂ−Ａｇ）半田、鉛−インジウム（Ｐｂ
−Ｉｎ）半田に比べて、本実施形態で示した錫−銅（Ｓ
ｎ−Ｃｕ）合金半田のダイボンド材は、熱疲労試験耐性
がよく、試験サイクルで１０００サイクル以上の耐性の
向上がみられる。他のリードフレーム上のＮｉメッキと
の接着性は従来通り、良好である。また組立歩留におい
ては、９９％の良品歩留であり、信頼性上も問題がない
ことがわかる。したがって、本実施形態で示したよう
に、錫−銅（Ｓｎ−Ｃｕ）を母体合金とした半導体素子
用ダイボンド材は、鉛（Ｐｂ）、アンチモン（Ｓｂ）を
含有せずに従来以上の効果を有したダイボンド材であ
る。
イボンド材である鉛−錫（Ｐｂ−Ｓｎ）半田、錫−アン
チモン（Ｓｎ−Ｓｂ）半田、錫−銀（Ｓｎ−Ａｇ）半
田、鉛−銀（Ｐｂ−Ａｇ）半田、鉛−インジウム（Ｐｂ
−Ｉｎ）半田に比べて、本実施形態で示した錫−銅（Ｓ
ｎ−Ｃｕ）合金半田のダイボンド材は、熱疲労試験耐性
がよく、試験サイクルで１０００サイクル以上の耐性の
向上がみられる。他のリードフレーム上のＮｉメッキと
の接着性は従来通り、良好である。また組立歩留におい
ては、９９％の良品歩留であり、信頼性上も問題がない
ことがわかる。したがって、本実施形態で示したよう
に、錫−銅（Ｓｎ−Ｃｕ）を母体合金とした半導体素子
用ダイボンド材は、鉛（Ｐｂ）、アンチモン（Ｓｂ）を
含有せずに従来以上の効果を有したダイボンド材であ
る。
【００２８】以上、本実施形態で示した半導体素子用ダ
イボンド材は、鉛（Ｐｂ）、アンチモン（Ｓｂ）を含有
することなく、鉛（Ｐｂ）、アンチモン（Ｓｂ）を含有
したダイボンド材以上の性能を有し、ダイボンド材の金
属酸化が抑制され、接着力が向上したダイボンド材であ
る。また特に熱疲労試験耐性においては、１０００サイ
クル以上の耐性を有し、信頼性上の特性も優れたダイボ
ンド材である。
イボンド材は、鉛（Ｐｂ）、アンチモン（Ｓｂ）を含有
することなく、鉛（Ｐｂ）、アンチモン（Ｓｂ）を含有
したダイボンド材以上の性能を有し、ダイボンド材の金
属酸化が抑制され、接着力が向上したダイボンド材であ
る。また特に熱疲労試験耐性においては、１０００サイ
クル以上の耐性を有し、信頼性上の特性も優れたダイボ
ンド材である。
【００２９】
【発明の効果】本発明の半導体素子用ダイボンド材であ
る錫−ゲルマニウム（Ｓｎ−Ｇｅ）合金半田のダイボン
ド材、錫−銅（Ｓｎ−Ｃｕ）合金半田のダイボンド材
は、従来の半導体素子用ダイボンド材である鉛−錫（Ｐ
ｂ−Ｓｎ）半田、錫−アンチモン（Ｓｎ−Ｓｂ）半田、
錫−銀（Ｓｎ−Ａｇ）半田、鉛−銀（Ｐｂ−Ａｇ）半
田、鉛−インジウム（Ｐｂ−Ｉｎ）半田に比べて、熱疲
労試験耐性が優れ、試験サイクルで１０００サイクル以
上の耐性の向上がみられるものである。特に錫−ゲルマ
ニウム（Ｓｎ−Ｇｅ）合金半田のダイボンド材は、従来
の鉛（Ｐｂ）、アンチモン（Ｓｂ）を含有しない錫−銀
（Ｓｎ−Ａｇ）半田に対しては、試験サイクルで２００
０サイクル以上の耐性の向上がみられ、鉛（Ｐｂ）、ア
ンチモン（Ｓｂ）を含有しないダイボンド材どうしで
も、本発明のダイボンド材の方が優れた耐性を有してい
る。また他のリードフレーム上のＮｉメッキとの接着性
は従来通り、良好である。また組立歩留においては、９
９％の良品歩留であり、信頼性上も問題がないものであ
る。したがって、本発明の錫−ゲルマニウム（Ｓｎ−Ｇ
ｅ）を母体合金とした半導体素子用ダイボンド材は、鉛
（Ｐｂ）、アンチモン（Ｓｂ）を含有せずに従来以上の
効果を有したダイボンド材である。また本発明の半導体
素子用ダイボンド材は、鉛（Ｐｂ）、アンチモン（Ｓ
ｂ）を含有しないばかりか、ダイボンド材の金属酸化が
抑制され、接着力が向上したダイボンド材である。
る錫−ゲルマニウム（Ｓｎ−Ｇｅ）合金半田のダイボン
ド材、錫−銅（Ｓｎ−Ｃｕ）合金半田のダイボンド材
は、従来の半導体素子用ダイボンド材である鉛−錫（Ｐ
ｂ−Ｓｎ）半田、錫−アンチモン（Ｓｎ−Ｓｂ）半田、
錫−銀（Ｓｎ−Ａｇ）半田、鉛−銀（Ｐｂ−Ａｇ）半
田、鉛−インジウム（Ｐｂ−Ｉｎ）半田に比べて、熱疲
労試験耐性が優れ、試験サイクルで１０００サイクル以
上の耐性の向上がみられるものである。特に錫−ゲルマ
ニウム（Ｓｎ−Ｇｅ）合金半田のダイボンド材は、従来
の鉛（Ｐｂ）、アンチモン（Ｓｂ）を含有しない錫−銀
（Ｓｎ−Ａｇ）半田に対しては、試験サイクルで２００
０サイクル以上の耐性の向上がみられ、鉛（Ｐｂ）、ア
ンチモン（Ｓｂ）を含有しないダイボンド材どうしで
も、本発明のダイボンド材の方が優れた耐性を有してい
る。また他のリードフレーム上のＮｉメッキとの接着性
は従来通り、良好である。また組立歩留においては、９
９％の良品歩留であり、信頼性上も問題がないものであ
る。したがって、本発明の錫−ゲルマニウム（Ｓｎ−Ｇ
ｅ）を母体合金とした半導体素子用ダイボンド材は、鉛
（Ｐｂ）、アンチモン（Ｓｂ）を含有せずに従来以上の
効果を有したダイボンド材である。また本発明の半導体
素子用ダイボンド材は、鉛（Ｐｂ）、アンチモン（Ｓ
ｂ）を含有しないばかりか、ダイボンド材の金属酸化が
抑制され、接着力が向上したダイボンド材である。
【図１】本発明の一実施形態で示す半導体素子用ダイボ
ンド材の機能を示す断面図
ンド材の機能を示す断面図
【図２】本発明の一実施形態にかかる半導体素子用ダイ
ボンド材の特性を示す図
ボンド材の特性を示す図
１ ダイパッド ２ 半導体素子 ３ ダイボンド材 ４ 金属膜
Claims (12)
- 【請求項１】錫（Ｓｎ）とゲルマニウム（Ｇｅ）とを主
成分とした合金よりなる半導体素子用ダイボンド材。 - 【請求項２】重量百分率で錫（Ｓｎ）９５〜９９．５重
量％とゲルマニウム（Ｇｅ）０．５〜５重量％とを主成
分とした合金よりなる請求項１記載の半導体素子用ダイ
ボンド材。 - 【請求項３】錫（Ｓｎ）とゲルマニウム（Ｇｅ）とを主
成分とした合金よりなる半導体素子用ダイボンド材にビ
スマス（Ｂｉ）を添加した半導体素子用ダイボンド材。 - 【請求項４】重量百分率で錫（Ｓｎ）９５〜９９．５重
量％とゲルマニウム（Ｇｅ）０．５〜５重量％とを主成
分とした合金の１００重量部に対して、ビスマス（Ｂ
ｉ）０〜５重量％（ただし０重量％を除く）を添加した
請求項３記載の半導体素子用ダイボンド材。 - 【請求項５】錫（Ｓｎ）とゲルマニウム（Ｇｅ）とを主
成分とした合金よりなる半導体素子用ダイボンド材にビ
スマス（Ｂｉ）および亜鉛（Ｚｎ）を添加した半導体素
子用ダイボンド材。 - 【請求項６】重量百分率で錫（Ｓｎ）９５〜９９．５重
量％とゲルマニウム（Ｇｅ）０．５〜５重量％とを主成
分とした合金の１００重量部に対して、ビスマス（Ｂ
ｉ）０〜５重量％（ただし０重量％を除く）および亜鉛
（Ｚｎ）０〜１０重量％（ただし０重量％を除く）を添
加した請求項５記載の半導体素子用ダイボンド材。 - 【請求項７】錫（Ｓｎ）と銅（Ｃｕ）とを主成分とした
合金よりなる半導体素子用ダイボンド材。 - 【請求項８】重量百分率で錫（Ｓｎ）９２．４〜９９．
３重量％と銅（Ｃｕ）０．７〜７．６重量％とを主成分
とした合金よりなる請求項７記載の半導体素子用ダイボ
ンド材。 - 【請求項９】錫（Ｓｎ）と銅（Ｃｕ）とを主成分とした
合金よりなる半導体素子用ダイボンド材にビスマス（Ｂ
ｉ）を添加した半導体素子用ダイボンド材。 - 【請求項１０】重量百分率で錫（Ｓｎ）９２．４〜９
９．３重量％と銅（Ｃｕ）０．７〜７．６重量％とを主
成分とした合金の１００重量部に対して、ビスマス（Ｂ
ｉ）０〜５７重量％（ただし０重量％を除く）を添加し
た請求項９記載の半導体素子用ダイボンド材。 - 【請求項１１】錫（Ｓｎ）と銅（Ｃｕ）とを主成分とし
た合金よりなる半導体素子用ダイボンド材にビスマス
（Ｂｉ）および亜鉛（Ｚｎ）を添加した半導体素子用ダ
イボンド材。 - 【請求項１２】重量百分率で錫（Ｓｎ）９２．４〜９
９．３重量％と銅（Ｃｕ）０．７〜７．６重量％とを主
成分とした合金の１００重量部に対して、ビスマス（Ｂ
ｉ）０〜５７重量％（ただし０重量％を除く）および亜
鉛（Ｚｎ）０〜９重量％（ただし０重量％を除く）を添
加した請求項１１記載の半導体素子用ダイボンド材。
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|---|---|---|---|
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999050901A1 (fr) * | 1998-03-30 | 1999-10-07 | Yamatake Corporation | Matiere de brasage tendre utilise pour fixer des puces |
| JP2001246493A (ja) * | 1999-12-28 | 2001-09-11 | Toshiba Corp | ハンダ材及びこれを用いたデバイス又は装置並びにその製造方法 |
| JP2008028295A (ja) * | 2006-07-25 | 2008-02-07 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | パワー半導体モジュール及びその製造方法 |
| WO2010047010A1 (ja) * | 2008-10-22 | 2010-04-29 | パナソニック株式会社 | 半導体装置及びその製造方法 |
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-
1996
- 1996-02-20 JP JP3156896A patent/JP3184449B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| US6656422B2 (en) | 1998-03-30 | 2003-12-02 | Yamatake Corporation | Die-bonding solder materials |
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