JPH11347786A - はんだ用Zn合金 - Google Patents
はんだ用Zn合金Info
- Publication number
- JPH11347786A JPH11347786A JP16334498A JP16334498A JPH11347786A JP H11347786 A JPH11347786 A JP H11347786A JP 16334498 A JP16334498 A JP 16334498A JP 16334498 A JP16334498 A JP 16334498A JP H11347786 A JPH11347786 A JP H11347786A
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- JP
- Japan
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- alloy
- temperature
- solder
- bonding
- die
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体素子のダイボンディング等に用いるの
に好適な、Pbを含まない高温はんだ用合金を提供する
ことを目的とする。 【解決手段】 Alを1〜9重量%含み、さらに、Sn
とInの1種以上を5〜25重量%含み、残部がZn及
び不可避不純物からなるはんだ用Zn合金。
に好適な、Pbを含まない高温はんだ用合金を提供する
ことを目的とする。 【解決手段】 Alを1〜9重量%含み、さらに、Sn
とInの1種以上を5〜25重量%含み、残部がZn及
び不可避不純物からなるはんだ用Zn合金。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子のダイ
ボンディング等で用いられる、Pbを含まない高温はん
だ用のZn合金に関する。
ボンディング等で用いられる、Pbを含まない高温はん
だ用のZn合金に関する。
【0002】
【従来の技術】パワートランジスタ素子のダイボンディ
ング等においては、0.3〜1.0mmφのワイヤ材
や、0.05〜3mmtの板材といった、微小な形状の
高温はんだが用いられている。
ング等においては、0.3〜1.0mmφのワイヤ材
や、0.05〜3mmtの板材といった、微小な形状の
高温はんだが用いられている。
【0003】このようなはんだには、1)300〜35
0℃程度の温度ではんだ付けが可能であること、2)3
00℃以下の温度で行われるワイヤボンディング工程に
おいてもはんだが溶融しないこと、等の特性が必要であ
る。従来はこのようなはんだ材として、Pb5%Sn合
金に代表されるPb系合金が用いられてきた。
0℃程度の温度ではんだ付けが可能であること、2)3
00℃以下の温度で行われるワイヤボンディング工程に
おいてもはんだが溶融しないこと、等の特性が必要であ
る。従来はこのようなはんだ材として、Pb5%Sn合
金に代表されるPb系合金が用いられてきた。
【0004】近年、環境汚染に対する配慮から、Pbの
使用を制限する動きが強くなってきている。こうした動
きに対応して、半導体素子のダイボンディング用の高温
はんだの分野においても、Pbを含まないものが求めら
れてきている。
使用を制限する動きが強くなってきている。こうした動
きに対応して、半導体素子のダイボンディング用の高温
はんだの分野においても、Pbを含まないものが求めら
れてきている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、300
〜350℃のはんだ付けが可能で、かつワイヤ状や板状
に加工可能で、Pb系合金を代替できる合金系は未だ見
出されていなかった。
〜350℃のはんだ付けが可能で、かつワイヤ状や板状
に加工可能で、Pb系合金を代替できる合金系は未だ見
出されていなかった。
【0006】そこで本発明は、かかる点に鑑み、半導体
素子のダイボンディング等に用いるのに好適な、Pbを
含まない高温はんだ用合金を提供することを目的とす
る。
素子のダイボンディング等に用いるのに好適な、Pbを
含まない高温はんだ用合金を提供することを目的とす
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明のはんだ用Zn合金は、Alを1〜9重量%
含み、さらに、SnとInの1種以上を5〜25重量%
含み、残部がZn及び不可避不純物からなることを特徴
とする。
めの本発明のはんだ用Zn合金は、Alを1〜9重量%
含み、さらに、SnとInの1種以上を5〜25重量%
含み、残部がZn及び不可避不純物からなることを特徴
とする。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明のZn合金は、ZnAl共
晶合金を基本とし、これにさらにSnとInの1種以上
を添加することにより低融点化を図ったものである。Z
nAl共晶合金は共晶温度が380℃付近にあるといわ
れているが、固相線と液相線がそれぞれ305℃と31
5℃であるPb5%Sn合金に比べると融点がまだ高
く、300〜350℃の温度ではんだ付けを行うにはさ
らなる低融点化が望まれる。
晶合金を基本とし、これにさらにSnとInの1種以上
を添加することにより低融点化を図ったものである。Z
nAl共晶合金は共晶温度が380℃付近にあるといわ
れているが、固相線と液相線がそれぞれ305℃と31
5℃であるPb5%Sn合金に比べると融点がまだ高
く、300〜350℃の温度ではんだ付けを行うにはさ
らなる低融点化が望まれる。
【0009】そして、SnとInは低融点化を達成する
ための添加元素である。SnとInは合金の濡れ性を向
上させる働きと、半導体チップの接合の信頼性を向上さ
せる働きを有する。SnとInの1種以上をZnAl共
晶合金に添加すると、それぞれのZnとの共晶温度であ
る200℃付近と、145℃付近以上の温度で液相が生
じるようになるが、本発明の組成範囲内であれば300
℃以下で生じる液相の量はごく少なく、ワイヤボンディ
ング工程等の電子部品の組み立て工程で何ら問題を生じ
ない。
ための添加元素である。SnとInは合金の濡れ性を向
上させる働きと、半導体チップの接合の信頼性を向上さ
せる働きを有する。SnとInの1種以上をZnAl共
晶合金に添加すると、それぞれのZnとの共晶温度であ
る200℃付近と、145℃付近以上の温度で液相が生
じるようになるが、本発明の組成範囲内であれば300
℃以下で生じる液相の量はごく少なく、ワイヤボンディ
ング工程等の電子部品の組み立て工程で何ら問題を生じ
ない。
【0010】Al濃度を1〜9%としたのは、この濃度
範囲をはずれると融点の向上が著しくなるからである。
ちなみにZnAl共晶のAl濃度は5%であり、本発明
合金においても、Al濃度は5%前後とするのが好まし
い。
範囲をはずれると融点の向上が著しくなるからである。
ちなみにZnAl共晶のAl濃度は5%であり、本発明
合金においても、Al濃度は5%前後とするのが好まし
い。
【0011】また、SnとInの1種以上の濃度を5〜
25%としたのは、下限濃度未満では融点の低下効果が
不十分であるからであり、逆に上限濃度を超えると20
0℃付近と145℃付近以上で生じる液相の量が多くな
りすぎて、ワイヤボンディング工程等で不都合が生じる
からである。
25%としたのは、下限濃度未満では融点の低下効果が
不十分であるからであり、逆に上限濃度を超えると20
0℃付近と145℃付近以上で生じる液相の量が多くな
りすぎて、ワイヤボンディング工程等で不都合が生じる
からである。
【0012】
【実施例】純度99.9%のZn、Al、Sn、Inの
原料を用いて、表1に示す組成のZn合金を大気溶解炉
により溶製した。得られた合金の評価として、融点はD
SC(MAC SCIENCE社製DSC3100型、
温度勾配10℃/分)を用いて測定した。濡れ性の評価
として、液相線温度より20℃高い温度で窒素気流中に
保持した溶融合金浴中にAgめっきを施した銅片を5秒
間侵漬し、Agめっき面に合金融液が濡れ広がった場合
を「良」、濡れ広がらない場合を「不良」として評価し
た。加工性の評価として、10mm厚鋳塊の冷間圧延を
行ない、0.1mm厚まで圧延が可能だった場合を
「良」、割れが入って0.1mm厚まで圧延できなかっ
た場合を「不良」として評価した。
原料を用いて、表1に示す組成のZn合金を大気溶解炉
により溶製した。得られた合金の評価として、融点はD
SC(MAC SCIENCE社製DSC3100型、
温度勾配10℃/分)を用いて測定した。濡れ性の評価
として、液相線温度より20℃高い温度で窒素気流中に
保持した溶融合金浴中にAgめっきを施した銅片を5秒
間侵漬し、Agめっき面に合金融液が濡れ広がった場合
を「良」、濡れ広がらない場合を「不良」として評価し
た。加工性の評価として、10mm厚鋳塊の冷間圧延を
行ない、0.1mm厚まで圧延が可能だった場合を
「良」、割れが入って0.1mm厚まで圧延できなかっ
た場合を「不良」として評価した。
【0013】また、ダイボンディング性の評価として、
0.1mm厚のはんだとはんだダイボンダー(dage
社製 EDB−200)を用い、AgめっきL/F上へ
の5mm角のAu蒸着ダミーチップを接合する場合の、
最低のボンディング温度を求めた。また、接合信頼性の
評価を評価として、ダイボンディング温度の評価の場合
と同様にAu蒸着ダミーチップを接合させたリードフレ
ーム(L/F)を用い、さらにモールド機(トランスフ
ァーモールド型)によりエポキシ樹脂(住友ベークライ
ト社製 EME−6300)をモールドした試料におい
て、 −50℃/150℃ の温度サイクル試験を50
0サイクル実施した後に樹脂を開封して接合部の観察を
行い、チップや接合界面に割れの発生が無い場合を
「良」、割れが発生した場合を「不良」と評価した。以
上の測定結果を表1に示した。
0.1mm厚のはんだとはんだダイボンダー(dage
社製 EDB−200)を用い、AgめっきL/F上へ
の5mm角のAu蒸着ダミーチップを接合する場合の、
最低のボンディング温度を求めた。また、接合信頼性の
評価を評価として、ダイボンディング温度の評価の場合
と同様にAu蒸着ダミーチップを接合させたリードフレ
ーム(L/F)を用い、さらにモールド機(トランスフ
ァーモールド型)によりエポキシ樹脂(住友ベークライ
ト社製 EME−6300)をモールドした試料におい
て、 −50℃/150℃ の温度サイクル試験を50
0サイクル実施した後に樹脂を開封して接合部の観察を
行い、チップや接合界面に割れの発生が無い場合を
「良」、割れが発生した場合を「不良」と評価した。以
上の測定結果を表1に示した。
【0014】なお、Sn、Inの添加によりそれぞれ2
00℃、145℃以上の温度で少量の液相が存在するよ
うになるが、表1における固相線温度は、この少量の液
相の存在を無視した結果を示している。
00℃、145℃以上の温度で少量の液相が存在するよ
うになるが、表1における固相線温度は、この少量の液
相の存在を無視した結果を示している。
【0015】
【表1】
【0016】表1において明らかなように、本発明によ
るZn合金は300〜350℃前後の温度でダイボンデ
ィングが可能であり、かつ濡れ性や加工性や接合信頼性
に問題が無いことがわかる。
るZn合金は300〜350℃前後の温度でダイボンデ
ィングが可能であり、かつ濡れ性や加工性や接合信頼性
に問題が無いことがわかる。
【0017】
【発明の効果】以上から明らかなように、本発明によ
り、電子部品の組立等で用いるのに好適な、300〜3
50℃でダイボンディングが可能で、かつ加工性や濡れ
性や接合信頼性も良好な高温はんだ用合金を提供するこ
とができる。
り、電子部品の組立等で用いるのに好適な、300〜3
50℃でダイボンディングが可能で、かつ加工性や濡れ
性や接合信頼性も良好な高温はんだ用合金を提供するこ
とができる。
Claims (1)
- 【請求項1】 Alを1〜9重量%含み、さらに、Sn
とInの1種以上を5〜25重量%含み、残部がZn及
び不可避不純物からなることを特徴とするはんだ用Zn
合金。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16334498A JPH11347786A (ja) | 1998-06-11 | 1998-06-11 | はんだ用Zn合金 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16334498A JPH11347786A (ja) | 1998-06-11 | 1998-06-11 | はんだ用Zn合金 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11347786A true JPH11347786A (ja) | 1999-12-21 |
Family
ID=15772102
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16334498A Pending JPH11347786A (ja) | 1998-06-11 | 1998-06-11 | はんだ用Zn合金 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11347786A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006322027A (ja) * | 2005-05-18 | 2006-11-30 | Uchihashi Estec Co Ltd | ヒューズ素子 |
CN102441744A (zh) * | 2011-06-28 | 2012-05-09 | 力创(台山)电子科技有限公司 | 一种用于铜铝焊接的药芯焊丝 |
JP2015223113A (ja) * | 2014-05-28 | 2015-12-14 | 地方独立行政法人北海道立総合研究機構 | 亜鉛合金の鋳造品、釣り用具、疑似餌及び鋳造方法 |
IT202200010391A1 (it) * | 2022-05-19 | 2023-11-19 | Kofler Srl | Lega metallica di tipo migliorato per la zincatura a caldo di materiali ferrosi |
-
1998
- 1998-06-11 JP JP16334498A patent/JPH11347786A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006322027A (ja) * | 2005-05-18 | 2006-11-30 | Uchihashi Estec Co Ltd | ヒューズ素子 |
CN102441744A (zh) * | 2011-06-28 | 2012-05-09 | 力创(台山)电子科技有限公司 | 一种用于铜铝焊接的药芯焊丝 |
JP2015223113A (ja) * | 2014-05-28 | 2015-12-14 | 地方独立行政法人北海道立総合研究機構 | 亜鉛合金の鋳造品、釣り用具、疑似餌及び鋳造方法 |
IT202200010391A1 (it) * | 2022-05-19 | 2023-11-19 | Kofler Srl | Lega metallica di tipo migliorato per la zincatura a caldo di materiali ferrosi |
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