TW201308434A

TW201308434A - 高溫半導體元件用平角狀鍍金銅帶

Info

Publication number: TW201308434A
Application number: TW100127661A
Authority: TW
Inventors: Michitaka Mikami; Shinichiro Nakajima; Hiroshi Matsuo; Kenichi Miyazaki
Original assignee: Tanaka Electronics Ind
Priority date: 2011-08-04
Filing date: 2011-08-04
Publication date: 2013-02-16

Abstract

提供多處同時連接半導體元件焊墊與鍍鎳(Ni)基板側導腳間之焊帶，能提高超音波接合性及高溫可靠性。由鍍金層及銅芯材構成的鍍金銅帶作為焊帶，有使銅芯材為具有70Hv以下之維氏硬度且純度在99.9%以上之銅(Cu)，以賦予導電性及環套形成性，在氬氣(Ar)等稀有氣體的氛圍氣體下，前述金被覆層在室溫之銅(Cu)芯材狹帶上，藉由磁控管濺鍍以形成細微粒狀結晶組織，使該結晶組織之維氏硬度與芯材及被覆層相同，以防止鋁墊之損傷，同時提高接合性。在稀有氣體的氛圍氣體下磁控濺鍍之金細微結晶組織，係硬度較金塊材高，且呈粒狀組織，藉此，能抑制接合時之熱擴散。

Description

高溫半導體元件用平角狀鍍金銅帶

本發明係有關於一種用於藉多數部位同時超音波接合以接合電子零件與半導體元件焊墊，連接成環套狀的平角狀鍍金銅帶，且特別有關於一種用於連接功率半導體元件鋁焊墊與鍍鎳(Ni)基板側導腳部之平角狀鍍金銅帶。

搭載於半導體元件之接合焊墊，主要使用由純度99.99%之鋁(Al)金屬或於其中加入0.5～1.2質量%矽(Si)或0.2～0.7質量%銅(Cu)，或者，組合上述元素之Al-Cu-Si等合金所構成的鋁焊墊。又，在鍍鎳(Ni)基板側導腳，主要使用藉電鍍及濺鍍形成有鎳(Ni)被覆層之銅(Cu)合金或鐵(Fe)合金，或是配載有此等材質製成的導腳之陶瓷。在藉超音波接合連接前述鋁焊墊與鍍鎳(Ni)導線架等之時，係使用平角狀銅帶。平角狀銅帶之接合方法，係壓合超硬工具至銅帶上，藉其負荷及超音波震動之能量以接合。施加超音波之效果，係促進銅帶變形，以擴大接合面積，且破壞、去除在銅帶上自然形成的氧化膜，使銅(Cu)等金屬原子在底面露出，使相對於鋁(Al)第1接合面與鎳(Ni)第2接合面及銅帶表面之界面產生塑性流動，一邊逐漸增加相互密著的新表面，一邊使兩者產生原子間鍵結。

此種半導體元件鋁電極焊墊及與其連接的鍍鎳(Ni)基板側導腳，如上所述，材質彼此不同。因此，即使藉由不伴隨冶金性熔融過程之超音波接合，在此等接合界面，因為存在由銅帶表面氧化或硫化而引起的變質層，未必能達成堅固且可靠性高之接合。

此等問題之解決對策，有提案電鍍金(Au)至銅(Cu)素材，之後，複數次連續抽線，以做成由被覆2.5μm及0.8μm金(Au)之熱壓接銲球而得的接合引線(日本專利特開昭59-155161號公報及日本專利特開2004-006740號公報、下述之專利文獻1及2)。當適用此等接合引線技術至接合帶之超音波接合時，在接合引線時，接合一者之半導體元件側的電極係鋁(Al)焊墊，另一者係導線架等異種金屬，所以，當為接合帶時，亦係對於鋁焊墊與被覆有鎳(Ni)之電鍍或包層之鐵鎳鈷合金(Kovar)等的導線架，接合鍍金銅帶之金屬面。

但是，此金(Au)被膜較厚的鍍金銅帶由於金(Au)與鎳(Ni)之接合性相當差，所以，無法與鍍鎳(Ni)基板側導腳良好地進行第2接合。

因此，為防止銅(Cu)之氧化及硫化，同時克服第2接合之接合性的低劣，亦需使金(Au)被覆層變薄。

日本專利特開2007-324603號公報(下述之專利文獻3)，可視為對應此種要求而予提案者，將高導電性之銅(Cu)當作芯材，被覆金(Au)以使高導電性與對於鋁焊墊之超音波接合性相兼容。

若依使用本發明時，對於引線內部之銅(Cu)層，藉以外部之金(Au)被覆，能達成由可靠性甚高的超音波接合而得的接合。由而，藉內側之銅(Cu)達成較高的導電性，相對於此，藉相對厚度較銅層1/10薄的金被覆層，其實際使用厚度為1～200nm，較有利的為20～25 nm之金(Au)被覆層，可達成對於鋁焊墊之優良超音波接合。

藉由此種鍍金銅帶在一處一次超音波接合時，若銅(Cu)不會加工硬化時，則藉銅芯材可達成高導電性。

但是，當同時超音波接合鍍金銅帶多數部位時，藉接合時發生的熱，使銅(Cu)在接合處會變形，因為銅(Cu)之加工硬化，龜裂等會容易地進入鋁焊墊。又，在其接合界面容易產生銅(Cu)與鋁(Al)之金屬間化合物，結果，接合強度會有離散度。而且當高溫靜置時，自接合界面之空洞等，鋁(Al)氧化膜會成長，接合界面中的鍍金銅帶之接合強度會降低，其高溫接合可靠性不能說是很充分的。

而且，使用功率半導體等的高溫半導體元件用鍍金銅帶之超音波接合，在第1接合後形成環套再進行第2接合，有時視情況而異仍需進行超過上述數量之複數接合，在最終的接合後以剪刀剪斷鍍金銅帶。

在上述鍍金銅帶接合可靠性會成為問題者，係耐熱溫度需要130～175℃之高溫半導體，尤其，冷暖空調機、太陽能發電系統、油電車或電動車等之功率半導體所採用的大容量鍍金銅帶。例如被使用於車載用功率半導體之鍍金銅帶，最大通常必須承受150～175℃左右之接合部溫度。在此種高溫環境下，超音波接合鍍金銅帶時之高溫氧化亦當作課題被舉出，而有藉穩定皮膜覆蓋鍍金銅帶表面等，以提高鍍金銅帶之耐氧化性。

在此種組裝環境下，確保鍍金銅帶與鋁焊墊電極部及鍍鎳(Ni)基板側導腳之接合強度即變得重要。

[專利文獻]

[專利文獻1]　日本專利特開昭59-155161號公報

[專利文獻2]　日本專利特開2004-006740號公報

[專利文獻3]　日本專利特開2007-324603號公報

本發明係用於解決上述問題，將設有某程度形狀大小之金(Au)被覆層之鍍金銅帶，在由鋁(Al)金屬或合金所構成的半導體元件焊墊之第1接合，藉多數部位超音波接合予以接合，自第1接合描繪環套，以於鍍鎳(Ni)基板之第2接合，藉多數部位超音波接合以接合，即使如此，在第1接合時，鋁焊墊不會產生龜裂等，在第2接合時，亦能確保充分的接合強度當作本發明之課題。

用於解決上述課題之機構，本發明人等係利用使金(Au)被覆層為細微粒狀結晶組織。

亦即，一般係在與鋁焊墊電極部之第1接合中，壓合多數部位突出的超硬工具至鍍金銅帶，使鍍金銅帶之多數部位一次超音波接合至鋁焊墊，但是此時，銅(Cu)芯材狹帶(tape)會變形以產生加工硬化，在鋁焊墊會產生龜裂等。本發明人等使金(Au)被覆層為細微粒狀結晶沈積的組織構造，藉此，使外觀上的金(Au)被覆層較厚，藉其緩衝效果，減弱銅(Cu)芯材狹帶加工硬化之影響，以在鋁焊墊不產生龜裂等。

又，使於超音波接合時產生的對接合無貢獻之熱，為鍍金(Au)層之粒狀組織所吸收，以使鍍金(Au)層回至塊狀組織，藉此，加大接合附近之發熱，以減弱銅(Cu)加工硬化之影響。

又，於第2接合亦藉由超硬工具一口氣超音波接合鍍金銅帶之多數部位，但是在此情形下，如第1接合般地，鍍鎳(Ni)層並無產生龜裂等的課題。因此，能加大超音波接合之發熱量及超硬工具之加壓力，但是，鍍金(Au)層之厚度實質上較薄而可以忽視。亦即，鍍金(Au)層係由於接合時之負荷及超音波遭受破壞，或者，藉此時之熱向銅(Cu)芯材內部擴散，所以，銅(Cu)芯材之銅(Cu)與鍍鎳(Ni)層之鎳(Ni)為直接超音波所接合。

本發明之即使在130～175℃環境下亦可使用之可用於半導體之鍍金帶，係藉多數部位超音波接合以接合由鋁(Al)金屬或合金所構成的半導體元件焊墊第1接合，及鍍鎳(Ni)基板第2接合，其係用於環套狀地連接第1接合與第2接合之間，由鍍金(Au)層及銅(Cu)芯材狹帶所構成，其特徵在於：前述銅(Cu)芯材狹帶係由具有70Hv以下維氏硬度且純度99.9%以上之銅(Cu)所構成，前述鍍金(Au)層係由在氬氣(Ar)或氦氣(He)等稀有氣體的氛圍氣體下，經予磁控管濺鍍的純度99.9%以上金(Au)所構成的細微粒狀結晶組織。

本發明中之鍍金(Au)層，係純度99.9%以上之高純度且予以磁控管濺鍍，所以，硬度為純度99.99%以上且已實施熱處理的金(Au)塊狀硬度(在10公克負荷下，皆為50Hv)之2倍以上(100～150Hv左右)。

其原因在於：於本發明鍍金銅帶表面上直接形成的鍍金(Au)層，由於在中介有稀有氣體之低壓條件下，其所澱積形成的細微多晶組織已積蓄有甚多的內部扭曲變形。此扭曲變形之原因在於：起因於金(Au)蒸鍍源之不純物，或者，起因於真空裝置中殘留的氧或水分等。尤其，在磁控管濺鍍中，對經予濺鍍的金(Au)粒子施加高能量，同時捲入使用的稀有氣體(例如氬氣(Ar))或殘留氧或水分等，於特定之條件下，形成緻密且結晶粒較小的多晶膜。此金(Au)被覆層之硬度，係金(Au)純度為自99.9質量%～99.99質量%時，純度愈高則其硬度愈低。

而且，本發明鍍金(Au)銅帶之金(Au)被覆層，係使用純度99.9%以上之金(Au)，所以，與銅(Cu)芯材之銅(Cu)間的接合性良好，金(Au)膜本身亦緻密且穩定，所以，能防止來自銅(Cu)芯材內部之氧經由金(Au)被覆層，以進入鋁(Al)焊墊之界面，能有效抑制鋁(Al)之氧化。此在組裝後的高溫靜置實驗中，即使於金(Au)被覆層往銅(Cu)芯材擴散而消失的處所，於鋁焊墊之鋁(Al)與銅(Cu)之接合界面處，亦不會形成新的鋁(Al)氧化物之事實可以獲得驗證。

對於金(Au)被覆層之上述硬度，藉由使銅(Cu)芯材狹帶在70Hv以下，較宜為60 Hv以下之維氏硬度，在第1接合時，能抑制鋁焊墊之晶片損壞。

又，對於被覆有上述金(Au)之銅(Cu)芯材狹帶之硬度，前述金(Au)被覆層之厚度係50nm~500nm，宜為100 nm~400nm範圍內，藉由將經予磁控管濺鍍的鍍金(Au)層厚度設定於上述範圍內，使銅(Cu)芯材狹帶之硬度最能發揮效果。

而且，使金(Au)被覆層厚度較薄，而於上述專利文獻3中被當作合適範圍之金(Au)被覆膜厚度，強烈承受作為基底之銅(Cu)芯材狹帶表面性狀之影響，即使係被磁控濺鍍之金(Au)被膜，銅(Cu)芯材狹帶之表面性狀也照原樣出現，無法控制結晶組織。又，在金(Au)被膜中，承受超音波接合時之能量集中而無法維持其結晶組織，所以，銅(Cu)芯材狹帶加工硬化之影響保持原狀的傳遞至鋁焊墊。

如此，藉於芯材表面上設置金(Au)被覆層，抑制由銅(Cu)芯材狹帶接合時加工硬化而引起的影響，藉此，防止第1接合中之晶片損壞，同時對於晶片側之鋁焊墊電極能確保穩定的接合強度。又，第2接合時之銅(Cu)芯材係與鍍鎳(Ni)被覆層直接超音波接合，藉此，確保第2接合之穩定接合強度。又，使銅(Cu)芯材狹帶為純度99.9%以上之銅(Cu)～純度99.99%以上之銅(Cu)，或者，提高至純度99.999%以上之銅(Cu)，更能提高上述效果。銅(Cu)之純度或微量添加元素之種類，係對應使用半導體之目的，可以適當選擇。而且如純度99.99%以上之銅(Cu)，甚至純度99.999%以上之銅(Cu)，使用更高純度之銅(Cu)，有減少在環套形成時或第1接合與第2接合中的加工硬化之效果，非常適合高溫半導體之用途。又，藉此種高純度化，於形成環套時，即使描繪陡峭的環套，亦甚難自接合界面剝離。

又，本發明之高溫半導體元件用鍍金銅帶，其係由鍍金(Au)層及銅(Cu)芯材狹帶而成者，使藉多數部位超音波接合以環套狀連接半導體之元件焊墊與鍍鎳(Ni)基板之間，其特徵在於：前述銅(Cu)芯材狹帶係由具有70Hv以下維氏硬度且純度99.9%以上之銅(Cu)而成，前述鍍金(Au)層係由在稀有氣體的氛圍氣體下經予磁控管濺鍍形成，且予導入甚多的扭曲變形者而成。

為防止鍍金銅帶內之由金(Au)往銅(Cu)內部擴散而引起的金皮膜消失，於銅(Cu)芯材與鍍金(Au)層之間形成擴散防止層係有效的，擴散防止層在已知的鎳(Ni)、鋅(Zn)或鈦(Ti)、鎢(W)、鉻(Cr)之外，可使銅與全率固溶的金、銀、鈀、鉑及其他鉑族金屬等予以磁控管濺鍍而得。此擴散防止層即使藉磁控管濺鍍而變硬，相對於金(Au)被覆層亦極薄，相對於鍍金(Au)層最大亦不過為數十%等級以下之膜厚，所以，可以忽視第1接合時之擴散防止層硬度。

由本發明而得的鍍金(Au)層之特徵，係純度99.9%以上之高純度，同時維氏硬度為塊狀金(Au)硬度之2倍以上，減少由銅(Cu)芯材加工硬化而引起的影響。在本發明中，藉由使此種鍍金(Au)層，直接組合於軟質的維氏硬度70Hv以下且純度99.9%以上之銅(Cu)，能發揮作為高溫半導體元件用鍍金銅帶之功能。

亦即，在藉由超硬工具使鍍金銅帶多數部位超音波接合至鋁焊墊以作為第1接合，之後，藉由超硬工具使鍍金銅帶形成環套狀，之後，藉超硬工具使鍍金銅帶多數部位超音波接合至鍍鎳(Ni)導線架等以作為第2接合連接之代表性超音波接合步驟中，能抑制第1接合時之晶片龜裂，第1接合時及第2接合時之接合強度離散度會減少，能穩定地接合。又，於形成環套時，即使描繪陡峭的環套，亦能確保純度99.9%以上的高純度金(Au)與純度99.9%以上的高純度銅(Cu)間之密著強度，在超音波接合時，其銅/鋁界面不會剝離。而且，即使靜置已接合的鍍金銅帶在高溫環境下，亦能防止氧自鍍金(Au)層表面，進入銅(Cu)芯材狹帶界面。

在本發明之鍍金銅帶中，銅(Cu)芯材狹帶之純度以99.99%以上為宜。因為能盡量減少環套變形時之加工硬化，加快接合速度，增加每單位時間之連接個數。銅(Cu)芯材狹帶之純度或種類雖然可視所使用的半導體或導線架等而予適當決定，但是，為避免接合時之銅(Cu)芯材狹帶加工硬化及不純物混入，最好盡量為純度99.995%以上之高純度。

本發明之鍍金(Au)層之硬度，宜為金(Au)塊硬度之2倍以上。因為能避免由於接合部中之銅(Cu)芯材狹帶加工硬化而引起的鋁(Al)焊墊晶片損壞。

又，純度99.9%以上之鍍金(Au)層宜為在氬氣(Ar)或氦氣(He)等稀有氛圍氣體下，藉由濺鍍析出者。

於銅(Cu)芯材狹帶上被覆金(Au)時，於確保析出的金(Au)純度，膜厚及膜質之均勻性，對芯材狹帶角部分之析出容易性，對銅(Cu)芯材狹帶內面之勻擲性等方面，以化學蒸氣沉積法較磁控管濺鍍法良好。但是，於成為本發明課題之所形成的鍍金(Au)層為適度硬質且呈多晶化方面，則以可導入甚多扭曲變形之磁控管濺鍍法較優，所以，本發明係採用磁控管濺鍍法。

又，金(Au)被覆層厚度，自與鍍鎳(Ni)導線架等進行超音波接合以當作第2接合之觀點觀之，為防止與鎳(Ni)之接合不良，所以，以設成500nm以下為宜。而且，若金(Au)被覆層膜厚未滿50nm時，無法形成細微粒狀之金(Au)結晶組織，其成為第1接合晶片損壞之原因，所以，宜為50nm以上。較宜為100～400nm範圍，在本範圍中，耐晶片損壞性與被覆膜密著強度之配衡係最優越的。

[實施例1] 〈銅(Cu)狹帶之製作〉

壓延加工純度99.9質量%之銅(Cu)板材，製作寬2.0mm且厚0.15mm之銅(Cu)狹帶。接著，完全退火已壓延加工的狹帶後，其硬度為維氏硬度70Hv~55Hv。將已完全退火的狹帶當作本發明之銅(Cu)芯材狹帶「X1」，使用於實施例及比較例。又，純度99.99質量%、純度99.999質量%及純度99.9999質量%之銅(Cu)已平壓延的物件，分別當作本發明之銅(Cu)芯材狹帶「X2」、「X3」及「X4」。

又，於此銅(Cu)板材上藉由磁控管濺鍍使純度99.9質量%且0.5μm之鈀(Pd)箔成膜，製作寬2.0mm且厚0.15mm之銅(Cu)芯材狹帶「Y」。

而且，當完全退火純度99.99質量%～99.9999質量%銅(Cu)狹帶時，維氏硬度皆在55～50Hv範圍內。

〈金(Au)蒸鍍源之製作〉

將純度99.9質量%之金(Au)分別當作蒸鍍源「A」，將純度99.99質量%之金(Au)分別當作蒸鍍源「B」，將純度99.999質量%之金(Au)分別當作蒸鍍源「C」。又，將偏離本發明純度之2N者當作「D」。此等組成示於表1及表2。

〈鍍金銅帶之製作〉

流入氬氣至磁控管濺鍍裝置，保持真空度在0.7Pa。接著，使濺鍍功率為1.0kW，加熱金(Au)蒸鍍源。蒸發的金(Au)粒子，係以表1及表2所示的既定膜厚被覆於直線距離分離100mm之室溫銅(Cu)芯材狹帶，製作鍍金(Au)帶。又，擴散防止層(中間層)係製作如下。於濺鍍裝置內配置成為中間層之純度99.9質量%以上物質X之靶材，與純度99.9質量%以上金(Au)靶材，以純度99.99質量%以上之氬氣填充，使得濺鍍壓力成為0.7Pa。之後，藉濺鍍對分離100mm之平角狀銅(Cu)芯材狹帶連續進行中間層之鍍膜，形成既定形狀之膜厚。之後，在同一壓力進行金(Au)被覆層之澱積與鍍膜，形成由既定形狀膜厚之緻密結晶組織所構成的層。

濺鍍時間甚短，所以，銅(Cu)芯材狹帶之表面約為室溫。

〈硬度量測〉

針對金(Au)被覆銅帶，當以微型維氏硬度計測量經予磁控濺鍍的膜厚10、5、3μm金(Au)被覆層時，皆為100～150Hv(讀取值)。因此，可知維氏硬度幾乎不因膜厚變化而改變。因此，可知藉本發明磁控濺鍍形成的被覆膜明顯地硬度較高，而且即使膜厚較小，亦維持較高的數值。

上述測量的金(Au)被覆層厚度，較本發明金(Au)被覆層之厚度大，但是，在Hv測量中，上述厚度有其必要，又，此等被覆層形成之履歷沒有差異，所以，即使在本發明範圍之金(Au)被覆層厚度，上述測量值亦成立。

〈內部組織之量測〉

試樣編號2調質處理後的鍍金銅帶，以稀薄的王水浸漬數秒鐘。而且，浸漬後的金(Au)膜表面以雷射顯微鏡觀察(第1圖及第2圖)。而且，放大(10000倍)濺鍍表面之濺鍍面(照片)示於第5圖。

相對於此，使作為比較例之與試樣編號2金(Au)相同組成且膜厚為50μm之物件，包層壓延加工至純度99.999質量%銅(Cu)板材，所得的鍍金銅帶與上述同樣浸漬而得金(Au)膜表面，以雷射顯微鏡觀察該金(Au)膜表面(第3圖及第4圖)。

由第1圖、第2圖及第5圖可知，本發明之磁控管濺鍍膜係金(Au)各晶界劃分成球狀且獨立存在。其係微量元素於金(Au)晶界析出以形成劃分之物件。

關於此等鍍金銅帶之構成，實施例以表1表示，比較例以表2表示。

〈接合強度實驗〉

使試樣編號1～54及比較例試樣編號1～18之鍍金銅帶，超音波接合至純度99.99質量%鋁(Al)板(厚度2mm)及已實施5μm鎳(Ni)電鍍之純度99.95質量%銅(Cu)基板(厚度2mm)上。裝置係藉歐索達因公司(Orthodyne Electronics Co.)製全自動帶接合機3600R型，以80kHz頻率，變形幅度係1.01～1.05倍之負載條件以及超音波負載之條件，全部試樣以相同條件實施超音波接合。

又，鍍金銅帶之環套長度係50mm，環套高度係30mm，此條件設定較一般條件，其自焊帶、路徑或工具接受的滑動阻力更大。

而且，當各試樣一齊以n=40個超音波接合時，調查接合中發生的引線切斷次數，但是在此等條件下，皆未發生引線斷裂。

〈高溫接合可靠性實驗〉

接合強度，係以靠近鍍金銅帶側面之帝吉公司製之DAGE萬能接合測試機PC4000型，自接合部側面進行的剪切強度予以測量。

針對實施例及比較例鍍金銅帶之可靠性實驗，有使接合完成之鍍鎳(Ni)基板暴露於175℃下500小時後之剪切強度測量。

而且，將可靠性實驗後之強度除以實驗實施前之剪切強度所得的數值，定義為可靠性實驗後之強度比，藉此評價。

又，判定係依據可靠性實驗後之強度比，可靠性實驗後之強度比為0.9以上者標記雙圓圈(◎)，0.7～0.9者標記單圓圈(○)，未滿0.7者標記打叉(X)。實施例之結果示於表3，比較例之結果示於表4。

由表3及表4可知，金(Au)被覆層之純度係重要的，本發明範圍之蒸鍍源A～C純度之被覆層，其接合強度及接合可靠性皆獲得良好的結果，但是，形成純度較低的蒸鍍源D被覆層之比較例試樣編號13～18者皆可靠性不佳，又，在接合強度亦較差。

又，關於金(Au)被覆層之濺鍍後硬度，本發明實施例者係在Hv100～150範圍，能獲得良好的接合強度及接合可靠性。

相對於此，比較例者係硬度即使為本發明範圍，鍍金(Au)層之純度偏離本發明範圍者(比較例13～18)，如上所述，接合強度及接合可靠性皆較差，鍍金(Au)層之厚度即使較本發明範圍薄(試樣編號1～6)或較厚(試樣編號7～12)，皆無法獲得良好結果。

本發明之焊帶，可於車輛搭載用或功率半導體裝置等持續急速發展之領域中，發揮高可靠性以適用，可期待將此等發展領域當作中心，對產業發展提供貢獻。

第1圖係自本發明鍍金銅帶之金(Au)被覆層上方觀察之由雷射顯微鏡而得的組織照片(接物鏡X20)。

第2圖係自本發明鍍金銅帶之金(Au)被覆層上方觀察之由雷射顯微鏡而得的組織照片(接物鏡X150)。

第3圖係自比較例鍍金銅帶之金(Au)被覆層上方觀察之由雷射顯微鏡而得的組織照片(接物鏡X20)。

第4圖係自比較例鍍金銅帶之金(Au)被覆層上方觀察之由雷射顯微鏡而得的組織照片(接物鏡X150)。

第5圖係自本發明鍍金銅帶之金(Au)被覆層上方觀察之組織照片(10000倍)。

第6圖係本發明鍍金(Au)銅帶之剖面圖。

第7圖係藉習用的包金(塊狀)帶，以超音波接合連接半導體元件焊墊與導線架之狀態之圖面。

Claims

一種高溫半導體元件用平角狀鍍金銅帶，其係由鍍金層及銅芯材狹帶所構成的平角狀扁帶，用於藉多處超音波接合以接合由鋁金屬或合金所構成的半導體元件焊墊第1接合及鍍鎳基板之第2接合，環套狀地連接第1接合與第2接合之間，其特徵在於：前述銅芯材狹帶係由具有70Hv以下維氏硬度且純度99.9%以上之銅(Cu)所構成，前述鍍金層係由在氬氣等稀有氣體的氛圍氣體下，予以磁控管濺鍍的純度99.9%以上金所構成之細微粒狀結晶組織。
如申請專利範圍第1項所述之高溫半導體元件用平角狀鍍金銅帶，其中前述粒狀結晶組織之結晶粒線密度係自上方觀之，每1μm具有10～100個。
如申請專利範圍第1項所述之高溫半導體元件用平角狀鍍金銅帶，其中前述粒狀結晶組織之結晶粒線密度係自上方觀之，每1μm具有10～50個。
如申請專利範圍第1項所述之高溫半導體元件用平角狀鍍金銅帶，其中前述銅芯材狹帶之純度係99.9以上。
如申請專利範圍第1項所述之高溫半導體元件用平角狀鍍金銅帶，其中前述鍍金層之純度係99.99以上。
如申請專利範圍第1項所述之高溫半導體元件用平角狀鍍金銅帶，其中前述鍍金被覆層之純度係99.999以上。
如申請專利範圍第1項所述之高溫半導體元件用平角狀鍍金銅帶，其中前述鍍金層之厚度係50～500nm。
如申請專利範圍第1項所述之高溫半導體元件用平角狀鍍金銅帶，其中，前述鍍金銅帶之形狀係寬0.5～10mm且厚0.05～1mm。
如申請專利範圍第1項所述之高溫半導體元件用平角狀鍍金銅帶，其中前述半導體元件焊墊係含有0.5～1.5質量%矽或0.2～0.7質量%銅之鋁合金。