接合线制造技术

提供一种接合线，在与由Al合金构成的电极接合的情况下也能够抑制在接合线与电极的接合部分产生裂缝或条痕，在长期间内接合可靠性较高。Cu的含量为0.1质量％以上且5.0质量％以下，Ca的含量为1质量ppm以上且100质量ppm以下，从由Nd、Sm和Gd构成的组中选择的1种或者2种以上的元素的含量的合计为1质量ppm以上且100质量ppm以下，Ca的含量与从由Nd、Sm和Gd构成的组中选择的1种或者2种以上的元素的含量的合计为5质量ppm以上且150质量ppm以下，剩余部分由Au构成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】接合线
本专利技术涉及接合线。
技术介绍
作为将半导体元件上的电极和基板的电极连接的方法，如图1所示，公知有如下的方法：在将通过放电加热等而形成在接合线W的前端的FAB(FreeAirBall：自由空气球)按压在一个电极10而进行第一接合之后，通过将接合线的外周面按压在另一个电极10’而进行第二接合的球焊法来连接电极10、10’的方法；以及如图2所示，在将FAB按压在一个电极20而接合之后，切断接合线W而在一个电极20形成凸块22，经由该凸块22和焊料24而连接另一个电极20’的方法。在这样的球焊法或凸块的形成所使用的接合线中，从化学上的稳定性或大气中的操作容易度出发，使用由纯度4N(99.99质量％)的Au(金)构成的接合线。然而，若将纯度4N的Au构成的接合线与Al(铝)或Al合金的电极10、20接合，则在形成于电极10上的接合部(以下，也有时将该接合部称为“FAB接合部”)12与电极10的界面附近、形成于电极20上的凸块22与电极20的界面附近生成Au-Al金属间化合物。由于所生成的Au-Al金属间化合物，容易在界面产生裂缝或条痕。在下述专利文献1中提出由在Au中复合添加了Cu(铜)和Pd(钯)的合金构成的接合线。专利文献1：日本特开平8-199261号公报然而，若在以Au为主成分的接合线中添加Pd，则能够在某程度上防止FAB接合部与电极的界面部分的裂缝的产生，但不容易防止条痕的产生，无法满足接合可靠性。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述情况而完成的，目的在于，提供一种接合线，在与由Al合金构成的电极接合的情况下也能够抑制接合线与电极的接合部分的裂缝或条痕的产生，在长期间内接合可靠性较高。为了解决上述课题，在本专利技术的接合线中，Cu的含量为0.1质量％以上且5.0质量％以下，Ca的含量为1质量ppm以上且100质量ppm以下，从由Nd、Sm和Gd构成的组中选择的1种或者2种以上的元素的含量的合计为1质量ppm以上且100质量ppm以下，Ca的含量与从由Nd、Sm和Gd构成的组中选择的1种或者2种以上的元素的含量的合计为5质量ppm以上且150质量ppm以下，剩余部分由Au构成。在上述本专利技术的接合线中，优选Cu的含量小于3质量％，更优选Cu的含量小于1质量％。另外，优选Cu的含量为0.3质量％以上。另外，优选Ca的含量与从由Nd、Sm和Gd构成的组中选择的1种或者2种以上的元素的含量的合计为20质量ppm以上且100质量ppm以下。根据本专利技术，得到一种接合线，在与由Al合金构成的电极接合的情况下也能够抑制在接合线与电极的接合部分产生裂缝或条痕，在长期间内接合可靠性较高。附图说明图1是放大地示出在半导体封装中将电极间结线的接合线W的图。图2是示出在电极上形成了凸块22的状态的图。具体实施方式以下，参照图1对本专利技术的一个实施方式的接合线进行说明。本实施方式的接合线W是用于通过球焊法将半导体封装(例如，功率IC、LSI、晶体管、BGAP(BallGridArrayPackage：球栅阵列封装)、QFN(QuadFlatNonleadpackage：四方扁平无铅封装)、LED(发光二极管)等)的半导体元件上的电极(例如，Al合金电极、镍钯金包覆电极、Au包覆电极等)10、电路布线基板(引线框、陶瓷基板、印刷电路基板等)的导体布线(电极)10'而连接的接合线。此外，本实施方式的接合线W除了用于球焊法以外，还可以用于凸块的形成，另外，能够作为半导体封装以外的各种方式的接合线使用。在该接合线W中，Cu的含量为0.1～5.0质量％、Ca的含量为1～100质量ppm、从Nd、Sm和Gd选择的1种或者2种元素的含量的合计为1～100质量ppm、Ca的含量与从由Nd、Sm和Gd构成的组中选择的1种或者2种以上的元素的含量的合计为5质量ppm以上且150质量ppm以下，剩余部分由Au构成。接合线W的线材直径可以根据用途而采用各种大小，但例如可以为5μm以上且150μm以下。具体而言，构成接合线W的Au也可以含有在精制上不可避免地存在的杂质。在Au中，作为杂质，例如也可以含有Ag、Pd、Cu、Fe(铁)等。通过使Cu的含量为0.1质量％以上，能够抑制由于将熔融的FAB压接于图1所示的电极10而在形成于电极10上的FAB接合部12与电极10的界面附近产生裂缝或条痕，得到在长期间内接合可靠性较高的接合线。通过使Cu的含量为5.0质量％以下，在接合线的前端形成的FAB不会变得过硬，能够抑制将FAB按压并接合于电极时产生的电极的损伤。Cu的含量的上限值优选为3.0质量％以下，更优选为小于1.0质量％。另外，Cu的含量的下限值优选为0.3质量％以上。通过使Cu的含量为3.0质量％以下，能够进一步抑制上述的电极的损伤。另外，通过使Cu的含量为3.0质量％以下，抑制在接合线的前端形成的FAB的加工固化，因此能够抑制将FAB按压并接合于电极时产生的电极的卷起即“铝飞溅”。通过使Cu的含量小于1.0质量％，能够进一步抑制电极的损伤和铝飞溅。若Cu的含量为0.3质量％以上，则能够使接合可靠性、第一颈强度、第二接合强度更良好。第一颈强度是指FAB接合部12与接合线W的边界部分(以下，有时将该边界部分称为“第一颈部”)14的强度。第二接合强度是指将接合线W的外周面按压在另一个电极10’而形成的接合部(以下，也有时将该接合部称为“第二接合部”)16的强度。通过含有Ca，如图1所示，能够减小用接合线W将电极10、10'结线时产生的环高度H。另外，通过含有Ca，如图2所示，能够减小用接合线W形成凸块22时产生的凸块高度L。Ca的含量可以为1质量ppm以上且100质量ppm以下，优选为10质量ppm以上且30质量ppm以下。从Nd、Sm和Gd中选择的1种或者2种以上的元素(以下，也有时称为“选择添加元素”)与Ca同样，能够减小用接合线W将电极10、10'结线时产生的环高度H或凸块高度L。选择添加元素的含量可以为1质量ppm以上且100质量ppm以下，优选为10质量ppm以上且30质量ppm以下。选择添加元素发挥与Ca相同的作用效果，因此即使没有添加Ca和选择添加元素中的任一方的情况下，也能够通过增加另一个添加量而减小环高度H或凸块高度L。即使在仅添加Ca的情况下或仅添加选择添加元素的情况下，也能够实现环高度H或凸块高度L的降低。但是，若Ca或选择添加元素的添加量过多，则FAB的圆球性降低。与此相对，若是将Nd、Sm和Gd的选择添加元素与Ca并用的情况，与仅添加Ca和选择添加元素中的任一方的情况相比，FAB的圆球性不容易降低。因此，若仅添加Ca，为了满足所希望的规格而实现环高度H或凸块高度L的降低，则即使是FAB的圆球性降低的情况，也能够通过将Ca和选择添加元素并用而维持FAB的圆球性。因此，通过含有Ca和选择添加元素，与仅使用Ca的情况相比，维持FAB的圆球性，而且能够本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种接合线，其中，/nCu的含量为0.1质量％以上且5.0质量％以下，/nCa的含量为1质量ppm以上且100质量ppm以下，/n从由Nd、Sm和Gd构成的组中选择的1种或者2种以上的元素的含量的合计为1质量ppm以上且100质量ppm以下，/nCa的含量与从由Nd、Sm和Gd构成的组中选择的1种或者2种以上的元素的含量的合计为5质量ppm以上且150质量ppm以下，/n剩余部分由Au构成。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180130 JP 2018-0140631.一种接合线，其中，
Cu的含量为0.1质量％以上且5.0质量％以下，
Ca的含量为1质量ppm以上且100质量ppm以下，
从由Nd、Sm和Gd构成的组中选择的1种或者2种以上的元素的含量的合计为1质量ppm以上且100质量ppm以下，
Ca的含量与从由Nd、Sm和Gd构成的组中选择的1种或者2种以上的元素的含量的合计为5质量ppm以上且150质量ppm以下，
剩余部分由Au构成。...

【专利技术属性】
技术研发人员：黑崎裕司，棚桥央，
申请(专利权)人：拓自达电线株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP