(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＰｔおよびＰｄの内の１種または２種を合計で２０００ｐｐｍ〜２質量％、
Ｉｒ：１〜２００ｐｐｍ、
Ｓｒ：１〜５０ｐｐｍ、
Ｂｅ：１〜５０ｐｐｍ、
を含有し、残りがＡｕおよび不可避不純物からなる成分組成を有することを特徴とする高い初期接合性、高い接合信頼性および圧着ボールの高い真円性を有するボンディングワイヤ用金合金線。
【請求項２】
ＰｔおよびＰｄの内の１種または２種を合計で２０００ｐｐｍ〜２質量％、
Ｉｒ：１〜２００ｐｐｍ、
Ｓｒ：１〜５０ｐｐｍ、
Ｂｅ：１〜５０ｐｐｍを含有し、
さらに、Ｃａ：１〜５０ｐｐｍを含有し、残りがＡｕおよび不可避不純物からなる成分組成を有することを特徴とする高い初期接合性、高い接合信頼性および圧着ボールの高い真円性を有するボンディングワイヤ用金合金線。
【請求項３】
ＰｔおよびＰｄの内の１種または２種を合計で２０００ｐｐｍ〜２質量％、
Ｉｒ：１〜２００ｐｐｍ、
Ｓｒ：１〜５０ｐｐｍ、
Ｂｅ：１〜５０ｐｐｍを含有し、
さらに、Ｅｕ、Ｌａ、Ｙの内の少なくとも１種を合計で：１〜８０ｐｐｍを含有し、残りがＡｕおよび不可避不純物からなる成分組成を有することを特徴とする高い初期接合性、高い接合信頼性および圧着ボールの高い真円性を有するボンディングワイヤ用金合金線。
【請求項４】
ＰｔおよびＰｄの内の１種または２種を合計で２０００ｐｐｍ〜２質量％、
Ｉｒ：１〜２００ｐｐｍ、
Ｓｒ：１〜５０ｐｐｍ、
Ｂｅ：１〜５０ｐｐｍを含有し、
さらに、Ｃａ：１〜５０ｐｐｍを含有し、
さらに、Ｅｕ、Ｌａ、Ｙの内の少なくとも１種を合計で：１〜８０ｐｐｍを含有し、残りがＡｕおよび不可避不純物からなる成分組成を有することを特徴とする高い初期接合性、高い接合信頼性および圧着ボールの高い真円性を有するボンディングワイヤ用金合金線。
【請求項５】
前記ＳｒおよびＢｅは、１０ｐｐｍ≦ＳｒおよびＢｅの合計≦１００ｐｐｍでかつ１／６≦Ｂｅ／Ｓｒ≦３の条件を満たす範囲内にあることを特徴とする請求項１記載の高い初期接合性、高い接合信頼性および圧着ボールの高い真円性を有するボンディングワイヤ用金合金線。
【請求項６】
前記Ｓｒ、ＢｅおよびＣａは、１０ｐｐｍ≦Ｓｒ、ＢｅおよびＣａの合計≦１００ｐｐｍでかつ１／６≦Ｂｅ／（ＳｒおよびＣａの合計）≦３の条件を満たす範囲内にあることを特徴とする請求項２記載の高い初期接合性、高い接合信頼性および圧着ボールの高い真円性を有するボンディングワイヤ用金合金線。
【請求項７】
前記Ｓｒ、Ｂｅ、Ｅｕ、ＬａおよびＹは、１０ｐｐｍ≦Ｓｒ、Ｂｅ、Ｅｕ、Ｌａ、Ｙの合計≦１００ｐｐｍでかつ１／６≦Ｂｅ／（Ｓｒ、Ｅｕ、Ｌａ、Ｙの合計）≦３の条件を満たす範囲内にあることを特徴とする請求項３記載の高い初期接合性、高い接合信頼性および圧着ボールの高い真円性を有するボンディングワイヤ用金合金線。
【請求項８】
前記Ｓｒ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｅｕ、Ｌａ、Ｙは、
１０ｐｐｍ≦Ｓｒ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｅｕ、Ｌａ、Ｙの合計≦１００ｐｐｍでかつ１／６≦Ｂｅ／（Ｓｒ、Ｃａ、Ｅｕ、Ｌａ、Ｙの合計）≦３の条件を満たす範囲内にあることを特徴とする請求項４記載の高い初期接合性、高い接合信頼性および圧着ボールの高い真円性を有するボンディングワイヤ用金合金線。
【請求項９】
さらにＡｇ：１〜１０ｐｐｍを含有することを特徴とする請求項１〜８の内のいずれかの請求項に記載の高い初期接合性、高い接合信頼性および圧着ボールの高い真円性を有するボンディングワイヤ用金合金線。
【発明の詳細な説明】
【利用分野】
【０００１】
この発明は、広い温度範囲で使用することができるトランジスタ、ＬＳＩ、ＩＣなど半導体素子のチップ電極と外部リード部とを接続するための高い初期接合性、高い接合信頼性および圧着ボールの高い真円性を有するボンディングワイヤ用金合金線に関するものであり、このボングワイヤ用金合金線は２３μｍ以下の線径を有するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、トランジスタ、ＬＳＩ、ＩＣなど半導体素子は、広い温度範囲で使用されるようになっている。例えば、高周波用ＩＣなどは動作温度がますます高くなる傾向にあり、かかる高温を含む広い温度環境下に曝されても高度の信頼性が要求されている。
【０００３】
かかる広い温度範囲の環境下で使用されるＩＣチップ上の電極と外部リード部を接続するボンディングワイヤ用金合金線として、Ｐｄ：０．１〜０．８質量％を含有し、Ｃａ，Ｂｅ，Ｇｅおよび希土類元素の内の少なくとも１種を合計でＡｐｐｍ、Ｓｒ，Ｂａ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｔｉの内の少なくとも１種を合計でＢｐｐｍとした場合、Ａ＋Ｂ：３〜１００ｐｐｍとなるように含有し、残部がＡｕおよび不可避不純物からなる成分組成を有するボンディングワイヤ用金合金線が知られている（特許文献１参照）。この従来のボンディングワイヤ用金合金線はいずれも白金族金属を多めに含有させて高温での圧着ボールとＡｌパッドの接合強度を向上させ、さらに硬さを高くしてループの安定性を向上させており、これらボンディングワイヤ用金合金線を使用してＩＣチップ上の電極と外部リード部を接続するには、一般に金合金線を超音波併用熱圧着ボンディングする方法が主として用いられている。
【特許文献１】特許第３０８５０９０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、半導体素子の集積化が進むことにより、ボンディングワイヤ用金合金線には下記の特性が一層強く求められている。
（イ）半導体素子のＡｌパッド面積が小さくなり、Ａｌパッド上へのボールボンディング時において従来よりも低温かつ小さい接合面積で、良好な初期接合性（Ａｌパッド上へのボールボンディング時における圧着ボールのＡｌパッドからの剥がれ難さ）を得ること。
（ロ）半導体素子のＡｌパッド面積が小さくなっており、ボールボンディングでの圧着ボールの真円性が低いと、圧着ボールの一部がＡｌパッドからはみ出し、隣の圧着ボールと接触することによるショート不良が発生し、このショート不良は、Ａｌパッド面積の縮小により益々発生しやすくなることから、従来よりも圧着ボールが高い真円性を有すること。
（ハ）高温の過酷な使用環境で高度の信頼性が要求される車載用ＩＣや、動作温度が高くなる高周波用ＩＣなどでは、ボールボンディングによる接合界面における接合強度の低下や電気抵抗の上昇による接合不良の発生が問題視されており、これらの接合不良は、上記の低温接合や接合面積の縮小等のボンディング条件の悪化により、益々発生しやすくなる傾向があるため、従来よりも高い接合信頼性（ある環境下でのボールボンディングによる接合界面における接合強度や電気抵抗の持続性）を確保すること。
（ニ）ボンディング時にＡｌパッドを損傷しないこと。
【０００５】
しかし、前記従来のボンディングワイヤ用金合金線は、前記要求をある程度満たすものの、ボンディングして得られた圧着ボールの中には歪んだ円形の圧着ボールが生成することがあり、圧着ボールがすべて真円となるような真円性が一層高いボンディングワイヤ用金合金線が求められていた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そこで、本発明者らは、高い初期接合性、高い接合信頼性およびＡｌパッドの非損傷性に優れるとともに、さらに圧着ボールが歪んだ円形となることなくすべて真円となるような一層高い真円性を有するボンディングワイヤ用金合金線を開発すべく研究を行った。その結果、イリジウム（Ｉｒ）が圧着ボールの真円性に大きく影響を及ぼし、Ｐｔおよび／またはＰｄの内の１種または２種を合計で２０００ｐｐｍ〜２質量％、Ｓｒ：１〜５０ｐｐｍ、Ｂｅ：１〜５０ｐｐｍを含有した金合金にさらにＩｒ：１〜２００ｐｐｍを含有させた金合金線は、これを用いてボンディングを行うと、高い初期接合性、高い接合信頼性およびＡｌパッドの非損傷性に優れるとともに、さらに歪んだ円形の圧着ボールの生成がなくなり、すべて円形となって一層真円性の高いボンディングワイヤ用金合金線を得ることができる、という研究結果が得られたのである。
【０００７】
この発明は、かかる研究結果に基づいて成されたものであって、
（１）ＰｔおよびＰｄの内の１種または２種を合計で２０００ｐｐｍ〜２質量％、
Ｉｒ：１〜２００ｐｐｍ、
Ｓｒ：１〜５０ｐｐｍ、
Ｂｅ：１〜５０ｐｐｍ、
を含有し、残りがＡｕおよび不可避不純物からなる成分組成を有する高い初期接合性、高い接合信頼性および圧着ボールの高い真円性を有するボンディングワイヤ用金合金線、に特徴を有するものである。
【０００８】
前記（１）記載のボンディングワイヤ用金合金線には、さらに、必要に応じて、Ｃａ：１〜５０ｐｐｍ、またはＥｕ、Ｌａ、Ｙの内の少なくとも１種を合計で：１〜８０ｐｐｍ、またはＣａ：１〜５０ｐｐｍおよびＥｕ、Ｌａ、Ｙの内の少なくとも１種を合計で：１〜８０ｐｐｍを含有させることができる、という研究結果が得られたのである。したがって、この発明は、
（２）ＰｔおよびＰｄの内の１種または２種を合計で２０００ｐｐｍ〜２質量％、
Ｉｒ：１〜２００ｐｐｍ、
Ｓｒ：１〜５０ｐｐｍ、
Ｂｅ：１〜５０ｐｐｍを含有し、
さらに、Ｃａ：１〜５０ｐｐｍを含有し、残りがＡｕおよび不可避不純物からなる成分組成を有する高い初期接合性、高い接合信頼性および圧着ボールの高い真円性を有するボンディングワイヤ用金合金線、
（３）ＰｔおよびＰｄの内の１種または２種を合計で２０００ｐｐｍ〜２質量％、
Ｉｒ：１〜２００ｐｐｍ、
Ｓｒ：１〜５０ｐｐｍ、
Ｂｅ：１〜５０ｐｐｍを含有し、
さらに、Ｅｕ、Ｌａ、Ｙの内の少なくとも１種を合計で：１〜８０ｐｐｍを含有し、残りがＡｕおよび不可避不純物からなる成分組成を有する高い初期接合性、高い接合信頼性および圧着ボールの高い真円性を有するボンディングワイヤ用金合金線、
（４）ＰｔおよびＰｄの内の１種または２種を合計で２０００ｐｐｍ〜２質量％、
Ｉｒ：１〜２００ｐｐｍ、
Ｓｒ：１〜５０ｐｐｍ、
Ｂｅ：１〜５０ｐｐｍを含有し、
さらに、Ｃａ：１〜５０ｐｐｍを含有し、
さらに、Ｅｕ、Ｌａ、Ｙの内の少なくとも１種を合計で：１〜８０ｐｐｍを含有し、残りがＡｕおよび不可避不純物からなる成分組成を有する高い初期接合性、高い接合信頼性および圧着ボールの高い真円性を有するボンディングワイヤ用金合金線、に特徴を有するものである。
【０００９】
この発明のボンディングワイヤ用金合金線に含まれるＳｒ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｅｕ、Ｌａ、Ｙは、１０ｐｐｍ≦Ｓｒ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｅｕ、Ｌａ、Ｙの合計≦１００ｐｐｍでかつ１／６≦Ｂｅ／（Ｓｒ、Ｃａ、Ｅｕ、Ｌａ、Ｙの合計）≦３の条件を満たす範囲内にあることが一層高い初期接合性および接合信頼性を有するようになるので一層好ましい、という研究結果が得られたのである。
【００１０】
この発明は、かかる研究結果に基づいてなされたものであって、
（５）前記ＳｒおよびＢｅは、１０ｐｐｍ≦ＳｒおよびＢｅの合計≦１００ｐｐｍでかつ１／６≦Ｂｅ／Ｓｒ≦３の条件を満たす範囲内にある前記（１）記載の高い初期接合性、高い接合信頼性および圧着ボールの高い真円性を有するボンディングワイヤ用金合金線、
（６）前記Ｓｒ、ＢｅおよびＣａは、１０ｐｐｍ≦Ｓｒ、ＢｅおよびＣａの合計≦１００ｐｐｍでかつ１／６≦Ｂｅ／（ＳｒおよびＣａの合計）≦３の条件を満たす範囲内にある前記（２）記載の高い初期接合性、高い接合信頼性および圧着ボールの高い真円性を有するボンディングワイヤ用金合金線、
（７）前記Ｓｒ、Ｂｅ、Ｅｕ、ＬａおよびＹは、１０ｐｐｍ≦Ｓｒ、Ｂｅ、Ｅｕ、Ｌａ、Ｙの合計≦１００ｐｐｍでかつ１／６≦Ｂｅ／（Ｓｒ、Ｅｕ、Ｌａ、Ｙの合計）≦３の条件を満たす範囲内にある前記（３）記載の高い初期接合性、高い接合信頼性および圧着ボールの高い真円性を有するボンディングワイヤ用金合金線、
（８）前記Ｓｒ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｅｕ、Ｌａ、Ｙは、
１０ｐｐｍ≦Ｓｒ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｅｕ、Ｌａ、Ｙの合計≦１００ｐｐｍでかつ１／６≦Ｂｅ／（Ｓｒ、Ｃａ、Ｅｕ、Ｌａ、Ｙの合計）≦３の条件を満たす範囲内にある前記（４）記載の高い初期接合性、高い接合信頼性および圧着ボールの高い真円性を有するボンディングワイヤ用金合金線、に特徴を有するものである。
【００１１】
前記（１）、（２）、（３）、（４）、（５）、（６）、（７）または（８）記載のボンディングワイヤ用金合金線に、さらにＡｇ：１〜1０ｐｐｍを含有させた成分組成を有しても良い。したがって、この発明は、
（９）さらにＡｇ：１〜１０ｐｐｍを含有する前記（１）〜（８）の内のいずれかに記載の高い初期接合性、高い接合信頼性および圧着ボールの高い真円性を有するボンディングワイヤ用金合金線、に特徴を有するものである。
【００１２】
次に、この発明の高い初期接合性、高い接合信頼性および圧着ボールの高い真円性を有するボンディングワイヤ用金合金線において、その成分組成を前述のように限定した理由を説明する。
【００１３】
（ａ）Ｐｔ、Ｐｄ：
ＰｔおよびＰｄは、共にＡｕと全率固溶する元素であり、圧着ボールとＡｌパッドとの接合強度の劣化を抑えることができるという接合信頼性を向上させる効果を有する。接合界面近傍でＰｔやＰｄを含む相が層状に生成し、その相がＡｕの拡散速度を低下させる層(いわゆるＡｕ拡散に対するバリア層)として作用するために、Ａｕの拡散に伴い接合部に発生するボイドの生成速度を抑制し、その結果として、圧着ボールとＡｌパッドとの接合強度の劣化を抑えて接合信頼性を向上しているものと考えられる。この接合強度の劣化の抑制（接合信頼性を向上する）効果はＰｔやＰｄの量が多いほど高くなる。すなわち、ＰｔおよびＰｄの内の１種または２種の合計が２０００ｐｐｍ未満では接合強度劣化の抑制効果が限定されるので好ましくなく、一方、ＰｔおよびＰｄの内の１種または２種の合計が２質量％を越えて含まれると、ボールの硬度が高くなりすぎてボンディング時にＩＣチップの割れやＡｌパッドに損傷を与えるようになり、さらに初期接合性も低下するので好ましくない。したがって、ＰｔおよびＰｄの内の１種または２種の合計を２０００ｐｐｍ〜２質量％に定めた。
【００１４】
（ｂ）Ｉｒ：
Ｉｒは、金合金の高温における粒成長(結晶粒の粗大化)を抑制する作用を有し、そのため、フリーエアボールを形成する際に、ボール部からの熱の影響により、ボール直上のワイヤ部(熱影響部)の結晶粒が粗大化することを防ぐと共に、凝固したフリーエアボール部は多数の微細な結晶粒から形成され、接合時に圧着ボールが放射状に均等に広がり、圧着ボールの真円性を向上させる効果を有するが、Ｉｒの含有量が１ｐｐｍ未満では所定の効果が得られず、一方、ＰｔおよびＰｄのうちの1種または２種を合計で２０００ｐｐｍ〜２質量％を含有するボンディングワイヤ用金合金線においてＩｒが２００ｐｐｍを超えても上記効果は飽和し、添加による効果の明確な向上が認められない上に、ボールの硬度が高くなり、ＩＣチップの破壊あるいは損傷が生じるようになるので好ましくない。したがって、Ｉｒの含有量を１〜２００ｐｐｍに定めた。
【００１５】
（ｃ）Ｓｒ：
アルカリ土類金属であるＳｒは、金属結合半径がＡｕの金属結合半径より大きく、Ａｕの結晶格子に歪みを与えて、ボンディングワイヤ用金合金線の機械的強度およびフリーエアボールの加工硬化性を高め、さらに再結晶温度を上げ、金合金線のループ高さを低くする効果があるが、Ｓｒの含有量が１ｐｐｍ未満では高い初期接合性が得られず、さらに高い信頼性が得られない場合が多い。すなわち、フリーエアボールの加工硬化性が低いことから、ボンディング時にＡｌパッドが十分に塑性変形できず、したがってＡｌパッドの酸化皮膜が完全に破壊されず、Ａｌ新生面の生成面積が減少することから、Ａｌパッドと圧着ボールの接合面積が減少し、初期接合性と接合信頼性が低下するので好ましくない。一方、Ｓｒが５０ｐｐｍを越えて含有すると、ボールボンディングの際に形成するフリーエアボールの表面に多量の酸化物が生成し、さらにフリーエアボールの底部中央の接合に寄与できない大きな引け巣が形成され、ボールボンディングの初期接合性と接合信頼性が低下するので好ましくない。したがって、Ｓｒの含有量を1〜５０ｐｐｍに定めた。
【００１６】
（ｄ）Ｂｅ：
Ｂｅは金属結合半径がＡｕの金属結合半径より小さく、やはりＡｕの結晶格子に歪みを与えて、ボンディングワイヤ用金合金線の機械的強度ならびにフリーエアボールの加工硬化性を高め、再結晶温度を下げる効果を有することから、ループ高さを上げることができ、そのため適切なループ高さを実現できるので添加するが、その添加量が１ｐｐｍ未満では高い初期接合性が得られず、さらに高い信頼性が得られない場合が多い。すなわち、フリーエアボールの加工硬化性が低いことから、ボンディング時にＡｌパッドが十分に塑性変形できず、したがってＡｌパッドの酸化皮膜が完全に破壊されず、Ａｌ新生面の生成面積が減少することから、Ａｌパッドと圧着ボールの接合面積が減少し、初期接合性と接合信頼性が低下するので好ましくない。一方、Ｂｅを５０ｐｐｍを越えて含有させると、フリーエアボールの表面に多量の酸化物が生成し、さらにフリーエアボールの底部中央に接合に寄与できない大きな引け巣が形成されるため、フリーエアボールの初期接合性と接合信頼性が低下し、さらに、ボール直上部及びボール部の結晶粒径の増大が生じて圧着ボール部の真円性が低下するので好ましくない。したがって、Ｂｅの含有量を１〜５０ｐｐｍに定めた。
【００１７】
（ｅ）Ｃａ：
アルカリ土類金属であるＣａは、金属結合半径がＡｕの金属結合半径より大きく、Ａｕの結晶格子に歪みを与えて、ボンディングワイヤ用金合金線の機械的強度ならびにフリーエアボールの加工硬化性を高め、さらに再結晶温度を上げ、金合金線のループ高さを低くする効果があるので必要に応じて添加するが、Ｃａの含有量が１ｐｐｍ未満では所定の効果が得られないので好ましくなく、一方、Ｃａの含有量が５０ｐｐｍを越えると、ボールボンディングの際にフリーエアボールの表面に多量の酸化物が生成し、さらにフリーエアボールの底部中央に接合に寄与できない大きな引け巣が形成されるため、ボールボンディングの初期接合性と接合信頼性が低下するので好ましくない。したがって、Ｃａの含有量を１〜５０ｐｐｍに定めた。
【００１８】
（ｆ）Ｅｕ，Ｌａ，Ｙ：
希土類元素であるＥｕ，Ｌａ，Ｙは、金属結合半径がＡｕの金属結合半径より大きく、Ａｕの結晶格子に歪みを与えて、ボンディングワイヤ用金合金線の機械的強度ならびにフリーエアボールの加工硬化性を高めるとともに、再結晶温度を上げ、金合金線のループ高さを低くする効果があるので必要に応じて添加するが、Ｅｕ，Ｌａ，Ｙの含有量が１ｐｐｍ未満では所望の効果が得られず、一方、Ｅｕ，Ｌａ，Ｙの含有量が８０ｐｐｍを越えると、ボールボンディングの際に形成するフリーエアボールの表面に多量の酸化物が生成し、さらにフリーエアボールの底部中央に接合に寄与できない大きな引け巣が形成されるため、ボールボンディングの初期接合性と接合信頼性が低下するので好ましくない。したがって、Ｅｕ，Ｌａ，Ｙの含有量を１〜８０ｐｐｍに定めた。
【００１９】
（ｇ）Ｓｒ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｅｕ、ＬａおよびＹの関係
この発明のボンディングワイヤ用金合金線に含まれるＳｒ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｅｕ、ＬａおよびＹが１０≦Ｓｒ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｅｕ、ＬａおよびＹの合計≦１００でかつ１／６≦Ｂｅ／（Ｓｒ、Ｃａ、Ｅｕ、Ｌａ、Ｙの合計）≦３の条件を満たす範囲内にあるように選定することによりボールボンディングの初期接合性と接合信頼性が一層高くなるので一層好ましい。その理由として、前記Ｓｒ、Ｃａ、Ｅｕ、Ｌａ、ＹはいずれもＡｕの金属結合半径よりも大きい金属結合半径を有するので前記Ｓｒ、Ｃａ、Ｅｕ、Ｌａ、ＹはいずれもＡｕに置換型で固溶し、内部歪により転移の移動を抑制し、一方、金属結合半径がＡｕの金属結合半径よりも小さいＢｅは、侵入型で固溶し、転移を固着するものと考えられ、上記条件では、その双方の作用が相乗効果を及ぼし、フリーエアボールの加工硬化性が非常に高くなるために、ボンディング時にＡｌパッドが十分に塑性変形し、Ａｌパッドの酸化皮膜が破壊され、広くＡｌ新生面が生成し、ＡｌパッドとＡｕ圧着ボールが広い領域で接合するために初期接合性と接合信頼性が一層高くなるものと考えられる。
【００２０】
Ａｇ：
Ａｇが１〜１０ｐｐｍ含有されても上記特性にほとんど影響を与えないので必要に応じて添加するが、しかし１０ｐｐｍを越えると初期接合性の低下が認められるようになるので好ましくない。
【発明の効果】
【００２１】
上述のように、この発明のボンディングワイヤ用金合金線は、初期接合性、接合信頼性に優れ、特に、圧着ボールの真円性が優れているので、この金合金線を使用してボンディングを行うと、半導体素子の高集積化に対応できるなどなど産業上すぐれた効果をもたらすものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
線径：５０μｍを有し、表１〜３に示される成分組成を有する金合金線素材を伸線加工することにより線径：２０μｍを有する金合金線を作製し、この金合金線を破断伸び率が３〜５％になるように焼鈍することにより本発明ボンディングワイヤ用金合金線（以下、本発明ワイヤという）１〜４２、比較ボンディングワイヤ用金合金線（以下、比較ワイヤという）１〜１７および従来ボンディングワイヤ用金合金線（以下、従来ワイヤという）１を製造し、半径：２５ｍｍの中間スプールに巻き取った。中間スプールに巻き取られたワイヤをさらに半径：２５ｍｍのスプールに２０００ｍ巻取り、これらワイヤの先端１５ｍを捨てた。
【００２３】
これら表１〜３に示される成分組成を有する本発明ワイヤ１〜４２、比較ワイヤ１〜２０および従来ワイヤ１をＫｕｌｉｃｋｅ＆Ｓｏｆｆａ製のワイヤボンダー（マクサムプラス）にセットし、半導体ＩＣチップが搭載された基板に、
加熱温度：１６０℃、
ループ長さ：５ｍｍ、
ループ高さ：２５０μｍ、
圧着ボール径：４０μｍ、
圧着ボール高さ：９μｍ、
の条件でボンディングを行って、下記の測定を行うことにより初期接合性、Ａｌパッドの非損傷性、圧着ボールの真円性および接合信頼性についての評価を行った。
ループは台形ループと呼ばれる圧着ボール直上ならびに２ｎｄボンド側近傍に曲がり（キンク）を有する形状を採用した。
【００２４】
初期接合性評価：
各サンプルにつき１００００ループをボンディングし、ファーストボンド部で接合していない数（ボールリフト数）を測定し、その結果を表４〜６に示すことにより初期接合性を評価した。
【００２５】
Ａｌパッドの非損傷性評価
各サンプルにつき１００個のファーストボンド部を観察し、Ａｌパッドの損傷を調べ、損傷したＡｌパッド数をカウントし、その結果を表４〜６に示すことによりＡｌパッドの非損傷性を評価した。
【００２６】
圧着ボールの真円性評価：
各サンプルにつき１００個の圧着ボールを観察し、比較サンプル対比で評価した。すなわち、図１の圧着ボールの上から撮った写真に示されるようにその外周に凹凸が存在しない圧着ボールを真円性が高いと判定し、図２の圧着ボールの上から撮った写真に示されるようにその外周に明らかに凹凸が存在する圧着ボールを真円性が低いと判定し、外周に明らかに凹凸が存在する真円性が低い圧着ボール（不良ボール）の数をカウントし、その結果を表４〜６に示すことにより圧着ボールの真円性を評価した。
【００２７】
接合信頼性評価：
ボンディングしたサンプルを、１７５℃の空気中で１５００時間保管した後に、圧着ボール直上のループの曲がり(ファーストボンド側直上のキンク)にツールを引っかけてプル試験(各サンプルにつき１００個)を行った。プル試験での破断は、接合性が良好な場合はネック部で破断するが、接合性が劣化している場合は圧着ボールとＡｌパッドの接合界面、すなわち金属間化合物内にて破断(ボールリフト)する。圧着ボールを観察し、ボールリフト数をカウントし、その結果を表４〜６に示すことにより接合信頼性を評価した。
【００２８】
【表１】
0004793989.tif 000002
【００２９】
【表２】
0004793989.tif 000003
【００３０】
【表３】
0004793989.tif 000004
【００３１】
【表４】
0004793989.tif 000005
【００３２】
【表５】
0004793989.tif 000006
【００３３】
【表６】
0004793989.tif 000007
【００３４】
表１〜６に示される結果から、本発明ワイヤ１〜４２は、従来ワイヤ１に比べて特に圧着ボールの真円性が良好であることが分かる。しかし、この発明の範囲から外れた成分組成を有する比較ワイヤ１〜１７は、接合信頼性、Ａｌパッドの非損傷性、圧着ボールの真円性、接合信頼性の少なくともいずれか一つの特性が不良となることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】真円性が高いと判定された圧着ボールの写真である。
【図２】真円性が低いと判定された圧着ボールの写真である。
【図１】
0004793989.tif 000008
【図２】
0004793989.tif 000009