(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高純度金にＺｎ，Ｃｏ，Ｍｏ，Ｃｒのうち少なくとも１種を０．１〜３．０重量％、Ｌａ，Ｅｕ，Ｂｅ，Ｙ，Ｃａのうち少なくとも１種を１〜１００重量ppm 含有し、残部が金および不可避的不純物である（ただし、Ｃｏを０．５〜３．０重量％、Ｃａ，Ｙ，Ｌａの１種以上を合計量で１〜１００重量ｐｐｍ含み、残部が金および不可避的不純物である合金組成を除く。）ことを特徴とする半導体素子のワイヤボンディング用金合金線。
【請求項２】
高純度金にＺｎ，Ｃｏ，Ｍｏ，Ｃｒのうち少なくとも１種を０．１〜３．０重量％、Ｌａ，Ｅｕ，Ｂｅ，Ｙのうち少なくとも１種を１〜１００重量ppm 含有し、残部が金および不可避的不純物である（ただし、Ｃｏを０．５〜３．０重量％、Ｙ，Ｌａの１種以上を合計量で１〜１００重量ｐｐｍ含み、残部が金および不可避的不純物である合金組成を除く。）ことを特徴とする半導体素子のワイヤボンディング用金合金線。
【請求項３】
高純度金にＺｎ，Ｃｏ，Ｍｏ，Ｃｒのうち少なくとも１種を０．１〜３．０重量％、Ｃａを１０〜１００重量ppm 含有し、残部が金および不可避的不純物である（ただし、Ｃｏを０．５〜３．０重量％、Ｃａを１０〜１００重量ｐｐｍ含み、残部が金および不可避的不純物である合金組成を除く。）ことを特徴とする半導体素子のワイヤボンディング用金合金線。
【請求項４】
高純度金にＺｎ，Ｃｏ，Ｍｏ，Ｃｒのうち少なくとも１種を０．１〜３．０重量％、ＣａとＬａ，Ｅｕ，Ｂｅ，Ｙのうち少なくとも１種とをそれぞれ１重量ppm 以上かつその合計で１〜１００重量ppm 含有し、残部が金および不可避的不純物である（ただし、Ｃｏを０．５〜３．０重量％、ＣａとＹ，Ｌａのうち少なくとも１種とをそれぞれ１重量ppm 以上かつその合計で１〜１００重量ｐｐｍ含み、残部が金および不可避的不純物である合金組成を除く。）ことを特徴とする半導体素子のワイヤボンディング用金合金線。
【請求項５】
高純度金にＺｎ，Ｃｏ，Ｍｏ，Ｃｒのうち少なくとも１種を０．１〜３．０重量％、Ｌａ，Ｅｕ，Ｂｅ，Ｙ，Ｃａのうち少なくとも１種を１〜１００重量ppm 、Ｂｉ，Ｙｂ，Ｓｂ，Ｍｇ，Ｉｎ，Ｒｕ，Ｉｒのうち少なくとも１種を１〜５００重量ppm 含有し、残部が金および不可避的不純物であることを特徴とする半導体素子のワイヤボンディング用金合金線。
【請求項６】
高純度金にＺｎ，Ｃｏ，Ｍｏ，Ｃｒのうち少なくとも１種を０．１〜３．０重量％、Ｌａ，Ｅｕ，Ｂｅ，Ｙのうち少なくとも１種を１〜１００重量ppm、Ｂｉ，Ｙｂ，Ｓｂ，Ｍｇ，Ｉｎ，Ｒｕ，Ｉｒのうち少なくとも１種を１〜５００重量ppm 含有し、残部が金および不可避的不純物であることを特徴とする半導体素子のワイヤボンディング用金合金線。
【請求項７】
高純度金にＺｎ，Ｃｏ，Ｍｏ，Ｃｒのうち少なくとも１種を０．１〜３．０重量％、Ｃａを１０〜１００重量ppm、Ｂｉ，Ｙｂ，Ｓｂ，Ｍｇ，Ｉｎ，Ｒｕ，Ｉｒのうち少なくとも１種を１〜５００重量ppm 含有し、残部が金および不可避的不純物であることを特徴とする半導体素子のワイヤボンディング用金合金線。
【請求項８】
高純度金にＺｎ，Ｃｏ，Ｍｏ，Ｃｒのうち少なくとも１種を０．１〜３．０重量％、ＣａとＬａ，Ｅｕ，Ｂｅ，Ｙのうち少なくとも１種とをそれぞれ１重量ppm 以上かつその合計で１〜１００重量ppm、Ｂｉ，Ｙｂ，Ｓｂ，Ｍｇ，Ｉｎ，Ｒｕ，Ｉｒのうち少なくとも１種を１〜５００重量ppm 含有し、残部が金および不可避的不純物であることを特徴とする半導体素子のワイヤボンディング用金合金線。
【請求項９】
高純度金にＺｎ，Ｃｏ，Ｍｏ，Ｃｒのうち少なくとも１種を０．１〜３．０重量％、Ｌａ，Ｅｕ，Ｂｅ，Ｙ，Ｃａのうち少なくとも１種を１〜１００重量ppm、Ｐｄ，Ｐｔ，Ｃｕのうち少なくとも１種を０．０１〜２．０重量％含有し、残部が金および不可避的不純物であることを特徴とする半導体素子のワイヤボンディング用金合金線。
【請求項１０】
高純度金にＺｎ，Ｃｏ，Ｍｏ，Ｃｒのうち少なくとも１種を０．１〜３．０重量％、Ｌａ，Ｅｕ，Ｂｅ，Ｙのうち少なくとも１種を１〜１００重量ppm、Ｐｄ，Ｐｔ，Ｃｕのうち少なくとも１種を０．０１〜２．０重量％含有し、残部が金および不可避的不純物であることを特徴とする半導体素子のワイヤボンディング用金合金線。
【請求項１１】
高純度金にＺｎ，Ｃｏ，Ｍｏ，Ｃｒのうち少なくとも１種を０．１〜３．０重量％、Ｃａを１０〜１００重量ppm 、Ｐｄ，Ｐｔ，Ｃｕのうち少なくとも１種を０．０１〜２．０重量％含有し、残部が金および不可避的不純物であることを特徴とする半導体素子のワイヤボンディング用金合金線。
【請求項１２】
高純度金にＺｎ，Ｃｏ，Ｍｏ，Ｃｒのうち少なくとも１種を０．１〜３．０重量％、ＣａとＬａ，Ｅｕ，Ｂｅ，Ｙのうち少なくとも１種とをそれぞれ１重量ppm 以上かつその合計で１〜１００重量ppm、Ｐｄ，Ｐｔ，Ｃｕのうち少なくとも１種を０．０１〜２．０重量％含有し、残部が金および不可避的不純物であることを特徴とする半導体素子のワイヤボンディング用金合金線。
【請求項１３】
高純度金にＺｎ，Ｃｏ，Ｍｏ，Ｃｒのうち少なくとも１種を０．１〜３．０重量％、Ｌａ，Ｅｕ，Ｂｅ，Ｙ，Ｃａのうち少なくとも１種を１〜１００重量ppm、Ｂｉ，Ｙｂ，Ｓｂ，Ｍｇ，Ｉｎ，Ｒｕ，Ｉｒのうち少なくとも１種を１〜５００重量ppm 、Ｐｄ，Ｐｔ，Ｃｕのうち少なくとも１種を０．０１〜２．０重量％含有し、残部が金および不可避的不純物であることを特徴とする半導体素子のワイヤボンディング用金合金線。
【請求項１４】
高純度金にＺｎ，Ｃｏ，Ｍｏ，Ｃｒのうち少なくとも１種を０．１〜３．０重量％、Ｌａ，Ｅｕ，Ｂｅ，Ｙのうち少なくとも１種を１〜１００重量ppm、Ｂｉ，Ｙｂ，Ｓｂ，Ｍｇ，Ｉｎ，Ｒｕ，Ｉｒのうち少なくとも１種を１〜５００重量ppm、Ｐｄ，Ｐｔ，Ｃｕのうち少なくとも１種を０．０１〜２．０重量％ 含有し、残部が金および不可避的不純物であることを特徴とする半導体素子のワイヤボンディング用金合金線。
【請求項１５】
高純度金にＺｎ，Ｃｏ，Ｍｏ，Ｃｒのうち少なくとも１種を０．１〜３．０重量％、Ｃａを１０〜１００重量ppm、Ｂｉ，Ｙｂ，Ｓｂ，Ｍｇ，Ｉｎ，Ｒｕ，Ｉｒのうち少なくとも１種を１〜５００重量ppm、Ｐｄ，Ｐｔ，Ｃｕのうち少なくとも１種を０．０１〜２．０重量％含有し、残部が金および不可避的不純物であることを特徴とする半導体素子のワイヤボンディング用金合金線。
【請求項１６】
高純度金にＺｎ，Ｃｏ，Ｍｏ，Ｃｒのうち少なくとも１種を０．１〜３．０重量％、ＣａとＬａ，Ｅｕ，Ｂｅ，Ｙのうち少なくとも１種とをそれぞれ１重量ppm 以上かつその合計で１〜１００重量ppm、Ｂｉ，Ｙｂ，Ｓｂ，Ｍｇ，Ｉｎ，Ｒｕ，Ｉｒのうち少なくとも１種を１〜５００重量ppm、Ｐｄ，Ｐｔ，Ｃｕのうち少なくとも１種を０．０１〜２．０重量％ 含有し、残部が金および不可避的不純物であることを特徴とする半導体素子のワイヤボンディング用金合金線。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体素子の電極と外部リードを接続する為に使用する半導体素子のワイヤボンディング用金合金線に関し、更に詳しくは金合金線を用いて配線された半導体装置が熱衝撃や振動を受ける環境にさらされても金合金線の断線を効果的に防止出来るボンディング用金合金線に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から半導体装置に用いられるＩＣチップ電極と外部リードを接続する線としては、純度９９．９９重量％以上の高純度金に他の金属元素を微量含有させた金合金線が信頼性に優れているとして多用されている。
通常半導体装置は前記接続する方法として、金合金線を用いた超音波併用熱圧着ボンディング法が主として用いられ、その後樹脂封止して半導体装置とされている。
【０００３】
ここで超音波併用熱圧着ボンディング法により配線し、ループを形成した状態を図１に示す。１はＩＣチップ、２はＩＣチップ上のＡｌ電極、３は金合金線、４はリードフレーム、５はファースト側接合点、６はセカンド側接合点である。最近半導体装置は外部リード材料として放熱性、コストを考慮して銅合金性のリードフレームを用いることが多くなってきた。銅合金性のリードフレームを用いた場合、封止用樹脂とリードフレームの熱膨張係数の差が大きく、半導体装置の作動による温度上昇によってループを形成した金合金線に外部応力が加わり、とりわけ半導体装置が過酷な熱サイクル環境に晒された場合、断線を生じ易くなるという問題がある。
【０００４】
又半導体装置の小型化、高密度化の要求が高まる中で、ＩＣチップの多ピン化及びこれに伴う狭ピッチ化が要求されている。多ピン化、狭ピッチ化を達成するためには、樹脂封止する際にワイヤ流れが小さくループ形状を安定させることが出来る金合金線が要求されている。
これの対応として合金元素を大量添加することが考えられる。例えば特開昭５２−５１８６７号公報には金素材中にＮｉ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃｒ，Ａｇのうち少なくとも１種を４０〜５０００重量ppm 含有させて破断強度を向上させることが提案されている。しかしながら破断強度を向上させるだけでは最近の前記要求に対しては未だ不十分である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述したような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは銅合金製のリードフレームを用いた半導体装置が過酷な熱サイクルの環境に晒された場合でも、断線を抑制する効果が向上し、且つ樹脂封止する際のワイヤ流れを小さくすることが出来る金合金線を提供することである。
【０００６】
更に前記過酷な熱サイクル環境に晒された場合の断線防止や樹脂封止する際にワイヤ流れが小さくなるような金合金線にするために、金に合金元素を添加すると振動破断性能が低下してくるという問題が生じてくる。振動破断性能は半導体装置の樹脂封止前の試料運搬時に振動による断線を防止出来る金合金線が要求されているものである。この為本発明においては、更に振動破断性能に優れた金合金線を提供することをもう１つの目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者等が鋭意研究を重ねた結果、Ｚｎ，Ｃｏ，Ｍｏ，Ｃｒ（以下「第１群」という）のうち少なくとも１種の所定量とＬａ，Ｅｕ，Ｂｅ，Ｙ，Ｃａ（以下「第２群」という）のうち少なくとも１種の所定量を高純度金に含有させることにより、前述の目的を達成しうることを知見し、本発明を完成するに至った。
（１）高純度金にＺｎ，Ｃｏ，Ｍｏ，Ｃｒのうち少なくとも１種を０．１〜３．０重量％、Ｌａ，Ｅｕ，Ｂｅ，Ｙ，Ｃａのうち少なくとも１種を１〜１００重量ppm 含有し、残部が金および不可避的不純物である（ただし、Ｃｏを０．５〜３．０重量％、Ｃａ，Ｙ，Ｌａの１種以上を合計量で１〜１００重量ｐｐｍ含み、残部が金および不可避的不純物である合金組成を除く。）ことを特徴とする半導体素子のワイヤボンディング用金合金線。
（２）高純度金にＺｎ，Ｃｏ，Ｍｏ，Ｃｒのうち少なくとも１種を０．１〜３．０重量％、Ｌａ，Ｅｕ，Ｂｅ，Ｙのうち少なくとも１種を１〜１００重量ppm 含有し、残部が金および不可避的不純物である（ただし、Ｃｏを０．５〜３．０重量％、Ｙ，Ｌａの１種以上を合計量で１〜１００重量ｐｐｍ含み、残部が金および不可避的不純物である合金組成を除く。）ことを特徴とする半導体素子のワイヤボンディング用金合金線。
（３）高純度金にＺｎ，Ｃｏ，Ｍｏ，Ｃｒのうち少なくとも１種を０．１〜３．０重量％、Ｃａを１０〜１００重量ppm 含有し、残部が金および不可避的不純物である（ただし、Ｃｏを０．５〜３．０重量％、Ｃａを１０〜１００重量ｐｐｍ含み、残部が金および不可避的不純物である合金組成を除く。）ことを特徴とする半導体素子のワイヤボンディング用金合金線。
（４）高純度金にＺｎ，Ｃｏ，Ｍｏ，Ｃｒのうち少なくとも１種を０．１〜３．０重量％、ＣａとＬａ，Ｅｕ，Ｂｅ，Ｙのうち少なくとも１種とをそれぞれ１重量ppm 以上かつその合計で１〜１００重量ppm 含有し、残部が金および不可避的不純物である（ただし、Ｃｏを０．５〜３．０重量％、ＣａとＹ，Ｌａの１種以上を合計量で１〜１００重量ｐｐｍ含み、残部が金および不可避的不純物である合金組成を除く。）ことを特徴とする半導体素子のワイヤボンディング用金合金線。
（５）更にＢｉ，Ｙｂ，Ｓｂ，Ｍｇ，Ｉｎ，Ｒｕ，Ｉｒのうち少なくとも１種を１〜５００重量ppm 含有させたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体素子のワイヤボンディング用金合金線。
（６）更にＰｄ，Ｐｔ，Ｃｕのうち少なくとも１種を０．０１〜２．０重量％含有させたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体素子のワイヤボンディング用金合金線。
上記（１）〜（３）において、但し書きで除く合金組成は、特開平１０−３１３０１８号公報に開示の発明と重複する部分を本発明の範囲から除くことを目的とするものである。したがって、以下の合金成分の説明では除くことは繰り返しては説明しない。
【０００８】
【発明の実施の形態】
（１）組成
▲１▼  原料金
原料金としては少なくとも９９．９９重量％以上に精製した高純度金を用いることが好ましい。更に好ましくは９９．９９５重量％以上であり、最も好ましくは９９．９９９重量％以上である。この為合金中の不可避不純物は０．０１重量％未満が好ましい。更に好ましくは０．００５重量％未満であり、最も好ましくは０．００１重量％未満である。不可避不純物が少ない程有害元素を除去出来るため信頼性が向上して好ましい。
【０００９】
▲２▼  〔Ｚｎ，Ｃｏ，Ｍｏ，Ｃｒ〕
（ａ）前記高純度金に所定量の第２群元素のうち少なくとも１種との共存において、所定量のＺｎ，Ｃｏ，Ｍｏ，Ｃｒのうち少なくとも１種を含有した組成とすることにより前記課題を達成することが出来る。
（ｂ）前記共存組成において１〜１００重量ppm の第２群元素のうち少なくとも１種と共存したＺｎ，Ｃｏ，Ｍｏ，Ｃｒのうち少なくとも１種の含有量が０．１重量％以上になると０．１重量％未満のものと対比して熱衝撃破断率、振動破断率が大幅に低下するとともにワイヤ流れ量も小さくなる。
【００１０】
前記Ｚｎ，Ｃｏ，Ｍｏ，Ｃｒのうち少なくとも１種の含有量が３．０重量％迄は前記効果を維持出来るものの、３．０重量％を越えると金合金線の伸線加工中断線が増加し伸線加工性が悪くなってきた。
この為該共存組成に於けるＺｎ，Ｃｏ，Ｍｏ，Ｃｒのうち少なくとも１種の含有量は０．１〜３．０重量％と定めた。好ましくは０．１〜２．０重量％である。
【００１１】
▲３▼  〔Ｌａ，Ｅｕ，Ｂｅ，Ｙ，Ｃａ〕
（ａ）前記高純度金に所定量の第１群元素のうち少なくとも１種との共存において、所定量のＬａ，Ｅｕ，Ｂｅ，Ｙ，Ｃａのうち少なくとも１種を含有した組成とすることにより前記課題を達成することが出来る。
（ｂ）前記共存組成において０．１〜３．０重量％の第１群元素のうち少なくとも１種と共存したＬａ，Ｅｕ，Ｂｅ，Ｙ，Ｃａのうち少なくとも１種の含有量が１重量ppm 以上になると１重量ppm 未満のものと対比して熱衝撃破断率、振動破断率が大幅に低下するとともにワイヤ流れ量も小さくなる。
【００１２】
又前記Ｌａ，Ｅｕ，Ｂｅ，Ｙ，Ｃａのうち少なくとも１種の含有量が１００重量ppm 迄は前記効果を維持出来るものの、１００重量ppm を越えると、ボンディングする為のボール形成時にボールに引け巣が生じたり、ボール表面に酸化物が形成されたりして、ＩＣチップ電極上へのボールの接合性が悪くなる。この為該共存組成に於けるＬａ，Ｅｕ，Ｂｅ，Ｙ，Ｃａのうち少なくとも１種の含有量は１〜１００重量ppm と定めた。好ましくは１〜８０重量ppm である。
【００１３】
（ｃ）更に前記共存組成において所定量のＬａ，Ｅｕ，Ｂｅ，Ｙ，Ｃａのうち少なくとも１種が次の３種類の場合は、Ｃａを単独で１重量ppm 以上１０重量ppm 未満含有する場合と対比して振動破断率が一段と向上してくる。
この為、前記共存組成において所定量のＬａ，Ｅｕ，Ｂｅ，Ｙ，Ｃａのうち少なくとも１種が次の３種類のうち何れか１つであることが好ましい。
【００１４】
ア）Ｌａ，Ｅｕ，Ｙ，Ｂｅのうち少なくとも１種を１〜１００重量ppm
イ）Ｃａを１０〜１００重量ppm
ウ）Ｃａ及びＬａ，Ｅｕ，Ｙ，Ｂｅのうち少なくとも１種をそれぞれ１重量ppm 以上かつその合計１〜１００重量ppm
▲４▼  〔Ｙｂ，Ｂｉ，Ｓｂ，Ｍｇ，Ｉｎ，Ｒｕ，Ｉｒ〕
（ａ）前記高純度金に所定量の第１群元素のうち少なくとも１種と所定量の第２群元素のうち少なくとも１種との共存においてＹｂ，Ｂｉ，Ｓｂ，Ｍｇ，Ｉｎ，Ｒｕ，Ｉｒ（以下「第３群」という）のうち少なくとも１種を１〜５００重量ppm 含有させた場合にも熱衝撃破断率、振動破断率が大幅に低下するとともにワイヤ流れ量も小さくなる。好ましくは１〜３００重量ppm である。
【００１５】
（ｂ）前記所定量の第２群元素のうち少なくとも１種を前記▲３▼（ｃ）ア）〜ウ）項とすることが好ましい。この場合、Ｃａを単独で１重量ppm 以上１０重量ppm 未満含有する場合と対比して所定量の第３群元素のうち少なくとも１種を含有しない場合と同様に振動破断率が一段と向上してくる。
▲５▼  〔Ｐｄ，Ｐｔ，Ｃｕ，Ａｇ〕
（ａ）前記高純度金に所定量の第１群元素のうち少なくとも１種と所定量の第２群元素のうち少なくとも１種との共存、又はそれに加えて所定量の第３群元素のうち少なくとも１種との共存において、Ｐｄ，Ｐｔ，Ｃｕ，Ａｇ（以下「第４群」という）のうち少なくとも１種を０．０１〜２．０重量％含有させた場合にも、熱衝撃破断率、振動破断率が大幅に低下するとともにワイヤ流れ量も小さくなる。好ましくは０．０５〜１．５重量％である。
【００１６】
（ｂ）前記所定量の第２群元素のうち少なくとも１種を前記▲３▼（ｃ）ア）〜ウ）項とすることが好ましい。この場合、Ｃａを単独で１重量ppm 以上１０重量ppm 未満含有する場合と対比して所定量の第４群元素のうち少なくとも１種を含有しない場合と同様に振動破断率が一段と向上してくる。
（２）金合金線の製造方法
本発明になる金合金線の好ましい製造方法を説明する。
【００１７】
前記高純度金に所定量の元素を添加し、真空溶解炉で溶解した後インゴットに鋳造する。インゴットに溝ロール、伸線機を用いた冷間加工と中間アニールを施し、最終冷間加工により直径１０〜１００μｍの細線とした後最終アニールを施すものである。
（３）用途
本発明になる半導体素子のワイヤボンディング用金合金線は、半導体装置の実装に際して、ＩＣチップ等の半導体素子をリードフレームに接続する際、超音波併用熱圧着ボンディング法を用いた配線材料として好ましく用いられる。半導体装置はこの後樹脂封止をして仕上げられる。
【００１８】
特には銅製リードフレームを用いた半導体装置更には、ＩＣチップの狭ピッチ化に対応する際に好ましく用いられる。
【００１９】
【実施例】
表１〜９に示す実施例及び比較例について説明する。
（実施例１）
純度９９．９９９重量％の高純度金に所定量のＺｎ，Ｌａを添加し真空溶解炉で溶解した後、鋳造して表１に示す組成の金合金インゴットを得、これに溝ロール、伸線機を用いた冷間加工と中間アニールを施し、最終冷間加工により直径３０μｍとし、伸び率４％となるように最終アニールを行い更に表面に潤滑剤を被覆して金合金線に仕上げた。
【００２０】
該金合金線を全自動ワイヤボンダ（新川株式会社製ＵＴＣ−１００型）を用いてＩＣチップのＡｌ電極と銅合金リードフレームを超音波併用熱圧着ボンディング法でピン数９６個の試料（この樹脂封止前の試料を「ボンディング試料」という。）を作成した。次いで該ボンディング試料をエポキシ樹脂で樹脂封止した半導体試料（樹脂封止後の試料を「半導体試料」という。）を作成した。これらの試料を用いて次の試験を行った。
〔熱サイクル試験〕
前記半導体試料を熱サイクル試験機を用いて、−６５℃×３０分と１５０℃×３０分の温度環境下に３０００サイクル晒し、加速試験を行った。その後封止用樹脂のみを硝酸液を用いて溶解して配線されたループ状金合金線を露出させた。９６本の配線について断線の有無を走査電顕を用いて測定し、断線発生本数の割合を熱サイクル破断率（％）として表１に示した。
〔ワイヤ流れ量〕
前記半導体試料を軟Ｘ線装置を用いてワイヤ流れ量を測定した。
【００２１】
図２を用いてワイヤ流れ量の測定方法を説明する。５はファースト側接合点、６はセカンド側接合点、３は配線された金合金線、７は５，６を結ぶ仮想直線、Ｌは金合金線３と仮想直線７との最大かい離量であり、仮想直線７を真上から観察してＬを測定した。２４個のＬの平均値をワイヤ流れ量として表１に示した。
〔振動試験〕
前記ボンディング試料を用いた振動試験方法を図３を用いて説明する。
【００２２】
１１はＩＣチップ、１２はＡｌ電極、１３は金合金線、１４，１４′はリードフレーム、１５は鉄製台、１６，１６′はリードフレーム固定用磁石、１７は振動子である。
リードフレーム１４，１４′をリードフレーム固定用磁石１６，１６′で固定し、ＩＣチップ１１を搭載した部分を振動子１７で上下方向（矢印方向）に振動させた。
【００２３】
周波数１００Hz、上下振動合計０．４mm、振動数２００００回、振動させた後、４０倍の実体顕微鏡を用いて金合金線１３の破断数を測定した。ボンディング試料３個分（金合金線２８８本）測定し破断数の割合を振動破断率（％）として表１に示した。
（実施例２〜８７）（比較例１〜８）
金合金線の組成を表１〜７に示すようにしたこと以外は実施例１と同様にして金合金線に仕上げ、同様の試験を行ってその結果を表１〜７に示した。
【００２４】
【表１】
0003810200.tif 000002
【００２５】
【表２】
0003810200.tif 000003
【００２６】
【表３】
0003810200.tif 000004
【００２７】
【表４】
0003810200.tif 000005
【００２８】
【表５】
0003810200.tif 000006
【００２９】
【表６】
0003810200.tif 000007
【００３０】
【表７】
0003810200.tif 000008
【００３１】
（比較例９〜１２）
金合金線の組成を表８に示すようにしたこと以外は実施例１と同様にして金合金線に仕上げる伸線加工を行ったところ、断線回数が実施例１〜８７、比較例１〜８のものが許容される断線回数の範囲内であるのに対して許容される断線回数の２倍以上であった。この状況を表８に示す。
【００３２】
【表８】
0003810200.tif 000009
【００３３】
（比較例１３〜１４）
金合金線の組成を表７に示すようにしたこと以外は実施例１と同様にして金合金線に仕上げた。該金合金線を全自動ワイヤボンダ（新川株式会社製ＵＴＣ−１００型）を用いてボール形成を行ったところ、実施例１〜８７、比較例１〜８のものには発生がみられなかったボール引け巣が生じた。この状況を表９に示す。
【００３４】
【表９】
0003810200.tif 000010
【００３５】
（試験結果）
（１）高純度金にＺｎ，Ｃｏ，Ｍｏ，Ｃｒ（第１群）のうち少なくとも１種を０．１〜３．０重量％、Ｌａ，Ｅｕ，Ｂｅ，Ｙ，Ｃａ（第２群）のうち少なくとも１種を１〜１００重量ppm 共存して含有した組成である実施例１〜６７は、第１群、第２群の何れか一方を含有しない比較例１〜８と対比して、加速試験に於ける熱サイクル破断率が４７〜７２％に対して０〜４２％、ワイヤ流れ量が２９９〜３２２μｍに対して１９１〜２５８μｍと何れも優れた効果を示した。
【００３６】
又、振動破断率は１２〜３９％に対して０〜１４％と同等若しくはそれ以上の優れた効果を示した。
（２）この中でも第２群元素のうち少なくとも１種が次の３種類のうち何れか１つである場合は、Ｃａのみを１〜１０重量ppm 未満含有する実施例２４，２５，４６，５５と対比して振動破断率が１１〜１４％に対して０〜５％と優れた効果を示す様になる。この為共存元素としての第２群元素のうち少なくとも１種は次の３種類のうち何れか１つであることが好ましい。
【００３７】
ア）Ｌａ，Ｅｕ，Ｙ，Ｂｅのうち少なくとも１種を１〜１００重量ppm
イ）Ｃａを１０〜１００重量ppm
ウ）Ｃａ及びＬａ，Ｅｕ，Ｙ，Ｂｅのうち少なくとも１種をそれぞれ１重量ppm 以上、かつその合計１〜１００重量ppm
（３）更に第３群元素のうち少なくとも１種を１〜５００重量ppm 含有させた実施例６８〜７８においても比較例と対比して、熱サイクル破断率が１０〜３２％、ワイヤ流れ量が１９１〜２２９μｍ、振動破断率が０％と優れた効果を示すことがわかる。
（４）前記高純度金に所定量の第１群元素のうち少なくとも１種と所定量の第２群元素のうち少なくとも１種との共存、又はそれに加えて所定量の第３群元素のうち少なくとも１種との共存において、第４群元素のうち少なくとも１種を０．０１〜２．０重量％含有させた実施例７９〜８７においても、比較例と対比して、熱サイクル破断率が１２〜３０％、ワイヤ流れ量が１９７〜２２５μｍ、振動破断率が０〜３％と優れた効果を示すことがわかる。
（５）高純度金に所定量の第１群元素のうち少なくとも１種を含有するものの、本発明の必須成分である所定量の第２群元素を含有しない比較例１，３，５，７は加速試験に於ける熱サイクル破断率が４７〜５２％、ワイヤ流れ量が２９９〜３２２μｍであり本願の構成である実施例１〜８７の方が優れていることがわかる。
（６）高純度金に所定量の第２群元素のうち少なくとも１種を含有するものの、本発明の必須成分である所定量の第１群元素を含有しない比較例２，４，６，８は加速試験に於ける熱サイクル破断率が６５〜７２％、ワイヤ流れ量が３０２〜３２９μｍ、振動破断率は３５〜３９％であり本願の構成である実施例１〜８７の方が優れていることがわかる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明により高純度金にＺｎ，Ｃｏ，Ｍｏ，Ｃｒのうち少なくとも１種を０．１〜３．０重量％、Ｌａ，Ｅｕ，Ｂｅ，Ｙ，Ｃａのうち少なくとも１種を１〜１００重量ppm 含有させた組成を有する半導体素子ボンディング用金合金線によれば、銅合金製のリードフレームを用いた半導体装置が過酷な熱サイクルの環境に晒された場合でも、断線を抑制する効果が向上し、樹脂封止する際のワイヤ流れを小さくすることが出来、更には振動破断性能が低下することなく向上させることも出来る。前記含有成分に加えて所定量のＹｂ，Ｂｉ，Ｓｂ，Ｍｇ，Ｉｎ，Ｒｕ，Ｉｒのうち少なくとも１種又はそれに加えて所定量のＰｄ，Ｐｔ，Ｃｕ，Ａｇのうち少なくとも１種を含有した場合においても同様の効果を示す。
【図面の簡単な説明】
【図１】ワイヤボンディングされた半導体素子の例を示す。
【図２】ワイヤ流れ量の測定を説明する図。
【図３】ボンディング試料の振動試験方法を説明する図。
【符号の説明】
３…金合金線
５…ファースト側接合点
６…セカンド側接合点
７…５，６を結ぶ仮想直線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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