CN103842529A - 金（Au）合金键合线 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了在直径20μm以下的极细线的可进行几十万次连续键合的球键合线。在5N以上的高纯度金中含有合计5～2质量%的3N以上的高纯度Pd、Pt、Cu的一种以上而形成的金合金母体中分别含有5～50质量ppm的Ca、Mg、La、或进一步含有Be：1～20ppm和/或合计1～30质量ppm的Ce、Y以及Eu的一种以上作为微量添加元素，进一步的，含有合计为100ppm以下这些微量添加元素，由此抑制了熔融球表面的添加元素的表面偏析，且抑制了这些析出物或氧化物在键合时堆积在毛细管前端部导致形成回路时的线的滑动阻力的增加。通过维持这些毛细管的前端部的表面形状的光滑状态，抑制了线键合中的颈部损害和不接触等接合不良，使长时间的连续键合成为可能。

Description

金(Au)合金键合线
技术领域
本发明涉及为了将半导体集成电路元件上的电极（焊盘）和电路配线基板连接的电极（外部导线）连接而使用的半导体元件的线键合用金（Au）合金键合线；更具体的，涉及抑制了微量元素的表面偏析的、直径为20μm以下的、经伸线加工的金（Au）合金键合线。 
背景技术
以往，作为半导体装置中使用的半导体芯片上的焊盘和外部导线连接的、线直径为25-35μm左右的线，多使用纯度为99.99质量%以上的高纯度金构成的金（Au）合金键合线。 
通常，在连接金（Au）合金键合线的方法中，在第一键合中主要使用超声波联用热压的键合法。 
在该方法中，通过对自毛细管前端露出的线的前端进行微小放电而加热熔融，并通过表面张力而形成球形物后，将球形物部分压接接合（球体键合）在150-300℃的范围内加热的半导体元件的电极上，随后的第二键合为通过超声波压接将键合线直接接合（楔形结合）于外部导线侧。 
为了作为晶体管或IC等半导体来使用，在经上述键合线键合后，以保护为目的，用环氧树脂密封半导体芯片、键合线以及安装了半导体芯片的部分的导线架等。 
最近，在提高半导体的小型化、薄型化、高功能化和高可靠性化的要求中，作为金键合线必要的特性也多样化，为了应对半导体芯片的多针脚化以及伴随着与之对应的窄间距化，即使金键合线的更细线化，仍要求提升所需的强度或第一键合中压接球的真圆度或第二键合中的接合可靠性等，甚至要求提升接合的长期可靠度。 
特别的，伴随着半导体装置的越发小型化、薄型化以及高功能化，半导体的尺寸变小。与之伴随的，每单位面积的输入输出端子的数量增大，焊盘间距（焊 盘中心间距离）的大小也从100μm变小至80μm、60μm。因此，键合线的线直径也从25μm开始变细为20μm以下，一部分也可尝试为15μm以下的线直径。 
然而，如果键合线的线直径变细，线本身的绝对刚性降低，同时熔融球的直径也变小，因此产生在25μm的线直径下不会成为问题的、诸如倾斜或压接球的接合强度不足、接合的长期可靠性不足等的不适宜的情形。在此处，“倾斜”为张挂在第一键合和第二键合之间的线朝左右倾倒的现象，导致发生邻接的线彼此的间隔狭窄、接触的不适宜的情形。 
因此，如专利文献1所示，为了应对高密度化的50μm的窄间距，使用了20μm的键合线来提升利用含有P化合物、氢氧化物的环境调和密封树脂密封的键合线的接合可靠性，并公开了由在Cu、Pd、Pt、Zn、Ag（第一元素群）中选择至少一种以上的元素且总计浓度（C1）为0.005-1.5质量%的范围、在Ca、Ce、Eu、Dy、Y（第二元素群）中选择至少一种以上的元素且总计浓度（C2）为0.001-0.06质量%的范围、在La、Mg、Gd、Tb、Ni（第3元素群）中选择至少一种以上的元素且总计浓度（C3）为0.001-0.05质量%、余量为金和不可避免的不纯物构成的金合金键合线（专利文献1的段落026）。 
因此，在金（Au）合金线中添加微量元素时，比较于金合金线，微量元素越高浓度的金合金线的绝对刚性越高，但与提升各种性能相反，也会有不期望的性能同时出现。 
金合金母体中添加了具有提高回路形成性的倾向的微量元素时，则金（Au）球的形成性变差、楔形接合性变差。进一步的，金（Au）合金母体中含有的添加元素在熔融球和线的表面上析出并氧化，或在球的前端发生在日本称为“缩孔”的凹陷。在半导体上的焊盘的球键合（金（Au）和铝（Al）的接合）时或在外部导线上楔形键合（金（Au）和银（Ag）的结合等）时，如果添加元素在线表面析出、氧化，则会成为引起不能金属性接合的接合不良的原因。另外，一旦熔融球上产生缩孔，如果在半导体装置上的焊盘的进行键合，则产生在日本称为“中间遗漏”的、在压接部的中央形成不能金属性接合的领域，引起整体的接合强度下降的现象。 
另外，由于压接球的形状会变形，以致会出现狭小间距间隔的球键合变困难等的问题，以及出现由于球的硬度上升而芯片破裂、或焊盘损伤（焊盘自底部剥离，以及由于A1被驱逐至焊盘外侧引起膜厚减少而被称为A1溅射等的不适宜的 情形）的发生概率上升的问题，而不能够多量的添加微量元素。 
例如，单独地添加钙（Ca）以确保强度时，会出现钙（Ca）在极细线的表面上部分地析出，结果在该表面析出的钙被氧化形成表面氧化膜，由于第一键合的球形状或接合性不稳定，因此出现压接球的真圆度变差、第二键合的楔形接合性变差的情形。 
另外，如果添加的元素为多种而变得复杂，则在金（Au）合金中，由于这些元素以复杂的方式发挥功能并在熔融球的表面析出，因而不能得到良好的初期接合，并因此强化了不能得到高可靠性第一键合和第二键合的接合性的倾向。因此，如专利文献2记载，开发了调整合金元素的种类和添加量从而即使在大气中进行球键合也不会在熔融球或极细线的表面形成氧化膜且接合性良好的、即使随着时间推移金属间化合物生成的倾向也很低下的键合线。 
现有技术文献 
专利文献 
专利文献1：特开2003-133362公报 
专利文献2：WO2006-35803公报 
发明内容
本发明要解决的问题 
然而，如果变为线直径为20μm的细线，则需要比线直径为23μm的细线的线机械强度提高30%以上，但是一般情况下如果机械强度提高则线的弯曲性降低。因此，即使不会在大气中的熔融球或极细线的表面形成氧化膜，且具有使用高机械强度的线从第一键合描绘制第二键合的情形时，第一键合的压接球的根部也容易发生龟裂，从而发生成为所谓颈部损害或颈部断裂的原因的问题。 
这是如专利文献1的段落0033-0034中记载，在含有钯（Pd）等的第一元素群的金合金中添加了预定量的Ca等的第二元素、La等的第三元素的键合线中，即使改善了接合性或提高了球形状的球度，但仍然无法解决该问题。 
如果微量添加钙（Ca）或铍（Be）或稀土元素，与锌（Zn）等相比，为在熔融球表面不太析出的元素。 
但是，如果在大气中连续的进行数10万次的球键合，由于在毛细管表面或前端部上积蓄了析出物或其氧化物，使第一键合或第二键合的压接形状变差而引 起接合强度不足或不接触等不适宜的情形；另外，由于毛细管表面或前端部的光滑性变差，在第一键合后的回路形成时，压接球的根部受到应力，因此容易发生龟裂。进一步的，如果毛细管的光滑性变差，除了倾斜以外，还会发生回路高度异常或以S形曲线弯曲等的回路形成性的恶化，结果其成为当以环氧树脂密封时的线流动的原因。随着最近半导体装置的小型化、高密度化，这些发展成为比之前更多的邻接的线彼此之间的间隔变狭窄或彼此接触的不适宜情形的原因。另外，随着键合机器的性能的提升，键合速度（每单位时间的键合数量）也增加了，如果键合速度增加，毛细管表面的光滑性的恶化（增加滑动阻力）也增加，如果键合速度增加，则更为显著的出现由于毛细管的表面或前端部的光滑性的恶化（增加滑动阻力）而产生的影响。 
本发明的课题为提供一种键合线，即使为线直径20μm以下的细线，在金（Au）-钯（Pd）等的金（Au）合金母体中，微量元素也不会发生偏析而是均匀地分布，另外，即使有微量的析出物，由于保持毛细管的表面或前端部的光滑性而不会增加滑动阻力，因此不会产生颈部损害或形成环路时的不适宜的情形等。 
这些课题也适用于在全部微量元素的添加量为100ppm以下的情形。 
解决问题的手段 
本发明人，为了解决上述课题而进行反复深入地研究，结果终于完成本发明。 
即，根据本发明，提供了如下所述的金（Au）合金键合线。 
（1）一种金（Au）合金键合线，其特征在于，将在金（Au）合金母体含有微量元素而形成的合金经伸线加工成20μm以下的键合用极细线，所述金（Au）合金母体通过在99.999质量%以上的高纯度金（Au）中含有以合计为0.05-2质量%的纯度为99.9质量%以上的高纯度钯（Pd）、铂（Pt）和铜（Cu）中的至少一种而构成；该微量元素为由5～50质量ppm的钙（Ca）和5～50质量ppm的镁（Mg）以及5～50质量ppm的镧（La）构成。 
（2）一种金（Au）合金键合线，其特征在于，将在金（Au）合金母体含有微量元素而形成的合金经伸线加工成20μm以下的键合用极细线，所述金（Au）合金母体通过在99.999质量%以上的高纯度金（Au）中含有以合计为0.05-2质量%的纯度为99.9质量%以上的钯（Pd）、铂（Pt）和铜（Cu）中的至少一种而构成；；该微量元素为由5～50质量ppm的钙（Ca）和5～50质量ppm的镁（Mg）以及5～50质量ppm的镧（La）和1～20质量ppm的铍（Be）构成。 
（3）一种金（Au）合金键合线，其特征在于，将在金（Au）合金母体含有微量元素而形成的合金经伸线加工成20μm以下的键合用极细线，所述金（Au）合金母体通过在99.999质量%以上的高纯度金（Au）中含有以合计为0.05-2质量%的纯度为99.9质量%以上的钯（Pd）、铂（Pt）和铜（Cu）中的至少一种而构成；该微量元素为由5～50质量ppm的钙（Ca）和5～50质量ppm的镁（Mg）以及5～50质量ppm的镧（La）、以及合计为1～30质量ppm的铈（Ce）、钇（Y）以及铕（Eu）中的至少一种而构成。 
（4）一种金（Au）合金键合线，其特征在于，将在金（Au）合金母体含有微量元素而形成的合金经伸线加工成20μm以下的键合用极细线，所述金（Au）合金母体通过在99.999质量%以上的高纯度金（Au）中含有以合计为0.05-2质量%的纯度为99.9质量%以上的钯（Pd）、铂（Pt）和铜（Cu）中的至少一种而构成；该微量元素为由5～50质量ppm的钙（Ca）和5～50质量ppm的镁（Mg）以及5～50质量ppm的镧（La）、以及合计为1～20质量ppm的铍（Be）、以及合计1～30质量ppm的铈（Ce）、钇（Y）以及铕（Eu）中的至少一种而构成。 
（5）根据请求项1～4中任一项所述的金（Au）合金键合线，其中，全部微量元素的合计为100质量ppm以下。 
发明的效果 
根据本发明的金（Au）合金的成分组成，即使键合线的线直径为20μm以下的细的线直径，也具有能够防止作为毛细管的表面性恶化的原因的压接球的颈部损害的效果。 
另外，由于本发明的金（Au）合金的成分组成比之前的更多地提升了机械强度，与超过23μm的线直径相同都具有抑制倾斜的效果，并且具有抑制线流动的效果。 
而且，根据本发明的金（Au）合金的成分组成，同时具有熔融球为真圆球的效果，并且同时具有与之前同样的压接球为真圆的效果。 
另外，在本发明中，由于将微量元素和不纯物极力的减少，并通过进一步的抑制毛细管的表面性恶化，因此第一键合和第二键合中不会发生压接形状的恶化或不接触，在大气中可更确实地连续进行数10万次的键合。 
具体实施方式
本发明的金（Au）合金键合线为：以（i）99.999质量%以上的高纯度金（Au）和（ii）以合计为0.05-2%质量%而含有的99.9质量%以上的高纯度钯（Pd）、铂（Pt）和铜（Cu）中的至少一种，作为母体合金，通过调整、选定在该母体合金中含有的微量元素，可得到具有所期望的性能的物质。 
钯（Pd）、铂（Pt）和铜（Cu）的元素与金（Au）完全地固溶，形成稀薄的二元合金时，这些元素相对于金（Au）成为容易偏析的元素。因此，由于这些元素的含量最大为2质量%，所以纯度为99.9质量%以上。纯度高的物质为最理想，为了避免不纯物的影响，优选99.99质量%以上。特别的，优选铜的纯度为99.999质量%以上。在这些元素中，由于钯（Pd）和铂（Pt）在大气中不被氧化，在熔融球形成时即使蒸发也不会污染毛细管，因此比铜（Cu）更为适用。 
另外，由于钯（Pd）比铂（Pt）更容易氧化，在构成毛细管的陶瓷上的析出物或氧化物的堆积的防止效果为钯（Pd）比铂（Pt）更高，因此钯（Pd）最为适合。当在母体合金中共同添加钯（Pd）和铂（Pt）和铜（Cu）中的任选2种以上时，它们的添加比例没有特别的限定。钯（Pd）或铂（Pt）相对于金（Au）都可发挥同等的母体效果。 
在本发明中，将合计不足0.05质量%的钯（Pd）、铂（Pt）和铜（Cu）中的至少一种加入纯度99.99质量%以上的纯金线中制成直径20μm以下的极细线时，接合线的机械强度不够充分，会发生倾斜。为了发挥稳定的效果，其合计的下限为0.05质量%以上，更优选0.08质量%以上。另外，如果这些稀薄的合金化元素的合计超过2质量%，在进行球键合时，与以往相同，熔融球变得过硬而容易引起芯片的破裂，由于压接球的接合强度不够充分，因此该合计的上限为2质量%以下。为了发挥稳定的效果，优选1.5质量%以下。 
本发明的金（Au）合金键合线为，作为微量元素以（i）钙（Ca）和镁（Mg）以及镧（La）的共同添加为必须，（ii）以铍（Be）作为任选的第一添加元素，（iii）以铈（Ce）、钇（Y）和铕（Eu）的至少一种作为第二群的任选添加元素的金（Au）合金键合线。 
通过以钙（Ca）和镁（Mg）以及镧（La）的共同添加为必须成分，不仅抑制了键合线的熔融球的表面偏析，毛细管的表面性也不会恶化。即使追加第一群和第二群的任选添加元素也可维持毛细管表面性恶化的防止效果。 
通过防止该毛细管的表面性恶化，抑制了在毛细管内通过的键合线的滑动阻 力的上升。结果，即使进行数10万次的键合后，也可防止键合线的颈部损害。 
在本发明中，以（i）钙（Ca）和镁（Mg）以及镧（La）的共同添加作为必须成分，其理由如下。 
钙（Ca）和镁（Mg）以及镧（La）都具有提升第二键合的楔形键合性的效果。在20μm以下的细线化时，由于第二键合的接合性有容易变低的趋势，因此需要共同添加。特别是镁（Mg），通过添加镁（Mg）第二键合的接合性的提升效果显著。镁（Mg）的下限为5质量ppm，不足于此，则没有第二键合的接合性的提升效果。而且，镁的纯度优选为99.9质量%以上，更优选99.99质量%以上。即使共同添加这些元素，金（Au）和钯（Pd）、铂（Pt）以及铜（Cu）的稀薄的二元合金中也不会有表面偏析。特别的，钙（Ca）为在金（Au）单体金属中有表面偏析的元素，但在本发明的稀薄的二元合金中没有发现表面偏析。另外，在本发明的稀薄的二元合金中，也没有发现影响表面偏析的钙（Ca）和镁（Mg）以及镧（La）3元素的相互作用。因此，即使连续进行数10万次的键合，也不会进行毛细管的表面性恶化或在前端的线出口附近内部的析出物或其氧化物的堆积，因此毛细管施加于线的滑动阻力或施加于压接球的压接力，或自压接球中夺得的热能通常是一定的。因此如果适度地设定初期的键合条件，则即使数10万次键合后仍能维持初期的键合条件，在键合时也不会在压接球上留下颈部损害。 
另外，这些元素中，钙（Ca）和镧（La）可提高机械强度。即，在伸线加工时，由于通过这些元素的协同效果提高了极细线的表皮层的机械强度，因此线变得越细则越不会影响线中心部分的机械强度，表皮层的机械响度则直接变成线的整体的机械强度。钙（Ca）和镧（La）的下限分别为5质量ppm，不足于此，则不能够提高极细线的机械强度。而且，镧（La）的纯度为99.9质量%以上，优选99.99质量%以上。钙（Ca）的纯度为99质量%以上，优选99.5质量%以上。 
另外，这些元素可形成真球状的熔融球、形成真圆状的压接球。即，在金（Au）合金母体的熔融球中的这些元素，在压接时不会恶化毛细管表面性，也不会在前端部堆积。另外，即使共同添加钙（Ca）和镁（Mg）以及镧（La），在金（Au）合金线的压接时，发现其他的金属元素同样在毛细管表面有若干的堆积。然而，这些共同添加元素极少有表面性的恶化，即使进行数10万次的键合也不会使毛细管的表面性恶化，不会在前端部堆积析出物或其氧化物。钙（Ca）和镁（Mg）以及镧（La）的上限分别为50质量ppm，超过该值，则进行直径20μm以下的极 细线的键合时，得不到真球状的熔融球，也得不到真圆状的压接球。要更加确实地得到真球状的熔融球和真圆状的压接球，优选钙（Ca）和镁（Mg）以及镧（La）的上限分别为40质量ppm，且优选这些元素的合计为100质量ppm以下，进一步的，优选全部微量元素的合计为100质量ppm以下。如果所述金（Au）合金母体中的全部微量元素的总计超过100质量ppm，氧化物在熔融球表面的生成变得容易，因此在第一键合中偶尔会发生接合性变差，也会有使毛细管的表面性恶化的可能性。 
进一步的，在镁（Mg）或镧（La）的情形中，如果分别超过50质量ppm，直径20μm以下的极细线的第二键合的接合性降低。 
在本发明中，将铍（Be）作为任选的第一添加元素的理由如下。 
在钙（Ca）和镁（Mg）以及镧（La）的必须成分元素的共存下将金（Au）和钯（Pd）、铂（Pt）以及铜（Cu）的稀薄的二元合金的压接时，铍为具有不使毛细管表面性恶化的效果的元素。因此，即使将在铍（Be）和必须成分元素的共存下的稀薄的二元合金进行数10万次的键合，也不会使第一键合或第二键合的形状恶化或发生不接触，也不会在键合时的压接球上引起颈部损害。 
另外，铍（Be）与本发明的必须成分元素共存下，特别与镧（La）共存下，更加提高了压接球的真圆度。而且，铍（Be）的纯度为99质量%以上，优选99.9质量%以上。另外，铍（Be）与本发明的必须成分元素共存下，特别与钙（Ca）的共存下，更加提高了稀薄的二元合金的经伸线加工的表皮层的机械强度，即使直径20μm以下的极细线，也能更加防止键合时的线的倾斜。铍（Be）的下限为1质量ppm，不足于此，则不能看见通过铍（Be）提升机械强度的效果。 
另一方面，铍将熔融球的硬度***。如果极细线变细则熔融球也变小，在球键合时给予焊盘的芯片损害变大。铍（Be）的上限为20质量ppm，如果超过此值，则将直径20μm以下的极细线进行球键合时，熔融球变得过硬而容易引起芯片破裂。另外，在毛细管的表面或前端部也会堆积析出物或其氧化物。为了发挥稳定的效果，优选15质量ppm以下。 
在本发明中，将铈（Ce）、钇（Y）和铕（Eu）的任一种作为第二群的任选添加元素，理由如下。 
在与必须成分元素的共存下，在本发明的稀薄的二元合金的压接时，这些稀土类金属为具有不会恶化毛细管的表面性的效果的元素。即，这些稀土类元素与 镧（La）同样，不会使毛细管的表面性恶化，也不会进行析出物或其氧化物的堆积。因此，由于即使连续的数10万次地键合，也不会产生第一键合或第二键合的形状恶化或毛细管的表面性恶化等，因而不会在键合后在压接球上留下颈部损害。铈（Ce）和钇（Y）相较于铕（Eu），毛细管的恶化等更少。而且，铈（Ce）和钇（Y）和铕（Eu）的纯度分别为99.9质量%以上，优选99.99质量%以上。 
另外，这些稀土类元素与必须成分元素共存下，特别与镧（La）共存下，更加提高了本发明的二元合金的经伸线加工的极细线的表皮层的机械强度，即使直径20μm以下的极细线，也更加防止了键合时的线的倾斜。即，如之前公知的，这些稀土类元素为通过增加极细线本身的刚性来维持回路形成性，同时能够维持第一键合中的压接球的真圆度的元素。这些效果与铍（Be）相同。这些稀土类元素的下限值为1质量ppm，不足于此，则与铍（Be）同样，不会发现提高机械强度的效果。另外，这些稀土元素的上限值为20质量ppm，与铍（Be）同样，如果超过该值，则将直径20μm以下的极细线进行键合时，熔融球变得过硬而容易引起芯片的破裂。 
在本发明中，可将铍（Be）作为任选的第一的添加元素，和将铈（Ce）、钇（Y）和铕（Eu）的任一种作为第二群的任选添加元素一并添加。即使将铍（Be）和第二群的任选的添加元素并用，在本发明的稀薄的二元合金中也不发生表面偏析。而且，第二群的任选的稀土类元素被认为是与本发明的稀薄的二元合金中的镧（La）发挥同样的效果的元素。 
实施例 
以下，通过实施例和比较例对本发明进行详细描述。 
[实施例1-44] 
表1中表示了实施例（1-44号）的各试样的成分组成。 
在纯度99.999质量%的高纯度金（Au）、99.99质量%的高纯度钯（Pd）、铂（Pt）和纯度99.999质量%的高纯度铜（Cu）的稀薄的二元金（Au）合金中，按照表1记载的数值（质量ppm）调配微量元素，并用真空熔融炉熔融铸造。 
将上述铸造合金连续进行伸线加工，使线直径为15μm和18μm，并经最终热处理将伸长率调整至4%内。 
表1实施例的金合金线的成分组成 
Figure BDA00003252774900101
Figure BDA00003252774900111
[比较例1-5] 
表2中表示了仅与实施例的微量元素的成分组成不同的稀薄二元金（Au）合金的比较例的各试样的组成。稀薄二元金（Au）合金的极细线与实施例相同，线直径为18μm和15μm，并经最终热加工，将伸长率调整至4%，与实施例进行同样的评价。 
表2比较例的金合金线的成分组成 
Figure BDA00003252774900112
将这些极细线在大气中以超声波并用热压接方式，通过球键合法连续地第一次键合在Si芯片上的50μm角的A1焊盘（膜厚度为大约1μm）上，随后以超声波并用热压接的方式通过楔形方式键合法将这些线与由Ag镀覆的42合金构成的导线进行第二次键合而连线。第一键合的所有的球都形成在50μm的A1焊盘内。 
对实施例和比较例的各键合线的颈部强度评价按如下进行。使回路跨距为3mm，回路高度为200μm。颈部强度是利用变更键合时的参数，反向动作的数值 来进行。反向动作是指为了形成回路形状，在第一键合后，自第一键合的正上方将毛细管向IC芯片中央侧移动的动作。自第一键合的正上方的移动距离成为反向动作的值。此时，颈部成为支点而使线弯曲。如果其他的参数相同，若反向动作值小则弯曲角变小，若反向动作值大则弯曲角变大，即，给予颈部的应力变大。该评价结果在表3和表4中表示。以反向动作值为1000μm键合200条键合线，而没有颈部断裂时，标记为◎；以反向动作值为500μm键合200条，而没有颈部断裂时，标记为○；以反向动作值为500μm键合200条，即使发生一条颈部断裂时，也标记为△。 
评价实施例和比较例的各键合线50万次线键合时不接触的发生次数。在该评价中回路跨距为2mm。其结果在表3和4中表示。不接触次数是指第一键合和第二键合的不接触次数的合计，不接合次数为0时标记为◎，5条以下时标记为○，超过5条时标记为△。而第一键合和第二键合的不接触连续发生，变得不能继续键合而中止评价时表示为×。 
实施例和比较例的各键合线的连接特性，通过以下的牵引测试特性分别评价。 
牵引测试是使用Dage公司制造的产品名“万能键合测试器（BT）（型号4000）”，将连续键合刚开始之后的键合样品的回路跨距的中央附近用钩子向上方抬起，对断裂负荷进行测定。评价结果在表3和4中表示。 
“键合的好坏”的评价与20条线的断裂负荷的平均有关。线直径为18μm时，将3.5×10mN以上标记为◎，将在1.5×10～3.5×10mN的范围内的标记为○，将不足1.5×10mN标记为△。进一步的，线直径为15μm时，将2.5×10mN以上标记为◎，将在1.0×10～2.5×10mN的范围内的标记为○，不足1.0×10mN标记为△。 
接着，实施例和比较例的各键合线的50万次线键合后的连接性按如下分别进行评价。 
针对50万次线连续键合后的键合样品，对与键合刚开始之后的样品同样地进行负荷测定。评价结果在表3和4中表示。 
即使在线直径为18μm、15μm的任一种中，也将20条的牵引负荷值测定的平均值与键合刚开始之后的负荷值进行比较，牵引负荷值是否降低，如果在20%以内则标记为◎，在50～20%的范围内的标记为○，超过50%的标记为△。线键合次数未达到50万次而无法评价的则标记为×。 
对实施例和比较例的各键合线进行50万次线键合后的毛细管的表面的前端 部，使用岛津制造所制造的产品名“电子显微分析仪（EPMA（型号EPMA-1600））”，以2000倍的强化进行元素分析和绘图来评价。通过绘图结果将微量元素浓缩的、覆盖在毛细管的下部的元素在表3和表4中表示。 
表3实施例的金合金线的评价结果 
Figure BDA00003252774900141
表4比较例的金合金线的评价结果 
Figure BDA00003252774900142
从上述的实施例中显然的得知，如果微量元素的添加量在规定值内，则本发明的金（Au）合金的键合线，即使极细线的线直径为18μm以下，也可得到能够连续进行键合的效果。 
与之相反，在比较例中，由于以下所述的理由，无论如何也得不到所期望的 性能。 
比较例1是由于本发明中必须元素的钯（Pd）未达到的规定量。 
比较例2是由于本发明中必须元素的钯（Pd）、铂（Pt）和铜（Cu）的合计值超过了规定量。 
比较例3是由于含有的本发明中必须的微量元素钙（Ca）未达到规定量，且必须的微量元素镧（La）超过了规定量。 
比较例4是由于含有的本发明中任选的微量元素铍（Be）超过了规定量。 
比较例5是由于含有的本发明中任选的微量元素铈（Ce）和铕（Eu）分别超过了规定量。 
因而，比较例3～5中的都是由于这些过剩的微量元素的表面偏析，而发生了在毛细管表面的这些元素的析出物或其氧化物的堆积。 
产业上的利用可能性 
本发明的合金特别适用于汽车搭载用半导体装置、在容易变高温的环境下使用的半导体中所使用的键合线。 

Claims (5)

1.一种金合金键合线，其特征在于，将在金合金母体含有微量元素而形成的合金经伸线加工成20μm以下的键合用极细线，所述金合金母体通过在99.999质量%以上的高纯度金中含有以合计为0.05-2质量%的纯度为99.9质量%以上的钯、铂和铜中的至少一种而构成；该微量元素为由5～50质量ppm的钙和5～50质量ppm的镁以及5～50质量ppm的镧构成。
2.一种金合金键合线，其特征在于，将在金合金母体含有微量元素而形成的合金经伸线加工成20μm以下的键合用极细线，所述金合金母体通过在99.999质量%以上的高纯度金中含有以合计为0.05-2质量%的纯度为99.9质量%以上的钯、铂和铜中的至少一种而构成；该微量元素为由5～50质量ppm的钙和5～50质量ppm的镁以及5～50质量ppm的镧和1～20质量ppm的铍构成。
3.一种金合金键合线，其特征在于，将在金合金母体含有微量元素而形成的合金经伸线加工成20μm以下的键合用极细线，所述金合金母体通过在99.999质量%以上的高纯度金中含有以合计为0.05-2质量%的纯度为99.9质量%以上的钯、铂和铜中的至少一种而构成；该微量元素为由5～50质量ppm的钙和5～50质量ppm的镁以及5～50质量ppm的镧、以及合计为1～30质量ppm的铈、钇以及铕中的至少一种而构成。
4.一种金合金键合线，其特征在于，将在金合金母体含有微量元素而形成的合金经伸线加工成20μm以下的键合用极细线，所述金合金母体通过在99.999质量%以上的高纯度金中含有以合计为0.05-2质量%的纯度为99.9质量%以上的钯、铂和铜中的至少一种而构成；该微量元素为由5～50质量ppm的钙和5～50质量ppm的镁以及5～50质量ppm的镧、以及合计为1～20质量ppm的铍、以及合计1～30质量ppm的铈、钇以及铕中的至少一种而构成。
5.根据权利要求项1～4中任一项所述的金合金键合线，其中，全部微量元素的合计为100质量ppm以下。
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