接続材料、接続材料の製造方法及び半導体装置
【課題】Ｚｎ／Ａｌクラッド材の接合温度を低下させることによって、使用温度域における残留熱応力を低減し、接合部の信頼性を向上させることができる接続材料を提供する。
【解決手段】Ｍｇを含有するＡｌ系合金層２と、Ａｌ系合金層２の両面に隣接するＺｎ層３，４とからなるものである。
【解決手段】Ｍｇを含有するＡｌ系合金層２と、Ａｌ系合金層２の両面に隣接するＺｎ層３，４とからなるものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接続材料の技術に係り、特に、この接続材料の構造及び製造方法、さらにこの接続材料を用いた半導体装置、パワー半導体装置、パワーモジュールなどに適用して有効な技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
本発明者らが検討した技術として、接続材料を用いた半導体装置について、図３及び図４を用いて説明する。図３は、従来の半導体装置の構造を示す図である。図４は、再溶融したはんだによるフラッシュを説明する図である。
【０００３】
図３に示すように、半導体装置３０は、半導体素子３１がフレーム（ダイ）３２上にはんだ３３により接続され、ワイヤ３４によりリード３５のインナーリード３６と半導体素子３１の電極がワイヤボンディングされた後、封止用レジン３７或いは不活性ガスにより封止されて製造される。
【０００４】
この半導体装置３０は、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系の中温の鉛フリーはんだによりプリント基板にリフローはんだ付けされる。Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系の鉛フリーはんだの融点は約２２０℃と高く、リフロー接続の際に接続部が最高２６０℃まで加熱されることが想定される。そのため、温度階層を目的として半導体装置３０内部の半導体素子３１のダイボンディングには、２９０℃以上の融点を有する高鉛はんだが使用される。高鉛はんだは、構成成分として８５ｍａｓｓ％以上の鉛を含有しており、２００６年７月より施行されているＲｏＨＳ指令で禁止されているＳｎ−Ｐｂ共晶はんだに比べて環境への負荷が大きい。よって、高鉛はんだに替わる代替接続材料の開発が切望されている。
【０００５】
現在、既に開発されているＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系等のはんだは融点が２６０℃以下であるため、半導体素子のダイボンディングに使用した場合、２次実装時（最高温度２６０℃）にはんだが溶融してしまう。接続部周りがレジンでモールド（樹脂封止）されている場合、内部のはんだが溶融すると、溶融時の体積膨張により、図４に示すように、フラッシュと言って封止用レジン３７とフレーム３２の界面からはんだ３３が漏れ出すことがある。或いは、漏れ出さないまでも、漏れだそうと作用し、その結果、凝固後にはんだの中に大きなボイド３８が形成されて不良品となる。代替材料の候補としては、融点の面からＡｕ−Ｓｎ、Ａｕ−Ｓｉ、Ａｕ−Ｇｅ等のＡｕ系のはんだ、Ｚｎ、Ｚｎ−Ａｌ系のはんだ及びＢｉ−Ｃｕ、Ｂｉ−Ａｇ等のはんだが報告されており、世界中で検討が進められている。
【０００６】
しかしながら、Ａｕ系のはんだは、構成成分としてＡｕを８０ｍａｓｓ％以上含有しており、コストの面で汎用性に難がある。Ｂｉ系のはんだは、熱伝導率が約９Ｗ／ｍＫと現行の高鉛はんだより低く、高放熱性が要求されるパワー半導体装置及びパワーモジュール等への適用は難しいと推定できる。また、Ｚｎ及びＺｎ−Ａｌ系のはんだは、約１００Ｗ／ｍＫと高い熱伝導率を有するが、濡れにくく（特にＺｎ−Ａｌ系のはんだ）、はんだが硬く、接続後の冷却時に熱応力によって半導体素子が破壊しやすい等の問題がある。
【０００７】
特許文献１や特許文献２では、Ａｌ：１〜７ｍａｓｓ％、Ｍｇ：０．５〜６ｍａｓｓ％、Ｇａ：０．１〜２０ｍａｓｓ％、Ｐ：０．００１〜０．５ｍａｓｓ％、残部をＺｎ、Ｇｅ：２〜９ｍａｓｓ％、Ａｌ：２〜９ｍａｓｓ％、Ｐ：０．００１〜０．５ｍａｓｓ％、残部をＺｎ或いはＧｅ：２〜９ｍａｓｓ％、Ａｌ：２〜９ｍａｓｓ％、Ｍｇ：０．０１〜０．５ｍａｓｓ％、Ｐ：０．００１〜０．５ｍａｓｓ％、残部をＺｎとすることにより、Ｚｎ系のはんだ合金のＣｕやＮｉに対する濡れ性の向上及び融点低下をさせている。しかしながら、ＡｌやＭｇを成分とするため、接続時の加熱によりＡｌ酸化物及びＭｇ酸化物が溶融部表面に膜を生成する。これらの膜が濡れを阻害するため、スクラブ等により機械的に膜を破らない限り、十分に濡れが得られない虞がある。また、はんだの硬さに関して、改善がなされていないため、接続後の冷却時或いは温度サイクル時の熱応力による半導体素子の破壊に対する改善が期待できない。
【０００８】
特許文献３では、Ｚｎ−Ａｌ系合金の最表面にＩｎ、Ａｇ、Ａｕ層を設けることにより、Ｚｎ−Ａｌ系合金表面の酸化を抑制し、濡れ性の向上を図っている。しかしながら、Ｉｎ、Ａｇ及びＡｕ層を設けるためには、Ｚｎ−Ａｌ系合金の表面にめっき及び蒸着等の処理が不可欠であり、材料製造のプロセス増加に繋がる。また、上述したように、Ｉｎを添加した場合に硬さを低下させることが可能であるが、接続後の冷却時の熱応力による半導体素子の破壊を抑制するほどの効果は期待できない。
【０００９】
一方、特許文献４では、従来のＺｎ−Ａｌ系のはんだの応力緩和性能を改善する、Ｚｎ／Ａｌ／Ｚｎクラッド構造のはんだ代替材が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００２−３５８５３９号公報
【特許文献２】特開２００４−３５８５４０号公報
【特許文献３】特開２００２−２６１１０４号公報
【特許文献４】特開２００８−１２６２７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、Ｚｎ／Ａｌ／Ｚｎクラッド材は、合金化した際の融点（液相線温度）が３８２℃であり、Ｐｂ−Ｓｎ高温はんだ、Ａｕ−Ｓｎ系のはんだなどの他の高温はんだと比べて、著しく高温である。接合温度が高いと、凝固後、室温まで冷却した際の、接合部の熱収縮量がより大きくなるため、接合物と被接合物の熱膨張率差によって生じる熱応力が大きくなり、仮に接合部にクラックの起点が形成されたとき、その進展が促進される。クラックが進展すると、接合部の接合強度が低下し、接合部自体が破壊される虞がある。また、同時に熱抵抗も増大するため、隣接している被接合物の温度上昇を招き、システムが機能しなくなる虞がある。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、Ｚｎ／Ａｌクラッド材の接合温度を低下させることによって、使用温度域における残留熱応力を低減し、接合部の信頼性を向上させた接続材料、接続材料の製造方法及び半導体装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、請求項１の発明は、Ｍｇを含有するＡｌ系合金層と、前記Ａｌ系合金層の両面に隣接するＺｎ層とからなる接続材料である。
【００１４】
請求項２の発明は、前記Ａｌ系合金層に含有されるＭｇが、２．０質量％以上５．６質量％以下である請求項１に記載の接続材料である。
【００１５】
請求項３の発明は、第１のＺｎ層の上にＭｇを含有するＡｌ系合金層を重ね、前記Ａｌ系合金層の上に第２のＺｎ層を重ねて、クラッド圧延により製造する接続材料の製造方法である。
【００１６】
請求項４の発明は、第１のＺｎ層の上にＭｇを含有するＡｌ系合金層を重ね、前記Ａｌ系合金層の上に第２のＺｎ層を重ねて、加圧成形により製造する接続材料の製造方法である。
【００１７】
請求項５の発明は、半導体素子を接続材料を介してフレーム上に実装し、前記半導体素子の電極をインナーリードにワイヤボンディングで接続した後、これらをレジンで樹脂封止した半導体装置において、前記接続材料は、Ｍｇを含有するＡｌ系合金層と、前記Ａｌ系合金層の両面に設けられたＺｎ層とからなる半導体装置である。
【００１８】
請求項６の発明は、半導体素子を基板上に実装し、前記半導体素子の電極をインナーリードにワイヤボンディングで接続した後、前記基板上にキャップ用接続材料を介して金属キャップを被せて気密封止した半導体装置において、前記キャップ用接続材料は、Ｍｇを含有するＡｌ系合金層と、前記Ａｌ系合金層の最表面に設けられたＺｎ層とからなる半導体装置である。
【００１９】
請求項７の発明は、前記半導体素子は、素子用接続材料を介して前記基板上に実装され、前記素子用接続材料は、Ｍｇを含有するＡｌ系合金層と、前記Ａｌ系合金層の両面に設けられたＺｎ層とからなる請求項６に記載の半導体装置である。
【００２０】
請求項８の発明は、半導体素子を接続材料を介して下面にバンプを有する基板上に実装した半導体装置において、前記接続材料は、Ｍｇを含有するＡｌ系合金層と、前記Ａｌ系合金層の最表面に設けられたＺｎ層とからなる半導体装置である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、Ｚｎ／Ａｌクラッド材の接合温度を低下させることによって、使用温度域における残留熱応力を低減し、接合部の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施の形態に係る接続材料を示す断面図である。
【図２】図１の接続材料を用いた評価用接合体を示す断面図である。
【図３】従来の半導体装置を示す構造図である。
【図４】図３の半導体装置において、再溶融したはんだによるフラッシュを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明者らは、Ａｌ系合金層とＺｎ層とで構成されるクラッド材について鋭意検討した結果、Ｍｇを含有するＡｌ系合金層を用いることで、従来のクラッド材より接合温度を低下させることができることを見出した。
【００２４】
以下、この知見に基づいて完成した本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００２５】
図１は、本実施の形態に係る接続材料を示す断面図である。
【００２６】
図１に示すように、本実施の形態に係る接続材料１は、フレーム又は基板上に半導体素子を実装、或いは半導体素子を気密封止する際に用いるものであり、Ｍｇを含有するＡｌ系合金層２と、Ａｌ系合金層２の両面に隣接するＺｎ層３，４とからなる。
【００２７】
接続材料１は、第１のＺｎ層３の上にＭｇを含有するＡｌ系合金層２を重ね、Ａｌ系合金層２の上に第２のＺｎ層４を重ねて、クラッド圧延又は加圧成形により製造する。
【００２８】
クラッド圧延又は加圧成形を行うと、Ａｌ系合金層２とＺｎ層３，４とが接触すると同時に圧力によって大きな変形が生じ、Ａｌ系合金層２及びＺｎ層３，４の表面に形成されていた酸化物膜が破れ、新生面により金属接合される。また、クラッド圧延又は加圧成形では、ＡｌとＺｎの拡散が顕著になる温度まで熱負荷がかからない。よって、Ａｌが表面のＺｎ層３，４に拡散し最表面まで達することはなく、接続時に良好な濡れを得ることができる。
【００２９】
この接続材料１の作用を従来のクラッド材の作用と共に述べる。
【００３０】
従来の純Ａｌ系合金層とＺｎ層とで構成されるクラッド材の場合、材料を加熱昇温する際、Ｚｎ−Ａｌ２元系合金の共晶温度である３８２℃で初めて液相となる部分が生じる。液相が生じると隣接する固相は液相に高速に溶融拡散し、ろう材層全体が溶融する。さらに残留するＡｌ系合金層からの拡散が継続し、液相点が上昇する。Ａｌ系合金層が存在する限り、液相点が上昇し、液相が減少、固相となる。
【００３１】
これに対して、本実施の形態に係る接続材料１の場合、Ａｌ系合金層２としてＭｇを含有した合金を用いるので、Ａｌ系合金層２とＺｎ層３，４の界面での拡散反応では、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ３元系合金を形成する。Ｍｇが、Ｚｎ及びＡｌと合金化することで、液相線温度が低下する。このとき、Ｍｇの含有濃度によって低下温度域が上下する。
【００３２】
Ａｌ系合金層２に含有されるＭｇは、２．０質量％以上５．６質量％以下であるとよい。これは、Ｍｇの含有量が２．０質量％未満だと、接続材料１の融点低下が３℃以下となり、液相線温度の低下が十分でなく、５．６質量％を超えると、汎用Ａｌ合金展進材のうちもっともＭｇ成分を含有するＡ５０５６（５．６質量％）を超えることになり、別途Ａｌ合金を特別に鋳造、作製する必要があるためである。クラッド材の構成材として特殊な合金を用いることは、コストアップに繋がり、製品への適用効果が著しく低下する。
【００３３】
ここで、上述の条件を満たす汎用Ａｌ合金として、Ａ５０５２（平均Ｍｇ含有率２．５質量％）、Ａ５１５４（平均Ｍｇ含有率３．５質量％）、Ａ５０８２（平均Ｍｇ含有率４．５質量％）、Ａ５０５６（平均Ｍｇ含有率５．０質量％）などが挙げられる。
【００３４】
本実施の形態に係る接続材料１は、Ｍｇを含有するＡｌ系合金層２と、Ａｌ系合金層２の両面に隣接するＺｎ層３，４とからなるため、純Ａｌ系合金層とＺｎ層とで構成された従来のクラッド材に比べて液相線温度を低く、すなわち接合温度を低くすることができる。そのため、接合部に生じる熱応力を低減させることが可能となる。
【００３５】
また、接続材料１では、Ａｌ系合金層２に含有されるＭｇが、２．０質量％以上５．６質量％以下であるため、低コストで、液相線温度を十分に低下させることができる。
【００３６】
以上要するに、本発明によれば、Ｚｎ／Ａｌクラッド材の接合温度を低下させることによって、使用温度域における残留熱応力を低減し、接合部の信頼性を向上させることができる。
【００３７】
なお、本実施の形態では、Ａｌ系合金層２の両面にＺｎ層３，４を設けたが、Ａｌ系合金層２の最表面にＺｎ層３を設けるようにしても良い。
【００３８】
この接続材料１は、半導体装置、パワー半導体装置、パワーモジュール等の半導体装置のダイボンディングや、気密封止の封止材、フリップチップボンディングなどに有効に活用することができる。
【００３９】
一例として、接続材料１の半導体装置への適用例について説明する。
【００４０】
ここでは、半導体素子をフレーム上に実装する半導体装置（ダイボンディング構造）、金属キャップを基板上に被せる半導体装置（気密封止構造）、バンプにより接続する半導体装置（フリップチップ実装構造）を説明する。
【００４１】
＜適用例１＞
半導体素子を接続材料を介してフレーム（ダイ）上に実装し、半導体素子の電極をインナーリードにワイヤボンディングで接続した後、これら半導体素子、フレーム、インナーリード、ワイヤをレジンで樹脂封止したダイボンディング構造の半導体装置において、半導体素子をフレーム上に実装する際に用いる接続材料として本発明の接続材料１を用いることができる。
【００４２】
＜適用例２＞
半導体素子を基板（モジュール基板）上に実装し、半導体素子の電極をインナーリードにワイヤボンディングで接続した後、基板上にキャップ用接続材料を介して金属キャップを被せて半導体素子、インナーリード、ワイヤを気密封止した気密封止構造の半導体装置において、金属キャップを基板上に接続するキャップ用接続材料として、Ａｌ系合金層２の最表面にＺｎ層３を設けた本発明の接続材料を用いることができる。さらに、半導体素子を基板上に実装する際に用いる接続材料として本発明の接続材料１を用いることもできる。
【００４３】
＜適用例３＞
半導体素子を接続材料を介して下面にバンプを有する基板上に実装した半導体装置において、半導体素子を基板上に実装する際に用いる接続材料として、Ａｌ系合金層２の最表面にＺｎ層３を設けた本発明の接続材料を用いることができる。
【００４４】
以上、本発明者らによってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【００４５】
すなわち、前記説明では、本発明の適用について、半導体装置のダイボンディングを一例に挙げて説明したが、ダイボンディングさせる半導体装置であれば、多様な半導体装置に適用できる。これらには、例えば、オルタネータ用ダイオード、ＩＧＢＴモジュール、ＲＦモジュール等のフロントエンドモジュール、自動車用パワーモジュール等が挙げられる。
【００４６】
また、前記説明では、半導体装置をモジュール基板にリフロー実装する場合を一例に挙げて説明したが、例えば、ＭＣＭ（Ｍｕｌｔｉ Ｃｈｉｐ Ｍｏｄｕｌｅ）構成に使用する場合にも当然に適用できるものである。
【実施例】
【００４７】
以下、本発明の数値的根拠を述べる。
【００４８】
実施例１〜１２及び比較例１〜６で用いる各接続材料は、Ａｌ系合金層の両面にＺｎ層を重ねて得られた元板を、それぞれクラッド圧延（加工度８０％）し、その後仕上圧延を数回行い、所定の製品厚さに加工して作製した。この作製した各接続材料の板厚構成を表１に示す。
【００４９】
【表１】
【００５０】
表１の各パターンにおける元板厚、クラッド圧延後の板厚、最終板厚は以下の通りである。
・パターン１
元板厚＝Ｚｎ：０．２ｍｍ、Ａｌ：０．７ｍｍ、Ｚｎ：０．２ｍｍ
クラッド圧延後の板厚＝Ｚｎ：０．０４ｍｍ、Ａｌ：０．１４ｍｍ、Ｚｎ：０．０４ｍｍ最終板厚＝Ｚｎ：０．０２ｍｍ、Ａｌ：０．０７ｍｍ、Ｚｎ：０．０２ｍｍ
・パターン２
元板厚＝Ｚｎ：０．２ｍｍ、Ａｌ：１．１ｍｍ、Ｚｎ：０．２ｍｍ
クラッド圧延後の板厚＝Ｚｎ：０．０４ｍｍ、Ａｌ：０．２２ｍｍ、Ｚｎ：０．０４ｍｍ最終板厚＝Ｚｎ：０．０２ｍｍ、Ａｌ：０．１１ｍｍ、Ｚｎ：０．０２ｍｍ
・パターン３
元板厚＝Ｚｎ：０．４５ｍｍ、Ａｌ：０．１５ｍｍ、Ｚｎ：０．４５ｍｍ
クラッド圧延後の板厚＝Ｚｎ：０．０９ｍｍ、Ａｌ：０．０３ｍｍ、Ｚｎ：０．０９ｍｍ最終板厚＝Ｚｎ：０．０４５ｍｍ、Ａｌ：０．０１５ｍｍ、Ｚｎ：０．０４５ｍｍ
【００５１】
実施例１〜１２及び比較例１〜６では、図２に示すように、半導体装置を模擬した評価用接合体に、接合用クラッド材２１を用いたものである。この評価用接合体は、半導体素子２２と、この半導体素子２２を実装するベース板２３で構成され、半導体素子２２とベース板２３は接合用クラッド材２１で接合されて構成される。
【００５２】
この評価用接合体の作製においては、半導体素子２２の接合面にはＮｉ／Ａｕめっきを施し、またベース板２３の接合面にはＮｉめっきを施した。接合は半導体素子２２とベース板２３との間に、半導体素子２２の接合面と同面積の接合用クラッド材２１を介して配置し、窒素雰囲気中で熱処理を行い接合させた。半導体素子２２の大きさは、板厚０．５ｍｍ×５ｍｍ角、ベース板２３の大きさは、板厚３ｍｍ×３０ｍｍ角とした。接合熱処理の際には、半導体素子２２の上にステンレス製の重し５０ｇを載せ、窒素雰囲気中で加熱した。
【００５３】
実施例１〜１２は、いずれも表１のパターン１，２，３において、心材であるＡｌ系合金として、それぞれＪＩＳ規格のＡ５０５２、Ａ５１５４、Ａ５０５６、Ａ５０８２を用いた例である。また、比較例１〜６は、心材であるＡｌ系合金として、ＪＩＳ規格のＡ１０５０及びＡ１１００を用いた例である。
【００５４】
これらについて、接合時の濡れ性について評価した結果を表２に示す。
【００５５】
【表２】
【００５６】
接合温度は、４００℃及び３８０℃、接合時間はいずれも５分間であった。濡れ性については、半導体素子２２の面積に対して８０％以上の濡れが得られた場合に○、８０％未満の場合を×とした。
【００５７】
この評価の結果、接合温度４００℃については、実施例１〜１２及び比較例１〜６のいずれの評価材も８０％以上の濡れを得られた。
【００５８】
一方、接合温度を３８０℃とした場合、実施例１〜１２いずれの評価材も８０％以上の濡れを得られたが、Ｍｇを含有しない純Ａｌ系の材料（Ａ１０５０及びＡ１１００）を使用した接合用クラッド材を用いた比較例１〜６の場合は、融点が３８２℃で変化がないため、いずれもベース板２３に対して８０％未満の濡れとなった。
【００５９】
ここで、実施例１〜１２のうち、接合温度を３８０℃としたものについて、接合部の断面調査を行った結果、接合部に発生するクラック長さは、いずれも断面長に対して１％未満であったのに対し、比較例１〜６のうち、４００℃で接合したものについて断面調査を行った結果、接合部に発生するクラック長さは、断面長に対して５％以上であった。クラック長さの測定方法は、接合用クラッド材の側辺と同じ方向の切断面の組織を観察し、クラックの長さを測定するものであり、複数箇所に発生した場合にはその合計長さを測定した。これらのクラックの発生は、接合後の冷却時に半導体素子２２とベース板２３との線膨張率差によって生じる熱応力を緩和できずに生じたものだが、実施例１〜１２は接合温度を低下させ、室温との温度差を縮小できるため、比較例１〜６と比べて、接合後の使用環境におけるクラックの進展を著しく低減でき、接合部の剥離及び半導体素子２２の破壊などの可能性を低減できる。
【００６０】
以上により、実施例１〜１２によれば、Ｍｇを２．０質量％以上５．６質量％以下含有する汎用Ａｌ合金を使用した接合用クラッド材を、半導体装置のダイボンディング接合に用いることにより、より低温の接合温度で良好の濡れを得ることができる。また、その結果、接合後の室温における接合部に残留する熱応力が低減されるため、高い接続信頼性を得ることができる。
【符号の説明】
【００６１】
１ 接続材料
２ Ａｌ系合金層
３，４ Ｚｎ層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接続材料の技術に係り、特に、この接続材料の構造及び製造方法、さらにこの接続材料を用いた半導体装置、パワー半導体装置、パワーモジュールなどに適用して有効な技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
本発明者らが検討した技術として、接続材料を用いた半導体装置について、図３及び図４を用いて説明する。図３は、従来の半導体装置の構造を示す図である。図４は、再溶融したはんだによるフラッシュを説明する図である。
【０００３】
図３に示すように、半導体装置３０は、半導体素子３１がフレーム（ダイ）３２上にはんだ３３により接続され、ワイヤ３４によりリード３５のインナーリード３６と半導体素子３１の電極がワイヤボンディングされた後、封止用レジン３７或いは不活性ガスにより封止されて製造される。
【０００４】
この半導体装置３０は、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系の中温の鉛フリーはんだによりプリント基板にリフローはんだ付けされる。Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系の鉛フリーはんだの融点は約２２０℃と高く、リフロー接続の際に接続部が最高２６０℃まで加熱されることが想定される。そのため、温度階層を目的として半導体装置３０内部の半導体素子３１のダイボンディングには、２９０℃以上の融点を有する高鉛はんだが使用される。高鉛はんだは、構成成分として８５ｍａｓｓ％以上の鉛を含有しており、２００６年７月より施行されているＲｏＨＳ指令で禁止されているＳｎ−Ｐｂ共晶はんだに比べて環境への負荷が大きい。よって、高鉛はんだに替わる代替接続材料の開発が切望されている。
【０００５】
現在、既に開発されているＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系等のはんだは融点が２６０℃以下であるため、半導体素子のダイボンディングに使用した場合、２次実装時（最高温度２６０℃）にはんだが溶融してしまう。接続部周りがレジンでモールド（樹脂封止）されている場合、内部のはんだが溶融すると、溶融時の体積膨張により、図４に示すように、フラッシュと言って封止用レジン３７とフレーム３２の界面からはんだ３３が漏れ出すことがある。或いは、漏れ出さないまでも、漏れだそうと作用し、その結果、凝固後にはんだの中に大きなボイド３８が形成されて不良品となる。代替材料の候補としては、融点の面からＡｕ−Ｓｎ、Ａｕ−Ｓｉ、Ａｕ−Ｇｅ等のＡｕ系のはんだ、Ｚｎ、Ｚｎ−Ａｌ系のはんだ及びＢｉ−Ｃｕ、Ｂｉ−Ａｇ等のはんだが報告されており、世界中で検討が進められている。
【０００６】
しかしながら、Ａｕ系のはんだは、構成成分としてＡｕを８０ｍａｓｓ％以上含有しており、コストの面で汎用性に難がある。Ｂｉ系のはんだは、熱伝導率が約９Ｗ／ｍＫと現行の高鉛はんだより低く、高放熱性が要求されるパワー半導体装置及びパワーモジュール等への適用は難しいと推定できる。また、Ｚｎ及びＺｎ−Ａｌ系のはんだは、約１００Ｗ／ｍＫと高い熱伝導率を有するが、濡れにくく（特にＺｎ−Ａｌ系のはんだ）、はんだが硬く、接続後の冷却時に熱応力によって半導体素子が破壊しやすい等の問題がある。
【０００７】
特許文献１や特許文献２では、Ａｌ：１〜７ｍａｓｓ％、Ｍｇ：０．５〜６ｍａｓｓ％、Ｇａ：０．１〜２０ｍａｓｓ％、Ｐ：０．００１〜０．５ｍａｓｓ％、残部をＺｎ、Ｇｅ：２〜９ｍａｓｓ％、Ａｌ：２〜９ｍａｓｓ％、Ｐ：０．００１〜０．５ｍａｓｓ％、残部をＺｎ或いはＧｅ：２〜９ｍａｓｓ％、Ａｌ：２〜９ｍａｓｓ％、Ｍｇ：０．０１〜０．５ｍａｓｓ％、Ｐ：０．００１〜０．５ｍａｓｓ％、残部をＺｎとすることにより、Ｚｎ系のはんだ合金のＣｕやＮｉに対する濡れ性の向上及び融点低下をさせている。しかしながら、ＡｌやＭｇを成分とするため、接続時の加熱によりＡｌ酸化物及びＭｇ酸化物が溶融部表面に膜を生成する。これらの膜が濡れを阻害するため、スクラブ等により機械的に膜を破らない限り、十分に濡れが得られない虞がある。また、はんだの硬さに関して、改善がなされていないため、接続後の冷却時或いは温度サイクル時の熱応力による半導体素子の破壊に対する改善が期待できない。
【０００８】
特許文献３では、Ｚｎ−Ａｌ系合金の最表面にＩｎ、Ａｇ、Ａｕ層を設けることにより、Ｚｎ−Ａｌ系合金表面の酸化を抑制し、濡れ性の向上を図っている。しかしながら、Ｉｎ、Ａｇ及びＡｕ層を設けるためには、Ｚｎ−Ａｌ系合金の表面にめっき及び蒸着等の処理が不可欠であり、材料製造のプロセス増加に繋がる。また、上述したように、Ｉｎを添加した場合に硬さを低下させることが可能であるが、接続後の冷却時の熱応力による半導体素子の破壊を抑制するほどの効果は期待できない。
【０００９】
一方、特許文献４では、従来のＺｎ−Ａｌ系のはんだの応力緩和性能を改善する、Ｚｎ／Ａｌ／Ｚｎクラッド構造のはんだ代替材が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００２−３５８５３９号公報
【特許文献２】特開２００４−３５８５４０号公報
【特許文献３】特開２００２−２６１１０４号公報
【特許文献４】特開２００８−１２６２７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、Ｚｎ／Ａｌ／Ｚｎクラッド材は、合金化した際の融点（液相線温度）が３８２℃であり、Ｐｂ−Ｓｎ高温はんだ、Ａｕ−Ｓｎ系のはんだなどの他の高温はんだと比べて、著しく高温である。接合温度が高いと、凝固後、室温まで冷却した際の、接合部の熱収縮量がより大きくなるため、接合物と被接合物の熱膨張率差によって生じる熱応力が大きくなり、仮に接合部にクラックの起点が形成されたとき、その進展が促進される。クラックが進展すると、接合部の接合強度が低下し、接合部自体が破壊される虞がある。また、同時に熱抵抗も増大するため、隣接している被接合物の温度上昇を招き、システムが機能しなくなる虞がある。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、Ｚｎ／Ａｌクラッド材の接合温度を低下させることによって、使用温度域における残留熱応力を低減し、接合部の信頼性を向上させた接続材料、接続材料の製造方法及び半導体装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、請求項１の発明は、Ｍｇを含有するＡｌ系合金層と、前記Ａｌ系合金層の両面に隣接するＺｎ層とからなる接続材料である。
【００１４】
請求項２の発明は、前記Ａｌ系合金層に含有されるＭｇが、２．０質量％以上５．６質量％以下である請求項１に記載の接続材料である。
【００１５】
請求項３の発明は、第１のＺｎ層の上にＭｇを含有するＡｌ系合金層を重ね、前記Ａｌ系合金層の上に第２のＺｎ層を重ねて、クラッド圧延により製造する接続材料の製造方法である。
【００１６】
請求項４の発明は、第１のＺｎ層の上にＭｇを含有するＡｌ系合金層を重ね、前記Ａｌ系合金層の上に第２のＺｎ層を重ねて、加圧成形により製造する接続材料の製造方法である。
【００１７】
請求項５の発明は、半導体素子を接続材料を介してフレーム上に実装し、前記半導体素子の電極をインナーリードにワイヤボンディングで接続した後、これらをレジンで樹脂封止した半導体装置において、前記接続材料は、Ｍｇを含有するＡｌ系合金層と、前記Ａｌ系合金層の両面に設けられたＺｎ層とからなる半導体装置である。
【００１８】
請求項６の発明は、半導体素子を基板上に実装し、前記半導体素子の電極をインナーリードにワイヤボンディングで接続した後、前記基板上にキャップ用接続材料を介して金属キャップを被せて気密封止した半導体装置において、前記キャップ用接続材料は、Ｍｇを含有するＡｌ系合金層と、前記Ａｌ系合金層の最表面に設けられたＺｎ層とからなる半導体装置である。
【００１９】
請求項７の発明は、前記半導体素子は、素子用接続材料を介して前記基板上に実装され、前記素子用接続材料は、Ｍｇを含有するＡｌ系合金層と、前記Ａｌ系合金層の両面に設けられたＺｎ層とからなる請求項６に記載の半導体装置である。
【００２０】
請求項８の発明は、半導体素子を接続材料を介して下面にバンプを有する基板上に実装した半導体装置において、前記接続材料は、Ｍｇを含有するＡｌ系合金層と、前記Ａｌ系合金層の最表面に設けられたＺｎ層とからなる半導体装置である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、Ｚｎ／Ａｌクラッド材の接合温度を低下させることによって、使用温度域における残留熱応力を低減し、接合部の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施の形態に係る接続材料を示す断面図である。
【図２】図１の接続材料を用いた評価用接合体を示す断面図である。
【図３】従来の半導体装置を示す構造図である。
【図４】図３の半導体装置において、再溶融したはんだによるフラッシュを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明者らは、Ａｌ系合金層とＺｎ層とで構成されるクラッド材について鋭意検討した結果、Ｍｇを含有するＡｌ系合金層を用いることで、従来のクラッド材より接合温度を低下させることができることを見出した。
【００２４】
以下、この知見に基づいて完成した本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００２５】
図１は、本実施の形態に係る接続材料を示す断面図である。
【００２６】
図１に示すように、本実施の形態に係る接続材料１は、フレーム又は基板上に半導体素子を実装、或いは半導体素子を気密封止する際に用いるものであり、Ｍｇを含有するＡｌ系合金層２と、Ａｌ系合金層２の両面に隣接するＺｎ層３，４とからなる。
【００２７】
接続材料１は、第１のＺｎ層３の上にＭｇを含有するＡｌ系合金層２を重ね、Ａｌ系合金層２の上に第２のＺｎ層４を重ねて、クラッド圧延又は加圧成形により製造する。
【００２８】
クラッド圧延又は加圧成形を行うと、Ａｌ系合金層２とＺｎ層３，４とが接触すると同時に圧力によって大きな変形が生じ、Ａｌ系合金層２及びＺｎ層３，４の表面に形成されていた酸化物膜が破れ、新生面により金属接合される。また、クラッド圧延又は加圧成形では、ＡｌとＺｎの拡散が顕著になる温度まで熱負荷がかからない。よって、Ａｌが表面のＺｎ層３，４に拡散し最表面まで達することはなく、接続時に良好な濡れを得ることができる。
【００２９】
この接続材料１の作用を従来のクラッド材の作用と共に述べる。
【００３０】
従来の純Ａｌ系合金層とＺｎ層とで構成されるクラッド材の場合、材料を加熱昇温する際、Ｚｎ−Ａｌ２元系合金の共晶温度である３８２℃で初めて液相となる部分が生じる。液相が生じると隣接する固相は液相に高速に溶融拡散し、ろう材層全体が溶融する。さらに残留するＡｌ系合金層からの拡散が継続し、液相点が上昇する。Ａｌ系合金層が存在する限り、液相点が上昇し、液相が減少、固相となる。
【００３１】
これに対して、本実施の形態に係る接続材料１の場合、Ａｌ系合金層２としてＭｇを含有した合金を用いるので、Ａｌ系合金層２とＺｎ層３，４の界面での拡散反応では、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ３元系合金を形成する。Ｍｇが、Ｚｎ及びＡｌと合金化することで、液相線温度が低下する。このとき、Ｍｇの含有濃度によって低下温度域が上下する。
【００３２】
Ａｌ系合金層２に含有されるＭｇは、２．０質量％以上５．６質量％以下であるとよい。これは、Ｍｇの含有量が２．０質量％未満だと、接続材料１の融点低下が３℃以下となり、液相線温度の低下が十分でなく、５．６質量％を超えると、汎用Ａｌ合金展進材のうちもっともＭｇ成分を含有するＡ５０５６（５．６質量％）を超えることになり、別途Ａｌ合金を特別に鋳造、作製する必要があるためである。クラッド材の構成材として特殊な合金を用いることは、コストアップに繋がり、製品への適用効果が著しく低下する。
【００３３】
ここで、上述の条件を満たす汎用Ａｌ合金として、Ａ５０５２（平均Ｍｇ含有率２．５質量％）、Ａ５１５４（平均Ｍｇ含有率３．５質量％）、Ａ５０８２（平均Ｍｇ含有率４．５質量％）、Ａ５０５６（平均Ｍｇ含有率５．０質量％）などが挙げられる。
【００３４】
本実施の形態に係る接続材料１は、Ｍｇを含有するＡｌ系合金層２と、Ａｌ系合金層２の両面に隣接するＺｎ層３，４とからなるため、純Ａｌ系合金層とＺｎ層とで構成された従来のクラッド材に比べて液相線温度を低く、すなわち接合温度を低くすることができる。そのため、接合部に生じる熱応力を低減させることが可能となる。
【００３５】
また、接続材料１では、Ａｌ系合金層２に含有されるＭｇが、２．０質量％以上５．６質量％以下であるため、低コストで、液相線温度を十分に低下させることができる。
【００３６】
以上要するに、本発明によれば、Ｚｎ／Ａｌクラッド材の接合温度を低下させることによって、使用温度域における残留熱応力を低減し、接合部の信頼性を向上させることができる。
【００３７】
なお、本実施の形態では、Ａｌ系合金層２の両面にＺｎ層３，４を設けたが、Ａｌ系合金層２の最表面にＺｎ層３を設けるようにしても良い。
【００３８】
この接続材料１は、半導体装置、パワー半導体装置、パワーモジュール等の半導体装置のダイボンディングや、気密封止の封止材、フリップチップボンディングなどに有効に活用することができる。
【００３９】
一例として、接続材料１の半導体装置への適用例について説明する。
【００４０】
ここでは、半導体素子をフレーム上に実装する半導体装置（ダイボンディング構造）、金属キャップを基板上に被せる半導体装置（気密封止構造）、バンプにより接続する半導体装置（フリップチップ実装構造）を説明する。
【００４１】
＜適用例１＞
半導体素子を接続材料を介してフレーム（ダイ）上に実装し、半導体素子の電極をインナーリードにワイヤボンディングで接続した後、これら半導体素子、フレーム、インナーリード、ワイヤをレジンで樹脂封止したダイボンディング構造の半導体装置において、半導体素子をフレーム上に実装する際に用いる接続材料として本発明の接続材料１を用いることができる。
【００４２】
＜適用例２＞
半導体素子を基板（モジュール基板）上に実装し、半導体素子の電極をインナーリードにワイヤボンディングで接続した後、基板上にキャップ用接続材料を介して金属キャップを被せて半導体素子、インナーリード、ワイヤを気密封止した気密封止構造の半導体装置において、金属キャップを基板上に接続するキャップ用接続材料として、Ａｌ系合金層２の最表面にＺｎ層３を設けた本発明の接続材料を用いることができる。さらに、半導体素子を基板上に実装する際に用いる接続材料として本発明の接続材料１を用いることもできる。
【００４３】
＜適用例３＞
半導体素子を接続材料を介して下面にバンプを有する基板上に実装した半導体装置において、半導体素子を基板上に実装する際に用いる接続材料として、Ａｌ系合金層２の最表面にＺｎ層３を設けた本発明の接続材料を用いることができる。
【００４４】
以上、本発明者らによってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【００４５】
すなわち、前記説明では、本発明の適用について、半導体装置のダイボンディングを一例に挙げて説明したが、ダイボンディングさせる半導体装置であれば、多様な半導体装置に適用できる。これらには、例えば、オルタネータ用ダイオード、ＩＧＢＴモジュール、ＲＦモジュール等のフロントエンドモジュール、自動車用パワーモジュール等が挙げられる。
【００４６】
また、前記説明では、半導体装置をモジュール基板にリフロー実装する場合を一例に挙げて説明したが、例えば、ＭＣＭ（Ｍｕｌｔｉ Ｃｈｉｐ Ｍｏｄｕｌｅ）構成に使用する場合にも当然に適用できるものである。
【実施例】
【００４７】
以下、本発明の数値的根拠を述べる。
【００４８】
実施例１〜１２及び比較例１〜６で用いる各接続材料は、Ａｌ系合金層の両面にＺｎ層を重ねて得られた元板を、それぞれクラッド圧延（加工度８０％）し、その後仕上圧延を数回行い、所定の製品厚さに加工して作製した。この作製した各接続材料の板厚構成を表１に示す。
【００４９】
【表１】
【００５０】
表１の各パターンにおける元板厚、クラッド圧延後の板厚、最終板厚は以下の通りである。
・パターン１
元板厚＝Ｚｎ：０．２ｍｍ、Ａｌ：０．７ｍｍ、Ｚｎ：０．２ｍｍ
クラッド圧延後の板厚＝Ｚｎ：０．０４ｍｍ、Ａｌ：０．１４ｍｍ、Ｚｎ：０．０４ｍｍ最終板厚＝Ｚｎ：０．０２ｍｍ、Ａｌ：０．０７ｍｍ、Ｚｎ：０．０２ｍｍ
・パターン２
元板厚＝Ｚｎ：０．２ｍｍ、Ａｌ：１．１ｍｍ、Ｚｎ：０．２ｍｍ
クラッド圧延後の板厚＝Ｚｎ：０．０４ｍｍ、Ａｌ：０．２２ｍｍ、Ｚｎ：０．０４ｍｍ最終板厚＝Ｚｎ：０．０２ｍｍ、Ａｌ：０．１１ｍｍ、Ｚｎ：０．０２ｍｍ
・パターン３
元板厚＝Ｚｎ：０．４５ｍｍ、Ａｌ：０．１５ｍｍ、Ｚｎ：０．４５ｍｍ
クラッド圧延後の板厚＝Ｚｎ：０．０９ｍｍ、Ａｌ：０．０３ｍｍ、Ｚｎ：０．０９ｍｍ最終板厚＝Ｚｎ：０．０４５ｍｍ、Ａｌ：０．０１５ｍｍ、Ｚｎ：０．０４５ｍｍ
【００５１】
実施例１〜１２及び比較例１〜６では、図２に示すように、半導体装置を模擬した評価用接合体に、接合用クラッド材２１を用いたものである。この評価用接合体は、半導体素子２２と、この半導体素子２２を実装するベース板２３で構成され、半導体素子２２とベース板２３は接合用クラッド材２１で接合されて構成される。
【００５２】
この評価用接合体の作製においては、半導体素子２２の接合面にはＮｉ／Ａｕめっきを施し、またベース板２３の接合面にはＮｉめっきを施した。接合は半導体素子２２とベース板２３との間に、半導体素子２２の接合面と同面積の接合用クラッド材２１を介して配置し、窒素雰囲気中で熱処理を行い接合させた。半導体素子２２の大きさは、板厚０．５ｍｍ×５ｍｍ角、ベース板２３の大きさは、板厚３ｍｍ×３０ｍｍ角とした。接合熱処理の際には、半導体素子２２の上にステンレス製の重し５０ｇを載せ、窒素雰囲気中で加熱した。
【００５３】
実施例１〜１２は、いずれも表１のパターン１，２，３において、心材であるＡｌ系合金として、それぞれＪＩＳ規格のＡ５０５２、Ａ５１５４、Ａ５０５６、Ａ５０８２を用いた例である。また、比較例１〜６は、心材であるＡｌ系合金として、ＪＩＳ規格のＡ１０５０及びＡ１１００を用いた例である。
【００５４】
これらについて、接合時の濡れ性について評価した結果を表２に示す。
【００５５】
【表２】
【００５６】
接合温度は、４００℃及び３８０℃、接合時間はいずれも５分間であった。濡れ性については、半導体素子２２の面積に対して８０％以上の濡れが得られた場合に○、８０％未満の場合を×とした。
【００５７】
この評価の結果、接合温度４００℃については、実施例１〜１２及び比較例１〜６のいずれの評価材も８０％以上の濡れを得られた。
【００５８】
一方、接合温度を３８０℃とした場合、実施例１〜１２いずれの評価材も８０％以上の濡れを得られたが、Ｍｇを含有しない純Ａｌ系の材料（Ａ１０５０及びＡ１１００）を使用した接合用クラッド材を用いた比較例１〜６の場合は、融点が３８２℃で変化がないため、いずれもベース板２３に対して８０％未満の濡れとなった。
【００５９】
ここで、実施例１〜１２のうち、接合温度を３８０℃としたものについて、接合部の断面調査を行った結果、接合部に発生するクラック長さは、いずれも断面長に対して１％未満であったのに対し、比較例１〜６のうち、４００℃で接合したものについて断面調査を行った結果、接合部に発生するクラック長さは、断面長に対して５％以上であった。クラック長さの測定方法は、接合用クラッド材の側辺と同じ方向の切断面の組織を観察し、クラックの長さを測定するものであり、複数箇所に発生した場合にはその合計長さを測定した。これらのクラックの発生は、接合後の冷却時に半導体素子２２とベース板２３との線膨張率差によって生じる熱応力を緩和できずに生じたものだが、実施例１〜１２は接合温度を低下させ、室温との温度差を縮小できるため、比較例１〜６と比べて、接合後の使用環境におけるクラックの進展を著しく低減でき、接合部の剥離及び半導体素子２２の破壊などの可能性を低減できる。
【００６０】
以上により、実施例１〜１２によれば、Ｍｇを２．０質量％以上５．６質量％以下含有する汎用Ａｌ合金を使用した接合用クラッド材を、半導体装置のダイボンディング接合に用いることにより、より低温の接合温度で良好の濡れを得ることができる。また、その結果、接合後の室温における接合部に残留する熱応力が低減されるため、高い接続信頼性を得ることができる。
【符号の説明】
【００６１】
１ 接続材料
２ Ａｌ系合金層
３，４ Ｚｎ層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｍｇを含有するＡｌ系合金層と、前記Ａｌ系合金層の両面に隣接するＺｎ層とからなることを特徴とする接続材料。
【請求項２】
前記Ａｌ系合金層に含有されるＭｇが、２．０質量％以上５．６質量％以下である請求項１に記載の接続材料。
【請求項３】
第１のＺｎ層の上にＭｇを含有するＡｌ系合金層を重ね、前記Ａｌ系合金層の上に第２のＺｎ層を重ねて、クラッド圧延により製造することを特徴とする接続材料の製造方法。
【請求項４】
第１のＺｎ層の上にＭｇを含有するＡｌ系合金層を重ね、前記Ａｌ系合金層の上に第２のＺｎ層を重ねて、加圧成形により製造することを特徴とする接続材料の製造方法。
【請求項５】
半導体素子を接続材料を介してフレーム上に実装し、前記半導体素子の電極をインナーリードにワイヤボンディングで接続した後、これらをレジンで樹脂封止した半導体装置において、前記接続材料は、Ｍｇを含有するＡｌ系合金層と、前記Ａｌ系合金層の両面に設けられたＺｎ層とからなることを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
半導体素子を基板上に実装し、前記半導体素子の電極をインナーリードにワイヤボンディングで接続した後、前記基板上にキャップ用接続材料を介して金属キャップを被せて気密封止した半導体装置において、前記キャップ用接続材料は、Ｍｇを含有するＡｌ系合金層と、前記Ａｌ系合金層の最表面に設けられたＺｎ層とからなることを特徴とする半導体装置。
【請求項７】
前記半導体素子は、素子用接続材料を介して前記基板上に実装され、前記素子用接続材料は、Ｍｇを含有するＡｌ系合金層と、前記Ａｌ系合金層の両面に設けられたＺｎ層とからなる請求項６に記載の半導体装置。
【請求項８】
半導体素子を接続材料を介して下面にバンプを有する基板上に実装した半導体装置において、前記接続材料は、Ｍｇを含有するＡｌ系合金層と、前記Ａｌ系合金層の最表面に設けられたＺｎ層とからなることを特徴とする半導体装置。
【請求項１】
Ｍｇを含有するＡｌ系合金層と、前記Ａｌ系合金層の両面に隣接するＺｎ層とからなることを特徴とする接続材料。
【請求項２】
前記Ａｌ系合金層に含有されるＭｇが、２．０質量％以上５．６質量％以下である請求項１に記載の接続材料。
【請求項３】
第１のＺｎ層の上にＭｇを含有するＡｌ系合金層を重ね、前記Ａｌ系合金層の上に第２のＺｎ層を重ねて、クラッド圧延により製造することを特徴とする接続材料の製造方法。
【請求項４】
第１のＺｎ層の上にＭｇを含有するＡｌ系合金層を重ね、前記Ａｌ系合金層の上に第２のＺｎ層を重ねて、加圧成形により製造することを特徴とする接続材料の製造方法。
【請求項５】
半導体素子を接続材料を介してフレーム上に実装し、前記半導体素子の電極をインナーリードにワイヤボンディングで接続した後、これらをレジンで樹脂封止した半導体装置において、前記接続材料は、Ｍｇを含有するＡｌ系合金層と、前記Ａｌ系合金層の両面に設けられたＺｎ層とからなることを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
半導体素子を基板上に実装し、前記半導体素子の電極をインナーリードにワイヤボンディングで接続した後、前記基板上にキャップ用接続材料を介して金属キャップを被せて気密封止した半導体装置において、前記キャップ用接続材料は、Ｍｇを含有するＡｌ系合金層と、前記Ａｌ系合金層の最表面に設けられたＺｎ層とからなることを特徴とする半導体装置。
【請求項７】
前記半導体素子は、素子用接続材料を介して前記基板上に実装され、前記素子用接続材料は、Ｍｇを含有するＡｌ系合金層と、前記Ａｌ系合金層の両面に設けられたＺｎ層とからなる請求項６に記載の半導体装置。
【請求項８】
半導体素子を接続材料を介して下面にバンプを有する基板上に実装した半導体装置において、前記接続材料は、Ｍｇを含有するＡｌ系合金層と、前記Ａｌ系合金層の最表面に設けられたＺｎ層とからなることを特徴とする半導体装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−１６７７１３（Ｐ２０１１−１６７７１３Ａ）
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−３２８４０（Ｐ２０１０−３２８４０）
【出願日】平成２２年２月１７日（２０１０．２．１７）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月１７日（２０１０．２．１７）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
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