功率半導體裝置用鋁合金細線的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明改進功率半導體用鋁合金接合線的芯片裂紋和熱沖擊試驗特性。本發(fā)明涉及一種鋁合金細線，其中，包括0.01～0.2質(zhì)量％的鐵(Fe)1～20質(zhì)量ppm的硅(Si)及剩余部分(純度在99.997質(zhì)量％以上的鋁(Al)合金)，其中：Fe的固溶量為0.01～0.6％，F(xiàn)e的析出量是Fe的固溶量的7倍以下，而且由平均晶體粒徑為6～12μm的微細組織構(gòu)成。本發(fā)明能夠減少AlFe化合物的析出，改進熱沖擊試驗特性。
【專利說明】功率半導體裝置用鋁合金細線
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于超聲波接合半導體元件上的電極和外部電極的鋁合金細線，特別涉及一種用于功率半導體裝置的鋁合金細線。
【背景技術(shù)】
[0002]在硅(Si)或碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)等半導體元件上形成的接合墊，主要是在半導體元件的電極上采用蒸鍍法或濺射法，形成純度為99.99質(zhì)量％以上的高純度鋁(Al)金屬或A1-0.3~1.5質(zhì)量％ Si合金膜。為了超聲波接合這種半導體元件的鋁墊和引線框等，使用鋁合金細線。鋁合金細線，一般試用線徑為50~500 μ m的圓形細線，有時也采用線徑不到50 μ m的極細線或超過500 μ m的細線，有時在半導體裝置中也使用將這種細線壓扁后的扁細線(帶)。
[0003]適用于這種鋁合金細線的超聲波接合法，是在鋁合金細線的上面按壓超硬工具，利用其負荷和超硬工具發(fā)出的超聲波振動能量，使鋁合金細線與鋁墊接合在一起。外加超聲波的效果在于:通過擴大促使鋁合金細線變形的接合面積，并破壞和清除在鋁合金細線上形成的5~10納米(nm)左右的表面氧化膜，使鋁等的金屬原子暴露在下面，在其與相對的接合墊之間的界面上發(fā)生塑性流動，從而逐漸增加了相互密合的新生面并使二者原子間鍵合。[0004]眾所周知，以前的在鋁(Al)中含有少量鐵(Fe)的鋁合金細線，存在下列問題:如果作為原料的高純度鋁(Al)的含量變高，線徑為50~500 μ m的鋁合金細線的機械強度就會降低，不能畫出接合線環(huán)路，或者在超聲波接合后用作功率半導體時，接合線因為熱沖擊而從鋁墊上脫落而發(fā)生斷線。特別是在空調(diào)、太陽能發(fā)電系統(tǒng)、混合動力汽車、電動汽車等要求利用功率半導體的領域，由于大電流流過，半導體元件發(fā)熱，與接合線和電極墊的接合部明顯發(fā)熱。而且，接通電源/關閉電源時，加熱/冷卻時產(chǎn)生的熱應力作用于接合部，接合界面逐漸劣化。為了盡量抑制上述劣化，一直開發(fā)各種鋁鐵合金接合線。
[0005]首先，有日本特開平8-8288號公報(后述專利文獻I)。該發(fā)明的技術(shù)方案是采用超聲波接線法(利用大負荷和超聲波)，在鋁墊或Al-Si合金膜的電極墊上牢固接合直徑500 μ m的Al-ο.02wt% Fe合金線，由于鋁中含有鐵，因此可以提高引起再結(jié)晶的溫度，因此在通電時不會再結(jié)晶，而是使晶粒的尺寸增大到50 μ m以上，從而可以減少作用于晶界的熱應力，抑制裂紋擴展(專利文獻I的段落0010)。
[0006]然而，結(jié)晶粒徑一旦增大，接合線自身的機械強度也會隨之降低，在熱循環(huán)試驗中，接合線承受的塑性變形量會增加。因此，減少晶界的效果與變形量增加的效果相抵消，結(jié)晶粒徑較大的接合線的熱沖擊可靠性，實際上并不會有多大提高。
[0007]其次，還有日本特開2008-311383號公報(后述專利文獻2)。其中公開了一種直徑300 μ m的接合線(段落0017)，其制作步驟如下:制作99.99wt% (4N)高純度Al-0.2wt%Fe合金塊，使拉絲加工后的接合線在300°C下退火30分鐘后逐漸冷卻，消除拉絲加工變形，軟化到適用于功率組件的超聲波接合適宜水平。其中記述了對所述的接合線進行超聲波接合之后，如果在100~200°C下老化I分鐘~I小時，即使達到最高工作溫度200°C，也可以抑制由于使用時反復通過大電流而在接合部產(chǎn)生的裂紋的擴展(段落0015、0017)。
[0008]對這種接合線也不進行固溶處理，只是如上所述“在300°C下退火30分鐘后逐漸冷卻”(相當于本發(fā)明的“調(diào)質(zhì)熱處理”)，因此與日本特開平8-8288號公報(后述專利文獻
I)的接合線一樣，也是試圖增大結(jié)晶粒徑，以提高接合線的熱沖擊性可靠性，由于接合線的強度降低，可靠性因此并沒有多大提高。
[0009]而Al-Cu合金，由于接合線太硬，必須增加接合負荷，高溫半導體用Si芯片在進行超聲波接合時，會產(chǎn)生芯片裂紋。
[0010]另外，日本特開2011-252185號公報(后述專利文獻3)所述的發(fā)明是一種Al合金導線，其中:在鋁(Al)中，除了鐵(Fe)之外，還含有硅(Si)和銅(Cu)，在Al-S1-Cu合金基體中，通過控制由鐵構(gòu)成的析出物的長軸方向的長度，確保導線所需的導電率，并得到伸長率和抗拉強度出色的Al合金導線，適用于線束、電池電纜等(段落0013等)。
[0011]專利文獻3的實施例中，對所鑄造的Al合金進行拉絲處理,使其達到05.65mm,然后在550°C下進行3小時溶體化處理，溶體化處理之后，通過水冷，使線冷卻，然后再進行冷拉絲處理，使其達到00.33mm。文中記載了在230~240°C下對所述Al合金線進行了熱處理。
[0012]但是，該Al-S1-Cu合金基體與日本特開2008-311383號公報(后述專利文獻2)的Al-Cu合金基體一樣，由于鋁合金線本身變得太硬，因此，如果作為高溫半導體用的接合線進行接合，在超聲波接合時就會產(chǎn)生芯片裂紋。而且，導電率(IACS)還會從62%以上的正常范圍顯著降低到55~61%，因此放熱很厲害，有可能會縮短半導體元件的壽命。日本專利4843745號公報(后述專利文獻4)也有與日本特開2011-252185號公報(后述專利文獻3)相同的缺點。
[0013]綜上所述，以前的高溫半導體用接合線，試圖通過增大鋁(Al)基體中的晶界，以防止超聲波接合時的芯片裂紋，并防止接合界面因為熱沖擊而斷線。
[0014]半導體元件上的電極墊與鋁合金接合線的接合部，在熱膨脹率極小(3.5X 10_6/°C )的硅與熱膨脹率很大(24.3X 10_6/°C )的鋁組合的基礎上，由于半導體動作時，大電流流過并放熱，暴露在最高溫度下，因此電極墊與鋁合金接合線的接合界面上會受到很大的熱應力的作用。結(jié)果，存在裂紋從接合后的接合線周圍擴展開來，接合線在短時間內(nèi)剝離的問題。
[0015]也就是說，以前的鋁合金細線即使采用了晶粒較大的鋁基體，由于鋁合金細線與硅芯片之間的熱膨脹率之差，在鋁基體內(nèi)形成熱沖擊變形引發(fā)的亞晶粒，裂紋沿著亞晶粒在鋁合金細線內(nèi)延展，未能消除鋁合金細線從硅芯片上剝離的缺點。
[0016]因此，本發(fā)明人先開發(fā)了一種強制固溶的鋁鐵合金的接合線(日本特愿2012-134004號)。該發(fā)明提供一種鋁合金細線，其中:即使是在鋁(Al)中強制固溶了鐵(Fe)的鋁合金細線，只要順利形成Al3Fe金屬間化合物，接合部就可以承受通常100~150°C、最高150~200°C的溫度。
[0017]但是，使Al3Fe金屬間化合物在鋁(Al)基體中穩(wěn)定均勻細微地分散卻很困難，由于強制固溶這一點條件，結(jié)果接合線的質(zhì)量出現(xiàn)偏差。因此，在需要100~200°C的重復耐熱性的功率半導體應用領域，由于大電流在電路中流動，半導體元件放熱，接合線也明顯放熱，結(jié)果是，微小的接合線質(zhì)量偏差對接合線特性產(chǎn)生很大影響。
[0018]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0019]專利文獻
[0020]專利文獻1:日本特開平8-8288號公報
[0021]專利文獻2:日本特開2008-311383號公報
[0022]專利文獻3:日本特開2011-252185號公報
[0023]專利文獻4:日本專利4843745號公報(日本特開2011-256464號公報)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0024]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種鋁合金細線，其特征在于:具有牢固的結(jié)晶組織，將鋁合金細線超聲波接合到鋁墊時不產(chǎn)生芯片裂紋，而且即使反復進行高溫熱沖擊試驗，接合后的鋁合金細線與鋁墊的接合界面強度也能保持穩(wěn)定，鋁合金細線也不會從鋁墊剝離。
[0025]本發(fā)明人在通過熱沖擊試驗調(diào)查接合線從鋁墊的鋁(Al)與接合線的鋁(Al)之間的接合界面剝離時發(fā)現(xiàn)，接合界面破壞的原因是疲勞破壞。進一步探索這種疲勞破壞的原因時發(fā)現(xiàn)，問題在于:在鋁(Al)基體中，即使在650°C下，也只有0.052% (520ppm)的鐵(Fe)處于固溶狀態(tài)。也就是說，在熔化鑄造鋁鐵合金塊的工序中，固溶限度極小的鐵(Fe)漸漸冷卻后，從鋁(Al) —側(cè)析出，其結(jié)果是，鐵(Fe)不會固溶到固溶限度，這就是導致鋁合金細線強度降低的原因。
[0026]本發(fā)明為了解決上述問題，通過中間線徑的固溶處理和此后的淬火處理，使鐵(Fe)在鋁中強制固溶。利用經(jīng)過強制固溶的鐵(Fe)，可以防止接合過程中以及熱沖擊試驗中的接合線結(jié)晶組織粗化，從而防止疲勞破壞。
[0027]此外，本發(fā)明人在詳細調(diào)查熱沖擊試驗的不穩(wěn)定性的原因時發(fā)現(xiàn)，不穩(wěn)定性的原因在于AlFe化合物的析出形態(tài)。也就是說，均勻分布的細微的AlFe化合物使晶粒細化，有助于提高接合線的強度，防止疲勞破壞，但是另一方面，卻以細微的AlFe化合物為核生成再結(jié)晶晶粒，使再結(jié)晶溫度降低，因為這個原因，熱沖擊試驗結(jié)果變得不穩(wěn)定。
[0028]先前的專利申請(日本特愿2012-134004號)中，使Fe含量在0.2~2.0質(zhì)量％的范圍內(nèi)，通過上述強制固溶，使Fe在鋁墊中固溶到接近固溶限度，加上均勻分布的細微的AlFe化合物的效果，雖然能夠減少疲勞破壞，確保接合線強度，但卻發(fā)現(xiàn)即使鐵含量低于上述下限值，只要是在一定的Fe固溶到基體中的條件下，就不能通過一起添加Si來確保足夠的抗熱沖擊性。
[0029]因此，本發(fā)明人將鐵(Fe)的含量控制在上述范圍以下，使Fe的析出量與Fe固溶量的比例保持在一定范圍，使再結(jié)晶溫度保持穩(wěn)定，并且通過添加微量Si，提高強度，結(jié)果成功地使熱沖擊試驗結(jié)果保持了穩(wěn)定。
[0030]本發(fā)明涉及一種功率半導體裝置用鋁合金細線，其特征在于:是由鐵(Fe)、硅(Si)及剩余部分(高純度鋁(Al)合金)構(gòu)成且用于與半導體元件的鋁墊進行超聲波接合的鋁合金細線，所述鋁合金細線為由0.01~0.2質(zhì)量％的鐵(Fe)、1~20質(zhì)量ppm的硅
(Si)及剩余部分(純度在99.997質(zhì)量％以上的鋁(Al))構(gòu)成的合金，并且是平均粒徑為5~12 μ m的微細組織。[0031]作為本發(fā)明的純度在99.997質(zhì)量％以上的鋁(Al)中的雜質(zhì)元素，有銅(Cu)、錳(Mn)、鎂(Mg)、鋅(Zn、)、鈦(Ti)等過渡金屬元素、堿金屬元素、堿土金屬金屬元素等。鋁(Al)的純度會促進鋁合金細線的加工軟化，因此最好在99.997質(zhì)量％以上，在99.999質(zhì)量％以上則更好。此外，鋁合金細線的全部合金中所含的鋁(Al)的純度，最好在99.99質(zhì)量％以上(總體的金屬雜質(zhì)量不到100質(zhì)量ppm)，在99.995質(zhì)量％以上(總體的金屬雜質(zhì)量不到50質(zhì)量ppm)則更好。
[0032]本發(fā)明中，以鐵(Fe)為0.01~0.2質(zhì)量％的范圍為條件。鐵(Fe)在鋁(Al)基體中只有數(shù)百ppm左右固溶，熔化鑄造后，在鋁(Al)基體中作為微粒均勻細微地析出。但是，如果鐵(Fe)超出0.24質(zhì)量％的范圍，則強度就會變得過高，芯片會破裂，并且再結(jié)晶溫度下降，出現(xiàn)熱沖擊試驗結(jié)果不穩(wěn)定的問題。
[0033]另一方面，如果鐵(Fe)低于0.01質(zhì)量％，接合線的機械強度就不夠，而且再結(jié)晶溫度也會下降，無法承受熱沖擊試驗。因此，鐵(Fe)的范圍為0.01~0.24質(zhì)量％。但是,為了改善與鋁墊的接合性并能夠承受反復的熱沖擊試驗，最好鐵(Fe)的含量至少為0.015~
0.1質(zhì)量％。
[0034]本發(fā)明中，鋁合金細線的線徑最好在50~500μπι。因為不到50 μ m，不能用于電動汽車的大電流功率半導體，而超過500 μ m，則難以超聲波接合到鋁墊上。鋁合金細線的直徑可根據(jù)所使用的功率半導體裝置適當選擇。
[0035]本發(fā)明的鋁墊最好為Al-Si合金墊，因為成分與接合線相同。硅(Si)的含量最好為0.5~1.5質(zhì)量％，為0.8~1.2質(zhì)量％則更好。
[0036]另外，本發(fā)明中，連續(xù)拉絲加工優(yōu)選拉絲模拉絲，更優(yōu)選金剛石拉絲模。因為這樣容易使鐵(Fe)微粒均勻分散排列成同心圓狀。
[0037]而且，經(jīng)過連續(xù)拉絲加工的鋁合金細線，要在施加一定的張力下進行最終的調(diào)質(zhì)熱處理。
[0038]另外，進行調(diào)質(zhì)熱處理時，微細再結(jié)晶組織的晶界尺寸隨溫度和時間的變化而變化，同時，拉絲加工的截面減少率不同，調(diào)質(zhì)熱處理的溫度和時間也會改變，并不是固定不變的。本發(fā)明的調(diào)質(zhì)熱處理，最好在連續(xù)拉絲加工后，直接在非氧化性氣氛，最好是還原性氣氛中對細線進行加熱處理。若要使本發(fā)明的鋁合金細線再結(jié)晶，溫度范圍最好在350°C~500°C，在380°C~430°C則更好。熱處理的加熱方法有電爐加熱、通電加熱、光照加熱、水蒸汽加熱等。
[0039]如果對拉絲加工后的鋁合金細線進行調(diào)質(zhì)熱處理(最終熱處理)后水冷，鋁合金細線表面會形成氣穴，在氣穴等周圍會產(chǎn)生超聲波熱，因此鋁合金細線很容易被超聲波接合到鋁墊上。如果混入乙醇、異丁醇等水溶性乙醇，則更容易進行超聲波接合。
[0040]另一方面，因熔化鑄造而析出的鐵(Fe)和鋁(Al)的金屬間化合物顆粒，通過拉絲加工在鋁(Al)基體中均勻細微地分散，不僅能夠提高鋁(Al)基體的機械強度，而且還能夠利用釘扎效應防止微細再結(jié)晶組織在熱的作用下粗化。鐵(Fe)和鋁(Al)的金屬間化合物顆?？赡苁荈eAl3或FeAl6。
[0041]本發(fā)明的接合線的硬度，最好在維氏硬度22~28Hv，在23~27Hv則更好。從超聲波接合時芯片裂紋的觀點出發(fā)，一般來說，接合線的硬度越低越好。但因本發(fā)明的接合線用于功率半導體，要反復承受高溫熱沖擊，因此需要維氏硬度22~28Hv。此外，鋁(Al)的純度必須在99.997質(zhì)量％以上，在99.999質(zhì)量％以上則更好。
[0042]本發(fā)明以娃(Si)在I~20質(zhì)量ppm的范圍為條件。如果娃(Si)超過20質(zhì)量ppm的范圍，則接合線的強度就會變得過高，容易導致芯片裂紋。另一方面，如果硅(Si)不到I質(zhì)量ppm,則接合線的機械強度就不夠。因此,娃(Si)的范圍在I~20質(zhì)量ppm。但是，若要改善與鋁墊的接合性并能夠承受反復的熱沖擊試驗，最好硅(Si)含量在2~10質(zhì)量 ppm。
[0043]本發(fā)明的Fe析出量最好是Fe固溶量的7倍以內(nèi)，是3倍以內(nèi)則更好。Fe在Al中固溶時，具有升高再結(jié)晶溫度的效果，但是析出時，F(xiàn)eAl化合物會成為再結(jié)晶的核，反而會降低再結(jié)晶溫度。由于在熱沖擊試驗中反復暴露在高溫下，再結(jié)晶溫度較低的材料會在熱沖擊試驗中軟化，容易產(chǎn)生熱疲勞破壞。
[0044]本發(fā)明的Fe固溶量最好在0.01~0.06%的范圍。Fe在Al中固溶，具有升高Al的再結(jié)晶溫度的效果，但是Fe固溶量在0.01%以下時，幾乎確認不到再結(jié)晶上升效果。此外，如果Fe固溶量過大，電阻就會升高，作為接合絲用于端子間連接時，無法獲得所需的性能，因此Fe固溶量的上限最好為0.06%。
[0045]如果采用本發(fā)明的連接半導體裝置的鋁合金細線，即使超聲波接合線徑較粗的接合線，由于經(jīng)過加工軟化的接合線本身很軟，因此與鋁墊的粘合性很好，進行第一接合部的楔形接合時不會產(chǎn)生芯片裂紋。此外，即使反復進行高溫-低溫的熱沖擊試驗，使其疲勞，憑借高純度鋁(Al)基體本身的加工軟化組織和鐵(Fe)鋁(Al)金屬間化合物顆粒的釘扎效應，也能夠具備與鋁合金基體相同的耐熱沖擊性。[0046]具體而言，如實施例中所述，反復進行高溫(200°C)和低溫(_50°C)各3分鐘的熱沖擊試驗，初始的抗剪強度與反復試驗后的抗剪強度相比，比初始值下降20%到30% (0.8到0.7)的次數(shù)大幅提高到原來的2倍左右。而且，這一效果是基于高純度鋁(Al)基體本身的加工軟化組織的，因此即使大規(guī)模生產(chǎn)，鋁合金細線的批次之間也不會出現(xiàn)偏差，很穩(wěn)定，本發(fā)明的鋁合金細線，是一種適用于在高溫下使用的電動汽車等的功率循環(huán)半導體等的超聲波接合用鋁合金細線。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0047]圖1為本發(fā)明的鋁合金細線的截面組織照片。
[0048]圖2表示本發(fā)明的鋁合金細線的抗剪強度的變化比例。
【具體實施方式】
[0049]熔化并連續(xù)鑄造表1所示的實施例1~29、比較例I~14的組成的由鐵(Fe)和剩余部分為鋁(Al)構(gòu)成的鋁合金，熔化鑄造直徑300mm的鋁合金塊。用帶槽軋輥軋制所述熔化鑄造的鑄塊之后，進行拉絲加工，制作直徑5_的鋁合金線材。在規(guī)定溫度下對所述線材進行2天溶體化處理之后，在水中淬火。接著，在水中將所述線材連續(xù)拉絲至規(guī)定線徑，成為規(guī)定線徑的接合線。每個實施例的截面減少率都在99%以上。
[0050]采用超聲波工業(yè)公司生產(chǎn)的REB07型超聲波裝置，在頻率120KHz、負荷8000mN、超聲波功率15W、接合時間180ms的條件下，將100根所述接合線超聲波接合到A1-1.0% Si合金的鋁墊上。此外，為了參考，還采用了 Al-1OOppmNi合金接合線作為現(xiàn)有例。[0051](超聲波接合條件)
[0052]鋁合金細線的線徑為0.1,0.3,0.5mm,環(huán)路長度為8mm，環(huán)路高度為1.3mm。采用超聲波工業(yè)公司生產(chǎn)的REB07型全自動接合器，在Si芯片(厚度0.2mm)上的A1-1.0% Si膜(厚度3 μ m)上對鋁合金細線進行超聲波接合。
[0053]接合條件為130KHZ的頻率，負荷和超聲條件可任意調(diào)整，使第一接合部的壓碎寬度為接合線線徑的1.3倍，對于全部100個樣品，均在同一條件下進行了第一接合部和第二接合部的超聲波接合。超硬工具和接合導軌，采用了與接合線尺寸一致的超聲波工業(yè)公司的產(chǎn)品。
[0054]接著，對于所述的接合后的鋁合金細線，進行了芯片裂紋觀察試驗及熱沖擊試驗。
[0055](芯片裂紋觀察試驗)
[0056]用20%的NaOH溶液溶解A1-1.0% Si墊，用光學顯微鏡(奧林巴斯生產(chǎn)的測量顯微鏡，STM6)，以100倍的倍率，確認接合后的試樣是否發(fā)生芯片裂紋。觀察了 100處，無一處發(fā)生芯片裂紋為〇，發(fā)生I~3處芯片裂紋為Λ，發(fā)生4處以上芯片裂紋為X。
[0057](熱沖擊試驗)
[0058]熱沖擊試驗裝置采用愛斯佩克公司生產(chǎn)的小型冷熱沖擊裝置TSE-11，高溫側(cè):+200C ;低溫側(cè):-50°C，各3分鐘，重復I萬次。
[0059](抗剪強度試驗)
[0060]采用DAGE公司生產(chǎn)的2400型進行I千次、2千次、5千次及I萬次剪切試驗之后，測量了第一接合部的抗剪強度，與O次的初始強度進行對比。初始的抗剪強度與重復后的抗剪強度相比，從初始值降低到20% (0.8)的次數(shù)為原來的2倍的為〇，1.5~2倍的為Λ，不到1.5的為X?，F(xiàn)有產(chǎn)品采用了市場出售的商品Al-1OOppmNi。試驗高度為3μπι，試驗速度為300 μ m/秒。
[0061](電阻率測量)
[0062]米用直流電源(吉時利公司生產(chǎn)的2400型)和毫微伏電壓表(吉時利公司生產(chǎn)的2182型)，用直流四端子法測量了所述接合線在77K時的電阻率。試樣長度為300mm，測量電流為IA。
[0063](結(jié)晶粒徑觀察)
[0064]采用截面擴孔裝置(日立高科技公司生產(chǎn)的頂-4000型)制作接合線截面，組織觀察采用聚焦離子束(日本電子公司生產(chǎn)的JIB-4000型)。結(jié)晶粒徑的測量采用了截面法。晶粒的平均尺寸為截面的水平方向與垂直方向的接合線長度的平均值。
[0065](維氏硬度測量)
[0066]維氏硬度測量采用了維氏硬度計(明石公司生產(chǎn)的MVK-G3型)。
[0067](拉伸試驗)
[0068]采用拉伸試驗器(島灃生產(chǎn)的自動繪圖儀AG-X)，在標距100mm、行程位移速度20mm/分的條件下進行了拉伸試驗。
[0069](再結(jié)晶溫度)
[0070]在各種溫度下對調(diào)質(zhì)熱處理前的接合線進行30分鐘的鹽浴熱處理，將達到熱處理前的接合線的抗拉強度與再結(jié)晶后的接合線的抗拉強度的正中間的強度時的熱處理溫度作為再結(jié)晶溫度。[0071]在表1（現(xiàn)有例與比較例）和表2（實施例）中表示在上述條件下得到的結(jié)果[0072]【表1】
【權(quán)利要求】
1.一種功率半導體裝置用鋁合金細線，其特征在于: 是由鐵Fe、硅Si及剩余部分構(gòu)成且用于與半導體元件的鋁墊進行超聲波接合的鋁合金細線，所述剩余部分為高純度的鋁， 所述招合金細線是由0.01~0.2質(zhì)量％的鐵Fe、1~20質(zhì)量ppm的娃Si及剩余部分構(gòu)成的Al合金，所述剩余部分為純度99.997質(zhì)量％以上的鋁Al， 所述鋁合金細線是Fe的固溶量為0.01~0.06%, Fe的析出量為Fe的固溶量的7倍以下、且平均晶體粒徑為6~12 μ m的微細組織。
2.如權(quán)利要求1所述的功率半導體裝置用鋁合金細線，其特征在于: 所述鋁合金細線的剩余部分即鋁Al的純度為99.999質(zhì)量％以上。
3.如權(quán)利要求1所述的功率半導體裝置用鋁合金細線，其特征在于: 鐵Fe為0.015~0.1質(zhì)量％。
4.如權(quán)利要求1所述的功率半導體裝置用鋁合金細線，其特征在于: 相對于所述鋁合金細線的全部合金，F(xiàn)e以及硅Si之外的鋁Al的純度為99.99質(zhì)量％以上。
5.如權(quán)利要求1所述的功率半導體裝置用鋁合金細線，其特征在于: 所述鋁墊為Al-Si合金墊。
6.如權(quán)利要求1所述的功率半導體裝置用鋁合金細線，其特征在于: 鐵Fe的含量是硅Si的含量的2倍以上。
7.如權(quán)利要求1所述的功率半導體裝置用鋁合金細線，其特征在于: 所述鋁合金細線的維氏硬度為22~28Hv。
8.如權(quán)利要求1所述的功率半導體裝置用鋁合金細線，其特征在于: 所述鋁合金細線的線徑為50~500 μ m。
9.如權(quán)利要求1所述的功率半導體裝置用鋁合金細線，其特征在于: 鐵Fe的析出量是鐵Fe的固溶量的3倍以下。
【文檔編號】H01L23/49GK103911526SQ201310565799
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月28日
【發(fā)明者】天野裕之, 市川司 申請人:田中電子工業(yè)株式會社