JPH03108347A - アルミニウムリード端子への金線ボンデイング方法 - Google Patents

アルミニウムリード端子への金線ボンデイング方法

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、回路基板に搭載された半導体装置抵抗体等と
アルミニウムリード端子とをワイヤーボンディングする
際に、ボールボンダーを用いて金線をボンディングする
ことにより金線がほぼ直角となるので方向性がなく、接
合性に富んだ金線ボンディング方法に関するものである
。
（従来の技術） 従来ワイヤーボンディング用部分にアルミニウム箔を用
いたプリント配線基板は、半導体装置等とアルミニウム
リード端子とをワイヤーボンディングやクロスオーバー
ワイヤーボンディングする際、接合性にすぐれたアルミ
ニウム線が使用されている。そしてアルミニウム箔をワ
イヤーボンディング用部分に用いたプリント配線基板は
、めっき等に貴金属類を使用しないため配線基板も安価
であり、産業上重要な位置を占めている。
そしてアルミニウム線のワイヤーボンディング方法は、
一般にウェッジボンディング法が使用され接合性には信
輔があるが、ボンディング用部分に強く押しつけるため
にアルミニウム線が一方向にかたより方向性を生じるた
めに他の接合物と接合した際に、アルミニウム線に歪が
発生して断線の原因となる。またこの方向性を解消する
方法として配線基板を回転台に乗せ回転させながらボン
ディングする方法もあるが、配線基板の大きさに制限も
あり、全てを満足することができない。
また他のワイヤーボンディング方法としてはポールボン
ディング法があるが、アルミニウムリード端子はシリコ
ン上に蒸着して形成したＩＣ電極やニッケル上に数μｍ
の金めつきをした金めつきリード端子とは異なり、アル
ミニウムの肉厚が数１０μｍと厚いアルミニウム単独若
しくは銅とアルミニウムとのクラツド箔又はアルミニウ
ムに銅めっきした材料を使用するためにボンディングす
る際にボールボンダーに装着したキャピラリーツール先
端が前記アルミニウムへ過度に押し込まれアルミニウム
線の接合割合が減少するため極くわずかな接合強度しか
得られない。このために半導体装置等とアルミニウム線
との間に断線等の不良現象が発生し、信頼性低下の原因
となる。
（発明が解決しようとする課題） 本発明は、かかる欠点を解決するものであり、回路基板
に搭載された半導体装置等とアルミニウム箔からなるボ
ンディング用部分とをワイヤーでボンディングするに際
し、特定されたキャピラリーツールを装着したボールボ
ンダーを使用し、接合ワイヤーとして金線を使用するこ
とによりアルミニウムリード端子へ過度の圧力をかける
ことなくほぼ直角にボンディングすることができ、そし
てワイヤーには方向性がないのでボンディング後の接合
丁合が良好で接合信転性にすぐれた効果を有する金線ボ
ンディング方法を見い出し本発明を完成するに至った。
（課題を解決するための手段） すなわち本発明は、先端傾斜角度（θ）が６６〜１０”
を有するキャピラリーツールを装着した加熱・超音波併
用型金線ボールボンダーを使用してアルミニウムリード
端子に金線をボンディングすることを特徴とする金線ボ
ンディング方法である。
（実施例） 以下図面により本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明に用いられる加熱・超音波併用型金線ボ
ールボンダーに装置するキャピラリーツールの部分拡大
図である０本発明のボールボンダーに装着されるキャピ
ラリーツールの先端傾斜角度（θ）３は６゜〜１０″の
範囲が好ましい。角度が６″未満では、ボンディングの
際に金線の過度の変形が起こり、接合部分の強度が低下
するか又は接合不良となる。また１０″を超えるとキャ
ピラリーツール先端の陥没が太き（なり、金線の超音波
振動でのアルミニウムに接合する面積が減少する。また
接合強度が低下する。
次に孔口１に連なる先端開口径４に関連する開口角度７
は９０″〜１２０”の範囲が好ましく、９０°未満では
被着体であるアルミニウムリード端子部分が開口角度７
部に詰まる傾向が強く、連続したワイヤーボンディング
を阻害する。また１２０”を超えると第２ボンデイング
終了後の金線の切断性が悪くなる。
孔口１の径は使用する金線の径により、作業性、ワイヤ
ーボンディング位置精度等を良好に決められ、通常特別
な場合を除き使用金線径＋１０〜２５μ−程度が使用さ
れる。
更に、キャピラリーツール先端外径部６は大きいほど接
合面積が大きくなり、接合強度は増加するがＩＣ側の電
極サイズや電極の配置で制限される。外側コーナー５は
使用する線径により変わるが小さいもの程接合部直前の
金線切断が起こり易（なり見かけの強度は減少する。ま
た大き過ぎると、接合面積が減少するため強度は低下す
る。
−船釣には金線径が３０μｍでは外側コーナ５は４０μ
講程度が良好な結果をもたらす。
このようにキャピラリーツールの先端主要部分を限定し
て溶出される金線をコントロールすることにより、アル
ミニウム箔より形成されたボンディング用部分に過度の
圧力をかけることがな（、しかも接触時間が短かくする
ことができるためアルミニウム箔を必要以上に溶触する
ことを防止し、安定した定格電流を流すことができる。
実施例１〜３、比較例１〜３ ワイヤーボンダー（超音波工業社製　サーモソニックボ
ールボンダーＵＢＢ−５−１＾）にキャピラリーツール
（品用白煉瓦社製）を装着し、アルミニウムリード端子
を有するプリント配線基板（電気化学工業社製ＨＩＴＴ
プレートアルミニウムリード端子部厚さ４０ｕｍ）にワ
イヤーボンディング間隔５ｍｍで金線（日中貴金属社製
　ＳＲタイプ直径２５μｍ）ボンディングした。次いで
ワイヤーボンディングした金線３点の中央をプルテスタ
ーで引張り接合強度を測定した。
ワイヤーボンダー調整条件：温度１７５°Ｃ荷重　５０
ｇ 第１ボンディング：超音波出力　０．０４７７）ボンデ
ィングタイム　　　０．１　　妙筆２ボンディング：超
音波出力　０．０９ワフトネンデイングタイム　　　０
．３　　秒共　通　：　孔口径＝４６μｍ。
孔口開口傾斜幅＝１５μｍ 先端開口径＝１０２μｍ。
外側コーナーＲ＝３０μｍ 先端外径＝２５４μｍ （発明の効果） 以上説明したとおり本発明は、回路基板のリード端子に
アルミニウム箔を使用するに際し、先端傾斜角度（θ）
が特定された治具（キャピラリーツール）を装着した加
熱・超音波併用型金線ボールボンダーを使用することに
より、はぼ直角に金線をボンディングすることができ、
信頼性の高い方向性のないワイヤーボンディングが可能
となり、半導体装置等と導電回路との接合性が容易とな
り、しかも金線にむりな歪がかからないので樹脂封止の
際に断線することがなく、高信頼性のある回路を得るこ
とができる特徴を有するものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に用いられるボールボンダー装着用キャ
ピラリーツール先端部の部分拡大図を示す。 符号 １−−−−−−一孔口　　　　　　　２−−−−−−−
一孔ロ開ロ傾斜部３−−−−−−・先端傾斜角度（θ）
４−・−−−−−・先端開口径５−・−外側コーナー　
　　６−−−−−−一先端外径部７−・・−関口角度

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 　先端傾斜角度（θ）が６゜〜１０゜を有するキャピラ
    リーツールを装着した加熱・超音波併用型金線ボールボ
    ンダーを使用してアルミニウムリード端子に金線をボン
    ディングすることを特徴とする金線ボンディング方法。
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