JPH10223673A - ボンディングワイヤ接続部を製作する方法 - Google Patents

ボンディングワイヤ接続部を製作する方法

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JPH10223673A
JPH10223673A JP1657998A JP1657998A JPH10223673A JP H10223673 A JPH10223673 A JP H10223673A JP 1657998 A JP1657998 A JP 1657998A JP 1657998 A JP1657998 A JP 1657998A JP H10223673 A JPH10223673 A JP H10223673A
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conductor track
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bonding
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Joachim Schmidt
シュミット ヨアヒム
Jens Dr Sabotke
ザボトケ イェンス
Frank-Dieter Hauschild
ハウシルト フランク−ディーター
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Landscapes

  • Wire Bonding (AREA)
  • Connections Effected By Soldering, Adhesion, Or Permanent Deformation (AREA)
  • Structures For Mounting Electric Components On Printed Circuit Boards (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 導体路のパターンをできるだけ緊密に設計で
きるようにする。 【解決手段】 ボール・ウェッジ・ボンディングによ
り、構造ユニット支持体に配置された構成素子接続部と
該支持体に配置した導体路との間でボンディングワイヤ
接続部を製作する方法。ボンディングワイヤ第１端をボ
ンディング工具により球形に成形し、ボンディングワイ
ヤ第２端を前記工具により導体路に属する接続面で押拡
げて溶着し、導体路に属する接続面を構成素子と導体路
との間で空間的に導体路とは別個に配置し、接続面を構
成素子接続部の少なくとも一部に第１ボンディングワイ
ヤを介しかつ導体路に第２ボンディングワイヤを介して
接続し、第１ボンディングワイヤ第１端を構成素子接続
部にかつ第２ボンディングワイヤ第１端を導体路に接続
し、第１ボンディングワイヤ第２端及び第２ボンディン
グワイヤ第２端を導体路に属する接続面に接続する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、特許請求の範囲第
１項の上位概念に記載の形式の、ボンディングワイヤ接
続部を製作する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】上記形式の方法は、構造ユニット支持体
に配置された電子的な構成素子、例えば半導体・チップ
の電気的な接続部を構造ユニット支持体の導体路パター
ンに電気的に接続するために、使用される。この場合、
チップの接続部はボンディングワイヤを介していわゆる
ボール・ウェッジ・ボンディング法（Ball-Wedge-Bondv
erfahren）で導体路に属する接続面（ボンディングラン
ド）に接続される。ボール・ウェッジ・ボンディングで
は、ワイヤはボンディングヘッドの毛管（Kapillare）
内で案内される。毛管から突出するワイヤの第１の端部
は、例えば火花放電によって溶融されかつ溶融されたろ
う材の表面張力に基づき球体（ボール）を形成する。
【０００３】いわゆるサーモソニック溶接（Thermosoni
cschweissen）では、構成素子接続部に毛管を降下させ
た場合に圧力、熱及び超音波作用下で構成素子接続部と
ワイヤの第１の端部との間の溶着接続が行われる。次い
で、毛管は導体路の接続面（ボンディングランド）に案
内され、この場合、ワイヤが毛管から引き出される。毛
管を降下させた場合には、ボンディングワイヤの第２の
端部は、ボンディングランドにおいて毛管縁部（ウェッ
ジ）によって押し拡げられかつ同様に圧力、熱及び超音
波作用下で溶着されかつ同時に毛管内に案内されたワイ
ヤから切り離される。
【０００４】従来技術の欠点は、接続面においてワイヤ
を押し拡げることによって第２の溶着接続部を製作する
ために、球体として形成されたボンディングワイヤの第
１の端部と構成素子接続部との間の溶着接続部を製作す
るよりも極めて多くのスペースを必要とする、というこ
とにある。隣接する構成素子接続部間の間隔は、例えば
チップにおいて８０μｍであるに過ぎないのに対して、
構造ユニット支持体における接続面（ボンディングラン
ド）の幅は、ボンディング工具を接続面に降下させるこ
とができるようにするために、前記間隔よりも整数倍大
きく選ばれねばならない。
【０００５】この理由から、導体路の属する接続面のパ
ターンは構成素子接続部のパターンよりも極めて大きく
かつ構造ユニット支持体においてより多くのスペースを
必要とする。更に不都合には、導体路の接続面と構成素
子との間のスペースがボンディングワイヤによって架橋
されひいては利用できない、ということにある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、上記
公知の欠点を回避することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記課題は本発明によれ
ば、特許請求の範囲第１項の特徴部分に記載の本発明の
方法によって解決された。
【０００８】
【発明の効果】本発明による方法の利点は、ボール・ウ
ェッジ・ボンディングで構成素子接続部と導体路との間
の電気的な接続部を製作するために必要な、構造ユニッ
ト支持体における配線面を著しく減少でき、この場合、
ボンディングワイヤの第２の端部のために接続面が空間
的に導体路とは別個に導体路のパターンと構成素子との
間に配置されかつ第２のボンディングワイヤを介して初
めて導体路に接続される。
【０００９】有利には、ボンディングワイヤの、球体
（ボール）形状で形成された第１の端部は構成素子接続
部並びに導体路に接続できる。このためにボンディング
工具は多くのスペースを必要としないので、導体路の間
隔パターンは、構成素子接続部のパターンと同様に緊密
に、つまり例えば８０μｍのパターンで設計できる。同
時に導体路は構成素子に密接して案内できかつボンディ
ングワイヤ長さを短縮できる。それぞれ第１及び第２の
ボンディングワイヤの第２の端部は、接続面に溶着さ
れ、この接続面は、構成素子接続部及び導体路とは別個
に構造ユニット支持体に設けられる。このようにして構
成素子と導体路パターンとの間のスペースを有利に利用
できる。
【００１０】更に有利には、本発明の方法ではボンディ
ング距離が短いため僅かなワイヤ材料を必要とするに過
ぎない。これによって、金線ボンディングの場合に製作
コストが著しく減少される。更に、ボンディングワイヤ
を製作するために利用されない、ボンディングヘッドの
移動距離が著しく減少される。本発明の方法では、導体
路と構成素子との間の接続を行うために、１本のボンデ
ィングワイヤの代わりに２本のボンディングワイヤが使
用されるので、ボンディングワイヤのワイヤガイドは全
体としてフラットに形成され、これによってボンディン
グ接続部の機械的な安定性が高められる。
【００１１】別の有利な方法及び構成は、その他の請求
項に記載されている。
【００１２】構造ユニット支持体における導体路パター
ンの所要スペースを絶対的にできるだけ小さく設計する
必要がなくかつこれの代わりにボンディング工具の移動
距離をできるだけ小さく選択せねばならない場合には、
１つ置きの構成素子接続部のみが２本のボンディングワ
イヤを介して所属の導体路に接続されかつその他の構成
素子接続部が所属の導体路に直接接続された接続面に接
続されると、有利である。
【００１３】有利には、接続面の幅は、所属の導体路の
幅と、該導体路と構造ユニット支持体における直接隣接
する導体路との間隔との和よりも大きく設計できる。
【００１４】特に有利には、接続面は構成素子と導体路
の端部との間のスペースで複数の列で互いにずらして配
置できる。それというのも、このようにして構成素子と
導体路パターンとの間の与えられた使用されないスペー
スを有効に利用できるからである。
【００１５】
【発明の実施の形態】従来技術に相応する第１図及び第
２図で図示の構造ユニット支持体１は、例えばプリント
基板又はハイブリッドであってよい。構造ユニット支持
体１の主表面には少なくとも１つの構成素子２、例えば
ＩＣが設けられている。構成素子は構造ユニット支持体
に接着又は別の形式で固定されている。ＩＣの、主表面
とは反対側の表面には、多数の接続部５（第１図では若
干の接続部を図示）が設けられている。ＩＣには８０μ
ｍに過ぎない間隔ａを置いて緊密なパターンで接続部が
配置されている。
【００１６】更に、構造ユニット支持体１の前記主表面
には導体路３のパターンが設けられていて、導体路の端
部には、ボール・ウェッジ・ボンディング法でボンディ
ングワイヤを介して構成素子接続部５に接続される接続
面４が設けられている。ボンディングワイヤ接続部を製
作する場合には、ワイヤに適合する直径の毛管内でワイ
ヤを案内するボンディング工具が使用される。ボンディ
ングワイヤとしては通常金線が使用される。
【００１７】毛管の下側のワイヤの端部６ａは、例えば
火花放電のエネルギによって溶融され、この場合、溶融
物は表面張力に基づき球体（ボール）を形成する。構成
素子２の接続部に毛管を降下させた場合には、ボンディ
ングワイヤ６の端部６ａにおいて圧力、熱及び超音波作
用により溶着接続部が形成される。次いで、ボンディン
グ工具は接続面４に案内され、この場合、ワイヤが毛管
から引き出される。
【００１８】新たに接続面４に毛管を降下させた場合に
は、ワイヤはループ形状を形成する。今や毛管は完全に
接続面４に降下されかつワイヤは圧力、熱及び超音波作
用（サーモソニック溶接）により接続面４に溶着され
る。この場合、毛管縁部は楔状の溶着工具を形成し、こ
の溶着工具によってボンディングワイヤ６の端部６ａが
接続面４において押し拡げられ、溶着されかつ同時に毛
管内のワイヤから切り離される。
【００１９】この方法ステップではボンディング工具は
接続面４に所定のスペースを必要とするので、接続面は
任意に小さく設計することはできない。接続面４は導体
路３に統合されているので、構成素子２の接続部５はボ
ンディングワイヤ６を介して導体路３に電気的に接続さ
れる。特に第１図から明らかなように、導体路３を有す
る接続面４のパターン（間隔寸法ｂ）は構成素子接続部
のパターン（間隔寸法ａ）よりも極めて幅広く形成され
ねばならない。特に接続面４の幅は、それぞれ所属の導
体路の幅と、該導体路と構造ユニット支持体における直
接隣接する導体路との両間隔との和よりも大きく形成す
ることはできない。
【００２０】第３図及び第４図では、本発明による方法
で製作された構造ユニット支持体１を図示している。両
図面は本発明の主要の内容のみを明瞭にし、従ってサイ
ズ及び例えばボンディングワイヤの長さに関しては極め
て簡単に示している。図示の導体路パターンは、第１図
で図示の公知の構成の場合のように、互いに平行に延び
る導体路端部を有するパターンを成す。しかし導体路３
の端部は、第１図に比して構成素子２に極めて密接して
案内されている。
【００２１】図示の実施例では、各構成素子接続部５は
２本のボンディングワイヤ６，７を介して導体路３に接
続されている。この場合、ボンディングワイヤ６の、球
体（ボール）形状で形成された第１の端部６ａは、構成
素子２の接続部５に溶着され、次いで、ボンディングワ
イヤ６の第２の端部６ｂが接続面４に溶着される。しか
し接続面４は導体路３に統合されているのではなく、空
間的に導体路３とは別個に構成素子２と導体路のパター
ンとの間の面区分に設けられている。
【００２２】ボンディングワイヤの端部６ｂを押し拡げ
かつ溶着した後で、当該接続面に接続される導体路３に
向けてボンディングヘッドが移動する。導体路３は、ほ
ぼ構成素子接続部の間隔ａに相応する相互間隔ｂを置い
て緊密なパターンで構造ユニット支持体に設けられてい
る。このことは可能である。それというのも、第３図で
図示の構造ユニット支持体１の場合には接続面４の幅
は、所属の導体路の幅と、該導体路とそれぞれ直接隣接
する導体路との両間隔との和と等しいか又はこれよりも
大きいからであり、この場合、接続面は導体路にオーバ
ーラップしない。しかしこれよりも大きな間隔ｂをとる
こともできる。
【００２３】第２のボンディングワイヤ７の球形又はボ
ール形の端部７ａは、まず導体路３に溶着される。この
ことは容易に可能である。それというのも、前記溶着接
続部を製作するために導体路において、第２の溶着接続
部７ｂを製作するためのように多くのスペースを必要と
しないからである。つまり、接続部は極めて狭幅な導体
路においても製作できる。次いで、ボンディング工具が
接続面４に戻し案内されかつボンディングワイヤ７の第
２の端部７ｂが接続面４に溶着され、この場合、前記端
部をボンディング工具によって新たに接続面４において
押し拡げることができる（ウェッジ・ボンディング）。
【００２４】その他の接続部は同じ形式で導体路３に溶
着されるので、各導体路は所属の接続面４を介して２本
のボンディングワイヤ６，７により構成素子接続部５に
接続される。この場合、ボンディングワイヤ６，７は、
ボンディングワイヤが隣接するボンディングワイヤの接
続面を介して離反案内されるように、案内することもで
きる。有利には、図示の実施例では接続面４は構成素子
２と導体路３のパターンとの間で３列で配置されてい
る。従って、与えられたスペースが最良に利用される。
【００２５】図示の実施例とは異なって、１つ置きの構
成素子接続部５のみを２本のボンディングワイヤを介し
て導体路に接続しかつその他のボンディングワイヤを、
従来公知のように、１本だけのボンディングワイヤによ
って、直接導体路内に統合された接続面に溶着すること
もできる。この方法では、第１実施例におけるように導
体路３のパターンを完全に緊密に選択できないとはい
え、ボンディング工具の利用されない移動距離は僅かで
ある。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の構造ユニット支持体の一区分を示す平面
図。
【図２】第１図のボンディング接続部の概略的な横断面
図。
【図３】本発明の方法により製作された構造ユニット支
持体の一区分を示す平面図。
【図４】第３図の構成素子接続部と導体路との間のボン
ディングワイヤ接続部の概略的な横断面図。
【符号の説明】
１ 構造ユニット支持体 ２ 構成素子 ３ 導体路 ４ 接続面 ５ 構成素子接続部 ６ ボンディングワイヤ ６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂ 端部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 イェンス ザボトケ ドイツ連邦共和国 ヒルデスハイム リン トホルツ 14 (72)発明者 フランク−ディーター ハウシルト ドイツ連邦共和国 ヒルデスハイム ヴァ ッケンシュテッター シュトラーセ 35

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ボール・ウェッジ・ボンディングによ
    り、構造ユニット支持体（１）に配置された少なくとも
    １つの電気的又は電子的な構成素子（２）の接続部
    （５）と構造ユニット支持体（１）に配置された導体路
    （３）との間でボンディングワイヤ接続部を製作する方
    法であって、ボンディングワイヤの第１の端部がボンデ
    ィング工具によってまず球形に成形され、次いで構成素
    子接続部に溶着され、更に、ボンディングワイヤの第２
    の端部がボンディング工具によって導体路に属する接続
    面において押し拡げられて不動に溶着される形式のもの
    において、導体路（３）に属する接続面（４）を構成素
    子（２）と導体路（３）との間で空間的に導体路（３）
    とは別個に配置し、接続面（４）を構成素子接続部
    （５）の少なくとも一部に第１のボンディングワイヤ
    （６）を介してかつ導体路（３）に第２のボンディング
    ワイヤ（７）を介して接続し、この際、それぞれ第１の
    ボンディングワイヤ（６）の第１の端部（６ａ）を構成
    素子接続部（５）にかつ第２のボンディングワイヤ
    （６）の第１の端部（７ａ）を導体路（３）に接続し、
    かつ、第１のボンディングワイヤ（６）の第２の端部
    （６ｂ）及び第２のボンディングワイヤ（７）の第２の
    端部（７ｂ）を前記導体路に属する接続面（４）に接続
    することを特徴とする、ボンディングワイヤ接続部を製
    作する方法。
  2. 【請求項２】 １つ置きの構成素子接続部（５）を、導
    体路（３）に直接接続されている接続面（４）に接続す
    る、請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 導体路（３）に属する接続面（４）が構
    成素子（２）と導体路（３）の端部との間で空間的に導
    体路（３）の端部とは別個に配置されており、接続面
    （４）が構成素子接続部（５）の少なくとも一部に第１
    のボンディングワイヤ（６）を介してかつ導体路（３）
    に第２のボンディングワイヤ（７）を介して接続されて
    おり、構成素子接続部（５）に接続可能な第１のボンデ
    ィングワイヤ（６）の端部（６ａ）及び導体路（３）に
    接続可能な第２のボンディングワイヤ（６）の端部（７
    ａ）が、接続面（４）に接続可能な第１のボンディング
    ワイヤ（６）の第２の端部（６ｂ）及び第２のボンディ
    ングワイヤ（７）の第２の端部（７ｂ）よりも幅の狭い
    連結面を有していることを特徴とする、請求項１記載の
    方法を実施する構造ユニット支持体。
  4. 【請求項４】 接続面（４）の幅が、所属の導体路
    （３）の幅と、該導体路と構造ユニット支持体（１）に
    おける直接隣接する導体路との両間隔との和よりも大き
    く設計されている、請求項３記載の構造ユニット支持
    体。
  5. 【請求項５】 接続面（４）が、少なくとも１つの構成
    素子（２）と導体路（３）の端部との間のスペースで複
    数の列で互いにずらして配置されている、請求項３又は
    ４記載の構造ユニット支持体。
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