JPH10510098A - 酸化しやすく鑞付け可能な金属サブストレート上に導線をボンディングするための方法 - Google Patents

酸化しやすく鑞付け可能な金属サブストレート上に導線をボンディングするための方法

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JPH10510098A
JPH10510098A JP51806096A JP51806096A JPH10510098A JP H10510098 A JPH10510098 A JP H10510098A JP 51806096 A JP51806096 A JP 51806096A JP 51806096 A JP51806096 A JP 51806096A JP H10510098 A JPH10510098 A JP H10510098A
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ハインリッヒ マイヤー
フランク ルードルフ
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アトーテヒ ドイッチュラント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング
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Abstract

(57)【要約】 閉じ込められていない半導体回路（チップ）の導体プレート上での導電接触のために、当該回路と導体プレート上の導体構造の間で導線結合を作り出すべく、銅構造の表面は一般にニッケル層とその上にある金層で覆われる。導線と一方の側の回路上の接続箇所及び他方の側の導体プレート上の導体構造との間の結合は、プレス溶接法によって、特に超音波ボンディング法によって形成される。導体プレートの銅表面に有機保護層を析出する新しい方法は、銅表面に酸化物層及び他の夾雑物の形成を回避し、銅表面の鑞付け性を損なうことなく、超音波ボンディングによる導線の銅表面との直接的な結合を可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】 酸化しやすく鑞付け可能な金属サブストレート上に導線を ボンディングするための方法 本発明は、酸化しやすく鑞付け可能な金属サブストレート（基 に関するものである。 結合を生じるために、かなり以前から導線ボンディング技術(Drahtbondtechnik) が用いられている。そのために当該結合は、両側でエレクトロニクス材料の表面 上の接続箇所と溶接される導線ブリッジによって形成される。 この場合、融接法は、これに必要な高温が材料を破壊してしまうので用いるこ とができない。それ故に冷間及び熱間プレス溶接法(Kalt- und Warm-Pressschwe issverfahren)がミクロ継ぎ合わせ技術として開発された。当該方法で、導線ボ ンディングの際に２種類の金属乃至合金の結合の場合で要求されるような小さな 電気抵抗と高い機械強度の結合が達成可能である。接続表面の材料との導線の溶 接のために、外部エネルギー供給が必要で、これによって結合範囲での金属被覆 層の及び／又はボンディング導線の可塑性変形と、出来る限り大きな実際の接触 面の形成がもたらさ れる。 冷間プレス溶接の際に、エネルギーが先ず第一にプレス圧によってもたらされ る。特に熱に敏感なサブストレートのために考慮に値する好適な方法は、超音波 溶接乃至ボンディング技術(「Technologie des Drahtbondens」ＡＶＴレポート 、構造及び結合技術のための図書シリーズ、VDI/VDE-Technologiezentrum Infor mationstechnik GmbH、４号、１９９１年８月、ドイツ国ベルリン)である。この 場合において、ボンディングされるべき材料の圧縮及び結合に必要なエネルギー は、圧力（ボンディング力(Bondkraft)）の発生下に超音波周波数範囲での弾性 力学的振動の形で供給される。当該方法は外部熱供給なしで間に合う。 慣用の観念によれば、溶接の際に対向する表面は、表面の浄化によって相並ん で先ずクリーニングされ、酸化層や他の異層を除去する。更に当該表面での凹凸 頂点が平らにされる。これによって表面の緊密接触が可能である。結合範囲にお いて、局部的に加熱す。溶接の別の過程において、接触面は可塑性を強めて変形 し、しっかりした結合の形成が始まる。当該現象は更にコンパクトな溶接結合の 形成にまで進行する。 超音波ボンディングの際の慣例の作動周波数は６０ｋＨｚ又は１００ｋＨｚで 、０．１ワット〜３０ワットの出力である。振動振幅は一般に約０．５μｍから ２μｍになり、振動方向は加工材料面に平行になる。再現可能な溶接接触を生じ るために、非常に 限定されたプロセス条件が要求される。特に導線の確実な接触を達成するために 、できる限り限定された金属表面が存在しなければならない。 超音波ボンディング技術において、接触はくさび（ウェッジ）によって生じる 。その際、導線はくさび形の器具を用いてボンディング面に導かれ、そこで押圧 と超音波作用のもとで溶接され、第２のボンディング面に引っ張られる。その際 、第１ボンディング面から第２ボンディング面への導線弧（ループ）が張り、そ こで再び等しい条件のもとで溶接され、最後に第２溶接個所の裏で分離される。 ボンディング法は過去において、閉じ込められていない半導体回路を部品担体 上の接続部(Anschluessen)と接続するために、普通一般に用いられていた。部品 担体上で閉じ込められていない半導体回路からそのように形成された調和体(Ens emble)はケースを備え、更に導体プレート（プリント配線回路基板）上で接続ピ ンを介して鑞付けされた。 新しい技術は、部品担体のない閉じ込められていない半導体回路が直接的に導 体プレート表面上に固定され、導線ボンディングによって導体軌跡(条導体、Lei terbahnen)と導電結合されることに由来している。それ故に、導線ボンディング に適した表面が導体プレートの導体軌跡にも備わっているという要件がある。通 常、ニッケルと金からなる金属層が用いられる。 導体プレート上の導体路は、通例は銅からなり、場合によっては錫層又は錫／ 鉛層で覆われた銅からなる。上記材料はせいぜい前提であり、また概して導線ボ ンディングによってこれら材料に導線を結合させることには適しない。銅上に、 ボンディング過程を妨害せず錫層又は錫／鉛層がボンディング可能な僅かに厚い 酸化物層が形成される。 それ故に上記目的のためにこれまでとりわけニッケルと金からなるまた別の層 が導体軌跡に析出された。ボンディングの際にボンディング導線がニッケル層と 溶接される。ニッケル層を覆う極めて薄い金層は、ニッケル層の酸化を避けてそ のボンディング能 そのような層は非常に高価である。普通、この金属は先ず導体軌跡の生じた後に 析出され、その結果、選択的に当該金属はもっぱら銅の導体軌跡に析出して、そ して導体プレートのその間の不導体範囲には析出してはならないという追加要件 がある。さもなければ、伝導性ブリッジとそのために導体軌跡の間の短絡とが形 成されるおそれがある。 比較的古い技術において、ニッケル層と金層が、導体プレート表面と銅表面の 穿孔の全面金属化（金属被覆）の直後に析出される。しかしながらこれは第一に 高価な金の多大な量が調達されなければならず、第二にエッチングプロセスによ る導体軌跡の発生のためにこの層の後からの除去が困難であるという欠点がある 。 ドイツ特許第１３６３２４号明細書(DD 136 324)から、激しく酸化する接続面 にその清浄と準備の後に薄い保護層をもたらし、当該層をボンディングの際に寸 断するような、接続面にボンディングするための方法が公知である。三酸化クロ ムと硫酸からなる に記載されている。その際、非常に薄く、場合によっては僅かに原子分の高さの 厚みの保護層が銅表面上に生じる。 しかしながら、上記技術の幅広い応用のためには、ボンディングに対して準備 された表面が特に攻撃的な融剤の使用なしでも溶接可能であることが必要である 。一般的に、導体プレート表面上に半導体回路が直接取り付けられボンディング されるだけでなく、当該表面に同時に抵抗器、コンデンサー及び閉じ込められた 半導体回路のような他のパーツも取り付けられ溶接によって電気的に結合される 。しかしながら、ドイツ特許第１３６３２４号に従って形成された層は、少なく とも攻撃的な鑞接助剤なしでは鑞付けできない。それ故にそのような層は酸化に 対して銅を保護するのに適し、鑞付けによる後続のパーツ備え付けのための保護 層としては適さない。その他、温度を上げての長期にわたる貯蔵でこの層は変化 し、その結果、ボンディングの際と鑞付けの際の結果は再現可能とならない。 そのような方法は、特に染色溶液中の三酸化クロムの高濃度のために、いずれ にしろ非常に毒性で、その結果、労働保護のため と廃水浄化の際に費用のかかる措置がとられなければならない。 それ故に本発明は、従来技術の欠点を回避し、同じように後続の鑞付けを可能 にするような、酸化しやすい金属サブストレート上に導線をボンディングするた めの方法を見出すことを課題とする。特に当該課題は、銅構造上に鑞付けされた パーツを備え且つ直接的に導電接触し閉じ込められていない半導体回路を備えた 導体プレートの製造のための方法を見出すことにも実質的にある。 当該課題は請求項１及び３によって解決される。本発明の有利な実施の形態は 従属の請求項に挙げられている。 本発明は、ボンディングされるべき導線が超音波でのプレス溶接法によって金 属サブストレートと結合され、その後に当該金属サブストレートが酸化や他の汚 染に対する保護のためにボンディング過程の前に金属サブストレートの窒素化合 物含有溶液との接触によって有機保護層を備えることに存する。このような保護 層の再現可能な応用のために、ボンディング導線との接触を維持する面が、酸化 物等、ボンディング結合を場合によっては損なう薄層又は有機夾雑物をも取り除 かれる。 当該方法は特に銅又は銅合金からなる金属サブストレートのために考慮に値す る。これは酸化物や吸着物で汚染されていない新鮮な銅面が良好にボンディング 可能であるという認識に基づいている。しかしながら銅の高い反応性のために、 表面の必要な清浄度が技術状況下でも保証することができない。本発明の概念は 、 銅表面を適当な薄い有機保護層によって空気酸素及び他の腐食性吸着物の攻撃（ 浸食）に対して保護することにある。しかしながら当該薄い有機層は、導線と金 属サブストレートの間の溶接結合が有機保護層の存在によって損なわれないとい う他の前提を満たさなければならない。ボンディング導線と金属サブストレート 表面の間の直接金属接触はボンディングの際に無条件に作り出されなければなら ない。酸化物と吸着物のような他の表面結合物はこの接触を妨げる。有機保護層 がボンディング過程の際に適当に砕かれるか除去されることが判明した。 ５０ｎｍ以上、好ましくは１００〜５００ｎｍの厚い有機保護層は驚くべきこ とに、ボンディング導線と金属サブストレートの大の接触の密着性を損なうこと にならない。このような有機保護層は確かに金属サブストレートの鑞付けの際に 用いられる。しかしながらこの場合、当該鑞付け結合はスブストレートの表面に のみ形成されるのではないので、当該結合は結合されるべきサブストレートの有 機夾雑物に対して敏感でない。鑞付けの際にたいていサブストレート間に金属間 相（分子間引力）が成立し、その結果、夾雑物が既に温度作用によって鑞付け接 触面から除去されていない限り、当該夾雑物は実際に接合の密着性に不利に影響 を及ぼさない。これとは反対にボンディング導線と金属サブストレートの間の接 触は原子寸法にある接触面にのみ形成され（凝集力）、その結果、夾雑物、特に 有機形態のものは接合の密着性に著しく マイナスな影響を及ぼしうる。無機の最小限の金属層がマイナスに影響しないと いうことは物質固着的に(stoffschluessig)結合可能な金属にとって説明のつく ことであるが、本発明に係る有機化合物もマイナスに影響しないということはそ うではない。 当該方法は従来技術に比べて種々のその事に起因した予想外の利点を有する： 例えば銅又は銅合金からなる酸化しやすい表面がボンディング過程の直前に浄化 されなくとも、当該表面に導線がボンディングされうる。通例、金属表面がボン ディング過程の前に長時間にわたって貯蔵され事情によっては腐食ガスにもさら されることが顧慮される。この待ち時間は種々の長さとなりうる。更に時々サブ ストレートが導線ボンディングの前に熱処理を受ける必要性があり、厚い酸化層 が金属表面に形成される。このような汚染はボンディング過程を妨げ、また溶接 結合の形成が完全であることを阻止する。 有機保護層によって、そのような酸化物及びその他の汚染の形成が阻止される 。ボンディング前の待ち時間とサブストレートの熱応力は格別な範囲においてボ ンディング結果に影響しない。 層は更に鑞付け可能でもある。それ故に同じサブストレート上に例えば閉じ込 められていない半導体回路がボンディングによって、抵抗、コンデンサー及び閉 じ込められた半導体回路のような他のパーツが鑞付けによって導電接触されうる 。 当該方法は更に、クロム酸塩のような危険を及ぼす物質を用い ないので、環境を損なわない。ニッケル及び金の析出のための費用のかかる無電 流金属化法を放棄できるので、コスト的に有利で安全でもある。 有機保護層は、金属サブストレートの窒素化合物含有溶液との接触によって形 成される。窒素化合物として特に少なくとも３個の炭素原子を有したアルキル残 基を備えたアルキルベンゾイミダゾール、アリルゼンゾイミダゾール、アラルキ ルベンゾイミダゾール又はアルキルイミダゾール、アリルイミダゾール、アラル ギルイミダゾールが用いられる。この場合、主として第２位置で置き換えられた 誘導体が問題である。原則的に、ヨーロッパ特許出願第０４２８３８３号公開公 報(EP 0428383 A1)、ヨーロッパ特許出願第０４２８２６０号公開公報(EP 04282 60 A2)、ヨーロッパ特許出願第０３６４１３２号公開公報(EP 0364132 A1)、ヨ ーロッパ特許第０１７８８６４号特許公報(EP 0178864 B1)、ヨーロッパ特許出 願第０５５１１１２号公開公報(EP 0551112 A1)、カナダ特許第２０２６６８４ 号明細書(CA 2026684 AA)、ＰＣＴ出願国際公開 WO 8300704 号(WO 8300704 A1) 、特開平３−２３５３９５号(JP 3235395 A2)、特開平４−０８０３７５号(JP 4 080375 A2)、特開平４−１５９７９４号(JP 4159794 A2)、特開平４−１６２６ ９３号(JP 4162693 A2)、特開平４−１６５０８３号(JP 4165083 A2)、特開平４ −１８３８７４号(JP 4183874 A2)、特開平４−２０２７８０号(JP 4202780 A2) 、特開平５−０ ２５４０７号(JP 5025407 A2)、特開平５−０９３２８０号(JP 5093280 A2)、特 開平５−０９３２８１号(JP 5093281 A2)、特開平５−０９８４７４号(JP 50984 74 A2)、特開平５−１６３５８５号(JP 5163585 A2)、特開平５−２０２４９２ 号(JP 5202492 A2)、特開平６−００２１５８号(JP 6002158 A2)に記載された窒 素化合物並びにそれらに列挙された他の添加剤が用いられうる。 有機保護層を析出する溶液は好ましくは７以下のｐＨ値、特に２〜５のｐＨ値 を有する。当該溶液は酸の付加によって所望のｐＨ値に調整される。このために 、燐酸、硫酸、塩酸、蟻酸のような有機酸も無機酸も適している。 本発明に係る方法は特に、銅構造に鑞付けされ閉じ込められたパーツと直接的 に導電接触され閉じ込められていない半導体回路とを備えた導体プレートの製造 に用いられる。 そのために次の本質的な方法ステップが必要である： −導体プレート表面に銅構造を作り出すこと、 ―当該銅構造に有機保護層を形成すること、 ―導体プレート表面に閉じ込められたパーツを機械的に取り付け鑞付けすること 、 ―導体プレート表面に閉じ込められていない半導体回路を固定すること、 ―超音波での導線のプレス溶接によって閉じ込められていない半導体回路に備え られたボンディング島(Bondinseln)を銅構造と電 気的に接触すること。 当該方法は、マルチチップモジュールやチップ担体のような他の接合担体の製 造の場合にも用いられうる。 上記方法ステップは述べられた順序においても他の順序においても経られうる 。述べられたものに追加して、場合によっては次に示される他の方法ステップも 実行される。 銅構造を担持するサブストレートのための基礎材料として、ＦＲ４乃至ＦＲ５ 材料（炎抑止の(flammhemmendes)エポシキ樹脂／ガラス繊維ラミネート）、ポリ イミド及び他の材料の他、セラミックも用いられる。一般にプレート状のこの担 体に、銅構造が公知の技術によって生じる（導体プレート技術のハンドブック(H andbuch der Leiterplattentechnik)、第II巻、Hrsg．G．Herrmann、Eugen G．L euze出版、Saulgau、１９９１）。場合によっては当該担体はまた、個々の導体 路平面の接合に用いられ且つこのために銅層で金属化された孔を有している。 サブストレート外側に銅構造を生じた後、閉じ込められたパーツ又は閉じ込め られていない半導体回路要素との他の導電的接合が備えられない銅構造の範囲を 覆うために、普通一般のやり方で鑞付け止めマスク(Loetstopmaske)が担体のそ れぞれの側にもたらされる。次いで有機保護層が露になっている銅表面に形成さ れうる。このために当該表面は先ず浄化され次いで表面的に腐食される。浄化の ために酸化物層及び脂肪や油のような夾雑物を除去 すべく酸性溶液及びアルカリ性溶液が用いられる。当該溶液はそれ故に酸乃至塩 基の他、潤滑剤も含有する。浄化の後、当該表面は粗い表面輪郭を生じるために 腐食される。後でもたらされる層はそれによって当該表面に良好に密着する。導 体プレート技術において慣用の銅用エッチング溶液が用いられる。付着溶液を除 去するために処理ステップ間で表面は非常に丹念に洗浄される。 後に続く有機保護層の形成の前に、上記表面は普通もう一度、硫酸溶液に漬け られ、その後、他の処理なしに直接的に窒素化合物含有溶液と接触される。当該 接触によって、銅表面に窒素化合物からなる被覆が形成される。処理溶液の温度 は好ましくは３０℃から５０℃で選択される。所望の層厚に応じて、０．５〜１ ０分の間の処理時間が適する。約０．１μｍから０．５μｍの層厚が再現可能に 生じうる。薄めの層は保護された金属表面の酸化を十分に阻止しない。厚めの層 は表面のボンディング能を妨げる。 保護層は浸漬、スプレー、スプラッシュによってサブストレートの垂直又は水 平配置において形成されうる。通常のやり方は、垂直に保持されたサブストレー トを浸漬浴に浸すことである。最近、サブストレートが水平位置で水平方向に処 理設備を通って案内され、一方の側乃至両方の側からノズルによって処理溶液で スプラッシュされる水平技術が価値を認められた。浸漬浴での処理の有効性はサ ブストレートの運動と超音波の追加作用によって高められる。 保護層の形成の後、この層は乾燥され、場合によっては再加熱される。 抵抗、コンデンサー及び閉じ込められた半導体回路のようなパーツが鑞付けに よって銅構造と導電結合されることになる場合、その後に適当な個所でのはんだ カスも、はんだ付け用ペーストのプリントによってもたらされる。その後、パー ツ自身は貼り付けによって導体プレート表面に機械的に固定される。再融鑞付け 法によってパーツの銅構造との連結接触(Anschlusskontakte)は伝導連結する。 再融法として、例えば赤外線鑞付け法、蒸気相鑞付け法及びレーザー鑞付け法が 考慮される。上記方法ステップは例えば導体プレート技術のハンドブック、第II I巻、Hrsg．G．Herrmann、Eugen G．Leuze出版、Saulgau、１９９３に詳しく記 載されている。 その後、サブストレートと直接的に結合されるべき閉じ込められていない半導 体回路は銅構造上に貼り付けられる。 半導体回路上の連結個所の銅構造との導電接触のために、特にミクロ接合技術 に属する超音波ボンディング法が用いられる。これはボンディングプロセスの際 に補助的な外部熱供給なしで間に合う。ボンディングのために好ましくはアルミ ニウム導線が用いられる。しかしながら、銅導線、金導線及びパラジウム導線も 可能である。アルミニウム導線は特に１７．５μｍから５００μｍの間の導線径 で用いられる。１００μｍを越える径を有した厚め の導線は最上級のアルミニウムから製造される。薄めの導線断面は剛性の理由か ら純粋なアルミニウムから引っ張り製造されて加工されない。硬化のために、こ れは１％の珪素又は０．５％〜１％のマグネシウムで合金化される。薄めの導線 で、閉じ込められていない半導体回路上と銅構造上で狭小の接触個所での結合が 形成されうる。厚めの導線はパワー電子機器の構造分類される際に用いられる。 超音波導線ボンディングでの特徴的方法パラメータは超音波出力、ボンディン グ力及びボンディング時間である。導線とボンディング面との間の確実な、即ち 、密着した結合を生じるという前提のほか、できるだけ大きな生産性、即ち、で きるだけ僅かなサイクル時間（導線ブリッジの製造時間）を達成するという別の 必然性が存在する。このために上記パラメータが最適化される。 超音波出力は導線径に依存して選択される。超音波発生器の最大出力は５ワッ トから３０ワットである。接続面への導線のボンディングの際の工具の押しつけ 力は普通２５０ｍＮから１０００ｃＮになる。ボンディング時間は好ましくは３ ０ｍ秒から５００ｍ秒になる。上記パラメータの下方範囲はそれぞれこれまた同 様に導線径に依存して細導線ボンディングに関わり、上方範囲は太導線ボンディ ングに関わる。 アルミニウム導線での超音波ボンディングの際に優先的に使用されるウェッジ ・ウェッジ技術のために、くさび形状の先端（ボ ンディングウェッジ）を有したスタンプ形状の工具が用いられる。当該工具は通 例通りに炭化タングステン、即ち、結合剤としてコバルトを有した焼結された硬 質合金からなる。更にスチール又はチタンカーバイトが可能である。大抵の場合 、導線ガイドが追加的に工具に一体化されている。 ボンディングのために手動で或いは自動的に制御された装置が用いられる。当 該装置は本質的に工具を把持するボンディングヘッド、超音波ユニット、材料ホ ルダー、制御電子機器及び接続対象の位置決めのための光学補助手段からなる。 ボンディング結合の品質は種々の方法でテストされうる。ボンディング結合の 密着性を確かめるために、好ましくは引きテスト(Zugtest)が用いられる。この ために小さなフックが両方のボンディング接触部の間の中間で導線環(Drahtschl aufe)の下方に配置され、一定の速度で上方に導線環まで引っ張られて寸断され る。引き力は測定装置によって測定され、導線環の寸断に至る力を記録する。し かしながら、事情によっては継ぎ目個所がそのものにおいて切断されず、その高 い強度のために導線が切断されることも顧慮されなければならない。これは特に ボンディング結合が高いボンディングエネルギーによって激しく変形され、それ 故にボンディング導線が結合の近傍で刻み目を入れられる場合である。 以下の実施態様は本発明の注釈に用いられる： 例１及び比較例： 約２．５ｍｍの長さの導線ブリッジのボンディングを可能とする銅構造を有し たＦＲ４導体プレート（ドイツ国デューレン、Isola社のベース材料）が、以下 の方法による構造付与によって処理された： 有機保護層の形成のために、１０ｇ／リットルの２-n-ヘプチルベンゾイミダ ゾール(2-n-Heptylbenzimidazol)と３２ｇ／リットルの蟻酸を含有の水溶液が用 いられた。 導体プレートの一部は次いで室温で他の準備対策なしに支承された。他の一部 は半導体回路のはり付けの際の硬化条件のシミュレーションのために、８０℃で ２時間、更に他の一部は１５０℃で１時間、焼き戻された。 次いで３０μｍの径を有したＡｌＳｉｌボンディング導線（１％の珪素を有し たアルミニウム）が銅構造にボンディングされた（メーカー Heraeus、ドイツ国 ハナウ）。当該導線は２〜５％延びで１９〜２１ｃＮ引っ張り力の強度を有する 。 個々のボンディング結合は型式 MDB 11（メーカー Elektromat、ドイツ国ドレ スデン）の手動の導線ボンディング機で実行された。型式 DS 3102.032-18L（El ektromat、ドイツ国ドレスデン）の標準ボンディングウェッジが用いられた。 約４０ｃＮの一定のボンディング力と約２００ｍ秒のボンディング時間で、超 音波出力は約０．５ワットから１ワットに対応する５５０〜１０００スケール部 分の範囲で変化させられた。添付図において、個々の検査の結果が、引きテスト で算出されたはぎ取り力の依存関係のグラフィック表現として一定のボンディン グ力とボンディング時間での超音波出力によって再現される。曲線Ｆ１は導線ボ ンディングに先立ってサブストレートの別の熱的ストックなしでのボンディング 結合の際の平均はぎ取り力を示し、曲線Ｆ２は導線ボンディングに先立つサブス トレートの８０℃での２時間の熱的ストックの後の平均はぎ取リ力を、曲線Ｆ３ は導 線ボンディングに先立つサブストレートの１５０℃での１時間の熱的ストックの 後の平均はぎ取り力を示す。 これとは対照的に有機保護層を備えない導体プレートは、ボンディング結合の 強度が導線ボンディングの前に熱的負荷を有したサブストレートの場合にとりわ け十分でなかったので、銅表面の直前の浄化なしでボンディングされないか、ボ ンディングが当てにならなかった。更に収量が僅かであった。 例２〜例８： 例１の条件の下で有機保護層の形成のために次の溶液で調製された： ２．水溶液で １０ｇ/リットルの２-ｎ-ヘプチルベンゾイミダゾール ３３ｇ/リットルの蟻酸 １．０ｇ/リットルの塩化銅(II)（ＣｕＣｌ2・２Ｈ2Ｏ） ３．水溶液で ５ｇ/リットルの２-ｎ-ヘプチルベンゾイミダゾール １ｇ/リットルの１Ｈ-ベンゾトリアゾール （1H-Benzotriazol） １ｇ/リットルの酢酸亜鉛二水和物 ３３ｇ/リットルの氷酢酸 ４．水溶液で ５ｇ/リットルの２，４-ジイソプロピルイミダゾール ３２ｇ/リットルの氷酢酸 ４．水溶液で ５ｇ/リットルの２，４-ジメチルイミダゾール ５ｇ/リットルの２-ｎ-ノニルベンゾイミダゾール １ｇ/リットルのトルオール-４-スルホン酸一水和物 ３５ｇ/リットルの蟻酸 ５．水溶液で ２−（１-エチルペンチル-ベンゾイミダゾール） ３２ｇ/リットルの氷酢酸 ６．水溶液で １０ｇ/リットルの２−フェニルベンゾイミダゾール ２ｇ/リットルのエチルアミン ６０ｍｌ/リットルの塩酸、３７重量％ ７．水溶液で １０ｇ/リットルの２-フェニルベンゾイミダゾール ３５ｇ/リットルの氷酢酸 ８．水溶液で １０ｇ/リットルの２-エチルフェニルベンゾイミダゾール １ｇ/リットルの酢酸亜鉛二水和物 ３３ｇ/リットルの蟻酸 申し分のないボンディング結果が、より高温でボンディング導線を備えつけた 金属表面の貯蔵後にも維持された。
【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９６年８月２８日 【補正内容】 請求の範囲： １．酸化しやすい金属サブストレートの鑞付けに等しく適した表面に超音波溶接 を用いて導線をボンディングする方法にして、ボンディングに先立って少なくと もボンディング導線によって接触すべき領域で上記表面が酸化物及び／又はその 他の有機乃至無機薄層を取り除かれ、次いでこの表面に窒素化合物含有溶液との 接触によって１００〜５００ｎｍ厚の有機保護層をもたらされ、次いで導線が金 属サブストレートにボンディングされる方法。 ２．銅乃至銅合金からなる金属サブストレートが用いられることを特徴とする請 求項１に記載の方法。 ３．銅構造に鑞付けされ閉じ込められたパーツと直接的に導電接触し閉じ込めら れていない半導体回路とを備えつけた導体プレートの製造のための方法にして、 −導体プレート表面上に銅構造を作り出すこと、 −当該表面から酸化物及び／又はその他の有機乃至無機薄層を取り除き、次いで 窒素化合物含有溶液と当該表面を接触して、１００〜５００ｎｍ厚の有機保護層 をもたらすこと、 −導体プレート表面上に閉じ込められたパーツを機械的に固定し鑞付けすること 、 −導体プレート表面上に閉じ込められていない半導体回路を固定すること、 −超音波で導線をプレス溶接することによって閉じ込められていない半導体回路 に備えられたボンディング島を銅構造と電気接触すること の基本的方法ステップを有する方法。 ４．窒素化合物として、少なくとも３個の炭素原子を有したアルキル残基を有し たアルキルベンゾイミダゾール、アリルベンゾイミダゾール、アラルキルベンゾ イミダゾール又はアルキルイミダゾール、アリルイミダゾール、アラルキルイミ ダゾールを用いることを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載の方法。 ５．窒素化合物含有溶液が７以下のｐＨ値、特に２〜５のｐＨ値を有することを 特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載の方法。 ６．導線のボンディングのための方法にして、個々の又は全ての新しい特徴的要 件及び開示された特徴的要件の組み合わせを特徴とする方法。 ７．銅構造に鑞付けされ閉じ込められたパーツと直接的に導電接触し閉じ込めら れない半導体回路とを備えつけた導体プレートの製造のための方法にして、個々 の又は全ての新しい特徴的要件及び開示された特徴的要件の組み合わせを特徴と する方法。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １．酸化しやすい金属サブストレートの超音波溶接と鑞付けによる導線のボンデ ィングに等しく適した表面の準備方法にして、ボンディングに先立って少なくと もボンディング導線によって接触すべき領域で上記表面が酸化物及び／又はその 他の有機乃至無機薄層を取り除かれ、次いでこの表面が窒素化合物含有溶液との 接触によって５０〜５００ｎｍ厚の有機保護層をもたらされる方法。 ２．銅乃至銅合金からなる金属サブストレートが用いられることを特徴とする請 求項１に記載の方法。 ３．銅構造に鑞付けされ閉じ込められたパーツと直接的に導電接触し閉じ込めら れていない半導体回路とを備えつけた導体プレートの製造のための方法にして、 −導体プレート表面上に銅構造を作り出すこと、 −当該表面から酸化物及び／又はその他の有機乃至無機薄層を取り除き、次いで 窒素化合物含有溶液と当該表面を接触して、１００〜５００ｎｍ厚の有機保護層 をもたらすこと、 −導体プレート表面上に閉じ込められたパーツを機械的に固定し鑞付けすること 、 −導体プレート表面上に閉じ込められていない半導体回路を固定すること、 −超音波で導線をプレス溶接することによって閉じ込められてい ない半導体回路に備えられたボンディング島を銅構造と電気接触すること の基本的方法ステップを有する方法。 ４．窒素化合物として、少なくとも３個の炭素原子を有したアルキル残基を有し たアルキルベンゾイミダゾール、アリルベンゾイミダゾール、アラルキルベンゾ イミダゾール又はアルキルイミダゾール、アリルイミダゾール、アラルキルイミ ダゾールを用いることを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載の方法。 ５．窒素化合物含有溶液が７以下のｐＨ値、特に２〜５のｐＨ値を有することを 特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載の方法。 ６．導線のボンディングのための方法にして、個々の又は全ての新しい特徴的要 件及び開示された特徴的要件の組み合わせを特徴とする方法。 ７．銅構造に鑞付けされ閉じ込められたパーツと直接的に導電接触し閉じ込めら れない半導体回路とを備えつけた導体プレートの製造のための方法にして、個々 の又は全ての新しい特徴的要件及び開示された特徴的要件の組み合わせを特徴と する方法。
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