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ワイヤーボンディングについて

そもそもワイヤーボンディングとは

ワイヤーボンディングは、トランジスタ・集積回路上の電極とプリント基板・半導体パッケージの電極を、金やアルミニウム、銅などでできた超極細のワイヤを使って接続する技術です。また、集積回路とそのほかの電子部品との接続、プリント基板同士の接続、集積回路内部の接続にも用いられることがあります。

ワイヤーボンディングはコストが低く、さらに自由度が高いことから、半導体パッケージと集積回路の接続の大部分に適用されています。そのため、実装技術において、ワイヤーボンディング技術が極めて重要な位置を占めていると言えるでしょう。

ワイヤーボンディングの原理

ワイヤーボンディングでは、キャピラリと呼ばれる鉛筆の先のような形をした専用ツールにワイヤを通し、電極に押しつけながら熱・超音波・圧力を加えることでワイヤと電極を接合させます。ワイヤーボンディングの工法は大きく分けて「ボールボンディング方式」と「ウェッジボンディング方式」の2つです。それぞれの方式で使用するツールや仕上がりの形状が異なります。

たとえばボールボンディング方式では、ワイヤの先端を放電で溶かしてボールを形成し、超音波や熱を加えながら電極に押し付けて圧着します。その後キャピラリを動かしながらワイヤに折り目を付け、ループの形状や長さを調整。基盤の端子にワイヤを圧着して、接合部を切断する流れになります。

ワイヤを切断せずに次の接続点にさらに接続することを、スティッチボンディングと言います。最初の接続は基本的にボールボンディングで行いますが、ウェッジボンディングで行うことも可能。ウェッジボンディングはワイヤを横に引っ張って切断するため、パッケージの高さを抑えられ、パッケージの小型化に向いている方法です。

ワイヤーボンディングの種類

ボールボンディング

ボールボンディングは、ワイヤの先端を放電で溶かしてボールを形成し、熱・超音波・圧力を使って電極に接続する方法です。ウェッジボンディングに比べて電極との接合面積が大きいため、信頼性の高い接合方法とされています。

ウェッジボンディング

ボールボンディングがワイヤの先端にボール状の溶融部を形成するのに対し、ウェッジボンディングはボールを形成せずに超音波と圧力で電極に直接接続する方法です。主にパワー半導体で使用されています。

露光装置パーフェクトガイド

半導体のシリコン基板(ウエハ)などのセンサ・電⼦回路を集約する微⼩電気機械システム(MEMS)をはじめ、⾼精度の電⼦機器の製造⼯程で⽋かせない存在となっている露光装置。量産⽬的、研究開発⽬的に分けておすすめの露光装置を紹介します。