ワイヤーボンディング– チップを PCB に実装する方法

プロセスが終了するまでに、各ウェーハには 500 ～ 1,200 個のチップが接続されています。これらのチップを必要な場所で使用するには、ウェハを個々のチップに切断し、その後外部に接続して電源を入れる必要があります。このとき、ワイヤー（電気信号の伝達経路）を接続する方法をワイヤーボンディングといいます。

ワイヤーボンディングの材質: 金/アルミニウム/銅

ワイヤボンディングの材質は、さまざまな溶接パラメータを総合的に考慮し、最適な方法を組み合わせて決定されます。ここでいうパラメータには、半導体製品の種類、パッケージングの種類、パッドサイズ、金属リード径、溶接方法のほか、金属リードの引張強度や伸びなどの信頼性指標など、多くの事項が含まれます。典型的な金属リード材料には、金、アルミニウム、銅などがあります。このうち金線は半導体パッケージングに主に使用されています。

金線は導電性に優れ、化学的に安定しており、耐食性にも優れています。しかし、初期に主に使用されていたアルミ線の最大の欠点は腐食しやすいことでした。また、金ワイヤの硬度が強いため、一次ボンディングでは良好にボール化することができ、二次ボンディングでは半円状のリードループ（一次ボンディングから二次ボンディングに至るループ）を良好に形成することができる。形成された形状）。

アルミニウム線は金線に比べて直径が大きく、ピッチも大きくなります。そのため、リードループに高純度の金線を使っても切れることはありませんが、純アルミニウム線では切れやすいため、シリコンやマグネシウムなどを混ぜて合金にします。アルミニウム ワイヤは主に、金ワイヤを使用できない高温パッケージング (ハーメチックなど) または超音波方法で使用されます。

銅線は安価ですが、硬度が高すぎます。硬度が高すぎるとボール形状に成形しにくくなり、リードループを成形する際に制限が多くなります。さらに、ボールボンディングプロセス中にチップパッドに圧力を加える必要があります。硬度が高すぎるとパッド底部の皮膜に亀裂が生じます。また、強固に接続されたパッド層が剥がれる「剥離」現象が発生します。しかし、チップの金属配線が銅であるため、現在では銅線を使用する傾向が高まっています。もちろん、銅線の欠点を克服するために、通常は少量の他の材料と混合して合金を形成して使用されます。