JP2000150563A - ワイヤボンディング接合部の接合状態の予測方法 - Google Patents
ワイヤボンディング接合部の接合状態の予測方法Info
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- H01L2924/11—Device type
- H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
- H01L2924/1304—Transistor
- H01L2924/1305—Bipolar Junction Transistor [BJT]
- H01L2924/13055—Insulated gate bipolar transistor [IGBT]
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 実物による信頼性評価を最小限に抑え、容易
に接合部の接合状態を予測することができるワイヤボン
ディング接合部の接合状態の予測方法を得る。 【解決手段】 素子１２の上面には電極蒸着膜１４が形
成されている。この電極蒸着膜１４にワイヤ１６がボン
ディングされ、電気的に接続されている。このボンディ
ングされた接合部分の接合強度を計算により求めるため
に、まず、接合部の温度変化、接合長さｌ等から素子１
２とワイヤ１６の最大ひずみ振幅を求める。そして、求
めた最大ひずみ振幅から最大亀裂長さαf を求め、この
最大亀裂長さαf から接合面積Ｗを求める。この接合面
積Ｗから接合強度を求めることができる。これにより、
計算によるシミュレーションで接合状態を予測すること
ができる。
に接合部の接合状態を予測することができるワイヤボン
ディング接合部の接合状態の予測方法を得る。 【解決手段】 素子１２の上面には電極蒸着膜１４が形
成されている。この電極蒸着膜１４にワイヤ１６がボン
ディングされ、電気的に接続されている。このボンディ
ングされた接合部分の接合強度を計算により求めるため
に、まず、接合部の温度変化、接合長さｌ等から素子１
２とワイヤ１６の最大ひずみ振幅を求める。そして、求
めた最大ひずみ振幅から最大亀裂長さαf を求め、この
最大亀裂長さαf から接合面積Ｗを求める。この接合面
積Ｗから接合強度を求めることができる。これにより、
計算によるシミュレーションで接合状態を予測すること
ができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ワイヤボンディン
グ接合部の接合状態の予測方法に係り、特に、計算によ
るシミュレーションによりワイヤボンディング接合部の
接合状態を予測するワイヤボンディング接合部の接合状
態の予測方法に関する。
グ接合部の接合状態の予測方法に係り、特に、計算によ
るシミュレーションによりワイヤボンディング接合部の
接合状態を予測するワイヤボンディング接合部の接合状
態の予測方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、スイッチングデバイスとし
て、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐ
ｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｅｒ）、パワーＭＯＳ−Ｆ
ＥＴ、パワートランジスタ等の大電流用のパワー半導体
素子が知られている。例えば、モータを駆動源とする電
気自動車や、モータ及びエンジンを駆動源とするハイブ
リッド車において、モータの駆動装置にＩＧＢＴ等のパ
ワー半導体素子を用いる場合がある。
て、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐ
ｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｅｒ）、パワーＭＯＳ−Ｆ
ＥＴ、パワートランジスタ等の大電流用のパワー半導体
素子が知られている。例えば、モータを駆動源とする電
気自動車や、モータ及びエンジンを駆動源とするハイブ
リッド車において、モータの駆動装置にＩＧＢＴ等のパ
ワー半導体素子を用いる場合がある。
【０００３】これらのパワー半導体素子は、該パワー半
導体素子上のボンディングパッドとリード線との接続
を、例えば２０μ〜３０μｍ径の金やアルミ等のワイヤ
で熱圧着法、または超音波ボンディング法等の方法でワ
イヤボンディングして結線する。
導体素子上のボンディングパッドとリード線との接続
を、例えば２０μ〜３０μｍ径の金やアルミ等のワイヤ
で熱圧着法、または超音波ボンディング法等の方法でワ
イヤボンディングして結線する。
【０００４】ところで、大電流用のワイヤボンディング
して結線する部位、すなわち接合部は、その使用目的か
ら、信頼性の評価が必要である。このため、従来では、
一例として、パワーサイクルと呼ばれる信頼性評価をワ
イヤ径や接合部の面積等の接合条件を変更する毎に、実
物を用いて行っていた。このため、最適な条件を決定す
るには、時間及びコストを必要としていた。
して結線する部位、すなわち接合部は、その使用目的か
ら、信頼性の評価が必要である。このため、従来では、
一例として、パワーサイクルと呼ばれる信頼性評価をワ
イヤ径や接合部の面積等の接合条件を変更する毎に、実
物を用いて行っていた。このため、最適な条件を決定す
るには、時間及びコストを必要としていた。
【０００５】この問題を解消するものとして、ワイヤボ
ンディングされた接合部の強度を評価する方法、例えば
接合部の圧縮・引張り試験の計測結果から接合部内の詳
細な強度分布をシミュレーションにより得る方法が提案
されている（特開平６−１１７９９３号公報参照）。こ
の技術では、引っ張り試験により得た接合強度情報と、
有限要素法等による物理シミュレーション法を用いた解
析により得たひずみの分布情報とを関連させて、接合部
の強度分布情報を算出している。
ンディングされた接合部の強度を評価する方法、例えば
接合部の圧縮・引張り試験の計測結果から接合部内の詳
細な強度分布をシミュレーションにより得る方法が提案
されている（特開平６−１１７９９３号公報参照）。こ
の技術では、引っ張り試験により得た接合強度情報と、
有限要素法等による物理シミュレーション法を用いた解
析により得たひずみの分布情報とを関連させて、接合部
の強度分布情報を算出している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術では、強度分布を求めるものであるため、接合条件
が変更される毎に再度解析しなければならず、時々刻々
と変化したり、接合条件により変化したりする接合状態
が定まらず、最適な接合条件を得るためには膨大な時間
及びコストを必要としていた。
技術では、強度分布を求めるものであるため、接合条件
が変更される毎に再度解析しなければならず、時々刻々
と変化したり、接合条件により変化したりする接合状態
が定まらず、最適な接合条件を得るためには膨大な時間
及びコストを必要としていた。
【０００７】本発明は上記問題を解決すべく成されたも
ので、接合部の接合状態を容易に予測することができる
ワイヤボンディング接合部の接合状態の予測方法を得る
ことが目的である。
ので、接合部の接合状態を容易に予測することができる
ワイヤボンディング接合部の接合状態の予測方法を得る
ことが目的である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】ワイヤボンディング接合
部は、その使用によって、機械的疲労等が進行して、結
果的には継続使用が困難となる（所謂寿命）状態へ到達
することがある。接合部の寿命は、通電作用による電気
的な寿命であり、耐久寿命となる。また、接合部の耐久
寿命は、接合条件と関係を有し、特に仕様から特定され
る場合がある。この耐久寿命は、接合状態により決定す
ることができる。従って、接合部の設計仕様等の条件を
許容する接合状態を予測できれば、接合部の耐久寿命を
予測することができ、最適な接合条件の導出も容易とな
る。
部は、その使用によって、機械的疲労等が進行して、結
果的には継続使用が困難となる（所謂寿命）状態へ到達
することがある。接合部の寿命は、通電作用による電気
的な寿命であり、耐久寿命となる。また、接合部の耐久
寿命は、接合条件と関係を有し、特に仕様から特定され
る場合がある。この耐久寿命は、接合状態により決定す
ることができる。従って、接合部の設計仕様等の条件を
許容する接合状態を予測できれば、接合部の耐久寿命を
予測することができ、最適な接合条件の導出も容易とな
る。
【０００９】そこで、請求項１に記載の発明のワイヤボ
ンディング接合部の接合状態の予測方法は、ワイヤボン
ディングされた接合部に関する予め定めた初期値を与え
て、通電により生じる平衡状態での接合部温度に関係す
る接合部ひずみに基づいて、前記接合部温度における接
合部面積を求め、前記求めた接合部面積に基づいて接合
部強度を求め、前記接合部温度と前記接合部強度との対
応関係を求め、前記対応関係に基づいて接合状態を予測
することを特徴としている。
ンディング接合部の接合状態の予測方法は、ワイヤボン
ディングされた接合部に関する予め定めた初期値を与え
て、通電により生じる平衡状態での接合部温度に関係す
る接合部ひずみに基づいて、前記接合部温度における接
合部面積を求め、前記求めた接合部面積に基づいて接合
部強度を求め、前記接合部温度と前記接合部強度との対
応関係を求め、前記対応関係に基づいて接合状態を予測
することを特徴としている。
【００１０】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
のワイヤボンディング接合部の接合状態の予測方法にお
いて、前記初期値を変更して前記接合部強度を繰り返し
求めることを特徴としている。
のワイヤボンディング接合部の接合状態の予測方法にお
いて、前記初期値を変更して前記接合部強度を繰り返し
求めることを特徴としている。
【００１１】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
のワイヤボンディング接合部の接合状態の予測方法にお
いて、前記接合部面積は、前記接合部ひずみに基づいて
前記接合部の亀裂長さを求め、該求めた亀裂長さに基づ
いて求めることを特徴としている。
のワイヤボンディング接合部の接合状態の予測方法にお
いて、前記接合部面積は、前記接合部ひずみに基づいて
前記接合部の亀裂長さを求め、該求めた亀裂長さに基づ
いて求めることを特徴としている。
【００１２】請求項１記載のワイヤボンディング接合部
の接合状態の予測方法では、接合部に関する予め定めた
初期値を与える。接合部は、ワイヤと半導体素子とを所
謂ワイヤボンディングにより接合した部分であり、通電
させる電力量や初期の温度、接合面積、接合長さ等の初
期値により定めることができる。この初期値を与えるこ
とにより、通電により生じる平衡状態での接合部温度を
求めることができ、この接合部温度に基づいて接合部ひ
ずみを求めることができる。
の接合状態の予測方法では、接合部に関する予め定めた
初期値を与える。接合部は、ワイヤと半導体素子とを所
謂ワイヤボンディングにより接合した部分であり、通電
させる電力量や初期の温度、接合面積、接合長さ等の初
期値により定めることができる。この初期値を与えるこ
とにより、通電により生じる平衡状態での接合部温度を
求めることができ、この接合部温度に基づいて接合部ひ
ずみを求めることができる。
【００１３】また、求めた接合部ひずみにより接合部面
積を求める。すなわち、接合部は、その温度変化と接合
部ひずみとが関係している。そして、接合部ひずみは接
合部の亀裂に関係することから、その亀裂により接合部
の面積を求めることができる。これにより、接合部温度
から接合部強度が求まる。
積を求める。すなわち、接合部は、その温度変化と接合
部ひずみとが関係している。そして、接合部ひずみは接
合部の亀裂に関係することから、その亀裂により接合部
の面積を求めることができる。これにより、接合部温度
から接合部強度が求まる。
【００１４】接合部面積は接合部強度に対応するので、
接合部面積から接合部強度を求め、接合部温度と接合部
強度との対応関係が求まる。接合状態は、ある接合部温
度に対する接合強度ということができるので、前記対応
関係から接合状態を予測することができる。例えば、接
合部強度が略零であるときは接合部としての機能を有し
ないので、ワイヤと半導体素子とは分離された状態とな
り、この状態では使用できない。
接合部面積から接合部強度を求め、接合部温度と接合部
強度との対応関係が求まる。接合状態は、ある接合部温
度に対する接合強度ということができるので、前記対応
関係から接合状態を予測することができる。例えば、接
合部強度が略零であるときは接合部としての機能を有し
ないので、ワイヤと半導体素子とは分離された状態とな
り、この状態では使用できない。
【００１５】しかし、接合部強度が略零にならなくて
も、予め実験的に求めた所定値、例えば安定的に作動を
可能とする許容値の最低値よりも低い場合には、接合部
としての機能を有しないものと等価となる。これによ
り、接合状態から接合部の耐久寿命を予測することがで
きる。すなわち、耐久寿命は接合部強度が略零の場合
や、安定的に作動を可能とする許容値の最低値近傍の値
となる。この値となる接合部温度及び接合部強度を耐久
寿命と予測することができる。これにより、ワイヤ径や
接合面積等の接合条件を容易に決定することができる。
このように、計算により接合状態を予測することで耐久
寿命を予測することができるので、接合部の信頼性の評
価にかける時間及びコストを大幅に削減することができ
る。
も、予め実験的に求めた所定値、例えば安定的に作動を
可能とする許容値の最低値よりも低い場合には、接合部
としての機能を有しないものと等価となる。これによ
り、接合状態から接合部の耐久寿命を予測することがで
きる。すなわち、耐久寿命は接合部強度が略零の場合
や、安定的に作動を可能とする許容値の最低値近傍の値
となる。この値となる接合部温度及び接合部強度を耐久
寿命と予測することができる。これにより、ワイヤ径や
接合面積等の接合条件を容易に決定することができる。
このように、計算により接合状態を予測することで耐久
寿命を予測することができるので、接合部の信頼性の評
価にかける時間及びコストを大幅に削減することができ
る。
【００１６】ここで、一般的に用いられている信頼性評
価として、所謂パワーサイクル試験がある。これは任意
の電力を周期的に供給し、そのサイクル数に応じて接合
部強度を測定するものである。このパワーサイクル試験
では電力を供給することにより温度変化を伴う。従っ
て、パワーサイクル試験による温度変化で接合状態を予
測できる。このようにパワーサイクル試験では、任意の
電力を周期的に供給することが必要である。
価として、所謂パワーサイクル試験がある。これは任意
の電力を周期的に供給し、そのサイクル数に応じて接合
部強度を測定するものである。このパワーサイクル試験
では電力を供給することにより温度変化を伴う。従っ
て、パワーサイクル試験による温度変化で接合状態を予
測できる。このようにパワーサイクル試験では、任意の
電力を周期的に供給することが必要である。
【００１７】そこで、請求項２にも記載したように、前
記初期値を変更して前記接合部強度を繰り返し求める。
初期値は上述したように、通電させる電力量や初期の温
度、接合面積、接合長さ等である。この通電させる電力
量、すなわち、サイクル数の初期値を変更することによ
り、パワーサイクル試験により電力を周期的に供給する
ことを模擬的に行うことができる。そして、初期値を変
更するごとに接合面積を繰り返し求めることで、通電さ
せる電力量の変化、すなわち、温度変化に応じた接合部
強度を求めることができる。なお、接合部強度を繰り返
し求める際、接合部強度が零になるまで求めても良い
し、安定的に作動を可能とする許容値の最低値になるま
で求めても良い。
記初期値を変更して前記接合部強度を繰り返し求める。
初期値は上述したように、通電させる電力量や初期の温
度、接合面積、接合長さ等である。この通電させる電力
量、すなわち、サイクル数の初期値を変更することによ
り、パワーサイクル試験により電力を周期的に供給する
ことを模擬的に行うことができる。そして、初期値を変
更するごとに接合面積を繰り返し求めることで、通電さ
せる電力量の変化、すなわち、温度変化に応じた接合部
強度を求めることができる。なお、接合部強度を繰り返
し求める際、接合部強度が零になるまで求めても良い
し、安定的に作動を可能とする許容値の最低値になるま
で求めても良い。
【００１８】このように、接合部強度を繰り返し求める
ことにより、接合部温度と接合部強度との詳細な対応関
係を求めることができるので、この対応関係から特性曲
線を求めることができ、精度よく接合状態を予測するこ
とができる。
ことにより、接合部温度と接合部強度との詳細な対応関
係を求めることができるので、この対応関係から特性曲
線を求めることができ、精度よく接合状態を予測するこ
とができる。
【００１９】ここで、接合面積は接合部の亀裂に関係す
ることから、請求項３にも記載したように、前記接合部
面積は、前記接合部ひずみに基づいて前記接合部の亀裂
長さを求め、該求めた亀裂長さに基づいて求める。この
ため、初期値を変化させて接合部強度を繰り返し求める
ことにより、温度変化に応じた接合部の接合部ひずみ及
び亀裂長さを求めることができる。
ることから、請求項３にも記載したように、前記接合部
面積は、前記接合部ひずみに基づいて前記接合部の亀裂
長さを求め、該求めた亀裂長さに基づいて求める。この
ため、初期値を変化させて接合部強度を繰り返し求める
ことにより、温度変化に応じた接合部の接合部ひずみ及
び亀裂長さを求めることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態の一例を詳細に説明する。
実施の形態の一例を詳細に説明する。
【００２１】まず、本発明者は、半導体素子とワイヤと
を接合した接合部における破断寿命について、熱疲労の
観点からそのメカニズムを解析し、接合部の耐久寿命に
対する関係を見出した。以下に詳細を説明する。
を接合した接合部における破断寿命について、熱疲労の
観点からそのメカニズムを解析し、接合部の耐久寿命に
対する関係を見出した。以下に詳細を説明する。
【００２２】熱疲労は、接合部の温度変化による熱ひず
みによって進行する。パワーサイクル試験における接合
部の温度は半導体素子の発熱ばかりでなく、電流が流れ
ることによるワイヤの自己発熱の影響を受けることが考
えられる。そこで、電流が温度上昇に寄与する度合い、
破断寿命に寄与する度合いに対する関係を以下のように
して求めた。
みによって進行する。パワーサイクル試験における接合
部の温度は半導体素子の発熱ばかりでなく、電流が流れ
ることによるワイヤの自己発熱の影響を受けることが考
えられる。そこで、電流が温度上昇に寄与する度合い、
破断寿命に寄与する度合いに対する関係を以下のように
して求めた。
【００２３】熱疲労寿命の経験式であるＭａｎｓｏｎ−
Ｃｏｆｆｉｎの式では、寿命Ｎｆ（サイクル数）は次の
（１）式で示される。
Ｃｏｆｆｉｎの式では、寿命Ｎｆ（サイクル数）は次の
（１）式で示される。
【００２４】 Ｎｆ＝Ｃ・Δεp -n・ｌｎ｛（Ａαf ＋Ｂ）／（Ａα0 ＋Ｂ）｝ ・・・ （１） ただし、 α0 ：初期亀裂長さ（ｍ） αf ：最大亀裂長さ（ｍ） Δεp ：最大ひずみ振幅 Ａ、Ｂ、Ｃ、ｎ：材料依存定数 この（１）式は、最大ひずみ振幅Δεp と最大亀裂長さ
αf とが寿命に影響することを示している。このうち、
最大ひずみ振幅Δεp は以下のようにして導かれる。例
えば、図１に示すように、線膨張係数の異なる部材５０
と部材５２とが接合されており、それぞれの線膨張係数
をα1 、α2 、接合部の温度が変化した場合の最高温度
をＴH 、最低温度をＴL とすると、部材５０の伸び
ｘ1 、部材５２の伸びｘ2 は次の（２）式、（３）式で
それぞれ表される。
αf とが寿命に影響することを示している。このうち、
最大ひずみ振幅Δεp は以下のようにして導かれる。例
えば、図１に示すように、線膨張係数の異なる部材５０
と部材５２とが接合されており、それぞれの線膨張係数
をα1 、α2 、接合部の温度が変化した場合の最高温度
をＴH 、最低温度をＴL とすると、部材５０の伸び
ｘ1 、部材５２の伸びｘ2 は次の（２）式、（３）式で
それぞれ表される。
【００２５】 ｘ1 ＝α1 ・ｌ・（ＴH −ＴL ）・・・（２） ｘ2 ＝α2 ・ｌ・（ＴH −ＴL ）・・・（３） （２）、（３）式より、 Δｘ＝ｘ2 −ｘ1 ＝（α2 −α1 ）・ｌ・（ＴH −ＴL ） ＝Δα・ｌ・ΔＴ・・・（４） （４）式より、最大ひずみ振幅Δεp は次の（５）式で
表される。
表される。
【００２６】
【数１】 ただし、 Δα：部材５０と部材５２の線膨張係数差（／°Ｃ） ΔＴ：低高温度差（°Ｃ） ｌ：接合中心（拘束点）からの距離（接合長さ）（ｍ） ｈ：変形範囲（ｍ） ここで、Δαやｈは材料の構成で予め決まる値であり、
ｌは接合状況で決まる値である。ΔＴは接合部の温度変
化であり、素子の温度とワイヤに流れる電流による発熱
で決まる。このように、最大ひずみ振幅Δεp は、接合
部の温度変化ΔＴにより線膨張率が異なる部材間に発生
するひずみとして表される。
ｌは接合状況で決まる値である。ΔＴは接合部の温度変
化であり、素子の温度とワイヤに流れる電流による発熱
で決まる。このように、最大ひずみ振幅Δεp は、接合
部の温度変化ΔＴにより線膨張率が異なる部材間に発生
するひずみとして表される。
【００２７】また、接合部温度は、図２に示すような素
子１２にワイヤボンディングしたワイヤ１６の接合部の
熱収支の関係式（後述）から求めることができる。図２
に示すように、素子１２は、一例としてシリコン（Ｓ
ｉ）等の半導体素子で構成され、その上面には電極蒸着
膜１４が形成されている。この電極蒸着膜１４に一例と
してアルミ（Ａｌ）で構成されるワイヤ１６の一端がボ
ンディングされている。また、ワイヤ１６の他端は、リ
ード線１８にボンディングされている。このワイヤ１６
の接合部の熱収支の関係は、次の（６）式で表される。
子１２にワイヤボンディングしたワイヤ１６の接合部の
熱収支の関係式（後述）から求めることができる。図２
に示すように、素子１２は、一例としてシリコン（Ｓ
ｉ）等の半導体素子で構成され、その上面には電極蒸着
膜１４が形成されている。この電極蒸着膜１４に一例と
してアルミ（Ａｌ）で構成されるワイヤ１６の一端がボ
ンディングされている。また、ワイヤ１６の他端は、リ
ード線１８にボンディングされている。このワイヤ１６
の接合部の熱収支の関係は、次の（６）式で表される。
【００２８】
【数２】 ただし、 Ｉｆ：供給電流（Ａ） σ：アルミ電気伝導度（／Ω・ｍ） λ：アルミ熱伝導率（Ｗ／ｍ・°Ｃ） ρ：アルミ密度（ｇ／ｍ3 ） ｃ：アルミ熱容量（Ｊ／°Ｃ・ｇ） ２ｌ：接合長さ（ｍ） Ｗ：接合面積（ｍ2 ） Ｗ0 ：初期接合面積（ｍ2 ） Ｄ：ワイヤ断面積（ｍ2 ） ｈ0 ：素子電極蒸着膜厚（ｍ） Ｌ：ワイヤ全長（ｍ） ｔf ：通電時間（ｓ） Ｔh ：接合部温度（°Ｃ） Ｔsi：素子温度（°Ｃ） Ｔ0 ：雰囲気温度（°Ｃ） ｄ：接合部高さ（ｍ） （６）式では、左辺はワイヤ１６に流れる電流による発
熱量を示しており、右辺の第１項は、ワイヤ１６の接合
端側から素子１２側への伝熱量を示しており、右辺の第
２項はワイヤ１６の図示しない他端への伝熱量を示して
いる。なお、ワイヤ１６から周辺雰囲気への伝熱量は、
ワイヤ１６の各端部における伝熱量と比較して十分小さ
いと考えられるので無視している。なお、図２中のＨ
は、電極蒸着膜厚の表面からクラック（亀裂）までの高
さ（ｍ）を示している。
熱量を示しており、右辺の第１項は、ワイヤ１６の接合
端側から素子１２側への伝熱量を示しており、右辺の第
２項はワイヤ１６の図示しない他端への伝熱量を示して
いる。なお、ワイヤ１６から周辺雰囲気への伝熱量は、
ワイヤ１６の各端部における伝熱量と比較して十分小さ
いと考えられるので無視している。なお、図２中のＨ
は、電極蒸着膜厚の表面からクラック（亀裂）までの高
さ（ｍ）を示している。
【００２９】また、（６）式から通電により生じる平衡
状態、すなわち、ｔf →∞での接合部温度Ｔh を導く
と、次の（７）式のようになる。
状態、すなわち、ｔf →∞での接合部温度Ｔh を導く
と、次の（７）式のようになる。
【００３０】
【数３】 上記の（１）、（５）、（７）式から、接合部温度と、
熱疲労寿命との関係を導くことができる。
熱疲労寿命との関係を導くことができる。
【００３１】次に、上記の関係を用いて電流の影響をシ
ミュレートする本実施の形態のシミュレート装置を説明
する。
ミュレートする本実施の形態のシミュレート装置を説明
する。
【００３２】図３にはシミュレート装置７０が示されて
いる。シミュレート装置７０は、各々バス７２によって
コマンドやデータ授受が可能なように接続されているＣ
ＰＵ７４、ＲＡＭ７６、ＲＯＭ７８、及び入出力ポート
（Ｉ／Ｏ）８０からなるマイクロコンピュータ８２を備
えている。なお、ＲＯＭ７８には後述する制御プログラ
ムが記憶されている。入出力ポート８０にはモニタ８４
及びキーボードやマウス等で構成される入力装置８６が
接続されている。
いる。シミュレート装置７０は、各々バス７２によって
コマンドやデータ授受が可能なように接続されているＣ
ＰＵ７４、ＲＡＭ７６、ＲＯＭ７８、及び入出力ポート
（Ｉ／Ｏ）８０からなるマイクロコンピュータ８２を備
えている。なお、ＲＯＭ７８には後述する制御プログラ
ムが記憶されている。入出力ポート８０にはモニタ８４
及びキーボードやマウス等で構成される入力装置８６が
接続されている。
【００３３】次にワイヤボンディング接合部の耐久寿命
の予測方法について説明する。まず、接合面積Ｗ、供給
電流Ｉｆ、接合長さｌ及び変形範囲ｈが既に知られてい
る図１に示す如くワイヤボンディングされたテストピー
スで、所定周期（例えば１００ｍｓｅｃごと）で電流を
流し、所定サイクル数（本実施の形態では６０００サイ
クルとする）行い、接合強度の測定を行う（パワーサイ
クル試験）。なお、例えば１サイクルごとに接合部の温
度も測定する。
の予測方法について説明する。まず、接合面積Ｗ、供給
電流Ｉｆ、接合長さｌ及び変形範囲ｈが既に知られてい
る図１に示す如くワイヤボンディングされたテストピー
スで、所定周期（例えば１００ｍｓｅｃごと）で電流を
流し、所定サイクル数（本実施の形態では６０００サイ
クルとする）行い、接合強度の測定を行う（パワーサイ
クル試験）。なお、例えば１サイクルごとに接合部の温
度も測定する。
【００３４】接合強度の測定は、図４に示すような変形
しにくい棒状または板状の部材３２を用いて行う。ま
ず、部材３２の長手方向がワイヤ１６と素子１２との接
合面に対して略垂直の状態で、かつ部材３２の先端部と
素子１２との間隔が１０μｍとなるようにして図中矢印
方向へ移動させてワイヤ１６と当接させ、ワイヤ１６へ
所定の圧力を加える。そして、部材３２に接続された図
示しないセンサ等によって抵抗力（単位：Ｎ（ニュート
ン））を測定する。この測定した抵抗力がすなわち接合
強度となる。
しにくい棒状または板状の部材３２を用いて行う。ま
ず、部材３２の長手方向がワイヤ１６と素子１２との接
合面に対して略垂直の状態で、かつ部材３２の先端部と
素子１２との間隔が１０μｍとなるようにして図中矢印
方向へ移動させてワイヤ１６と当接させ、ワイヤ１６へ
所定の圧力を加える。そして、部材３２に接続された図
示しないセンサ等によって抵抗力（単位：Ｎ（ニュート
ン））を測定する。この測定した抵抗力がすなわち接合
強度となる。
【００３５】なお、パワーサイクル試験は、一例として
素子１２の素子温度Ｔsiが１００°Ｃ、雰囲気温度Ｔ0
が２５°Ｃを維持するようにして試験を行う。そして、
接合部の温度変化、すなわち、接合部の最高温度と最低
温度との差や、接合部の最大亀裂長さを測定する。
素子１２の素子温度Ｔsiが１００°Ｃ、雰囲気温度Ｔ0
が２５°Ｃを維持するようにして試験を行う。そして、
接合部の温度変化、すなわち、接合部の最高温度と最低
温度との差や、接合部の最大亀裂長さを測定する。
【００３６】次に、測定した接合部の最高温度と最低温
度との差、すなわち低高温度差ΔＴ、線膨張係数差Δ
α、既知の接合長さｌ及び変形範囲ｈを（５）式に代入
して最大ひずみ振幅Δεp を求める。なお、線膨張係数
差Δαは、予め定められた素子１２の材料であるシリコ
ンの線膨張係数α2 とワイヤ１６の材料であるアルミの
線膨張係数α1 との差である。そして、求めた最大ひず
み振幅Δεp 、測定した最大亀裂長さαf 、初期亀裂長
さα0 及びサイクル数Ｎｆ（ここでは６０００）を
（１）式に代入し、この（１）式が成立するような材料
依存定数Ａ、Ｂ、Ｃ、ｎを求める。そして、この求めた
材料依存定数Ａ、Ｂ、Ｃ、ｎを、入力装置８６により入
力する。入力された材料依存定数Ａ、Ｂ、Ｃ、ｎはＲＡ
Ｍ７６へ記憶される。
度との差、すなわち低高温度差ΔＴ、線膨張係数差Δ
α、既知の接合長さｌ及び変形範囲ｈを（５）式に代入
して最大ひずみ振幅Δεp を求める。なお、線膨張係数
差Δαは、予め定められた素子１２の材料であるシリコ
ンの線膨張係数α2 とワイヤ１６の材料であるアルミの
線膨張係数α1 との差である。そして、求めた最大ひず
み振幅Δεp 、測定した最大亀裂長さαf 、初期亀裂長
さα0 及びサイクル数Ｎｆ（ここでは６０００）を
（１）式に代入し、この（１）式が成立するような材料
依存定数Ａ、Ｂ、Ｃ、ｎを求める。そして、この求めた
材料依存定数Ａ、Ｂ、Ｃ、ｎを、入力装置８６により入
力する。入力された材料依存定数Ａ、Ｂ、Ｃ、ｎはＲＡ
Ｍ７６へ記憶される。
【００３７】次に、ＣＰＵ７４において実行される制御
プログラムを図５に示すフローチャートに従って説明す
る。
プログラムを図５に示すフローチャートに従って説明す
る。
【００３８】図５に示すステップ１００では、ＲＯＭ７
８に記憶された初期値を読み出して各パラメータに設定
する。例えば、接合部面積Ｗを初期接合面積Ｗ0 、接合
長さｌを初期接合長さｌ0 、サイクル数Ｎｆを１００
０、供給電流Ｉｆを１０、低高温度差ΔＴを１００と設
定する。なお、初期値は入力装置８６により入力するよ
うにしてもよい。
８に記憶された初期値を読み出して各パラメータに設定
する。例えば、接合部面積Ｗを初期接合面積Ｗ0 、接合
長さｌを初期接合長さｌ0 、サイクル数Ｎｆを１００
０、供給電流Ｉｆを１０、低高温度差ΔＴを１００と設
定する。なお、初期値は入力装置８６により入力するよ
うにしてもよい。
【００３９】次のステップ１０２では、式（７）により
接合部温度Ｔh を求め、サイクル数Ｎｆと対応付けてＲ
ＡＭ７６に記憶する。ここで、素子温度Ｔsi及び雰囲気
温度Ｔ0 は、パワーサイクル試験を行ったときの条件で
ある１００°Ｃ及び２５°Ｃをそれぞれ代入する。
接合部温度Ｔh を求め、サイクル数Ｎｆと対応付けてＲ
ＡＭ７６に記憶する。ここで、素子温度Ｔsi及び雰囲気
温度Ｔ0 は、パワーサイクル試験を行ったときの条件で
ある１００°Ｃ及び２５°Ｃをそれぞれ代入する。
【００４０】次に、ステップ１０２において、式（５）
により最大ひずみ振幅Δεp を求め、次のステップ１０
６で（１）式により最大亀裂長さαf を求める。ここ
で、材料依存定数Ａ、Ｂ、Ｃ、ｎは、ＲＡＭ７６に記憶
されたパワーサイクル試験の結果から求めた値であり、
この値を（１）式へ代入して最大亀裂長さαf を求め
る。
により最大ひずみ振幅Δεp を求め、次のステップ１０
６で（１）式により最大亀裂長さαf を求める。ここ
で、材料依存定数Ａ、Ｂ、Ｃ、ｎは、ＲＡＭ７６に記憶
されたパワーサイクル試験の結果から求めた値であり、
この値を（１）式へ代入して最大亀裂長さαf を求め
る。
【００４１】次に、ステップ１０８で、ステップ１０６
で求めた最大亀裂長さαf が接合長さｌよりも小さいか
否かを比較し、最大亀裂長さαf が接合長さｌよりも大
きい場合はステップ１０８で否定されてステップ１１６
へ進む。最大亀裂長さαf が接合長さｌ以下だった場合
にはステップ１０８で肯定され、ステップ１１０へ進
む。
で求めた最大亀裂長さαf が接合長さｌよりも小さいか
否かを比較し、最大亀裂長さαf が接合長さｌよりも大
きい場合はステップ１０８で否定されてステップ１１６
へ進む。最大亀裂長さαf が接合長さｌ以下だった場合
にはステップ１０８で肯定され、ステップ１１０へ進
む。
【００４２】ステップ１１０では、最大亀裂長さαf を
パラメータとする所定の関数ｆw （）及びｆl （）から
接合面積Ｗ及び接合長さｌをそれぞれ求め、求めた接合
面積Ｗ、接合長さｌをサイクル数と対応付けてＲＡＭ７
６へ記憶させる。
パラメータとする所定の関数ｆw （）及びｆl （）から
接合面積Ｗ及び接合長さｌをそれぞれ求め、求めた接合
面積Ｗ、接合長さｌをサイクル数と対応付けてＲＡＭ７
６へ記憶させる。
【００４３】接合面積Ｗを求める関数ｆw （）は以下の
ように設定する。例えば、図６に示すように、接合部５
４が正方形であり、接合部の外側から同じ長さで亀裂５
６が入ったとして、接合部を図中点線で示す円５８であ
ると仮定する。この場合、円５８の半径ｌはｌ0 −αf
で表される。これにより、関数ｆw （）は円５８の面積
を求める式、すなわち、π・（ｌ0 −αf ）2 とする。
また、接合長さｌは円５８の半径ｌと仮定し、関数ｆl
（）は、ｌ0 −αf とする。
ように設定する。例えば、図６に示すように、接合部５
４が正方形であり、接合部の外側から同じ長さで亀裂５
６が入ったとして、接合部を図中点線で示す円５８であ
ると仮定する。この場合、円５８の半径ｌはｌ0 −αf
で表される。これにより、関数ｆw （）は円５８の面積
を求める式、すなわち、π・（ｌ0 −αf ）2 とする。
また、接合長さｌは円５８の半径ｌと仮定し、関数ｆl
（）は、ｌ0 −αf とする。
【００４４】次のステップ１１２では、ステップ１１０
で求めた接合面積Ｗにアルミ破断強度係数τを乗じて接
合強度Ｓ（Ｎ：ニュートン）を求め、サイクル数Ｎｆと
対応付けてＲＡＭ７６へ記憶させる。次のステップ１１
４では、サイクル数Ｎｆを１０００インクリメントし、
低高温度差ΔＴをΔＴh （ステップ１０２で求めた接合
部温度Ｔh とΔＴとの差）に設定する。そして、ステッ
プ１０２へ戻ってステップ１０８で否定されるまで、す
なわち、最大亀裂長さαf が接合長さｌよりも大きくな
るまで上記と同様の処理を繰り返す。このようにして供
給電流Ｉｆを１０Ａとした場合の１０００サイクルごと
の接合部強度Ｓ、接合部温度Ｔh を求めることができ
る。
で求めた接合面積Ｗにアルミ破断強度係数τを乗じて接
合強度Ｓ（Ｎ：ニュートン）を求め、サイクル数Ｎｆと
対応付けてＲＡＭ７６へ記憶させる。次のステップ１１
４では、サイクル数Ｎｆを１０００インクリメントし、
低高温度差ΔＴをΔＴh （ステップ１０２で求めた接合
部温度Ｔh とΔＴとの差）に設定する。そして、ステッ
プ１０２へ戻ってステップ１０８で否定されるまで、す
なわち、最大亀裂長さαf が接合長さｌよりも大きくな
るまで上記と同様の処理を繰り返す。このようにして供
給電流Ｉｆを１０Ａとした場合の１０００サイクルごと
の接合部強度Ｓ、接合部温度Ｔh を求めることができ
る。
【００４５】ステップ１０８で否定されると、ステップ
１１６で、ステップ１１２でＲＡＭ７６に記憶された１
０００サイクルごとの接合強度Ｓ及びサイクル数Ｎｆか
ら図７の実線で示すようなサイクル数Ｎｆ−接合強度Ｓ
の特性曲線を最小二乗法等の近似や補間を用いて求め
る。同じように、ＲＡＭ７６に記憶された１０００サイ
クルごとの接合部温度Ｔh 及びサイクル数Ｎｆから図８
の実線で示すようなサイクル数Ｎｆ−接合部温度Ｔh の
特性曲線を最小二乗法等の近似や補間を用いて求める。
１１６で、ステップ１１２でＲＡＭ７６に記憶された１
０００サイクルごとの接合強度Ｓ及びサイクル数Ｎｆか
ら図７の実線で示すようなサイクル数Ｎｆ−接合強度Ｓ
の特性曲線を最小二乗法等の近似や補間を用いて求め
る。同じように、ＲＡＭ７６に記憶された１０００サイ
クルごとの接合部温度Ｔh 及びサイクル数Ｎｆから図８
の実線で示すようなサイクル数Ｎｆ−接合部温度Ｔh の
特性曲線を最小二乗法等の近似や補間を用いて求める。
【００４６】また、供給電流Ｉｆを０として上記と同様
の処理を行うことにより、図７の点線で示すようなサイ
クル数Ｎｆ−接合強度Ｓの特性曲線が、図８の点線で示
すようなサイクル数Ｎｆ−接合部温度Ｔh の特性曲線が
それぞれ求まる。このように、供給電流Ｉｆの値を変更
して上記の処理を行うことより容易に供給電流に応じた
接合部強度Ｓ、接合部温度Ｔh の特性曲線を求めること
ができる。なお、求めた特性曲線をモニタ８４に表示さ
せるようにしてもよい。
の処理を行うことにより、図７の点線で示すようなサイ
クル数Ｎｆ−接合強度Ｓの特性曲線が、図８の点線で示
すようなサイクル数Ｎｆ−接合部温度Ｔh の特性曲線が
それぞれ求まる。このように、供給電流Ｉｆの値を変更
して上記の処理を行うことより容易に供給電流に応じた
接合部強度Ｓ、接合部温度Ｔh の特性曲線を求めること
ができる。なお、求めた特性曲線をモニタ８４に表示さ
せるようにしてもよい。
【００４７】図７に示す如く、電流を流す場合と流さな
い場合とで接合部強度Ｓに大きな差が確認され、この差
はサイクル数Ｎｆの増加に伴って増加する。これは、接
合面積Ｗが小さくなり、式（７）におけるＩｆ2 ／Ｗの
影響が大きくなるので接合部温度Ｔh が図８に示す如く
上昇し、これによりクラック（亀裂）の進行が加速する
ためである。これは、接合部に流れる電流による接合部
の温度上昇が接合部強度に大きく影響していることを示
している。
い場合とで接合部強度Ｓに大きな差が確認され、この差
はサイクル数Ｎｆの増加に伴って増加する。これは、接
合面積Ｗが小さくなり、式（７）におけるＩｆ2 ／Ｗの
影響が大きくなるので接合部温度Ｔh が図８に示す如く
上昇し、これによりクラック（亀裂）の進行が加速する
ためである。これは、接合部に流れる電流による接合部
の温度上昇が接合部強度に大きく影響していることを示
している。
【００４８】このようにしてシミュレーションにより得
られた結果から、サイクル数に対する接合強度やサイク
ル数に対する接合部温度、すなわち接合状態を予測する
ことができる。これにより、耐久寿命を予測することが
できる。例えば、接合部強度Ｓが略零の場合や、安定的
に作動を可能とする許容値の最低値近傍の値を耐久寿命
とした場合、この値となる接合部強度Ｓ、接合部温度Ｔ
h 及びサイクル数Ｎｆを耐久寿命と予測することができ
る。
られた結果から、サイクル数に対する接合強度やサイク
ル数に対する接合部温度、すなわち接合状態を予測する
ことができる。これにより、耐久寿命を予測することが
できる。例えば、接合部強度Ｓが略零の場合や、安定的
に作動を可能とする許容値の最低値近傍の値を耐久寿命
とした場合、この値となる接合部強度Ｓ、接合部温度Ｔ
h 及びサイクル数Ｎｆを耐久寿命と予測することができ
る。
【００４９】そして、製品に必要な供給電流Ｉｆの特性
曲線から予測した耐久寿命に対応する接合長さｌ及び接
合面積Ｗを求める。上述したように、接合長さｌ及び接
合面積Ｗは、接合部強度Ｓ，接合部温度Ｔh とともにサ
イクル数Ｎｆと対応付けてＲＡＭ７６に記憶されている
ので、耐久寿命、すなわち、接合部強度Ｓ、接合部温度
Ｔh 及びサイクル数Ｎｆのいずれか１つを決めれば、こ
れに対応する接合長さｌ及び接合面積Ｗが一義的に求ま
る。そして、この接合長さｌ及び接合面積Ｗが求まれ
ば、使用するワイヤのワイヤ径やワイヤ全長、素子電極
蒸着厚膜等の接合条件を容易に決定することができる。
曲線から予測した耐久寿命に対応する接合長さｌ及び接
合面積Ｗを求める。上述したように、接合長さｌ及び接
合面積Ｗは、接合部強度Ｓ，接合部温度Ｔh とともにサ
イクル数Ｎｆと対応付けてＲＡＭ７６に記憶されている
ので、耐久寿命、すなわち、接合部強度Ｓ、接合部温度
Ｔh 及びサイクル数Ｎｆのいずれか１つを決めれば、こ
れに対応する接合長さｌ及び接合面積Ｗが一義的に求ま
る。そして、この接合長さｌ及び接合面積Ｗが求まれ
ば、使用するワイヤのワイヤ径やワイヤ全長、素子電極
蒸着厚膜等の接合条件を容易に決定することができる。
【００５０】ところで、本発明者は、上記のシミュレー
ション結果を確認するため、以下に示すような確認実験
を行った。確認実験には、図９に示すようなテストピー
ス２０を用いて行った。テストピース２０は、素子２２
上にワイヤ２４及び２６の一端がそれぞれボンディング
されている。なお、ワイヤ２４の他端は図示しないリー
ド線にボンディングされているが、ワイヤ２６の他端は
切断されている。すなわち、図中点線２８で示す領域に
ボンディングされているワイヤ２４には電流が流れる
が、図中点線３０で示す領域にボンディングされている
ワイヤ２６には電流が流れないようになっている。
ション結果を確認するため、以下に示すような確認実験
を行った。確認実験には、図９に示すようなテストピー
ス２０を用いて行った。テストピース２０は、素子２２
上にワイヤ２４及び２６の一端がそれぞれボンディング
されている。なお、ワイヤ２４の他端は図示しないリー
ド線にボンディングされているが、ワイヤ２６の他端は
切断されている。すなわち、図中点線２８で示す領域に
ボンディングされているワイヤ２４には電流が流れる
が、図中点線３０で示す領域にボンディングされている
ワイヤ２６には電流が流れないようになっている。
【００５１】確認実験は以下のようにして行った。ま
ず、テストピース２０のワイヤボンディングされた接合
部の接合強度の測定を行う。接合強度の測定は、上述し
たように、図４に示すような構成でワイヤ２４及び２６
についてそれぞれ抵抗力、すなわち接合強度を測定し
た。
ず、テストピース２０のワイヤボンディングされた接合
部の接合強度の測定を行う。接合強度の測定は、上述し
たように、図４に示すような構成でワイヤ２４及び２６
についてそれぞれ抵抗力、すなわち接合強度を測定し
た。
【００５２】次に、ワイヤ２４へ所定周期（例えば１０
０ｍｓｅｃ）で１０Ａの電流を流し、これを１８０００
サイクル行った。なお、６０００サイクル、１２０００
サイクル及び１８０００サイクル行った後に、上述した
抵抗力の測定を行った。これにより図１０に示すような
結果が得られた。図１０において実線は電流を１０Ａ流
した場合、すなわち、ワイヤ２４の接合部におけるサイ
クル数−接合強度特性を示しており、点線は電流が流れ
ない場合、すなわち、ワイヤ２６の接合部におけるサイ
クル数−接合強度特性を示している。ここで、シミュレ
ーションの結果である図７と比較してみると、ほぼシミ
ュレーションと同様の結果となっており、上記のパワー
サイクル試験により、ワイヤボンディング接合部の接合
強度は、電流による温度上昇が大きく影響することがわ
かった。
０ｍｓｅｃ）で１０Ａの電流を流し、これを１８０００
サイクル行った。なお、６０００サイクル、１２０００
サイクル及び１８０００サイクル行った後に、上述した
抵抗力の測定を行った。これにより図１０に示すような
結果が得られた。図１０において実線は電流を１０Ａ流
した場合、すなわち、ワイヤ２４の接合部におけるサイ
クル数−接合強度特性を示しており、点線は電流が流れ
ない場合、すなわち、ワイヤ２６の接合部におけるサイ
クル数−接合強度特性を示している。ここで、シミュレ
ーションの結果である図７と比較してみると、ほぼシミ
ュレーションと同様の結果となっており、上記のパワー
サイクル試験により、ワイヤボンディング接合部の接合
強度は、電流による温度上昇が大きく影響することがわ
かった。
【００５３】このように、ワイヤボンディング接合部の
耐久寿命をシミュレーションにより容易に予測すること
ができるので、製品に使用するワイヤの条件や接合条件
等を容易に決定することができ、接合部の信頼性評価に
かける手間及びコストを大幅に削減することができる。
耐久寿命をシミュレーションにより容易に予測すること
ができるので、製品に使用するワイヤの条件や接合条件
等を容易に決定することができ、接合部の信頼性評価に
かける手間及びコストを大幅に削減することができる。
【００５４】なお、本実施の形態では、最大亀裂長さα
f が接合長さｌよりも大きくなった時点でシミュレーシ
ョンを止めるようにしたが、予め必要な接合強度を定め
ておき、求めた接合強度が予め定めた接合強度よりも小
さくなった時点でシミュレーションを止めるようにして
もよい。また、接合強度に限らず、予め設定したサイク
ル数や接合部温度に基づいてシミュレーションを止める
ようにしてもよい。
f が接合長さｌよりも大きくなった時点でシミュレーシ
ョンを止めるようにしたが、予め必要な接合強度を定め
ておき、求めた接合強度が予め定めた接合強度よりも小
さくなった時点でシミュレーションを止めるようにして
もよい。また、接合強度に限らず、予め設定したサイク
ル数や接合部温度に基づいてシミュレーションを止める
ようにしてもよい。
【００５５】
【発明の効果】以上説明したように請求項１に記載した
発明によれば、予め定めた初期値を与えて、接合部温度
と接合部強度との対応関係を求めて、該対応関係に基づ
いて接合状態を予測するので、接合部の信頼性評価にか
ける時間及びコストを大幅に削減することができる、と
いう効果を有する。
発明によれば、予め定めた初期値を与えて、接合部温度
と接合部強度との対応関係を求めて、該対応関係に基づ
いて接合状態を予測するので、接合部の信頼性評価にか
ける時間及びコストを大幅に削減することができる、と
いう効果を有する。
【００５６】請求項２に記載した発明によれば、初期値
を変更して接合部強度を繰り返し求めるので、接合部温
度と接合部強度との詳細な対応関係を求めることがで
き、前記対応関係から精度よく接合状態を予測すること
ができる、という効果を有する。
を変更して接合部強度を繰り返し求めるので、接合部温
度と接合部強度との詳細な対応関係を求めることがで
き、前記対応関係から精度よく接合状態を予測すること
ができる、という効果を有する。
【００５７】請求項３に記載した発明によれば、初期値
を変化させて接合部強度を繰り返し求める過程におい
て、接合部ひずみに基づいて接合部の亀裂長さを求め、
該求めた亀裂長さに基づいて接合部面積を求めるので、
温度変化に応じた接合部の接合部ひずみ及び亀裂長さを
求めることができる。
を変化させて接合部強度を繰り返し求める過程におい
て、接合部ひずみに基づいて接合部の亀裂長さを求め、
該求めた亀裂長さに基づいて接合部面積を求めるので、
温度変化に応じた接合部の接合部ひずみ及び亀裂長さを
求めることができる。
【図１】最大ひずみ振幅を説明するための図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るワイヤボンディング
された素子を示す図である。
された素子を示す図である。
【図３】シミュレート装置の概略構成を示すブロック図
である。
である。
【図４】抵抗力の測定を説明するための図である。
【図５】接合強度の計算によるシミュレーションの流れ
を示すフローチャートである。
を示すフローチャートである。
【図６】接合部面積を説明するための図である。
【図７】シミュレーションの結果によるサイクル数と接
合強度との関係を示す線図である。
合強度との関係を示す線図である。
【図８】シミュレーションの結果によるサイクル数と接
合部温度との関係を示す線図である。
合部温度との関係を示す線図である。
【図９】テストピースの概略を示す斜視図である。
【図１０】確認実験の結果を示す線図である。
１２ 素子 １４ 電極蒸着膜 １６ ワイヤ １８ リード線 ７０ シミュレート装置
Claims (3)
- 【請求項１】 ワイヤボンディングされた接合部に関す
る予め定めた初期値を与えて、通電により生じる平衡状
態での接合部温度に関係する接合部ひずみに基づいて、
前記接合部温度における接合部面積を求め、 前記接合部面積に基づいて接合部強度を求め、 前記接合部温度と前記接合部強度との対応関係を求め、 前記対応関係に基づいて接合状態を予測することを特徴
とするワイヤボンディング接合部の接合状態の予測方
法。 - 【請求項２】 前記初期値を変更して前記接合部強度を
繰り返し求めることを特徴とする請求項１に記載のワイ
ヤボンディング接合部の接合状態の予測方法。 - 【請求項３】 前記接合部面積は、前記接合部ひずみに
基づいて前記接合部の亀裂長さを求め、該求めた亀裂長
さに基づいて求めることを特徴とする請求項２に記載の
ワイヤボンディング接合部の接合状態の予測方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10316259A JP2000150563A (ja) | 1998-11-06 | 1998-11-06 | ワイヤボンディング接合部の接合状態の予測方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10316259A JP2000150563A (ja) | 1998-11-06 | 1998-11-06 | ワイヤボンディング接合部の接合状態の予測方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000150563A true JP2000150563A (ja) | 2000-05-30 |
Family
ID=18075117
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10316259A Pending JP2000150563A (ja) | 1998-11-06 | 1998-11-06 | ワイヤボンディング接合部の接合状態の予測方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000150563A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008108960A (ja) * | 2006-10-26 | 2008-05-08 | Nippon Avionics Co Ltd | 超音波接合強度の予測方法 |
| KR100931839B1 (ko) * | 2008-01-14 | 2009-12-15 | 앰코 테크놀로지 코리아 주식회사 | 반도체 패키지의 와이어 디자인 방법 |
| JP2011171529A (ja) * | 2010-02-19 | 2011-09-01 | Nippon Steel Corp | 電力用半導体素子 |
| US8714015B2 (en) | 2009-03-31 | 2014-05-06 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Joint quality inspection and joint quality inspection method |
| CN116859206A (zh) * | 2023-09-04 | 2023-10-10 | 湖南大学 | 一种功率模块中键合界面最小剩余长度预测方法 |
-
1998
- 1998-11-06 JP JP10316259A patent/JP2000150563A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008108960A (ja) * | 2006-10-26 | 2008-05-08 | Nippon Avionics Co Ltd | 超音波接合強度の予測方法 |
| KR100931839B1 (ko) * | 2008-01-14 | 2009-12-15 | 앰코 테크놀로지 코리아 주식회사 | 반도체 패키지의 와이어 디자인 방법 |
| US8714015B2 (en) | 2009-03-31 | 2014-05-06 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Joint quality inspection and joint quality inspection method |
| JP2011171529A (ja) * | 2010-02-19 | 2011-09-01 | Nippon Steel Corp | 電力用半導体素子 |
| CN116859206A (zh) * | 2023-09-04 | 2023-10-10 | 湖南大学 | 一种功率模块中键合界面最小剩余长度预测方法 |
| CN116859206B (zh) * | 2023-09-04 | 2024-01-30 | 湖南大学 | 一种功率模块中键合界面最小剩余长度预测方法 |
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