JP2014022486A - ワイヤボンディング構造、及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板の配置を自由に設定することを可能としたワイヤボンディング構造、及びその製造方法を提供する。
【解決手段】側面１０ａに第１ランド部１１を形成した第１回路基板１０と、第２ランド部２１を形成した第２回路基板２０とを所定の角度をもって配置するとともに、第１ランド部１１と第２ランド部２１との間の接続がワイヤボンディングにより行われる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ワイヤボンディング構造、及びその製造方法に係わり、特に、基板同士をワイヤにより接続したワイヤボンディング構造、及びその製造方法に関する。

半導体基板の側面にボンディングパッド部を設けた半導体装置の一例が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

上記特許文献１に記載された従来の半導体装置は、複数の半導体基板の間に充填材を介在させることで重ね合わせた構造に形成されており、複数の半導体基板のそれぞれの側面に設けられたボンディングパッド部がボンディングワイヤにより電気的に接続されている。

特開昭６１−１８１６４号公報

上記特許文献１記載の従来の半導体装置は、基板を重ね合わせた構造であり、各基板の間に充填材を必要とする。この基板のワイヤボンディング構造は、異なる高さの側面同士を接続する構造である。従って、基板の体格が大きくなるばかりでなく、基板の大きさが規定されることとなり、基板を配置する空間が狭い小型の電気・電子機器などには対応しきれない場合があるという問題点があった。

本発明の目的は、基板の配置を自由に設定することを可能としたワイヤボンディング構造、及びその製造方法を提供することにある。

［１］本発明は、側面に第１ランド部を形成した第１回路基板と、第２ランド部を形成した第２回路基板とを所定の角度をもって配置するとともに、前記第１ランド部と前記第２ランド部との間の接続をワイヤボンディングにより行うように構成されたことを特徴とするワイヤボンディング構造にある。

［２］上記［１］記載のワイヤボンディング構造にあっては、前記第１ランド部は、導電材を施した凹状に形成されてなることを特徴とする。

［３］本発明は更に、上記［１］記載のワイヤボンディング構造を製造する方法であって、前記第１回路基板に導電材が付与されたビアホールを切断線に沿って形成する工程と、前記ビアホールを前記切断線に沿って切断する工程とを含むことを特徴とするワイヤボンディング構造の製造方法にある。

本発明によれば、基板の配置の自由度を高めることができるようになり、基板を搭載する製品の設計の自由度を向上させることが可能となる。

本発明の好適な実施の形態に係るワイヤボンディング構造を有する回路配線基板の組立体の一例を概略的に示す要部斜視図である。 基板の側面にランド部を形成するために準備される基板素材の一例を説明するための図であり、（ａ）は要部斜視図、（ｂ）は要部平面図である。 基板の側面にランド部を形成する製造方法の一例を説明するための図であり、（ａ）は要部斜視図、（ｂ）は要部平面図である。 基板の側面にランド部を形成するために準備される基板素材の他の一例を説明するための図である。 基板の側面にランド部を形成するために準備される基板素材の更に他の一例を説明するための図である。

以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、この実施の形態に係る図においては、本発明の特徴を理解しやすくするため、基板を構成する部分における寸法の縦横比は実際のものとは異なり、誇張して示している。

（回路配線基板の組立体の構成）
図１において、全体を示す符号１は、この実施の形態に係る典型的なワイヤボンディング構造を備えた回路配線基板の組立体を例示している。この回路配線基板１は、直立に固定支持された第１の回路基板１０と、この回路基板１０の一端部側に水平に固定支持された第２の回路基板２０とを備えている。この回路基板１０，２０の材質としては、例えば樹脂又はセラミックスなどの絶縁性材料が用いられる。

この実施の形態は、実装面が異なる角度を有する基板同士を電気的に接続するワイヤボンディング構造に一つの主要な構成を有している。図示例にあっては、直立方向に延在する第１回路基板１０の側面と、この第１回路基板１０に対して略９０度程度の角度をもって延在する第２回路基板２０の一実装面とが電気的に接続されたワイヤボンディング構造とされている。

（第１及び第２の回路基板の構成）
この第１回路基板１０の側面である端面１０ａには、図１に示すように、側面電極となる複数の矩形凹状のランド部１１，…，１１が所定の間隔をもって形成されている。このランド部１１の内面には、例えば金属フラッシュめっき膜などの薄い導電材１２が施されており、ワイヤボンディング部として構成されている。この導電材１２の材質としては、例えば金や銅などの金属材料が用いられる。

一方の第２回路基板２０の一側端縁部には、図１に示すように、外部接続用電極であるパッド電極２１が設けられている。このパッド電極２１は、ワイヤボンディング用の第２のランド部として構成されており、そのパッド電極２１とランド部１１とがボンディングワイヤ１５によりボンディングされている。このボンディングワイヤ１５は、例えば金やアルミニウム等の金属材料からなる。

この第１回路基板１０のランド部１１は、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、基板素材１６の所定のダイシングライン（切断線）ＤＬ_１上に沿って貫通して形成された導電材１２のビアホール１３を二分割に切断することで、側面電極として形成される。このビアホール１３は、例えば約２００μｍ口程度とされる。このランド部１１を凹状に形成された構成とすることにより、接触する表面積が広くなり、ボンディングワイヤ１５の接合性を向上させることができる。

このビアホール１３の形成方法としては、例えばレーザ加工、ドリル加工やパンチング加工等が挙げられる。このビアホール１３の内面部分を研削により面取りすることが好適である。この導電材１２のビアホール１３の切断には、例えばダイシングブレードやレーザービーム等が用いられる。

この基板素材１６の一面又は両面には、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、ランド部１１の導電材１２と電気的に接続された外部接続用の電極である配線電極１４が形成されている。この配線電極１４の材料としては、例えばアルミニウムや銅などの金属材料が挙げられる。

この第１回路基板１０と第２回路基板２０とを略直角の状態に固定支持するとき、第１回路基板１０のランド部１１と第２回路基板２０のパッド電極２１とを同一の高さ程度に配置することが好適である。

このランド部１１とパッド電極２１とをボンディングワイヤ１５により接続する際に、図示しないワイヤボンディング装置のキャピラリを大きく移動させる必要がなくなり、作業効率を高めることが可能となる。それに加えて、ボンディングワイヤ１５の占有空間を小さくすることができるとともに、ランド部１１とパッド電極２１との間隔を狭めることができるようになり、製品の体格を小さくすることが可能となる。

（ワイヤボンディング構造の製造方法）
この実施の形態は更に、ワイヤボンディング構造の製造方法にもう一つの主要な構成を有している。この製造方法にあっては、配線電極１４とパッド電極２１とは、定法に従い、例えばエッチング処理により必要な部分を残すことにより、所望の電極パターンに形成される。ビアホール１３以外の回路配線基板１の製造方法については、一般的な回路配線基板の製法と同様である。

この第１回路基板１０の製造は、ビアホール形成工程と、配線電極形成工程と、ビアホール導電膜形成工程と、側面電極形成工程とを含む一連の工程により効果的に達成される。

（ビアホール形成工程）
このビアホール１３の形成工程においては、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、定法に従い、基板素材１６の表裏面に貫通するビアホール１３を所定のダイシングラインＤＬ_１上に沿って貫通して形成する。必要に応じて、ビアホール１３の内面部分を研削により面取りする。

（配線電極形成工程とビアホール導電膜形成工程）
この配線電極１４の形成工程では、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、定法に従い、基板素材１６の表面にビアホール１３と接続する配線電極１４を形成する。次のビアホール１３の導電膜形成工程においては、ビアホール１３内に金（Ａｕ）フラッシュめっき等の配線としての導電材１２を形成する。

（側面電極形成工程）
この第１回路基板１０の側面電極形成工程では、図２（ａ）〜図３（ｂ）に示すように、図示しないダイシングブレードを用い、ダイシングラインＤＬ_１のビアホール１３の部分を二分割に切断する。これにより、第１回路基板１０の側面電極となるランド部１１が形成される。このランド部１１の内面には、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、ビアホール１３の導電材１２が露出した状態で分離される。

以上の一連の工程により製造された第１回路基板１０と、相手方の第２回路基板２０とを互いに交差して固定支持することで、第１回路基板１０のランド部１１と第２回路基板２０のパッド電極２１とがボンディングワイヤ１５によりボンディングされる。これにより、第１回路基板１０と第２回路基板２０との配置を自由に設定することを可能としたワイヤボンディング構造が効果的に得られる。

この第１回路基板１０を製造するにあたっては、図４に示すように、基板素材１６を二分割するダイシングラインＤＬ_１上に沿って、Ａｕフラッシュめっき等を施した所要数のビアホール１３を貫通して形成することが好適である。このビアホール１３を二分割することで、基板素材１６の二つの領域に２個の第１回路基板１０，１０を同時に形成することができる。回路パターン形成後、個々の第１回路基板１０に分割することで個別化することができる。

この第１回路基板１０としては更に、図５に示すように、一回の製造プロセスで多数個取りすることが好適である。基板素材１６を複数の領域に分離するダイシングラインＤＬ_１，ＤＬ_２に沿って切断する。基板素材１６が複数の領域に分離されることで、複数個の第１回路基板１０が同時に製造される。従って、複数個の独立した第１回路基板１０を効率的に製造することが可能となる。

（実施の形態の効果）
以上のように構成されたワイヤボンディング構造と、そのワイヤボンディング構造の製造方法とを採用することで、上記効果に加えて以下の効果が得られる。

（１）第１回路基板１０と第２回路基板２０との配置に対する自由度が高くなり、基板同士をワイヤにより接続したワイヤボンディング構造、及びその製造方法が効果的に得られる。
（２）発光ダイオード素子、センサ素子や半導体ベアチップなどの実装部品の電極と、第１回路基板１０の配線電極１４と、第２回路基板２０のパッド電極２１との位置関係については、各種の接続パターンに対応することが可能となる。
（３）第１回路基板１０の垂直面と第２回路基板２０の水平面との両面に実装する部品の設計の自由度が増大するとともに、回路基板や電気・電子機器の体格の小型化が可能となる。
（４）第１回路基板１０と第２回路基板２０との接続にハーネス、コネクタやフレキシブル配線基板などの接続手段の使用、その設置スペースの確保などを必要としないので、簡略化と省スペース化などを達成可能とした基板同士のワイヤボンディング構造が効果的に得られる。
（５）配置空間に自由度が増大するため、実装部品や基板を配置する空間が狭い小型の電気・電子機器の内部に配置することが可能となる。

［変形例］
上記実施の形態にあっては、例えば次に示すような変形例も可能である。

（１）上記実施の形態及び図示例では、第１回路基板１０及び第２回路基板２０が略直角の状態で交差して支持固定された基板組立体の一例を例示したが、これに限定されるものではない。第１回路基板１０に対して所定の角度をもって第２回路基板２０が支持固定された基板組立体であっても構わない。
（２）第１回路基板１０の側面となる端面１０ａと、第２回路基板２０の一実装面とがボンディングワイヤ１５により接続されたワイヤボンディング構造の一例を例示したが、これに限定されるものではない。第１回路基板１０及び第２回路基板２０の側面となる端面同士を接続したワイヤボンディング構造であってもよく、ワイヤボンディング対象とする実装部品の電極となるランド部を接続したワイヤボンディング構造であっても構わない。
（３）第１回路基板１０と第２回路基板２０との設置部位、配置個数や形態などを適宜に選択することが有効であり、第１回路基板１０及び第２回路基板２０のそれぞれに実装する部品の種類、設置部位、配置個数や形態などにあっても、適宜に選択することが有効であり、多様な変更が可能であることは勿論である。

以上の説明からも明らかなように、本発明のワイヤボンディング構造、及びその製造方法を上記実施の形態、変形例及び図示例に基づいて説明したが、本発明は上記実施の形態、変形例及び図示例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。

本発明にあっては、上記実施の形態、変形例及び図示例の中で説明した特徴の組合せの全てが本発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

１…回路配線基板、１０…第１回路基板、１０ａ…端面、１１…ランド部、１２…導電材、１３…ビアホール、１４…配線電極、１５…ボンディングワイヤ、１６…基板素材、２０…第２回路基板、２１…パッド電極、ＤＬ_１，ＤＬ_２…ダイシングライン

Claims (3)

1. 側面に第１ランド部を形成した第１回路基板と、第２ランド部を形成した第２回路基板とを所定の角度をもって配置するとともに、前記第１ランド部と前記第２ランド部との間の接続をワイヤボンディングにより行うように構成されたことを特徴とするワイヤボンディング構造。
2. 前記第１ランド部は、導電材を施した凹状に形成されてなることを特徴とする請求項１記載のワイヤボンディング構造。
3. 上記請求項１記載のワイヤボンディング構造を製造する方法であって、
   前記第１回路基板に導電材が付与されたビアホールを切断線に沿って形成する工程と、前記ビアホールを前記切断線に沿って切断する工程とを含むことを特徴とするワイヤボンディング構造の製造方法。

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