JP5077278B2 - ワイヤボンディング方法 - Google Patents

Description

本発明は、Ｃｕよりなるワイヤを被接合用ランドにワイヤボンディングする方法に関する。

従来より、Ｃｕよりなるワイヤを被接合用ランドにボンディングする場合、一般的なワイヤボンディング装置が用いられる。一般的なワイヤボンディング装置においては、ワイヤボンディング用のツールは、その先端部からワイヤが引き出されるようになっており、ワイヤの引き出しおよび引き回しを行えるようになっている。

そして、このツールの先端部から引き出されたワイヤの引き出し部を、放電により溶融させて球状のボール（いわゆるイニシャルボール）を形成する。その後、ツールによって、被接合用ランドにボールを押し当てボールに超音波を印加することにより、当該ランドにボールを接合する。これが１次ボンディングである。

こうして、被接合用ランドにワイヤを接合した後、別のランドまでワイヤを引き回し、当該別のランドにワイヤを押し付けて超音波を印加し、ワイヤを接合する。これが２次ボンディングである。こうして、２個のランド間がワイヤにより結線される。このような、Ｃｕワイヤによるワイヤボンディングは、貴金属であるＡｕワイヤに対して、材料費が約１／３であり、製品コストの低減に有効な技術である。

しかしながら、Ａｕの融点が８００℃であるのに対し、Ｃｕの融点は１０００℃と高く、このことに起因して、Ｃｕワイヤボンディングでは、Ａｕワイヤのボンディング温度（１２５〜１７５℃程度）よりも高いボンディング温度（２００〜２５０℃程度）が必要となる。ここで、ボンディング温度とは、ボンディングされる被接合用ランドの表面温度である。

Ｃｕワイヤボンディングを、たとえばハイブリッドＩＣに対して適用する場合を考えると、この場合、ハイブリッドＩＣには、低耐熱部品が搭載されていたり、部品がはんだダイマウントされていたりすることから、ボンディング時には、たとえば１５０℃以下で加熱を行わなければならない。そのため、ＣｕワイヤボンディングのハイブリッドＩＣへの適用が困難になるという問題が生じる。

また、Ｃｕは酸化しやすいため、上記イニシャルボールの形成時に当該ボールが酸化してしまうと、Ｃｕ酸化物によって当該ボールが硬いものとなる。そして、この硬いイニシャルボールが被接合用ランドに押し付けられると、当該ランドがダメージを受ける恐れがある。

これに対して、従来では、Ｃｕボールの酸化を避けるため、放電・溶融によるイニシャルボールの形成を、たとえば窒素と水素の混合ガスよりなるフォーミングガス雰囲気中で行うようにしているが、そのための設備やガスの費用がかかるという問題もあった。

一方で、従来では、Ｃｕワイヤの先端と、Ａｕからなる補助ワイヤの先端とを放電電極の放電面に近接させ、補助ワイヤの先端を放電により溶融させることにより、Ｃｕワイヤの先端に補助ワイヤが溶融して被着されたボールを形成し、該ボールによりボンディングする方法が提案されている（特許文献１参照）。そして、この方法によれば、Ｃｕワイヤを用いて信頼性の高いボンディングが可能になるとされている。

特開平１１−５４５４１号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の方法では、Ｃｕワイヤおよび補助ワイヤの両ワイヤの先端を対向させたり、補助ワイヤが溶融したボールを形成した後にボールと補助ワイヤとを切断したりするといった一般的なワイヤボンディングには無い特殊な工程が必要である。そのため、これら特殊工程のための専用の設備が必要となり、設備費の増加が懸念される。また、当該特殊工程によるタクトタイムの増加が生産性の低下を招くことも懸念される。

また、Ａｕよりなる補助ワイヤが溶融したボールと当該補助ワイヤとを切断した後、補助ワイヤの切断片がボールに残る可能性もある。そうなると、隣り合うワイヤ間での当該切断片同士の接触による電気的な短絡や、切断片による被接合用ランドとワイヤとの接合不良といった不具合が懸念される。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、Ｃｕよりなるワイヤを被接合用ランドにワイヤボンディングするにあたって、一般的なワイヤボンディング装置を用いて、より低温で接合を行えるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、被接合用ランド（２１）とは別部位に、下地層（５１）の上に表層としてＣｕよりも融点の低い貴金属よりなる貴金属層（５２）を形成してなるダミーランド（５０）を配置しておき、イニシャルボール（４１）を形成するボール形成工程の前に、ツール（１００）によって、ワイヤ（４０）の引き出し部（４０ａ）をダミーランド（５０）の貴金属層（５２）に押し付けた後、ダミーランド（５０）から離脱させることにより、引き出し部（４０ａ）とともに下地層（５１）から貴金属層（５２）を剥離させて、当該離脱した引き出し部（４０ａ）の先端部に貴金属層（５２）を付着させる貴金属付着工程を行い、次に、ボール形成工程では、貴金属層（５２）を構成する貴金属が付着したワイヤ（４０）の引き出し部（４０ａ）に対して放電を行うことにより、イニシャルボール（４１）として先端部側が前記貴金属よりなるものを形成し、続いて、イニシャルボール（４１）の先端部側を、被接合用ランド（２１）に押し当ててボンディング工程を行うことを特徴とする。

それによれば、ダミーランド（５０）へのワイヤ（４０）の押し付け・離脱はあるものの、これらの動作は通常のツール（１００）の動きで行えるものであり、また、イニシャルボール（４１）の先端部側は貴金属よりなるので酸化が抑制され、ボール形成においてフォーミングガスは不要となる。そして、イニシャルボール（４１）の先端部側の融点の低い貴金属にて被接合用ランド（２１）にボンディングがなされるから、ボンディング工程では従来のＣｕワイヤよりも低温で接合が可能となる。

よって、本発明によれば、Ｃｕよりなるワイヤ（４０）を被接合用ランド（２１）にワイヤボンディングするにあたって、一般的なワイヤボンディング装置を用いて、より低温で接合を行うことができる。

ここで、請求項２に記載の発明のように、請求項１に記載のワイヤボンディング方法においては、ダミーランド（５０）として、下地層（５１）の表面に平坦化処理を施し、下地層（５１）と貴金属層（５２）との密着力を低減したものを用いてもよい。

このように下地層（５１）を平坦化処理すれば、下地層（５１）と貴金属層（５２）との密着力を低減し、貴金属層（５２）の剥離が容易になる。

また、請求項３に記載の発明のように、請求項１に記載のワイヤボンディング方法においては、ダミーランド（５０）として、下地層（５１）の上に貴金属層（５２）が２層、積層形成されるとともに、当該２層の貴金属層（５２）のうち下地層（５１）側に位置する貴金属層（５２ａ）の表面が鏡面処理され、その上に表層側の貴金属層（５２ｂ）が形成されたものを用い、貴金属付着工程では、表層側の貴金属層（５２ｂ）を剥離させるようにしてもよい。

この場合、鏡面とされた下地層（５１）側の貴金属層（５２ａ）の表面上に形成された表層側の貴金属層（５２ｂ）が剥離しやすくなる。

また、請求項４に記載の発明では、請求項１〜請求項３に記載のワイヤボンディング方法において、貴金属付着工程の後、先端部に貴金属層（５２）が付着した引き出し部（４０ａ）の当該先端部に、インクジェット法により貴金属を含む貴金属ペーストを付着させ、続いてボール形成工程を行うことを特徴とする。

それによれば、イニシャルボール（４１）の先端側の貴金属をより厚くすることができ、好ましい。

なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

本発明の第１実施形態に係る電子装置の概略断面図である。 第１実施形態に係るワイヤボンディング方法を示す工程図である。 第１実施形態のワイヤボンディング方法における貴金属付着工程を示す工程図である。 第１実施形態の他の例としてのダミーランドの概略断面図である。 本発明の第２実施形態に係るワイヤボンディング方法の要部を示す工程図である。 本発明の他の実施形態に係るダミーランドを示す図であり、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略断面図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る電子装置Ｓ１の概略断面構成を示す図である。本実施形態の電子装置Ｓ１は、大きくは、基板１０と、基板１０の一面上に搭載された被接合用ランドとしての１次ボンディングランド２１を有する電子部品２０と、基板１０の一面上に設けられた２次ボンディングランド３０と、電子部品２０とボンディングランド３０とを結線するＣｕよりなるワイヤ４０とを備えて構成されている。

本実施形態では、基板１０は、アルミナなどのセラミックよりなるセラミック基板であり、単層基板でも多層基板でもよい。電子部品２０は、ここではシリコン半導体などよりなるＩＣチップ２０であり、はんだや導電性接着剤などの図示しないダイマウント材を介して基板１０の一面に接合され固定されている。

被接合用ランドとしての１次ボンディングランド２１は、１次ボンディングされるランドであり、ここでは、ＩＣチップ２０の表面に形成されたＡｌ（アルミニウム）よりなるパッドである。また、２次ボンディングランド３０は、基板１０の一面においてＩＣチップ２０の近傍に配置されている。

この２次ボンディングランド３０は、Ｃｕワイヤを用いたワイヤボンディングにおける２次ボンディングされるランドとして一般的なものである。ここでは、２次ボンディングランド３０は、基板１０側からＷ（タングステン）などよりなるメタライズ層３１、Ｃｕ（銅）メッキよりなるＣｕ層３２、Ａｕ（金）メッキよりなるＡｕメッキ層３３が順次積層されることにより形成されている。

そして、ＩＣチップ２０の１次ボンディングランド２１と２次ボンディングランド３０とが、ワイヤ４０を介して結線されており、このワイヤ４０を介して電気的に接続されている。このワイヤ４０は、後述するワイヤボンディングにより形成されたものであり、Ｃｕよりなる。

ここで、本実施形態では、図１に示されるように、同じ基板１０の一面にて各ボンディングランド２１、３０とは離れた別部位に、ダミーランド５０が設けられている。このダミーランド５０は、後述するワイヤボンディングにおいて使用されるものであり、ここでは、基板１０側から下地層としてのタングステンなどよりなるメタライズ層５１、貴金属層としてのＡｕメッキよりなるＡｕメッキ層５２が順次積層されることにより形成されている。

このダミーランド５０のメタライズ層５１およびＡｕメッキ層５２は、２次ボンディングランド３０のメタライズ層３１、Ａｕメッキ層３３と同様のものである。つまり、本実施形態のダミーランド５０は、２次ボンディングランド３０においてＣｕメッキ層３２を省略した積層構成と同様のものである。

詳細は後述するが、このダミーランド５０では、後述するワイヤボンディングの貴金属付着工程において、下地層であるメタライズ層５１からＡｕメッキ層５２が剥離可能な状態とされている。

この剥離可能な状態とは、具体的には、ワイヤ４０をＡｕメッキ層５２に押し付けたときにＡｕメッキ層がワイヤ４０に付着し、ワイヤ４０を離脱させたときに、ワイヤ４０に付着した部分のＡｕメッキ層５２がワイヤ４０とともにメタライズ層５１から剥離するような状態であり、このような状態にてダミーランド５０は構成されている。

なお、図示しないが、本実施形態ではＩＣチップ２０の１次ボンディングランド２１、および、基板１０の一面の２次ボンディングランド３０は、実際には複数個設けられている。そして、これら両ランド２１、３０の複数の組が、ワイヤ４０により結線されている。なお、それぞれのランド２１、３０が１個ずつ、すなわち、当該両ランド２１、３０の組が１個であってもよい。

本実施形態の電子装置Ｓ１は、基板１０の一面に、ＩＣチップ２０を搭載・固定した後、ＩＣチップ２０の１次ボンディングランド２１と２次ボンディングランド３０とを、Ｃｕのワイヤボンディングによって結線することにより製造される。

次に、本実施形態のワイヤ３０の形成方法すなわちワイヤボンディング方法について述べるが、まず、図２を参照して、この種の一般的なワイヤボンディング方法に沿って、本方法の全体の流れを述べる。図２は、本実施形態に係るワイヤボンディング方法を示す工程図である。

ここでは、被接合用ランドであるＩＣチップ２０の１次ボンディングランド２１を、ボールボンディングが行われる１次ボンディング側とし、２次ボンディングランド３０をウェッジボンディングが行われる２次ボンディング側として、これら両ボンディングランド２１、３０がワイヤボンディングされる。

なお、本実施形態におけるワイヤボンディング装置は、この種の一般的なワイヤボンディングを行うことのできる装置であり、超音波などにより振動する図示しないホーンに対して図２に示されるツール１００を取り付けたものである。

そして、このツール１００は当該ホーンによって移動・振動させられる。また、ツール１００は、内部から先端部１０２まで貫通し先端部１０２に開口する内孔１０１を有しており、その内孔１０１にワイヤ４０を挿入して当該ワイヤ４０を保持するとともに、ツール１００の先端部１０２にワイヤ４０を引き出すものである。

まず、図２（ａ）に示されるように、ツール１００の内孔１０１に挿入されたワイヤ４０において、ツール１００の先端部１０２から引き出されたワイヤ４０の引き出し部４０ａに、トーチＴを用いた放電加工によって溶融させ、球形状をなすイニシャルボール４１を形成する。これがボール形成工程である。

次に、ツール１００によって、このイニシャルボール４１をＩＣチップ２０の１次ボンディングランド２１に押し当てて、図２（ｂ）中の矢印Ｙに示されるように、超音波振動を加えながら接合し、１次ボンディングを行う。これが被接合用ランド２１にイニシャルボール４１を接合するボンディング工程としての１次ボンディング工程である。

その後、ツール１００によって、ツール１００の先端部１０２からワイヤ４０を引き出しながら、ワイヤ４０を２次ボンディングランド３０まで引き回す（図２（ｃ）、（ｄ）参照）。

次に、２次ボンディングランド３０まで引き回されたワイヤ４０を、ツール１００の先端部１０２にて２次ボンディングランド３０に押しつけて、図２（ｄ）中の矢印Ｙに示されるように、超音波振動を加えながら接合し、２次ボンディングを行う。これが２次ボンディング工程である。

そして、図２（ｅ）の矢印に示す順に、ツール１００を上方へ移動させ、２次ボンディングランド３０からワイヤ４０を切り離す。以上が、本ワイヤボンディング方法の一連の流れである。

本実施形態では、このような一連のワイヤ接合のサイクルを有するワイヤボンディング方法において、ボール形成工程を行う前に、ワイヤ４０の引き出し部４０ａに貴金属を付着させる貴金属付着工程を実行し、その後ボール形成工程を行うものである。

この貴金属付着工程について、図３を参照して述べる。図３は、本実施形態のワイヤボンディング方法における貴金属付着工程を示す工程図であり、基板１０の一面のうちダミーランド５０およびその近傍部の概略断面図である。

この工程では、上記ダミーランド５０を使用する。上述したように、本実施形態のダミーランド５０は、基板１０の一面に形成され、下地層であるメタライズ層５１の上に表層としてＣｕよりも融点の低い貴金属であるＡｕよりなるＡｕメッキ層５２を形成してなる
ものである。

まず、貴金属付着工程では、ボール形成工程の前に、図３（ａ）に示されるように、ツール１００によって、ワイヤ４０の引き出し部４０ａをダミーランド５０のＡｕメッキ層５２に押し付ける。

ここで、上記図２（ｅ）に示したように、ワイヤ４０の切り離しを行ったとき、ツール１００の先端部１０２からは、ワイヤ４０の引き出し部４０ａが残る。ここにおいて、このワイヤ４０の切り離し直後の引き出し部４０ａを、直接ダミーランド５０に押し付けてもよい。

しかし、本実施形態の貴金属付着工程では、まず、図３（ａ）に示されるように、図２（ｅ）におけるワイヤ４０の切り離し直後の引き出し部４０ａにダミーボール４０ｂを形成し、そのダミーボール４０ｂをダミーランド５０に接合する。その後、ダミーランド５０上にて、さらにワイヤ４０を引き出し、その引き出し部４０ａをダミーランド５０へ押し付けるようにしている。

ここで、ダミーボール４０ｂは、ワイヤ４０の切り離し直後の上記引き出し部４０ａに対して、上記トーチＴを用いて放電・溶融を行うことにより、上記イニシャルボール４１と同様に形成する。そして、図３（ａ）に示されるように、まず、ツール１００によって、このダミーボール４１をダミーランド５０に接合する。

このダミーボール４０ｂの接合は、一般的なＣｕワイヤのボールボンディングと同様に熱および超音波を印加することにより行われるが、そもそもダミーランド５０は、ボンディングによるダメージを受けてもかまわないものであるため、問題ない。

このダミーボール４０ｂのダミーランド５０への接合により、ワイヤ４０がダミーランド５０に安定して支持され、その後の引き出し部４０ｂのダミーランド５０への押しつけが安定して行える。

次に、図３（ａ）に示されるように、矢印Ｙ方向にツール１００を動かして、ダミーランド５０上にてワイヤ４０を引き出しながら、ダミーボール４０ｂからダミーランド５０における別部位まで、ワイヤ４０を引き回す。そして、このときに引き出されたワイヤ４０の引き出し部４０ａを当該別部位にてＡｕメッキ層５２に押し付ける。

その後、本実施形態の貴金属付着工程では、図３（ｂ）に示されるように、このワイヤ４０の引き出し部４０ａの押し付け部位から、ツール１００を、基板１０の一面の上方（図中の矢印Ｙ方向）に移動させることで、当該引き出し部４０ａをダミーランド５０から離脱させる。

それにより、ワイヤ４０の引き出し部４０ａに押し付けられた部分のＡｕメッキ層５２は、引き出し部４０ａとともにメタライズ層５１から剥離し、離脱した引き出し部４０ａの先端部に付着する。ここまでが貴金属付着工程である。

このように、本実施形態の貴金属付着工程は、ダミーボール４０ｂの形成、ダミーボール４０ｂのダミーランド５０への接合、ワイヤ４０の引き出し、引き出し部４０ａのダミーランド５０への押し付け・離脱、といった各動作を順次行うことにより、引き出し部４０ａの先端部にＡｕを付着させるものである。

その後、図３（ｃ）に示されるボール形成工程を行う。この図３（ｃ）のボール形成工程は上記図２（ａ）に示したものである。つまり、本実施形態のボール形成工程では、Ａｕメッキ層５２を構成する貴金属としてのＡｕが付着しているワイヤ４０の引き出し部４０ａに対して、上記トーチＴによる放電・溶融を行うことになる。

そのため、本実施形態のイニシャルボール４１としては、その先端部側がＡｕよりなる球状のものが形成される。なお、イニシャルボール４１の先端部とは、当該ボール４１がワイヤ４０に連結されている部位を根元部として、当該根元部とは反対側の端部のことである。

こうして、ボール形成工程によって、イニシャルボール４１を形成した後、上記図２（ｂ）に示したように、イニシャルボール４１の先端部側を、被接合用ランドとしての１次ボンディングランド２１に押し当てて、１次ボンディング工程を行う。

このとき、イニシャルボール４１の先端部側のＡｕの部分にて、ワイヤ４０と１次ボンディングランド２１とが接合されるので、実質的にＡｕワイヤボンディングと同程度のＣｕワイヤボンディングよりも低いボンディング温度にて、接合が可能となる。

その後は、上記図２（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）に示したように、２次ボンディングランド３０までのワイヤ４０の引き回し、２次ボンディング工程、ワイヤ４０の切り離しを行えば、本実施形態における１次ボンディングランド２１と２次ボンディングランド３０とのワイヤボンディングが完了する。

つまり、本実施形態のワイヤボンディング方法は、図３に示した貴金属付着工程、図２に示したボール形成工程、１次ボンディング工程、２次ボンディング工程、ワイヤ４０の切り離しを１サイクルとするものである。

そして、本実施形態では、このサイクルを、ワイヤ４０の接続が必要な各ランド２１、３０の数だけ繰り返す。つまり、ワイヤ接合の１サイクルが完了した後、別の１次ボンディングランド２１と２次ボンディングランド３０の組に対して、次のサイクルを行う。そして、このサイクルを複数回繰り返すことにより、ＩＣチップ２０上の複数個の１次ボンディングランド２１と基板１０上の２次ボンディングランド３０とが、ワイヤ４０を介して接続されるのである。

ところで、上記した本実施形態のワイヤボンディング方法によれば、ダミーボール４０ｂの形成やダミーランド５０へのワイヤ４０の押し付け・離脱といった動作はあるものの、これらの動作は、ツール１００の動きとしては汎用的なものである。つまり、本実施形態の貴金属付着工程は、上記図２に示した通常のワイヤボンディングの動作を適用することで行えるものである。

それゆえ、本方法は、一般的なワイヤボンディング装置ならば問題なく行えるものであり、貴金属付着工程を追加したとしても、設備費用やタクトタイムの増加は極力抑えられる。また、上記特許文献１のようなワイヤ切断を行うことは無く、上記したような切断片による不具合も発生しないので、生産性も確保される。

また、本方法では、イニシャルボール４１の先端部側は、Ｃｕよりも酸化しにくい貴金属としてのＡｕよりなるので、当該先端部側は酸化が抑制され、ボール形成工程においては、従来のようなフォーミングガスは不要となる。そして、イニシャルボール４１の先端部側の融点の低いＡｕにて１次ボンディングランド２１にボンディングがなされるから、１次ボンディング工程では従来のＣｕワイヤよりも低温で接合が可能となる。

このように、本実施形態によれば、Ｃｕよりなるワイヤ４０を被接合用ランドとしての１次ボンディングランド２１にワイヤボンディングするにあたって、一般的なワイヤボンディング装置を用いて、より低温で接合を行うことができる。

また、本実施形態では、被接合用ランドとしての１次ボンディングランド２１および２次ボンディングランド３０が設けられている基板１０に対して、ダミーランド５０を設けている。つまり、これら各ランド２１、３０、５０が同一の基板１０にて別部位に配置されている。そのため、本実施形態によれば、ダミーランド５０を形成するための別の基板が不要となる。

なお、１次ボンディング工程は、上述のようにボールボンディングであり、ワイヤ４０を放電・溶融させて固化させることでイニシャルボール４１を形成するため、従来では、Ｃｕのイニシャルボール４１が酸化しやすい。

それに対して、２次ボンディングランド３０とワイヤ４０との接合、すなわち２次ボンディング工程については、ツール１００の先端部１０２からワイヤ４０を引き出した直後に、加熱・超音波印加によりボンディングを行うため、ワイヤ４０の酸化度合は、１次ボンディング工程におけるイニシャルボール４１に比べて問題ないほど小さい。そのため、本実施形態の２次ボンディング工程については、通常の方法と同様の方法を採用してもかまわない。

また、本実施形態では、１次ボンディングランド２１は、ＩＣチップ２０のアルミパッドであるが、この場合、１次ボンディング後においては、ワイヤ４０と１次ボンディングランド２１との接合界面には、イニシャルボール４１の先端部のＡｕとパッドのＡｌとの合金層が形成される。

このＡｕ／Ａｌ合金層は、ボンディング温度が高くなるほど厚くなる傾向にあることが確認されている。そこで、イニシャルボール４１の先端部におけるＡｕの厚さとしては、ボンディング温度が高いほど厚くすることが好ましい。

また、上述したように、ダミーランド５０としては、ワイヤボンディングの貴金属付着工程において、メタライズ層５１からＡｕメッキ層５２が剥離可能な状態のものが必要であるが、そのようなダミーランド５０の形成方法について述べる。

１つ目の方法としては、ダミーランド５０として、メタライズ層５１とＡｕメッキ層５２との密着力を低減するべくメタライズ層５１の表面に平坦化処理を施し、その後、メタライズ層５１の表面上にＡｕメッキ層５２を形成したものとする。

具体的に、このような平坦化処理としては、プレス加工や研磨などが挙げられる。平坦化されたメタライズ層５１とＡｕメッキ層５２とは、当該平坦化しない場合に比べて密着力が低下する。そのため、このようなダミーランド５０を用いれば、メタライズ層５１からのＡｕメッキ層５２の剥離が容易になる。

また、この平坦化処理を行うと、場合によっては、Ａｕメッキ後の熱履歴（たとえばシンター）によって、Ａｕメッキ層５２とメタライズ層５１との界面に残るメッキ液のアウトガスが膨張して、Ａｕメッキ層５２が膨れやすくなり、いっそう剥離が促進される可能性もある。

２つ目の方法について図４に示す。図４は、当該２つ目の方法により形成されたダミーランド５０の概略断面構成を示す図である。この例では、ダミーランド５０は、メタライズ層５１の上にＡｕメッキ層５２が２層、積層形成されてなる。ここで、当該２層のＡｕメッキ層５２のうちメタライズ層５１側に位置するＡｕメッキ層５２ａの表面は鏡面処理され、その上に表層側のＡｕメッキ層５２ｂが形成されている。

この場合、メタライズ層５１の上に１層目のＡｕメッキ層５２ａをメッキで形成した後、その表面をプレスや研磨によって鏡面に仕上げ、その後、２層目のＡｕメッキ層５２ｂを形成すればよい。

この場合、鏡面とされたメタライズ層５１側のＡｕメッキ層５２ａと表層側のＡｕメッキ層５２ｂとの密着力が低減するため、貴金属付着工程では、表層側のＡｕメッキ層５２ｂが剥離する。

（第２実施形態）
図５は、本発明の第２実施形態に係るワイヤボンディング方法の要部を示す工程図である。ここでは、上記第１実施形態のワイヤボンディング方法との相違点を中心に述べることとする。

図５（ａ）、（ｂ）に示されるように、本実施形態では、貴金属付着工程によって、ワイヤ４０の引き出し部４０ａの先端部にＡｕメッキ層５２を付着させる。そして、図５（ｃ）に示されるように、この貴金属付着工程の後、引き出し部４０ａにおけるＡｕメッキ層５２が付着している先端部に、インクジェット法によりＡｕを含むＡｕペーストＰを付着させる。

このＡｕペーストＰは、たとえば粒径がナノメートルオーダーであるＡｕ粒子を有機溶媒などに分散させたものである。そして、このＡｕペーストＰを、インクジェット法の要領でノズルＮから噴霧することにより、ワイヤ４０の引き出し部４０ａの先端部に付着させる。この状態で、続いてボール形成工程を行えば、溶融時の熱によって、このＡｕペーストＰが硬化するため、イニシャルボール４１の先端側のＡｕをより厚くすることが可能となる。

（他の実施形態）
図６は、本発明の他の実施形態に係るダミーランド５０を示す図であり、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略断面図である。

上記第１実施形態では、各ボンディングランド２１、３０とダミーランド５０とが同一の基板１０にて別部位に配置されていた。ここで、ダミーランド５０は、１次ボンディングランド２１とは別部位に配置されていればよく、２次ボンディングランド３０とは一体に形成されたものであってもよい。

具体的には、図６に示されるように、ダミーランド５０は、２次ボンディングランド３０の一部を延長したものであり、２次ボンディングランド３０とダミーランド５０とは連続してつながったものとされている。この場合、当該両ランド３０、５０を離して配置させる場合（上記図１参照）に比べて、基板１０の一面のスペースが有効に使える。

そして、この場合、図６（ｂ）に示されるように、２次ボンディングランド３０とダミーランド５０は、同一の層構成とする。すなわち、基板１０の一面側からメタライズ層３１、５１、Ｃｕ層３２、４３、Ａｕメッキ層３３、５２が順次形成されたものである。これら３層３１〜３３、５１〜５３は、２次ボンディングランド３０側とダミーランド５０側とで符号を異ならせてあるが、連続した同一の層である。

ただし、ダミーランド５０においては、２次ボンディングランド３０よりもＡｕメッキ層５２がＣｕ層５３より剥離しやすいものとするため、ダミーランド５０のメタライズ層５１の表面を、２次ボンディングランド３０のメタライズ層３１の表面よりも平坦化している。

この平坦化については、たとえば両ランド３０、５０の領域に渡ってメタライズ層３１、５１を形成した後、ダミーランド５０のメタライズ層５０について、部分的に上記プレスや研磨による平坦化処理を行うことにより実現可能である。

また、出来栄え検査などのために、これら２次ボンディングランド３０とダミーランド５０との境界を明確化することが好ましく、そのためには、当該境界を表す視認可能な印Ｍ１、Ｍ２を設けることが望ましい。

そのような印Ｍ１、Ｍ２としては、たとえば、図６（ａ）に示されるように、連続する両ランド３０、５０の境界に、くびれＭ１を設けたり、図６（ｂ）に示されるように、当該両ランド３０、５０の境界に溝Ｍ２を設けたりすればよい。

図６（ａ）に示されるくびれＭ１は、当該両ランド３０、５０の平面形状をみたとき、当該境界にて幅が狭くなったものであり、図６（ｂ）に示される溝Ｍ２は、両ランド３０、５０の厚さ方向の断面形状をみたとき、ランド表面から凹んだものである。このようなくびれＭ１や溝Ｍ２は、メタライズ層印刷におけるマスクパターンや、エッチング、プレスなどにより容易に形成される。

また、図示しないが、ダミーランド５０は、上記両ボンディングランド２１、３０が設けられている基板１０とは、別体の基板に設けてもよい。その場合、基板１０においては、ダミーランド５０を設けるスペースが不要となり、基板１０の小型化、ひいては電子装置の小型化の点で好ましい。

また、被接合用ランドは、上記したＩＣチップなどの電子部品に形成されたもの以外にも、１次ボンディングによってＣｕワイヤが接合されるものであればよく、たとえば、各種の表面実装部品、あるいは、基板の一面に直接設けられた他のランドや電極などであってもよい。

また、基板１０としては、上記したセラミック基板以外にも、プリント基板やリードフレーム、ヒートシンクなどであってもよい。

また、上記実施形態では基板１０がセラミック基板であったので、Ｃｕ層３２やＡｕメッキ層５２と基板１０との密着性を確保するべくメタライズ層３１を介在させていた。しかし、基板が、たとえばリードフレーム等の場合には、ダミーランドにおけるＡｕメッキ層の下地層としては、リードフレームの表面そのものであってもよく、この場合、ダミーランドとしては、当該リードフレームの表面に直接Ａｕメッキ層を形成したものであってもよい。

また、貴金属層を構成する貴金属としては、Ｃｕよりも融点の低い貴金属であればよく、上記したＡｕに限定されるものではない。

１０ 基板
２１ 被接合用ランドとしての１次ボンディングランド
４０ ワイヤ
４０ａ ワイヤの引き出し部
４１ イニシャルボール
５０ ダミーランド
５１ ダミーランドの下地層としてのメタライズ層
５２ ダミーランドの貴金属層としてのＡｕメッキ層
１００ ツール

Claims (4)

1. Ｃｕよりなるワイヤ（４０）を被接合用ランド（２１）にワイヤボンディングする方法であって、
   先端部から前記ワイヤ（４０）が引き出されるようになっているワイヤボンディング用のツール（１００）を用い、前記ツール（１００）の先端部から引き出された前記ワイヤ（４０）の引き出し部（４０ａ）を放電により溶融させて球状のイニシャルボール（４１）を形成するボール形成工程と、
   その後、前記ツール（１００）によって、前記被接合用ランド（２１）に前記イニシャルボール（４１）を押し当て前記イニシャルボール（４１）に超音波を印加することにより、前記被接合用ランド（２１）に前記イニシャルボール（４１）を接合するボンディング工程と、を備えるワイヤボンディング方法において、
   前記被接合用ランド（２１）とは別部位に、下地層（５１）の上に表層としてＣｕよりも融点の低い貴金属よりなる貴金属層（５２）を形成してなるダミーランド（５０）を配置しておき、
   前記ボール形成工程の前に、前記ツール（１００）によって、前記ワイヤ（４０）の引き出し部（４０ａ）を前記ダミーランド（５０）の前記貴金属層（５２）に押し付けた後、前記ダミーランド（５０）から離脱させることにより、前記引き出し部（４０ａ）とともに前記下地層（５１）から前記貴金属層（５２）を剥離させて、当該離脱した前記引き出し部（４０ａ）の先端部に前記貴金属層（５２）を付着させる貴金属付着工程を行い、
   次に、前記ボール形成工程では、前記貴金属層（５２）を構成する前記貴金属が付着した前記ワイヤ（４０）の引き出し部（４０ａ）に対して前記放電を行うことにより、前記イニシャルボール（４１）として先端部側が前記貴金属よりなるものを形成し、
   続いて、前記イニシャルボール（４１）の先端部側を、前記被接合用ランド（２１）に押し当てて前記ボンディング工程を行うことを特徴とするワイヤボンディング方法。
2. 前記ダミーランド（５０）として、前記下地層（５１）の表面に平坦化処理を施し、前記下地層（５１）と前記貴金属層（５２）との密着力を低減したものを用意す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方法。
3. 前記ダミーランド（５０）として、前記下地層（５１）の上に前記貴金属層（５２）が２層、積層形成されるとともに、当該２層の前記貴金属層（５２）のうち前記下地層（５１）側に位置する前記貴金属層（５２ａ）の表面が鏡面処理され、その上に表層側の前記貴金属層（５２ｂ）が形成されたものを用意し、
   前記貴金属付着工程では、前記表層側の前記貴金属層（５２ｂ）を剥離させ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方法。
4. 前記貴金属付着工程の後、先端部に前記貴金属層（５２）が付着した前記引き出し部（４０ａ）の当該先端部に、インクジェット法により貴金属を含む貴金属ペーストを付着させ、続いてボール形成工程を行うことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のワイヤボンディング方法。

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