JPH03173144A - ボンデング用基板とボンデング用無電解金メッキ - Google Patents
ボンデング用基板とボンデング用無電解金メッキInfo
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- JPH03173144A JPH03173144A JP1312619A JP31261989A JPH03173144A JP H03173144 A JPH03173144 A JP H03173144A JP 1312619 A JP1312619 A JP 1312619A JP 31261989 A JP31261989 A JP 31261989A JP H03173144 A JPH03173144 A JP H03173144A
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- H05K3/22—Secondary treatment of printed circuits
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- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Wire Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明の目的は、プリント配線基板上にＩＣチップをの
せ、ＩＣとプリント配線基板の回路とを電気的に接続す
るためワイヤボンデングを行う方法として、現在我国で
最も多く使用されている熱圧着法ワイヤボンデングの一
方法であるサーモＵＳ法（超音波熱圧着ワイヤボンデン
グ法）を用いて、ボンデングするのに必要な熱圧着用の
金メッキ（０，３μ以上の高純度金メッキ）を無電解金
メッキを用いて付けることにある。
せ、ＩＣとプリント配線基板の回路とを電気的に接続す
るためワイヤボンデングを行う方法として、現在我国で
最も多く使用されている熱圧着法ワイヤボンデングの一
方法であるサーモＵＳ法（超音波熱圧着ワイヤボンデン
グ法）を用いて、ボンデングするのに必要な熱圧着用の
金メッキ（０，３μ以上の高純度金メッキ）を無電解金
メッキを用いて付けることにある。
現在ＩＣ組立のワイヤボンデングとして、熱圧着接合法
と超音波接合法の二つの方法がある。
と超音波接合法の二つの方法がある。
熱圧着法は、ＩＣと基板をあらかじめボンデングできる
温度（金ワイヤを用いる場合３００℃〜４００°Ｃ）に
加熱して、この熱と圧力によって金ワイヤを溶着させる
もので、古くからＩＣの組立てに用いられてきた。
温度（金ワイヤを用いる場合３００℃〜４００°Ｃ）に
加熱して、この熱と圧力によって金ワイヤを溶着させる
もので、古くからＩＣの組立てに用いられてきた。
熱圧着の改良方法としてサーモしＳ法があるが、熱圧着
法、サーモＵＳ法共に、電気トーチか、水素トーチを用
いて金線を切断し、切断時に切断個所にできる金の玉を
くわえて、ＩＣのボンデング用端子に押し付けて熱圧着
するので両方共にネールヘッドボンデング（熱圧着ボン
デング）と呼ばれている。
法、サーモＵＳ法共に、電気トーチか、水素トーチを用
いて金線を切断し、切断時に切断個所にできる金の玉を
くわえて、ＩＣのボンデング用端子に押し付けて熱圧着
するので両方共にネールヘッドボンデング（熱圧着ボン
デング）と呼ばれている。
サーモＵＳ法は基板の温度をある程度（リードフレーム
やセラミックでは２００’Ｃ〜３００℃程度、プリント
配線基板では１２０℃〜２００℃程度）に上げておいて
、ボンデングの時に超音波を兼用することによって、こ
の予熱温度に超音波の振動摩擦熱が加って極部的に金線
を熱圧着できる温度（３００°Ｃ〜４００℃）まで上昇
させて、熱圧着させるもので、接合の機構は熱圧着法と
同じである。
やセラミックでは２００’Ｃ〜３００℃程度、プリント
配線基板では１２０℃〜２００℃程度）に上げておいて
、ボンデングの時に超音波を兼用することによって、こ
の予熱温度に超音波の振動摩擦熱が加って極部的に金線
を熱圧着できる温度（３００°Ｃ〜４００℃）まで上昇
させて、熱圧着させるもので、接合の機構は熱圧着法と
同じである。
サーモしＳ法は熱と圧力のみでボンデングする方法に比
して予熱温度が低くてよいので基板やＩＣの熱による影
響をおさえることができ、超音波法に比してボンデング
のスピードが非常に早（、金線のボンデングの信頼性が
高いなどの理由で、現在我国のＩＣのワイヤボンデング
にはほとんど熱圧着の改良方法であるサーモＵＳ法が用
いられている。
して予熱温度が低くてよいので基板やＩＣの熱による影
響をおさえることができ、超音波法に比してボンデング
のスピードが非常に早（、金線のボンデングの信頼性が
高いなどの理由で、現在我国のＩＣのワイヤボンデング
にはほとんど熱圧着の改良方法であるサーモＵＳ法が用
いられている。
このサーモＵＳ法で銅ワイヤやアルミワイヤを用いるに
は、アルゴン等の不活性ガスを必要とするため、はとん
ど金ワイヤが用いられている。
は、アルゴン等の不活性ガスを必要とするため、はとん
ど金ワイヤが用いられている。
超音波接合法（超音波ボンデング法）は別名ウエツヂボ
ンデングとも言われ、超音波の振動を用いて、金属と金
属をこすり合せることによって接合するもので、（超音
波のみでは金を熱圧着できる温度まで上げることはでき
ない）ネールヘッドボンデングとはその接合の機構が異
るものである。
ンデングとも言われ、超音波の振動を用いて、金属と金
属をこすり合せることによって接合するもので、（超音
波のみでは金を熱圧着できる温度まで上げることはでき
ない）ネールヘッドボンデングとはその接合の機構が異
るものである。
超音波接合法はボンデングのスピードが遅（、アルミ線
を用いる場合が多いので東南アジアでは用いられている
が、我国ではパワーＩＣ、パワートランジスターやサー
マルヘッドの組立て等には用いられているが、ＩＣの組
立用ボンデングとしては使用例が少ない。
を用いる場合が多いので東南アジアでは用いられている
が、我国ではパワーＩＣ、パワートランジスターやサー
マルヘッドの組立て等には用いられているが、ＩＣの組
立用ボンデングとしては使用例が少ない。
超音波接合法を用いる場合、ワイヤと接合する相手金属
との硬度が近い方がよい。ワイヤの硬度が低いと超音波
によってワイヤのみがつぶれてしまい、接合の相手とな
るニッケルやアルミの酸化被膜を破って変形させ安定し
た接合を得ることができない。ワイヤのみがあまりに硬
い場合には、相手金属のみが変形してしまって、ワイヤ
の酸化被膜を破って変形させることができないので、や
はり安定した接合を得ることができない。金ワイヤは酸
化被膜はできないが硬度が低過ぎる。
との硬度が近い方がよい。ワイヤの硬度が低いと超音波
によってワイヤのみがつぶれてしまい、接合の相手とな
るニッケルやアルミの酸化被膜を破って変形させ安定し
た接合を得ることができない。ワイヤのみがあまりに硬
い場合には、相手金属のみが変形してしまって、ワイヤ
の酸化被膜を破って変形させることができないので、や
はり安定した接合を得ることができない。金ワイヤは酸
化被膜はできないが硬度が低過ぎる。
ＩＣの接合端子が一般にアルミが多いので、超音波接合
法には一般にアルミワイヤが用いられている。
法には一般にアルミワイヤが用いられている。
超音波法では金メッキを施さな（でもニッケルメッキに
アルミ線を直接に接合することができる。金メッキを用
いるのは防錆のためで、ニッケルメッキ等の酸化被膜の
成長を押えて、ボンデング性の劣化を防止するもので、
ニッケルメッキのみではボンデングができないと言うも
のではな（、金メッキが無しで酸化が進んでも、超音波
を強くし、時間を少し長（すれば、充分にボンデングが
できるという程度のものである。したがって金メッキの
厚さは薄くて（０，１μ以下）も良く、この程度のメッ
キ厚は、従来から市販の無電解金メッキ液でも充分に付
けることのできる厚さであり、電解メッキとともに用い
られてきた。
アルミ線を直接に接合することができる。金メッキを用
いるのは防錆のためで、ニッケルメッキ等の酸化被膜の
成長を押えて、ボンデング性の劣化を防止するもので、
ニッケルメッキのみではボンデングができないと言うも
のではな（、金メッキが無しで酸化が進んでも、超音波
を強くし、時間を少し長（すれば、充分にボンデングが
できるという程度のものである。したがって金メッキの
厚さは薄くて（０，１μ以下）も良く、この程度のメッ
キ厚は、従来から市販の無電解金メッキ液でも充分に付
けることのできる厚さであり、電解メッキとともに用い
られてきた。
これに対して、金線を用いたネールヘッドボンデングで
は、金線と基板との接合は金と金とが熱と圧力によって
溶着するもので、金メッキは大変重要な要因であり、金
メッキが無ければボンデングできないし、金メッキが０
．３μ以下の場合は、信頼性の高いボンデングを安定し
て行うことができない。
は、金線と基板との接合は金と金とが熱と圧力によって
溶着するもので、金メッキは大変重要な要因であり、金
メッキが無ければボンデングできないし、金メッキが０
．３μ以下の場合は、信頼性の高いボンデングを安定し
て行うことができない。
従来ネールヘッドボンデングには９９．９９％以上の高
純度で厚さ０．３以上の電解金メッキか銀メッキ（銀は
マイグレーションが発生するのでプリント基板のボンデ
ング用には用いられていない）が用いられてきた。
純度で厚さ０．３以上の電解金メッキか銀メッキ（銀は
マイグレーションが発生するのでプリント基板のボンデ
ング用には用いられていない）が用いられてきた。
無電解メッキには置換法と還元法があるが、置換法によ
る金メッキは下地のニッケルメッキが溶けだすことによ
って金が置きかわって析出する機構なので、金がニッケ
ルの表面を覆ってしまうと、ニッケルが溶けだすことが
できなくなるので、金を厚（付けることができない。安
定して付けられる金メッキ厚は０．１μ程度で、無理し
ても０．２μ以下のメッキ厚しか付けることができない
。
る金メッキは下地のニッケルメッキが溶けだすことによ
って金が置きかわって析出する機構なので、金がニッケ
ルの表面を覆ってしまうと、ニッケルが溶けだすことが
できなくなるので、金を厚（付けることができない。安
定して付けられる金メッキ厚は０．１μ程度で、無理し
ても０．２μ以下のメッキ厚しか付けることができない
。
金のメッキ厚が０．２μ以下では、金メッキを付けたば
かりではボンデングすることができても、時間が経過す
るとボンデング性が悪くなる。
かりではボンデングすることができても、時間が経過す
るとボンデング性が悪くなる。
還元法を用いて金の無電解メッキを行う場合、金メッキ
液の安定性が悪く、短時間で金が自己析出してしまい、
膜厚のコントロールが難しく、液の更新頻度が多いので
コスト高となるため、今までネールヘッドボンデング用
として、無電解金メッキが実用に至らなかった。
液の安定性が悪く、短時間で金が自己析出してしまい、
膜厚のコントロールが難しく、液の更新頻度が多いので
コスト高となるため、今までネールヘッドボンデング用
として、無電解金メッキが実用に至らなかった。
本発明では置換法と還元法を組合せることによって上記
の問題点を解決して厚さ０．３μ以上のネールヘッドボ
ンデング用金メッキを安定して付けることを可能とした
ものである。
の問題点を解決して厚さ０．３μ以上のネールヘッドボ
ンデング用金メッキを安定して付けることを可能とした
ものである。
置換作用によってニッケル表面に薄い（０，０５μ程度
）金メッキ被膜を形成し、この置換によって析出した金
を自己触媒にして還元作用を用いて金メッキを付けると
、還元作用のみでニッケルメッキ上に金メッキを付ける
場合に比して還元剤の量を大巾（１０分の１程度）に押
えることができるので、金が還元剤によって自己析出す
るのを防止することができるので、−ケ月以上の長期間
安定してメッキ液を使用できる。
）金メッキ被膜を形成し、この置換によって析出した金
を自己触媒にして還元作用を用いて金メッキを付けると
、還元作用のみでニッケルメッキ上に金メッキを付ける
場合に比して還元剤の量を大巾（１０分の１程度）に押
えることができるので、金が還元剤によって自己析出す
るのを防止することができるので、−ケ月以上の長期間
安定してメッキ液を使用できる。
ＰＨ７以下としたのは、無電解金メッキ液がアルカリ側
にあると、無電解金メッキ液中にシアン等の化学的に強
い薬品と、メッキ作業温度が通常９０°Ｃ〜１００°Ｃ
と高いので、エポキシ等の樹脂がアルカリに弱いため、
銅回路上のソルダーレジストがメッキ液におかされてし
まうが、ＰＨ７以下の酸性域でメッキを行うと、レジス
トがおかされずにメッキを付けることができるためであ
る。
にあると、無電解金メッキ液中にシアン等の化学的に強
い薬品と、メッキ作業温度が通常９０°Ｃ〜１００°Ｃ
と高いので、エポキシ等の樹脂がアルカリに弱いため、
銅回路上のソルダーレジストがメッキ液におかされてし
まうが、ＰＨ７以下の酸性域でメッキを行うと、レジス
トがおかされずにメッキを付けることができるためであ
る。
以上、置換・還元作用を合せ持つＰＨ７以下の無電解メ
ッキ液によって、厚さ０．３μ以上金メッキを安定して
付けることができた。
ッキ液によって、厚さ０．３μ以上金メッキを安定して
付けることができた。
実施例
銅回路形成後ソルダーレジストを印刷し、無電解ニッケ
ルを５μ付けたものに、無電解金メッキ液液組成シアン
金カリウム ５ｇ＃’ クエン酸ソーダー １５ｇ＃’ 塩化アンモン ２０ｇ／１ 次亜リン酸ソーダー １ｇ＃’ チオ尿素 ０．１ ｇ／ １上記の金メ
ッキに対して金ワイヤを用いてサーモＵＳ法でボンデン
グを行ったボンデング強度ＮαＩＮα２Ｎα３Ｎα４Ｎ
α５平均 ８．５ｇ ８．７ｇ ９．４ｇ ８．８ｇ ９
．３ｇ ８．９ｇネールヘッド用ボンデング金メッキ
が無電解金メッキで可能となると、電解メッキを行うた
めのメッキリードが不要となり、パターン密度を上げる
ことができる。
ルを５μ付けたものに、無電解金メッキ液液組成シアン
金カリウム ５ｇ＃’ クエン酸ソーダー １５ｇ＃’ 塩化アンモン ２０ｇ／１ 次亜リン酸ソーダー １ｇ＃’ チオ尿素 ０．１ ｇ／ １上記の金メ
ッキに対して金ワイヤを用いてサーモＵＳ法でボンデン
グを行ったボンデング強度ＮαＩＮα２Ｎα３Ｎα４Ｎ
α５平均 ８．５ｇ ８．７ｇ ９．４ｇ ８．８ｇ ９
．３ｇ ８．９ｇネールヘッド用ボンデング金メッキ
が無電解金メッキで可能となると、電解メッキを行うた
めのメッキリードが不要となり、パターン密度を上げる
ことができる。
メッキリードの断線、ショート等による不良を減すこと
ができる。
ができる。
メッキ厚が電解メッキより均一の為、金の使用量を少な
くすることができる。
くすることができる。
多層板等でメッキリードの引廻しが困難で今までＩＣチ
ップをのせることが不可能だった基板にも、ＩＣチップ
をのせることができるなど、その効用は大なるものがあ
る。
ップをのせることが不可能だった基板にも、ＩＣチップ
をのせることができるなど、その効用は大なるものがあ
る。
なおこの無電解金メッキをセラミックやガラス基板のネ
ールヘッドボンデング用金メッキとしても利用できるこ
とはもちろんである。
ールヘッドボンデング用金メッキとしても利用できるこ
とはもちろんである。
第一図、パターン形成したボンデング金メッキ前の基板
。 第二図、無電解金メッキした基板の断面図。 第三図、ＩＣチップをのせ基板にネールヘッドボンデン
グした断面図。 符号 １、ソルダーレジスト２．ボンデング端子回路３．タイ
パット４、基材（有機絶縁材料）５．ニッケルメッキ
６．置換無電解金メッキ ７．還元無電解金メッキ ８
． Ｉ Ｃチップ ９．金ワイヤ １０．ネールヘッド
第一図 第二図 第三図
。 第二図、無電解金メッキした基板の断面図。 第三図、ＩＣチップをのせ基板にネールヘッドボンデン
グした断面図。 符号 １、ソルダーレジスト２．ボンデング端子回路３．タイ
パット４、基材（有機絶縁材料）５．ニッケルメッキ
６．置換無電解金メッキ ７．還元無電解金メッキ ８
． Ｉ Ｃチップ ９．金ワイヤ １０．ネールヘッド
第一図 第二図 第三図
Claims (3)
- （１）回路形成したプリント配線基板のボンデング用端
子部に無電解ニッケルを施した後に、無電解金を用いて
０．３μ以上の熱圧着用の金メッキを施した、ネールヘ
ッドボンデング（熱圧着ボンデング）用プリント配線基
板。 - （２）上記熱圧着ボンデング用金メッキに、置換と還元
作用を同時に用い、ＰＨ７以下の酸性域で０．３μ以上
のメッキ厚で金メッキを付けるメッキ方法。 - （３）上記無電解ニッケルメッキに、最初にリンを含む
無電解ニッケルメッキを付け、その上にホウ素を含む無
電解ニッケルメッキを付ける方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1312619A JPH03173144A (ja) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | ボンデング用基板とボンデング用無電解金メッキ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1312619A JPH03173144A (ja) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | ボンデング用基板とボンデング用無電解金メッキ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03173144A true JPH03173144A (ja) | 1991-07-26 |
Family
ID=18031382
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1312619A Pending JPH03173144A (ja) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | ボンデング用基板とボンデング用無電解金メッキ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03173144A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007123919A (ja) * | 1994-03-18 | 2007-05-17 | Hitachi Chem Co Ltd | 半導体パッケ−ジの製造法及び半導体パッケ−ジ |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53114071A (en) * | 1977-03-17 | 1978-10-05 | Tokyo Shibaura Electric Co | Method of producing electronic part |
| JPS63128788A (ja) * | 1986-11-19 | 1988-06-01 | ソニー株式会社 | 回路基板の製法 |
| JPS63255377A (ja) * | 1987-04-09 | 1988-10-21 | Seiko Instr & Electronics Ltd | 透明導電膜パタ−ン上の金属電極層 |
-
1989
- 1989-11-30 JP JP1312619A patent/JPH03173144A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53114071A (en) * | 1977-03-17 | 1978-10-05 | Tokyo Shibaura Electric Co | Method of producing electronic part |
| JPS63128788A (ja) * | 1986-11-19 | 1988-06-01 | ソニー株式会社 | 回路基板の製法 |
| JPS63255377A (ja) * | 1987-04-09 | 1988-10-21 | Seiko Instr & Electronics Ltd | 透明導電膜パタ−ン上の金属電極層 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007123919A (ja) * | 1994-03-18 | 2007-05-17 | Hitachi Chem Co Ltd | 半導体パッケ−ジの製造法及び半導体パッケ−ジ |
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