JPH03183139A - ワイヤボンディング方法 - Google Patents

ワイヤボンディング方法

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JPH03183139A
JPH03183139A JP1322061A JP32206189A JPH03183139A JP H03183139 A JPH03183139 A JP H03183139A JP 1322061 A JP1322061 A JP 1322061A JP 32206189 A JP32206189 A JP 32206189A JP H03183139 A JPH03183139 A JP H03183139A
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JP
Japan
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wire
ball
bonding
chip
wire bonding
Prior art date
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Pending
Application number
JP1322061A
Other languages
English (en)
Inventor
Akihiro Hachiman
明宏 八幡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は基板上に実装された集積回路（ＩＣ）や配線パ
ターンが形成されたボード等におけるワイヤボンディン
グ方法に関するものである。
〔従来の技術〕
第１７図は、従来のワイヤボンディング方法によって接
続されたＩＣチップ５０と基板５１の断面図である。同
図において５２は接続線となる金ワイヤ（Ａｕワイヤ）
、５３はＩＣチップ上の接続電極となるアルミのバンド
、５４は基板上の接続電極となるランドである。基板上
のランド５４は薄いｗ４箔上に例えばＮｉ及びＡｕでメ
ツキされている。
第１７図のワイヤボンディングを行う場合には、先ずＩ
Ｃチップ５０上のパッド５３に１次側としてキャピラリ
（図示せず）の先端でポールボンディングを行った後、
キャピラリを同図右方向へ移動しつつＡｕワイヤを引き
出し、基板のランド５４上に２次ボンディングを行う。
このようなワイヤボンディングはグイシングしたＩＣチ
ップをパッケージに搭載する場合の他、静電ブロツクの
記録ヘンドの電極基板上において、電極基板上に形成さ
れた多数の記録用電極に信号を供給するためのＩＣチッ
プを実装する場合においても行われる。
〔発明が解決しようとする！ｊＩ題〕
近年のプリント基板のファインパターン化によってプリ
ント基板上の接続電極となるランドの面積が小さくなる
と、それに伴って従来３０μｍ程度あったランドの厚さ
が５μｍ程度となっている。
このように薄くなったランド５４に超音波熱圧着法でボ
ンディングしようとすると、ランド５４が薄いために超
音波の伝播が悪く確実な２次ボンディングすることがで
きない、したがって、初期段階におけるボンディングの
成功率が低く、諸条件のもとでの加速試験に対する信頼
性も十分ではない。
また、前述の静電プロッタの記録ヘッドにＩＣを実装す
る場合には、約２万本ものワイヤボンディングをおこな
わなければならず、ミスボンディングが生じることは避
けられない、しかし、従来のワイヤボンディング方法で
は、ミスボンドを修正しようとしても、−度ボンディン
グしたところは接続電極の表面の状態が変化しているの
で、再度ボンディングすることはできない。この場合、
ＩＣのバッド５３や基板５１のランド５４の面積を大き
くして一回目と異なる場所ヘボンディングすることも考
えられるが、高密度な実装という観点からは好ましくな
い。
またｔＣ実装後にＩＣの不良が発見され、これを別のＩ
Ｃと交換する場合にも、基板５１上のランド５４にもう
一度２次ボンディングを行なわなければならない、この
場合のボンディングも上記と同様の理由で困難を伴う。
本発明は上記事情に基づいてなされたものであり、薄い
銅箔をベースとする基板上のランドに確実に２次ボンデ
ィングができ、更にミスボンディングがあった場合やＩ
Ｃの交換時の再ボンディングを容易に行うことのできる
ワイヤボンディング方法を提供することを目的とするも
のである。
〔課翻を解決するための手段〕
前記の目的を達成するために本発明は、二つの接続電極
間を導線で接続するワイヤボンディング方法において、 予め２次側の接続電極に前記導線と同材質のボール状の
バンプを形成し、１次ボンディングを行った後、前記ボ
ール状のバンプ上に２次ボンディングを行うことを特徴
とするものである。
〔作用〕
一般にワイヤボンディングは、１次側と２次側とで接触
部における導線の形状が異なり、１次側よりも２次側の
ほうが接続しにくい、特に、２次側の接続電極が薄い銅
箔をベースとする場合には、超音波のエネルギーが有効
に伝播しないこともあり、ミスボンディングが多くなる
。
しかし、予め２次側の接続電極に導線と同材質からなる
ボール状のバンプを形成することにより、このボール状
のバンプ上にボンディングを行うと、導線とバンプとの
接触面積が大きくなると共に、印加する超音波のエネル
ギーが有効に伝播するので、その摩擦によってバンプと
導線との接触部が加熱され、２次側の接続電極において
も確実なボンディングが行われる。
〔実施例〕
以下に図面を参照しつつ本発明の実施例について説明す
る。
第１図はワイヤボンディングを行う前の基Ｆｉ１及びこ
れにグイボンドされたＩＣチップ２の断面図である。基
板１上に接続電極として設けられたランド３は基板１の
ファインパターン化に伴って５μｍ程度の薄さに形成さ
れ、この上にＮｉ及びＡｕのメツキが施されている。
ワイヤボンディングを行うに際し、先ず第２図に示すよ
うに基板ｌのランド３上に通常の１次ボンディングと同
様にＡｕボール５をボンディングする。このＡｕボール
５のボンディング自体は接触部分の面積が大きいことも
あって、ランド３の厚さが薄くても比較的簡単に行うこ
とができる。
続いてワイヤ６を上方へ引っ張ってＡｕボール５の先端
部でワイヤ６を切り放し、第３図に示すようにＡｕボー
ル５のみをランド３上に残す。
次に、第４図に示すように、通常のワイヤボンディング
法と同じ＜ＩＣチップ２上のパッド４にＡｕワイヤ６の
１次ボンドを行い、その後キャピラリ７を右へ移動して
先に形成したＡｕボール５上に２次ボンドを行う、最後
に、この人ｕワイヤ６を切り放して第５図に示すように
ワイヤボンディングを終了する。
このように２次側に予めワイヤ６とおなし金属のボール
状のバンプ５を形成しておくと、薄い銅箔に直接ボンデ
ィングを行うのに比べて超音波のエネルギーの伝播がよ
く、確実にボンディングされることが実験的に確かめら
れた。したがって、たとえば数百側のＩＣチップを実装
することによって高密度化し、ランドが５μｍ程度とな
った最新の静電プロッタの記録ヘッドとこれに搭載され
る各ＩＣチップとのワイヤボンディングを行う場合にも
、そのワイヤボンディングを容易かつ確実に行うことが
できるので、かかる静電プロッタの歩留まりがよくなり
、コストの低減を図ることができる。
上記実施例の方法でワイヤボンディングをおこなった場
合には、仮にワイヤが不良であったり断線した場合であ
っても、再度のワイヤボンディングを容易に行うことが
できる。すなわち、第６図に示すように１回目のワイヤ
ボンディングでＩＣチップ２のパッド４上にはＡｕボー
ル８が残り、また基板ｌのランド３上にはＡｕボール５
及び１回目のボンディングによるＡｕワイヤ６の一部が
残っており、これらはいずれもＡｕワイヤと同じ材質で
ある。したがって、上記実施例と同様にＡＵボール８上
に１次ボンドを％　Ａ　ｕボール５上に２次ボンドを行
うことによって、確実に再度のワイヤボンディングを行
うことができる。
第７図（ａ）に示すように基板上のバンド３とＩＣチッ
プ２との間に別の配線部分９がある場合、従来のワイヤ
ボンディング方法ではＡｕワイヤとこの配線部分９とが
接触しやすかった。しかし、上記実施例で示したように
基板１のランド３上に予めＡｕボールを形成しておくと
、第７図（ｂ）に示すように２次ボンディングの位置は
ランド３よりも高くなるので、配線部分９と接触しにく
くなるという利点もある。
上記の方法によれば、ワイヤボンディングした後にＩＣ
の不良が発見され、これを交換する場合にも再度のワイ
ヤボンディングを容易に行うことができる。また、第８
図に示すようにＩＣチップ２を交換した後にランド３の
別の位置にＡｕボール１０を新たに形成し、この上に２
次ボンディングを行うようにしてもよい、このように本
実施例によればワイヤボンディング後のＩＣの交換も容
易に行うことができる。
以上の説明では、基板ｌのランド３上にＡｕボールを予
め形成する場合について説明したが、第９図に示すよう
にＡｕボール１１を基板上ではなくＩＣチップ２のパッ
ド４上に形成することもできる。したがってこの場合に
は第１０図に示すように基板１のランド３上に１次ボン
ディングを行い、ＩＣチップ２のパッド４上に２次ボン
ディングを行うことによって第１１図のようなワイヤボ
ンディングが可能となる。
このように、ＩＯ２側にＡｕボールを形成する方法によ
っても、ミスボンディングがあった場合には、第１２図
に示すように再ボンディングが可能であり、またＩＣを
交換する場合にも第１３図に示すように再ボンディング
を容易に行うことができる。さらに、ＡｕボールをＩＯ
２側に形成すると第１１図に示すように２次ボンディン
グの位置がバッド４よりも高くなるので、ボンディング
後のＡｕワイヤ５がＩＣチップ２のコーナー２ａに接触
する危険が少なくなる。
第１４図及び第１５図は本発明をプリント基板型静電記
録ヘッドの電極パターンと駆動ＩＣの接続に用いた場合
の説明図である。
第１４図及び第１５図に示すようにプリント基板１上に
は微小間隔で電極パターン１７が形成されている。プリ
ント基板１にはＩＣチ７ブ２が搭載され、本発明のワイ
ヤボンディング方法によってＩＣチップ２のパッド４と
プリント基板ｌのランド３がＡｕワイヤによって接続さ
れている。−本の静電記録ヘッド１８には、３６インチ
４００ＤＰＩの製品では１４３３６本の電極パターンが
形成されており、６４本づつＩＣチップ２に接続されて
いる。プリント基板ｌ上のＩＣチップ２は第１４図に示
すようにレジン等によってモールドされた後、注形型中
でモールド樹脂１９によってモールド底形された後、電
極面２ｏに該当する端部が研磨され、ヘッドとなる。
このように、静電記録ヘッド１８では一本のヘッドを製
造するために電極用の１４３３６回のボンディングと配
線パターン用の数百回のボンディングを行わなければな
らず、これを全てミスボンディング無しに行うことは通
常能しい、静電記録ヘンド１８では１個の電極パターン
１７が駆動されなくても印刷物に白抜け（白線が描かれ
る）を生じてしまい使い物に或らなくなってしまう、し
かし、本発明のボンディング方法によれば、ミスボンデ
ィングが生じても再ボンディングが容易であり、静電記
録ヘッドの製造歩留りを極めて高くできる。
これまではＩＣチップを基板上にグイボンドした場合に
ついて説明したが、例えばトランジスタ、ダイオードな
ど全てのデバイスにも適用できることは言うまでもない
、更に、静電ブロックの記録ヘッドなどのように、配線
の都合上電極基板の上にさらに別の基板を搭載しボンデ
ィングしなければならない場合にも本発明を適用するこ
とができる。
第１６図はこの例を示すもので、横に延びる多数の配線
パターン１５とＩＣチップ２とを直接ワイヤボンディン
グすることは困難なので、ダミーの基板１６を設けて間
接的に配線パターン１５とＩＣチップ２とを接続する。
このときダミー基板１６とＩＣチップ２、及びダミー基
板１６と配線パターン１５の接続にも本発明のワイヤボ
ンディング方法を適用することができる。
この他にも例えばリードフレーム、液晶パネルのＣＯＧ
　（チップ・オン・グラス〉などにも本発明方法が適用
できる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、予め２次側の接続
電極にボール状のバンプを形成することにより、薄いｗ
４箔の接続電極を有する基板とＩＣチップなどの半導体
素子との間のワイヤボンディングを確実に行なうことが
できるので、歩留まりの向上を図ることができ、またミ
スボンディングがあった場合の再ボンディング、及び不
良が発見されたＩＣチップの交換後のボンディングを容
易に行うことができる°ワイヤボンディング方法を提供
することができる。また、２次側の接続電極の近傍に別
の配線部分があったとしても、２次ボンディングの位置
は高くできるので別の配線と接触しにくくなる効果もあ
る。
【図面の簡単な説明】
第１図は基板にＩＣチップが実装された状態を示す断面
図、第２図及び第３図はＡｕボールを形成する過程を示
す断面図、第４図及び第１Ｏ図はワイヤボンディング中
の状態を示す断面図、第５図、第７図及び第１１図はワ
イヤボンディング後の状態を示す断面図、第６図及び第
１２図は再ボンディングした後の状態を示す断面図、第
ｓｒｇＪ及び第１３図は交換したＩＣチップにワイヤボ
ンディングした状態を示す断面図、第９図にＩＣチップ
上にＡｕボールを形成した状態を示す断面図、第１４図
及び第１５図は本発明をプリント基板型静電記録ヘッド
の電極パターンと駆動ｒｃの接続に用いた場合の説明図
、第１６図は基板上に更に基板を搭載してワイヤボンデ
ィングを行った状態を示す平面図、第１７図は従来方法
によってワイヤボンディングした状態を示す断面図であ
る。 ｌ・・・基板、 ２・・・　ＩＣチップ、 ３・・・ランド、 ４・・・パッドへ・ ５．８．１０，１１−・−Ａｕボール、６・・・Ａｕワ
イヤ、 ７・・・キャピラリ、 １５・・・配線パターン、 １６・・・ダミー基板。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 二つの接続電極間を導線で接続するワイヤボンディング
    方法において、 予め２次側の接続電極に前記導線と同材質のボール状の
    バンプを形成し、１次ボンディングを行った後、前記ボ
    ール状のバンプ上に２次ボンディングを行うことを特徴
    とするワイヤボンディング方法。
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