JPH07221140A - ボンディング接合構造 - Google Patents

ボンディング接合構造

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JPH07221140A
JPH07221140A JP2497594A JP2497594A JPH07221140A JP H07221140 A JPH07221140 A JP H07221140A JP 2497594 A JP2497594 A JP 2497594A JP 2497594 A JP2497594 A JP 2497594A JP H07221140 A JPH07221140 A JP H07221140A
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wire
bonding
joint
region
deformation rate
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Mitsuo Kato
光雄 加藤
Ryoichi Kajiwara
良一 梶原
Kazuya Takahashi
和弥 高橋
Toshiyuki Takahashi
敏幸 高橋
Minoru Maruta
稔 丸田
Kenjiro Watabe
健次郎 渡部
Toshikane Yoshimatsu
稔兼 吉松
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 界面剥離、ワイヤのネック切れなどの接合欠
陥を防止し、接合部のネック強度を向上させたウエッジ
ボンディングの接合構造を提供することにある。 【構成】 リード線又はワイヤがウエッジボンディング
法によって接続された接合部の接合構造において、接合
部のワイヤ１長手方向に複数のワイヤ変形率が異なる領
域３ａ、３ｂを設け、接合部の最もワイヤ側に近い領域
の少なくとも一方に、接合部内で最もワイヤ変形率が大
きい領域３ａよりもワイヤ変形率が小さい領域３ｂを配
置したものであり、また、前記接合部の最もワイヤ変形
率が大きい領域内又は接合部の最もワイヤ変形率が大き
い領域とワイヤ変形率が小さい領域間に、接合部内で最
もワイヤ変形率が小さい凸部領域を設けてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電子装置の接続端子又
はパッドとリード線又はワイヤをウエッジボンディング
法によって接続された接合部の接合構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、電子部品の接続端子、パッドとリ
ード線又はワイヤを接続する場合や半導体素子のパッド
とリードフレーム間をワイヤで接続する場合、超音波ウ
エッジボンディングが用いられている。接続端子、パッ
ドとリード線又はワイヤを接続する超音波ウエッジボン
ディング部は、ある一定長さを持つワイヤ平坦部で接合
された構造が一般的であるが、他にワイヤ平坦部の中央
部に凸部が形成された構造（特開平１−３１９９５０号
公報）、ワイヤ平坦部全体が丸みを帯びた接合構造（特
開昭５５−５１２９号公報）など、いろいろなウエッジ
ボンディングによる接合構造がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術である超
音波ウエッジボンディングによる接合構造は、ある一定
長さを持つワイヤ平坦部で接合された構造であるが、接
合時の加圧力及び超音波エネルギによって、被接合材で
あるワイヤが大きく変形するため、ワイヤの断面積が減
少し、接合部のネック強度が弱い。また、接合部のネッ
ク強度向上のため、被接合材であるワイヤの変形を極力
抑えて、ボンディングを行うと接合界面からの剥離など
の接合欠陥が多数発生するなど品質に問題があった。本
発明の目的は、接合界面からの剥離などの接合欠陥の発
生がなく、接合部のネック強度が高く、高品質で信頼性
の高い超音波ウエッジボンディングによる接合構造を提
供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、リード線又はワイヤがウエッジボンデ
ィング法によって接続された接合部の接合構造におい
て、接合部のワイヤ長手方向に複数のワイヤ変形率が異
なる領域を設け、接合部の最もワイヤ側に近い領域の少
なくとも一方に接合部の最もワイヤ変形率が大きい領域
よりもワイヤ変形率が小さい領域を配置したウエッジボ
ンディング接合構造としたものである。
【０００５】上記本発明の接合部のワイヤ長手方向に複
数のワイヤ変形率が異なる領域を設け、接合部の最もワ
イヤ側に近い領域の少なくとも一方に、接合部内で最も
ワイヤ変形率が大きい領域よりもワイヤ変形率が小さい
領域を配置した接合構造は、換言すれば、接合部のワイ
ヤ長手方向に接合面積が異なる領域が複数存在し、接合
部の最もワイヤ側に近い領域の少なくとも一方に接合部
で最も接合面積が大きい領域よりも接合面積が小さい領
域が配置されたウエッジボンディング接合構造である。
【０００６】また、上記接合構造は、接合部のワイヤ長
手方向に接合強度の異なる領域が複数存在し、接合部の
最もワイヤ側に近い領域の少なくとも一方に接合部で最
も接合強度が高い領域が配置されたウエッジボンディン
グ接合構造であり、更に、接合部のワイヤ長手方向に接
合強度及び接合面積の異なる領域が複数存在し、接合部
の接合面積が大きい領域と接合強度が高い領域があり、
接合部の最もワイヤ側に近い領域の少なくとも一方に接
合部で最も接合強度が高い領域が配置されたウエッジボ
ンディング接合構造でもある。
【０００７】本発明は、前記の接合部の最もワイヤ変形
率が大きい領域内又は接合部の最もワイヤ変形率が大き
い領域とワイヤ変形率が小さい領域間に、接合部で最も
ワイヤ変形率が小さい凸部領域を形成してもよく、ま
た、接合部の最もワイヤ側に近い領域にワイヤ変形率が
大きい領域よりもワイヤ変形率が小さい領域が配置さ
れ、なおかつ、該ワイヤ変形率が小さい領域がワイヤ側
に向かって、ワイヤ変形率が小さくなる傾斜機能を有す
る領域を形成してもよい。
【０００８】本発明のウエッジボンディング接合構造の
接合部内で、最もワイヤ変形率が大きい領域の長さは、
ワイヤ径の２〜４倍であり、ワイヤ変形率が７０％以上
であり、また、接合構造の接合部内で、最もワイヤ側の
ワイヤ変形率が小さい領域の長さは、ワイヤ径と同等又
はワイヤ径の３倍以下であり、ワイヤ変形率が４０〜７
０％の範囲である。本発明のウエッジボンディング接合
構造の接合部内の最もワイヤ変形率が小さい凸部領域の
長さは、ワイヤ径の０．５〜１倍であり、ワイヤ変形率
が４０％以下である。
【０００９】本発明のウエッジボンディング接合構造を
構成するリード線又はワイヤの材質は、Ａｕ又はＡｕ合
金、Ａｌ又はＡｌ合金、Ｃｕ又はＣｕ合金、Ｐｔ又はＰ
ｔ合金のいずれかであるか、又は芯線がＣｕ又はＣｕ合
金、被覆材がＡｕ又はＡｕ合金である複合線のいずれか
である。本発明の接合部のワイヤ長手方向に複数のワイ
ヤ変形率が異なる領域のウエッジボンディング接合構造
を用いた電子装置として、半導体装置、磁気ヘッド及び
装置等がある。
【００１０】
【作用】上記した本発明の超音波ウエッジボンディング
の接合構造によれば、ウエッジボンディング部内のワイ
ヤ長手方向に複数のワイヤ変形率が異なる領域、換言す
れば、接合面積の異なる領域又は接合強度の異なる領域
を形成し、接合部内の最もワイヤ側に近い領域に、接合
部の最もワイヤ変形率が大きい領域よりもワイヤ変形率
が小さい領域、言い換えれば、接合面積の小さい領域又
は接合強度の高い領域を形成したウエッジボンディング
接合構造にしたことによって、接合部内の最もワイヤ変
形率が大きい領域、接合面積の大きい領域で確実に接合
部を形成し、接合界面からの剥離などの接合欠陥の発生
がないとともに電子装置の接続端子又はパッドとリード
線又はワイヤとの導通を確保することができる。接合部
の最もワイヤ側に近い領域のワイヤ変形率が小さい領域
又は接合強度の高い領域では、接合界面からの剥離など
の接合欠陥の発生しない程度の接合面積を持った接合部
を形成し、ワイヤ変形及び損傷が少なくできるため、接
合部のネック強度を向上させることができる。
【００１１】本発明の超音波ウエッジボンディング接合
構造に、さらに接合部の最もワイヤ変形率が大きい領域
内又は接合部の最もワイヤ変形率が大きい領域とワイヤ
変形率が小さい領域間に、接合部のワイヤ変形率が最も
小さい凸部領域を付加することにより、接合部全体のワ
イヤ変形率が大きくなった場合でも凸部領域でワイヤ変
形及び損傷が少なくでき、凸部領域で破断するため、接
合部のネック強度を確保できるとともに接合部の信頼性
の向上が期待できる。
【００１２】本発明の接合部の最もワイヤ側に近い領域
にワイヤ側に向かって、ワイヤ変形率が小さくなる傾斜
機能を有する領域を形成した超音波ウエッジボンディン
グの接合構造では、ワイヤ側に向かって、ワイヤ変形率
が徐々に小さくなることから、ワイヤ変形率が小さくな
る傾斜機能を有する領域内の接合部が形成されている領
域で破断するため、さらにワイヤ変形及び損傷が少なく
でき、接合部のネック強度を向上させることができる。
【００１３】ウエッジボンディングによる接合では、接
合時の加圧力及び超音波振動により、ワイヤが変形し、
ワイヤ周囲部から接合が進行することから、接合部断面
の両端部に平坦な領域を形成したウエッジボンディング
接合構造としたことにより、ワイヤ周囲の接合部を確実
に確保し、本発明のように接合部断面方向の中央部に丸
みを帯びた円弧型を形成した接合構造で接合部のネック
強度を向上させることができる。
【００１４】上記した本発明の接合構造の接合部内で最
もワイヤ変形率が大きい領域の長さは、被接合材である
ワイヤのワイヤ径の２〜４倍の範囲内であり、ワイヤ変
形率が７０％以上であると、接合面積が大きく、接合界
面からの剥離などの接合欠陥の発生がない高信頼の接合
部が形成でき、電子装置の接続端子又はパッドとリード
線又はワイヤとの導通を確保することができる。接合部
内で最もワイヤ変形率が大きい領域の長さがワイヤ径の
２倍以下の場合、接合面積が小さいため、接合界面から
の剥離などの接合欠陥の発生したりしやすい。接合部内
で最もワイヤ変形率が大きい領域の長さがワイヤ径の４
倍以上の場合、接合面積が大きく、高信頼の接合部が形
成できるが、高信頼の接合部を確保するためにボンディ
ング時の接合条件が過大になり、パッド下や素子に損傷
を与えやすくなる。また接合面積が大きくなるためにパ
ッドサイズも大きくする必要があり、電子部品の小型
化、高密度化の阻害要因となる。
【００１５】本発明のウエッジボンディング接合構造の
接合部内で最もワイヤ側のワイヤ変形率が小さい領域の
長さがワイヤ径と同等又はワイヤ径の３倍以下であり、
ワイヤ変形率が４０〜７０％の範囲であるとすること
は、接合部のネック強度及び接合面積を確保するためで
あり、接合界面からの剥離などの接合欠陥の発生を抑制
し、高信頼の接合部が形成できる。接合部内で最もワイ
ヤ側のワイヤ変形率が小さい領域の長さがワイヤ径より
小さい場合、接合面積が少ないため、接合界面からの剥
離などの接合欠陥が発生したり、ネック強度が低下した
り、接合部の品質に問題が生じる。接合部内で最もワイ
ヤ側のワイヤ変形率が小さい領域の長さがワイヤ径の３
倍以上の場合、接合面積が大きく、高信頼の接合部が形
成できるが、高信頼の接合部を確保するためにボンディ
ング時の接合条件が過大になり、パッド下や素子に損傷
を与えやすくなる。また接合面積が大きくなるためにパ
ッドサイズも大きくする必要があり、電子部品の小型
化、高密度化の阻害要因となる。
【００１６】本発明のウエッジボンディング接合構造の
接合部内の最もワイヤ変形率が小さい凸部領域の長さが
ワイヤ径の０．５〜１倍であり、ワイヤ変形率が４０％
以下とすることは、接合部全体のワイヤ変形率が大きく
なった場合でも凸部領域でワイヤ変形及び損傷が少なく
でき、凸部領域で破断するため、接合部のネック強度を
確保できるとともに接合部の信頼性の向上が期待でき
る。また凸部領域を設けることにより、ボンディング時
のワイヤとボンディングツール間での滑りによる超音波
エネルギの損失とワイヤ損傷を防止し、ワイヤとパッド
の接合界面に超音波エネルギを効率良く印加することが
可能となり、短時間で上記した接合構造が得られる。凸
部領域の長さがワイヤ径の０．５〜１倍であり、ワイヤ
変形率が４０％以下でないと、凸部領域を設けた効果が
失われる。
【００１７】上記した本発明の接合構造を用いた半導体
装置では、接合部のネック強度が大きいこと、接合部近
傍のワイヤの断面積が大きいために、成形時の応力、使
用時の熱応力に強く、半導体装置の製作が容易になると
ともに使用時の経年変化にも強く、半導体装置の長寿命
化が可能となる。上記した本発明の接合構造を用いた磁
気ヘッド及びその装置では、接合部のネック強度が大き
いこと、接合部近傍のワイヤの断面積が大きいために、
装置の製作が容易になるとともにワイヤの細線化が可能
になり、装置の性能向上及び小型、軽量化が期待でき
る。上記した本発明の接合構造は、接合温度が低い場合
や常温で超音波ボンディングする場合、特に効果があ
り、信頼性の高い接合部が得られる。また低温での超音
波ボンディングが可能となるため、電子装置の性能が向
上する。
【００１８】
【実施例】以下、本発明を図面を用いて具体的に説明す
る。 実施例１ 図１は、超音波ボンディングによる本発明の一実施例で
ある接合構造を示す説明図であり、図２は、超音波ボン
ディングによる従来法の接合構造を示す説明図である。
【００１９】図１において、超音波ウエッジボンディン
グによる接合構造は、パッド２上にワイヤ１が接合さ
れ、その接合部３内にワイヤ１の変形が大きい接合領域
３ａとワイヤ１の変形が小さい接合領域３ｂの２段階に
形成された接合構造である。この接合構造では、ワイヤ
１の変形が大きい接合領域３ａが接合面積を大きく、確
実に接合がなされ、接合界面からの剥離などの接合欠陥
の発生がないとともに、ワイヤ１の変形が小さい接合領
域３ｂ側のワイヤ断面厚さが大きいため、平坦接合部３
ｂ側でのネック強度が向上する構造である。
【００２０】０．１μｍｔのＡｌパッド２上に３０μｍ
φＡｕ線１（ワイヤ強度：１５ｇｆ）を超音波ウエッジ
ボンディングし、上記した図１に示す本発明の接合構造
の接合部と図２の示す従来の接合構造の接合部を形成し
た。図３は、本発明の超音波ボンディング部の接合構造
と接合強度を示す。なお、接合部の構造は、全体長さ：
約０．２ｍｍ、接合領域３ａ長さ：約０．１ｍｍ、接合
領域３ｂ長さ：約０．１ｍｍ、幅：０．０５〜０．０７
ｍｍである。
【００２１】図３に示すように、超音波ボンディングに
よる本発明の接合構造は、ワイヤ１の変形が大きい接合
領域３ａの厚さを約５μｍとし、ワイヤ１の変形が小さ
い接合領域３ｂの厚さを変化させた場合、接合領域３ｂ
の厚さが厚くなるに従い接合部のネック強度も向上し、
厚さ：約１４μｍの接合領域３ｂのネック強度は、約１
２．４ｇｆである。しかし、厚さ：約１６μｍ以上の接
合領域３ｂでは、接合面積が少ないため、接合強度が低
く、界面剥離欠陥が発生した。また厚さ：約５μｍの接
合領域３ａのネック強度は、約４．８ｇｆで一定であっ
た。
【００２２】図４は、従来の超音波ボンディング部の接
合構造と接合強度を示す。なお、接合部の構造は、全体
長さ：約０．２ｍｍ、幅：０．０５〜０．０７ｍｍであ
る。図４に示すように、従来の接合構造では、接合部の
厚さが厚くなるに従い接合部のネック強度も向上し、厚
さ：約１２μｍ接合部のネック強度は、約８．８ｇｆと
なるが、接合部の厚さが約１４μｍ以上になると接合面
積が少なくなり、接合強度が低く、界面剥離欠陥が発生
した。本発明の超音波ボンディング部の接合構造は、従
来の超音波ボンディング部の接合構造に比べ接合部のネ
ック強度が向上し、信頼性の高い接合部が得られた。
【００２３】実施例２ 図５は、超音波ボンディングによる本発明の一実施例で
ある接合構造を示す説明図である。図５において、本発
明の超音波ウエッジボンディングによる接合構造は、パ
ッド２上にワイヤ１が接合され、その接合部３内にワイ
ヤ１の変形が大きい接合領域３ａとワイヤ１の長手方向
にワイヤ１の変形が小さい接合領域３ｂ、３ｂ′が両側
に配置された３段階に形成された接合構造である。この
接合構造では、ワイヤ１の変形が大きい接合領域３ａが
接合面積を大きく、確実に接合がなされ、接合界面から
の剥離などの接合欠陥の発生がないとともにワイヤ１の
変形が小さい接合領域３ｂ、３ｂ′側のワイヤ断面厚さ
が大きいため、接合領域３ｂ、３ｂ′側でのネック強度
が向上する構造である。
【００２４】０．１μｍｔのＡｌパッド２上に３０μｍ
φＡｌ線１（ワイヤ強度：１５ｇｆ）を超音波ウエッジ
ボンディングし、上記した図５に本発明の接合構造の接
合部と図２の示す従来の接合構造の接合部を形成した。
なお、本発明の接合部の構造は、全体長さ：約０．２ｍ
ｍ、接合領域３ａ長さ：約０．１ｍｍ、接合領域３ｂ、
３ｂ′長さ：約０．０５ｍｍ、幅：０．０５〜０．０７
ｍｍである。また従来法の接合部の構造は、全体長さ：
約０．２ｍｍ、幅：０．０５〜０．０７ｍｍである。
【００２５】その結果、ワイヤ１の変形が大きい接合領
域３ａの厚さを約５μｍ、ワイヤ１の変形が小さい接合
領域３ｂ、３ｂ′の厚さを各々約１４μｍとした超音波
ボンディングによる本発明の接合構造では、厚さ：約１
４μｍの接合領域３ｂ、３ｂ′のネック強度は、各々約
１１．４ｇｆ、約１２．１ｇｆである。本発明の超音波
ボンディング部の接合構造は、従来の超音波ボンディン
グ部の接合構造に比べ接合部のネック強度が向上し、信
頼性の高い接合部が得られた。
【００２６】実施例３ 図６は、超音波ボンディングによる本発明の一実施例で
ある接合構造を示す説明図である。図６において、本発
明の超音波ウエッジボンディングによる接合構造は、パ
ッド２上にワイヤ１が接合され、その接合部３内にワイ
ヤ１の変形が大きい接合領域３ａとワイヤ１の変形が小
さい接合領域３ｂが配置され、接合領域３ａと接合領域
３ｂ間に凸部領域５が形成された３段階の接合構造であ
る。この接合構造では、ワイヤ１の変形が大きい接合領
域３ａが接合面積を大きく、確実に接合がなされ、接合
界面からの剥離などの接合欠陥の発生がない。ワイヤ１
の変形が小さい接合領域３ｂ側のワイヤ断面厚さが大き
いため、接合領域３ｂ側でのネック強度が向上する構造
である。
【００２７】凸部領域５を設けることは、凸部領域５の
エッジ部が超音波エネルギを効率良く伝え、凸部領域５
のエッジ部の接合性が良好であるため、接合領域３ｂ側
で界面剥離欠陥が発生しても、凸部領域５のエッジ部で
ネック破断を呈するので、接合部の信頼性が向上する。
またボンディング時のワイヤとツール間の滑りを防止
し、超音波エネルギを効率良く伝え、短時間で接合部が
形成される効果がある。
【００２８】０．１μｍｔのＡｌパッド２上に３０μｍ
φＡｕ線１（ワイヤ強度：１５ｇｆ）を超音波ウエッジ
ボンディングし、上記した図６に示す本発明の接合領域
３ｂ側の厚さが約１４μｍの接合構造の接合部と図２の
示す従来の接合部厚さが約８μｍ、約１４μｍの接合部
を各々５０個製作し、本発明の接合構造と従来の接合構
造とを比較した。なお、本発明の接合部の構造は、全体
厚さ：約０．２２ｍｍ、接合領域３ａ長さ：約０．１ｍ
ｍ、接合領域３ａ厚さ：約８μｍ、凸部領域５長さ：約
０．０２ｍｍ、凸部領域５厚さ：幅：約２２μｍ、接合
領域３ｂ長さ：約０．１ｍｍ、接合領域３ｂ厚さ：約１
４μｍ、幅：０．０５〜０．０７ｍｍ、である。また従
来法の接合部の構造は、接合部長さ：約０．２ｍｍ、接
合部長さ：約８μｍ、約１４μｍ、幅：０．０５〜０．
０７ｍｍである。
【００２９】その結果、本発明の凸部領域５を形成した
厚さ：約１４μｍの接合領域３ｂの接合部の接合強度
は、約１０．５ｇｆ〜約１２．６ｇｆであり、界面剥離
欠陥がなく、接合領域３ｂのネック破断が２３個、残り
が全て凸部領域５のエッジ部のネック破断である。一
方、従来構造である接合部厚さ：約８μｍ接合部の接合
強度は、約７．６ｇｆ〜約８．８ｇｆであり、全てネッ
ク破断であったが、従来構造の接合部厚さ：約１４μｍ
接合部では、接合強度が約２．２ｇｆ〜約６．８ｇｆで
あり、全て界面剥離欠陥であった。本発明の超音波ボン
ディング部の接合構造は、従来の超音波ボンディング部
の接合構造に比べ接合部のネック強度が向上し、信頼性
の高い接合部が得られた。
【００３０】実施例４ 図７は、超音波ボンディングによる本発明の一実施例で
ある接合構造を示す説明図である。図７において、本発
明の超音波ウエッジボンディングによる接合構造は、パ
ッド２上にワイヤ１が接合され、その接合部３内にワイ
ヤ１の変形が大きい接合領域３ａとワイヤ１側に向かっ
て、ワイヤ１の変形が小さくなる傾斜機能を有する接合
領域３ｃが配置され、接合領域３ａと接合領域３ｃ間に
凸部領域５が形成された３段階の接合構造である。この
接合構造では、ワイヤ１の変形が大きい接合領域３ａが
接合面積を大きく、確実に接合がなされ、接合界面から
の剥離などの接合欠陥の発生がない。
【００３１】ワイヤ１側に向かって、ワイヤ１の変形が
小さくなる傾斜機能を有する接合領域３ｃ側では、ワイ
ヤ断面厚さが徐々大きくなるため、接合領域３ｃ側での
ネック強度が向上する構造である。しかし、接合領域３
ｃの傾斜角度が大きくなると、ワイヤとツール間が滑り
やすくなり、界面剥離欠陥が発生するので、注意が必要
である。凸部領域５を設けることは、凸部領域５のエッ
ジ部が超音波エネルギを効率良く伝え、凸部領域５のエ
ッジ部の接合性が良好であるため、接合領域３ｃ側で界
面剥離欠陥が発生しても、凸部領域５のエッジ部でネッ
ク破断を呈するので、接合部の信頼性が向上する。また
ボンディング時のワイヤとツール間の滑りを防止し、超
音波エネルギを効率良く伝え、短時間で接合部が形成さ
れる効果がある。
【００３２】０．１μｍｔのＡｌパッド２上に３０μｍ
φＡｕ線１（ワイヤ強度：１５ｇｆ）を超音波ウエッジ
ボンディングし、上記した図７に示す本発明の接合領域
３ｃ側の厚さが約１４〜１８μｍの接合構造の接合部と
図２の示す従来の接合部厚さが約８μｍ、約１４μｍの
接合部を各々５０個製作し、本発明の接合構造と従来の
接合構造とを比較した。なお、本発明の接合部の構造
は、全体長さ：約０．２２ｍｍ、接合領域３ａ長さ：約
０．１ｍｍ、接合領域３ａ厚さ：約８μｍ、凸部領域５
長さ：約０．０２ｍｍ、凸部領域５厚さ：幅：約２２μ
ｍ、接合領域３ｃ長さ：約０．１ｍｍ、接合領域３ｃ厚
さ：約１４〜１８μｍ、幅：０．０５〜０．０７ｍｍ、
である。また従来法の接合部の構造は、接合部長さ：約
０．２ｍｍ、接合部長さ：約８μｍ、約１４μｍ、幅：
０．０５〜０．０７ｍｍである。
【００３３】その結果、凸部領域５を形成した厚さ：約
１４〜１８μｍの傾斜を有する接合領域３ｃの接合部の
接合強度は、約９．４ｇｆ〜約１２．１ｇｆであり、界
面剥離欠陥がなく、接合領域３ｃのネック破断が１８
個、残りが全て凸部領域５のエッジ部のネック破断であ
る。一方、従来構造である接合部厚さ：約８μｍ接合部
の接合強度は、約７．６ｇｆ〜約８．８ｇｆであり、全
てネック破断であったが、従来構造の接合部厚さが約１
４μｍの接合構造の接合部では、接合強度が約２．２ｇ
ｆ〜約６．８ｇｆであり、全て界面剥離欠陥であった。
本発明の超音波ボンディング部の接合構造は、従来の超
音波ボンディング部の接合構造に比べ接合部のネック強
度が向上し、信頼性の高い接合部が得られた。
【００３４】
【発明の効果】本発明によれば、界面剥離、ワイヤのネ
ック切れなどの接合欠陥を防止し、接合部のネック強度
を向上させ、高品質で信頼性の高いウエッジボンディン
グの接合構造が得られる。また本発明によれば、接合部
のネック強度が高いためにワイヤの細線化が可能になる
とともにパッドサイズも小さくでき、装置の小型化、高
密度化が可能となる。さらに本発明の接合構造にすれ
ば、ボンディング温度の低温化が可能であり、高品質で
信頼性の高いウエッジボンディングの接合構造が得られ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一例である接合断面構造を示す説明
図。
【図２】従来法の接合断面構造を示す説明図。
【図３】本発明の超音波ボンディング部の接合構造と接
合強度の関係を示すグラフ。
【図４】従来の超音波ボンディング部の接合構造と接合
強度の関係を示すグラフ。
【図５】本発明の一例である３段構造の接合断面構造を
示す説明図。
【図６】本発明の他の例である凸部領域を有する接合断
面構造を示す説明図。
【図７】本発明の他の例である傾斜機能領域を有する接
合断面構造を示す説明図。
【符号の説明】
１…ワイヤ、２…パッド、３…接合部、３ａ…接合領
域、３ｂ、３ｂ′…接合領域、３ｃ…接合領域、４…基
板、５…凸部領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 敏幸 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 丸田 稔 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者 渡部 健次郎 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者 吉松 稔兼 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 リード線又はワイヤがウエッジボンディ
    ング法によって接続された接合部の接合構造において、
    接合部のワイヤ長手方向に複数のワイヤ変形率が異なる
    領域を設け、接合部の最もワイヤ側に近い領域の少なく
    とも一方に、接合部内で最もワイヤ変形率が大きい領域
    よりもワイヤ変形率が小さい領域を配置したことを特徴
    とするウエッジボンディング接合構造。
  2. 【請求項２】 前記接合部の最もワイヤ変形率が大きい
    領域内又は接合部の最もワイヤ変形率が大きい領域とワ
    イヤ変形率が小さい領域間に、接合部内で最もワイヤ変
    形率が小さい凸部領域を設けたことを特徴とする請求項
    １記載のウエッジボンディング接合構造。
  3. 【請求項３】 前記接合部の最もワイヤ側に近い領域
    に、ワイヤ変形率が大きい領域よりもワイヤ変形率が小
    さい領域が配置され、かつ、該ワイヤ変形率が小さい領
    域がワイヤ側に向かって、ワイヤ変形率が小さくなる傾
    斜機能を有する領域であることを特徴とする請求項１記
    載のウエッジボンディング接合構造。
  4. 【請求項４】 前記接合部で最もワイヤ変形率が大きい
    領域の長さがワイヤ径の２〜４倍であり、ワイヤ変形率
    が７０％以上であることを特徴とする請求項１記載のウ
    エッジボンディング接合構造。
  5. 【請求項５】 前記接合部で最もワイヤ側のワイヤ変形
    率が小さい領域の長さがワイヤ径と同等又はワイヤ径の
    ３倍以下であり、ワイヤ変形率が４０〜７０％の範囲で
    あることを特徴とする請求項１記載のウエッジボンディ
    ング接合構造。
  6. 【請求項６】 前記接合部の最もワイヤ変形率が小さい
    凸部領域の長さがワイヤ径の０．５〜１倍であり、ワイ
    ヤ変形率が４０％以下であることを特徴とする請求項２
    記載のウエッジボンディング接合構造。
  7. 【請求項７】 前記ウエッジボンディング接合構造を構
    成するリード線又はワイヤの材質が、Ａｕ又はＡｕ合
    金、Ａｌ又はＡｌ合金、Ｃｕ又はＣｕ合金、Ｐｔ又はＰ
    ｔ合金のいずれかであることを特徴とする請求項１〜６
    のいずれか１項記載のウエッジボンディング接合構造。
  8. 【請求項８】 前記ウエッジボンディング接合構造を構
    成するリード線又はワイヤの材質が、芯線がＣｕ又はＣ
    ｕ合金で、被覆材がＡｕ又はＡｕ合金である複合線であ
    ることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の
    ウエッジボンディング接合構造。
  9. 【請求項９】 半導体装置のパッドとワイヤ及びワイヤ
    とリードフレームとの接合部の接合構造が、請求項１〜
    ８のいずれか１項記載のウエッジボンディング接合構造
    であることを特徴とする半導体装置。
  10. 【請求項１０】 磁気ヘッドのパッドとワイヤとの接合
    部の接合構造が、請求項１〜８のいずれか１項記載のウ
    エッジボンディング接合構造であることを特徴とする磁
    気ヘッド。
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