JPS6014447A - 金属細線のボ−ルボンド圧着ボンデイング方法 - Google Patents

金属細線のボ−ルボンド圧着ボンデイング方法

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JPS6014447A
JPS6014447A JP58122895A JP12289583A JPS6014447A JP S6014447 A JPS6014447 A JP S6014447A JP 58122895 A JP58122895 A JP 58122895A JP 12289583 A JP12289583 A JP 12289583A JP S6014447 A JPS6014447 A JP S6014447A
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JP
Japan
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ball
small
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gage wire
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Noriyuki Ashida
葭田　典之
Kenichi Sato
謙一 佐藤
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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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】 （技術分野） 本発明は、半導体装置、集積回路（ＩＣ）等の基板と金
属細線の接続に用いられるボンディング方法に関するも
のである。
（背景技術） 例えばアルミニウム線又は金線のワイヤホンディングに
おいて、レーザ光を用いて線を溶断し、ボール形成を行
なう方法が提案されている（特開昭５ｌ−５２３４９９
）。レーザ光はアルミニウム線表面に酸化膜を形成する
ことなく、酵断し、ボールを形成させるという利点を有
し、この方法は極めて有望な方法であるが、レーザ光を
線のメｌＩノｒ　ｉ’ｆｌｉ分に導びき、集光させるた
めにはミラー、レンズ等を組みこまねばならず、装置が
大がかシとなる上、線の溶断部分に正確に集光させるに
は、１回の濱断毎に光軸の位置合わせという繁雑な操作
が必要であった。
（発明の開示） 本発明は、上述の問題点を解決するため成されたもので
、レーザ光の位置調整が不要で、レーザ光の照射位置を
変えずに金属細線の溶゛断、ボール形成と接続基板の加
熱が行なえ、接続作業が容易な金属細線のホールボンド
圧着ホンディング方法を提供せんとするものである。
本発明は、金属細線を基板上に熱圧着又は超音波酸液す
る方法において、前記基板」二方に前記細線全把持した
ギヤピラリチップを配置し、前記キャピラリチップの側
面に固定された１木又は複数本の光ファイバーから出射
されたレーザ光を前記基板上方の前記＝Ｕ線部分に集光
させて、前記卸１線を溶断して前−ルを形成させた後、
必要により前記レーザ光により、前記基板のボンディン
グ部を加熱し、圧着することを特徴とする金属細線のボ
ールボンド圧着ボンディング方法である。
本発明において、金属細線とは半導体装置、ＩＣ等の電
気的接続に用いられるアルミニウム、アルミ合金、金、
金合金、銀、銀合金、モリブデン等よシ成る細線（例、
約２５μ）である。特に本発明は溶融時表面に酸化皮膜
を形成し易いアルミニウム線又はアルミ合金線に対して
有効である。
以下、本発明を図面を用いて実施例により説明する。第
１図および第２図は本発明方法の実施例を工程順に説明
するだめの断面図で、第１図は１／−ザ光照躬前、第２
図はレーザ光１１（対中の状態を示す。図において、１
は接続基板で、２はそれに接続すべき金属細線である。
３は細線２を把持するコーン状９１１１面を有するキャ
ピラリチップで、その側面周囲には１本又は２本以上の
光フアイバ４間 がコーン放射状に＃揶隔に設置されている。各光ファイ
バ４の先端には微小集光レンズ５がセットされ、細線２
の溶断すべき部分Ａに、光ファイバ４よシ出射されたレ
ーザ光が集光するように焦点が合わされている。
なお、キャピラリチップ３の側面は必ずしもコーン状で
ある必要はなく、その場合は側面に光ファイバー４をコ
ーン放射状に固定すれば良い。又焦点部分には、Ａｌの
酸化を防止するため、不活性ガス、還元性ガス雰囲気を
用いることが好ましい。
このような装置を用いて基板１に細線２を接続するには
、先ず第１図に示すように基板ｌの上方に、細線２を把
持したギヤピラリチップを所定の距離４だけ離して配置
する。ここで、距離ｌはレーザ光の焦点をそのままの状
態にして、延長したレーザ光によシ基板１のボンディン
グ部を、例えば１５０°Ｃ前後に加熱し得るような距離
である（第２図）。
次いで、第２図に示すように光ファイバー４、集光レン
ズ５を通してレーザ光を＃ｌ　ｉ＝　２の部分Ａに曲射
すると、細線２は溶断し、ボー／ｌ／６が形成される。
その後、必要にょシレーザ光はそのままの状態で延長し
て基板１のボンディング部に照射きれ、これを例えば１
５０℃前後に加熱する。この場合、レーザ光照射位置を
再調整する必要がない。
しかる後、ギヤピラリチップ３にょシ、ボール６を基板
１に圧着するか、同時に超音波を付加して溶接すること
により、基板１への細線２のボンディングが完了する。
（実施例） 第１図、第２図に示す本発明の方法により、アルミニウ
ム蒸着基板】上に２５μｆ７１φのアルミニウム細線を
接続した。ボール形成部はＡｒ　＋）（２ガス雰囲気と
した。
コーン状のキャピラリチップ３の側面に０．５　ｍｙφ
の石英光ファイバ４の４本を等間隔に配列し、その先端
に石英製の０．５　ｍｍφの微小集光レンズ５をセント
した。各光ファイバ４にＹＡＧレーザ光（波長Ｉ。０６
μｍ）を伝送させ、集光レンズ５によってキャピラリチ
ップ３の中心軸」二のアルミ細線２０部分Ａに集光させ
て焦点とした。焦点位置（Ａ、）でのレーザビーム径は
０１１ｍであり、石英光ファイバ４に１本当り３０Ｗの
出力のレーザ光を用いることにより、アルミニウム細線
は０，０５秒で酊断され、焦点位置（Ａ）から僅か上部
にボール６が形成された。
レーザ光をそのままの状態にしてさらに照射を続けるこ
とによシ、アルミニウム蒸着基板Ｉを加熱することがで
き、旧秒でそのボンディング部を１５０℃まで加熱する
ことができた。
しかる後、キャピラリチップ３によシ、ボール６を基板
１上に圧着することにょシ、信頼性のある圧着接続部が
得られた。
（発明の効果） 上述のように構成された本発明の基板への金属細線のボ
ールボンド圧着ボンディング方法は次のような効果があ
る。
（イ）　前記基板上方に前記金属細線を把持したキャピ
ラリチップを配置し、前記キャピラリチップの側面に固
定された１本又は複数本の光ファイバから出射されたレ
ーザ光を前記基板上方の前記細線部分に集光させて、前
記細線を溶断してボールを形成させるから、所定の光軸
に調整された光ファイバがキャピラリチップに固定され
ているため、レーザ光の位置調整が一切不要で、作業が
簡単で容易である。
（ロ）　ボールを形成させた後、必要により前記レーザ
光により、前記基板のボンディング部を加熱し得るため
、レーザ光照射位置を再調整することなく基板の加熱が
行なえ、即ち照射位置を変えずに細線の溶断、ボール形
成と基板の加熱が行なえるので、接続作業がｌｎｊ単で
、容易である。
（ハ）　レーザ光により油（線を習１１’Ｊｒするため
、形成さハ れたボールの表面に酸化膜が形成されず、イ竹頼性のあ
る安定した接続部が得られる。
【図面の簡単な説明】
第１図および第一２図は不発明方法の実施例を工程順に
説明するだめの断面図で、第１図はレーザ光照射前、第
２図はレーザ光間ソリ中の状態を示す。 ｌ・・・基板、２・翁ｊ１線、３・キャピラリチップ、
４・・・光ファイバ、５・・・集光レンズ、６　・ボー
ル、Ａ・・・部分。 方１１ 芳２

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ＋１＋　金属細線を基板上に熱圧着又は超音波溶接する
    方法において、前記基板上方に前記細線を把持したキャ
    ピラリチップを配置し、前記キャピラリチップの側面に
    固定された１本又は複数本の光ファイバーから出射され
    だレーザ光を前記基板上方の前記細線部分に集光させて
    、前記細線を溶断してボールを形成させた後、圧着する
    ことを特徴とする金属細線のボールボンド圧着ボンディ
    ング方法。 （２）　ボールを形成させた後、圧着前にレーザ光によ
    り基板のボンディング部を加熱する特許請求の範囲第１
    項記載の金属細線のボールボンド圧着ボンディング方法
    。 （３）　金属細線がアルミニウム又はアルミ合金より成
    る特許請求の範囲第１項又は第２項記載の全１Ｍ細線の
    ボールボンド圧着ボンディング方法。
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