WO2009090849A1 - ワイヤボンディング方法及び電子部品実装体 - Google Patents

ワイヤボンディング方法及び電子部品実装体 Download PDF

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WO2009090849A1
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silver
wire bonding
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wire
metal
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Takuro Ishikura
Kaoru Matsuda
Teruo Komatsu
Shinji Wakura
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Applied Nanoparticle Laboratory Corporation
Asahi Electronics Laboratory Co., Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to a wire bonding method in which wire bonding is performed using a composite metal nanoparticle formed with an organic coating layer around a metal core as a bonding layer for wire bonding, and an electron having been electrically connected using the wire bonding method. It relates to a component mounting body.
  • an integrated circuit element in the form of a chip, a pellet or a die, an active element such as a transistor, or a passive element such as a capacitance is used.
  • a conductive wire of gold (Au) wire is first bonded to one side using a capillary.
  • a wire bonding method of ultrasonic thermocompression bonding, in which second bonding is performed is generally used.
  • a gold-plated wiring electrode is formed on a glass epoxy substrate on which a semiconductor chip is mounted, and a wire is bonded between the mounting chip and the gold-plated electrode to electrically connect the two. Connecting is widely done.
  • the gold plating process is performed by an electrolytic plating method or an electroless reduction type plating method.
  • forming a gold layer having a predetermined thickness on the substrate by the above plating method requires a processing time and increases the manufacturing cost.
  • electrical connection may be made to a metal lead frame by wire bonding using an ultrasonic thermocompression bonding method.
  • noble metal plating such as Au is applied to the bonding portion.
  • a plating layer of nickel (Ni) or the like may be deposited prior to partial plating of Au or the like. In either case, an extra plating process is required, leading to an increase in manufacturing cost.
  • base metals such as copper (Cu) and nickel are cheaper than gold, but are easily oxidized and have poor durability. Therefore, it is not preferable to use them as bonding layer materials.
  • Patent Document 3 discloses that a lead frame material for mounting an LED chip uses stainless steel (SUS) having excellent light reflection characteristics among iron-based frame materials because of the necessity of high luminance light emission.
  • SUS stainless steel
  • the SUS material is inferior in wire bonding bonding with Au wire, a plating underlayer is required, and there is a problem that the frame processing cost increases.
  • it is difficult to form a plating layer only at a wire bonding portion at a minimum, and waste of consuming plating metal more than necessary occurs.
  • a solidification process by firing is simple and inexpensive.
  • the bonding layer forming material that can be fired requires a material that can be locally formed in a small amount at the wire bonding portion in order to reduce the material cost.
  • the electronic component material includes the glass epoxy substrate, the metal lead frame, and the like. Therefore, the wire bonding bonding layer forming material has good bonding properties to these various electronic component materials. It is preferable to do.
  • an object of the present invention is to form a wire bonding bonding layer locally and easily and inexpensively regardless of the plating method, and to realize good wire bonding bonding. It is an object to provide a bonding method and an electronic component mounting body that is electrically connected using the wire bonding method.
  • the nano-sized organic coating-type composite metal fine particles are excellent in wire bondability and suitable as a bonding layer forming material. It came to obtain the knowledge of.
  • the present invention has been made based on such knowledge in order to solve the above problems, and the first aspect of the present invention is between electronic component elements, between circuit patterns, or between an electronic component element and a circuit pattern.
  • a wire bonding method in which a conductive wire is first bonded to one side and then second bonded to the other to make an electrical connection, and the conductive wire is a region that cannot be directly bonded only by wire bonding, and A composite metal nanoparticle layer containing at least composite metal nanoparticles is provided in a first bonding region and / or a second bonding region of a conductive wire, and the composite metal nanoparticles are formed from a metal core and an organic coating layer disposed around the metal core. And forming the metal underlayer by firing the composite metal nanoparticle layer, A wire bonding method for bonding the conductive wire to the wire.
  • the second mode of the present invention is the wire bonding method according to the first mode, wherein the metal forming the metal nucleus of the composite silver nanoparticle is palladium, gold, silver or an alloy thereof.
  • a third mode of the present invention is a wire bonding method according to the first or second mode, wherein the electronic component element is mounted on a circuit board, and the circuit pattern is a circuit pattern formed on the circuit board.
  • a fourth aspect of the present invention is a wire bonding method according to the first or second aspect, wherein the electronic component element is mounted on a lead frame, and the circuit pattern is the lead frame.
  • a fifth aspect of the present invention is a wire bonding method according to the fourth aspect, wherein the lead frame is formed of a light reflective conductive material.
  • a sixth embodiment of the present invention is a wire bonding method according to the fifth embodiment, wherein the light-reflective conductive material is stainless steel.
  • a seventh aspect of the present invention is a wire bonding method according to the sixth aspect, wherein the electronic component element is a light emitting element.
  • the eighth aspect of the present invention is the wire bonding method according to any one of the first to seventh aspects, wherein the organic coating layer is made of a carbon compound-derived material or a nitrogen compound-derived material.
  • a ninth aspect of the present invention is the wire bonding method according to the eighth aspect, wherein the carbon compound is alcohol or fatty acid.
  • the electronic component element or the circuit pattern which is electrically connected by the conductive wire by the wire bonding method according to any of the first to ninth aspects.
  • the electronic component mounting body is provided.
  • the metal base layer is formed by firing the composite metal nanoparticle layer formed by the composite metal nanoparticles including the metal core and the organic coating layer disposed around the metal core.
  • the wire bonding cannot be performed directly by the conductive wire.
  • the gold wire can be strongly ultrasonically thermocompression-bonded on the metal base layer to perform wire bonding with good bondability.
  • the composite metal nanoparticles are coated with the organic material of the organic coating layer and have a nano-sized (about 1 to 100 nm) ultrafine particle size, so that they are not only excellent in electrical conductivity and thermal conductivity. It has a melting point that is much lower than the melting point of a single metal. Therefore, since it can be fired at a low temperature and can be made into a thin film, it can be formed in a small amount and locally at the wire bonding location, and the wire bonding process can be reduced and the material cost can be reduced with low energy consumption. be able to.
  • This underlying thin film layer has good adhesive properties for any of electronic materials such as ceramic substrate electrodes, glass epoxy substrate electrodes, iron, SUS, copper lead frames, etc. In addition, it is possible to obtain an underlayer for wire bonding that can perform wire bonding satisfactorily and inexpensively.
  • the organic coating layer can be formed of an organic substance mainly composed of carbon, nitrogen or sulfur. Moreover, not only IC (integrated circuit) but active elements, such as a transistor and a diode, or passive elements, such as a capacitor
  • Examples of the method for producing the composite metal nanoparticles include a method using a thermal melting method and a method using a solution method.
  • a thermal melting method for example, fatty acid silver is used as a starting material, and it is melted by heat to form a silver nucleus and its surroundings.
  • the composite silver nanoparticles can be produced by depositing carboxylic acid groups on the surface.
  • the solution method for example, silver carbonate Ag 2 CO 3 is used as a starting material, and a solvent such as alcohol is mixed therewith, and the mixed solution is heated, whereby an alkoxide group is surrounded around the silver nucleus.
  • composite silver nanoparticles can be generated by depositing a carbon-based organic material containing a carboxylic acid group or the like.
  • the metal that forms the metal nucleus is used as the metal that forms the metal nucleus. Therefore, the composite metal nanoparticle excellent in electrical conductivity and thermal conductivity is used. It is possible to perform wire bonding with good bonding properties by forming particles.
  • a metal organic compound containing palladium, gold, and silver is used as a starting material for forming the metal nucleus.
  • metal organic compounds include fatty acid salts such as naphthenate, octylate, stearate, benzoate, p-toluate, n-decanoate, metal alkoxides such as isopropoxide and ethoxide, and acetylacetone complex Etc. can be used.
  • a metal inorganic compound such as silver carbonate Ag 2 CO 3 or silver nitrate Ag 2 NO 3 is used as a starting material. Can do.
  • a metal inorganic compound such as gold chloride AuCl, AuCl 3 or a gold complex H [Au (NO 3 ) 4 ] ⁇ 3H 2 O is used. be able to.
  • a metal inorganic compound such as palladium chloride PdCl 2 or palladium nitrate Pd (NO 3 ) 2 can be used as a starting material.
  • the composite metal nanoparticle which consists of an alloyed metal nucleus can be produced
  • the composite metal nanoparticle material may be directly coated and baked to form the metal underlayer.
  • the composite metal nanoparticle is contained, and a solvent and / or Alternatively, it is preferable to prepare a composite metal nanopaste to which a viscosity-imparting agent is added and use it for pretreatment of electronic materials such as lead frames. That is, if the composite metal nanoparticle paste is used, for example, a dispenser can be locally applied to the wire bonding point by a dispenser.
  • the metal underlayer can be formed with the amount of the undercoat material, and the material cost in the pretreatment process can be reduced.
  • a paste to which only a solvent is added a paste to which only a viscosity imparting agent is added, and a paste to which both a solvent and a viscosity imparting agent are added can be used.
  • a wire bonding metal underlayer having a high metal content as a whole paste and improved electrical conductivity and thermal conductivity can be obtained.
  • the electronic component element is mounted on a circuit board, and the circuit pattern is a circuit pattern formed on the circuit board.
  • the wire bonding method according to the above it contributes to the reduction of the wire bonding process and material cost. Ceramics, a glass epoxy substrate, a glass substrate, etc. can be used for the circuit board in the present invention.
  • the circuit pattern is provided with a die bonding region of the electronic component element and a terminal electrode region electrically connected to the electrode of the electronic component element, for example, wire bonding formed on a glass epoxy substrate
  • a wire bonding metal underlayer containing the composite metal nanoparticles is formed in the terminal electrode region (pad electrode) for use, and a gold wire is second-bonded to the pad electrode so as to be stable between the electrode of the electronic component element and Good wire bonding connection is possible.
  • the electronic component element is mounted on a lead frame, and the circuit pattern is the lead frame. Therefore, in the lead frame mounting step of the electronic component element, the wire bonding method according to the present invention is performed. By applying, it contributes to wire bonding process and reduction of material cost.
  • the lead frame material in the present invention iron-based materials (Fe, Fe-42% Ni, SUS, etc.), copper-based materials (Cu, Cu—Fe—P, etc.), etc. can be used.
  • a discrete (individual semiconductor), IC (integrated circuit), photocoupler (optical semiconductor), LED, or the like can be mounted on the lead frame.
  • a die bonding region of the electronic component element is provided on the land of the lead frame, and a terminal electrically connected to the inner lead of the lead frame by an electrode of the electronic component element by wire bonding
  • An electrode region is provided, a wire bonding metal underlayer (pad electrode underlayer) containing the composite metal nanoparticles is formed in the terminal electrode region, and a gold wire is second bonded to the metal underlayer to form the electron Wire bonding connection between the component element electrodes can be performed stably and satisfactorily.
  • the die bonding region and / or the terminal electrode region can be formed of a light reflective conductive material.
  • a wire bonding metal underlayer containing the composite metal nanoparticles is formed in the wire bonding region of the light-reflective conductive material, and the wire bonding connection between the wire bonding region and the electrode of the LED chip is stable and satisfactory.
  • a light-emitting electronic component such as an LED that has reduced wire bonding process costs and is excellent in high luminance reflectivity.
  • the light-reflective conductive material is made of stainless steel having a low wire bonding bondability
  • a wire bonding metal underlayer containing the composite metal nanoparticles can be reliably formed, such as an LED. Wire bonding with stable and good electrical connection in the light emitting electronic component can be realized at low cost.
  • the electronic component element is a light emitting element
  • at least one electrode of the light emitting element and the terminal electrode can be connected by wire bonding, so that the terminal electrode
  • the wire bonding metal underlayer containing the composite metal nanoparticles can be reliably formed using as the anode or cathode, and wire bonding with stable and good electrical connection in light emitting electronic components such as LEDs can be realized at low cost. Can do.
  • the organic coating layer is composed of a carbon compound-derived material or a nitrogen compound-derived material, so that in the production of the composite metal nanoparticles by the solution method, the derived material is a starting material. It can be thermally decomposed by reducing the metal inorganic compound. Therefore, by using a carbon compound-derived material or a nitrogen compound-derived material, the organic coating layer composed of a carbon-based organic material and a nitrogen-based organic material film disposed around the metal core is formed, respectively.
  • the composite metal nanoparticle layer composed of ultra-fine organic coating-type metal particles can be obtained, and further, wire bonding with good bondability can be performed by the metal base layer obtained by firing the composite metal nanoparticle layer. it can.
  • the organic coating layer composed of a coating of a carbon-based organic substance derived from the alcohol or the fatty acid is formed to form an organic coating type of nano-sized ultrafine particles.
  • the composite metal nanoparticle layer made of metal particles can be obtained, and further, wire bonding with good bondability can be performed by the metal base layer obtained by firing the metal nanoparticle layer.
  • alcohols such as methanol and ethanol can be used, and alcohols having 1 to 14 carbon atoms are preferable.
  • the organic coating layer is composed of an alcohol-derived component, it is safe even if it adheres to the hand skin, and it is extremely safe and effective for environmental conservation because only CO 2 and H 2 O are diffused by firing. .
  • butanoic acid, pentanoic acid, hexanoic acid, heptanoic acid, octanoic acid, nonanoic acid, decanoic acid, dodecanoic acid, tetradecanoic acid, pentadecanoic acid, hexadecanoic acid and the like can be used as the fatty acid.
  • the electronic component element or the circuit pattern which is electrically connected by the conductive wire by the wire bonding method according to any one of the first to ninth aspects is provided.
  • a wire bonding underlayer containing the composite metal nanoparticles it is possible to provide an inexpensive electronic component mounting body with good electrical characteristics and reduced wire bonding process costs.
  • electronic component elements such as discrete (individual semiconductor), IC (integrated circuit), photocoupler (optical semiconductor), LED, etc. are die-bonded to a circuit board or lead frame, and
  • electronic circuit components such as jumpers and surge absorbing components in which conductive wires are wire-bonded and connected between electrodes on a substrate are included.
  • FIG. 4 is a mounting state diagram in which a semiconductor chip 4 is mounted on a lead frame 8.
  • FIG. It is a fragmentary sectional view of the capillary 14 used for the wire bonding in the said embodiment. It is a figure which shows typically the fracture test of a wire bonding state. It is a figure which shows typically the peel test by the side of a ball bonding. It is a figure which shows a wire tension test typically. It is a figure which shows typically the peel test by the side of a stitch. It is sectional drawing of the LED component which implemented the wire bonding which concerns on this invention.
  • the composite silver nanoparticles used in this embodiment are generated at a low temperature by a solution method.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram of a first step of a low temperature generation reaction by the solution method.
  • the inorganic compound used as a raw material is silver salt (1).
  • silver salts inorganic silver salts and organic silver salts can be used.
  • Inorganic silver salts include silver carbonate, silver chloride, silver nitrate, silver phosphate, silver sulfate, silver borate, silver fluoride, and organic silver salts. Examples include fatty acid salts such as silver formate and silver acetate, sulfonates, and silver salts of hydroxy, thiol and enol groups.
  • silver salts composed of C, H, O, Ag silver salts composed of C, H, Ag, silver salts composed of H, O, Ag, silver salts composed of C, O, Ag, O
  • a silver salt made of Ag is preferable in that it contains no impurities. The reason is that only H 2 O, CO 2 , O 2, and the like are generated by firing even when a silver salt is mixed as an impurity in the generated composite silver nanoparticles.
  • silver carbonate Ag 2 CO 3 will be described later as a suitable silver salt, but it goes without saying that other silver salts are similarly used.
  • R n in the formula (3) represents a hydrocarbon group of alcohol.
  • the carbon number n is limited to 1-14.
  • the silver salt fine particles are insoluble in alcohol, but the hydrophilic group OH of the alcohol has a property of easily binding to the surface of the silver salt fine particles.
  • the hydrophobic group R n of the alcohol has a high affinity with alcohol solvent. Therefore, as shown in the formula (4), when the silver salt fine particles are dispersed in the alcohol solvent, the alcohol is adsorbed on the surface of the silver salt fine particles and floats in the alcohol solution. When the particle diameter of the silver salt fine particles is small, a stable silver salt fine particle colloid is formed. On the other hand, when the silver salt fine particles have a large particle size, they may precipitate, but if the floating state continues for several tens of minutes, there is no problem, and the reaction may be carried out with gentle stirring.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of the second step of the formation reaction of composite silver nanoparticles.
  • silver carbonate is described as an example here as a silver salt, but the same applies to other silver salts.
  • Silver carbonate on the surface of the silver carbonate fine particles reacts with alcohol to form aldehyde R n-1 CHO simultaneously with silveration, as shown in formula (5).
  • aldehyde has a strong reducing action, and as shown in formula (7), silver carbonate is reduced to form carboxylic acid R n-1 COOH simultaneously with silveration.
  • the intermediately produced Ag, AgOR n , and R n-1 COOH aggregate with each other by the reactions shown in Formula (8) and Formula (9), and form Ag k + m (OR n ) m , Ag k + m as composite silver nanoparticles.
  • (OR n ) m R n-1 COOH is produced.
  • These composite silver nanoparticles are illustrated in equations (10) and (11).
  • the reaction is a surface reaction of silver carbonate fine particles. The reaction continues while gradually penetrating from the surface into the interior, and the silver carbonate fine particles serving as the central nucleus are converted into silver nuclei. Eventually, composite silver nanoparticles represented by formula (10) and formula (11) are produced.
  • FIG. 3 is a detailed flow diagram showing a procedure for generating composite silver nanoparticles according to this embodiment.
  • step ST1 a predetermined amount of commercially available silver salt is refined with a mixer. Even if the average particle size of the commercial silver salt is 10 ⁇ m, the variation is extremely large. A uniform particle size of 10 ⁇ m is prepared using a mixer.
  • step ST2 after the finely divided silver salt powder is dispersed in an excessive amount of alcohol, the silver salt excess alcohol solution is put into a bead mill (not shown) and rotated together with the beads. Gradually grind the silver salt particles to make them ultrafine. The relationship between the bead particle size and the silver salt ultrafine particle size will be described later with reference to Table 2. The beads are collected through the mesh, and finally alcohol is added to prepare an excessive alcohol solution with a predetermined molar ratio.
  • step ST3 an ultrafine silver salt excess alcohol solution is charged into the reaction vessel, and in step ST4, the solution is heated to a predetermined temperature.
  • This predetermined temperature corresponds to the generation temperature PT.
  • CnAgAL is generated by heating at the predetermined temperature for a predetermined time.
  • the produced CnAgAL solution is rapidly cooled with ice water immediately in step ST5, and the production reaction is stopped.
  • the product solution is put into the component separator and centrifugal ultrafiltration is performed.
  • the CnAgAL purified solution obtained by centrifugal ultrafiltration in step ST6 is dried. It collects as a solid powder containing silver nanoparticles or a semi-dried product by a drying process (step ST7).
  • Table 2 is a relationship table between the bead particle size and the silver salt ultrafine particle size including Ag2CO3.
  • the rotation conditions of the bead mill are 2000 rpm revolution and 800 rpm rotation.
  • the particle diameter of the beads is from 1 mm to 0.03 mm, so that the ultrafine particle diameter can be freely controlled in the range of 5000 nm to 10 nm.
  • silver salt fine particles are mixed in an excess alcohol solvent to prepare an excess alcohol solution, and the excess alcohol solution is produced at a prescribed production temperature in a reaction chamber.
  • An organic coating layer consisting of one or more alcohol molecule residues, alcohol molecule derivatives or alcohol molecules around the silver nuclei by heating for a period of time to reduce the silver salt fine particles in the alcohol solvent to form silver nuclei.
  • the generated composite silver nanoparticles have an average particle diameter of the silver nuclei of 1 to 20 nm, and a DTA peak temperature T2 in the differential thermal analysis (DTA) of the composite silver nanoparticles is 150 ° C. or less.
  • An excess alcohol solution is a solution in which the amount of alcohol blended is larger than the stoichiometric ratio at which the silver salt reacts with the alcohol.
  • the resulting composite silver nanoparticles are suspended in the alcohol and collide with each other. Probability is reduced, and composite silver nanoparticles are prevented from secondary association and dumping. Further, a large amount of alcohol molecules are adsorbed on the surface of the silver salt fine particles to promote the surface reaction.
  • the general formula of alcohol is R n OH (R n is a hydrocarbon group), R n is a hydrophobic group, and OH is a hydrophilic group, so if you change the way of thinking, alcohol is a surfactant with a surfactant action. is there.
  • the silver salt is insoluble in alcohol, but the surface of the silver salt fine particles has a property that the OH group of the alcohol is easily bonded. Therefore, it can be said that the silver salt fine particles are surrounded by alcohol and become a stable monodispersed colloid when the particle diameter of the silver salt fine particles is reduced.
  • the alcohol may precipitate. However, if the silver salt fine particles are in a dispersed state for a certain time after mixing and stirring, the reaction may be completed during that time.
  • alcohol easily changes to an aldehyde even at a production temperature of 100 ° C. or less, and this aldehyde has a strong reducing action. That is, silver gradually precipitates from the surface of the silver salt fine particles, and finally the entire region of the silver salt fine particles is reduced and converted into silver nuclei.
  • an organic coating layer composed of one or more of alcohol molecule residues, alcohol molecule derivatives, or alcohol molecules derived from alcohol is formed to produce composite silver nanoparticles.
  • organic coating layer around the silver core is the organic coating layer is formed by a C n H 2n + 1 O or C n-1 H 2n-1 composite silver nanoparticles formed from one or more COO. If the generation temperature is set to 100 ° C. or lower, for example, composite silver nanoparticles having a low metallization temperature can be generated. According to this production method, composite silver nanoparticles having a DTA peak temperature T2 lower by 150 ° C. can be generated instead of the metallization temperature.
  • the average particle diameter of the silver nuclei is 1 to 20 nm, but if the silver salt fine particles are thoroughly refined, composite silver nanoparticles having a smaller particle diameter can be produced.
  • TG thermogravimetry reduction start temperature T1 (° C), DTA peak temperature T2 (° C) and metallization temperature T3 (° C) of CnAgAL produced at the production temperature PT (° C) is free. Therefore, when the generation temperature PT is increased, the TG decrease start temperature T1, the DTA peak temperature T2, and the metallization temperature T3 tend to increase gradually. Therefore, it is possible to manufacture the composite silver nanoparticles by freely designing the production temperature PT so that the DTA peak temperature T2 is 150 ° C. or less.
  • the metallization temperature T3 only rises a few degrees above the DTA peak temperature T2.
  • the alcohol mass is considerably larger than the silver salt mass.
  • the silver salt is silver carbonate as an example
  • the formation of a normal silver alkoxide is given by the following formula (F).
  • Ag 2 CO 3 + 2R n OH ⁇ 2R n OAg + CO 2 + H 2 O (F) That is, silver carbonate: alcohol 1 mol: 2 mol.
  • the molar ratio of alcohol is considerably larger than that described above to obtain an excess alcohol solution.
  • the produced composite silver nanoparticles are less likely to collide with each other, preventing association and aggregation of the composite silver nanoparticles.
  • the metallization temperature becomes higher and the DTA peak temperature T2 exceeds 150 ° C.
  • the DTA peak temperature T2 was successfully reduced to 150 ° C. or lower for the first time by using an excess alcohol solution.
  • the particle size of the composite silver nanoparticles can be confirmed by observing a lattice image on silver nuclei using a high-resolution transmission electron microscope.
  • a lattice image is formed on the silver nuclei of the composite silver nanoparticles in a monodispersed state. confirmed.
  • CnAgAL n: 1 to 12
  • the present inventors have confirmed the lattice image of silver nuclei with alkoxide-coated silver nanoparticles for the first time, and are highly crystalline such as single crystal or twin crystal of silver nuclei. The present inventors have succeeded in providing alkoxide-coated silver nanoparticles having properties.
  • FIG. 4 is a high-resolution transmission electron microscope view of C10AgAL produced at 90 ° C. as an example of composite silver nanoparticles.
  • a magnified view of the transmission electron microscope image clearly shows a lattice image of silver nuclei of the silver nanoparticles, demonstrating extremely high crystallinity. From these lattice images, it was found that the silver nuclei were almost single crystallized. From this high crystallinity, it can be concluded that the composite silver nanoparticles of the present invention have high electrical conductivity and high thermal conductivity.
  • composite silver nanoparticles coated with an alcohol-derived substance have high crystallinity to such an extent that a lattice image is observed, and as a result, there are almost no grain boundaries inside the silver nucleus, so that electron scattering and heat scattering are possible. It has been demonstrated that it has low electrical conductivity and high electrical conductivity and high thermal conductivity. It was discovered that this was a revolutionary new substance that completely denied the polycrystallinity that was previously said. That is, in the above-mentioned CnAgAL (n: 1 to 12), the present inventors were the first to confirm the lattice image of silver nuclei with alkoxide-coated silver nanoparticles, such as single crystal or twin crystal of silver nuclei. The present inventors succeeded in obtaining alkoxide-coated silver nanoparticles having a high degree of crystallinity, and demonstrated that the electrical conductivity and thermal conductivity of CnAgAL are extremely high.
  • Examples 011 to 123 Preparation of C1 to C12 composite silver nanopaste
  • a composite silver nanopaste was prepared using the composite silver nanoparticles produced according to the present invention.
  • the following three types of pastes were prepared from C1 to C12 CnAgAL.
  • At least one of CnAgAL has the metallization temperature T3 shown in Examples 1 to 12, and the rest of CnAgAL has a metallization temperature T3 that is slightly different from the metallization temperature T3 of the above example. However, all metallization temperatures T3 are selected to be 150 ° C.
  • the solvent is a material in which powder composed of composite silver nanoparticles is dispersed to form a solution, and was selected from methanol, ethanol, butanol, xylene, toluene, and hexane.
  • the viscosity-imparting agent is a material that imparts a viscosity that can be easily applied by adding to the solution, and includes terpine oil, terpineol, terpine derivatives (a mixture of 1,8-terpine monoacetate and 1,8-terpin diacetate). ), Selected from methylcellulose.
  • Methylcellulose is a powder and is always used in combination with a solvent.
  • the particle size of silver particles, the type of solvent, the type of viscosity imparting agent, the mass% of each component, and the paste baking temperature in the atmosphere are as described in Tables 3 and 4.
  • Tables 3 and 4 show the metallization temperature T3 (° C.) and actual paste firing temperature (° C.) of Cn to C12 CnAgAL.
  • acetone, xylene, propanol, ether, petroleum ether, benzene and the like can be used as the solvent.
  • viscosity-imparting agent examples include ethyl cellulose, butyral, IBCH (isobornylcyclohexanol), glycerin, and C14 or higher solid alcohol at room temperature.
  • IBCH is rosin-like
  • glycerin is syrup-like
  • alcohols of C14 or higher have a solid-liquid change property, and are non-flowing at 10 ° C. or less. If composite silver nanoparticles are mixed and dispersed in a non-flowable viscosity imparting agent to form a non-flowable paste, the composite silver nanoparticles are fixed in a dispersed state at a low temperature of 10 ° C. or lower. Aggregation does not occur.
  • the non-flowable paste If the non-flowable paste is heated immediately before use, it can be fluidized and applied as a paste, and the function as a paste can be exhibited. Needless to say, if a solvent is added to the non-flowable paste immediately before use, it becomes a flowable paste without heating and can function as a paste.
  • the paste firing temperature in the atmosphere is set higher than the metallization temperature T3 of CnAgAL. This is because it is necessary not only to metallize CnAgAL, but also to evaporate the solvent and evaporate or decompose the viscosity-imparting agent. Moreover, although the metallization temperature T3 of CnAgAL is 150 ° C. or less, if it is fired at a temperature higher than the metallization temperature, an excellent metal film can be formed and a silver film with high electrical conductivity can be formed. Therefore, as shown in Table 3 and Table 4, the paste firing temperature in the atmosphere was set higher than the metallization temperature T3, and it was confirmed that the silver film characteristics improved as the temperature increased.
  • the paste firing temperature in the atmosphere was adjusted to 200 ° C. or lower. Moreover, when a terpine derivative is used as a viscosity imparting agent, the firing temperature is further increased. Furthermore, when methylcellulose was used as a viscosity imparting agent, the firing temperature was set to a higher level of 400 ° C and 450 ° C. As described above, the paste baking temperature in the air depends on the air diffusion temperature of the viscosity imparting agent.
  • Example 124 Joining of semiconductor electrode and circuit board
  • a bonding test was performed with the semiconductor chip as the upper body and the circuit board as the lower body.
  • the electrode end of the semiconductor chip was inserted into the through hole of the circuit board, and the composite silver nanopaste of Example 011 to Example 123 was applied to the contact portion between them to obtain 36 types of paste specimens.
  • the said coating part was heated locally with the paste baking temperature of Table 3 and Table 4, the said coating part was metalized, and joining was completed. After cooling, when the appearance of the joint was inspected with an optical microscope, there were no problems with the 36 types of specimens. An electrical continuity test and an electrical resistance measurement were carried out, and it was confirmed that they functioned effectively as an adhesive for die bonding.
  • the composite silver nanopaste according to this embodiment can be used industrially as an adhesive for die bonding.
  • silver metal was originally used as a material for photographic technology.
  • the cost of silver materials has been decreasing due to the progress of separation from silver.
  • Using silver metal as a raw material contributes to lowering the manufacturing cost of electronic components.
  • Example 125 Formation of silver pattern on heat-resistant glass substrate
  • the composite silver nanopastes of Examples 011 to 123 were screen-printed on this base to obtain 36 types of test bodies on which a predetermined paste pattern was formed.
  • the said test body was heated with the atmospheric paste baking temperature of Table 3 and Table 4 with the electric furnace, and the silver pattern was formed from the said paste pattern.
  • the surface of the silver pattern was inspected with an optical microscope, there were no problems with 36 types of specimens. From the 36 types of pattern formation tests, it was found that the composite silver nanopaste according to this embodiment can be used industrially as a silver pattern forming material.
  • FIG. 5 shows the procedure of the semiconductor chip mounting process on the circuit board.
  • FIG. 6 shows a mounting state in which the semiconductor chip 4 is mounted on the circuit board 1 of a glass epoxy board.
  • a circuit pattern including the die bonding pad 2 and the wire bonding pad 5 is formed on the circuit board 1 by a gold thin film forming technique (step ST11).
  • vapor deposition or etching is used for the thin film formation technique.
  • the composite silver nanopaste according to the present embodiment is applied and adhered to the wire bonding pad 5 by a dispenser so as to have a width several times the cross-sectional area of the gold wire.
  • the coating film of the composite silver nanopaste is fired and solidified by heating at about 150 ° C. for 30 minutes, and the silver underlayer 6 is formed by a firing process regardless of the plating method (step ST12).
  • the coating film of the composite silver nanopaste is composed of a composite silver nanoparticle layer in which composite silver nanoparticles are formed from a silver core and an organic coating layer disposed around the silver core.
  • Silver paste 3 as an adhesive for die bonding is applied on die bonding pad 2 (step ST13). You may use the composite silver nanopaste which concerns on this embodiment for the adhesive material for die bonding.
  • the semiconductor chip 4 is die-bonded on the silver paste 3 layer applied to the die bonding pad 2 (step ST14). Further, the gold wire 7 is first bonded to the surface electrode of the semiconductor chip 4 using a capillary (step ST15), and further, the second bonding is performed on the silver underlayer 6 of the wire bonding pad 5 (step ST16). ).
  • FIG. 9 shows an example of the capillary 14. The wire diameter of the gold wire 15 is 23 ⁇ m, and a ball 16 having a diameter of 70 ⁇ m is formed at the capillary 14 outlet. Wire bonding is performed by an ultrasonic pressure bonding method.
  • FIG. 7 shows the procedure of the semiconductor chip mounting process on the lead frame.
  • FIG. 8 shows a mounting state in which the semiconductor chip 11 is mounted on a metal lead frame.
  • a lead frame including a die pad portion of the die bonding region (land) 8 and an inner lead including the wire bonding region 9 is formed, and the composite silver nanopaste according to the present embodiment is formed in the wire bonding region 9. It is applied and adhered by a dispenser to a width several times the cross-sectional area of the gold wire.
  • the composite silver nanopaste coating film (composite silver nanoparticle layer) is fired and solidified by heating at about 150 ° C.
  • Step ST21 Silver paste 10 as a die bonding adhesive is applied on die bonding region 8 (step ST22). Also in this example, the composite silver nanopaste according to the present embodiment can be used as an adhesive for die bonding.
  • the semiconductor chip 11 is die-bonded on the silver paste 10 layer applied to the die bonding region 8 (step ST23). Further, the gold wire 12 is first bonded to the surface electrode of the semiconductor chip 11 using a capillary (step ST24), and further, second bonding is performed on the wire bonding silver underlayer 13 in the wire bonding region 9. (Step ST25). Wire bonding is performed by an ultrasonic pressure bonding method.
  • FIG. 10 schematically shows a break test. As shown to (10A) of the figure, it is apply
  • FIG. A gold wire 19 is bonded onto the silver base layer 18 formed by this firing. In this bonding state, the gold wire 19 is peeled off by applying a shearing force to the gold wire 19 so that the jig 20 for breaking test passes through the surface of the silver underlayer 18. (10B) of FIG.
  • a method for evaluating the bondability of wire bonding used in Examples 126 and 127 will be described below.
  • the evaluation method was a peel test on the ball bonding (first bonding) side, a peel test on the stitch (second bonding) side, and a wire tensile test.
  • 11 to 13 schematically show a peel test on the ball bonding side, a wire pull test, and a peel test on the stitch side, respectively.
  • a state where wire bonding is performed between the semiconductor chip 52 die-bonded on the mounting substrate 50 by the adhesive layer 51 and the silver base layer 55 formed by firing the composite silver nanoparticle layer on the mounting substrate 50 is shown.
  • the nano-sized silver particles of the composite silver nanoparticle layer are alloyed with gold of the gold wire, have a strong bonding force, and provide a good wire bonding bonding layer. Can be formed.
  • the composite silver nanoparticle layer is not only excellent in electrical conductivity and thermal conductivity, but can be locally formed by low-temperature firing, so that wire bonding suitable for manufacturing electronic components can be performed. In particular, since the energy can be saved by lowering the firing temperature of the bonding film, the cost of manufacturing electronic parts and the cost of manufacturing equipment can be significantly reduced.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of a surface mount type LED component subjected to wire bonding according to the present invention.
  • This LED component uses a SUS lead frame and has a die bonding frame 30 and a wire bonding frame 31.
  • An LED chip 34 bonded with a silver paste 32 is die bonded to the die bonding frame 30.
  • the lead frame is packaged with resin materials 36 and 37 except for the vicinity of the LED chip 34, and the vicinity of the LED chip 34 is filled with a translucent resin 38.
  • the die bonding frame 30 and the wire bonding frame 31 extend outward from the resin package as a cathode external terminal and an anode external terminal, respectively.
  • wire bonding is performed by forming a wire bonding silver underlayer 33 containing composite silver nanoparticles on the wire bonding frame 31 by the wire bonding method according to the present invention.
  • the cost of the wire bonding process can be reduced and a low-cost LED component can be realized.
  • the SUS lead frame is excellent in light reflectivity and is a suitable frame material for light-emitting electronic components such as LED components, but by using the silver underlayer 33 for wire bonding containing composite silver nanoparticles.
  • a good wire bonding bonding force can be obtained with respect to a SUS lead frame, and a wire bonding underlayer can be formed locally and inexpensively without using a plating method.
  • a thermal melting method for example, fatty acid silver is used as a starting material, and it is thermally melted to form a silver nucleus and deposit a carboxylic acid group around it to form a composite. Silver nanoparticles can be generated.
  • composite gold nanoparticles are generated by a solution method or a thermal melting method as in the above embodiment.
  • a metal inorganic compound such as gold chloride AuCl, AuCl 3 or gold complex H [Au (NO 3 ) 4 ] ⁇ 3H 2 O can be used as a starting material.
  • composite gold nanoparticles can be generated using alcohol or fatty acid as the solvent.
  • a metal organic compound containing gold is used as a starting material for forming a metal nucleus.
  • metal organic compounds include fatty acid salts such as naphthenate, octylate, stearate, benzoate, p-toluate, n-decanoate, metal alkoxides such as isopropoxide and ethoxide, and acetylacetone complex Etc. can be used.
  • the composite gold nanoparticles according to the above production are used, a composite gold nanopaste having good paste physical properties as in the above embodiment can be produced. That is, this composite gold nanopaste has good electrical conductivity due to the gold composition, and effectively functions as an adhesive for die bonding applicable to the bonding between the semiconductor electrode and the circuit board. Moreover, the gold pattern can be smoothly formed on the heat-resistant glass substrate, and can be used as a pattern forming material similar to the silver pattern of the embodiment.
  • the composite gold nanopaste according to the present embodiment is applied to the wire bonding pad 5 by a dispenser with a width several times the cross-sectional area of the gold wire, and attached.
  • a composite gold nanoparticle layer can be formed, further solidified by heating and baking, and a gold underlayer can be formed by baking treatment regardless of the plating method.
  • the composite gold nanoparticle layer is composed of composite gold nanoparticles formed from a gold core and an organic coating layer disposed around the gold core.
  • First bonding is performed on the surface electrode of the semiconductor chip 4 by using a capillary for the gold wire, and second bonding can be performed on the gold nanopaste film of the wire bonding pad 5.
  • the composite gold nanoparticle-containing paste is used, wire bonding bonding to the lead frame can be performed well.
  • the composite gold nanopaste according to the present embodiment is applied and attached to the wire bonding region 9 by a dispenser so as to be several times the cross-sectional area of the gold wire. Then, it can be solidified by heating and baking, and a gold underlayer can be formed by baking treatment regardless of the plating method.
  • the performance of the wire bonding according to the present embodiment can be verified by a gold wire breakage test in the same manner as the breakage test of FIG. Since the nano-sized gold particles of the composite gold nanoparticle layer are alloyed with gold, a strong bonding force can be obtained. Further, in the peel test on the ball bonding side, the wire tensile test, and the peel test on the stitch side according to FIGS. 11 to 13, a good bonding force can be obtained by bonding between Au. Therefore, in the wire bonding according to the present embodiment, the nano-sized gold particles of the composite gold nanoparticle layer are alloyed with gold of the gold wire, and have a strong bonding force and can perform a good wire bonding bonding. . In addition, the composite gold nanoparticle layer not only has excellent electrical and thermal conductivity, but can be locally formed by low-temperature firing, and therefore, wire bonding suitable for manufacturing a minute electronic component can be performed.
  • composite palladium nanoparticles are produced by a solution method or a thermal melting method, as in the above-described silver or gold embodiment.
  • a metal inorganic compound such as palladium chloride PdCl 2 or palladium nitrate Pd (NO 3 ) 2 can be used.
  • composite palladium nanoparticles can be produced using alcohol or fatty acid as the solvent.
  • a metal organic compound containing palladium is used as a starting material for forming a metal nucleus.
  • metal organic compounds include fatty acid salts such as naphthenate, octylate, stearate, benzoate, p-toluate, n-decanoate, metal alkoxides such as isopropoxide and ethoxide, and acetylacetone complex Etc. can be used.
  • a composite palladium nanopaste having good paste physical properties can be produced as in the case of the silver or gold embodiment. That is, this composite palladium nanopaste has good electrical conductivity due to the palladium composition, and effectively functions as an adhesive for die bonding that can be applied to the bonding between the semiconductor electrode and the circuit board. Moreover, the palladium pattern can be smoothly formed on the heat-resistant glass substrate and can be used as a pattern forming material.
  • the palladium nanopaste according to the present embodiment is applied to the wire bonding pad 5 by a dispenser so as to have a width several times the cross-sectional area of the gold wire.
  • a palladium nanoparticle layer can be formed and solidified by heating and baking, and a palladium underlayer can be formed by baking treatment regardless of the plating method.
  • This film is composed of a composite palladium nanoparticle layer in which composite palladium nanoparticles are formed from a palladium core and an organic coating layer disposed around the palladium core.
  • the gold wire is first bonded to the surface electrode of the semiconductor chip 4 using a capillary, and second bonding can be performed to the palladium nanopaste film of the wire bonding pad 5.
  • the palladium nanopaste according to the present embodiment is applied and attached to the wire bonding region 9 by a dispenser in a width several times the cross-sectional area of the gold wire, It can be solidified by heating and baking, and a palladium underlayer can be formed by baking treatment regardless of the plating method.
  • the performance of the wire bonding according to the present embodiment can be verified by a gold wire breakage test in the same manner as the breakage test of FIG. Since the nano-sized palladium particles of the composite palladium nanoparticle layer are alloyed with gold, a strong bonding force can be obtained. In addition, in the peel test on the ball bonding side, the wire pull test, and the peel test on the stitch side according to FIGS. 11 to 13, a good bonding force can be obtained by bonding Pd and Au. Therefore, in the wire bonding according to the present embodiment, the nano-sized palladium particles of the composite palladium nanoparticle layer are alloyed with gold of the gold wire to form a strong wire bonding bonding layer having a strong bonding force. Can do. Moreover, the composite palladium nanoparticle layer is not only excellent in electrical conductivity and thermal conductivity, but can be locally formed by low-temperature firing, and therefore, wire bonding suitable for manufacturing electronic components can be performed.
  • a composite metal nanoparticle is formed using a composite metal nanoparticle formed from a metal core and an organic coating layer disposed around the metal core, and fired.
  • a metal base layer for wire bonding can be formed on a circuit board, a lead frame or the like at a low cost. Therefore, by using the composite metal nanoparticles as a material for forming a conductive thin film for wire bonding bonding, a wire bonding bonding base layer can be locally formed easily and inexpensively regardless of the plating method. Since the bonding property can be provided, the cost of the wire bonding process can be reduced, and an inexpensive electronic component can be provided.

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Abstract

　回路基板（１）上のワイヤボンディングパッド（５）には、銀ナノペースト（６）が金線の断面積の数倍の広さにディスペンサにより塗布、付着される。銀ナノペースト（６）の皮膜は約１５０℃、３０分の加熱により焼成、固化され、銀下地層の焼成薄膜がメッキ法によらず焼成処理により形成される。この皮膜は、複合銀ナノ粒子が銀核とその周囲に配置された有機被覆層から形成された複合銀ナノ粒子層からなる。 このような銀下地層の焼成薄膜を形成することにより、メッキ法によらず簡単かつ安価に、局所的にワイヤボンディング接合層を形成できる。 

Description

ワイヤボンディング方法及び電子部品実装体
　本発明は、金属核の周囲に有機被覆層を形成した複合金属ナノ粒子をワイヤボンディング用接合層に用いてワイヤボンディングを行うワイヤボンディング方法及びそのワイヤボンディング方法を用いて電気的接続を行った電子部品実装体に関する。
　電子部品素子としては、例えば、チップ、ペレット又はダイ等の形態からなる集積回路素子、トランジスタ等の能動素子やキャパシタンス等の受動素子が使用されている。これらの電子部品素子間、実装基板上の回路パターン間又は電子部品素子と回路パターンの間の電気的接続には、キャピラリーを用い金（Ａｕ）線の導電性ワイヤを一方にファーストボンディングしてから他方にセカンドボンディングする、超音波熱圧着方式のワイヤボンディング方法が一般に用いられている。
　例えば、特許文献１に開示されているように、半導体チップを搭載したガラスエポキシ製基板に金メッキの配線電極を形成し、実装チップと金メッキ電極との間をワイヤをボンディングして両者を電気的に接続することが広く行われている。金メッキ処理は電解メッキ法又は無電解還元型メッキ法により行われている。
　しかしながら、基板上に所定の厚さの金層を上記メッキ法で形成するには、処理時間がかかり、製造コストも高くなっていた。
　また、例えば、特許文献２に開示されているように、金属リードフレームに超音波熱圧着方式によるワイヤボンディングで電気的接続を行う場合もある。この場合もワイヤボンディング接合で十分な接合信頼性を確保するために、接合箇所にＡｕ等の貴金属メッキを施していた。また、Ａｕ等の部分メッキ性を確保するため、Ａｕ等の部分メッキに先立ってニッケル（Ｎｉ）等のメッキ層を被着させることもある。何れの場合も余分なメッキ処理工程を必要とし、製造コストの上昇を招いていた。なお、金等と比較して、銅（Ｃｕ）やニッケルの卑金属は原価が安いものの酸化されやすく、また耐久性に乏しいため接合層材料に用いるのは好ましくない。
殊に、ＬＥＤチップ搭載用リードフレーム材には、高輝度発光の必要性から鉄系フレーム材のうち光反射特性に優れたステンレス鋼（ＳＵＳ）を用いることが特許文献３に開示されている。しかし、ＳＵＳ材はＡｕ線によるワイヤボンディング接合性に劣るため、メッキ下地層が必要になり、フレーム処理コストが高くなってしまう問題があった。特に、メッキ法では、最小限、ワイヤボンディング個所だけにメッキ層を形成するのが困難であり、必要以上にメッキ金属を消費してしまう無駄が生ずる。
特開平８－２２７９１１号公報 特開２００４－１７７２８１号公報 特開２００７－１６５５０７号公報
ところで、メッキ法を用いないでワイヤボンディング接合用下地層を形成するには、焼成による固化処理が簡易且つ安価である。しかし、かかる焼成が可能な接合層形成材料には、材料原価を低減するために、ワイヤボンディング個所に少量で且つ局所的に形成可能な材質が必要になる。
　また、上述のように電子部品材料として、上記のガラスエポキシ製基板や金属リードフレーム等があるため、ワイヤボンディング接合層形成材料には、これら種々の電子部品材料に対して良好な接合性を具備することが好ましい。
　本発明の目的は、上記背景技術の種々の問題に鑑み、メッキ法によらず簡単且つ安価に、局所的にワイヤボンディング接合層を形成でき、しかも良好なワイヤボンディング接合を実現することができるワイヤボンディング方法及びそのワイヤボンディング方法を用いて電気的接続を行った電子部品実装体を提供することである。
　本発明者達は、上記課題の解決に向けて果敢に挑戦し鋭意研究した結果、ナノサイズの有機被覆型複合金属微粒子が良好なワイヤボンディング接合性に優れ、接合層形成材料に好適であることの知見を得るに到った。
　本発明は、上記課題を解決するために、かかる知見に基づいて為されたものであり、本発明の第1形態は、電子部品素子間、回路パターン間又は電子部品素子と回路パターンの間において、導電性ワイヤを一方にファーストボンディングしてから他方にセカンドボンディングして電気的接続を行うワイヤボンディング方法であって、前記導電性ワイヤをワイヤボンディングだけでは直接的に接合できない領域であり、且つ前記導電性ワイヤのファーストボンディング領域及び／又はセカンドボンディング領域に、少なくとも複合金属ナノ粒子を含有した複合金属ナノ粒子層を設け、前記複合金属ナノ粒子は金属核とその周囲に配置された有機被覆層から形成され、前記複合金属ナノ粒子層を焼成して金属下地層を形成し、前記金属下地層の上に前記導電性ワイヤをボンディングするワイヤボンディング方法である。
　本発明の第２形態は、前記第１形態において、前記複合銀ナノ粒子の前記金属核を形成する金属はパラジウム、金、銀又はそれらの合金からなるワイヤボンディング方法である。
　本発明の第３形態は、前記第１又は第２形態において、前記電子部品素子を回路基板に装着し、前記回路パターンが前記回路基板上に形成された回路パターンであるワイヤボンディング方法である。
　本発明の第４形態は、前記第１又は第２形態において、前記電子部品素子をリードフレームに装着し、前記回路パターンが前記リードフレームであるワイヤボンディング方法である。
　本発明の第５形態は、前記第４形態において、前記リードフレームが光反射性導電材により形成されるワイヤボンディング方法である。
　本発明の第６形態は、前記第５形態において、前記光反射性導電材がステンレスであるワイヤボンディング方法である。
　本発明の第７形態は、前記第６形態において、前記電子部品素子が発光素子であるワイヤボンディング方法である。
　本発明の第８形態は、前記第１～第７形態のいずれかにおいて、前記有機被覆層は、炭素化合物の由来物質又は窒素化合物の由来物質からなるワイヤボンディング方法である。
　本発明の第９形態は、前記第８形態において、前記炭素化合物はアルコール又は脂肪酸であるワイヤボンディング方法である。
　本発明の第１０形態は、前記第１～第９形態のいずれかに係るワイヤボンディング方法によって、前記導電性ワイヤによる電気的接続を行った前記電子部品素子又は前記回路パターンを有することを特徴とする電子部品実装体である。
　本発明の第1形態によれば、前記金属核とその周囲に配置された前記有機被覆層からなる前記複合金属ナノ粒子により形成された前記複合金属ナノ粒子層を焼成して前記金属下地層を形成しているので、前記導電性ワイヤにより直接的にワイヤボンディングを行うことができない領域であり、且つ前記ファーストボンディング領域及び／又は前記セカンドボンディング領域に、例えば、超音波熱圧着法によるワイヤボンディングにより、金線を前記金属下地層の上に強固に超音波熱圧着して、良好な接合性を具備したワイヤボンディングを行うことができる。
　前記複合金属ナノ粒子は、前記有機被覆層の有機物で被覆され、且つナノサイズ(約１～１００ｎｍ)の超微細粒径を有しているので、電気伝導性及び熱伝導性に優れるだけでなく、金属単体における融点よりもはるかに低い融点を備える。従って、低温度で焼成可能となって薄膜化できるので、ワイヤボンディング個所に少量で且つ局所的に形成可能となり、低消費エネルギーでワイヤボンディング工程のスト低減、及び材料コストの低価格化を実現することができる。この下地薄膜層は、セラミックス基板上電極、ガラスエポキシ基板上電極、鉄、ＳＵＳ、銅のリードフレーム等の電子材料のいずれに対しても良好な接着特性を具備しており、メッキ法によらずに、簡単且つ安価に、ワイヤボンディングを良好に行えるワイヤボンディング接合用下地層を得ることができる。
なお、前記有機被覆層には炭素、窒素又は硫黄主体の有機物で形成することができる。また、本発明における前記電子部品素子には、ＩＣ（集積回路）だけでなく、トランジスタやダイオード等の能動素子、あるいはコンデンサや抵抗等の受動素子を使用することができる。
　前記複合金属ナノ粒子の生成方法には、例えば、熱融解法によるものと、溶液法によるものがある。前記金属核を形成する金属として銀を使用する例でいえば、熱融解法の場合には、出発物質として、例えば脂肪酸銀を用い、それを熱融解して、銀核を形成しながらその周囲にカルボン酸基を被着させて複合銀ナノ粒子を生成することができる。一方、溶液法による場合には、出発物質として、例えば炭酸銀Ａｇ２ＣＯ３を用い、それにアルコール等の溶媒を混合して、その混合溶液を加熱処理することにより、銀核の周囲にアルコキシド基及び／又はカルボン酸基等を含む炭素系有機物を被着させて複合銀ナノ粒子を生成することができる。
　本発明の第２形態によれば、前記金属核を形成する金属として、パラジウムＰｄ、金Ａｕ、銀Ａｇ又はそれらの合金を使用するので、電気伝導性及び熱伝導性に優れた前記複合金属ナノ粒子を形成して、良好な接合性を具備したワイヤボンディングを行うことができる。
前記熱融解法による記複合金属ナノ粒子の生成においては、前記金属核の形成のための出発物質として、パラジウム、金、銀が含有された金属有機化合物が用いられる。金属有機化合物には、例えば、ナフテン酸塩、オクチル酸塩、ステアリン酸塩、安息香酸塩、パラトルイル酸塩、ｎ－デカン酸塩等の脂肪酸塩、イソプロポキシド、エトキシド等の金属アルコキシド、アセチルアセトン錯塩等を使用することができる。
前記溶液法による前記複合金属ナノ粒子の生成に際しては、例えば、金属核元素に銀を使用するとき、炭酸銀Ａｇ２ＣＯ３や硝酸銀Ａｇ２ＮＯ３等の金属無機化合物を出発物質として使用することができる。また、上記溶液法における出発物質は、金属核元素に金を使用するときには、金塩化物ＡｕＣｌ、ＡｕＣｌ３や金錯体Ｈ[Ａｕ（ＮＯ３）４]・３Ｈ２Ｏ等の金属無機化合物を用いることができる。更に、金属核元素にパラジウムＰｄに使用するときには、パラジウム塩化物ＰｄＣｌ２や硝酸パラジウム塩Ｐｄ（ＮＯ３）２等の金属無機化合物を出発物質に用いることができる。
なお、金属有機化合物及び金属無機化合物を夫々、２種以上併用することにより、合金化された金属核からなる複合金属ナノ粒子を生成することができる。
ワイヤボンディングための前処理工程として、前記複合金属ナノ粒子材料を直接的に塗膜して焼成し前記金属下地層を形成してもよいが、前記複合金属ナノ粒子を含有し、且つ溶剤及び／又は粘性付与剤を添加した複合金属ナノペーストを作製して、リードフレーム等の電子材料の前処理に使用するのが好ましい。即ち、複合金属ナノ粒子ペーストを用いれば、例えば、ディスペンサにより、ワイヤボンディング個所にピンポイント的に局所塗膜することができるため、精密且つ少量の前記複合金属ナノ粒子層を形成して、最小限の下地材量で前記金属下地層を形成することができ、前処理工程における材料コストの低減を図ることができる。ペースト使用形態として、溶剤だけ添加したペースト、粘性付与剤だけ添加したペースト、溶剤と粘性付与剤の両者を添加したペーストが利用できる。また、金属微粒子を添加した複合金属ナノペーストを用いれば、ペースト全体として金属含有率が高くして、電気伝導度及び熱伝導度を向上させたワイヤボンディング金属下地層を得ることができる。添加金属微粒子は小さいほど良いが、例えば５０ｎｍ～１μｍの範囲の粒子でもよい。
　本発明の第３形態によれば、前記電子部品素子を回路基板に装着し、前記回路パターンが前記回路基板上に形成された回路パターンであるので、電子部品素子の基板実装工程において、本発明に係るワイヤボンディング方法を適用することにより、ワイヤボンディング工程及び材料コストの低減に寄与する。本発明における回路基板には、セラミックス、ガラスエポキシ基板、ガラス基板等を使用することができる。
本形態においては、前記回路パターンに、前記電子部品素子のダイボンディング領域と、前記電子部品素子の電極と電気的に接続される端子電極領域を設けて、例えば、ガラスエポキシ基板に形成したワイヤボンディング用端子電極領域（パッド電極）に前記複合金属ナノ粒子を含有したワイヤボンディング金属下地層を形成して、前記パッド電極に金線をセカンドボンディングして前記電子部品素子の電極との間を安定且つ良好にワイヤボンディング接続することができる。
　本発明の第４形態によれば、前記電子部品素子をリードフレームに装着し、前記回路パターンが前記リードフレームであるので、電子部品素子のリードフレーム実装工程において、本発明に係るワイヤボンディング方法を適用することにより、ワイヤボンディング工程及び材料コストの低減に寄与する。本発明におけるのリードフレーム材には、鉄系素材(Ｆｅ、Ｆｅ－４２％Ｎｉ、ＳＵＳ等)、銅系素材(Ｃｕ、Ｃｕ－Ｆｅ－Ｐ等)等を使用することができる。リードフレームには、ディスクリート(個別半導体)、ＩＣ(集積回路)、フォトカプラー(光半導体)、ＬＥＤ等を搭載することができる。
本形態においては、例えば、前記リードフレームのランドに、前記電子部品素子のダイボンディング領域を設け、前記リードフレームのインナーリードに、前記電子部品素子の電極とワイヤボンディングにより電気的に接続される端子電極領域を設けて、前記端子電極領域に前記複合金属ナノ粒子を含有したワイヤボンディング金属下地層（パッド電極用下地層）を形成して、前記金属下地層に金線をセカンドボンディングして前記電子部品素子の電極との間を安定且つ良好にワイヤボンディング接続することができる。
本発明の第５形態によれば、光反射性導電材により前記ダイボンディング領域及び／又は前記端子電極領域を形成することができるので、例えば、ＬＥＤチップの発光素子を実装する場合には、前記光反射性導電材のワイヤボンディング領域に、前記複合金属ナノ粒子を含有したワイヤボンディング金属下地層を形成して、前記ワイヤボンディング領域と前記ＬＥＤチップの電極との間を安定且つ良好にワイヤボンディング接続して、ワイヤボンディング工程コストを低減し、且つ高輝度反射性に優れたＬＥＤ等の発光電子部品を得ることができる。
本発明の第６形態によれば、前記光反射性導電材にワイヤボンディング接合性が低いステンレスを用いたとき、前記複合金属ノ粒子を含有したワイヤボンディング金属下地層を確実に形成でき、ＬＥＤ等の発光電子部品における電気的接続を安定且つ良好にしたワイヤボンディングを低コストで実現することができる。
本発明の第７形態によれば、前記電子部品素子を発光素子としたとき、前記発光素子の少なくとも1つの電極と、前記端子電極とをワイヤボンディングして接続することができるので、前記端子電極をアノード又はカソードとして、前記複合金属ナノ粒子を含有したワイヤボンディング金属下地層を確実に形成でき、ＬＥＤ等の発光電子部品における電気的接続を安定且つ良好にしたワイヤボンディングを低コストで実現することができる。
本発明の第８形態によれば、前記有機被覆層は、炭素化合物の由来物質又は窒素化合物の由来物質からなるので、前記溶液法による前記複合金属ナノ粒子の生成において、前記由来物質が出発物質の金属無機化合物に対して還元作用を及ぼして熱分解させることができる。従って、炭素化合物の由来物質又は窒素化合物の由来物質を用いることにより、夫々、前記金属核の周囲に配置される炭素系有機物、窒素系有機物の被膜からなる前記有機被覆層を形成し、ナノサイズ超微粒子の有機被膜型金属粒子からなる前記複合金属ナノ粒子層を得ることができ、更に、これを焼成して得た前記金属下地層によって、良好な接合性を具備したワイヤボンディングを行うことができる。
本発明の第９形態によれば、前記炭素化合物はアルコール又は脂肪酸であるので、アルコール又は脂肪酸由来の炭素系有機物の被膜からなる前記有機被覆層を形成して、ナノサイズ超微粒子の有機被膜型金属粒子からなる前記複合金属ナノ粒子層を得ることができ、更に、これを焼成して得た前記金属下地層によって、良好な接合性を具備したワイヤボンディングを行うことができる。
本形態に係るアルコールには、メタノール、エタノール等の各種アルコールを使用することができ、好ましくは炭素数１～１４のアルコールである。特に、有機被覆層をアルコール由来成分から構成すると、手肌に付着しても安全であり、焼成によりＣＯ２とＨ２Ｏが気散するだけであるから極めて安全で、環境保全に有効である。また、脂肪酸には、ブタン酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、ドデカン酸、テトラデカン酸、ペンタデカン酸、ヘキサデカン酸等を使用することができる。
本発明の第１０形態によれば、前記第1～第９のいずれかの形態に係るワイヤボンディング方法によって、前記導電性ワイヤによる電気的接続を行った前記電子部品素子又は前記回路パターンを有するので、前記複合金属ナノ粒子を含有したワイヤボンディング下地層を形成して、電気的特性が良好で、且つワイヤボンディング工程コストを低減して安価な電子部品実装体を提供することができる。
本形態の電子部品実装体における実装形態には、回路基板ないしリードフレームにディスクリート(個別半導体)、ＩＣ(集積回路)、フォトカプラー(光半導体)、ＬＥＤ等の電子部品素子をダイボンディングし、且つ本発明に係るワイヤボンディング方法によりワイヤボンディング接続した電子部品の他に、基体上の電極間に導電性ワイヤを架橋状にワイヤボンディング接続した、ジャンパないしサージ吸収部品等の電子回路部品が含まれる。
本発明の実施形態に係る複合銀ナノ粒子の低温生成反応の第１工程の説明図である。 前記実施形態に係る複合銀ナノ粒子の低温生成反応の第２工程の説明図である。 前記実施形態に係る複合銀ナノ粒子の低温生成手順を示した詳細フロー図である。 前記実施形態に係るＣ６ＡｇＡＬの透過電子顕微鏡図である。 回路基板への半導体チップ実装工程の手順を示すフローチャートである。 半導体チップ４を回路基板１に搭載した実装状態図である。 リードフレームへの半導体チップ実装工程の手順を示すフローチャートである。 半導体チップ４をリードフレーム８に搭載した実装状態図である。 前記実施形態におけるワイヤボンディングに用いるキャピラリ１４の部分断面図である。 ワイヤボンディング状態の破断試験を模式的に示す図である。 ボールボンディング側のピール試験を模式的に示す図である。 ワイヤ引っ張り試験を模式的に示す図である。 ステッチ側のピール試験を模式的に示す図である。 本発明に係るワイヤボンディングを実施したＬＥＤ部品の断面図である。
符号の説明
１　　　回路基板
２　　　ダイボンディングパッド
３　　　銀ペースト
４　　　半導体チップ
５　　　ワイヤボンディングパッド
６　　　銀下地層
７　　　金線
８　　　ダイボンディング領域
９　　　ワイヤボンディング領域
１０　　銀ペースト
１１　　半導体チップ
１２　　金線
１３　　銀下地層
１４　　キャピラリ
１５　　金線
１６　　ボール
１７　　銅製基板
１８　　銀下地層
１９　　金線
２０　　治具
２１　　合金
２２　　金線ボンディング領域
３０　　ダイボンディングフレーム
３１　　ワイヤボンディングフレーム
３２　　銀ペースト
３３　　銀下地層
３４　　ＬＥＤチップ
３５　　ワイヤボンディング
３６　　樹脂材
３７　　樹脂材
３８　　透光性樹脂
３９　　カソード外部端子
４０　　アノード外部端子
５０　　実装基板
５１　　接着層
５２　　半導体チップ
５３　　金線
５４　　金線
５５　　銀下地層
　以下、本発明の一実施形態として、金属核の形成金属に銀を用いた場合における複合銀ナノ粒子の製法及びワイヤボンディング方法を図面及び表により詳細に説明する。
　本実施形態に用いる複合銀ナノ粒子は溶液法により低温生成される。
図１は、前記溶液法による低温生成反応の第１工程の説明図である。原料となる無機化合物は銀塩（１）である。銀塩としては、無機銀塩と有機銀塩が利用でき、無機銀塩には炭酸銀、塩化銀、硝酸銀、リン酸銀、硫酸銀、ほう酸銀、フッ化銀などがあり、また有機銀塩にはギ酸銀、酢酸銀などの脂肪酸塩、スルホン酸塩、ヒドロキシ基・チオール基・エノール基の銀塩などがある。これらの銀塩の中でも、Ｃ、Ｈ、Ｏ、Ａｇからなる銀塩、Ｃ、Ｈ、Ａｇからなる銀塩、Ｈ、Ｏ、Ａｇからなる銀塩、Ｃ、Ｏ、Ａｇからなる銀塩、Ｏ、Ａｇからなる銀塩が不純物を含有しない点で好適である。その理由は、生成された複合銀ナノ粒子に銀塩が不純物として混入した場合でも、焼成により、Ｈ２Ｏ、ＣＯ２、Ｏ２等しか生成されないからである。本発明の実施例では、炭酸銀Ａｇ２ＣＯ３を好適な銀塩として後述するが、同様に他の銀塩でも同様であることは云うまでもない。
　アルコールは式（２）で示されるアルコールが使用される。式（３）のＲｎはアルコールの炭化水素基を示している。炭素数ｎは１～１４に限られる。一般に、銀塩微粒子はアルコール不溶性であるが、アルコールの親水基ＯＨは銀塩微粒子の表面と結合しやすい性質を有する。またアルコールの疎水基Ｒｎはアルコール溶媒と親和性が高い。従って、式（４）に示すように、銀塩微粒子をアルコール溶媒に分散させると、銀塩微粒子表面にアルコールが周回状に吸着してアルコール溶液中を浮遊する。銀塩微粒子の粒径が小さい場合には、安定な銀塩微粒子コロイドが形成される。他方、銀塩微粒子の粒径が大きい場合には沈殿する場合もあるが、浮遊状態が数十分継続するなら問題は無く、また緩慢に攪拌しながら反応させてもよい。
　図２は、複合銀ナノ粒子の生成反応の第２工程の説明図である。反応式を明確にするため、ここでは銀塩として炭酸銀を例にとって説明するが、他の銀塩の場合でも同様である。炭酸銀微粒子表面の炭酸銀はアルコールと反応して、式（５）に示されるように銀化と同時にアルデヒドＲｎ－１ＣＨＯが生成される。また、式（６）に示されるように、アルデヒドが形成されずに、直ちに銀アルコキシドＡｇＯＲｎが生成される反応経路も存在する。前記アルデヒドは強力な還元作用を有し、式（７）に示されるように、炭酸銀を還元して、銀化と同時にカルボン酸Ｒｎ－１ＣＯＯＨが形成される。中間生成されたＡｇ、ＡｇＯＲｎ、Ｒｎ－１ＣＯＯＨは、式（８）及び式（９）に示される反応により相互に凝集し、複合銀ナノ粒子としてＡｇｋ＋ｍ（ＯＲｎ）ｍ、Ａｇｋ＋ｍ（ＯＲｎ）ｍＲｎ－１ＣＯＯＨが生成される。これらの複合銀ナノ粒子は式（１０）及び式（１１）に図示されている。前記反応は炭酸銀微粒子の表面反応であり、表面から次第に内部に浸透しながら反応が継続し、中心核となる炭酸銀微粒子は銀核へと転化してゆく。最終的に、式（１０）及び式（１１）に示される複合銀ナノ粒子が生成される。
　表１は、複合銀ナノ粒子の原料（炭酸銀とアルコール）の種類、その質量及び過剰アルコール溶液のモル比を示す。また、表１は、複合銀ナノ粒子の原料の分子量と１００ｇ当りのモル数を示す。炭素数（Ｃ数）ｎに対応して、アルコールの個別名称が示される。実施例１はｎ＝６、実施例２はｎ＝８、実施例３はｎ＝１０、実施例４はｎ＝１２、実施例５はｎ＝１、実施例６はｎ＝２、実施例７はｎ＝４、実施例８はｎ＝３、実施例９はｎ＝５、実施例１０はｎ＝７、実施例１１はｎ＝９、実施例１２はｎ＝１１に対応する。
　後述の式（Ｆ）に示すように、炭酸銀とアルコールのガス反応では、化学量論比は炭酸銀：アルコール＝１モル：２モルである。しかし、表１に示すように、本発明では炭酸銀を過剰なアルコールに分散させる必要がある。これは生成された複合銀ナノ粒子の衝突確率を低下させて、複合銀ナノ粒子の凝集を防止するためである。表１に示すとおり、実施例１～１２では、モル比はアルコールモル数／炭酸銀モル数＝１０～６３．９の範囲に調製され、過剰アルコール溶液としている。炭酸銀以外の銀塩でも過剰アルコール溶液に調整する。表１は次の通りである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　図３は、本実施形態に係る複合銀ナノ粒子の生成手順を示した詳細フロー図である。ステップＳＴ１では、所定量の市販銀塩をミキサーで微細化する。市販銀塩は平均粒径が１０μｍであっても、そのバラツキは極めて大きい。ミキサーによりほぼ均一粒径１０μｍに揃える。次に、ステップＳＴ２では、微細化された銀塩粉体を過剰量のアルコールに分散させた後、銀塩過剰アルコール溶液をビーズミル機（図示せず）に投入して、ビーズと一緒に回転させ、次第に銀塩粒子を磨り潰して超微細化する。ビーズ粒径と銀塩超微細化粒径との関係は、表２により後述する。メッシュを通してビーズを回収し、最終的にアルコールを添加して、過剰な所定モル比のアルコール溶液を調製する。
　ステップＳＴ３では、超微細化銀塩過剰アルコール溶液を反応容器に投入し、ステップＳＴ４では所定温度まで加熱する。この所定温度は生成温度ＰＴに対応する。所定時間だけ前記所定温度で加熱してＣｎＡｇＡＬを生成する。生成されたＣｎＡｇＡＬ溶液は、ステップＳＴ５で直ちに氷水で急速に冷却され、生成反応が停止される。冷却後、成分分離機に生成溶液を投入して遠心限外濾過を実施する。ついで、ステップＳＴ６で遠心限外濾過して得られたＣｎＡｇＡＬ精製液を乾燥処理する。乾燥処理により銀ナノ粒子含有の固体粉体又は半乾燥物として回収する（ステップＳＴ７）。
　表２はビーズ粒径とＡｇ２ＣＯ３を含む銀塩超微細化粒径の関係表である。ビーズミル機の回転条件は２０００ｒｐｍ公転と８００ｒｐｍ自転である。ビーズ粒径が小さい程、超微細化粒径も小さくなり、前述で生成されるＣｎＡｇＡＬの粒径も小さくなる。ビーズ粒径は１ｍｍ～０．０３ｍｍまで存在し、これにより超微細化粒径は５０００ｎｍ～１０ｎｍの範囲に自在に制御できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 　
　本実施形態における複合銀ナノ粒子の生成プロセスでは、銀塩微粒子を過剰なアルコール溶媒中に混合させて過剰アルコール溶液を調製し、前記過剰アルコール溶液を反応室中で所定の生成温度で所定の生成時間だけ加熱して、前記アルコール溶媒中で前記銀塩微粒子を還元して銀核を形成し、この銀核の周囲にアルコール分子残基、アルコール分子誘導体又はアルコール分子の一種以上からなる有機被覆層を形成して複合銀ナノ粒子が生成される。生成された複合銀ナノ粒子は前記銀核の平均粒径は１～２０ｎｍであり、前記複合銀ナノ粒子の示差熱分析（differentialthermal analysis；ＤＴＡ）におけるＤＴＡピーク温度Ｔ２が１５０℃以下である。
　過剰アルコール溶液とは、銀塩とアルコールが反応する化学量論比よりもアルコール配合量を過剰にした溶液であり、生成された複合銀ナノ粒子がアルコール中を浮遊する状態にして、相互の衝突確率を低減させ、複合銀ナノ粒子同士が２次的に会合して団子化することを防止する。また、大量のアルコール分子を前記銀塩微粒子の表面に吸着させ、表面反応を促進させる。アルコールの一般式はＲｎＯＨ（Ｒｎは炭化水素基）であり、Ｒｎは疎水基で、ＯＨは親水基であるから、考え方を変えればアルコールは界面活性作用を有した界面活性剤である。銀塩はアルコール不溶性であるが、銀塩微粒子表面はアルコールのＯＨ基が結合しやすい性質を有している。従って、銀塩微粒子はアルコールで取り囲まれ、銀塩微粒子の粒径が小さくなると安定な単分散コロイドになると云っても良い。銀塩微粒子の粒径が大きくなると、アルコール中を沈殿する可能性があるが、混合攪拌して一定時間分散状態にある場合には、その間に反応を完了させれば良い。
　また、アルコールは１００℃以下の生成温度でもアルデヒドに容易に変化し、このアルデヒドは強力な還元作用を有する。つまり、前記銀塩微粒子の表面から次第に銀が析出し、最終的には銀塩微粒子の全領域が還元されて銀核へと転化する。この銀核の周囲に、アルコールに由来するアルコール分子残基、アルコール分子誘導体、又はアルコール分子の一種以上からなる有機被覆層が形成されて複合銀ナノ粒子が生成される。アルコールの分子式をＣｎＨ２ｎ＋１ＯＨとしたとき、アルコキシド基ＣｎＨ２ｎ＋１Ｏが前記アルコール分子残基であり、またカルボン酸基Ｃｎ－１Ｈ２ｎ－１ＣＯＯが前記アルコール分子誘導体であり、銀核の周囲の有機被覆層はＣｎＨ２ｎ＋１Ｏ又はＣｎ－１Ｈ２ｎ－１ＣＯＯの一種以上から形成される複合銀ナノ粒子によって前記有機被覆層が形成される。生成温度を例えば１００℃以下に設定すれば、金属化温度の低い複合銀ナノ粒子を生成できる。本製法によれば、金属化温度の替わりにＤＴＡピーク温度Ｔ２が１５０℃低下の複合銀ナノ粒子を生成できる。銀核の平均粒径は１～２０ｎｍであるが、銀塩微粒子の微細化処理を徹底的に行えば、より小さな粒径の複合銀ナノ粒子を製造することができる。生成温度ＰＴ（℃）で生成されたＣｎＡｇＡＬのＴＧ（熱重量測定：thermogravimetry）減少開始温度Ｔ１（℃）、ＤＴＡピーク温度Ｔ２（℃）及び金属化温度Ｔ３（℃）に関して、生成温度ＰＴは自由に可変できるので、生成温度ＰＴを増加させると、ＴＧ減少開始温度Ｔ１、ＤＴＡピーク温度Ｔ２及び金属化温度Ｔ３も次第に増加する傾向を示す。従って、ＤＴＡピーク温度Ｔ２が１５０℃以下になるように生成温度ＰＴを設定して、複合銀ナノ粒子を自在に設計しながら製造することが可能である。金属化温度Ｔ３はＤＴＡピーク温度Ｔ２より数℃上昇するだけである。
　更に、本製法では、アルコール質量は、銀塩質量よりもかなり過剰である。例えば、銀塩が炭酸銀の場合を例に取ると、通常の銀アルコキシドの生成は下記の式（Ｆ）で与えられる。
　　Ａｇ２ＣＯ３＋２ＲｎＯＨ→２ＲｎＯＡｇ＋ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ　　　（Ｆ）
つまり、炭酸銀：アルコール＝１モル：２モルである。本製法では、アルコールのモル比を上記よりかなり大きくして過剰アルコール溶液とする。その結果、生成された複合銀ナノ粒子が相互に衝突し難くし、複合銀ナノ粒子の会合と凝集を阻止している。複合銀ナノ粒子が凝集して大きくなると、金属化温度が高くなり、ＤＴＡピーク温度Ｔ２が１５０℃を超えてしまう。本製法では、過剰アルコール溶液にすることによって、初めてＤＴＡピーク温度Ｔ２を１５０℃以下に低下させることに成功した。
　前記複合銀ナノ粒子の粒子サイズについては、高分解能透過型電子顕微鏡を使用して、銀核に格子像が観察されることにより確認することができる。国立京都大学に設置されている加速電圧２００ｋＶの透過型電子顕微鏡ＪＥＭ－２０００ＦＸにより本実施携帯に係る複合銀ナノ粒子を撮影すると、単分散した状態にある複合銀ナノ粒子の銀核に格子像が確認された。ＣｎＡｇＡＬ（ｎ：１～１２）において、アルコキシド被覆銀ナノ粒子で銀核の格子像を確認したのは、本発明者が初めてであり、銀核の単結晶性又は双晶性など、高度の結晶性を有するアルコキシド被覆銀ナノ粒子を提供することに成功した。
　図４は、複合銀ナノ粒子の一実施例として、９０℃で生成されたＣ１０ＡｇＡＬの高分解能透過型電子顕微鏡図である。透過型電子顕微鏡像の拡大図では、明確に銀ナノ粒子の銀核の格子像が見られ、結晶性が極めて高いことが実証された。これらの格子像から、銀核はほぼ単結晶化していることが分かった。この高度結晶性により、本発明の複合銀ナノ粒子は高電気伝導性と高熱伝導性を有することが結論できる。３０００個の複合銀ナノ粒子の直径を測定した粒径測定により、平均粒径ＤはＤ＝４．５±１（ｎｍ）と見積ることができ、好適なサイズの複合銀ナノ粒子が得られていることが分かる。また、別の実施例として、Ｃ１２ＡｇＡＬに関しても透過型電子顕微鏡像を観察したところ、明確に銀ナノ粒子の格子像が見られており、高度に結晶化していることが分かった。同様の粒径測定によれば、平均粒径ＤはＤ＝３±１（ｎｍ）となり、Ｃ１２ＡｇＡＬによる小さな粒径の複合銀ナノ粒子が得られている。
従って、アルコール由来物質により被覆された複合銀ナノ粒子は、格子像が観察される程度に結晶性が高く、その結果、銀核内部に粒界が殆んど無いため、電子散乱性や熱散乱性が小さく、高電気伝導性と高熱伝導性を有することが実証された。従来から言われていた多結晶性を完全に否定した画期的な新物質であることが分かった。即ち、上記のＣｎＡｇＡＬ（ｎ：１～１２）において、アルコキシド被覆銀ナノ粒子で銀核の格子像を確認したのは、本発明者が初めてであり、銀核の単結晶性又は双晶性など、高度の結晶性を有するアルコキシド被覆銀ナノ粒子を得ることに成功し、ＣｎＡｇＡＬの電気導電性と熱伝導性は極めて高いことが実証された。
[実施例０１１～１２３：Ｃ１～Ｃ１２の複合銀ナノペーストの作製]
　次に、本発明により生成された複合銀ナノ粒子を用いて複合銀ナノペーストを作製した。Ｃ１～Ｃ１２のＣｎＡｇＡＬの夫々から次の３種類のペーストを作製した。（１）ＣｎＡｇＡＬ＋粘性付与剤、（２）ＣｎＡｇＡＬ＋溶剤＋粘性付与剤、（３）ＣｎＡｇＡＬ＋銀粒子＋溶剤＋粘性付与剤。ＣｎＡｇＡＬの少なくとも一つは実施例１～１２に示された金属化温度Ｔ３を有し、ＣｎＡｇＡＬの残りは金属化温度Ｔ３が前記実施例の金属化温度Ｔ３とやや異なるものが用いられている。しかし、金属化温度Ｔ３は全て１５０℃以下のものが選択されている。銀粒子の粒径は０．４μｍと１．０μｍの２種類が使用された。溶剤は複合銀ナノ粒子からなる粉体を分散させて溶液化する材料であり、メタノール、エタノール、ブタノール、キシレン、トルエン、ヘキサンから選択された。粘性付与剤は、前記溶液に添加して塗着し易い粘性を付与する材料であり、テレピンオイル、ターピネオール、テルピン誘導体（１，８－テルピンモノアセテートと１，８－テルピンジアセテートの混合物）、メチルセルロースから選択された。メチルセルロースは粉体であり、必ず溶剤と併用される。銀粒子の粒径、溶剤の種類、粘性付与剤の種類、各成分のｍａｓｓ％及び大気中ペースト焼成温度は表３及び表４に記載された通りである。Ｃ１～Ｃ１２のＣｎＡｇＡＬの金属化温度Ｔ３(℃)と実際の大気中ペースト焼成温度（℃）が表３及び表４に記載されている。なお、前記溶剤には、上記アルコールの他に、アセトン、キシレン、プロパノール、エーテル、石油エーテル、ベンゼンなどが利用できる。前記粘性付与剤には、例えば、エチルセルロース、ブチラール、ＩＢＣＨ（イソボルニルシクロヘキサノール）、グリセリン、Ｃ１４以上の常温で固形のアルコールなどが利用できる。ＩＢＣＨは松脂状、グリセリンはシロップ状、Ｃ１４以上のアルコールは固液変化する性質を有し、１０℃以下では非流動性を有する。非流動性粘性付与剤に複合銀ナノ粒子を混合分散させて非流動性ペーストにすれば、１０℃以下の低温では複合銀ナノ粒子が分散状に固定されているから、複合銀ナノ粒子同士の凝集が生起しない。使用する直前に前記非流動性ペーストを加熱すれば流動化してペーストとして塗着可能になり、ペーストとしての機能を発揮できる。また、使用直前に前記非流動性ペーストに溶剤を添加すれば、加熱しなくても流動性ペーストになり、ペーストとしての機能を発揮できることは云うまでもない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　大気中ペースト焼成温度はＣｎＡｇＡＬの金属化温度Ｔ３よりも高く設定されている。その理由は、ＣｎＡｇＡＬを金属化させるだけでなく、溶剤を蒸発させたり、粘性付与剤を蒸発又は分解気散させる必要があるからである。また、ＣｎＡｇＡＬの金属化温度Ｔ３は１５０℃以下であるが、金属化温度よりも高い温度で焼成すると、秀麗な金属膜が形成でき、しかも電気伝導度の高い銀膜を形成できるからでもある。従って、表３及び表４に示されるように、大気中ペースト焼成温度は前記金属化温度Ｔ３よりも高く設定され、高温ほど銀膜特性の向上が確認された。粘性付与剤としてテレピンオイルを使用した場合では、大気中ペースト焼成温度は２００℃以下に調整された。また、粘性付与剤としてテルピン誘導体を使用した場合には、更に焼成温度を高くしている。更に、粘性付与剤としてメチルセルロースを使用した場合には、焼成温度は４００℃、４５０℃と一層高く設定された。以上のように、大気中ペースト焼成温度は粘性付与剤の気散温度に依存する。
　実施例０１１～実施例１２３に示される３６種類のペーストを耐熱ガラス基板に塗着し、表３及び表４の大気中ペースト焼成温度で焼成したところ、ガラス基板には秀麗な銀膜が形成された。形成された銀膜表面を光学顕微鏡で観察し、比抵抗を測定したところ、実用に耐える銀膜であることが確認され、本発明の複合銀ナノペーストが有効であることが結論された。
[実施例１２４：半導体電極と回路基板との接合]
　半導体チップを上体とし、回路基板を下体として接合試験を行った。半導体チップの電極端を回路基板のスルーホールに挿入し、両者間の接触部に実施例０１１～実施例１２３の複合銀ナノペーストを塗着して、３６種のペースト試験体を得た。その後、前記塗着部を表３及び表４に記載のペースト焼成温度で局所的に加熱して、前記塗着部を金属化させ、接合を完了した。冷却した後、光学顕微鏡により、前記接合部の外観を検査したところ、３６種の試験体で問題はなかった。電気導通試験と電気抵抗測定を行なったが、ダイボンディング用接着材として有効に機能していることが確認された。前記３６種類の接合試験から、本実施形態に係る複合銀ナノペーストはダイボンディング用接着材として工業的に利用できることが分かった。特に、銀金属は、元来、写真技術の材料に多く利用されていたが、最近の写真技術の進歩により銀離れが進み、銀材料の原価が低下している傾向にあるので、ダイボンディング用原料に銀金属を用いるのは電子部品の製造コストの低価格化に寄与する。
[実施例１２５：耐熱ガラス基板上への銀パターンの形成]
　耐熱ガラス基板を基体とし、この基体上に実施例０１１～実施例１２３の複合銀ナノペーストをスクリーン印刷して、所定パターンのペーストパターンを形成した３６種類の試験体を得た。その後、前記試験体を電気炉により表３及び表４に記載の大気中ペースト焼成温度で加熱して、前記ペーストパターンから銀パターンを形成した。冷却した後、光学顕微鏡により、前記銀パターンの表面を検査したところ、３６種の試験体で問題はなかった。前記３６種類のパターン形成試験から、本実施形態に係る複合銀ナノペーストは銀パターン形成用材料として工業的に利用できることが分かった。
[実施例１２６：回路基板上の電極へのワイヤボンディング接合]
　図５は回路基板への半導体チップ実装工程の手順を示す。図６は半導体チップ４をガラスエポキシ基板の回路基板１に搭載した実装状態を示す。
実装前工程として、ダイボンディングパッド２とワイヤボンディングパッド５を含む回路パターンが回路基板１上に金の薄膜形成技術により形成される（ステップＳＴ１１）。薄膜形成技術には、蒸着やエッチング処理等が使用される。ついで、ワイヤボンディングパッド５には、本実施形態に係る複合銀ナノペーストが金線の断面積の数倍の広さにディスペンサにより塗布、付着される。複合銀ナノペーストの塗膜は約１５０℃、３０分の加熱により焼成、固化され、銀下地層６がメッキ法によらず焼成処理により形成される（ステップＳＴ１２）。複合銀ナノペーストの塗膜は、複合銀ナノ粒子が銀核とその周囲に配置された有機被覆層から形成された複合銀ナノ粒子層からなる。ダイボンディングパッド２上にはダイボンディング用接着材としての銀ペースト３が塗布される（ステップＳＴ１３）。ダイボンディング用接着材に、本実施形態に係る複合銀ナノペーストを使用してもよい。
　次に、ダイボンディングパッド２に塗布した銀ペースト３層上に半導体チップ４がダイボンディングされる（ステップＳＴ１４）。更に、金線７がキャピラリを用いて、半導体チップ４の表面電極にファーストボンディングが施され（ステップＳＴ１５）、更に、ワイヤボンディングパッド５の銀下地層６に対してセカンドボンディングが行われる（ステップＳＴ１６）。図９はキャピラリ１４の一例を示す。金線１５のワイヤ径は２３μｍであり、キャピラリ１４出口にて直径７０μｍのボール１６が形成される。ワイヤボンディングは超音波圧着方式により行う。
[実施例１２７：リードフレームへのワイヤボンディング接合]
　図７はリードフレームへの半導体チップ実装工程の手順を示す。図８は半導体チップ１１を金属製リードフレームに搭載した実装状態を示す。
実装前工程として、ダイボンディング領域（ランド）８のダイパッド部とワイヤボンディング領域９を含むインナーリードからなるリードフレームが成形加工され、ワイヤボンディング領域９には、本実施形態に係る複合銀ナノペーストが金線の断面積の数倍の広さにディスペンサにより塗布、付着される。この複合銀ナノペーストの塗膜（複合銀ナノ粒子層）は約１５０℃、３０分の加熱により焼成、固化され、複合銀ナノ粒子の銀下地層１３がメッキ法によらず焼成処理により形成される（ステップＳＴ２１）。ダイボンディング領域８上にはダイボンディング用接着材としての銀ペースト１０が塗布される（ステップＳＴ２２）。この実施例においても、ダイボンディング用接着材に本実施形態に係る複合銀ナノペーストを使用することができる。
　次に、ダイボンディング領域８に塗布した銀ペースト１０層上に半導体チップ１１がダイボンディングされる（ステップＳＴ２３）。更に、金線１２がキャピラリを用いて、半導体チップ１１の表面電極にファーストボンディングが施され（ステップＳＴ２４）、更に、ワイヤボンディング領域９のワイヤボンディング用銀下地層１３に対してセカンドボンディングが行われる（ステップＳＴ２５）。ワイヤボンディングは超音波圧着方式により行う。
　本発明に係るワイヤボンディングの性能を金線の破断試験により検証した。　金線の破断試験はワイヤボンディングした状態でのせん断状態を確認して行った。図１０は破断試験を模式的に示す。同図の（１０Ａ）に示すように、銅製基板１７上に上記実施例１２６及び１２７の複合銀ナノペーストと同様の複合銀ナノペーストを使って塗布、焼成される。この焼成により形成された銀下地層１８上に金線１９がボンディングされる。このボンディング状態において、破断試験の治具２０を銀下地層１８表面を通過するように、金線１９にせん断力を加えて、金線１９を引き剥がす。図１０の（１０Ｂ）は金線１９を引き剥がしたときの銀下地層１８の表面状態を模式的に示す。この破断試験によれば、金線ボンディング領域２２内において、ＡｕとＡｇの合金２１が付着、残留していることが確認できた。即ち、銀下地層１８のナノサイズの銀粒子が金と合金化し、強固な接合力を有することがわかった。
　実施例１２６及び１２７に用いたワイヤボンディングの接合性の評価方法を以下に説明する。評価方法は、ボールボンディング（ファーストボンディング）側のピール試験、ステッチ（セカンドボンディング）側のピール試験及びワイヤ引っ張り試験で行った。
図１１～図１３は夫々、ボールボンディング側のピール試験、ワイヤ引っ張り試験及びステッチ側のピール試験を模式的に示す。夫々、実装基板５０上に接着層５１によりダイボンディングされた半導体チップ５２と、実装基板５０上に複合銀ナノ粒子層を焼成して形成した銀下地層５５間にワイヤボンディングをした状態を示す。
　図１１のボールボンディング側のピール試験では、セカンドボンディングした金線５４を引き剥がし、半導体チップ５２の直上に金線５３を引き上げる。図１２のワイヤ引っ張り試験では、ワイヤボンディングした金線５４の中間を引き上げて引き剥がす。図１３のステッチ側のピール試験では、ファーストボンディングした金線５４を引き剥がし、銀下地層５５直上に金線５４を引き上げる。上記の図１２及び図１３のピール試験ないし引っ張り試験によれば、図１０の破断試験結果と同様に、金線ボンディング領域内において、ＡｕとＡｇの合金が付着、残留していることが確認でき、しかも、図１１のボールボンディング側のピール試験結果と同程度の接合力があることが確認できた。
　以上のように、本実施形態に係るワイヤボンディングにおいては、複合銀ナノ粒子層のナノサイズの銀粒子が金線の金と合金化し、強固な接合力を有し、良好なワイヤボンディング接合層を形成することができる。しかも、この複合銀ナノ粒子層は、電気伝導性及び熱伝導性に優れるだけでなく、低温焼成で局所的に形成できるため、電子部品の製造に好適なワイヤボンディングを行うことができる。特に、接合膜の焼成温度の低温化により省エネルギー化できるため、電子部品製造コストや製造設備コストを大幅に低減することができる。
　図１４は本発明に係るワイヤボンディングを実施した表面実装型ＬＥＤ部品の断面図である。このＬＥＤ部品はＳＵＳ製リードフレームを使用し、ダイボンディングフレーム３０とワイヤボンディングフレーム３１を有する。ダイボンディングフレーム３０には銀ペースト３２で接着されたＬＥＤチップ３４がダイボンディングされている。ワイヤボンディングフレーム３１の上面には、局所的に塗膜処理された複合銀ナノ粒子層を焼成することにより、銀下地層３３が形成されている。ＬＥＤチップ３４の上面電極と銀下地層３３の間には金線によるワイヤボンディング３５が施されている。リードフレームはＬＥＤチップ３４近傍を除いて樹脂材３６、３７でパッケージ封入されており、ＬＥＤチップ３４近傍は透光性樹脂３８が充填されている。ダイボンディングフレーム３０とワイヤボンディングフレーム３１は夫々、カソード外部端子、アノード外部端子として樹脂パッケージから外方に延出している。このＬＥＤ部品においては、本発明に係るワイヤボンディング方法によって、複合銀ナノ粒子を含有したワイヤボンディング用銀下地層３３をワイヤボンディングフレーム３１に形成してワイヤボンディングが行われているので、電気的特性が良好で、且つワイヤボンディング工程コストを低減して、低価格化なＬＥＤ部品を実現することができる。しかも、ＳＵＳ製リードフレームは光反射性に優れており、ＬＥＤ部品等の発光電子部品に好適なフレーム材であるが、複合銀ナノ粒子を含有したワイヤボンディング用銀下地層３３を使用することにより、ＳＵＳ製リードフレームに対して良好なワイヤボンディング接合力を得ることができると共に、メッキ法によらずに局所的且つ安価にワイヤボンディング下地層を形成することができる。
熱融解法により複合銀ナノ粒子を生成する場合には、出発物質として、例えば脂肪酸銀を用い、それを熱融解して、銀核を形成しながらその周囲にカルボン酸基を被着させて複合銀ナノ粒子を生成することができる。
　本発明の別の実施形態として、金属核の形成金属に金を用いた場合には、前記実施形態と同様に、溶液法又は熱融解法により複合金ナノ粒子を生成する。
溶液法においては、出発物質として、金塩化物ＡｕＣｌ、ＡｕＣｌ３や金錯体Ｈ[Ａｕ（ＮＯ３）４]・３Ｈ２Ｏ等の金属無機化合物を用いることができる。溶媒として、前記実施形態と同様に、アルコールや脂肪酸を用いて、複合金ナノ粒子を生成することができる。
　熱融解法による複合金ナノ粒子の生成においては、金属核の形成のための出発物質として、金が含有された金属有機化合物を用いる。金属有機化合物には、例えば、ナフテン酸塩、オクチル酸塩、ステアリン酸塩、安息香酸塩、パラトルイル酸塩、ｎ－デカン酸塩等の脂肪酸塩、イソプロポキシド、エトキシド等の金属アルコキシド、アセチルアセトン錯塩等を使用することができる。
　上記の製造に係る複合金ナノ粒子を用いれば、前記実施形態と同様に良好なペースト物性を有する複合金ナノペーストを作製することができる。即ち、この複合金ナノペーストは金組成により電気的導通性が良好であり、半導体電極と回路基板との接合に適用可能なダイボンディング用接着材としても有効に機能する。また、耐熱ガラス基板上への金パターンの形成も円滑に行うことができ、前記実施形態の銀パターンと同様のパターン形成用材料として用いることができる。
　上記複合金ナノ粒子含有ペーストを用いれば、回路基板上へのワイヤボンディング接合も良好に行うことができる。前記図５で示した半導体チップ実装工程の手順において、ワイヤボンディングパッド５に、本実施形態に係る複合金ナノペーストを金線の断面積の数倍の広さにディスペンサにより塗布、付着して、複合金ナノ粒子層を形成し、更に、加熱焼成により固化して、メッキ法によらず焼成処理により金下地層を形成することができる。複合金ナノ粒子層は、金核とその周囲に配置された有機被覆層から形成された複合金ナノ粒子からなる。金線がキャピラリを用いて、半導体チップ４の表面電極にファーストボンディングが施され、更に、ワイヤボンディングパッド５の金ナノペースト膜に対してセカンドボンディングを行うことができる。
　また、上記複合金ナノ粒子含有ペーストを用いれば、リードフレームへのワイヤボンディング接合も良好に行うことができる。前記図７で示したリードフレームへの半導体チップ実装工程において、ワイヤボンディング領域９に、本実施形態に係る複合金ナノペーストが金線の断面積の数倍の広さにディスペンサにより塗布、付着され、加熱焼成により固化して、メッキ法によらず焼成処理により金下地層を形成することができる。
　本実施形態に係るワイヤボンディングの性能を前記図１０の破断試験と同様にして、金線の破断試験により検証することができる。複合金ナノ粒子層のナノサイズの金粒子が金と合金化するので、強固な接合力を得ることができる。また、前記図１１～図１３による、ボールボンディング側のピール試験、ワイヤ引っ張り試験及びステッチ側のピール試験においても、Ａｕ同士の結合により良好な接合力が得ることができる。従って、本実施形態に係るワイヤボンディングにおいては、複合金ナノ粒子層のナノサイズの金粒子が金線の金と合金化し、強固な接合力を有し、良好なワイヤボンディング接合を行うことができる。しかも、この複合金ナノ粒子層は、電気伝導性及び熱伝導性に優れるだけでなく、低温焼成で局所的に形成できるため、微小な電子部品の製造に好適なワイヤボンディングを行うことができる。
　本発明の更に別の実施形態として、金属核の形成金属にパラジウムを用いた場合には、前記銀又は金の実施形態と同様に、溶液法又は熱融解法により複合パラジウムナノ粒子を生成する。溶液法における出発物質は、パラジウム塩化物ＰｄＣｌ２や硝酸パラジウム塩Ｐｄ（ＮＯ３）２等の金属無機化合物を用いることができる。溶媒として、前記実施形態と同様に、アルコールや脂肪酸を用いて、複合パラジウムナノ粒子を生成することができる。
　熱融解法による複合パラジウムナノ粒子の生成においては、金属核の形成のための出発物質として、パラジウムが含有された金属有機化合物を用いる。金属有機化合物には、例えば、ナフテン酸塩、オクチル酸塩、ステアリン酸塩、安息香酸塩、パラトルイル酸塩、ｎ－デカン酸塩等の脂肪酸塩、イソプロポキシド、エトキシド等の金属アルコキシド、アセチルアセトン錯塩等を使用することができる。
　上記溶液法又は熱融解法の製造に係る複合パラジウムナノ粒子を用いれば、前記銀又は金の実施形態と同様に良好なペースト物性を有する複合パラジウムナノペーストを作製することができる。即ち、この複合パラジウムナノペーストはパラジウム組成により電気的導通性が良好であり、半導体電極と回路基板との接合に適用可能なダイボンディング用接着材としても有効に機能する。また、耐熱ガラス基板上へのパラジウムパターンの形成も円滑に行うことができ、パターン形成用材料として用いることができる。
　上記複合パラジウムナノ粒子含有ペーストを用いれば、回路基板上へのワイヤボンディング接合も良好に行うことができる。前記図５で示した半導体チップ実装工程の手順において、ワイヤボンディングパッド５に、本実施形態に係るパラジウムナノペーストを金線の断面積の数倍の広さにディスペンサにより塗布、付着して、複合パラジウムナノ粒子層を形成し、この加熱焼成により固化して、メッキ法によらず焼成処理によりパラジウム下地層を形成することができる。この皮膜は、複合パラジウムナノ粒子がパラジウム核とその周囲に配置された有機被覆層から形成された複合パラジウムナノ粒子層からなる。金線がキャピラリを用いて、半導体チップ４の表面電極にファーストボンディングが施され、更に、ワイヤボンディングパッド５のパラジウムナノペースト膜に対してセカンドボンディングを行うことができる。
　また、上記複合パラジウムナノ粒子含有ペーストを用いれば、リードフレームへのワイヤボンディング接合も良好に行うことができる。前記図７で示したリードフレームへの半導体チップ実装工程において、ワイヤボンディング領域９に、本実施形態に係るパラジウムナノペーストが金線の断面積の数倍の広さにディスペンサにより塗布、付着され、加熱焼成により固化して、メッキ法によらず焼成処理によりパラジウム下地層を形成することができる。
　本実施形態に係るワイヤボンディングの性能を前記図１０の破断試験と同様にして、金線の破断試験により検証することができる。複合パラジウムナノ粒子層のナノサイズのパラジウム粒子が金と合金化するので、強固な接合力を得ることができる。また、前記図１１～図１３による、ボールボンディング側のピール試験、ワイヤ引っ張り試験及びステッチ側のピール試験においても、ＰｄとＡｕの結合により良好な接合力が得ることができる。従って、本実施形態に係るワイヤボンディングにおいては、複合パラジウムナノ粒子層のナノサイズのパラジウム粒子が金線の金と合金化し、強固な接合力を有し、良好なワイヤボンディング接合層を形成することができる。しかも、この複合パラジウムナノ粒子層は、電気伝導性及び熱伝導性に優れるだけでなく、低温焼成で局所的に形成できるため、電子部品の製造に好適なワイヤボンディングを行うことができる。
　本発明は、上記実施形態や変形例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲における種々変形例、設計変更などをその技術的範囲内に包含するものであることは云うまでもない。
　本発明に係るワイヤボンディング方法によれば、複合金属ナノ粒子が金属核とその周囲に配置された有機被覆層から形成された複合金属ナノ粒子を用いて、その複合金属ナノ粒子層の形成、焼成によりワイヤボンディング接合用金属下地層を回路基板やリードフレーム等に低コストで形成することができる。従って、複合金属ナノ粒子をワイヤボンディング接合用導電性薄膜の形成材料として利用することにより、メッキ法によらず簡単且つ安価に、局所的にワイヤボンディング接合下地層を形成して、良好なワイヤボンディング接合性を具備させることができるので、ワイヤボンディング工程費用を削減して、安価な電子部品の提供を可能にする。

Claims (10)

  1. 電子部品素子間、回路パターン間又は電子部品素子と回路パターンの間において、導電性ワイヤを一方にファーストボンディングしてから他方にセカンドボンディングして電気的接続を行うワイヤボンディング方法であって、前記導電性ワイヤをワイヤボンディングだけでは直接的に接合できない領域であり、且つ前記導電性ワイヤのファーストボンディング領域及び／又はセカンドボンディング領域に、少なくとも複合金属ナノ粒子を含有した複合金属ナノ粒子層を設け、前記複合金属ナノ粒子は金属核とその周囲に配置された有機被覆層から形成され、前記複合金属ナノ粒子層を焼成して金属下地層を形成し、前記金属下地層の上に前記導電性ワイヤをボンディングすることを特徴とするワイヤボンディング方法。
  2. 前記複合銀ナノ粒子の前記金属核を形成する金属はパラジウム、金、銀又はそれらの合金からなる請求項１に記載のワイヤボンディング方法。
  3. 前記電子部品素子を回路基板に装着し、前記回路パターンが前記回路基板上に形成された回路パターンである請求項１又は２に記載のワイヤボンディング方法。
  4. 前記電子部品素子をリードフレームに装着し、前記回路パターンが前記リードフレームである請求項１又は２に記載のワイヤボンディング方法。
  5. 前記リードフレームが光反射性導電材により形成される請求項４に記載のワイヤボンディング方法。
  6. 前記光反射性導電材がステンレスである請求項５に記載のワイヤボンディング方法。
  7. 前記電子部品素子が発光素子である請求項６に記載のワイヤボンディング方法。
  8. 前記有機被覆層は、炭素化合物の由来物質又は窒素化合物の由来物質からなる請求項１～７のいずれかに記載のワイヤボンディング方法。
  9. 前記炭素化合物はアルコール又は脂肪酸である請求項８に記載のワイヤボンディング方法。
  10. 請求項１～９のいずれかに記載のワイヤボンディング方法によって、前記導電性ワイヤによる電気的接続を行った前記電子部品素子又は前記回路パターンを有することを特徴とする電子部品実装体。
     
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