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前回(1)の続きになりますが、Cuワイヤボンディングについて、追加で説明をさせて頂きます。

Cuワイヤボンディングは、前回のお話しで低コストの利点をお話しさせて頂きましたが、
直近の価格情勢でCu(銅)の値段も上がってきております。


銅価格,Cuワイヤボンディング

銅価格推移


ただそれでもAu(金)よりは低コスト化が可能となっております。
AuワイヤボンディングからCuワイヤボンディングへの切替えは4M変動が絡む内容になってしまいますが、試作・評価を経て量産適用をご検討いただき、十分コストメリットはご検討できるのではないかと思っております。

現在のCuワイヤも従来課題となっていた、酸化による短寿命・接合性の低さ・ボール形成不良・長期信頼性の確保について改良がされてきておりますので、Cuワイヤボンディングの評価を行いたい等のご要望がございましたら、ぜひご依頼をお待ちしております。


今回はCuワイヤボンディングについて、技術ブログを始めさせて頂きます。

Cuワイヤボンディングは、半導体デバイスの製造プロセスにおいて重要な技術です。以下にCuワイヤボンディングについて詳しく説明します。

1.Cuワイヤとは

・Cuワイヤは、半導体チップ側の端子とリードフレーム等の基板側端子との間を繋ぐ細い金属線(ボンディングワイヤ)に銅(Cu)を使用しているものです。
・Au(金)ワイヤに比べて電気伝導性が良く、高速化や放熱対策に適しています。

2.Cuワイヤボンディングの特徴

・耐腐食性と接着性の向上
 Cuワイヤはパラジウムでコーティングされており、耐腐食性と接着性が飛躍的に進化しています。
・ボンダビリティの向上
 CuワイヤはAuワイヤとほぼ同等のボンダビリティを持ち、信頼性の高いボンディングが可能です。

3.Cuワイヤボンディングの利点

・低コスト
 Auワイヤに比べてコストが低いため、組立工程のコスト削減に寄与します。
・高い信頼性
 Cuワイヤの信頼性評価や故障解析が可能で、半導体デバイスの品質向上に寄与します。

Cuワイヤボンディングは、半導体産業においてますます重要性を増しており、その普及が予測されます。昨今ではAu(金)の価格が上昇の一途を辿っており、コスト削減の寄与は増大しております。


前回、基板ひとつ(8x16灯)での点灯が確認できましたので、それを並べます。
このドライバICはI2Cバスで動作し、基板上で8種類のアドレスの設定ができるようになっています。そのため、基板を8枚並べたものを作ってみました。LEDの並びが正方形になるようにすると、32x32ドットの合計1024灯基板となります。

さらに、OCRを使ってガラス板に貼合したものを作製しました。
完成品が下の写真となります。


32x32 ミニLED評価基板


さて、完成したLED実装基板にLEDを実装します。

弊社保有のminiLED実装機は、基板周辺などにアライメントマークが必要です。今回は、下の写真のように、基板四隅と長辺中央部に配置しました。アライメントマーク周辺とLED実装部はレジストを形成することができず、真っ白の基板というわけにはいきません。
このアライメントマークを使って、±25um(3σ)の位置精度でLEDを搭載します。そのため、アライメントマークの真円度が悪かったり傷がついていたりすると実装エラーが起きてしまうことがあります。
±25umというとかなりの位置精度なんですが、LEDチップ自体が100~200umだったり、接続PADが100umギャップもなかったりするため、チップによってはこれ以上精度が悪いと接続できない場合も出てきてしまいます。当然、基板のパターン精度も高いものが要求されます。デモ機では安価なFR-4基板でも対応できるよう、パターン設計を工夫しています。


ミニLED実装基板(アライメントマーク周辺)