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ワイヤーの断線防止とは？課題と対策・製品を解説
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ワイヤーボンディングにおけるワイヤーの断線防止とは？
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当資料は、半導体パッケージにおけるCuワイヤボンディングの
接合界面について解説しています。
目的とワイヤ接合をはじめ、Cuワイヤボンディングの特長や
接合中央部のCu-Al化合物と微小ボイド、Cu-Al化合物の成長（拡散）などを
図や写真と共に詳しく掲載しています。
【掲載内容（抜粋）】
■目的とワイヤ接合
■試料及び方法
■手順、流れ
■Cuワイヤボンディングの特長
■断面作製法の選択
※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。
Cuワイヤボンディングの接合界面について
当資料は、半導体パッケージにおけるCuワイヤボンディングの
接合界面について掲載しています。
試料及び方法をはじめ、各種ワイヤボンディングや結果及び考察などを
図や写真と共に詳しく解説しています。
【掲載内容】
■緒言
■試料及び方法
■各種ワイヤボンディング
■結果及び考察
■結言
■参考文献
※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。
【資料】Cuワイヤボンディングの接合界面について
当社が取り扱う『酸素フリーボンダー』についてご紹介します。
カバー無しで酸素濃度100ppm以下を実現。
酸素濃度計を設置し常時酸素濃度をモニタできます。
顕微鏡は実体顕微鏡3眼タイプで、外部へのモニタ出力が可能です。
【特長】
■メインステージ上(デバイスの作業位置)酸素濃度が100ppm以下
■酸素濃度計を設置し常時酸素濃度をモニタ可能
■供給する窒素流量を流量計を用いて調整可
■最大流量30L/分、目盛り1Lピッチ使用
※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。
酸素フリーボンダー
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ワイヤーボンディングにおけるワイヤーの断線防止
ワイヤーボンディングにおけるワイヤーの断線防止とは？
半導体パッケージング工程において、チップと外部端子を電気的に接続するために使用される微細な金属ワイヤー（ボンディングワイヤー）が断線することを防ぐ技術や対策全般を指します。これは、半導体デバイスの信頼性、性能、および寿命を確保する上で極めて重要です。
課題
ワイヤーの微細化と高密度化による物理的ストレス
デバイスの小型化・高性能化に伴い、ワイヤーはより細く、より高密度に配置される傾向にあります。これにより、外部からの衝撃や熱応力による断線リスクが増大します。
製造工程における異物混入と汚染
製造環境中の微細な異物や化学物質がワイヤー表面に付着すると、ワイヤーの強度低下や腐食を引き起こし、断線の原因となります。
熱サイクルによる疲労と断線
デバイスの動作中や環境変化による温度の急激な変動は、ワイヤーに繰り返し応力を与え、金属疲労を蓄積させ、最終的に断線に至らせます。
ワイヤーとチップ/基板間の接着不良
ワイヤーと接続されるチップ表面や基板のパッドとの接着力が弱い場合、機械的な振動や熱応力によって剥離し、断線につながることがあります。
対策
ワイヤー材料と構造の最適化
断線しにくい高強度なワイヤー材料の選定や、応力を分散させるためのワイヤー形状（ループ形状など）の最適化を行います。
クリーンルーム環境の徹底と異物管理
製造工程全体で高度な清浄度を維持し、異物の持ち込み・発生を最小限に抑えることで、ワイヤー汚染による断線リスクを低減します。
熱応力緩和設計と封止材の選定
デバイス設計段階で熱応力を考慮し、適切な封止材を選定することで、温度変化によるワイヤーへの負荷を軽減します。
ボンディング条件の精密制御と品質検査
ワイヤーボンディング時の温度、圧力、時間などの条件を厳密に管理し、ボンディング後の引張試験や非破壊検査で接着強度と断線リスクを評価します。
対策に役立つ製品例
高強度ボンディングワイヤー
従来の材料よりも引張強度や伸び特性に優れたワイヤー材料を使用することで、物理的なストレスに対する耐性を向上させ、断線しにくくします。
精密ボンディング装置
ワイヤーボンディング時の温度、圧力、超音波などのパラメータを極めて高精度に制御できる装置により、安定した高品質なボンディングを実現し、接着不良による断線を防ぎます。
高性能封止材
熱膨張係数が小さく、ワイヤーとの密着性に優れた封止材を使用することで、熱サイクルによるワイヤーへの応力集中を緩和し、断線リスクを低減します。
自動検査システム
ボンディング後のワイヤーの断線や接着不良を自動で高精度に検出するシステムにより、不良品の流出を防ぎ、製品全体の信頼性を向上させます。
