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銅ワイヤーの安定利用とは？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銅ワイヤーの安定利用とは？
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『Au/Au合金めっき』は、化学的に極めて安定した、
耐食性および電気伝導性に優れた電子部品材料です。
電気接点材料として使用する場合、Co、Ni、Feなどを添加した
硬質Au合金めっきを使用。
Feを用いた硬質Auめっきはアレルギー懸念物質を使用しない
環境に配慮した硬質Auめっきとして使用されます。
【特長】
■化学的に極めて安定
■優れた耐食性
■優れた電気伝導性
※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。
金めっき/金合金めっき
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銅ワイヤーの安定利用
ワイヤーボンディングにおける銅ワイヤーの安定利用とは？
半導体パッケージングにおいて、チップと外部端子を電気的に接続するために用いられる銅ワイヤーボンディング技術の信頼性と安定性を確保すること。金ワイヤーに代わる低コストかつ高性能な材料として銅ワイヤーの活用が進む中、その特性を最大限に引き出し、長期的な信頼性を維持するための技術的課題への取り組みを指す。
課題
酸化による接触抵抗増大
銅ワイヤーは金ワイヤーに比べて酸化しやすく、表面に酸化膜が形成されると接触抵抗が増大し、電気的性能の低下や信頼性問題を引き起こす可能性がある。
ワイヤーの伸びと断線リスク
銅ワイヤーは金ワイヤーよりもヤング率が低く、熱膨張や機械的ストレスによって伸びやすいため、ボンディング時のワイヤー長制御が難しく、断線リスクが増加する。
異種金属間接合の課題
銅ワイヤーと半導体チップのパッド（多くはアルミニウムや銅）との接合において、異種金属間化合物が生成し、接合強度や信頼性に影響を与える可能性がある。
プロセス制御の複雑化
銅ワイヤーの特性（硬度、融点など）は金ワイヤーと異なるため、ボンディング条件（温度、圧力、超音波出力など）の最適化や、より精密なプロセス制御が求められる。
対策
表面処理による酸化抑制
ワイヤー表面への特殊コーティングや不活性ガス雰囲気下でのボンディングにより、酸化膜の生成を抑制し、安定した電気的接続を維持する。
ワイヤー形状とボンディング条件の最適化
ワイヤーの断面積や形状を工夫し、ボンディング時の張力やワイヤー長を精密に制御することで、伸びや断線リスクを低減する。
接合界面の材料設計と評価
パッド材料の選定や、異種金属間化合物の生成を抑制するバリア層の導入、および接合界面の構造解析や信頼性評価を徹底する。
高度なプロセスモニタリングと自動化
リアルタイムでのボンディング状態の監視システムや、AIを活用したプロセスパラメータの自動調整機能により、安定した品質を確保する。
対策に役立つ製品例
高純度銅ワイヤー
不純物の少ない高純度な銅材料を使用することで、ワイヤー自体の電気伝導性や機械的強度を高め、酸化や断線リスクを低減する。
表面改質ワイヤー
ワイヤー表面に特殊な保護膜を形成することで、酸化を効果的に防ぎ、ボンディング時の安定した接触抵抗を実現する。
精密ボンディング装置
ワイヤーの把持、引き出し、接合といった一連の動作を極めて高精度に制御できる装置。ワイヤー長や張力の微細な調整が可能。
プロセス最適化ソフトウェア
材料特性や過去のボンディングデータを基に、最適なボンディング条件（温度、圧力、時間、超音波など）を自動計算・提案するソフトウェア。
