半導体用語集
ボンディング材料
英語表記：bonding material
半導体素子とリードフレームやセラミックケース、プリント基板やテープに施された配線層などの導電性材料とを、電気的に接続する（ボンディング）ための材料。主に金属材料が用いられる。接続の方式から分類すると、(1)直径20～50µm程度の、アルミニウムや金などからなる金属細線のボンディングワイヤ（bonding wire）を用いて、半導体素子-リードフレーム間や、半導体素子-セラミックケースの配線層間とを接続する（ワイヤボンディング）、(2)スズ-鉛（Sn-Pb）合金などのはんだや金、銅に金メッキやスズメッキを施したものなどの金属小突起からなるバンプ（bump）を介して、半導体素子と金属薄膜配線層などとを接続する、(3)金属薄膜配線層を微細加工し、金メッキなどを施した部分と、半導体素子とを直接接続する、などがあげられる。（上記(2)、(3)は、ワイヤレスボンディングと呼ばれる）。
ボンディングの原理は、熱、圧力（加重）、超音波による振動を与えることで、両金属の境界面に塑性変形が起こり、酸化皮膜を破壊、新生面同士が接触することにより、金属の固相接合が起こるというものである。
ボンディングワイヤの材料については、アルミニウムと金の2種類が最も一般的に用いられている。アルミニウム線の場合、通常、純アルミニウムでは硬度、強度ともに不足なので、1％シリコン（Si）入りなどの合金アルミニウム線が使用される。常温での超音波ボンディングを行い、ボンディングスピードは秒間約4ワイヤ程度。半導体素子の配線材料がアルミニウムであることから、同種金属の接合となり、金属間化合物成長などによる強度劣化などの不具合は生じないが、腐食に弱いため、主に気密封止で使用される。
これに対し、金線の場合、通常99.99％の純金線に微量元素を加えて特性をコントロールしている。 150～350℃と高温かつ超音波を併用したボンディングが一般的に用いられている。ボンディングスピードは秒間約6～8ワイヤ程度。半導体素子の配線材料であるアルミニウムとは異種金属同士の接合となり、ボンディング後の高温保管は、金属間化合物成長などによる強度劣化などの不具合を生じやすいが、高速ボンディングが可能なため、主に樹脂封止パッケージに使用。
ワイヤボンディングは、品種切り換え時の柔軟性の高さ、コスト面から、現在の大多数を占めるボンディング方式となっており、一方、ワイヤレスボンディングは、狭ピッチのボンディングや、特殊な構造のボンディングに対応しやすいことから、今後の高密度化対応用途に期待されている。
関連製品
「ボンディング材料」に関連する製品が存在しません。キーワード検索
フリーワードやカテゴリーを指定して検索できます
関連用語
関連特集
「ボンディング材料」に関連する特集が存在しません。
会員登録すると会員限定の特集コンテンツにもアクセスできます。
