半導体用語集
超音波ワイヤボンディング
英語表記：ultrasonic wire bonding
接合部への加圧と超音波の印加により，半導体チップの電極パッドとワイヤを固相溶接する方法。US（Ultra Sonic）法とも呼ばれている。
金属細線の材料として，Al，Auとあるが，半導体素子上の電極がAlであり，接合信頼性から主にAl線を使用している。
超音波ボンディングでは，ウェッジと呼ばれる接合治具（ツール）の構造上ボール形成をしない。ウェッジツールは，加圧部がほぼ平坦であり，直接的にワイヤに加圧，超音波振動を加える。線材への超音波振動の伝達効率を高めるため，平坦部にR加工あるいは凹凸加工を施している。ウェッジツールによって，一定の加圧と同時に超音波振動を加えると，Al線は高温下の加圧と同様の塑性流動を生じる。
この塑性流動には，マクロ的な線材の変形と同時に超音波振動による波動的流動を伴っており，このため，両金属界面の酸化膜が破壊され，新生面の接触による接合が生じる。超音波ボンディングでは溶着が加圧の中心部ではなく，その周辺にドーナツ状に生じる。AlワイヤをウェッジツールによってAl電極へ押し潰した場合，接合界面では固着と自由滑りの中間の状態が生じていると考えられる。その変位速度は，接触圧が最大である中心部が最も遅く，接触圧が低くなるに従って速くなる。すなわち，加圧の中心部では溶着しにくいと考えられる。
超音波ボンディングでは，ツールの側面にワイヤが引き出されており，ワイヤ軸，ワイヤ配線方向，超音波振動方向を常に一致させる必要がある。ツールの動作は，ワイヤ引き出し方向と同一方向のみのため，様々な配線方向に結線をするには，ダイを回転させなければならない。このため，熱圧着および超音波併用熱圧着ボンディング（ボールボンディング）と比較して，生産性が悪いというデメリットがある。反面，ボールボンディングと比較して，材料費が安価であることや，常温作業可能，また，電極パッド接合部のワイヤ変形量が小さいこと，Alワイヤは直進性に優れているということから，微細接合に向いているというメリットもある。
一般にAl線を使用する超音波ボンディングは，セラミックパッケージに収納した信頼性を重視する多ピンのLSIに対して適用されることが多い。
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