ICおよびLEDパッケージング用の金ボンディングワイヤー

金接合線は、半導体接合線ファミリーに属する高純度の金線で、半導体パッケージの配線接合に使用されます。

河南チャルコは、直径15–50μm(0.6–2.0ミリ)の4N(Au≥99.99%)および2N(Au≥99%)純金接合線を供給しており、センサー、高級LED、IC、高信頼性パッケージのループ・スパン要件に合わせて4つのグレード(中〜高ループ、中低ループループ、低長距離帯)で提供されています。

直径、純度、標準、顧客図面ごとにレビューおよび供給可能で、バッチごとの検査データが提供されます。

金接着ワイヤーの直径、純度、機械的仕様

河南チャルコが供給する金接着ワイヤーは、2つの純度等級をカバーしています — 4N(Au≥99.99%)、総不純物 <0.01%) and 2N (Au≥99%) — with other purity levels available for review per project requirements.

純度が高いことは、より安定した導電性とより安定したフリーエアボール(FAB)形成につながり、これが細かいピッチ包装におけるボールサイズの一貫性と接着収率の基盤となります。

2Nは金ベースの結合満期を維持しつつ、第二の純度層を提供します。

金接着ワイヤーのループ高さと適用によるグレード選択

ループの高さと機械的特性によって、4N純金線は4つのグレードに分けられ、異なるパッケージタイプのループ要件を満たしています。

グレード	カテゴリー	ループの高さ範囲	特徴	典型的なパッケージタイプ
GDN	中〜高強度の金線	180μmを超える	中〜高強度で、ほとんどの包装要件を満たします	センサー、ハイエンドLED、IC(SOT / DIP / SOP / TSOP / TQFP / TSSOP / LOCなど)
GDU	中低ループ金線	120–200μm	強度が高く、ループが低く、スパンが長い	ICパッケージング(QFN / LQFP / QFP / BGA / SBGA / TQFP / TSOP / CSP / PKGなど)
GDH	ローループ金線	80〜150μm	低ループ、長いスパン	大規模集積回路パッケージング(QFP / BGA / SBGA / TQFP / TSOP / CSP / PKGなど)
GDL	低伸長金線	180μmを超える	低伸長時には良好で安定した機械的特性を維持	軍用グレードのセンサー、離散半導体、および類似のパッケージ

折り荷重は接合後の引張抵抗や断線抵抗を反映し、伸長はループの成形可能性と長スパンループの安定性を決定します。これら二つの適合性が品位選択の基本となります。

低伸長グレード(GDL)では、伸長率は1.0〜3.0%(小径)から2.0〜10.0%(大径)の範囲で、より厳密なループ変形制御要件を持つ包装に適しています。

GDN、GDU、GDH、GDLグレードの金接着ワイヤーループ高さ比較

結合性能

金接着ワイヤーは主にボール接合プロセスを用い、ワイヤー端を電子フレームオフで溶かしてフリーエアボール(FAB)にし、チップパッド上で最初の接合(ボールボンド)を形成します。その後、毛細管がワイヤーをループ状に通し、リードフレームや基板上で2つ目の接合(ステッチ/ウェッジボンド)を形成します。

ボンディングパフォーマンス:

大規模な細かいピッチの結合に適しています。
高い強度と良好なループ安定性;
信頼性の高い第一接合および高強度第二接合;
幅広い接合パラメータウィンドウを持ち、異なる接合装置やプロセス条件に強い適応性を持つ。

接合後の引力強度とせん断強度はワイヤーの直径に応じて増加し、直径によって特定のプロセス受容基準に合わせることができます。

半導体パッケージング用の金接合ワイヤースプール

金接着ワイヤーの直径と工学的パラメータ

直径別(直径許容差±1.0μm)による純金線の工学パラメータ:

直径μm(mil)	重量/メートル mg/m	最小ブレイクロードGF(GDN / GDU / GDH / GDL)	伸長率(GDN/GDU/GDH)	電流Aの融合	抵抗値 1メートル Ω/m
15 (0.6)	2.97–3.89	3.0 / 3.0 / 3.5 / 2.0	2.0–5.0	0.3	140–150
18 (0.7)	4.39–5.48	4.0 / 4.0 / 4.5 / 3.0	2.0–5.0	0.4	90–101
20 (0.8)	5.48–6.69	5.0 / 5.5 / 7.0 / 4.0	2.0–6.0	0.5	75–81
23 (0.9)	7.34–8.74	7.0 / 8.0 / 9.0 / 6.0	2.0–7.0	0.7	55–61
25 (1.0)	8.74–10.26	9.0 / 10.0 / 10.0 / 8.0	2.0–8.0	0.8	45–51
30 (1.2)	12.76–14.58	11.0 / 12.0 / 12.0 / 10.0	3.0–8.0	1.2	30–35
38 (1.5)	20.77–23.08	16.0 / 17.0 / 15.0 / 15.0	3.0–10.0	2.0	19–21
50 (2.0)	34.94–41.03	30.0 / 32.0 / 34.0 / 28.0	3.0–12.0	3.5	11–13

試験条件:

100mmのゲージ長引張試験機で測定した折り荷重と伸長;

デジタル電源、3mmのサンプル長、10秒の励磁で測定されたヒュージョン電流(サンプル長によって異なるヒュージ電流値が得られます)。

ヒュージ電流と1メートルあたりの抵抗は電流を伝流する能力を反映しており、直径が大きいほど抵抗が低く、より高い電流を運搬できるため、特に電力機器や高輝度LEDパッケージにおいて重要です。

一般的な物理的、電気的、そして硬度の特性

純金線および金合金線の一般的な物理的、電気的、硬度特性:

アイテム	4N 純金線	2N 純金線	金合金線(Au-Ag合金)	注記
金含有量	Au ≥99.99%	Au ≥99%	GA08:80±1% / GA06:60±1%	純度の位置差
密度	19.32 g/cm³	19.32 g/cm³	19.31 g/cm³	ASTMによる
抵抗率 @20°C	約2.4μΩ·cm	約2.9μΩ·cm	約2.5μΩ・cm	4Nはわずかに導電率が良いです
弾性率	75–95 GPa	75–95 GPa	75–95 GPa	ループの安定性に影響します
融点	約1063°C	約1063°C	合金組成によります	ボールの形成と熱安定性に影響を与える
再結晶温度	約200〜300°C	約250〜350°C	-	2Nの再結晶温度は4Nよりわずかに高いです
FAB硬度	30–55 HV	30–55 HV	35–55 HV	第一結合球形成に対応します
HAZ硬度	40–90 HV	40–90 HV	45–85 HV	熱影響ゾーン(HAZ)の完全性に対応します
ワイヤー本体硬度	60–85 HV	60–85 HV	75–95 HV	全体の結合ウィンドウに対応します
HAZ長	最大110μm	最大100μm	-	球形成後の熱影響帯の長さに対応します。2Nの場合はやや短くなります
銀の移動抵抗	素晴らしい	素晴らしい	素晴らしい	金を含んだ物質には、銀の移動リスクが本質的に存在しません

試験条件:抵抗率、再結晶温度、HAZ長は4N/2Nの比較項目です。純金および金合金線の一般的な試験項目は密度、弾性率、硬度です。試料長条件の違いにより、直径工学パラメータ表の値との混同を避けるため、この表には信断電流は含まれていません。

金接着ワイヤー接続

IC金ワイヤーボンディング

純金、金合金、銀合金接合ワイヤーのどれを選ぶか

材料を選ぶ際、顧客の本当の質問は「金は良いか」ではなく、「この用途に純金、金合金、銀合金のいずれかを使うべきか」です。

河南チャルコは、このコスト・信頼性の段階でより幅広いダイ・トゥ・パッケージ接合材料を提供し、最も高価な選択肢に頼ることなく、材料を用途に合わせることができます。

4Nと2Nの選択

2Nと4Nの違いは、性能トレードオフよりも純度の位置に集中しています。再結晶温度は2Nの方が4Nよりやや高く(約250–350°C対200–300°C)、2NのHAZ長はやや短く(最大100μm、4N最大110μm)、球状、柔らかさ、プロセスウィンドウは両者で同等です。金系材料は銀の移動リスクを伴わないため、この次元では両者とも同等に信頼性があります。

したがって、2Nは純度の位置決めにおいて第二の選択肢であり、依然として金ベースのボンディング満期を必要とするコストに敏感なシナリオに適しています。

金合金接着ワイヤー(金鉱合金)

純金と銀合金の間に位置する金合金線は、純金線に比べてコストを大幅に低減しつつ、より高い強度、伸長性、ループ高さの低さ(ループ高さ範囲60〜150μm)、より安定したループ形状を提供します。超微細音高かつ高周波、高速接合をサポートし、接合時には純粋な窒素シールドが使用されます。

主にLED、MEMS、センサー、光通信、ICパッケージング(TO / SOT / DIP / SOP / TSOP / TQFP など)を対象としています:

モデル	AUコンテンツ	農物含有量	その他の要素	ポジショニング
GA08	80±1%	20±1%	<0.5%	金含有量が高く、純金に近い性能を持ち、安定性要求の高い用途に適しています
GA06	60±1%	40±1%	<0.5%	銀含有量が高くコストも低く、コスト削減を重視する包装に適しています

直径別金合金線の設計パラメータ(直径許容差±1.0μm;伸長は直径2.0–5.0%から3.0–13.0%に増加):

直径μm(mil)	最小ブレイクストレングスGF(GA08 / GA06)	電流Aの融合	抵抗値 1メートル Ω/m
15 (0.6)	4.5 / 3.5	0.2	140–150
18 (0.7)	6.5 / 5.5	0.4	90–101
20 (0.8)	7.5 / 6.5	0.4	75–81
23 (0.9)	9.0 / 8.0	0.6	55–61
25 (1.0)	11.0 / 10.0	0.7	45–51
28 (1.1)	13.0 / 12.0	0.9	35–40
30 (1.2)	15.5 / 14.5	1.0	30–35
35 (1.4)	21.0 / 19.0	1.4	23–25
38 (1.5)	24.0 / 22.0	1.7	19–21
50 (2.0)	39.0 / 37.0	2.9	11–13

金系素材と銀合金/銅線の比較

金、銀、銅、アルミニウムの接着線を比較すると、銀合金接合線は抵抗率が低く、コスト面でより明確な優位性があるため、LEDや一部のICパッケージにおいて一般的なコスト削減オプションとなっています。

しかし、発表された研究によれば、銀系材料の銀移動抵抗性は金系材料よりも弱く、高温・高湿度・硫黄含有条件下での合金設計や包装工程による追加の腐食防止が必要であることが示されています。金線および金合金線はこの次元で自然な優位性を持っています。

金は、その安定した化学特性、優れたボール成形性能、成熟したループ挙動により、長らくワイヤーボンディングで最も広く使われてきた材料の一つです。これに対し、アルミニウムワイヤーは折り重と伸長の要件を満たすために通常シリコン合金化を必要とし、シリコン-アルミニウム粒子は熱を受けると応力集中点を形成しやすいです。

銅接合線は低コストで良好な導電性と強度を提供しますが、材料は硬く酸化しやすいため接合プロセスが難しくなっています。場合によっては、銅原子がシリコン素子に拡散するのを防ぐためのバリア層が必要です。

金系材料はすべての次元で最適な解決策ではありません。コストに敏感で大量生産のシナリオで、サプライヤーのプロセスがすでに検証され成熟している場合、銀合金や銅ベースの接着ワイヤーの方が価値が高い場合があります。

材料の選択は、最も高価な選択肢に固執するのではなく、特定の用途の信頼性要件、環境条件、コスト目標に立ち返るべきです。

インスタントクォート

IC、LED、センサーパッケージングへの応用

ICパッケージングインターコネクトは、アナログ集積回路(テレビ、オーディオ機器、通信機器などのオーディオエレクトロニクス)とデジタル集積回路(自動車、スマートフォン、コンピューター、医療機器などのスマートデバイス)にまたがる金ボンディングワイヤーの主な用途であり、SOT、DIP、SOP、TSOP、TQFP、TSSOP、QFN、LQFP、QFP、BGA、SBGA、CSPなどのパッケージタイプをカバーしています。

ゴールドボールボンディングは、これらのパッケージタイプにおいてチップパッドとリードフレームまたは基板との間に電気的、機械的、導電性の接続を提供します。

LEDパッケージング用の接着ワイヤーも主要な応用分野であり、高級LED、ディスプレイ、装飾照明、交通信号イメージング装置をカバーしています。金合金線(GAシリーズ)はこの分野で接合の安定性と材料コストのバランスを取っており、純金線と並んで一般的な選択肢となっています。

センサーおよびMEMSパッケージング:信頼性要求の高いシナリオも含まれます。低伸長グレード(GDL)は軍用グレードのセンサーや離散半導体パッケージ向けに特別に設計されています。金線はディスクリートデバイスやパワーデバイスパッケージにも使用され、通常はより大きな直径が選ばれて電流を承載能力が増します。

ICパッケージング

LEDパッケージング

センサーおよびMEMSパッケージング

離散型およびパワーデバイス

製造工程

製造工程は8つの段階で構成されています。

原材料 — 金の純度、不純物、バッチごとの一貫性の管理;
溶融(連続鋳造)— 合金組成、溶融純度、温度を制御し、均一なインゴット構造を確保すること;
組成分析 — バッチごとのAu含有量(4N≥99.99% / 2N≥99%)および総不純物の確認;
描画 — 直径ミクロンスケールまでの複数回の描画で、直径の精度、表面品質、丸みを制御します。
アニーリング — 折り荷重、伸長、ループ成形能力の調整および加工硬化の緩和;
巻き戻し(巻き線)— 巻線の張力とトラバースの均一性を制御し、顧客の接合装置に滑らかなワイヤー供給を確保すること;
真空個別包装 — 湿気、汚染、酸化から保護;
出口検査 — 直径、引き張り強度、伸長、抵抗、外観、包装をリリース前に品目ごとに点検します。

アニーリング段階は特に注目に値します。結合ワイヤーの保存期間に関する業界研究によると、応力除去を経ていない硬質引き線は生産後数週間で折れ荷重が5%〜15%減少する一方で、アニール処理と応力緩和を経た金線は長期保管において著しく安定した機械的特性を維持できます。

上記のアニーリングプロセスと真空個別包装の組み合わせは、短期間の保存に頼らず、到着時に安定使用可能な接合線を確保するためのプロセス制御を意図しています。

製品設計および検査はASTM F72(半導体リード接合用金線標準仕様)によって規定されており、半導体リード接合に使用される金線の化学組成、断片荷重、伸長、寸法、外観の要件が定められています。

品質管理、トレーサビリティ、コンプライアンス

ボンディングワイヤーは機器内部に密閉されており、肉眼では見えないため、バッチの一貫性とトレーサビリティが顧客にとって最も重要な信頼の懸念です。

河南チャルコの補給システムはこの点を中心に構築されています。

プロセス制御

プロセス能力指数を評価するためのプロセスデータ分析プラットフォームが確立されています。

製造実行システム(MES)は、電流、電圧、純度、ドーパント(PPM)、温度、時間、直径、長さ、表面、コーティング、重量などの主要なプロセスパラメータに適用され、製品の一貫性、安定性、トレーサビリティを継続的に向上させます。

品質システムフレームワーク

製品開発の検証、主要なプロセス段階での初稿検査、製造中パトロール検査、専任製品検査、最終完成品管理をカバーします。

サプライヤー管理は「検索 — 身元調査 — 現場監査 — 試験生産 — 包括的審査 — 資格認定」のプロセスを踏み、適格なサプライヤーは定期的に継続的なコンプライアンスを評価する。

品質計画はAPQP(先進製品品質計画)フレームワークに従い、DFMEA/PFMEA(設計およびプロセス故障モード解析)、MSA/SPC(計測システム解析および統計プロセス制御)、PPAP(生産部品承認プロセス)をカバーし、フィードバックと継続的な改善のクローズドループを形成しています。

システム認証と標準参加

ISO 9001:2015(GB/T 19001-2016)品質管理システムおよびISO 14001環境管理システムの認証を受けています。

また、金線の接着、パラジウム被覆銅線、金被覆銀線、半導体包装用の銀合金線を扱う国家規格の製図ユニットの一つでもあります。

検査能力

ICP-OES分光計、真空走査電子顕微鏡、赤外炭素水分分析装置、プル/プッシュフォーステスター、汎用材料試験機、高精度電子天秤、その他の分析・検査機器を装備し、バッチごとの組成および機械的特性の検証を支援します。

トレーサビリティ

出口検査は直径、引張強度、伸長、抵抗、外観、包装を対象に、品目ごとに検査されます。

各バッチにはロット番号が記載され、組成および機械的特性検査データをバッチごとに提供できるため、ロットレベルのトレーサビリティが実現します。

接着ワイヤープルテスト

ボンディングワイヤー品質検査

IC、LED、パワーモジュールのパッケージ全体で信頼されています

接着ワイヤー製品ラインは、ICパッケージング、LEDパッケージング、パワーモジュールパッケージング業界の顧客にサービスを提供し、パッケージングサプライチェーンに参入しています。

ICパッケージング

オンセミ、JCET、UTAC、SPIL、CR Anst、Forehopeおよびその他のパッケージングおよび試験機関;

LEDパッケージング

フィリップス、LG、OSRAM、サムスン、ソウル半導体、ネイションスター、サナンオプトエレクトロニクス、MLS、Refondなど、多数のLEDメーカーがいます。

パワーモジュールのパッケージング

オンセミ、BYD、および、その他多くのパワーデバイスおよびモジュール企業が含まれます。

供給オプション、パッケージング、RFQ情報

供給

直径、純度グレード(4N / 2N純金/金合金)、標準、または顧客図面(図面/部品番号/標準)でレビューおよび供給が可能です。

カスタマイズ

直径、断片荷重(BL)、伸長(EL)などのパラメータはすべて顧客の要望に応じてカスタマイズ・レビュー可能です。

仕様、数量、納車手配の具体的な組み合わせは注文時に確認されます。

検査書類

組成、寸法、機械的特性の検査データはバッチごとに提供可能で、ロットトレーサビリティも備えています。必要な書類の種類は見積もり時に確認できます。

パッケージ仕様

2インチのアルミニウム合金スプールに入り、真空個別包装で、湿気、汚染、酸化、機械的損傷から保護しています:

スプールタイプ	スプールモデル	スプールあたりの長さ	包装方法
2インチロープロファイルスプール	2インチアルDF(ダブルグルーブ)/2インチアルSF(シングルグルーブ)	500 / 1000 / 2000 m	真空個別包装
高さ2インチのスプール	2インチ-アル-DF-W	2000 / 3000 / 5000 m	真空個別包装

FAQ

Q1。金ボンディングワイヤーにはどの純度が用意されていますか?

利用可能なグレードには4N(Au≥99.99%)、総不純物が含まれます <0.01%) and 2N (Au≥99%) pure gold wire, plus Au80% and Au60% gold alloy wire; other purity levels can be reviewed per project requirements.