(57)【要約】【課題】本発明は、半導体ベアチップを搭載するフレキシブル両面プリント回路基板において、２ｎｄワイヤボンドを確実に且つ再現性良く行うことが可能なフレキシブル両面プリント回路基板を実現する。【解決手段】絶縁体１の両面及び側面に金属導体からなる回路パターン２ｂが形成されたフレキシブル両面プリント回路基板３において、２ｎｄワイヤボンドが施される位置に対してフレキシブル両面プリント回路基板３の絶縁体１を挟んで対向する位置を含む近傍に回路パターン２ｂを形成した。その結果、２ｎｄワイヤボンド時にキャプラリ７によって加えられる荷重および超音波振動が効率良くボンディングワイヤ８に伝わり、回路パターン２ｂとボンディングワイヤ８の接合が確実に、再現性よく行われる。【選択図】  図２
2005310820.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁体の両面に金属導体による回路パターンが形成されたフレキシブル両面プリント回路基板に少なくとも１つ以上の半導体ベアチップを搭載し、一端を前記半導体ベアチップに設けられた電極に１ｓｔワイヤボンドで接合したボンディングワイヤの他端を前記回路パターンに２ｎｄワイヤボンドで接合するフレキシブル両面プリント回路基板であって、前記２ｎｄワイヤボンドが施される位置に対して前記絶縁体を挟んで対向する位置を含んだ近傍に回路パターンが形成されていることを特徴とするフレキシブル両面プリント回路基板。
【請求項２】
前記絶縁体はガラスエポキシ及びポリイミドのうちの１つからなることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブル両面プリント回路基板。
【請求項３】
前記絶縁体は厚みが０．１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１または２の何れか１項に記載のフレキシブル両面プリント回路基板。
【請求項４】
前記半導体ベアチップは発光ダイオード及び受光素子のうちのいずれか一方または両方のベアチップであることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のフレキシブル両面プリント回路基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレキシブル両面プリント回路基板に関するものであり、詳しくは半導体ベアチップを搭載してワイヤボンドを施すフレキシブル両面プリント回路基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の電子機器の小型・薄型・軽量化および構造の複雑化に伴い、半導体ベアチップおよび電子部品を実装して電子機器に組込むプリント回路基板は、制約された空間の中に折り曲げ自在に収納されるように形状の自由度が確保できる柔軟性のある構成にすることが要求されている。
【０００３】
また、プリント回路基板に半導体素子の一種であるＬＥＤベアチップを実装して透光性樹脂で封止した所謂表面実装型ＬＥＤと呼ばれる半導体発光装置においても、プリント回路基板を薄型化することによって小型・薄型化された製品が実用化されるに至っている。
【０００４】
例えば、絶縁体であるポリイミドフィルムの両面に金属導体による回路パターンが形成されたプリント回路基板に凹形状のキャビティを設けてパッケージを形成し、パッケージのキャビティ底部の回路パターン上に導電性接着剤を介してＬＥＤベアチップを接着固定（ダイボンド）することによってＬＥＤベアチップの下部電極と回路パターンの電気的導通を図り、一端がＬＥＤベアチップの上部電極に接合（１ｓｔワイヤボンド）されたボンディングワイヤの他端をＬＥＤベアチップが固定された回路パターンとは分離した回路パターンに接合（２ｎｄワイヤボンド）することによってＬＥＤベアチップの上部電極と回路パターンの電気的導通を図り、前記ＬＥＤベアチップ及びボンディングワイヤを透光性樹脂（エポキシ樹脂）で封止した表面実装型ＬＥＤがある（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平８−２６４８４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ＬＥＤベアチップが実装された薄型で柔軟性のあるプリント回路基板に２ｎｄワイヤボンドを施す場合には以下のような問題が生じる。図４は絶縁体５１の両面および側面に金属導体による回路パターン５２が形成されてＬＥＤベアチップ（図示していない）が搭載された薄型（回路パターンを含めて約０．０６ｍｍ程度の厚み）のフレキシブル両面プリント回路基板５３が金属製のヒータブロック５４上にセットされ、一端がＬＥＤベアチップの上部電極に１ｓｔワイヤボンドで接合されたボンディングワイヤ５５の他端をＬＥＤベアチップがダイボンドされた回路パターンとは分離した回路パターン５２にワイヤボンダに取付けられたキャピラリ５６の荷重および超音波振動による２ｎｄワイヤボンドで接合する機構を示したものである。
【０００６】
この場合、ヒータブロック５４にセットされたフレキシブル両面プリント回路基板５３の回路パターン５２の２ｎｄワイヤボンドが施される部分に対して絶縁体５１を挟んで反対側（ヒータブロック５４側）の対向する位置に回路パターンが形成されていないと、その部分が絶縁体５１と回路パターン５２との段差によってヒータブロック５４から浮いた状態となる。この状態で２ｎｄワイヤボンドを施すと、キャピラリ５６の荷重によってフレキシブル両面プリント回路基板の２ｎｄワイヤボンドが施される部分がヒータブロック５４との間に生じた隙間５７によって浮いた状態で、且つ撓んだ状態で２ｎｄワイヤボンドが施されることになる。
【０００７】
その結果、（１）フレキシブル両面プリント回路基板５３の２ｎｄワイヤボンド部がヒータブロック５４から浮いた状態でキャピラリ５６の超音波振動がボンディングワイヤ５５に加えられるため、超音波振動がフレキシブル両面プリント回路基板５３のワイヤボンド部から周辺に伝播されてボンディングワイヤ５５に集中されず、ボンディングワイヤ５５の潰れが少なくなってボンディングワイヤ５５と回路パターン５５の間の接合強度（引張り強度）を十分に確保できないことになる。
【０００８】
また、（２）フレキシブル両面プリント回路基板５３の回路パターン５２の２ｎｄワイヤボンド部がキャピラリ５６の荷重によって撓んで傾斜し、キャピラリ５６の先端面５８と回路パター５２ンとの間の平行度が保たれない状態で２ｎｄワイヤボンドが施されるために、キャピラリ５６の先端面５８に接触するボンディングワイヤ５５に加わるキャピラリ５６の荷重および超音波振動が均一ではなく、ボンディングワイヤ５５の先端部の方により強い荷重および超音波振動が加わることになる。よってボンディングワイヤ５５と回路パターン５２との接合面積が小さく、接合強度が不均一となり、（１）同様に十分な接合強度（引張り強度）が確保できないことになる。
【０００９】
更に、（２）同様にフレキシブル両面プリント回路基板５３の回路パターン５２の２ｎｄワイヤボンド部がキャピラリ５６の荷重によって撓んで傾斜し、キャピラリ５６の先端面５８と回路パターン５２との間の平行度が保たれない状態で２ｎｄワイヤボンドが施されるために、キャピラリ５６の先端面５８の外周部の一部と回路パターン５２が直接接触した状態で加圧および超音波振動が加わり、回路パターン５２に施されたメッキが破壊されて下地が露出し、腐食などにより製品の長期の使用に亘る信頼性の維持が阻害される要因となると共に、キャピラリ５６の先端部が磨耗するために余分な交換費用（交換の手間および部品代）が発生する。
【００１０】
本発明は上記問題に鑑みて創案なされたもので、２ｎｄワイヤボンドにおいてボンディングワイヤと回路パターンが十分な強度をもって接合されるフレキシブル両面プリント回路基板を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載された発明は、絶縁体の両面に金属導体による回路パターンが形成されたフレキシブル両面プリント回路基板に少なくとも１つ以上の半導体ベアチップを搭載し、一端を前記半導体ベアチップに設けられた電極に１ｓｔワイヤボンドで接合したボンディングワイヤの他端を前記回路パターンに２ｎｄワイヤボンドで接合するフレキシブル両面プリント回路基板であって、前記２ｎｄワイヤボンドが施される位置に対して前記絶縁体を挟んで対向する位置を含んだ近傍に回路パターンが形成されていることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の請求項２に記載された発明は、請求項１において、前記絶縁体はガラスエポキシ及びポリイミドのうちの１つからなることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の請求項３に記載された発明は、請求項１または２の何れか１項において、前記絶縁体は厚みが０．１ｍｍ以下であることを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明の請求項４に記載された発明は、請求項１から３の何れか１項において、前記半導体ベアチップは発光ダイオード及び受光素子のうちのいずれか一方または両方のベアチップであることを特徴とするものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
絶縁体の両面に金属導体による回路パターンが形成されたフレキシブル両面プリント回路基板の回路パターンに２ｎｄワイヤボンドを十分な接合強度で確実に行う目的を、フレキシブル両面プリント回路基板の２ｎｄワイヤボンドが施される位置に対して絶縁体を挟んで対向する位置を含む近傍に回路パターンを形成することによって実現した。
【実施例】
【００１６】
以下、この発明の好適な実施例を図１から図３を参照しながら、詳細に説明する（同一部分については同じ符号を付す）。尚、以下に述べる実施例は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施例に限られるものではない。
【００１７】
まず、図１によって本発明のフレキシブル両面プリント回路基板を使用したワイヤボンドのプロセスを説明する。（ａ）に示すように、絶縁体１の両面に金属導体による回路パターン２ａ、２ｂが形成されたフレキシブル両面プリント回路基板３の回路パターン２ａ上に導電性接着剤４を介して半導体ベアチップ５が接着固定（ダイボンディング）されて半導体ベアチップ５の下部電極と回路パターン２ａとの電気的導通が図られる。そして前記半導体ベアチップ５が接着固定されたフレキシブル両面プリント回路基板３がヒータブロック６上に配置される。なお、ヒータブロック６上に配置されたフレキシブル両面プリント回路基板３はヒータブロック６上を移動しないようにフレキシブル両面プリント回路基板３の上方からスプリング、プレートあるいはブロック等の押え治具の押圧力によって荷重固定されているが図面では省略している。
【００１８】
また、この状態でワイヤボンダ（図示していない）のキャピラリ７は半導体ベアチップ５の真上に位置し、ボンディングワイヤ８はキャピラリ７の中心を貫く貫通孔９内を導通されてキャピラリ７の先端部に略球形状のボール１０を形成している。
【００１９】
次に、（ｂ）に示すようにキャピラリ７が降下して半導体ベアチップ５の上部電極とボンディングワイヤ８の先端部に形成されボール１０とが接触し、キャピラリ７による荷重および超音波振動がボンディングワイヤ８のボール１０に加えられて半導体ベアチップ５の上部電極とボンディングワイヤ８のボール１０とが接合される（１ｓｔワイヤボンド）。
【００２０】
次に、（ｃ）に示すようにキャピラリ７が引き上げられて半導体ベアチップ５が接着固定された回路パターン２ａとは分離された回路パターン２ｂの上方に移動される。このとき、ボンディングワイヤ８は先端部に形成されたボール１０と半導体ベアチップ５の上部電極とが接合されているためにキャピラリ７の先端部から引出されながらキャピラリ７の移動に沿って引伸ばされる。
【００２１】
次に、（ｄ）に示すようにキャピラリ７が降下して半導体ベアチップ５が接着固定された回路パターン２ａとは分離された回路パターン２ｂとキャピラリ７の貫通孔９の先端部から導出されたボンディングワイヤ８とが接触し、キャピラリ７による荷重および超音波振動がボンディングワイヤ８に加えられて回路パターン２ｂとボンディングワイヤ８とが接合される（２ｎｄワイヤボンド）。
【００２２】
なお、上記２ｎｄワイヤボンドの詳細を図２に示す。本発明のフレキシブル両面プリント回路基板３は２ｎｄワイボンドが施される位置の絶縁体１を挟んだ両面に金属導体による回路パターン２ｂが形成されており、このフレキシブル両面プリント回路基板３をヒータブロック６に配置すると回路パターン２ｂとヒータブロック６とが平行に保たれる。この状態でキャピラリ７を下降させてキャピラリ７の貫通孔９の先端部から導出されたボンディングワイヤ８と回路パターン２ｂを接触させて荷重を加えるとキャピラリ７の先端面１１と回路パターンの表面１２が略平行に保持され、更にキャピラリ７に超音波振動を与えるとボンディングワイヤ８のキャピラリ７の先端面１１と回路パターン２ｂの表面１２とに挟まれた部分には略均一な荷重および超音波振動が加えられて略均一に押し潰され、ボンディングワイヤ８と回路パターン２ｂの接合面積が大きく、接合強度が略均一な２ｎｄワイヤボンドが施される。
【００２３】
最後に、図１（ｅ）に示すように２ｎｄワイヤボンドが完了するとキャピラリ７が上方に引き上げられ、キャピラリ７の上昇と同時にボンディングワイヤ８も上方に引っ張られて回路パターン２ｂとの接合部で切断されてボンディングワイヤ８の先端部も上方に引き上げられ、上昇途中でトーチ電極（図示していない）とボンディングワイヤ８の先端部との間に高電圧が印加されて放電が生じ、ボンディングワイヤ８の先端部を溶融させてボール１０を形成して一連のワイヤボンドのプロセスを完了する。
【００２４】
図３は図１（ｅ）の上面図であり、ワイヤボンドの全てのプロセスが完了した状態を示したものである。つまり、フレキシブル両面プリント回路基板３の回路パターン２ａに複数の半導体ベアチップ５が導電性接着剤４を介して接着固定され、半導体ベアチップ５の上部電極と回路パターン２ｂが上記ワイヤボンドのプロセスを繰返すことによってボンディングワイヤ８を介して接続されている様子を示している。
【００２５】
なお、フレキシブル両面プリント回路基板を構成する絶縁体はガラスエポキシあるいはポリイミドからなっている。また、本発明のフレキシブル両面プリント回路基板は薄いほど２ｎｄワイヤボンドの接合強度の向上効果を発揮するものであり、絶縁体の厚みが０．１ｍｍ以下の場合に特に有効である。また、絶縁体の両面に形成される回路パターンは十分な接合強度を確保するためにメッキが施されており、その構成は、絶縁体の表面に接着されたＣｕ箔の上にＣｕメッキを施し、その上にＮｉメッキ、更にその上にＡｕメッキが施されており、メッキを含めた回路パターン全体の厚みは約３０μｍ程度である。更に、本発明のフレキシブル両面プリント回路基板に搭載される半導体ベアチップはＬＥＤ等の発光素子、ホトダイオード等の受光素子を対象とすることができる。
【００２６】
ここで、本発明に係わる効果について説明する。まず、本発明のフレキシブル両面プリント回路基板は２ｎｄワイボンドが施される位置およびその近傍の絶縁体を挟んだ両面に金属導体による回路パターンが形成されている。よってこのフレキシブル両面プリント回路基板をヒータブロック上に配置して２ｎｄワイヤボンドを行う場合、フレキシブル両面プリント回路基板にキヤピラリによって荷重が加わってもフレキシブル両面プリント回路基板のその部分が撓んだり傾いたりすることがなく、キャピラリの先端面と回路パターンとは略平行が保たれる。この状態でキャピラリに超音波振動を生じさせると略平行が保たれたキャピラリの先端面と回路パターンとに挟まれたボンディングワイヤには略均一な荷重下で効率良く、且つ略均一に超音波振動が伝えられてボンディングワイヤが略均一に押し潰される。その結果、ボンディングワイヤと回路パターンの接合部の面積を大きく、且つ接合力を略均一にできるために、強力な接合力を再現性良く得ることができる。
【００２７】
また、ワイヤボンドの接合強度の向上は製品の製造歩留まりを向上させると同時に、長期の使用に亘って信頼性を維持することを可能にするものである。
【００２８】
さらに、２ｎｄワイヤボンド時にキャピラリの先端面と回路パターンとが略平行に保たれるので、キャピラリの先端部が回路パターンと直接接触することがなく、キャピラリの先端部の磨耗が少ないために余分な交換費用（交換の手間および部品代）の発生を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施例に係わるフレキシブル両面プリント回路基板を使用したワイヤボンドのプロセスを示す工程図である。
【図２】図１（ｄ）のＡ部詳細図である。
【図３】図１（ｅ）のキャピラリを除いた上面図である。
【図４】従来のフレキシブル両面プリント回路基板を使用したワイヤボンドのプロセスの２ｎｄワイヤボンドを示す工程図である。
【符号の説明】
【００３０】
１            絶縁体
２ａ、２ｂ    回路パターン
３            フレキシブル両面プリント回路基板
４            導電性接着剤
５            半導体ベアチップ
６            ヒートブロック
７            キャピラリ
８            ボンディングワイヤ
９            貫通孔
１０            ボール
１１            先端面
１２            表面
【図１】
2005310820.tif 000003
【図２】
2005310820.tif 000004
【図３】
2005310820.tif 000005
【図４】
2005310820.tif 000006