(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板（１）上の配線パターンを構成するＣｕ系導体（１２、２０）に対して電子部品（４１、４２）を半田付け又は接着剤で固着するとともに、前記配線パターンを構成する他のＣｕ系導体（１１）に対して直接ワイヤボンデイングを行い、前記Ｃｕ系導体（１１）と電子部品（４１）とを接続する実装方法であって、
前記電子部品（４１）とのワイヤボンデイングが行われるＣｕ系導体（１１）を樹脂層（３１）にてコーティングした後に、前記電子部品（４１、４２）を半田付け又は接着剤で固着し、
この後に、前記コーティング樹脂層（３１）を剥離し、
この後に、前記コーティング樹脂層（３１）を剥離したＣｕ系導体（１１）と前記電子部品（４１）とをワイヤボンデイングする電子部品の実装方法であり、
前記コーティング樹脂層（３１）を形成するためのペースト状の樹脂（３３）を、底部に樹脂塗布パターン（３２ａ）を形成した容器（３２）内に収納し、
この容器（３２）の樹脂塗布パターン（３２ａ）と、前記回路基板（１）のワイヤボンデイング用のＣｕ系導体（１１、１３）とを位置決めし、
この後に、前記容器（３２）の底部の樹脂塗布パターン（３２ａ）を通して、前記ペースト状の樹脂（３３）を吐出して、前記ワイヤボンデイング用のＣｕ系導体（１１、１３）に樹脂層（３１）をコーティングすることを特徴とする電子部品の実装方法。
【請求項２】
回路基板（１）上の配線パターンを構成するＣｕ系導体（１２、２０）に対して電子部品（４１、４２）を半田付け又は接着剤で固着するとともに、前記配線パターンを構成する他のＣｕ系導体（１１）に対して直接ワイヤボンデイングを行い、前記Ｃｕ系導体（１１）と電子部品（４１）とを接続する実装方法であって、
前記電子部品（４１）とのワイヤボンデイングが行われるＣｕ系導体（１１）を樹脂層（３１）にてコーティングした後に、前記電子部品（４１、４２）を半田付け又は接着剤で固着し、
この後に、前記コーティング樹脂層（３１）を剥離し、
この後に、前記コーティング樹脂層（３１）を剥離したＣｕ系導体（１１）と前記電子部品（４１）とをワイヤボンデイングする電子部品の実装方法であり、
バキュームが加えられるバキュームノズル（９１）にて前記コーティング樹脂層（３１）を吸引するとともに、このバキュームノズル（９１）の先端部を前記コーティング樹脂層（３１）に係止することより、前記コーティング樹脂層（３１）に前記回路基板（１）から離れる方向の外力を作用させて、前記コーティング樹脂層（３１）の剥離を行うことを特徴とする電子部品の実装方法。
【請求項３】
回路基板（１）上の配線パターンを構成するＣｕ系導体（１２、２０）に対して電子部品（４１、４２）を半田付けで固着するとともに、前記配線パターンを構成する他のＣｕ系導体（１１）に対して直接ワイヤボンデイングを行い、前記Ｃｕ系導体（１１）と電子部品（４１）とを接続する実装方法であって、
前記電子部品（４１）とのワイヤボンデイングが行われるＣｕ系導体（１１）を樹脂層（３１）にてコーティングした後に、前記電子部品（４１、４２）を半田付けで固着し、
この後に、前記コーティング樹脂層（３１）を剥離し、
この後に、前記コーティング樹脂層（３１）を剥離したＣｕ系導体（１１）と前記電子部品（４１）とをワイヤボンデイングする電子部品の実装方法であり、
前記半田付け後に前記回路基板（１）を洗浄する際に用いる洗浄液から前記コーティング樹脂層（３１）を保護する保護層（３７）を、前記半田付けを行う前に、前記コーティング樹脂層（３１）の表面に形成することを特徴とする電子部品の実装方法。
【請求項４】
回路基板（１）上の配線パターンを構成するＣｕ系導体（１２、２０）に対して電子部品（４１、４２）を半田付け又は接着剤にて固着するとともに、前記配線パターンを構成する他のＣｕ系導体（１１）に対して直接ワイヤボンデイングをして、前記Ｃｕ系導体（１１）と電子部品（４１）とを接続する実装方法であって、
前記電子部品（４１、４２）の半田付け又は接着剤にて固着を行った後に、前記電子部品（４１）とのワイヤボンデイングが行われるＣｕ系導体（１１）に対してプラズマクリーニング工程を実施して、このＣｕ系導体（１１）の表面を清浄化し、
この後に、このプラズマクリーニングをしたＣｕ系導体（１１）と前記電子部品（４１）とをワイヤボンデイングすることを特徴とする電子部品の実装方法。
【請求項５】
回路基板（１）上の配線パターンを構成するＣｕ系導体（１２、２０）に対して電子部品（４１、４２）を半田付け又は接着剤にて固着するとともに、前記配線パターンを構成する他のＣｕ系導体（１１、１３）に対して直接ワイヤボンデイングをして、前記Ｃｕ系導体（１１、１３）と、電子部品（４１）および外部回路接続用リード（１００）とを接続する実装方法であって、
前記電子部品（４１、４２）の半田付け又は接着剤にて固着を行った後に、前記Ｃｕ系導体（１１、１２、１３、２０）のうち、前記電子部品（４１）とのワイヤボンデイングが行われるＣｕ系導体（１１）に対してプラズマクリーニング工程を実施して、このＣｕ系導体（１１）の表面を清浄化し、
この後に、このプラズマクリーニングをしたＣｕ系導体（１１）と前記電子部品（４１）とをワイヤボンデイングし、
この後に、前記回路基板（１）をケース内に封止するパッケージ工程を行い、
この後に、前記Ｃｕ系導体（１１、１２、１３、２０）のうち、前記外部回路接続用リード（１００）とのワイヤボンデイングが行われるＣｕ系導体（１３）に対してプラズマクリーニング工程を実施して、このＣｕ系導体（１３）の表面を清浄化し、
この後に、このプラズマクリーニングをしたＣｕ系導体（１３）と前記外部回路接続用リード（１００）とをワイヤボンデイングすることを特徴とする電子部品の実装方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子部品の実装方法に関するもので、特に、回路基板上の導体に対して直接ワイヤボンデイングを行い、半導体チップ等の電子部品の接続を行う実装方法において、ワイヤボンデイングの接合性を向上させるための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、回路基板上に半導体チップや個別電子部品を搭載し、例えば、図２７に示すようにリード１００を介して外部へ端子をとり出す場合、回路基板１０１上の電極１０２とリード１００間を、ワイヤ１０３によるワイヤボンディングによって、電気的接続を行なっていた。
【０００３】
この基板１０１上の電極１０２としては、一般的に、回路基板１０１上の導体１０４に、半田１０５にて接合された金属製パッド１０６を用いていた。この金属製パッド１０６の具体的材質としては、４２アロイ、５０アロイなどにＮｉめっきしたものや、ボンディング側にＡｌクラッドされたものが用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記の金属製パッド１０６は、一般に、金属の打ち抜き加工上の制約から、径１mm×板厚１mm程度の小さなものは加工できないので、この金属製パッド１０６の設置に伴って、どうしても、回路基板１０１が大きくなってしまうという問題があった。
【０００５】
また、金属製パッド１０６の形成のために、打ち抜き加工した後にＮｉめっき加工などが必要となり、製造工程が煩雑であるので、製造コストが高くなってしまうという問題もあった。
これに対して、この金属製パッド１０６を廃止し、回路基板１０１上の導体１０４に直接、ワイヤボンディングする技術が特開平５−３２６８０５号公報等にて提案されている。
【０００６】
ここで、本発明者らの試作、検討によれば、ワイヤボンディング用の導体１０４として、Ａｕめっきしたもの、Ａｕ厚膜、Ｎｉめっきしたものを用いた場合には、導体１０４に直接、ワイヤボンディングすることに伴う接合性について、特に問題がないことを確認できた。
しかしながら、ＡｕめっきやＡｕ厚膜の場合は、その材料費および加工工程により、基板製造コストが高くなるという問題がある。また、ＡｕとＡｌワイヤとの組合せでは、その接合界面に腐食が生じて、ワイヤボンディング部の耐湿性が劣るといった問題があった。
【０００７】
また、Ｎｉめっきを採用するものでは、基板の表面にまずＮｉめっき層を形成し、このＮｉめっき層の上に厚膜導体、例えば、Ｃｕ厚膜を形成することになるが、この場合には、Ｎｉめっき上のＣｕ厚膜部の半田ぬれ性が低下して、はんだ接合不良が発生しやすいという問題があった。
そこで、本発明者らは、このような問題を解決するために、回路基板上のワイヤボンディング用導体として、Ｃｕ厚膜、ＣｕめっきのようなＣｕ系導体を採用することを試みた。
【０００８】
ところが、Ｃｕ厚膜、Ｃｕめっき等のＣｕ系導体を回路基板のワイヤボンディング用の導体材料として用いた混成集積回路の実装方法では、半田リフロー工程の後に、洗浄工程を実施しても、ワイヤボンディング用の導体上に汚れが残っており、ワイヤボンドの接合性が劣下するという不具合が生じることを見い出した。以下、この不具合の発生理由について、図２８に示す従来工程のフローチャートを参照して、詳細に説明する。
【０００９】
図２８の実装方法では、まず、配線パターンが形成された回路基板を用意する。次に、この回路基板上の配線パターンの実装部品搭載部に半田ペーストを印刷する。この後に、実装部品を配線パターンの所定部位にマウント（組付）する。次に、リフロー工程により半田を溶かして実装部品を固着し、この後に、フラックス等による汚染物を洗浄工程にて洗浄し、最後に、回路基板のワイヤボンディング用導体に対してワイヤボンディングする。
【００１０】
しかし、このような実装方法によると、半田リフロー時に、半田フラックス中の活性剤であるＢｒやＣｌが溶剤やフラックス中の樹脂成分と共に溶出または飛散し、ボンディングパッドである導体（Ｃｕ厚膜、Ｃｕめっき）または導体表面に形成された導体の酸化物と反応し、この導体の表面に粒状、あるいは均一に反応生成物が形成され、この反応生成物による導体表面の汚染により、その後のワイヤボンディングの接合性を低下させることがわかった。
【００１１】
このような導体表面の汚染による不具合は、導体としてＡｌパッドやＡｕ導体を用いたときには発生せず、Ｃｕ系導体を用いた場合に特に発生する固有の問題であることがわかった。
さらに、Ｃｕ厚膜、Ｃｕめっきの場合は、半田リフロー以外にも、接着剤硬化時の加熱工程や回路基板・ケースの接着等を行うパッケージ工程において、樹脂や接着剤を加熱硬化させることにより、Ｃｕ厚膜、Ｃｕめっきの表面が酸化し、ワイヤボンドの接合性が低下するという不具合が生じることもわかった。
【００１２】
このような不具合の対策法として、酸化膜や汚染物の除去を機械的に行うようにしたものが既に特開昭５８−１１１３２９号公報、特開平６−２６０５２０号公報にて提案されている。
しかし、これらの従来技術は、１パッドずつ、除去処理を行うため、ボンディングパッドが多数設けられている場合は、この除去処理のために多大な時間がかかり、コスト高になるという不具合がある。また、せっかく酸化膜や汚染物を機械的に除去しても、その除去に伴うパウダーが基板表面に付着したまま残り、ワイヤボンドの接合性が安定しない等の不具合があった。
【００１３】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、回路基板上のＣｕ系導体に対して直接ワイヤボンデイングする実装方法において、ワイヤボンデイングの接合性を向上させるとともに、ワイヤボンデイングによる実装を低コストで実施できるようにすることを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するため、以下の技術的手段を採用する。
【００１９】
請求項１に記載の発明では、電子部品の実装方法であり、前記コーティング樹脂層（３１）を形成するためのペースト状の樹脂（３３）を、底部に樹脂塗布パターン（３２ａ）を形成した容器（３２）内に収納し、この容器（３２）の樹脂塗布パターン（３２ａ）と、前記回路基板（１）のワイヤボンデイング用のＣｕ系導体（１１、１３）とを位置決めし、この後に、前記容器（３２）の底部の樹脂塗布パターン（３２ａ）を通して、前記ペースト状の樹脂（３３）を吐出して、前記ワイヤボンデイング用のＣｕ系導体（１１、１３）に樹脂層（３１）をコーティングすることを特徴とする。また、請求項２に記載の発明では、電子部品（４１）とのワイヤボンデイングが行われるＣｕ系導体（１１）を樹脂層（３１）にてコーティングした後に、電子部品（４１、４２）を半田付け又は接着剤で固着し、この後に、前記コーティング樹脂層（３１）を剥離し、この後に、この樹脂層（３１）を剥離したＣｕ系導体（１１）と電子部品（４１）とをワイヤボンデイングすることを特徴としている。電子部品の実装方法であり、バキュームが加えられるバキュームノズル（９１）にて前記コーティング樹脂層（３１）を吸引するとともに、このバキュームノズル（９１）の先端部を前記コーティング樹脂層（３１）に係止することより、前記コーティング樹脂層（３１）に前記回路基板（１）から離れる方向の外力を作用させて、前記コーティング樹脂層（３１）の剥離を行うことを特徴とする。請求項１、２記載の発明によれば、電子部品を回路基板にマウントしリフローする際に起こるワイヤボンディングパッド用導体（１１）の汚染を、樹脂層（３１）で被覆することにより防止できる。また、接着剤の固着の場合には、硬化のための加熱によりワイヤボンディングパッド用導体（１１）の酸化を防止できる。それ故、この導体（１１）を清浄に維持したまま、ワイヤボンディングすることができ、ワイヤボンデイングの接合性を向上できる。また、
請求項１記載の発明では、スタンプ法を用いてコーティング樹脂層（３１）を形成することができ、請求項２記載の発明では、バキュームを用いてコーディング樹脂層（３１）の剥離を容易に行うことができる。
【００２２】
請求項３記載の発明では、電子部品（４１）とのワイヤボンデイングが行われるＣｕ系導体（１１）を樹脂層（３１）にてコーティングした後に、電子部品（４１、４２）を半田付けで固着し、この後に、前記コーティング樹脂層（３１）を剥離し、この後に、この樹脂層（３１）を剥離したＣｕ系導体（１１）と電子部品（４１）とをワイヤボンデイングする電子部品の実装方法であり、前記半田付け後に前記回路基板（１）を洗浄する際に用いる洗浄液からコーティング樹脂層（３１）を保護する保護層（３７）を前記コーティング樹脂層（３１）の表面に形成することを特徴としている。
【００２３】
従って、洗浄液からコーティング樹脂層（３１）を保護し、ひいてはコーティング樹脂層（３１）の下のＣｕ系導体（１１、１３）の酸化などを防ぐことができるため、Ｃｕ系導体（１１、１３）に対するワイヤボンディングの接合性を良好にすることができる。また、請求項４、５記載の発明では、ワイヤボンドする直前にプラズマクリーニング法により、ボンディングパッド用導体（１１、１３）上の汚染物・酸化物を除去することによって、Ｃｕ系導体に対して、直接、ワイヤボンディングしても安定した接合性を確保することができる。
【００２４】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１〜図１３は第１実施形態を示すもので、図１は、本発明の樹脂塗布工程を導入した場合の実装方法の全体工程の流れを示すフローチャートであり、図２、３、４、６、７、８、１３はこの実装方法の各工程を具体的に示す図である。まず、図２に示すようなＣｕ厚膜、Ｃｕめっき等のＣｕ系の導体からなる配線パターンを形成した回路基板１を用意する。この回路基板１はセラミック系の絶縁材料を成形したものである。
【００２６】
ここで、回路基板１上の配線パターンとは、半導体チップと基板電極とをワイヤボンディングするためのパッドとしての導体１１、外部接続用ワイヤボンディングパッドとしての導体１３、半導体チップを搭載するためのダイパット用導体１２および電子部品接続用の端子パターン２０を含むものとする。
次に、図３に示すように、この回路基板１の配線パターンのうち、電子部品接続用の端子パターン２０および半導体チップ用ダイパッド用導体１２の上に、半田ペースト２１をスクリーン印刷法により印刷する。
【００２７】
この後に、図４に示すようにワイヤボンディングを行うためのボンディングパッド用導体１１及１３を覆うようにビニール系樹脂などからなるコーティング樹脂層３１を形成する。
このコーティング樹脂層３１の材質としては、後述の半田リフロー工程にて回路基板１に焼きつかないようにするため、耐熱性に優れたもの、具体的には、２３０°Ｃの温度で１０分間、加熱されても、基板１に焼きつかない程度の耐熱性を有するものが好ましい。また、コーティング樹脂層３１は、後述の半田リフロー工程の加熱条件、具体的には、１３０°Ｃ〜２４０°Ｃの温度にて硬化可能なものを選定する。
【００２８】
このような特性を満足する樹脂としては、例えば、ビニール系樹脂が好適であり、このビニール系樹脂の具体例としては、ストリップマスク＃４４８Ｔ、＃５０３Ｂ−ＳＨＶ（大阪アサヒ化学（株））がある。
この樹脂層３１の形成方法としては、スクリーンマスク上に置かれたペースト状の樹脂をマスクの開口部を通して押し出して樹脂層３１を形成するスクリーン印刷法（半田ペーストの印刷と同様）や、シリンダ内に充填したペースト状の樹脂をシリンダ内から空気圧により押し出して樹脂層３１を形成するディスペンス法、スタンプ法等を用いることができる。
【００２９】
これらの方法の中で、スタンプ法を図５を参照して具体的に説明すると、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、容器３２の底部に樹脂の塗布パターン３２ａを形成しておき、この容器３２内に、ペースト状のコーティング樹脂３３を充填する。
次に、この容器３２の樹脂塗布パータン３２ａを、回路基板１のワイヤボンディングパッド用導体１１、１３上に位置決めをする。次いで、コーティング樹脂３３を回路基板１にスタンプすることにより、前述のコーティング樹脂層３１を形成するのであるが、このスタンプする際には、充填した樹脂３３の上部から押圧板３５にて圧力をかけて、塗布パータン３２ａからの樹脂３３の抜けをよくする。
【００３０】
また、面積の広い塗布パターンにおいては、スタンプする際、塗布パターンの前後に樹脂３３がだれるという不具合が発生しやすいので、図５（ｂ）に示すように、塗布パターン３２ａのうち、面積の広い部位には、メッシュ３４を設けることにより、この樹脂３３のだれを解消できる。
次いで、図６に示すように、半導体チップ４１、コンデンサ等の電子部品４２をパターン１２、２０の上の半田ペースト２１の上に位置決めしてマウント（組付）する。
【００３１】
次に、図７に示すように、半田リフロー工程における加熱（例えば、温度：１３０°Ｃ〜２４０°Ｃ、加熱時間：３分〜５分）によって配線パターン上の半田２１を溶融して半導体チップ４１および電子部品４２を基板１に対して固着するとともに、このリフロー工程の加熱によりコーティング樹脂層３１を加熱硬化させる。
【００３２】
また、このリフロー工程の際に、半田フラックス中の活性剤であるＢｒやＣｌが、溶剤やフラックス中の樹脂成分とともに溶出、または飛散するが、ワイヤボンディングパッド用導体１１、１３上にはコーティング樹脂層３１を形成してあるので、この導体１１、１３が上記溶出、または飛散成分により汚染されたり、半田中のＳｎ、Ｐｂがワイヤボンディングパッド用の導体１１、１３に付着するのを防ぐことができる。
【００３３】
次いで、洗浄工程を実施して、回路基板１に付着したフラックスなどの汚染物を洗浄し、除去する。
この後に、図８に示すように、外部接続用ワイヤボンディングパッド用導体１３上を除く、半導体チップ４１接続用のワイヤボンディングパッド用導体１１上のコーティング樹脂層３１を剥離する。
【００３４】
この樹脂層３１の剥離方法としては、図９に示すような吸着剥離法が好適である。この剥離法は、バキュームによりコーディング樹脂層３１を吸着して剥離する方法である。剥離動作は、バキュームポンプ（図示せず）に連結されたバキュームノズル９１の先端がコーディング樹脂層３１に触れると同時に、樹脂層３１を吸引しながら、バキュームノズル９１の先端に形成した爪片９２で、コーティング樹脂層３１を引っかけて上方に引き上げ剥離するものである。
【００３５】
ここで、バキュームノズル９１の先端は矢印９３のごとく屈折した動作軌跡でもって移動する。また、コーディング樹脂層３１の材質として、前述のごとく、半田リフロー工程時の加熱条件では、基板１に焼きつかない程度の耐熱性を有するものを選択してあるので、樹脂層３１の剥離を容易に行うことができる。
樹脂層３１の剥離方法のその他の例としては、図１０に示すようなコーティング樹脂層３１にフック９４を設けて、それをつまんで引き剥がす方法がある。このフック９４は樹脂製または金属製であり、実装部品と同時に基板１上のコーティング樹脂層３１上にマウントし、樹脂硬化時（半田リフロー時）において、フック９４をコーティング樹脂層３１に固着する。
【００３６】
また、別部品としてのフック９４を設ける代わりに、コーティング樹脂層３１の材質として、粘度の高いものを使用して、図１１のようにコーティング樹脂層３１の一部に凸部９５を形成すれば、この凸部９５にてフック９４と同じ役割を果たすことができる。
また、図１２のように基板１のうち、コーティング樹脂層３１の塗布部位の１〜数カ所に予め貫通口８６を設けておき、樹脂層剥離時に基板１の裏面から樹脂層３１を突いて樹脂層３１を基板１から浮かせ、樹脂層３１を剥離し易くする方法もある。
【００３７】
このようにして、清浄に保たれたワイヤボンディングパッド用導体１１上に図１３のようにワイヤボンディングを行う。すなわち、半導体チップ４１と、半導体チップボンディングパッド用導体１１との間をＡｌ（アルミニュウム）製ワイヤ４３を用いて、熱圧着と超音波圧着併用の圧着方法等で結合（ワイヤボンディング）する。
【００３８】
第１実施形態の実装方法によると、電子部品４１、４２の半田リフロー工程の前に、ワイヤボンディングパッド用導体１１、１３をコーティング樹脂層３１によって被覆することにより、この導体１１、１３が半田リフロー時に汚染されるのを回避できる。従って、導体１１を清浄なままの状態にて、ワイヤ４３とのボンディングを良好に行うことができる。
【００３９】
しかも、それのみならず、外部接続用のワイヤボンディングパッド用導体１３には実装工程後（導体１１のワイヤボンディング後）もコーティング樹脂層３１を形成したままにしておくことにより、半導体装置をケース（図示せず）内に固着（固定）し、樹脂封止するパッケージ工程における接着剤、樹脂などの硬化時に導体１３が酸化することも防ぐことができる。
【００４０】
ここで、パッケージ工程において、外部接続用のワイヤボンディングパッド用導体１３部分は、ケース内に樹脂封止せず、外部へ露出したままとする。
そして、パッケージ工程終了後に外部接続用導体１３部分のコーティング樹脂層３１を剥離し、その後に外部接続用導体１３と外部回路接続用リード（図２７のリード１００を参照）とをワイヤボンデイングすることにより、外部接続用導体１３のワイヤボンディング接合性も良好に確保できる。
【００４１】
なお、図１に示した工程フローでは、コーティング樹脂層３１の塗布を、半田付部品（半導体チップ４１、電子部品４２）のマウント工程の前に行っているが、この半田付部品のマウント工程の後にコーティング樹脂層３１の塗布を行うようにしてもよい。
図１４は、コーティング樹脂層３１の塗布工程を行ってワイヤボンディングした場合と従来の樹脂層塗布工程なしでワイヤボンディングした場合の接合性を比較した実験結果を示す。この実験において使用したワイヤは、Φ２５０μｍのＡｌワイヤであり、ボンディングパッドの導体はＣｕめっきである。実験数ｎは１５である。
【００４２】
ワイヤボンディングの接合性の評価方法は引っ張り強度試験であり、試験方法は図１５に示す。形成したボンディングワイヤ１５０のループ中央（図１５（ａ）参照）で切断して、図１５（ｂ）のようにワイヤ１５０を立てる。次に、図１５（ｃ）のように立てたワイヤ１５０の上端部をつまんで、引っ張り強度測定器１５２により上方にワイヤ１５０が破断するまで引っ張る。グラフはその時の破断強度を測定し、プロットしたものである。
【００４３】
破断モードは、不良モードである「はがれ」と良品モードである「ネック切れ」とに分類した。ここで、「はがれ」とは、図１５（ｄ）に示すようにボンディングパッドである導体とワイヤとの界面ではがれたものであり、ネック切れとは、図１５（ｅ）に示すように、この「はがれ」が発生せず、ボンディングワイヤのネック部１５１で破断が生じたものである。
【００４４】
この評価結果から、本発明によるコーティング樹脂層３１を塗布したものは、低破断強度域における「はがれ」が０となり、樹脂層塗布をしないものに比べ、安定したワイヤボンディング性を得ることができることを確認できた。
なお、上記評価に用いたコーティング樹脂層３１の材質としては、ビニール系樹脂である、大阪アサヒ化学（株）製のストリップマスクを用いたが、これに限定されることなく、半田リフロー条件で硬化可能で、接着剤、樹脂などの硬化条件に耐えるだけの耐熱性を有し、さらにその後の剥離が容易に行えるものなら他の樹脂や膜を用いてもよい。
【００４５】
また、硬化後、樹脂中に気泡（ボイド）の少ない、ボーラスでない樹脂や、酸素透過性の低い樹脂を用いたり、前述の大阪アサヒ化学（株）のストリップマスクの上にボイドの少ない樹脂や、酸素透過性の低い樹脂を被覆し、樹脂層３１を２層にすることにより、樹脂層３１下の導体の酸化防止効果を一層高めることができる。
【００４６】
本発明者らの実験検討によると、実際に、Ｃｕ厚膜をワイヤボンディングパッド用導体に使用した回路基板を樹脂層の塗布なしに、１５０℃の空気中で１０時間放置した場合、導体表面の酸化が著しく、その導体上にワイヤボンディングしたものは、前述の引っ張り強度試験を行うと、低強度ではがれるものが多発することがわかった。
【００４７】
しかし、樹脂（具体的には、前述の大阪アサヒ化学（株）のストリップマスク）をワイヤボンディングパッド用導体に塗布して、同様の試験を行った場合は、導体表面の酸化が抑制され、高強度でも「はがれモード」が発生することなく安定したワイヤボンディング性を確保できることを確認できた。
本発明者らは、さらにコーティング樹脂層３１の膜厚（回路基板１の表面からの厚さ）について検討を行った。図１６に、コーティング樹脂層３１の膜厚に対する引っ張り強度の実験結果を示す。その試験方法は図１５に示すものと同じであり、その試験に用いたコーティング樹脂層３１もその時のものと同じである。なお、図１６中の各膜厚に対し右側は最適条件でボンディングを行った場合を示し、左側は超音波ボンディングする場合のパワーを少し小さくした場合を示す。
【００４８】
この評価結果から、最適条件でボンディングを行った場合には、コーティング樹脂層３１の膜厚が０．１ｍｍから２．０ｍｍの範囲ではどの膜厚でも接合性は良好であるが、パワーを少し小さくしてボンディングを行った場合には、０．３ｍｍ以上の膜厚では「はがれ」が発生した。従って、０．３ｍｍ以上では接合性に余裕がないことが分かる。
【００４９】
さらに、最適条件でボンディングを行った場合について、膜厚を０．０５ｍｍから０．３ｍｍの範囲にして、耐湿性試験を行った結果を図１７に示す。この耐湿性試験は、１２１℃、１．７気圧、湿度８５％の環境下で９６時間放置するＰＣＴ試験である。図１７から、コーティング樹脂層３１の膜厚を０．０５ｍｍと０．３ｍｍにした場合に「はがれ」が発生した。これは、それらの膜厚のときにＣｕ系導体の表面に酸化膜が厚く形成され、その酸化膜により接合性に余裕がなかったためであると思われる。
【００５０】
従って、上述した試験により、コーティング樹脂層３１の膜厚は、０．０７ｍｍから０．２ｍｍの範囲にあるのが望ましいことが分かる。
以上説明した実施形態では、半導体チップ４１、電子部品４２を半田によって固着する場合の混成集積回路装置について、コーティング樹脂層３１の作用効果を述べてきたが、半田に代え接着剤を用いて半導体チップ４１、電子部品４２を固着した場合でもコーティング樹脂層３１によってワイヤボンディング用パッド１１、１３が接着剤硬化時に酸化するのを防止することができる。
（第２実施形態）
上記第１実施形態の実装方法では、電子部品４１、４２の半田リフロー工程の前に、ワイヤボンディングパッド用導体１１、１３をコーティング樹脂層３１によって被覆することにより、この導体１１、１３が半田リフロー時に汚染されるのを回避でき、また外部接続用のワイヤボンディングパッド用導体１３には実装工程後（導体１１のワイヤボンディング後）もコーティング樹脂層３１を形成したままにしておくことにより、パッケージ工程における接着剤、樹脂などの硬化時に導体１３が酸化するのを防ぐようにしている。
【００５１】
しかしながら、本発明者らがさらに検討を進めたところ、コーティング樹脂層３１の下のワイヤボンディングパッド用導体１３が酸化し、ワイヤボンディングの接合性が低下するという問題があることが判明した。
これは、パッケージ工程において、図１８に示すように、回路基板１を樹脂ケース５２に接着剤５１で接着し、さらに樹脂で封止する際の加熱硬化時に、その加熱作用によって導体１３の表面が酸化するものと考えられる。この点についてさらに検討を進めたところ、半田リフロー工程の際に流れ出す半田フラックスが問題であることが分かった。
【００５２】
つまり、半田フラックスは回路基板１に対して濡れ性が良好であるため、図１９（ａ）の平面図に示すように、半田リフロー時に半田付部品（半導体チップ４１、電子部品４２）の周囲に半田フラックス２２が流れ出す。この半田フラックス２２はコーティング樹脂層３１を溶かし、コーティング樹脂層３１と回路基板１との界面に侵入し、コーティング樹脂層３１と回路基板１との間の密着力を低下させる。そして、洗浄工程にて、半田フラックス２２を除去したときに、コーティング樹脂層３１が浮いた状態になる。この後、パッケージ工程において上記した加熱を行うと、導体１３の表面が酸化されることになる。
【００５３】
そこで、この第２実施形態では、図１９（ｂ）に示すように、半田フラックス２２がコーティング樹脂層３１まで広がってこないように、半田付部品（半導体チップ４１、電子部品４２）とコーティング樹脂層３１との間にダムを形成する樹脂層３６を形成している。
従って、ダム用の樹脂層３６により半田フラックス２２がせき止められるため、半田フラックス２２によるコーティング樹脂層３１への影響をなくすことができ、導体１３の酸化が防止されて、導体１３上へのボンディングを接合性よく行うことができる。
【００５４】
本実施形態では、このダム用の樹脂層３６を、コーティング樹脂層３１と同じ材料でそれと同時に形成するようにしている。すなわち、樹脂塗布工程において、図２０に示すように、導体１１と半導体チップを搭載するためのダイパット用導体１２のそれぞれの間、導体１１と電子部品接続用の端子パターン２０の間、および端子パターン２０と外部接続用ワイヤボンディングパッドとしての導体１３の間に、ダム用の樹脂層３６をそれぞれ形成している。このダム用の樹脂層３６を形成する以外は、第１実施形態と同じ工程を実施している。なお、上記したダム用の樹脂層３６は、除去せずにそのまま残していても、コーティング樹脂層３１の除去とともに順次除去していってもよい。
【００５５】
また、上記したように導体１３の酸化を防止するという観点からすれば、端子パターン２０と導体１３の間のみダム用の樹脂層３６を設けるようにすることもできる。しかし、図１３に示すように、導体１１に非常に細いワイヤ４３がボンディングされる場合は、導体１１のちょっとした酸化でも、その接合性に問題が生じる。従って、導体１１とダイパット用導体１２の間、および導体１１と端子パターン２０の間にもダム用の樹脂層３６を形成するのが好ましい。
【００５６】
また、ダム用の樹脂層３６は、コーティング樹脂層３１の形成と同時である必要はなく、コーティング樹脂層３１の形成の前後いずれかであってもよい。要は、半田リフロー工程の前にダム用の樹脂層３６が形成されていればよい。また、ダム用の樹脂層３６は、コーティング樹脂層３１と同じ材料である必要はなく、別の材料であってもよい。但し、上記したように同じ材料で同時に両者を形成した方が製造工程が簡単になる。
（第３実施形態）
上記第２実施形態では、半田リフロー時に流れ出す半田フラックスがコーティング樹脂層３１に届かないようにして、導体１３の酸化を防止するものを示したが、半田付け後に回路基板１を洗浄する際に用いる洗浄液（有機溶剤系の洗浄液）によってもコーティング樹脂層３１がわずかに溶けて、その後のパッケージ工程の加熱時に、コーティング樹脂層３１が硬くなって変色し、導体１３に対する保護効果が低下し、導体１３が酸化される可能性がある。
【００５７】
そこで、本実施形態では、半田フラックスおよび洗浄液からコーティング樹脂層３１を保護するようにしている。具体的には、図２１に示すように、コーティング樹脂層３１を形成した後、コーティング樹脂層３１の上にディスペンサを用いて保護用の樹脂層３７を形成している。
この保護用の樹脂層３７としては、半田フラックスや洗浄液などの耐薬品性、耐溶剤性に優れた樹脂を用いる。例えば、シリコーン系樹脂やエポキシ系樹脂を用いることができる。この場合、樹脂層３７は回路基板１に強固に固着されるため、コーティング樹脂層３１を剥離する場合には、樹脂層３７と回路基板１の固着部を残したまま、樹脂層３７およびコーティング樹脂層３１を剥離する。
【００５８】
この第３実施形態においては、コーティング樹脂層３１の上に保護用の樹脂層３７を形成する以外は、第１実施形態と同じ工程を実施している。
従って、この第３実施形態によれば、コーティング樹脂層３１の上に保護用の樹脂層３７を設ける二重構造としているから、半田フラックスおよび洗浄液の影響を受けることがなく、導体１１、１３上に接合性よくボンディングを行うことができる。
【００５９】
なお、第２実施形態で示したように、半田フラックスによるコーティング樹脂層３１への影響をなくすように構成した場合には、樹脂層３７の材料として、洗浄液のみを対象としてコーティング樹脂層３１を保護する材料を選定することもできる。
また、本実施形態においても、導体１３の酸化を防止するという観点からすれば、導体１３上のコーティング樹脂層３１に対してのみ樹脂層３７を設けるようにすることもできる。しかし、第２実施形態と同様、導体１１の酸化を極力なくすためには、導体１１上のコーティング樹脂層３１にも樹脂層３７を形成するのが好ましい。
（第４実施形態）
上述した第１ないし第３実施形態では、樹脂塗布工程にてコーティング樹脂層３１を塗布し、リフロー工程の加熱によりコーティング樹脂層３１を加熱硬化するようにしているが、コーティング樹脂層３１は１回の加熱より２回の加熱を行った方が回路基板１との密着力が増すため、図２２に示すように、樹脂塗布工程を行った後、コーティング樹脂層３１を加熱硬化させ、その後、はんだ印刷工程を経てマウント工程を実施するようにしてもよい。
【００６０】
なお、加熱硬化工程では、半田リフロー工程における加熱と同じ条件で加熱を行う。
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について説明する。第５実施形態は、ワイヤボンディングパッド用導体を清浄にする方法としてプラズマクリーニング法を実装工程の中に組み入れたものであり、図２３はこのプラズマクリーニング法を導入した場合の実装工程を示すフローチャートである。
【００６１】
第１実施形態における樹脂層塗布工程は、ボンディングパッド用導体を汚染、酸化させないように保護するものであるのに対し、第５実施形態のプラズマクリーニング工程は半田リフローや樹脂・接着剤硬化時に付着する汚染物（Ｂｒ、Ｃｌ、Ｓｎ等）、酸化物を除去することにより、ワイヤボンディングパッド用導体に清浄な表面を確保して、安定なワイヤボンディング性を確保するものである。
【００６２】
具体的には、図２３に示すように、半田リフロー、洗浄工程後に、半導体チップ４１接続用のワイヤボンディングパッド用導体１１に対してプラズマクリーニング法を実施して、半田リフロー時に付着する汚染物（Ｂｒ、Ｃｌ、Ｓｎ等）や、酸化物を除去してから、導体１１へのワイヤボンディングを行う。
次に、基板１およびこの基板１を収納、固着するケース（図示せず）等の接着、樹脂硬化を行うパッケージ工程を行い、その後に、外部接続用のワイヤボンディングパッド用導体１３に対するプラズマクリーニング法を実施して、半田リフロー時およびパッケージ工程の接着、硬化時に付着する汚染物、酸化物等を除去してから、導体１３へのワイヤボンディングを行う。
【００６３】
第５実施形態におけるプラズマクリーニング法は、例えば、放電ガスとして１０％−Ｈ2 ／Ａｒを用いて、導体１１、１３上に反応ガスプラズマを発生して導体１１、１３上の汚染物や酸化物を除去するものである。
また、図２４に示すように、プラズマクリーニング工程の実施中は実装部品（半導体チップ４１等）をマスク１７０でカバーして、半導体チップ４１等への悪影響を回避して、ボンディングパッド用の導体１１、１３のみをクリーニングすることが望ましい。
【００６４】
なぜならば、プラズマクリーニング工程を実施する際には、実装部品（半導体チップ４１等）が基板１に搭載されているので、プラズマクリーニングによる実装部品の特性変動が懸念される。そこで、マスク１７０により実装部品をカバーして半導体チップ４１等の実装部品への悪影響を回避することが望ましい。
このマスク１７０の材料としては、Ａｌ，ステンレス等のプラズマクリーニングをしても支障のない金属材料を選定する。また、このマスク１７０には基板１との接触部に、柔らかい樹脂（シリコーン系樹脂等）からなる緩衝部材１７２が配設されている。この緩衝部材１７２の配設により、基板１の反り等による隙間がマスク１７０と基板１との間に発生することを防止できるとともに、マスク１７０によって基板１を傷つけることを防ぐことができる。
【００６５】
図２５、２６は、半田リフロー時に導体１１、１３に付着する汚染物（Ｂｒ、Ｓｎ）の除去効果の具体例を示すものであり、半田リフローをしたがプラズマクリーニングをしてないＣｕ導体上には、図２５の上部に示すように、ＢｒやＳｎが表面分析により確認されたが、第５実施形態によるプラズマクリーニングをした後はこれらのＢｒやＳｎが完全に除去されることを確認できた。
【００６６】
従って、ワイヤボンディング性も図２６に示すように、プラズマクリーニングをしたものは「はがれモード」がなくなり、良好となることを確認できた。この汚染物は従来のクリーニング時間（３０〜１８０ｓｅｃ）では除去できず、１０〜１５ｍｉｎという長い時間クリーニングすることにより汚染物の除去が可能となる。
【００６７】
なお、この第５実施形態において、半導体チップ４１等を基板１に接着剤を用いて固着した場合は、当該接着剤の硬化の際にワイヤボンディング用導体１１、１３の表面は酸化されるが、これらの酸化物もプラズマスクリーニング法によって好適に除去できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の実装方法を示すフローチャートである。
【図２】第１実施形態に用いる、配線パターンを形成した回路基板を示す断面図である。
【図３】図２の回路基板に半田ペーストを印刷した状態を示す断面図である。
【図４】図３の回路基板にコーティング樹脂層を塗布した状態を示す断面図である。
【図５】（ａ）は図４のコーティング樹脂層塗布工程に用いる容器の断面図で、（ｂ）は同容器の底部の平面図である。
【図６】図４の回路基板に電子部品をマウントした状態を示す断面図である。
【図７】図６の回路基板に半田リフロー工程を実施した後の状態を示す断面図である。
【図８】図７の回路基板から、半導体チップ接続用導体上のコーティング樹脂層を剥離した後の状態を示す断面図である。
【図９】図８のコーティング樹脂層の剥離方法を示す断面図である。
【図１０】コーティング樹脂層の剥離方法の他の例を示す断面図である。
【図１１】コーティング樹脂層の剥離方法の他の例を示す断面図である。
【図１２】コーティング樹脂層の剥離方法の他の例を示す断面図である。
【図１３】図８の回路基板において、半導体チップ接続用導体にワイヤボンディングした後の状態を示す断面図である。
【図１４】コーティング樹脂層の有無によるワイヤボンディング性の評価結果を示す図表である。
【図１５】ワイヤボンディング性評価のための引っ張り強度試験の方法を示す説明図である。
【図１６】コーティング樹脂層の膜厚に対する引っ張り強度の試験結果を示す図である。
【図１７】コーティング樹脂層の膜厚に対する引っ張り強度のＰＣＴ試験後の結果を示す図である。
【図１８】パッケージ工程において、回路基板をケースに接着剤で接着を行う状態を示す図である。
【図１９】（ａ）は半田フラックスがコーティング樹脂層にまで広がる状態を示す図、（ｂ）は半田フラックスがダム用の樹脂層により積止められる状態を示す図である。
【図２０】本発明の第２実施形態において、ダム用の樹脂層を、コーティング樹脂層と半田付部品の間に設けた状態を示す図である。
【図２１】本発明の第３実施形態において、コーティング樹脂層の上に保護用の樹脂層を形成した状態を示す図である。
【図２２】本発明の第４実施形態の実装方法を示すフローチャートである。
【図２３】本発明の第５実施形態の実装方法を示すフローチャートである。
【図２４】第５実施形態のプラズマクリーニング法を実施する際に用いるマスクを示す断面図である。
【図２５】プラズマクリーニング法の実施前後における導体表面の分析結果を示す図表である。
【図２６】プラズマクリーニング法の実施有無によるワイヤボンディング性の評価結果を示す図表である。
【図２７】従来のワイヤボンディングを用いた実装構造を示す断面図である。
【図２８】従来のワイヤボンディングを用いた実装方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１…回路基板、１１、１２、１３、２０…Ｃｕ系導体、２１…半田ペースト、
２２…半田フラックス、３１…コーティング樹脂層、３６…ダム用の樹脂層、
３７…保護用の樹脂層、４１…半導体チップ、４２…電子部品、
５２…ケース、１００…外部回路接続用リード。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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