基板実装や回路設計にかんするあれこれ 基板実装や回路設計にかんするwiki記事の自分用の覚え書きです

略称 English 日本語 素子数
SSI Small Scale Integration 小規模集積回路 2 - 100
MSI Medium Scale Integration 中規模集積回路 100 - 1000
LSI Large Scale Integration 大規模集積回路 1000 - 100k
VLSI Very Large Scale Integration 超大規模集積回路 100k - 10M
ULSI Ultra Large Scale Integration 超々大規模集積回路 10Mを超える
GSI Giga Scale Integration ギガ・スケール集積回路 1Gを超える


製造技術の進化に伴う高集積化の進展に合わせて、新たな名称が付けられたが、規模の違いが使用方法に差異をもたらすものではないので、次第に廃れて行った。現在では「LSI」以外はほとんど使われなくなっている。

[0回]

ボンディングワイヤは金、銅、アルミニウムが広く使用されている。

金(Au)

金を使ったボンディングワイヤには、純度99.99%以上の高純度金に様々な微量元素を添加し使用される。 これは金線と呼ばれる。 ワイヤ径は15マイクロメートルから大電力を扱うICのための数百マイクロメートルのものまである。
金線を使ったボンディングでは、ボールボンディングとウェッジボンディングが行われる。 金の場合酸化しづらいため、ボールの形成は空気中で行われる。 集積回路側にボールボンディングを行い、外部電極側にウェッジボンディングを行うことが多い。 ボンディング中には、たるみを防ぐためにループの形状などを制御している。

銅(Cu)

銅を使ったボンディングワイヤには、純度99.99%以上の高純度銅に様々な微量元素を添加し使用される。 75マイクロメートル程度まではボールボンディングを行い、250マイクロメートル程度までの大電流用の太い銅ボンディングワイヤではウェッジボンディングが行われる。
銅は酸化しやすいため、ボールの形成が金のように空気中で行うことが出来ず、窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気中か、水素等の還元ガス雰囲気中で行う必要がある。 銅の酸化しやすさは、製品の保存期間にも影響を与える。 保存期間を伸ばすには、銅ワイヤの酸化を防ぐ特別なパッケージが必要となる。 また、銅ワイヤは金やアルミニウムなどと比べて硬度が高く、接続する集積回路にダメージを与えることがあるためボンディングが困難な場合がある。

アルミニウム(Al)

アルミニウムボンディングワイヤには、 主に細線で使用されるアルミニウム合金ワイヤと、主に100マイクロメートル以上の太線で使用される純アルミニウムワイヤとがある。
アルミニウムは表面に強固な酸化物が形成されるため、ボールボンディングができない。集積回路電極側、外部電極側共にウェッジボンディングが使用される。
集積回路の配線、電極には主にアルミニウムが使用されている。 金とアルミニウムなど異なる種類の金属を接合することは、長期信頼性において問題が起こる場合がある。 そのため、アルミニウムでワイヤボンディングを行うと、同種の金属を接合することになるため、信頼性の問題が起こりにくくなるという利点がある。

[0回]

歩留まりとは、ウェハーから取れる全てのダイに対する良品ダイの割合を指し、イールド・レート (yield rate) とも呼ばれる。PC用のCPUのように、同じ生産ラインで同じ製造工程を経た製品を、完成製品に後からテストによってグレードを割り振ることがあるので、グレードを下げれば歩留まりが上がるという結果になる。

[0回]

汎用LSI
汎用ロジックIC
ASIC、システムLSI（特定用途向け IC・LSI）
ASSP（特定用途向け標準製品）
プログラマブルロジックデバイス - FPGA

[0回]

ワイヤ・ボンディング（Wire Bonding）とは、直径十数マイクロメートルから数百マイクロメートルの金、アルミニウム、銅などのワイヤを用いて、トランジスタ、集積回路上の電極と、プリント基板、半導体パッケージの電極などを、電気的に接続する方法である。

ワイヤボンディングは、集積回路とその他の電子部品との接続や、プリント基板同士の接続、集積回路内部の接続に用いられることもある。
ワイヤボンディングは、コストが低く、自由度の高い接続技術であると考えられており、半導体パッケージと集積回路の接続の大部分がワイヤボンディングで行われている。

[0回]