JPH077034A - ワイヤボンディング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ワイヤボンディングの方法に関し、ボンディ
ング作業の高速化を目的とする。 【構成】 ワイヤ１をキャピラリ11に垂直に挿通し、こ
のキャピラリ11を移動して第一及び第二ボンディングを
順次に行って二点間を配線するに際して、第一ボンディ
ングはキャピラリ11の下方に突出したワイヤ１を溶融し
てボールを形成することを行わずにキャピラリ11を下降
させ、且つ突出したワイヤ１を屈曲させてその側面を被
接合体に接触させてボンディングする。突出したワイヤ
１を屈曲させるために下降するキャピラリ11を傾斜させ
る。第一ボンディングから第二ボンディングへの方向
は、チップ２からリード４の次はリード４からチップ２
のように交互に逆転する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はワイヤボンディング方法
に関する。半導体装置の製造において、半導体チップの
電極とパッケージの内部リードとの接続は、ワイヤボン
ディング法により行われることが多い。このワイヤボン
ディングは金等の細線を一本ずつ接続するものであるか
ら、多端子の半導体装置のワイヤボンディングには長時
間を要することになる。従って、ボンディングの高速化
が望まれている。

【０００２】

【従来の技術】従来の一般的な技術を図３を参照しなが
ら説明する。同図において、図１と同じものには同一の
符号を付与した。

【０００３】図３ (a)〜(d) は従来例のプロセスを示す
模式側面図である。この例は、リードフレームのステー
ジ部３にダイボンディングされた半導体チップ（以下、
チップと記す）２のボンディングパッド2aとリードフレ
ームの内部リード部（以下、リードと記す）４との間を
金のワイヤ１で熱圧着又は超音波熱圧着方式のワイヤボ
ンディングにより配線するものである。

【０００４】先ず、上方からキャピラリ11を垂直に貫通
してその下方に突出しているワイヤ１の先端部を放電に
より溶融してボール1aを形成する（図３(a) 参照）。次
に、キャピラリ11を下降させて加熱されたボンディング
パッド2aにボール1aを押圧して第一ボンディングを行う
（図３(b) 参照）。尚、超音波熱圧着方式の場合には、
この時、キャピラリ11に超音波振動を加える。

【０００５】次に、キャピラリ11を移動させ、加熱され
たリード４にワイヤ１の側面を押圧して第二ボンディン
グを行う（図３(c) 参照）。尚、超音波熱圧着方式の場
合には、この時、キャピラリ11に超音波振動を加える。
次に、キャピラリ11を若干上昇させた後、これまで開い
ていたワイヤクランプ（図示は省略）を閉じ、キャピラ
リ１を更に上昇させてワイヤ１を第二ボンディング部分
で切断する（図３(d)参照）。

【０００６】これでワイヤボンディングの一サイクルを
完了し、キャピラリ11は直前に第一ボンディングを行っ
たボンディングパッド2aに隣接するボンディングパッド
2aの上方に移動して、上述のプロセスと同じプロセスで
次のワイヤボンディングを行う。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
方法でワイヤボンディングすると、一サイクル毎にワイ
ヤの先端部を溶融してボールを形成しなければならない
から、又、キャピラリの移動距離が長いから、作業時間
が長くなる、という問題があった。

【０００８】本発明はこのような問題を解決して、作業
の高速化が可能なワイヤボンディング方法を提供するこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的は本発明によれ
ば、〔１〕ワイヤをキャピラリに垂直に挿通し、該キャ
ピラリを移動して第一及び第二ボンディングを順次に行
って、二点間にワイヤをループ状に架設するワイヤボン
ディングにおいて、第一ボンディングは該キャピラリの
下方に突出したワイヤを溶融してボールを形成すること
なく該キャピラリを下降させ、且つ該突出したワイヤの
側面を被接合体に接触させてボンディングするものであ
ることを特徴とするワイヤボンディング方法とすること
で、〔２〕前記の〔１〕におて、半導体チップのボンデ
ィングパッドとリードとの間をワイヤボンディングする
に際して、該ボンディングパッドを、金からなり、バン
プ状をなすものとしたことを特徴とするワイヤボンディ
ング方法とすることで、〔３〕前記の〔１〕記載のワイ
ヤボンディング方法により、半導体チップに列設された
複数のボンディングパッドと該ボンディングパッドのそ
れぞれと対向して配設された複数のリードとの間にワイ
ヤを順次に架設するに際して、第二ボンディングをリー
ド側に行った後の次の第一ボンディングを、直前にボン
ディングしたリードに隣接するリードに行い、第二ボン
ディングをチップ側に行った後の次の第一ボンディング
を、直前にボンディングしたボンディングパッドに隣接
するボンディングパッドに行うことを特徴とするワイヤ
ボンディング方法とすることで、達成される。

【００１０】

【作用】本発明の方法ではワイヤ先端にボールを形成せ
ずに第一ボンディングを行うためにワイヤ先端部を屈曲
させる必要があるが、キャピラリを下降させる過程でこ
れを傾斜させる等の方法でワイヤを屈曲させるから、ワ
イヤの屈曲には作業時間の増を伴わない。従って、従来
の方法よりワイヤ先端を溶融する時間分だけ作業時間を
削減することが出来る。

【００１１】更に、第一ボンディングでキャピラリを傾
斜させることにより、第一ボンディング個所からのワイ
ヤの立ち上がりを第二ボンディング側に傾斜させること
が出来る。ワイヤの立ち上がりを第二ボンディング側に
傾斜させれば、ワイヤのループを低くしても、ワイヤの
第一ボンディング個所にクラックを生じることはなく
（従来の方法ではクラックを生じ易い）、又、ループの
頂上の位置がリード方向にずれるから、リードフレーム
のステージとリードとに段差を設けて第一及び第二ボン
ディングの高さを揃えなくとも、ワイヤがチップのエッ
ジに接触する危険性は少ない（従来の方法では危険性
大）。従って、パッケージ薄型化への対応が従来の方法
より容易である。

【００１２】又、一般にパッドとリード間のスパンに比
してリード及びパッドのピッチが著しく小さいから、第
一ボンディングから第二ボンディングへの方向を、図２
(B)に示したように交互に逆転する方法とした場合に
は、キャピラリの移動距離が大幅に短縮され、作業時間
が短縮される。

【００１３】又、ボンディングパッドをバンプ状の金と
しておけば、接合が容易になると共に、ボンディング時
の衝撃を吸収してチップの損傷を防ぐから、ワイヤボン
ディング装置のセットアップが容易になる。

【００１４】

【実施例】本発明に係るワイヤボンディング方法の実施
例を図１及び図２を参照しながら説明する。図１ (a)〜
(d) は本発明の実施例のプロセスを示す図であり、図２
(A),(B) は本発明の実施例のルートを示す図である。両
図において、１はワイヤ、２はチップ、３はリードフレ
ームのステージ部、４はリード、11はキャピラリであ
る。ワイヤ１は例えば30μｍ径の金線であり、チップ２
の表面には多数のボンディングパッド2aが並んでいる。
ボンディングパッド2aは例えば厚さ１μｍのアルミニウ
ム、厚さ20μｍの金等である。

【００１５】先ず、第一の実施例を説明する。初期状態
では、ワイヤ１はボンディングパッド2a上方に位置する
キャピラリ11を垂直に貫通してその先端部が所定の寸法
だけ下方に突出している（図１(a) 参照）。この状態で
はワイヤボンダのワイヤクランプ（図示は省略）は閉じ
ている。次に、キャピラリ11を垂直に下降させながら、
ワイヤ１先端がリード４から遠のく方向に傾斜させる。
ワイヤ１は傾斜した状態でボンディングパッド2aに接触
し、その突出部が屈曲する。この状態でキャピラリ11が
ワイヤ１を加熱されたボンディングパッド2aに押圧して
第一ボンディングを行う（図１(b) 参照）。この時、キ
ャピラリ11には超音波振動を加える。

【００１６】その後、ワイヤクランプを開き、キャピラ
リ11を移動させると共に傾斜をなくし（垂直に戻す）、
加熱されたリード４にワイヤ１の側面を押圧して第二ボ
ンディングを行う（図１(c) 参照）。この時、キャピラ
リ11に超音波振動を加える。次に、キャピラリ11を若干
上昇させた後、ワイヤクランプを閉じ、キャピラリ11を
更に上昇させてワイヤ１を第二ボンディング部分で切断
する（図１(d) 参照）。この第二ボンディングに関して
は、従来例と同じである。

【００１７】以上で一サイクルのワイヤボンディングを
完了し、キャピラリ11は直前に第一ボンディングを行っ
たボンディングパッド2aに隣接するボンディングパッド
2aの上方に移動して、上述のプロセスと同じプロセスで
次のワイヤボンディングを行う（図２(A) 参照）。尚、
このルートに関しては、従来例と同じである。

【００１８】次に、第二の実施例を説明する。この例で
は、第一ボンディングから第二ボンディングへの方向
を、図２(B) に示したように交互に変える。即ち、第二
ボンディングをリード４に行った後、キャピラリ11は次
のリード４の上方に移動し、次のワイヤボンディングは
このリード４から始めて次のボンディングパッド2aで終
わる。その次のワイヤボンディングはこの次のボンディ
ングパッド2aから始めて次のリード４で終わる。この場
合、各ボンディング・プロセスは第一の実施例と基本的
には同じであるが、第一ボンディングをリード４に行う
時のキャピラリ11の傾斜の方向をボンディングパッド2a
に行う時の逆にする。

【００１９】以上の方法により、ワイヤボンディングの
作業時間を大幅に短縮することが出来た。本発明は以上
の実施例に限定されることなく、更に種々変形して実施
することが出来る。例えば、第一及び第二ボンディング
時にキャピラリ11に超音波振動を加えない場合でも、本
発明は有効である。又、第一ボンディング時にキャピラ
リ11を傾斜させず、斜め方向に下降させてもワイヤ１の
突出部を折り曲げることが出来る。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
作業の高速化が可能なワイヤボンディング方法を提供す
ることが出来、半導体装置製造のコスト低減等に寄与す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例のプロセスを示す模式側面図
である。

【図２】 本発明の実施例のルートを示す模式上面図で
ある。

【図３】 従来例のプロセスを示す模式側面図である。

【符号の説明】

１ ワイヤ ２ 半導体チップ（チップ） 2a ボンディングパッド ３ ステージ部 ４ リード 11 キャピラリ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浅野 祐一 宮城県柴田郡村田町大字村田字西ケ丘１番 地の１ 株式会社富士通宮城エレクトロニ クス内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワイヤ(1) をキャピラリ(11)に垂直に挿
   通し、該キャピラリ(11)を移動して第一及び第二ボンデ
   ィングを順次に行って、二点間にワイヤ(1)をループ状
   に架設するワイヤボンディングにおいて、 第一ボンディングは該キャピラリ(11)の下方に突出した
   ワイヤ(1) を溶融してボールを形成することなく該キャ
   ピラリ(11)を下降させ、且つ該突出したワイヤ(1) の側
   面を被接合体に接触させてボンディングするものである
   ことを特徴とするワイヤボンディング方法。
2. 【請求項２】 半導体チップ(2) のボンディングパッド
   (2a)とリード(4) との間のワイヤボンディング方法にお
   いて、 該ボンディングパッド(2a)を、金からなり、バンプ状を
   なすものとしたことを特徴とする請求項１に記載のワイ
   ヤボンディング方法。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のワイヤボンディング方
   法により、半導体チップ(2) に列設された複数のボンデ
   ィングパッド(2a)と該ボンディングパッド(2a)のそれぞ
   れと対向して配設された複数のリード(4) との間にワイ
   ヤ(1) を順次に架設するに際して、 第二ボンディングをリード(4) 側に行った後の次の第一
   ボンディングを、直前にボンディングしたリード(4) に
   隣接するリード(4) に行い、第二ボンディングを半導体
   チップ(2) 側に行った後の次の第一ボンディングを、直
   前にボンディングしたボンディングパッド(2a)に隣接す
   るボンディングパッド(2a)に行うことを特徴とするワイ
   ヤボンディング方法。