JP2000195893A - 半導体装置用ワイヤ - Google Patents

半導体装置用ワイヤ

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JP2000195893A JP11332987A JP33298799A JP2000195893A JP 2000195893 A JP2000195893 A JP 2000195893A JP 11332987 A JP11332987 A JP 11332987A JP 33298799 A JP33298799 A JP 33298799A JP 2000195893 A JP2000195893 A JP 2000195893A
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在 成 郭
Sanki U
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Abstract

(57)【要約】 【課題】高集積小型半導体チップを搭載した小型、軽量
かつ薄型半導体パッケージの製造に有利であると共に、
ワイヤスィーピング現象またはショート現象を効果的に
減少させることができる半導体装置用ワイヤを提供す
る。 【解決手段】半導体装置用ワイヤ３の外周面(表面)に、
少なくとも一つ以上の連続または不連続溝を、長さ方向
に直線状あるいは螺旋状に形成してワイヤボンディング
の時に形成されるボール３２の大きさ（体積）がワイヤ
の外見上直径に対して相対的に小さく形成されるように
構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置用ワイ
ヤに関し、より詳しくは、半導体装置に使用されるワイ
ヤの外周面に線状の溝、または多様な紋の溝を形成させ
ることによって、ワイヤの外見外形は維持させながら単
位長さ当たりの実質重量（または実質体積）は減少さ
せ、ワイヤボンディング時に、ボンディング地点に形成
されるボ−ルの直径及び体積が相対的に減少する半導体
装置用ワイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般的に、半導体装置は図１に示したよ
うに、電子回路が集積されている半導体チップ１と、半
導体チップ１の信号を外部に伝達するためのリード２
と、リード２と半導体チップ１とを電気的に接続するワ
イヤ３と、半導体チップ１の回路動作時に発生する熱を
外部に効率的に放出するために半導体チップ１の底面に
設置される選択的な構成要素としてのヒートシンク４
と、半導体チップ１とその他の構成部品等を有害な外部
環境から保護するための樹脂封止部５とで構成される。
【０００３】上記のような半導体装置を含む多様な種類
の半導体装置の大部分は、半導体チップ１上の電極パッ
ドとリード２、または、導電性トレース（図示せず）と
を電気的に接続するための手段として金、アルミニウ
ム、またはこれらの合金でなるボンディングワイヤ３を
使用しており、従来のボンディングワイヤ３は図２に示
されたようにその断面が円形になっている。
【０００４】近年、急速な半導体装置の小型化及び高性
能化の傾向に伴い、半導体チップ１の大きさも急速に小
型化されており、相対的に半導体チップ１に形成される
電極パッドの大きさも小さくなると共に、前記電極パッ
ドと電極パッドの間の距離も狭くなってきている。 従
って、ワイヤボンディング時に、ワイヤ３の端部を溶融
させ形成されるボールの大きさも小さくし、電極パッド
間でのショートを防止するために、ワイヤ３の直径もま
た、縮小させる必要が発生している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ワイヤの直径
の縮小がなされると、半導体チップ１の電極パッドとリ
−ド２、または、導電性トレースとを接続するワイヤル
ープがモールディング時の溶融樹脂による充填圧によっ
てスィーピング（sweeping）を起こすか、またはショー
トする等の不良が発生する可能性が増大する。
【０００６】また、電極パッドサイズの縮小は通常、半
導体チップ１のサイズの小型化に伴って行われるので、
同一の大きさのリードフレーム、または回路基板を使用
する時、ボンディングワイヤ３の長さもそれに伴い長く
なるので、ワイヤ３の直径を縮小したもので、ワイヤの
ボンディングループ長さが増加すれば、ボンディング時
か、あるいはその後続工程においてワイヤショート現象
や、前記のようなワイヤスィーピング(Sweeping)現象を
引き起こすという問題が増大するようになる。
【０００７】そこで、本発明は上記従来の半導体装置用
ワイヤにおける問題点に鑑みてなされたものであって、
半導体チップの電極パッドと、リードまたは導電性トレ
ース間を電気的に接続するワイヤボンディング時、ボン
ディング地点に形成されるボールの直径（または体積）
を減少させ、ボンディング時、あるいはその後続工程に
おいてワイヤスィーピング現象やショート現象を効果的
に防止することのできる半導体装置用ワイヤを提供する
ことを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記本発明の目的を達成
するために、本発明によれば、ワイヤの外周面に、外見
外径は維持させながらも単位長さ当たりの実質重量また
は体積を減少させるために少なくとも一つの溝を有する
ことを特徴とする半導体装置用ワイヤが提供される。
【０００９】
【発明の実施の形態】次に、本発明にかかる半導体装置
用ワイヤの実施の形態の具体例を図面を参照しながら説
明する。
【００１０】図３は、本発明の第１の実施例による半導
体装置用ワイヤを示す斜視図であり、図４は、図３の半
導体装置用ワイヤの断面図で、図示した例では、端面が
円形であるワイヤ３の外周面（表面）に４個の連続溝３
１が線対称及び点対称（隣接した溝３１の間の角度が９
０°をなすように形成）をなすように形成されており、
前記各々の溝３１は、ワイヤ３の長さ方向と平行に連続
的に形成されている。
【００１１】しかし、本発明において、前記溝３１の数
及び形状は制限的ではなく、溝３１がワイヤ３の単位長
さ当たり、実質体積（重量）を減少させると共に、ワイ
ヤ３のワイヤ強度を過度に低下させない限り、１個、２
個、３個、５個、またはそれ以上であっても差し支えは
なく、直径の左右、両側に線対称、または円の中心に点
対称形状に形成させてもよい。
【００１２】また、図示した例では、溝３１がワイヤ３
の長さ方向に沿って連続的な形態で形成されている例を
示しているが、本発明はこれに限定せず、前記条件を満
足すれば、図９に示したように不連続な多数の溝３１を
ワイヤ３の長さ方向に沿って相互に対向した２列にして
同一位置に形成させてもよく、図８に示したようにワイ
ヤ３の長さ方向に沿って交互に多数の不連続な溝３１を
２列に形成させてもよい。また、不連続な溝３１は、ワ
イヤ３の長さ方向に沿って１列、２列、３列、４列等の
多数の列に形成してもよい。また、これら不連続な溝３
１はワイヤ３１の長さ方向に沿って同一位置で相互に点
対称または線対称に形成してもよい。
【００１３】さらに、溝３１の形状は、本発明において
その端面がアーク状、Ｖ字状、正方形または長方形のよ
うな任意な形状を選択的に適用して形成することが可能
である。
【００１４】図５は、本発明による半導体装置用ワイヤ
を用いたボンディング時、形成されるボールの状態を従
来のワイヤ（図２の符号３参照）と比較して示した比較
図であり、本発明のワイヤ３を使用すれば、ワイヤボン
ディング時、ワイヤ３の一端部に溶融されて形成される
ボール３２の直径（体積）が減少するようになる。
【００１５】つまり、外見直径（本発明において溝３１
が存在しない円周で仮定する時の直径）が同一の大きさ
のワイヤ３を使用する場合、図５で仮想線Ｌで表示した
領域が円形端面を有する従来のワイヤ３を使用する時に
形成されるボール３２の大きさを示しており、本発明に
よる溝３１が形成された同一の外見直径のワイヤ３を使
用したものは実線で示されているように、ボール３２の
直径（体積）を小さく形成させることができるようにな
る。
【００１６】このように、ワイヤ３の外周面に連続また
は不連続溝３１を形成することによって、ワイヤボンデ
ィング時、ワイヤが溶融されながら形成されるボール３
２の体積は、ワイヤ３の外周面に形成された溝３１の領
域の体積分だけ減少することになり、相対的にボール３
２の体積及び直径は小さくなることよって、半導体チッ
プ１の電極パッドのサイズが小さく、電極パッドの間隔
も小さい高集積小型半導体チップを搭載した小型、軽量
かつ薄型半導体パッケージの製造において電極パッド間
でのショートを防止する。
【００１７】図６は、本発明の第２の実施例による半導
体装置用ワイヤを示す斜視図で、図示された例では一つ
の連続溝３１が螺旋状に形成されている例を示している
が、図示はしていないが、溝３１を不連続溝に形成する
ことも勿論可能である。
【００１８】図７は、本発明の第３の実施例による半導
体装置用ワイヤを示す斜視図で、図示された例では二つ
の溝３１が相互に反対方向に回転し、反復的に交差する
螺旋状に形成されている。しかし、本発明はこれに限定
せず、図示はしていないが、二つの溝３１が交差しない
連続的な螺旋状に形成するのも可能であり、また、不連
続な溝に形成するのも可能である。
【００１９】上記のような溝３１を形成させることによ
って、ワイヤ３自体の自重が減少されながらも溝３１が
存在しない部分の直径はそのまま維持するので、ワイヤ
３の外見上、単位体積当たりの実質重量が減少する。よ
って、ワイヤボンディング時、形成されるワイヤ３のボ
ンディングループのスィーピング現象や位置変動による
ショート現象も効果的に減少させることができる。
【００２０】各々の溝３１の深さは、ボンディングルー
プの長さ及びワイヤ３の直径に沿って適切に選択するこ
とができるが、通常的にはワイヤ３の外見直径の０．１
％〜４５％の範囲、望ましくは０．５〜２５重量％内で
適切に選択することが望ましい。一方、モールディング
の時、使用される充填材の直径は約２０μｍ程度である
反面、ボンディングワイヤ３の外見直径は２５〜３０μ
ｍ程度であり、溝３１の深さは約０．０２５〜１３．５
μｍに過ぎないので、モ−ルディング時のワイヤスィー
ピング現象はこのような溝３１の形成有無により影響を
受けるのではなく、主にワイヤ３の外見直径と直接的な
関係がある。
【００２１】上記のような本発明による半導体装置用ワ
イヤの外周面に対する溝３１の形成は、予め決定された
数のブレード（刃）（図示せず）をワイヤ３の側面でワ
イヤ３の予め決定された直径範囲に固定させるか、また
は一定の時間間隔を置き、ブレードの挿脱を反復させな
がらワイヤ３を引き伸ばした状態で回転させないで巻き
取るか、あるいは回転させながら巻き取ることによって
容易に形成することができる。または、ワイヤ３の製造
の初期段階で溝３１を形成させることも可能である。
【００２２】
【発明の効果】上述したように、本発明による半導体装
置用ワイヤは、連続または不連続溝が形成されているの
で、単位長さ当たり、減少された実質重量（または体
積）を有することにより、ワイヤボンディング時に形成
されるボールの直径（体積）を、溝がない場合と比較し
て相対的に減少させることができるので高集積小型半導
体チップを搭載した小型、軽量かつ薄型半導体パッケー
ジの製造に有利であると共に、ワイヤスィーピング現象
またはショート現象を効果的に減少させることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的な半導体装置の構造を示す断面図であ
る。
【図２】従来の半導体装置用ワイヤを示す拡大斜視図で
ある。
【図３】本発明の第１の実施例による半導体装置用ワイ
ヤを示す斜視図である。
【図４】本発明の図３に示す半導体装置用ワイヤの断面
図である。
【図５】本発明による半導体装置用ワイヤを用いたボン
ディング時、形成されるボールの状態を従来のワイヤと
比較して示す比較図である。
【図６】本発明の第２の実施例による半導体装置用ワイ
ヤを示す斜視図である。
【図７】本発明の第３の実施例による半導体装置用ワイ
ヤを示す斜視図である。
【図８】本発明の第４の実施例による半導体装置用ワイ
ヤを示す側面図である。
【図９】本発明の第５の実施例による半導体装置用ワイ
ヤを示す側面図である。
【符号の説明】
１ 半導体チップ ２ リード ３ ワイヤ ４ ヒートシンク ５ 封止部 ３１ 溝 ３２ ボール

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 半導体チップの信号を外部に伝達するた
    めのリードと、半導体チップとを電気的に接続する半導
    体装置用ワイヤにおいて、 前記ワイヤの外周面に、外見外径は維持させながらも単
    位長さ当たりの実質重量または体積を減少させるために
    少なくとも一つの溝を有することを特徴とする半導体装
    置用ワイヤ。
  2. 【請求項２】 前記溝が、前記ワイヤの外周面に連続
    的、または不連続的に延長されていることを特徴とする
    請求項１記載の半導体装置用ワイヤ。
  3. 【請求項３】 前記溝が、ワイヤの長さ方向に沿って直
    線状、または螺旋状に延長されていることを特徴とする
    請求項１または２記載の半導体装置用ワイヤ。
  4. 【請求項４】 前記溝の深さが、外見上、ワイヤ直径の
    ０．１％から４５％の範囲であることを特徴とする請求
    項１乃至３記載の半導体装置用ワイヤ。
JP11332987A 1998-12-29 1999-11-24 半導体装置用ワイヤ Pending JP2000195893A (ja)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009088132A (ja) * 2007-09-28 2009-04-23 Tanaka Electronics Ind Co Ltd ボンディングワイヤ
JP5546670B1 (ja) * 2013-06-13 2014-07-09 田中電子工業株式会社 超音波接合用コーティング銅ワイヤの構造

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