JP2001291736A - ワイヤボンディング用キャピラリ - Google Patents

ワイヤボンディング用キャピラリ

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Abstract

(57)【要約】 【課題】２ｎｄボンディングに関し、初期的な接合強度
及び耐熱性の両方の観点に優れる接合形態を実現するワ
イヤボンディング用キャピラリを提供する。 【解決手段】キャピラリ１１は、下向きの円錐形状が基
本となるが、この実施例では先端が２段形状となってい
る。先端部１２にはワイヤ細線１３の導出口１４を有す
る。また、導出口１４の縁部１５はワイヤ細線１３を切
る部分となる。さらに、ステップ状に先端部周辺領域１
６が設けられている。この先端部周辺領域１６は、先端
部の縁部１５より低い位置にあり、その高低差Ｈ１が少
なくともワイヤ細線１３の径Ｄより小さい。導出したワ
イヤ細線１３を擦り切るときに、ワイヤ細線１３切り先
近傍は、ステップ状の先端部周辺領域１６によって、同
時に押圧され変形する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＬＳＩの組立技術
に係り、特にチップ上のパッドと外部端子とを電気的に
接続するワイヤボンディングに適用されるワイヤボンデ
ィング用キャピラリに関する。
【０００２】
【従来の技術】ワイヤボンディングは、ＬＳＩチップ上
のパッドとパッケージの外部端子（リード）とをＡｕ
（金）線やＡｌ（アルミニウム）線を用いて結線する技
術である。ワイヤボンディングは、熱圧着法と超音波ボ
ンディング法の２つの方法がある。熱圧着法はＡｕ線で
の結線に関し、樹脂封止パッケージの場合に適用され
る。超音波ボンディング法はＡｌ線での結線に関し、セ
ラミックパッケージの多端子のものに多く適用される。
【０００３】熱圧着法によるＡｕ線の結線において、ボ
ンディング数の多いＬＳＩチップでは接合部分の信頼性
の問題から加熱温度を下げる必要がある。そこで、現状
ではＡｕ線の結線に関して、上記２方式の長所を加味し
た超音波熱圧着法が主流となっている。
【０００４】図６は、超音波熱圧着法に係るキャピラリ
の従来構成を示す断面図である。キャピラリ６１は下向
きの円錐形状であり、先端部６２にはワイヤ細線６３の
導出口６４を有する。例えば１０〜２０μｍの径を有す
るワイヤ細線（Ａｕ線）６３をＬＳＩチップＣＨＩＰの
パッドＰＡＤに超音波熱圧着する（１ｓｔボンディン
グ）。
【０００５】その後、キャピラリ６１はワイヤ細線６３
を導出しながら矢印Ａのように移動し、外部端子ＬＥＡ
Ｄ上に降下して超音波熱圧着する（２ｎｄボンディン
グ）。このとき、ワイヤ細線はキャピラリ先端部で擦り
切られる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】図７（ａ），（ｂ）、
図８（ａ），（ｂ）は、それぞれ上記図６の従来のキャ
ピラリ６１による２ｎｄボンディングの接合部分を示す
断面図である。初期的なボンディングの接合強度と、そ
の後の耐熱性に関するパッケージ信頼性のそれぞれは、
ボンディング形状についてはトレードオフ関係にある。
【０００７】すなわち、ボンディング荷重、超音波強度
等のパラメータを増やすと、２ｎｄボンディングの接合
部分の厚みは薄くなる（図７（ａ））。これにより、初
期的なワイヤ接合強度を増加させることができる。しか
し、ワイヤの耐熱強度は低下し、図７（ｂ）のように、
熱ストレスで断線する恐れがある。
【０００８】逆に、ボンディング荷重、超音波強度等の
パラメータを減少させると、２ｎｄボンディングの接合
部分の厚みは増す（図８（ａ））。これにより、ワイヤ
の耐熱強度は向上する。しかし、初期的な接合強度が低
下してしまい、図８（ｂ）のように、剥がれが生じやす
くなり、工程歩留まりの低下が発生する。
【０００９】このように、従来のキャピラリでは、２ｎ
ｄボンディングの接合部分において初期的なボンディン
グの接合強度と、耐熱性に関する信頼性を同時に満足さ
せることは非常に困難であった。
【００１０】本発明は、上記のような事情を考慮してな
されたもので、２ｎｄボンディングに関し、初期的な接
合強度及び耐熱性の両方の観点に優れる接合形態を実現
するワイヤボンディング用キャピラリを提供しようとす
るものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明のワイヤボンディ
ング用キャピラリは、ワイヤ細線の導出口を有し、縁部
でワイヤ細線を切る先端部と、前記先端部の縁部より低
く、その高低差が少なくとも前記ワイヤ細線の径より小
さいステップ状の先端部周辺領域とを具備したことを特
徴とする。
【００１２】また、本発明のワイヤボンディング用キャ
ピラリは、ワイヤ細線の導出口を有し、縁部でワイヤ細
線を切る先端部と、前記先端部の縁部より低く、その高
低差が少なくとも前記ワイヤ細線の径より小さい隆起状
の先端部周辺領域とを具備したことを特徴とする。
【００１３】上記それぞれ本発明のワイヤボンディング
用キャピラリによれば、先端部の縁部で導出したワイヤ
細線を擦り切るときに、ワイヤ細線切り先近傍は、ステ
ップ状あるいは隆起状の先端部周辺領域によって、同時
に押圧され変形する。これにより、ワイヤ細線切り先近
傍は所定の厚さを保ちつつ接合は強固となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１実施形態に
係るワイヤボンディング用キャピラリの断面図である。
キャピラリ１１は、下向きの円錐形状が基本となるが、
この実施例では先端が２段形状となっている。先端部１
２にはワイヤ細線１３の導出口１４を有する。また、導
出口１４の縁部１５はワイヤ細線１３を切る部分とな
る。さらに、ステップ状に先端部周辺領域１６が設けら
れている。この先端部周辺領域１６は、先端部の縁部１
５より低い位置にあり、その高低差Ｈ１が少なくともワ
イヤ細線１３の径Ｄより小さい。
【００１５】図２は、上記図１のキャピラリ１１による
ボンディングを示す概観図である。例えば１０〜２０μ
ｍの径を有するワイヤ細線（Ａｕ線）１３をＬＳＩチッ
プＣＨＩＰのパッドＰＡＤに超音波熱圧着する（１ｓｔ
ボンディング）。
【００１６】その後、キャピラリ１１はワイヤ細線１３
を導出しながら矢印Ａ１のように移動し、外部端子ＬＥ
ＡＤ上に降下して超音波熱圧着する（２ｎｄボンディン
グ）。このとき、ワイヤ細線１３はキャピラリ先端の縁
部１５で擦り切られる。このとき、ワイヤ細線１３切り
先近傍（１３１）の接合部は、従来と異なる形態を呈す
る。
【００１７】図３は、上記図２の２ｎｄボンディングの
拡大図である。キャピラリ先端の縁部１５により、導出
したワイヤ細線１３を擦り切るときに、ワイヤ細線１３
切り先近傍、すなわちステッチ近傍１３１は、ステップ
状の先端部周辺領域１６によって、同時に押圧され変形
する。これにより、ワイヤ細線１３のステッチ近傍は所
定の厚さｄ１を保ちつつ接合は強固となる。
【００１８】上記構成によれば、ステップ状の先端部周
辺領域１６によって、２ｎｄボンディングにおけるワイ
ヤ細線１３のステッチ近傍１３１は、信頼性ある厚みを
有しつつステッチ部分と共に超音波熱圧着される。この
結果、２ｎｄボンディングにおけるワイヤ細線１３のス
テッチ及びその近傍は、初期的な接合強度及び耐熱性の
両方の観点に優れる接合形態を実現する。
【００１９】図４は、本発明の第２実施形態に係るワイ
ヤボンディング用キャピラリの断面図である。キャピラ
リ２１は、上記第１実施形態の構成と同様に先端が２段
形状となっている。先端部２２にはワイヤ細線２３の導
出口２４を有する。また、導出口２４の縁部２５はワイ
ヤ細線２３を切る部分となる。
【００２０】図４において、上記第１実施形態の構成に
比べて異なる箇所は、先端部周辺領域２６が、隆起状に
設けられているところである。この先端部周辺領域２６
は、先端部の縁部２５より低い位置にあり、その高低差
Ｈ２が少なくともワイヤ細線１３の径Ｄより小さい。
【００２１】図５は、上記図４の構成のキャピラリを用
いて前記図２のようにボンディングをした場合の２ｎｄ
ボンディングの拡大図である。キャピラリ先端の縁部２
５により、導出したワイヤ細線１３を擦り切るときに、
ワイヤ細線１３切り先近傍、すなわちステッチ近傍２３
１は、隆起状の先端部周辺領域２６によって、同時に押
圧され変形する。これにより、ワイヤ細線１３のステッ
チ近傍は所定の厚さｄ２を保ちつつ接合は強固となる。
【００２２】上記構成によれば、隆起状の先端部周辺領
域２６によって、２ｎｄボンディングにおけるワイヤ細
線１３のステッチ近傍は、信頼性ある厚みを有しつつス
テッチ部分と共に超音波熱圧着される。この結果、２ｎ
ｄボンディングにおけるワイヤ細線１３のステッチ及び
その近傍は、初期的な接合強度及び耐熱性の両方の観点
に優れる接合形態を実現する。
【００２３】なお、第１、第２実施形態におけるステッ
プ状、あるいは隆起状の先端部周辺領域は１段で構成し
たが、複数段でもかまわない。このときも先端部周辺領
域は高低差が適用されるワイヤ細線の径より小さけれ
ば、２ｎｄボンディングにおける初期的な接合強度及び
耐熱性の両方の観点に優れる接合形態を実現する。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、２
ｎｄボンディングにおいて先端部の縁部で導出したワイ
ヤ細線を擦り切るときに、ワイヤ細線切り先近傍は、ス
テップ状あるいは隆起状の先端部周辺領域によって、同
時に押圧され変形する。これにより、ワイヤ細線切り先
近傍は所定の厚さを保ちつつ接合は強固となる。この結
果、初期的な接合強度及び耐熱性の両方の観点に優れる
接合形態を実現するワイヤボンディング用キャピラリを
提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るワイヤボンディン
グ用キャピラリの断面図である。
【図２】図１のキャピラリ１１によるボンディングを示
す概観図である。
【図３】図２の２ｎｄボンディングの拡大図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係るワイヤボンディン
グ用キャピラリの断面図である。
【図５】図４の構成のキャピラリを用いて前記図２のよ
うにボンディングをした場合の２ｎｄボンディングの拡
大図である。
【図６】超音波熱圧着法に係るキャピラリの従来構成を
示す断面図である。
【図７】（ａ），（ｂ）は、それぞれ上記従来のキャピ
ラリによる２ｎｄボンディングの接合部分を示す断面図
である。
【図８】（ａ），（ｂ）は、それぞれ上記従来のキャピ
ラリによる２ｎｄボンディングの接合部分を示す他の断
面図である。
【符号の説明】
１１，２１，６１…キャピラリ １２，２２，６２…先端部 １３，２３，６３…ワイヤ細線 １４，２４，６４…導出口 １５，２５…縁部 １６，２６…先端部周辺領域 １３１，２３１…ステッチ近傍 ＣＨＩＰ…ＬＳＩチップ ＰＡＤ…パッド ＬＥＡＤ…外部端子

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ワイヤ細線の導出口を有し、縁部でワイ
    ヤ細線を切る先端部と、 前記先端部の縁部より低く、その高低差が少なくとも前
    記ワイヤ細線の径より小さいステップ状の先端部周辺領
    域と、を具備したことを特徴とするワイヤボンディング
    用キャピラリ。
  2. 【請求項２】 ワイヤ細線の導出口を有し、縁部でワイ
    ヤ細線を切る先端部と、 前記先端部の縁部より低く、その高低差が少なくとも前
    記ワイヤ細線の径より小さい隆起状の先端部周辺領域
    と、を具備したことを特徴とするワイヤボンディング用
    キャピラリ。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011097042A (ja) * 2009-09-30 2011-05-12 Toto Ltd ボンディングキャピラリー
JP2016105513A (ja) * 2010-11-22 2016-06-09 センスエア アーベーＳｅｎｓｅａｉｒ Ａｂ 形状記憶合金ワイヤのウエハ・レベルでの組込方法

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