JP2003045910A - 半導体装置製造用のキャピラリーツール - Google Patents

半導体装置製造用のキャピラリーツール

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JP2003045910A
JP2003045910A JP2001233239A JP2001233239A JP2003045910A JP 2003045910 A JP2003045910 A JP 2003045910A JP 2001233239 A JP2001233239 A JP 2001233239A JP 2001233239 A JP2001233239 A JP 2001233239A JP 2003045910 A JP2003045910 A JP 2003045910A
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ball
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Atsuhito Mizutani
篤人 水谷
▲濱▼谷　　毅
Takeshi Hamaya
Shigeki Sakaguchi
茂樹 坂口
Masaji Funakoshi
正司 舩越
Kazumi Watase
和美 渡瀬
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    • H01L2924/14—Integrated circuits

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワイヤボンディング時に電極パッド下部への
ストレスが大きく、クラックが発生するという課題を解
決する。 【解決手段】 半導体製造用キャピラリーツール６の先
端に形成され、貫通穴７の直径より大きい直径の円柱状
の凹部８を形成した構造にする。これにより、ワイヤボ
ンディング時にボール１０を押圧すると、ボール１０が
収納されて変形することにより、ボンディング時の衝撃
が吸収され、電極パッド９の下部におけるクラック発生
が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子の表面
に形成された電極パッドにワイヤボンディング、または
バンプボンディングする際に用いる半導体装置製造用キ
ャピラリーツールに関し、特に、ボンディング時に半導
体素子の電極パッドの下部にクラックが発生することを
抑制することが可能な構造を有する半導体装置製造用キ
ャピラリーツールに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、コンピューターや通信機器を中心
とした電子機器の小型化と高機能化に伴い、半導体集積
回路のような半導体装置の小型化、高密度化及び高速化
への要求がますます強まっている。こうした半導体装置
の製造において、半導体基板上に形成された電極パッド
と外部への接続リードとを金属細線で接続する或いは電
極パッドにバンプ形成するために、汎用性に優れる半導
体装置製造用のキャピラリーツールが普及している。
【０００３】以下、従来の半導体装置製造用のキャピラ
リーツールについて説明する。
【０００４】図５は従来のキャピラリーツールの先端部
を示す断面図であり、図６は従来のキャピラリーツール
によりワイヤボンディングまたはバンプボンディングを
行っている状態を示した断面図である。
【０００５】図５において、１は半導体装置製造用キャ
ピラリーツール、２は円錐状の凹部である。従来の半導
体装置製造用キャピラリーツール１は、半導体装置製造
用キャピラリーツール１の先端にテーパを有した円錐状
の凹部２およびチャンファー部３で構成されている。
【０００６】次に、半導体装置製造用のキャピラリーツ
ールの動作を図６を用いて説明する。
【０００７】図６に示すように、１は半導体装置製造用
のキャピラリーツール、４は半導体基板に形成された電
極パッド、５はボールである。
【０００８】まず、キャピラリーツール１の貫通穴を通
る金属細線の先端に対して、高電圧により発生したスパ
ークを飛ばして球状のボール５を形成し、キャピラリー
ツール１の先端で、球状に形成されたボール５を半導体
基板に形成された電極パッド４に押圧する。そして、超
音波をかけながらボール５と電極パッド４を接合させ
る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の半導体装置製造用のキャピラリーツールは、ワイヤ
ボンディング時に電極パッド４の下部へのストレスが大
きく、電極パッド４が形成されている半導体基板の下地
にクラックが発生する確率が大きいという課題が存在す
る。
【００１０】本発明は、前記従来の課題を解決するため
のものであり、半導体装置製造におけるワイヤボンディ
ング時に発生する電極パッド下部のクラックを抑制する
ための半導体装置製造用キャピラリーツールを提供する
ことを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前記従来の課題を解決す
るために、本発明のキャピラリーツールは、キャピラリ
ーツールの先端部において、前記キャピラリーツールを
貫通して形成された接続用金属細線を通す貫通穴の直径
よりも大きい直径の円柱状の凹部が前記貫通穴と共に連
続形成されている。
【００１２】また、前記円柱状の凹部に接続し、前記キ
ャピラリー側の先端側に、前記円柱状の凹部に接続し、
前記キャピラリーの先端に向かうほど直径が大きくなる
円錐状の凹部がさらに形成されている。
【００１３】これにより、円柱状または円錐状の凹部
に、ワイヤボンディング時に形成された金属細線の先端
のボールが収納されて、ボールの変形により、キャピラ
リーツールから半導体素子の電極パッドにかかるストレ
スが吸収されるため、ワイヤボンディング時に発生する
前記電極パッド下部のクラックを抑制することが可能で
ある。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の半導体装置製造用
キャピラリーツールの一実施形態について、図面を参照
しながら説明する。
【００１５】まず、第１の実施形態について説明する。
【００１６】図１は、本実施形態の半導体装置製造用キ
ャピラリーツールの先端部を示す断面図である。図１に
おいて、６は半導体装置製造用キャピラリーツール、通
常のワイヤボンディング用金属細線を通す７は貫通穴で
あり、従来と同じ直径を有する。また、図１に示すよう
に、半導体装置製造用キャピラリーツール６の貫通穴７
の下部に、貫通穴７の直径より大きい直径を有する円柱
状の凹部８が設けられている。
【００１７】次に、本実施形態の半導体装置製造用キャ
ピラリーツールを用いて、金属細線の先端のボールを半
導体基板の電極パッドに押圧する一連の動作を図２によ
り説明する。
【００１８】図２は、本実施形態の半導体装置製造用の
キャピラリーツールを用いて形成したボール形状を示す
断面図である。図２において、８は円柱状の凹部、９は
電極パッド、１０はボールである。
【００１９】まず、金属細線の先端に対して、高電圧に
よるスパークを飛ばして金属細線の先端を溶融させ、球
状のボール１０を形成する。
【００２０】そして、図２に示すように、半導体装置製
造用のキャピラリーツール６の先端で、ワイヤボンディ
ング時に形成されたボール１０を押圧し、超音波振動を
与えながら、ボール１０と電極パッド９を接合させる。
【００２１】本実施形態の半導体装置製造用のキャピラ
リーツールを用いることで、半導体装置製造用のキャピ
ラリーツールの先端に形成された貫通穴の直径より大き
い直径を有する円柱状の凹部に、ボールの一部が収納さ
れるので、電極パッドが受ける応力を吸収することがで
き、電極パッドの下部のクラック発生を抑制することが
可能となる。すなわち、球状のボールが電極パッドに対
してキャピラリーツールによって押圧されることで、ま
ず、球状のボールが、キャピラリーツールの先端に形成
された円柱状の凹部に入り込んでいく。次に、円柱状の
凹部よりも直径が小さい貫通穴に、円柱状の凹部に入り
込んだボールの一部が入り込んでいく。
【００２２】このように、球状のボールが、いきなり貫
通穴に入り込むのではなく、直径が段階的に小さくなる
凹部、貫通穴に入り込むことで、ボールおよび電極パッ
ドに発生する内部応力が低減される。したがって、半導
体基板に形成された電極パッドの下地に対するダメージ
が低減され、クラック等の発生を抑制することができ
る。
【００２３】次に、第２の実施形態について説明する。
【００２４】図３は、本実施形態の半導体装置製造用キ
ャピラリーツールの先端部を示す断面図である。なお、
第１の実施形態と同一の部分には同一の符号を付す。
【００２５】図３に示すように、６は半導体装置製造用
のキャピラリーツール、７は貫通穴、８は円柱状の凹部
である。図１の構成と異なる点は、貫通穴７に接続した
円柱状の凹部８と凹部８のさらに先端に、キャピラリー
ツール６の先端に向かうほど直径が大きくなる円錐状の
凹部１１が形成されていることである。
【００２６】図４は、本実施形態の半導体装置製造用キ
ャピラリーツールを用いて形成したボールを示す断面図
である。
【００２７】図４に示すように、１０はボール、１１は
円錐状の凹部である。
【００２８】半導体装置製造用キャピラリーツール６の
先端に形成され、貫通穴７の直径より大きい直径を有す
る円柱状の凹部８にボール１０の一部が収納される。し
たがって、ボール１０が電極パッド９部に与える応力を
吸収する作用を有するため、電極パッド９下部のクラッ
ク発生を抑制してワイヤボンディングをすることができ
る。
【００２９】また、円錐状の凹部１１の側面からもボー
ル１０に対して電極パッド９を下方に押圧できる力が働
くので、ボール１０と電極パッド９との間の接合界面に
おける金属接合が促進し、ボール１０と電極パッド９と
の接合力を確保することが可能となる。
【００３０】
【発明の効果】本発明の半導体装置製造用キャピラリー
ツールは、キャピラリーツール先端部に貫通穴の直径よ
り大きい直径を有する円柱状の凹部を設けることによ
り、半導体素子の表面に形成した電極パッドと外部端子
とを金属細線でワイヤボンディングする際、または、電
極パッドにバンプボンディングする際に電極パッド下部
のクラック発生を抑制する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の半導体装置製造用のキャ
ピラリーツールを示す断面図
【図２】本発明の一実施形態の半導体装置製造用のキャ
ピラリーツールおよびボールを示す断面図
【図３】本発明の一実施形態の半導体装置製造用のキャ
ピラリーツールを示す断面図
【図４】本発明の一実施形態の半導体装置製造用のキャ
ピラリーツールおよびボールを示す断面図
【図５】従来の半導体装置製造用のキャピラリーツール
を示す断面図
【図６】従来の半導体装置製造用のキャピラリーツール
およびボールを示す断面図
【符号の説明】
１ キャピラリーツール ２ 円錐状の凹部 ３ チャンファー部 ４ 電極パッド ５ ボール ６ キャピラリーツール ７ 貫通穴 ８ 円柱状の凹部 ９ 電極パッド １０ ボール １１ 円錐状の凹部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂口 茂樹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 舩越 正司 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 渡瀬 和美 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5F044 BB01

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 キャピラリーツールの先端部において、
    前記キャピラリーツールを貫通して形成された接続用金
    属細線を通す貫通穴の直径よりも大きい直径の円柱状の
    凹部が前記貫通穴と共に連続形成されていることを特徴
    とする半導体装置製造用のキャピラリーツール。
  2. 【請求項２】 前記円柱状の凹部に接続し、前記キャピ
    ラリー側の先端側に、前記円柱状の凹部に接続し、前記
    キャピラリーの先端に向かうほど直径が大きくなる円錐
    状の凹部がさらに形成されていることを特徴とする請求
    項１に記載の半導体装置製造用のキャピラリーツール。
JP2001233239A 2001-08-01 2001-08-01 半導体装置製造用のキャピラリーツール Pending JP2003045910A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008288229A (ja) * 2007-05-15 2008-11-27 Citizen Electronics Co Ltd 発光ダイオード及びその製造方法
JP2017135392A (ja) * 2009-06-18 2017-08-03 ローム株式会社 半導体装置

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