JP2003338520A - Semiconductor device and wire bonding apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置および
ワイヤボンディング装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a wire bonding device.
【0002】[0002]
【従来の技術】まず、従来の半導体装置について説明す
る。2. Description of the Related Art First, a conventional semiconductor device will be described.
【0003】図12(a)は例えば特開平8−2795
27号公報に示された従来の半導体装置を示す平面図で
あり、図12(b)は図12(a)に示す従来の半導体
装置のボンディング部の部分拡大図である。図12
(a)、(b)を参照して、半導体装置1は、リードフ
レーム2と、半導体チップ5と、複数のリードピン4
と、ワイヤ7とを有している。半導体チップ5は、リー
ドフレーム2中央のアイランド3に搭載され、かつ複数
の電極6を有している。複数のリードピン4の各々は、
アイランド3の周囲にギャップを介して配置され、かつ
複数の電極6の各々に対向して配置されている。ワイヤ
7は、複数のリードピン4の各々と複数の電極6の各々
とを電気的に接続している。FIG. 12A shows, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 8-2795.
FIG. 12 is a plan view showing a conventional semiconductor device shown in Japanese Patent Publication No. 27, and FIG. 12 (b) is a partially enlarged view of a bonding portion of the conventional semiconductor device shown in FIG. 12 (a). 12
With reference to (a) and (b), the semiconductor device 1 includes a lead frame 2, a semiconductor chip 5, and a plurality of lead pins 4.
And a wire 7. The semiconductor chip 5 is mounted on the island 3 at the center of the lead frame 2 and has a plurality of electrodes 6. Each of the plurality of lead pins 4 is
It is arranged around the island 3 with a gap, and is arranged so as to face each of the plurality of electrodes 6. The wire 7 electrically connects each of the lead pins 4 and each of the electrodes 6.
【0004】次にワイヤ7の接続動作について説明す
る。図13は従来のワイヤボンディング装置によるワイ
ヤボンディングの様子を示す断面図であり、図14はリ
ードピン先端部を示す部分拡大断面図である。ワイヤ7
の接続は、図13に示すようなワイヤボンディング装置
8を用いて行なわれる。ワイヤボンディング装置8は、
キャピラリ9と、治具10とを有している。治具10
は、プラテン11、押さえ窓12、板ばね13、フレー
ム押さえ14などからなっている。Next, the connecting operation of the wire 7 will be described. FIG. 13 is a sectional view showing a state of wire bonding by a conventional wire bonding apparatus, and FIG. 14 is a partially enlarged sectional view showing a tip portion of a lead pin. Wire 7
Is connected using a wire bonding device 8 as shown in FIG. The wire bonding device 8 is
It has a capillary 9 and a jig 10. Jig 10
Is composed of a platen 11, a pressing window 12, a leaf spring 13, a frame pressing member 14 and the like.
【0005】ワイヤ7の接続においては、まず、アイラ
ンド3に半導体チップ5を搭載したリードフレーム2が
プラテン11に搭載される。そして、ワイヤボンディン
グ装置8の上下可動部(図示せず)に接続されたフレー
ム押さえ14が、板ばね13および押さえ窓12を介し
て上方から半導体チップ5の周囲のリードフレーム2を
押さえつける。これにより、リードフレーム2が上下か
らしっかり保持される。In connecting the wires 7, first, the lead frame 2 having the semiconductor chip 5 mounted on the island 3 is mounted on the platen 11. The frame retainer 14 connected to the vertically movable part (not shown) of the wire bonding device 8 retains the lead frame 2 around the semiconductor chip 5 from above via the leaf spring 13 and the retainer window 12. As a result, the lead frame 2 is firmly held from above and below.
【0006】なお、1つのフレーム押さえ14には、複
数組の板ばね13と押さえ窓12とが1列に並んで取り
付けられており、複数の半導体チップ5の周囲のリード
フレーム2が同時に押さえつけられている。A plurality of sets of leaf springs 13 and pressing windows 12 are attached to one frame holder 14 side by side in a row, and the lead frames 2 around the plurality of semiconductor chips 5 are simultaneously pressed. ing.
【0007】この保持状態で、まず電極6とワイヤ7と
の接合点がキャピラリ9によって超音波加振されること
によってボンディングされる。この始点の接合点をボー
ル7aと呼ぶ。次にワイヤ7との接合性を良好にするた
めに銀メッキ4aが施されているリードピン4の先端と
ワイヤ7との接合点がキャピラリ9によって超音波加振
されることによってボンディングされる。この終点の接
合点をステッチ7bと呼ぶ。In this holding state, the bonding point between the electrode 6 and the wire 7 is ultrasonically excited by the capillary 9 for bonding. The joining point at the starting point is called a ball 7a. Next, the tip of the lead pin 4, which is plated with silver 4a to improve the bondability with the wire 7, and the bond point between the wire 7 and the wire 7 are ultrasonically vibrated by the capillary 9 for bonding. The joining point at this end point is called a stitch 7b.
【0008】ステッチ7bでは、リードピン4の先端と
ワイヤ7との接合が行われると同時に、図14に示すよ
うにキャピラリ9の先端で押しつぶすようにしてワイヤ
7の切断も行われる。なお、キャピラリ9の加振方向
は、図12(b)に矢印で示すように半導体チップ5の
電極6が形成された一辺に対して常に直角方向である。In the stitch 7b, the tip of the lead pin 4 and the wire 7 are joined, and at the same time, the wire 7 is cut by being crushed by the tip of the capillary 9 as shown in FIG. The vibrating direction of the capillaries 9 is always perpendicular to one side of the semiconductor chip 5 on which the electrodes 6 are formed, as shown by the arrow in FIG.
【0009】このようにして、ワイヤ7が電極6とリー
ドピン4との間に接続される。近年、半導体装置1の集
積度が上がるとともに、半導体装置1を搭載する製品の
小型軽量化、および高機能化が急速に進んだため、半導
体チップ5が小型化されると共に、半導体チップ5にも
っと多くの電極6を形成する必要が生じてきた。それに
ともなって、ワイヤ7の本数も増加し、モールド時に流
動する樹脂によって隣接するワイヤ7同士が接触し短絡
するという問題が発生している。この問題を解決するた
めにはリードピン4同士の間隔を広げるという対策が有
効である。In this way, the wire 7 is connected between the electrode 6 and the lead pin 4. In recent years, as the degree of integration of the semiconductor device 1 has increased, the size and weight of products on which the semiconductor device 1 is mounted have been rapidly reduced, and the functionality thereof has been rapidly advanced. It has become necessary to form many electrodes 6. Along with this, the number of wires 7 also increases, causing a problem that adjacent wires 7 come into contact with each other and short-circuit due to the resin flowing during molding. To solve this problem, it is effective to increase the distance between the lead pins 4.
【0010】しかし、リードピン4同士の間隔を広げる
と、半導体チップ5の電極6が形成された一辺の長さに
対して、リードピン4が並ぶ一辺の長さがかなり長くな
る。これにより、図12(b)に示すように半導体チッ
プ5の角部の電極6に接続されるワイヤ7の延びる方向
と半導体チップ5の一辺とのなす角度φは小さくなる。
一方、キャピラリ9の加振方向は、矢印で示すように半
導体チップ5の一辺に対して常に直角方向である。この
ため、半導体チップ5の角部側のワイヤ7ほど、ワイヤ
7がキャピラリ9の加振方向となす角度θが徐々に大き
くなる。However, if the distance between the lead pins 4 is increased, the length of one side where the lead pins 4 are arranged becomes considerably longer than the length of one side where the electrodes 6 of the semiconductor chip 5 are formed. As a result, as shown in FIG. 12B, the angle φ formed by the extending direction of the wire 7 connected to the electrode 6 at the corner of the semiconductor chip 5 and one side of the semiconductor chip 5 is reduced.
On the other hand, the exciting direction of the capillary 9 is always perpendicular to one side of the semiconductor chip 5 as shown by the arrow. Therefore, the angle θ formed by the wire 7 with respect to the exciting direction of the capillary 9 becomes gradually larger as the wire 7 is closer to the corner of the semiconductor chip 5.
【0011】具体的には、図15(a)、(b)に示す
ように半導体チップ5の一辺の中央部に位置する電極6
に接続されるワイヤ7の延びる方向とキャピラリ9の加
振方向とのなす角度θが0であるのに対し、半導体チッ
プ5の一辺の角部に位置する電極6に接続されるワイヤ
7の延びる方向とキャピラリ9の加振方向とのなす角度
θは0よりも大きくなる。Specifically, as shown in FIGS. 15A and 15B, the electrode 6 located at the center of one side of the semiconductor chip 5.
The angle θ formed by the extending direction of the wire 7 connected to and the exciting direction of the capillary 9 is 0, whereas the wire 7 connected to the electrode 6 located at one corner of the semiconductor chip 5 extends. The angle θ formed between the direction and the vibration direction of the capillary 9 is larger than 0.
【0012】ボール7aは図15(a)に示すように、
角度θが大きくなってもワイヤ7に対して常に対称な形
状に形成される。しかし、ステッチ7bは、図14に示
すようにキャピラリ9の加振方向にワイヤ7を押しつぶ
すようにして切断するため、図15(b)に示すように
角度θが大きくなるに従ってワイヤ7に対して非対称な
形状になり、応力集中が発生しやすくなる。The ball 7a is, as shown in FIG.
Even if the angle θ increases, the wire 7 is always formed in a symmetrical shape. However, the stitch 7b cuts the wire 7 by crushing it in the vibration direction of the capillary 9 as shown in FIG. 14. Therefore, as the angle θ increases as shown in FIG. It has an asymmetrical shape and stress concentration easily occurs.
【0013】集積度が低く、半導体チップ5がまだ小型
化されていない頃は、半導体チップ5の寸法が大きく1
枚のリードフレーム2に搭載される半導体チップ5の数
量が少なくて済んだため、半導体チップ5間の距離も大
きくとれ、押さえ窓12がリードピン4を押さえる接触
面積を大きくできた。しかし、半導体チップ5の小型化
が進むとともに、半導体装置1の需要も増加し、1枚の
リードフレーム2に搭載する半導体チップ5の数量を増
加させる必要が出てきた。When the degree of integration is low and the semiconductor chip 5 is not yet miniaturized, the size of the semiconductor chip 5 is large.
Since the number of semiconductor chips 5 mounted on the one lead frame 2 is small, the distance between the semiconductor chips 5 can be large, and the contact area where the pressing window 12 presses the lead pin 4 can be increased. However, as the size of the semiconductor chip 5 has been reduced, the demand for the semiconductor device 1 has also increased, and it has become necessary to increase the number of semiconductor chips 5 mounted on one lead frame 2.
【0014】このため、半導体チップ5の小型化ととも
に、半導体チップ5間の距離を小さくするためにリード
ピン4も短くなった。さらに、隣接する半導体チップ5
同士の接触を避けるため、図16に示すように押さえ窓
12に肉抜き12aを形成する必要が出てきた。肉抜き
12aは加工の効率化を図るため、不要部12bにも形
成されており、本願発明者らが調べたところでは図17
に示すように押さえ窓12に強度低下による変形が生じ
た。このため、図18に示すようにリードフレーム2を
押さえる接触面で均一に面圧が発生せず、最悪の場合に
は押さえ窓12がリードフレーム2に接触せず、一部で
しか所要の力でリードピン4を押さえつけることができ
なかった。For this reason, the lead pins 4 are shortened in order to reduce the distance between the semiconductor chips 5 along with the miniaturization of the semiconductor chips 5. Further, the adjacent semiconductor chip 5
In order to avoid mutual contact, it has become necessary to form a lightening hole 12a in the pressing window 12 as shown in FIG. The lightening portion 12a is also formed in the unnecessary portion 12b in order to improve the efficiency of the processing.
As shown in FIG. 5, the pressing window 12 was deformed due to the decrease in strength. Therefore, as shown in FIG. 18, the contact pressure that presses the lead frame 2 does not uniformly generate surface pressure, and in the worst case, the pressing window 12 does not contact the lead frame 2 and the required force is only partially applied. I could not press down the lead pin 4.
【0015】また、肉抜き12aを形成したために、板
ばね13によるばね力印加点と、押さえ窓12のリード
ピン4との接触面とがずれる。そのため、図19に示す
ように、押さえ窓12のリードピン4との接触面の外周
を始点としたモーメントによる浮き上がりが生じる。こ
のような場合にも、リードピン4を押さえる接触面で均
一に面圧が発生せず、所要の力でリードピン4を押さえ
つけられない。Further, since the lightening portion 12a is formed, the spring force application point of the leaf spring 13 and the contact surface of the pressing window 12 with the lead pin 4 are displaced. Therefore, as shown in FIG. 19, lifting occurs due to the moment with the outer periphery of the contact surface of the holding window 12 with the lead pin 4 as the starting point. Even in such a case, the contact pressure that presses the lead pin 4 does not uniformly generate surface pressure, and the lead pin 4 cannot be pressed with a required force.
【0016】また、生産時間短縮のため、ワイヤボンデ
ィング装置8の上下可動部(図示せず)の上昇量を可能
な限り少なくする必要が生じた。そのため、図20に示
すようにフレーム押さえ14には隣接する半導体チップ
5の上面との接触を避けるために、上昇量短縮分に相当
する肉抜き14aが形成されている。肉抜き14aも加
工の効率化を図るため、不要な部分、例えば押さえ窓取
付け部14bにも形成されている。そのため、本願発明
者らが調べたところでは、肉抜き14aによる強度低下
でフレーム押さえ14が図20に示すように1.48m
m下方へたわんだ。そのため、中央部の板ばね13の変
位が小さくなり、押さえ窓12を所要の力で均一に押さ
えつけることができず、リードピン4を所要の力で押さ
えつけることができなかった。Further, in order to shorten the production time, it is necessary to reduce the amount of elevation of the vertically movable part (not shown) of the wire bonding device 8 as much as possible. Therefore, as shown in FIG. 20, in order to avoid contact with the upper surface of the adjacent semiconductor chip 5, the frame presser 14 is formed with a lightening portion 14a corresponding to the shortened amount. The lightening portion 14a is also formed in an unnecessary portion, for example, the holding window attachment portion 14b in order to improve the efficiency of processing. Therefore, the inventors of the present application have found that the frame presser 14 has a strength of 1.48 m as shown in FIG.
I bent down m. Therefore, the displacement of the leaf spring 13 in the central portion becomes small, the pressing window 12 cannot be pressed uniformly with a required force, and the lead pin 4 cannot be pressed with a required force.
【0017】さらに、リードピン4先端の銀メッキ4a
形成時には、どうしても一部が裏面に回り込む。また、
リードピン4を金型で打ち抜いて加工する際には、いわ
ゆる「かえり・ばり」が発生する。これらによって、図
21に示すように、リードピン4がプラテン11から浮
いた状態になっており、押さえ窓12がリードピン4を
所要の力で押さえつけられない。Further, silver plating 4a at the tip of the lead pin 4
At the time of formation, a part of it definitely wraps around the back surface. Also,
When the lead pin 4 is punched with a die and processed, so-called "burr / burr" occurs. Due to these, as shown in FIG. 21, the lead pin 4 is in a state of floating from the platen 11, and the holding window 12 cannot hold the lead pin 4 with a required force.
【0018】[0018]
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体装置1は
以上のように構成されているので、ステッチ7bの形状
がワイヤ7に対して非対称となり、応力集中が発生しや
すかった。また、従来のワイヤボンディング装置8は以
上のように構成されているので、押さえ窓12およびフ
レーム押さえ14が変形し、リードフレーム2全面を均
一に押さえつけて保持することができず、リードピン4
を所要の力で押さえつけられなかった。また、板ばね1
3によるばね力印加点とリードピン4との接触面とがず
れるため、押さえ窓12にモーメントによる浮きが生
じ、リードピン4を所要の力で押さえつけられなかっ
た。さらに、裏面に回った銀メッキ4aやかえり・ばり
のため、リードピン4がプラテン11から浮いている部
分でも、押さえ窓12がリードピン4を所要の力で押さ
えつけられなかった。Since the conventional semiconductor device 1 is configured as described above, the shape of the stitch 7b is asymmetric with respect to the wire 7, and stress concentration is likely to occur. Further, since the conventional wire bonding device 8 is configured as described above, the pressing window 12 and the frame pressing member 14 are deformed, and the entire surface of the lead frame 2 cannot be pressed and held uniformly, and the lead pin 4 is not held.
Could not be suppressed with the required force. Also, the leaf spring 1
Since the point where the spring force is applied by 3 and the contact surface with the lead pin 4 deviate from each other, the pressing window 12 is lifted by the moment, and the lead pin 4 cannot be pressed with a required force. Further, due to the silver plating 4a that turned around on the back surface and the burrs and burrs, the pressing window 12 could not press the lead pin 4 with the required force even in the portion where the lead pin 4 floats from the platen 11.
【0019】押さえ窓12がリードピン4を所要の力で
押さえつけられない部分では、リードピン4の全長が見
かけ上長くなる。これにより、本願発明者らが調べたと
ころでは、図22に示すようにリードピン4の面内方向
に振動するモードの固有振動数が、ボンディング時のキ
ャピラリ9の超音波加振振動数に一致もしくは接近し
た。また、特定のループ長に形成されたワイヤ7では、
面内方向に振動するモードの固有振動数が、ボンディン
グ時のキャピラリ9の超音波加振振動数に一致もしくは
接近した。In the portion where the pressing window 12 cannot press the lead pin 4 with a required force, the total length of the lead pin 4 is apparently long. As a result, the inventors of the present invention have found that the natural frequency of the mode in which the lead pin 4 vibrates in the in-plane direction matches the ultrasonic vibration frequency of the capillary 9 during bonding, as shown in FIG. Approached. Moreover, in the wire 7 formed in a specific loop length,
The natural frequency of the mode oscillating in the in-plane direction matched or approached the ultrasonic vibration frequency of the capillary 9 during bonding.
【0020】そのため、押さえ窓12がリードピン4を
所要の力で押さえつけられない部分では、ボンディング
時にキャピラリ9の超音波加振によって、リードピン4
が共振し、ワイヤ7の共振を励起した。その結果、ワイ
ヤ7のステッチ7bに応力集中が発生し、図23に示す
ようにワイヤ7の疲労強度を超え、疲労破壊による断線
が発生するという問題点があった。Therefore, in a portion where the pressing window 12 cannot press the lead pin 4 with a required force, the lead pin 4 is applied by ultrasonic vibration of the capillary 9 during bonding.
Resonated and excited the resonance of the wire 7. As a result, stress concentration occurs in the stitch 7b of the wire 7, which exceeds the fatigue strength of the wire 7 as shown in FIG. 23, causing disconnection due to fatigue fracture.
【0021】また、図24に示すように、ステッチ7b
がリードピン4の付け根4bの延長上になくオフセット
している場合には、リードピン4の固有振動数がキャピ
ラリ9の加振周波数と離れていても、リードピン4が付
け根4bを中心として円周方向に面内振動するため振幅
が大きくなり、やはり、ワイヤ7のステッチ7bに応力
集中が発生し、疲労破壊による断線が発生するという問
題点があった。Further, as shown in FIG. 24, the stitch 7b
Is not on the extension of the root 4b of the lead pin 4 and is offset, even if the natural frequency of the lead pin 4 is away from the vibration frequency of the capillary 9, the lead pin 4 is circumferentially centered on the root 4b. Since the in-plane vibration causes the amplitude to increase, stress concentration also occurs in the stitch 7b of the wire 7 and the wire breakage due to fatigue fracture occurs.
【0022】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたものであり、ワイヤの断線が発生しない
半導体装置を得ることを目的としている。The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to obtain a semiconductor device in which wire disconnection does not occur.
【0023】また本発明は、常に治具でリードフレーム
を所要の力で押さえつけることのできるワイヤボンディ
ング装置を得ることを目的としている。It is another object of the present invention to provide a wire bonding apparatus which can always hold down a lead frame with a required force with a jig.
【0024】[0024]
【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体装置
は、半導体チップと、複数のリードピンと、ワイヤとを
備えている。半導体チップは、その一辺に沿って配置さ
れた複数の電極を有する。複数のリードピンは、半導体
チップの一辺にギャップを介して配置され、かつそれぞ
れが複数の電極の各々に対応して配置されている。ワイ
ヤは、複数の電極の各々と複数のリードピンの各々とを
キャピラリによる接合で電気的に接続する。すべてのワ
イヤにおいて、ワイヤの延びる方向と半導体チップの一
辺の法線方向とのなす角度が、ワイヤとリードピンとの
接続部分のステッチの形状がワイヤの延びる方向に対し
て対称となるような角度である。A semiconductor device according to the present invention comprises a semiconductor chip, a plurality of lead pins, and wires. The semiconductor chip has a plurality of electrodes arranged along one side thereof. The plurality of lead pins are arranged on one side of the semiconductor chip via a gap, and are arranged corresponding to each of the plurality of electrodes. The wire electrically connects each of the plurality of electrodes and each of the plurality of lead pins by joining with a capillary. For all wires, the angle between the wire extension direction and the direction normal to one side of the semiconductor chip should be such that the stitch shape at the connection between the wire and the lead pin is symmetrical with respect to the wire extension direction. is there.
【0025】本発明に係る半導体装置によれば、ワイヤ
の延びる方向と半導体チップの一辺の法線方向とのなす
角度をステッチの形状が上記ワイヤに対して応力集中が
発生しない程度に対称となるような角度に形成したの
で、ワイヤのステッチに応力集中が発生せず、疲労破壊
による断線が発生しないという効果がある。According to the semiconductor device of the present invention, the angle formed by the extending direction of the wire and the normal direction of one side of the semiconductor chip is symmetrical so that the stitch shape does not cause stress concentration on the wire. Since it is formed at such an angle, stress concentration does not occur in the wire stitch, and there is an effect that disconnection due to fatigue fracture does not occur.
【0026】上記の半導体装置において好ましくは、す
べてのワイヤにおいて、ワイヤの延びる方向と半導体チ
ップの一辺の法線方向とのなす角度は30度以下であ
る。In the above semiconductor device, preferably, in all the wires, the angle formed by the extending direction of the wires and the normal direction of one side of the semiconductor chip is 30 degrees or less.
【0027】これにより、ワイヤのステッチに応力集中
が発生せず、疲労破壊による断線が発生しないという効
果がある。As a result, there is an effect that stress concentration does not occur in the stitch of the wire and disconnection due to fatigue fracture does not occur.
【0028】上記の半導体装置において好ましくは、ワ
イヤの固有振動数がキャピラリの加振周波数と異なる周
波数となるような直径の線材でワイヤが形成されてい
る。In the above semiconductor device, the wire is preferably formed of a wire having a diameter such that the natural frequency of the wire is different from the vibration frequency of the capillary.
【0029】これにより、キャピラリの加振によるワイ
ヤの共振を避けることができ、ステッチの疲労破壊によ
る断線を防止できるという効果がある。As a result, there is an effect that the resonance of the wire due to the vibration of the capillary can be avoided and the disconnection due to the fatigue fracture of the stitch can be prevented.
【0030】上記の半導体装置において好ましくは、ワ
イヤの固有振動数がキャピラリの加振周波数と異なる周
波数となるような全長でワイヤが形成されている。In the above semiconductor device, preferably, the wire is formed with the entire length such that the natural frequency of the wire has a frequency different from the vibration frequency of the capillary.
【0031】これにより、キャピラリの加振によるワイ
ヤの共振を避けることができ、ステッチの疲労破壊によ
る断線を防止できるという効果がある。As a result, there is an effect that the resonance of the wire due to the vibration of the capillary can be avoided and the disconnection due to the fatigue fracture of the stitch can be prevented.
【0032】上記の半導体装置において好ましくは、ワ
イヤの固有振動数がキャピラリの加振周波数と異なる周
波数となるようなループ形状でワイヤが形成されてい
る。In the above semiconductor device, preferably, the wire is formed in a loop shape so that the natural frequency of the wire becomes a frequency different from the vibration frequency of the capillary.
【0033】これにより、キャピラリの加振によるワイ
ヤの共振を避けることができ、ステッチの疲労破壊によ
る断線を防止できるという効果がある。As a result, there is an effect that the resonance of the wire due to the vibration of the capillary can be avoided and the disconnection due to the fatigue fracture of the stitch can be prevented.
【0034】上記の半導体装置において好ましくは、リ
ードピンと半導体チップとの間のギャップが、ワイヤの
固有振動数がキャピラリの加振周波数と異なる周波数と
なるような長さに形成されている。In the above semiconductor device, preferably, the gap between the lead pin and the semiconductor chip is formed to have a length such that the natural frequency of the wire is different from the vibration frequency of the capillary.
【0035】これにより、キャピラリの加振によるワイ
ヤの共振を避けることができ、ステッチの疲労破壊によ
る断線を防止できるという効果がある。As a result, there is an effect that the resonance of the wire due to the vibration of the capillary can be avoided and the disconnection due to the fatigue fracture of the stitch can be prevented.
【0036】上記の半導体装置において好ましくは、リ
ードピンの固有振動数がキャピラリの加振周波数と異な
る周波数となるような形状にリードピンが形成されてい
る。In the above semiconductor device, preferably, the lead pin is formed in a shape such that the natural frequency of the lead pin is different from the vibration frequency of the capillary.
【0037】これにより、キャピラリの加振によるリー
ドピンの共振を避けることができ、ステッチの疲労破壊
による断線を防止できるという効果がある。As a result, the resonance of the lead pin due to the vibration of the capillaries can be avoided, and the disconnection due to the fatigue fracture of the stitch can be prevented.
【0038】上記の半導体装置において好ましくは、リ
ードピンの固有振動数がキャピラリの加振周波数と異な
る周波数となるような板厚でリードピンが形成されてい
る。In the above semiconductor device, preferably, the lead pin is formed with a plate thickness such that the natural frequency of the lead pin is a frequency different from the vibration frequency of the capillary.
【0039】これにより、キャピラリの加振によるリー
ドピンの共振を避けることができ、ステッチの疲労破壊
による断線を防止できるという効果がある。As a result, the resonance of the lead pin due to the vibration of the capillary can be avoided, and the disconnection due to the fatigue fracture of the stitch can be prevented.
【0040】上記の半導体装置において好ましくは、ワ
イヤのリードピンへの接合位置を、リードピンの付け根
の延長線上に位置付けられている。In the above-mentioned semiconductor device, preferably, the joining position of the wire to the lead pin is located on the extension line of the root of the lead pin.
【0041】これにより、リードピンの付け根を中心と
した円周方向の面内振動をなくすことができ、ステッチ
の疲労破壊による断線を防止できるという効果がある。As a result, in-plane vibration in the circumferential direction centering on the root of the lead pin can be eliminated, and disconnection due to fatigue fracture of the stitch can be prevented.
【0042】本発明のワイヤボンディング装置は、キャ
ピラリによる超音波加振で、半導体チップの一辺に沿っ
て配置された複数の電極の各々と半導体チップの一辺に
ギャップを介して配置された複数のリードピンの各々と
をワイヤにより電気的に接続するためのワイヤボンディ
ング装置であって、すべてのワイヤにおいて、キャピラ
リの加振方向とワイヤの延びる方向とのなす角度が、ワ
イヤとリードピンとの接続部分のステッチの形状がワイ
ヤの延びる方向に対して対称となるような角度であり、
キャピラリの加振周波数がワイヤの固有振動数とは異な
る周波数に設定されている。In the wire bonding apparatus of the present invention, each of the plurality of electrodes arranged along one side of the semiconductor chip and the plurality of lead pins arranged along one side of the semiconductor chip with a gap by ultrasonic vibration by a capillary. A wire bonding apparatus for electrically connecting each of them with a wire, and in all the wires, the angle formed between the exciting direction of the capillary and the extending direction of the wire is the stitch at the connecting portion between the wire and the lead pin. Is an angle such that the shape of is symmetrical with respect to the direction in which the wire extends,
The excitation frequency of the capillary is set to a frequency different from the natural frequency of the wire.
【0043】本発明のワイヤボンディング装置によれ
ば、キャピラリの加振周波数をワイヤの固有振動数とは
異なる周波数に設定したので、キャピラリの加振による
ワイヤの共振を避けることができるので、ステッチの疲
労破壊による断線を防止することができるという効果が
ある。According to the wire bonding apparatus of the present invention, since the vibration frequency of the capillary is set to a frequency different from the natural frequency of the wire, it is possible to avoid the resonance of the wire due to the vibration of the capillary. There is an effect that it is possible to prevent disconnection due to fatigue fracture.
【0044】上記のワイヤボンディング装置において好
ましくは、キャピラリの加振周波数が、リードピンの固
有振動数とは異なる周波数に設定されている。In the above wire bonding apparatus, preferably, the vibration frequency of the capillary is set to a frequency different from the natural frequency of the lead pin.
【0045】これにより、キャピラリの加振によるリー
ドピンの共振を避けることができるので、ステッチの疲
労破壊による断線を防止することができるという効果が
ある。With this, the resonance of the lead pin due to the vibration of the capillary can be avoided, so that the disconnection due to the fatigue fracture of the stitch can be prevented.
【0046】上記のワイヤボンディング装置において好
ましくは、キャピラリによる接合時にリードフレームを
固定する力を付与するためのフレーム押さえが備えられ
ている。フレーム押さえの押さえ窓取付け部には、肉抜
きが形成されていない。The above wire bonding apparatus is preferably provided with a frame retainer for applying a force for fixing the lead frame at the time of joining by the capillary. No lightening is formed in the holding window attachment portion of the frame holding member.
【0047】このようにフレーム押さえに肉抜きを形成
しないので、押さえ窓を介してリードピンを所要の力で
押さえつけられるようになるのでリードピンが共振する
ことなく、ワイヤの共振も励起しないので、ステッチの
疲労破壊による断線を防止することができるという効果
がある。Since the frame retainer is not thinned as described above, the lead pin can be pressed with a required force through the retainer window, so that the lead pin does not resonate and resonance of the wire is not excited. There is an effect that it is possible to prevent disconnection due to fatigue fracture.
【0048】上記のワイヤボンディング装置において好
ましくは、キャピラリによる接合時にリードフレームを
直接固定するための押え窓が備えられている。押さえ窓
のリードフレームと対向する位置には、肉抜きが形成さ
れていない。The above wire bonding apparatus is preferably provided with a holding window for directly fixing the lead frame at the time of joining by the capillary. No lightening is formed in the pressing window at a position facing the lead frame.
【0049】このように押さえ窓に肉抜きを形成しない
ので、押さえ窓を介してリードピンを所要の力で押さえ
つけられるようになり、リードピンが共振せず、ワイヤ
の共振も励起しないので、ステッチの疲労破壊による断
線を防止することができるという効果がある。Since the lead window is not thinned as described above, the lead pin can be pressed with a required force through the hold window, the lead pin does not resonate, and the resonance of the wire is not excited. There is an effect that the disconnection due to the destruction can be prevented.
【0050】上記のワイヤボンディング装置において好
ましくは、フレーム押さえに取り付けられ、かつ押さえ
窓をリードフレーム側に付勢する板ばねが備えられてい
る。板ばねが押さえ窓を付勢する点が、押さえ窓がリー
ドピンと接する面上に形成されている。In the above wire bonding apparatus, it is preferable that a leaf spring attached to the frame retainer and biasing the retainer window toward the lead frame is provided. The point where the leaf spring urges the pressing window is formed on the surface where the pressing window contacts the lead pin.
【0051】これにより、押さえ窓を介してリードピン
を所要の力で押さえつけられるようになるので、リード
ピンが共振することなく、ワイヤの共振も励起しないの
で、ステッチの疲労破壊による断線を防止することがで
きるという効果がある。As a result, since the lead pin can be pressed with a required force through the pressing window, the lead pin does not resonate and the resonance of the wire is not excited, so that the disconnection due to the fatigue fracture of the stitch can be prevented. The effect is that you can do it.
【0052】上記のワイヤボンディング装置において好
ましくは、キャピラリによる接合時にリードフレームを
搭載するためのプラテンが備えられている。プラテンは
リードピンの先端部と対向する位置に切欠き部を有して
いる。The above wire bonding apparatus is preferably provided with a platen for mounting the lead frame at the time of bonding by the capillary. The platen has a notch at a position facing the tip of the lead pin.
【0053】このようにプラテンに切欠き部を形成した
ので、リードピン先端の裏面に回り込んだ銀メッキや、
かえり・ばりなどによるプラテンからの浮きを防止で
き、リードピンを所要の力で押さえつけられるようにな
るので、リードピンが共振することなく、ワイヤの共振
も励起しないので、ステッチの疲労破壊による断線を防
止することができるという効果がある。Since the notch is formed on the platen in this manner, silver plating wrapping around the back surface of the tip of the lead pin,
It is possible to prevent floating from the platen due to burrs and burrs, and it is possible to press the lead pin with the required force.Therefore, the lead pin does not resonate and the resonance of the wire is not excited. The effect is that you can.
【0054】[0054]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図に基づいて説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0055】(実施の形態1)図1は本発明の実施の形
態1における半導体装置の構成を示す部分平面図であ
り、図2は全ワイヤの角度をθ≦30°に形成した例を
示す平面図である。(Embodiment 1) FIG. 1 is a partial plan view showing the structure of a semiconductor device according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 shows an example in which the angles of all wires are formed at θ ≦ 30 °. It is a top view.
【0056】図1を参照して、半導体装置1は、リード
フレーム2と、半導体チップ5と、複数のリードピン4
と、ワイヤ7とを有している。半導体チップ5は、リー
ドフレーム2中央のアイランド3に搭載され、かつ複数
の電極6を有している。複数のリードピン4の各々は、
アイランド3の周囲にギャップを介して配置され、かつ
複数の電極6の各々に対向して配置されている。ワイヤ
7は、複数のリードピン4の各々と複数の電極6の各々
とを電気的に接続している。Referring to FIG. 1, the semiconductor device 1 includes a lead frame 2, a semiconductor chip 5, and a plurality of lead pins 4.
And a wire 7. The semiconductor chip 5 is mounted on the island 3 at the center of the lead frame 2 and has a plurality of electrodes 6. Each of the plurality of lead pins 4 is
It is arranged around the island 3 with a gap, and is arranged so as to face each of the plurality of electrodes 6. The wire 7 electrically connects each of the lead pins 4 and each of the electrodes 6.
【0057】本実施の形態では、ワイヤ7の延びる方向
とキャピラリ9の加振方向(半導体チップ5の電極6が
形成された一辺に垂直な方向)とのなす角度θは、ステ
ッチ7bの形状がワイヤ7に対して極力対称となるよう
な角度とされている。具体的には、全てのワイヤ7にお
いて、キャピラリの加振方向とワイヤ7のステッチ7b
に接続される部分の延びる方向とのなす角度θが30°
以下とされている。In the present embodiment, the angle θ formed by the extending direction of the wire 7 and the exciting direction of the capillary 9 (the direction perpendicular to the side where the electrode 6 of the semiconductor chip 5 is formed) is determined by the shape of the stitch 7b. The angle is such that it is as symmetrical as possible with respect to the wire 7. Specifically, for all the wires 7, the direction of excitation of the capillary and the stitch 7b of the wire 7
Angle θ with the extending direction of the part connected to
It is said that
【0058】角度θは、半導体チップ5内の配線の取り
回し、電極6の配置、リードピン4の間隔などで決定さ
れ、理想的には0°とされるべきだが、全てのワイヤ7
の角度θを0°にすることは現実には困難である。これ
までの本願発明者らによる実験による検証では角度θが
30°を超えると、ステッチ7bの断線が急増すること
が確認された。そのため、本実施の形態では角度θは3
0°以下(θ≦30°)とされている。The angle θ is determined by the arrangement of the wiring in the semiconductor chip 5, the arrangement of the electrodes 6, the spacing between the lead pins 4, etc., and should ideally be 0 °, but all the wires 7
It is actually difficult to set the angle θ of 0 to 0 °. It has been confirmed by the experiments conducted by the inventors of the present application that the number of breakages of the stitch 7b sharply increases when the angle θ exceeds 30 °. Therefore, in this embodiment, the angle θ is 3
It is set to 0 ° or less (θ ≦ 30 °).
【0059】本実施の形態のようにワイヤ7を形成すれ
ば、たとえば図2に示すようにステッチ7bの平面形状
はワイヤ7の延びる方向(1点鎖線)に対して実質的に
線対称となる。これにより、ステッチ7bの平面形状が
非対称になることによる応力集中は発生しない。そのた
め、リードピン4を所要の力で押さえつけられないとい
う最悪の場合でも、キャピラリの超音波加振によってリ
ードピン4およびワイヤ7が共振しても、ステッチ7b
に疲労破壊による断線が発生しない。When the wire 7 is formed as in this embodiment, the plane shape of the stitch 7b becomes substantially line-symmetrical with respect to the extending direction of the wire 7 (one-dot chain line) as shown in FIG. . As a result, stress concentration due to the asymmetrical planar shape of the stitch 7b does not occur. Therefore, even in the worst case where the lead pin 4 cannot be pressed with a required force, even if the lead pin 4 and the wire 7 resonate due to ultrasonic vibration of the capillary, the stitch 7b
No wire breakage due to fatigue failure.
【0060】また、半導体チップ5の角部のようにワイ
ヤ7を角度θ≦30°に形成することが不可能な場合に
は、図2に示すようにキャピラリ9の移動軌跡を制御す
ることによって、角度θ≦30°とすることもできる。
つまり、ワイヤ7を途中で曲げることにより、キャピラ
リの加振方向とワイヤ7のステッチ7bに接続される部
分の延びる方向とのなす角度θを30°以下にすること
ができる。これにより、上記と同様の理由により、ステ
ッチ7bの疲労破壊による断線を防止することができ
る。When it is impossible to form the wire 7 at an angle θ ≦ 30 ° like the corner portion of the semiconductor chip 5, the movement locus of the capillary 9 is controlled as shown in FIG. It is also possible to set the angle θ ≦ 30 °.
That is, by bending the wire 7 in the middle, the angle θ between the exciting direction of the capillary and the extending direction of the portion of the wire 7 connected to the stitch 7b can be set to 30 ° or less. This makes it possible to prevent disconnection due to fatigue failure of the stitch 7b for the same reason as above.
【0061】なお、本実施の形態の構成は、上記以外は
従来例の構成とほぼ同じであるため、同一の部材につい
ては同一の符号を付し、その説明を省略する。Since the configuration of the present embodiment is almost the same as the configuration of the conventional example except for the above, the same reference numerals are given to the same members, and the description thereof will be omitted.
【0062】また、ワイヤ7の接続動作については、図
13に示したボンディング装置8を用いて行なわれる。
つまり、図13に示すボンディング装置8は、すべての
ワイヤ7において、キャピラリ9の加振方向とワイヤ7
の延びる方向とのなす角度θが、ワイヤ7とリードピン
4との接続部分のステッチ7bの形状がワイヤ7の延び
る方向に対して線対称となるような角度でワイヤボンデ
ィングを行なうものである。また、キャピラリ9の加振
周波数は、実施の形態6で後述するようにワイヤ7の固
有振動数とは異なる周波数に設定されている。また、す
べてのワイヤ7において、ワイヤ7の延びる方向とキャ
ピラリ9の加振方向とのなす角度は30°以下とされ
る。The connecting operation of the wire 7 is performed using the bonding device 8 shown in FIG.
That is, the bonding apparatus 8 shown in FIG.
The wire bonding is performed at an angle θ with the direction in which the wire 7 extends so that the shape of the stitch 7b at the connecting portion between the wire 7 and the lead pin 4 is line-symmetric with respect to the direction in which the wire 7 extends. Further, the excitation frequency of the capillary 9 is set to a frequency different from the natural frequency of the wire 7, as described later in the sixth embodiment. In all the wires 7, the angle formed by the extending direction of the wires 7 and the vibrating direction of the capillaries 9 is 30 ° or less.
【0063】なお、これ以外のワイヤ7の接続動作およ
びワイヤボンディング装置の構成については従来例とほ
ぼ同じであるため、その説明を省略する。Other than this, the connection operation of the wire 7 and the configuration of the wire bonding apparatus are almost the same as those of the conventional example, and therefore the description thereof is omitted.
【0064】(実施の形態2)図3は本発明の実施の形
態2における半導体装置を説明するためにワイヤの直径
と面内方向固有振動数との関係の解析結果を示す図であ
る。(Second Embodiment) FIG. 3 is a diagram showing an analysis result of a relationship between a wire diameter and an in-plane natural frequency for explaining a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.
【0065】ワイヤ7の固有振動数はワイヤ7の直径に
依存するため、ワイヤ7の直径を細くするか、太くし
て、ワイヤの固有振動数をキャピラリ9の加振振動数と
離すことが可能である。Since the natural frequency of the wire 7 depends on the diameter of the wire 7, the natural frequency of the wire 7 can be separated from the vibration frequency of the capillary 9 by making the diameter of the wire 7 thin or thick. Is.
【0066】本願発明者らは、キャピラリ9の加振周波
数が60kHzで、ワイヤ7の直径が25μmの場合に
ついて調べた。その結果、ワイヤ7のループ長が900
mm〜1100mmの場合に断線が多発した。また、図
3に示すようにワイヤ7のループ長が900mm〜11
00mmの場合に、ワイヤ7の面内方向に振動するモー
ドの固有振動数(面内方向固有振動数)が、ボンディン
グ時のキャピラリ9の超音波加振振動数に一致もしくは
接近しており、ワイヤ7が共振によって大きく振動して
いることが判った。The inventors of the present application investigated the case where the vibration frequency of the capillary 9 is 60 kHz and the diameter of the wire 7 is 25 μm. As a result, the loop length of the wire 7 is 900
In the case of mm to 1100 mm, many wire breakages occurred. Further, as shown in FIG. 3, the loop length of the wire 7 is 900 mm to 11 mm.
In the case of 00 mm, the natural frequency (in-plane natural frequency) of the mode in which the wire 7 vibrates in the in-plane direction matches or approaches the ultrasonic vibration frequency of the capillary 9 during bonding. It was found that 7 vibrated significantly due to resonance.
【0067】このことより、ワイヤ7の線材の直径を2
0μm以下とし、または直径を30μm以上とすれば、
ワイヤ7のループ長が900mm〜1100mmの場合
にワイヤ7の面内方向固有振動数が、ボンディング時の
キャピラリ9の超音波加振振動数と一致しなくなるの
で、キャピラリ9の加振周波数との共振を避けることが
できることがわかった。ワイヤ7の面内方向固有振動数
は、解析によって予め予測することが可能なので、キャ
ピラリ9の加振周波数との共振を避ける様々な直径を選
ぶことが可能である。ワイヤ7の直径をこのように選定
することにより、キャピラリ9の加振によるワイヤ7の
共振を避けることができるので、ステッチ7bの疲労破
壊による断線を防止することができる。From this, the diameter of the wire of the wire 7 is set to 2
If the diameter is 0 μm or less, or the diameter is 30 μm or more,
When the loop length of the wire 7 is 900 mm to 1100 mm, the in-plane natural frequency of the wire 7 does not match the ultrasonic vibration frequency of the capillary 9 at the time of bonding, so resonance with the vibration frequency of the capillary 9 occurs. Found that you can avoid. Since the in-plane natural frequency of the wire 7 can be predicted in advance by analysis, it is possible to select various diameters that avoid resonance with the vibration frequency of the capillary 9. By selecting the diameter of the wire 7 in this way, the resonance of the wire 7 due to the vibration of the capillary 9 can be avoided, so that the disconnection due to the fatigue fracture of the stitch 7b can be prevented.
【0068】なお、本実施の形態の構成は、上記以外は
実施の形態1の構成とほぼ同じであるため、その説明を
省略する。The configuration of the present embodiment is almost the same as the configuration of the first embodiment except the above, and therefore the description thereof will be omitted.
【0069】(実施の形態3)図4は本発明の実施の形
態3における半導体装置を説明するためにワイヤのルー
プ長と面内方向固有振動数との関係の解析結果を示す図
であり、図5は本発明の実施の形態3における半導体装
置のワイヤのループ形状を示す部分拡大断面図である。(Third Embodiment) FIG. 4 is a diagram showing an analysis result of a relationship between a wire loop length and an in-plane natural frequency for explaining a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention. FIG. 5 is a partially enlarged cross-sectional view showing a wire loop shape of a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention.
【0070】ワイヤ7の面内方向固有振動数はワイヤ7
のループ長およびループ形状に依存する。ワイヤ7のル
ープ長を伸ばすか縮めるかすることで、ワイヤ7の面内
方向固有振動数をキャピラリ9の加振周波数から離すこ
とが可能である。The in-plane natural frequency of the wire 7 is
Depends on the loop length and the loop shape. By extending or contracting the loop length of the wire 7, the in-plane natural frequency of the wire 7 can be separated from the vibration frequency of the capillary 9.
【0071】本願発明者らは、キャピラリ9の加振周波
数が60kHzで、ワイヤ7の直径が25μmの場合に
ついて調べた。その結果、ワイヤ7のループ長が900
mm〜1100mmの場合に断線が多発した。また、図
4に示すようにワイヤ7のループ長が900mm〜11
00mmの場合に、ワイヤ7の面内方向固有振動数が、
ボンディング時のキャピラリ9の超音波加振振動数に一
致もしくは接近しており、ワイヤ7が共振によって大き
く振動していることが判った。The inventors of the present application investigated the case where the excitation frequency of the capillary 9 is 60 kHz and the diameter of the wire 7 is 25 μm. As a result, the loop length of the wire 7 is 900
In the case of mm to 1100 mm, many wire breakages occurred. Moreover, as shown in FIG. 4, the loop length of the wire 7 is 900 mm to 11 mm.
In the case of 00 mm, the in-plane natural frequency of the wire 7 is
It was found that the ultrasonic wave vibration frequency of the capillary 9 at the time of bonding coincides with or approaches the ultrasonic vibration frequency, and the wire 7 vibrates greatly due to resonance.
【0072】このことより、ワイヤ7のループ長を90
0mm以下とし、またはループ長を1100mm以上と
すれば、ワイヤ7の面内方向固有振動数が、ボンディン
グ時のキャピラリ9の超音波加振振動数と一致しなくな
る(異なる)ので、キャピラリ9の加振周波数との共振
を避けられることがわかった。ワイヤ7のループ長をこ
のように選定することにより、キャピラリ9の加振によ
るワイヤ7の共振を避けることができるので、ステッチ
7bの疲労破壊による断線を防止することができる。From this, the loop length of the wire 7 is set to 90
If the loop length is set to 0 mm or less or the loop length is set to 1100 mm or more, the in-plane natural frequency of the wire 7 does not match (is different from) the ultrasonic vibration frequency of the capillary 9 at the time of bonding. It was found that resonance with the vibration frequency can be avoided. By selecting the loop length of the wire 7 in this way, the resonance of the wire 7 due to the vibration of the capillary 9 can be avoided, and thus the disconnection due to the fatigue fracture of the stitch 7b can be prevented.
【0073】また、ループ長が同じであっても、図5に
破線で示すようにループ形状を変更することによってワ
イヤ7の面内方向固有振動数をキャピラリ9の超音波加
振振動数から離す(つまり、ワイヤ7の面内方向固有振
動数をキャピラリ9の超音波加振振動数と異ならせる)
ことも可能である。ワイヤ7の面内方向固有振動数は、
解析によって予め予測することが可能なので、キャピラ
リ9の加振周波数との共振を避ける様々な形状を取るこ
とが可能である。ワイヤ7のループ形状をこのように選
定することにより、キャピラリ9の加振によるワイヤ7
の共振を避けることができるので、ステッチ7bの疲労
破壊による断線を防止することができる。Even if the loop length is the same, the in-plane natural frequency of the wire 7 is separated from the ultrasonic vibration frequency of the capillary 9 by changing the loop shape as shown by the broken line in FIG. (That is, the in-plane natural frequency of the wire 7 is made different from the ultrasonic vibration frequency of the capillary 9)
It is also possible. The in-plane natural frequency of the wire 7 is
Since it can be predicted in advance by analysis, it is possible to take various shapes that avoid resonance with the vibration frequency of the capillary 9. By selecting the loop shape of the wire 7 in this way, the wire 7 generated by vibrating the capillary 9
Since the resonance can be avoided, the disconnection due to the fatigue fracture of the stitch 7b can be prevented.
【0074】また、ワイヤ7のループ長、ループ形状を
変更するために、必要に応じて図5に示すようにリード
ピン4の先端と半導体チップ5とのギャップ寸法が増減
されてもよい。つまり、リードピン4と半導体チップ5
との間のギャップが、ワイヤ7の固有振動数がキャピラ
リ9の加振周波数と異なる周波数となるような長さに形
成されてもよい。Further, in order to change the loop length and the loop shape of the wire 7, the gap size between the tip of the lead pin 4 and the semiconductor chip 5 may be increased or decreased as necessary as shown in FIG. That is, the lead pin 4 and the semiconductor chip 5
The gap between and may be formed to have a length such that the natural frequency of the wire 7 is different from the vibration frequency of the capillary 9.
【0075】なお、本実施の形態の構成は、上記以外は
実施の形態1の構成とほぼ同じであるため、同一の部材
には同一の符号を付し、その説明を省略する。Since the structure of the present embodiment is almost the same as that of the first embodiment except for the above, the same members are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
【0076】(実施の形態4)図6は本発明の実施の形
態4における半導体装置を説明するためにリードピンの
付け根の幅と面内方向固有振動数との関係の解析結果を
示す図であり、図7は本発明の実施の形態4における半
導体装置のリードピンの付け根の形状を示す平面図であ
る。(Embodiment 4) FIG. 6 is a diagram showing an analysis result of the relationship between the width of the root of the lead pin and the in-plane natural frequency for explaining the semiconductor device in Embodiment 4 of the present invention. FIG. 7 is a plan view showing a shape of a root of a lead pin of a semiconductor device according to a fourth embodiment of the present invention.
【0077】図7を参照して、リードピン4の面内方向
固有振動数はリードピン4の形状、板厚に依存する。例
えば、リードピン4のリードフレーム2に対する付け根
4bの幅Wを広げるか狭くすることで、リードピン4の
固有振動数をキャピラリ9の加振振動数と離す(異なら
せる)ことが可能である。Referring to FIG. 7, the in-plane natural frequency of lead pin 4 depends on the shape and plate thickness of lead pin 4. For example, by expanding or narrowing the width W of the root 4b of the lead pin 4 with respect to the lead frame 2, the natural frequency of the lead pin 4 can be separated (different) from the vibration frequency of the capillary 9.
【0078】本願発明者らは、キャピラリ9の加振周波
数が60kHzで、リードピン4の付け根4bの幅が
0.127mmの場合について調べた。その結果、図6
に示すようにリードピン4の面内方向固有振動数が、ボ
ンディング時のキャピラリ9の超音波加振振動数にほぼ
一致しており、リードピン4が共振によって大きく振動
していることが判った。The inventors of the present application examined the case where the vibration frequency of the capillary 9 is 60 kHz and the width of the root 4b of the lead pin 4 is 0.127 mm. As a result, FIG.
As shown in, the in-plane natural frequency of the lead pin 4 substantially matches the ultrasonic vibration frequency of the capillary 9 during bonding, and it was found that the lead pin 4 vibrates significantly due to resonance.
【0079】図6の結果より、リードピン4の付け根4
bの幅を0.12mm以下とし、またはリードピン4の
付け根4bの幅を0.135mm以上とすれば、リード
ピン4の面内方向固有振動数が、ボンディング時のキャ
ピラリ9の超音波加振振動数と一致しなくなる(異な
る)ので、キャピラリ9の加振周波数との共振を避けら
れることがわかった。リードピン4の付け根4bの幅を
このように選定することにより、キャピラリ9の加振に
よるリードピン4の共振を避けることができるので、ス
テッチ7bの疲労破壊による断線を防止することができ
る。From the result of FIG. 6, the root 4 of the lead pin 4
If the width of b is 0.12 mm or less or the width of the root 4b of the lead pin 4 is 0.135 mm or more, the in-plane natural frequency of the lead pin 4 is the ultrasonic vibration frequency of the capillary 9 during bonding. Therefore, it was found that resonance with the vibration frequency of the capillary 9 can be avoided. By selecting the width of the root 4b of the lead pin 4 in this way, the resonance of the lead pin 4 due to the vibration of the capillary 9 can be avoided, and the disconnection due to the fatigue fracture of the stitch 7b can be prevented.
【0080】また、例えば図7に示すように、リードピ
ン4の付け根4bの一部の幅Wだけを太くして剛性を高
めることによって、面内方向固有振動数を上げることが
できるので、キャピラリ9の加振周波数との共振を避け
ることができる。逆に強度の問題がなければ、リードピ
ン4の付け根4bの一部の幅だけを細くして剛性を落と
すことによって、面内方向固有振動数を下げることがで
きるので、キャピラリ9の加振周波数との共振を避ける
ことができる。Further, for example, as shown in FIG. 7, by increasing only the width W of a part of the root 4b of the lead pin 4 to increase the rigidity, the natural frequency in the in-plane direction can be increased. It is possible to avoid resonance with the excitation frequency of. On the contrary, if there is no problem of strength, the natural frequency of the in-plane direction can be lowered by narrowing only a part of the width of the root 4b of the lead pin 4 to reduce the rigidity. The resonance of can be avoided.
【0081】リードピン4の面内方向固有振動数は、解
析によって予め予測することが可能なので、キャピラリ
9の加振周波数との共振を避ける様々な形状を取ること
が可能である。リードピン4の形状をこのように選定す
ることにより、キャピラリ9の加振によるリードピン4
の共振を避けることができるので、ステッチ7bの疲労
破壊による断線を防止することができる。Since the in-plane natural frequency of the lead pin 4 can be predicted in advance by analysis, it is possible to take various shapes to avoid resonance with the vibration frequency of the capillary 9. By selecting the shape of the lead pin 4 in this way, the lead pin 4 by vibrating the capillary 9
Since the resonance can be avoided, the disconnection due to the fatigue fracture of the stitch 7b can be prevented.
【0082】また、リードピン4の板厚を厚くして剛性
を高めることによって、面内方向固有振動数を上げるこ
とができるので、キャピラリ9の加振周波数との共振を
避けることができる。逆に強度の問題がなければ、リー
ドピン4の板厚を薄くして剛性を落とすことによって、
面内方向固有振動数を下げることができるので、キャピ
ラリ9の加振周波数との共振を避けることができる。リ
ードピン4の面内方向に振動するモードの固有振動数
は、解析によって予め予測することが可能なので、キャ
ピラリ9の加振周波数との共振を避ける様々な形状を取
ることが可能である。リードピン4の形状をこのように
選定することにより、キャピラリ9の加振によるリード
ピン4の共振を避けることができるので、ステッチ7b
の疲労破壊による断線を防止することができる。Further, since the in-plane natural frequency can be increased by increasing the plate thickness of the lead pin 4 to increase its rigidity, resonance with the vibration frequency of the capillary 9 can be avoided. On the contrary, if there is no problem of strength, by reducing the plate thickness of the lead pin 4 to reduce the rigidity,
Since the in-plane natural frequency can be lowered, resonance with the vibration frequency of the capillary 9 can be avoided. Since the natural frequency of the mode in which the lead pin 4 vibrates in the in-plane direction can be predicted in advance by analysis, it is possible to take various shapes that avoid resonance with the vibration frequency of the capillary 9. By selecting the shape of the lead pin 4 in this way, the resonance of the lead pin 4 due to the vibration of the capillary 9 can be avoided, so that the stitch 7b is formed.
It is possible to prevent disconnection due to fatigue fracture.
【0083】なお、本実施の形態の構成は、上記以外は
実施の形態1の構成とほぼ同じであるため、同一の部材
には同一の符号を付し、その説明を省略する。Since the configuration of the present embodiment is almost the same as that of the first embodiment except for the above, the same reference numerals are given to the same members, and the description thereof will be omitted.
【0084】(実施の形態5)図8は本発明の実施の形
態5における半導体装置のワイヤとリードピンとの接合
位置を示す平面図である。図8を参照して、リードピン
4の配置と、半導体チップ5上の電極6の配置とを見直
すことによって、ワイヤ7とリードピン4との接合部で
あるステッチ7bが、リードピン4の付け根4b側部の
延長線上に形成され、オフセットが実質的に0になるよ
うに配置されている。つまり、ワイヤ7のリードピン4
への接合位置(ステッチ7bの形成位置)が、リードピ
ン4の付け根4bの延長線上に位置付けられている。(Fifth Embodiment) FIG. 8 is a plan view showing a bonding position between a wire and a lead pin of a semiconductor device according to a fifth embodiment of the present invention. With reference to FIG. 8, by reviewing the arrangement of the lead pins 4 and the arrangement of the electrodes 6 on the semiconductor chip 5, the stitches 7b, which are the joints between the wires 7 and the lead pins 4, are located on the side of the root 4b of the lead pins 4. Is formed on the extension line of and is arranged so that the offset becomes substantially zero. That is, the lead pin 4 of the wire 7
The joining position (the position where the stitch 7b is formed) is positioned on the extension line of the root 4b of the lead pin 4.
【0085】このようにリードピン4を配置したことに
より、付け根4bを中心とした円周方向の面内振動をな
くすことができる。そのため、従来、リードピン4の固
有振動数がキャピラリ9の加振周波数と離れていても発
生することがあった面内振動をなくすことができるた
め、ステッチ7bの疲労破壊による断線を防止すること
ができる。By arranging the lead pins 4 in this way, it is possible to eliminate in-plane vibration in the circumferential direction around the root 4b. Therefore, it is possible to eliminate the in-plane vibration that has been conventionally generated even if the natural frequency of the lead pin 4 is far from the vibration frequency of the capillary 9, and thus prevent the wire breakage due to the fatigue fracture of the stitch 7b. it can.
【0086】なお、図8においては、オフセットを明確
に示すため、オフセットが分かる状態で示しているが、
本実施の形態ではオフセットは実質的に0である。Although the offset is clearly shown in FIG. 8, the offset is visible.
In this embodiment, the offset is substantially zero.
【0087】なお、本実施の形態の構成は、上記以外は
実施の形態1の構成とほぼ同じであるため、同一の部材
には同一の符号を付し、その説明を省略する。Since the structure of the present embodiment is almost the same as that of the first embodiment except for the above, the same members are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
【0088】(実施の形態6)キャピラリ9の超音波加
振振動数を、ボール7a、ステッチ7bの接合強度に悪
影響を及ぼさない範囲で、ワイヤ7の固有振動数とは異
なる周波数に設定することによって、ワイヤ7の面内方
向に振動するモードの固有振動数(面内方向固有振動
数)と離す(異ならせる)ことが可能になるので、キャ
ピラリ9の超音波加振振動数との共振を避けることがで
きる。ワイヤ7の面内方向固有振動数は、解析によって
予め予測することが可能なので、この固有振動数を避け
る様々な超音波加振振動数を選ぶことが可能である。超
音波加振振動数をこのように選定することにより、キャ
ピラリ9の加振によるワイヤ7の共振を避けることがで
きるので、ステッチ7bの疲労破壊による断線を防止す
ることができる。(Embodiment 6) The ultrasonic vibration frequency of the capillary 9 is set to a frequency different from the natural frequency of the wire 7 within a range that does not adversely affect the bonding strength of the ball 7a and the stitch 7b. By this, it is possible to separate (different from) the natural frequency of the mode in which the wire 7 vibrates in the in-plane direction (in-plane natural frequency), so that the resonance with the ultrasonic vibration frequency of the capillary 9 is generated. Can be avoided. Since the in-plane natural frequency of the wire 7 can be predicted in advance by analysis, it is possible to select various ultrasonic vibration frequencies that avoid this natural frequency. By selecting the ultrasonic vibration frequency in this way, the resonance of the wire 7 due to the vibration of the capillary 9 can be avoided, so that the disconnection due to the fatigue fracture of the stitch 7b can be prevented.
【0089】同様にして、キャピラリ9の超音波加振振
動数を、ステッチ7bの接合強度に悪影響を及ぼさない
範囲で、リードピン4の固有振動数とは異なる周波数に
設定することによって、リードピン4の面内方向固有振
動数と離す(異ならせる)ことが可能になるので、キャ
ピラリ9の超音波加振振動数との共振を避けることがで
きる。リードピン4の面内方向固有振動数は、解析によ
って予め予測することが可能なので、この固有振動数を
避ける様々な超音波加振振動数を選ぶことが可能であ
る。超音波加振振動数をこのように選定することによ
り、キャピラリ9の加振によるリードピン4の共振を避
けることができるので、ステッチ7bの疲労破壊による
断線を防止することができる。Similarly, the ultrasonic vibration frequency of the capillary 9 is set to a frequency different from the natural frequency of the lead pin 4 within a range where the bonding strength of the stitch 7b is not adversely affected. Since it is possible to separate (different from) the natural frequency in the in-plane direction, resonance with the ultrasonic vibration frequency of the capillary 9 can be avoided. Since the in-plane natural frequency of the lead pin 4 can be predicted in advance by analysis, it is possible to select various ultrasonic vibration frequencies that avoid this natural frequency. By selecting the ultrasonic vibration frequency in this way, the resonance of the lead pin 4 due to the vibration of the capillary 9 can be avoided, and the disconnection due to the fatigue fracture of the stitch 7b can be prevented.
【0090】なお、本実施の形態の構成は、上記以外は
実施の形態1の構成とほぼ同じであるため、その説明を
省略する。The configuration of the present embodiment is almost the same as the configuration of the first embodiment except the above, and the description thereof will be omitted.
【0091】(実施の形態7)図9は本発明の実施の形
態7におけるフレーム押さえの構成を示すとともに、そ
の変形解析結果を示す図であり、図10は本発明の実施
の形態7における板ばねによる押さえ窓の支持点(付勢
点)を示す下面図および断面図である。なお、図10の
断面図は下面図のX−X線に沿う断面に対応する図であ
る。(Embodiment 7) FIG. 9 is a diagram showing a structure of a frame retainer according to Embodiment 7 of the present invention and a result of deformation analysis thereof, and FIG. 10 is a plate according to Embodiment 7 of the present invention. It is a bottom view and a sectional view showing a support point (biasing point) of a control window by a spring. The cross-sectional view of FIG. 10 is a view corresponding to the cross section along the line XX in the bottom view.
【0092】フレーム押さえ14に形成されている肉抜
き14aのうち、フレーム押さえ14の加工時間短縮を
図るために形成していた肉抜き14aを廃止した例を図
9に示す。押さえ窓取付け部14bに形成されていた機
能上は不要な肉抜き14aを止めて強度を上げた。つま
り、押さえ窓取付け部14bは肉抜き14aを有さず、
全体に一定の幅を有している。FIG. 9 shows an example in which, of the lightening holes 14a formed on the frame presser 14, the lightening holes 14a formed in order to reduce the processing time of the frame presser 14 are eliminated. In terms of function, the press window attachment portion 14b was provided to stop the unnecessary lightening 14a to increase the strength. That is, the holding window attachment portion 14b does not have the lightening portion 14a,
It has a certain width as a whole.
【0093】その結果、フレーム押さえ14の下方への
たわみは0.86mmとなり従来のたわみ1.48mm
よりも6割以上減少し、中央部の板ばね13の変位も両
端と同程度になり、押さえ窓12を所要の力で均一に押
さえつけ、リードピン4を所要の力で押さえつけられる
ようになった。As a result, the downward deflection of the frame retainer 14 is 0.86 mm, which is the conventional deflection of 1.48 mm.
It is reduced by 60% or more, and the displacement of the leaf spring 13 in the central portion is almost the same as that at both ends, so that the pressing window 12 can be uniformly pressed with a required force and the lead pin 4 can be pressed with a required force.
【0094】そのため、リードピン4の面内方向に振動
するモードの固有振動数が、ボンディング時のキャピラ
リ9の超音波加振振動数と離れた所定の値になるため、
リードピン4が共振することなく、ワイヤ7の共振を励
起することもないので、ステッチ7bの疲労破壊による
断線を防止することができる。なお、肉抜き14aを廃
止したためにフレーム押さえ14の加工時間は若干長く
なるものの、ステッチ7bの断線が大幅に低減できるの
で、結果的に生産性は大きく向上する。Therefore, the natural frequency of the mode in which the lead pin 4 vibrates in the in-plane direction becomes a predetermined value apart from the ultrasonic vibration frequency of the capillary 9 during bonding.
Since the lead pin 4 does not resonate and the resonance of the wire 7 is not excited, disconnection due to fatigue failure of the stitch 7b can be prevented. Although the frame presser 14 has a slightly longer processing time due to the elimination of the lightening 14a, disconnection of the stitch 7b can be greatly reduced, resulting in a significant improvement in productivity.
【0095】押さえ窓12に形成されている肉抜き12
a(図16)のうち、押さえ窓12の加工時間短縮を図
るために形成していた不要部12bを廃止し、板ばね1
3が押さえ窓12を支持する点(付勢する点)を押さえ
窓12がリードピン4と接する面上に形成した例を図1
0に示す。図10を参照して、押さえ窓12は、リード
フレーム2と対向する位置(下面図中のハッチング領
域)に、肉抜きを有していない。また、板ばね13が押
さえ窓12を付勢する点は、押さえ窓12がリードピン
4と接する面上に形成されている。Lightening 12 formed in the holding window 12
a (FIG. 16), the unnecessary portion 12b formed to reduce the processing time of the pressing window 12 is eliminated, and the leaf spring 1
An example in which the point 3 at which the pressing window 12 is supported (the point at which the pressing window 12 is biased) is formed on the surface where the pressing window 12 contacts the lead pin 4
It shows in 0. With reference to FIG. 10, the holding window 12 does not have lightening at a position facing the lead frame 2 (hatched area in the bottom view). Further, the point where the leaf spring 13 biases the pressing window 12 is formed on the surface where the pressing window 12 contacts the lead pin 4.
【0096】このように肉抜き12aを廃止したため
に、板ばね13によるばね力印加点を、押さえ窓12の
リードピン4との接触面上に形成することができるよう
になった。そのため、従来発生していた押さえ窓12の
リードピン4との接触面の外周を始点としたモーメント
による浮きが生じなくなり、押さえ窓12を所要の力で
均一に押さえつけ、リードピン4を所要の力で押さえつ
けられるようになった。Since the lightening portion 12a is eliminated in this way, the spring force application point of the leaf spring 13 can be formed on the contact surface of the pressing window 12 with the lead pin 4. Therefore, there is no floating caused by a moment that starts from the outer periphery of the contact surface of the holding window 12 with the lead pin 4, which occurs in the past, and the holding window 12 is pressed uniformly with the required force, and the lead pin 4 is pressed with the required force. Came to be.
【0097】よって、リードピン4の面内方向固有振動
数が、ボンディング時のキャピラリ9の超音波加振振動
数と離れた(異なる)所定の値になるため、リードピン
4が共振することなく、ワイヤ7の共振を励起すること
もないので、ステッチ7bの疲労破壊による断線を防止
することができる。なお、不要部12bを廃止したため
に押さえ窓12の加工時間は若干長くなるものの、ステ
ッチ7bの断線が大幅に低減できるので、結果的に生産
性は大きく向上する。Therefore, since the in-plane natural frequency of the lead pin 4 becomes a predetermined value which is different (different) from the ultrasonic vibration frequency of the capillary 9 at the time of bonding, the lead pin 4 does not resonate and the wire does not resonate. Since resonance of 7 is not excited, disconnection due to fatigue failure of the stitch 7b can be prevented. Although the processing time of the pressing window 12 is slightly lengthened because the unnecessary portion 12b is eliminated, the breakage of the stitch 7b can be significantly reduced, and as a result, the productivity is greatly improved.
【0098】なお、本実施の形態の構成は、上記以外は
図13に示す構成とほぼ同じであるため、同一の部材に
は同一の符号を付し、その説明を省略する。Since the structure of the present embodiment is almost the same as the structure shown in FIG. 13 except for the above, the same members are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
【0099】(実施の形態8)図11は本発明の実施の
形態8におけるプラテンを示す部分断面図である。(Embodiment 8) FIG. 11 is a partial sectional view showing a platen according to Embodiment 8 of the present invention.
【0100】図11を参照して、プラテン11は、リー
ドピン4の先端部と対向する位置に切欠き部11aを有
している。切欠き部11aを形成することによって、リ
ードピン4先端の裏面に回り込んだ銀メッキ4aや、リ
ードピン4加工時に形成される、かえり・ばりなどによ
って、リードピン4がプラテン11から浮くことを防止
できる。そして、押さえ窓12を所要の力で均一に押さ
えつけ、リードピン4を所要の力で押さえつけられるよ
うになった。Referring to FIG. 11, platen 11 has a notch 11a at a position facing the tip of lead pin 4. By forming the notch 11a, it is possible to prevent the lead pin 4 from floating from the platen 11 due to the silver plating 4a that wraps around the back surface of the tip of the lead pin 4 and the burrs and burrs that are formed when the lead pin 4 is processed. Then, the pressing window 12 can be pressed uniformly with a required force, and the lead pin 4 can be pressed with a required force.
【0101】そのため、リードピン4の面内方向固有振
動数が、ボンディング時のキャピラリ9の超音波加振振
動数と離れた所定の値になるため、リードピン4が共振
することなく、ワイヤ7の共振を励起することもないの
で、ステッチ7bの疲労破壊による断線を防止すること
ができる。Therefore, since the in-plane natural frequency of the lead pin 4 becomes a predetermined value apart from the ultrasonic vibration frequency of the capillary 9 during bonding, the lead pin 4 does not resonate and the wire 7 resonates. Since it does not excite, it is possible to prevent disconnection due to fatigue failure of the stitch 7b.
【0102】なお、本実施の形態の構成は、上記以外は
図13に示す構成とほぼ同じであるため、同一の部材に
は同一の符号を付し、その説明を省略する。Since the structure of the present embodiment is almost the same as the structure shown in FIG. 13 except for the above, the same members are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
【0103】上記の各実施の形態は適宜組み合わされて
もよい。今回開示された実施の形態はすべての点で例示
であって制限的なものではないと考えられるべきであ
る。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の
範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味およ
び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。The above embodiments may be combined as appropriate. The embodiments disclosed this time are to be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description but by the claims, and is intended to include meanings equivalent to the claims and all modifications within the scope.
【0104】[0104]
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る半導体
装置によれば、ワイヤの延びる方向と半導体チップの一
辺の法線方向とのなす角度をステッチの形状が上記ワイ
ヤに対して応力集中が発生しない程度に対称となるよう
な角度に形成したので、ワイヤのステッチに応力集中が
発生せず、疲労破壊による断線が発生しないという効果
がある。As described above, according to the semiconductor device of the present invention, the angle between the extending direction of the wire and the normal direction of one side of the semiconductor chip is such that the shape of the stitch causes stress concentration on the wire. Since the angle is formed so as to be symmetric so as not to occur, stress concentration does not occur in the wire stitch, and there is an effect that disconnection due to fatigue fracture does not occur.
【0105】上記の半導体装置において好ましくは、す
べてのワイヤにおいて、ワイヤの延びる方向と半導体チ
ップの一辺の法線方向とのなす角度は30度以下であ
る。これにより、ワイヤのステッチに応力集中が発生せ
ず、疲労破壊による断線が発生しないという効果があ
る。In the above semiconductor device, preferably, in all the wires, the angle formed by the extending direction of the wires and the normal direction of one side of the semiconductor chip is 30 degrees or less. As a result, stress concentration does not occur in the wire stitch, and there is an effect that disconnection due to fatigue fracture does not occur.
【0106】上記の半導体装置において好ましくは、ワ
イヤの固有振動数がキャピラリの加振周波数と異なる周
波数となるような直径の線材でワイヤが形成されてい
る。これにより、キャピラリの加振によるワイヤの共振
を避けることができ、ステッチの疲労破壊による断線を
防止できるという効果がある。In the above semiconductor device, the wire is preferably formed of a wire having a diameter such that the natural frequency of the wire is different from the vibration frequency of the capillary. As a result, there is an effect that the resonance of the wire due to the vibration of the capillary can be avoided and the disconnection due to the fatigue fracture of the stitch can be prevented.
【0107】上記の半導体装置において好ましくは、ワ
イヤの固有振動数がキャピラリの加振周波数と異なる周
波数となるような全長でワイヤが形成されている。これ
により、キャピラリの加振によるワイヤの共振を避ける
ことができ、ステッチの疲労破壊による断線を防止でき
るという効果がある。In the above semiconductor device, preferably, the wire is formed with the entire length such that the natural frequency of the wire has a frequency different from the vibration frequency of the capillary. As a result, there is an effect that the resonance of the wire due to the vibration of the capillary can be avoided and the disconnection due to the fatigue fracture of the stitch can be prevented.
【0108】上記の半導体装置において好ましくは、ワ
イヤの固有振動数がキャピラリの加振周波数と異なる周
波数となるようなループ形状でワイヤが形成されてい
る。これにより、キャピラリの加振によるワイヤの共振
を避けることができ、ステッチの疲労破壊による断線を
防止できるという効果がある。In the above semiconductor device, preferably, the wire is formed in a loop shape such that the natural frequency of the wire becomes a frequency different from the vibration frequency of the capillary. As a result, there is an effect that the resonance of the wire due to the vibration of the capillary can be avoided and the disconnection due to the fatigue fracture of the stitch can be prevented.
【0109】上記の半導体装置において好ましくは、リ
ードピンと半導体チップとの間のギャップが、ワイヤの
固有振動数がキャピラリの加振周波数と異なる周波数と
なるような長さに形成されている。これにより、キャピ
ラリの加振によるワイヤの共振を避けることができ、ス
テッチの疲労破壊による断線を防止できるという効果が
ある。In the above semiconductor device, preferably, the gap between the lead pin and the semiconductor chip is formed to have a length such that the natural frequency of the wire is different from the vibration frequency of the capillary. As a result, there is an effect that the resonance of the wire due to the vibration of the capillary can be avoided and the disconnection due to the fatigue fracture of the stitch can be prevented.
【0110】上記の半導体装置において好ましくは、リ
ードピンの固有振動数がキャピラリの加振周波数と異な
る周波数となるような形状にリードピンが形成されてい
る。これにより、キャピラリの加振によるリードピンの
共振を避けることができ、ステッチの疲労破壊による断
線を防止できるという効果がある。In the above semiconductor device, preferably, the lead pin is formed in a shape such that the natural frequency of the lead pin is a frequency different from the vibration frequency of the capillary. As a result, resonance of the lead pin due to vibration of the capillaries can be avoided, and disconnection due to fatigue fracture of the stitch can be prevented.
【0111】上記の半導体装置において好ましくは、リ
ードピンの固有振動数がキャピラリの加振周波数と異な
る周波数となるような板厚でリードピンが形成されてい
る。これにより、キャピラリの加振によるリードピンの
共振を避けることができ、ステッチの疲労破壊による断
線を防止できるという効果がある。In the above semiconductor device, the lead pin is preferably formed with a plate thickness such that the natural frequency of the lead pin is different from the vibration frequency of the capillary. As a result, resonance of the lead pin due to vibration of the capillaries can be avoided, and disconnection due to fatigue fracture of the stitch can be prevented.
【0112】上記の半導体装置において好ましくは、ワ
イヤのリードピンへの接合位置を、リードピンの付け根
の延長線上に位置付けられている。これにより、リード
ピンの付け根を中心とした円周方向の面内振動をなくす
ことができ、ステッチの疲労破壊による断線を防止でき
るという効果がある。In the above-mentioned semiconductor device, preferably, the bonding position of the wire to the lead pin is located on the extension line of the root of the lead pin. As a result, it is possible to eliminate in-plane vibration in the circumferential direction around the root of the lead pin, and to prevent disconnection due to fatigue fracture of the stitch.
【0113】本発明のワイヤボンディング装置によれ
ば、キャピラリの加振周波数をワイヤの固有振動数とは
異なる周波数に設定したので、キャピラリの加振による
ワイヤの共振を避けることができるので、ステッチの疲
労破壊による断線を防止することができるという効果が
ある。According to the wire bonding apparatus of the present invention, since the vibration frequency of the capillary is set to a frequency different from the natural frequency of the wire, it is possible to avoid the resonance of the wire due to the vibration of the capillary. There is an effect that it is possible to prevent disconnection due to fatigue fracture.
【0114】上記のワイヤボンディング装置において好
ましくは、キャピラリの加振周波数が、リードピンの固
有振動数とは異なる周波数に設定されている。これによ
り、キャピラリの加振によるリードピンの共振を避ける
ことができるので、ステッチの疲労破壊による断線を防
止することができるという効果がある。In the above wire bonding apparatus, preferably, the vibration frequency of the capillary is set to a frequency different from the natural frequency of the lead pin. As a result, the resonance of the lead pin due to the vibration of the capillary can be avoided, so that there is an effect that the disconnection due to the fatigue fracture of the stitch can be prevented.
【0115】上記のワイヤボンディング装置において好
ましくは、キャピラリによる接合時にリードフレームを
固定する力を付与するためのフレーム押さえが備えられ
ている。フレーム押さえの押さえ窓取付け部には、肉抜
きが形成されていない。このようにフレーム押さえに肉
抜きを形成しないので、押さえ窓を介してリードピンを
所要の力で押さえつけられるようになるのでリードピン
が共振することなく、ワイヤの共振も励起しないので、
ステッチの疲労破壊による断線を防止することができる
という効果がある。The above wire bonding apparatus is preferably provided with a frame retainer for applying a force for fixing the lead frame at the time of joining by the capillary. No lightening is formed in the holding window attachment portion of the frame holding member. Since the frame retainer is not thinned in this way, the lead pin can be pressed with a required force through the retainer window, so the lead pin does not resonate and the resonance of the wire is not excited.
There is an effect that it is possible to prevent disconnection due to fatigue fracture of the stitch.
【0116】上記のワイヤボンディング装置において好
ましくは、キャピラリによる接合時にリードフレームを
直接固定するための押え窓が備えられている。押さえ窓
のリードフレームと対向する位置には、肉抜きが形成さ
れていない。このように押さえ窓に肉抜きを形成しない
ので、押さえ窓を介してリードピンを所要の力で押さえ
つけられるようになり、リードピンが共振せず、ワイヤ
の共振も励起しないので、ステッチの疲労破壊による断
線を防止することができるという効果がある。The above wire bonding apparatus is preferably provided with a holding window for directly fixing the lead frame at the time of joining by the capillary. No lightening is formed in the pressing window at a position facing the lead frame. In this way, since the presser window is not thinned, the lead pin can be pressed with the required force through the presser window, the lead pin does not resonate, and the resonance of the wire does not excite. The effect is that it can be prevented.
【0117】上記のワイヤボンディング装置において好
ましくは、フレーム押さえに取り付けられ、かつ押さえ
窓をリードフレーム側に付勢する板ばねが備えられてい
る。板ばねが押さえ窓を付勢する点が、押さえ窓がリー
ドピンと接する面上に形成されている。これにより、押
さえ窓を介してリードピンを所要の力で押さえつけられ
るようになるので、リードピンが共振することなく、ワ
イヤの共振も励起しないので、ステッチの疲労破壊によ
る断線を防止することができるという効果がある。In the above wire bonding apparatus, it is preferable that a leaf spring attached to the frame retainer and biasing the retainer window toward the lead frame is provided. The point where the leaf spring urges the pressing window is formed on the surface where the pressing window contacts the lead pin. As a result, since the lead pin can be pressed with a required force through the holding window, the lead pin does not resonate and the resonance of the wire is not excited, so that it is possible to prevent disconnection due to fatigue fracture of the stitch. There is.
【0118】上記のワイヤボンディング装置において好
ましくは、キャピラリによる接合時にリードフレームを
搭載するためのプラテンが備えられている。プラテンは
リードピンの先端部と対向する位置に切欠き部を有して
いる。このようにプラテンに切欠き部を形成したので、
リードピン先端の裏面に回り込んだ銀メッキや、かえり
・ばりなどによるプラテンからの浮きを防止でき、リー
ドピンを所要の力で押さえつけられるようになるので、
リードピンが共振することなく、ワイヤの共振も励起し
ないので、ステッチの疲労破壊による断線を防止するこ
とができるという効果がある。The above wire bonding apparatus is preferably provided with a platen for mounting the lead frame at the time of bonding by the capillary. The platen has a notch at a position facing the tip of the lead pin. Since the notch is formed on the platen in this way,
Since it is possible to prevent silver plating wrapping around the back surface of the tip of the lead pin and floating from the platen due to burrs and burrs, it is possible to press the lead pin with the required force.
Since the lead pin does not resonate and the resonance of the wire is not excited, there is an effect that disconnection due to fatigue fracture of the stitch can be prevented.
【図1】 本発明の実施の形態1における半導体装置の
構成を示す部分平面図である。FIG. 1 is a partial plan view showing a configuration of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】 本発明の実施の形態1における全ワイヤの角
度をθ≦30°に形成した例を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing an example in which the angles of all the wires are set to θ ≦ 30 ° in the first embodiment of the present invention.
【図3】 本発明の実施の形態2における半導体装置を
説明するためにワイヤの直径と面内方向固有振動数との
関係の解析結果を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an analysis result of a relationship between a wire diameter and an in-plane natural frequency for explaining a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.
【図4】 本発明の実施の形態3における半導体装置を
説明するためにワイヤのループ長と面内方向固有振動数
との関係の解析結果を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an analysis result of a relationship between a wire loop length and an in-plane natural frequency for explaining a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention.
【図5】 本発明の実施の形態3における半導体装置の
ワイヤのループ形状を示す部分拡大断面図である。FIG. 5 is a partial enlarged cross-sectional view showing a loop shape of a wire of a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention.
【図6】 本発明の実施の形態4における半導体装置を
説明するためにリードピンの付け根の幅と面内方向固有
振動数との関係の解析結果を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an analysis result of a relationship between a width of a root of a lead pin and an in-plane natural frequency for explaining a semiconductor device according to a fourth embodiment of the present invention.
【図7】 本発明の実施の形態4における半導体装置の
リードピンの付け根の形状を示す平面図である。FIG. 7 is a plan view showing a shape of a root of a lead pin of a semiconductor device according to a fourth embodiment of the present invention.
【図8】 本発明の実施の形態5における半導体装置の
ワイヤとリードピンとの接合位置を示す平面図である。FIG. 8 is a plan view showing a bonding position between a wire and a lead pin of a semiconductor device according to a fifth embodiment of the present invention.
【図9】 本発明の実施の形態7におけるフレーム押さ
えの変形解析結果を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a deformation analysis result of the frame retainer according to the seventh embodiment of the present invention.
【図10】 本発明の実施の形態7における板ばねによ
る押さえ窓の支持点(付勢点)を示す下面図および断面
図である。10A and 10B are a bottom view and a cross-sectional view showing a support point (biasing point) of a pressing window by a leaf spring according to a seventh embodiment of the present invention.
【図11】 本発明の実施の形態8におけるプラテンを
示す部分断面図である。FIG. 11 is a partial cross-sectional view showing a platen according to an eighth embodiment of the present invention.
【図12】 特開平8−279527号公報に示された
従来の半導体装置を示す部分平面図である。FIG. 12 is a partial plan view showing a conventional semiconductor device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-279527.
【図13】 従来のワイヤボンディング装置によるワイ
ヤボンディングの様子を示す断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view showing a state of wire bonding by a conventional wire bonding apparatus.
【図14】 リードピン先端部を示す部分拡大断面図で
ある。FIG. 14 is a partially enlarged cross-sectional view showing a tip of a lead pin.
【図15】 ワイヤの延びる方向とキャピラリ加振方向
とのなす角度を説明するための部分拡大平面図である。FIG. 15 is a partially enlarged plan view for explaining an angle formed by a wire extending direction and a capillary exciting direction.
【図16】 従来の押さえ窓を示す断面図および下面図
である。FIG. 16 is a cross-sectional view and a bottom view showing a conventional pressing window.
【図17】 従来の押さえ窓の変形解析結果である。FIG. 17 is a result of deformation analysis of a conventional pressing window.
【図18】 従来の押さえ窓とリードフレームの接触面
圧解析結果である。FIG. 18 is a result of analysis of contact surface pressure between a conventional holding window and a lead frame.
【図19】 従来の押さえ窓の変形による浮き上がりを
示す部分拡大断面図である。FIG. 19 is a partial enlarged cross-sectional view showing the lifting caused by the deformation of the conventional pressing window.
【図20】 従来のフレーム押さえの変形解析結果であ
る。FIG. 20 is a deformation analysis result of a conventional frame retainer.
【図21】 従来の押さえ窓の銀メッキによる浮き上が
りを示す部分拡大断面図である。FIG. 21 is a partially enlarged cross-sectional view showing the floating of a conventional pressing window due to silver plating.
【図22】 従来のリードピンの面内振動モード解析結
果である。FIG. 22 is a result of in-plane vibration mode analysis of a conventional lead pin.
【図23】 従来のワイヤの加振周波数とステッチでの
発生応力の解析結果である。FIG. 23 is an analysis result of a conventional vibration frequency of a wire and a stress generated in a stitch.
【図24】 キャピラリ加振位置とリードピン付け根の
オフセットを示す平面図である。FIG. 24 is a plan view showing an offset between a capillary excitation position and a root of a lead pin.
1 半導体装置、 2 リードフレーム、 3 アイラ
ンド、 4 リードピン、4b 付け根、5 半導体チ
ップ、6 電極、7 ワイヤ、8 ワイヤボンディング
装置、9 キャピラリ、10 治具、11 プラテン、
11a 切欠き部、12 押さえ窓、12a 肉抜き、
13 板ばね、14 フレーム押さえ、14a 肉抜
き。1 semiconductor device, 2 lead frame, 3 island, 4 lead pin, 4b root, 5 semiconductor chip, 6 electrode, 7 wire, 8 wire bonding device, 9 capillary, 10 jig, 11 platen,
11a cutout, 12 holding window, 12a meat removal,
13 leaf spring, 14 frame holder, 14a.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石井 秀基 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 高田 泰紀 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 Fターム(参考) 5F044 AA01 BB16 BB20 BB21 CC05 FF08 GG03 GG07 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Hideki Ishii 2-3 2-3 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Ryo Electric Co., Ltd. (72) Inventor Yasunori Takada 2-3 2-3 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Ryo Electric Co., Ltd. F term (reference) 5F044 AA01 BB16 BB20 BB21 CC05 FF08 GG03 GG07
Claims (15)
する半導体チップと、 前記半導体チップの前記一辺にギャップを介して配置さ
れ、かつそれぞれが前記複数の電極の各々に対応して配
置された複数のリードピンと、 前記複数の電極の各々と前記複数のリードピンの各々と
をキャピラリによる接合で電気的に接続するワイヤとを
備え、 すべての前記ワイヤにおいて、前記ワイヤの延びる方向
と前記半導体チップの前記一辺の法線方向とのなす角度
が、前記ワイヤと前記リードピンとの接続部分のステッ
チの形状が前記ワイヤの延びる方向に対して対称となる
ような角度である、半導体装置。1. A semiconductor chip having a plurality of electrodes arranged along one side, and a semiconductor chip that is arranged on the one side of the semiconductor chip with a gap, and is arranged corresponding to each of the plurality of electrodes. A plurality of lead pins, and a wire that electrically connects each of the plurality of electrodes and each of the plurality of lead pins by bonding with a capillary, and in all the wires, a direction in which the wire extends and the semiconductor chip The semiconductor device is such that the angle formed by the normal direction of the one side is such that the shape of the stitch at the connecting portion between the wire and the lead pin is symmetrical with respect to the extending direction of the wire.
ヤの延びる方向と前記半導体チップの前記一辺の法線方
向とのなす角度は、30度以下であることを特徴とす
る、請求項1に記載の半導体装置。2. In all the wires, the angle formed by the extending direction of the wires and the normal direction of the one side of the semiconductor chip is 30 degrees or less. Semiconductor device.
リの加振周波数と異なる周波数となるような直径の線材
で前記ワイヤが形成されていることを特徴とする、請求
項1または2に記載の半導体装置。3. The wire according to claim 1, wherein the wire is formed of a wire having a diameter such that the natural frequency of the wire is different from the vibration frequency of the capillary. Semiconductor device.
リの加振周波数と異なる周波数となるような全長で前記
ワイヤが形成されていることを特徴とする、請求項1ま
たは2に記載の半導体装置。4. The semiconductor device according to claim 1, wherein the wire is formed with a full length such that the natural frequency of the wire is a frequency different from the vibration frequency of the capillary. .
リの加振周波数と異なる周波数となるようなループ形状
で前記ワイヤが形成されていることを特徴とする、請求
項1または2に記載の半導体装置。5. The semiconductor according to claim 1, wherein the wire is formed in a loop shape such that the natural frequency of the wire is a frequency different from the vibration frequency of the capillary. apparatus.
間の前記ギャップが、前記ワイヤの固有振動数が前記キ
ャピラリの加振周波数と異なる周波数となるような長さ
に形成されていることを特徴とする、請求項1または2
に記載の半導体装置。6. The gap between the lead pin and the semiconductor chip is formed to have a length such that the natural frequency of the wire is different from the vibration frequency of the capillary. Claim 1 or 2
The semiconductor device according to.
ピラリの加振周波数と異なる周波数となるような形状に
前記リードピンが形成されていることを特徴とする、請
求項1または2に記載の半導体装置。7. The semiconductor device according to claim 1, wherein the lead pin is formed in a shape such that the natural frequency of the lead pin is different from the vibration frequency of the capillary. .
ピラリの加振周波数と異なる周波数となるような板厚で
前記リードピンが形成されていることを特徴とする、請
求項1または2に記載の半導体装置。8. The semiconductor device according to claim 1, wherein the lead pin is formed with a plate thickness such that the natural frequency of the lead pin becomes a frequency different from the vibration frequency of the capillary. apparatus.
置を、前記リードピンの付け根の延長線上に位置付けた
ことを特徴とする、請求項1または2に記載の半導体装
置。9. The semiconductor device according to claim 1, wherein a bonding position of the wire to the lead pin is located on an extension line of a root of the lead pin.
体チップの一辺に沿って配置された複数の電極の各々と
前記半導体チップの前記一辺にギャップを介して配置さ
れた複数のリードピンの各々とをワイヤにより電気的に
接続するためのワイヤボンディング装置であって、 すべての前記ワイヤにおいて、前記キャピラリの加振方
向と前記ワイヤの延びる方向とのなす角度が、前記ワイ
ヤと前記リードピンとの接続部分のステッチの形状が前
記ワイヤの延びる方向に対して対称となるような角度で
あり、 前記キャピラリの加振周波数が、前記ワイヤの固有振動
数とは異なる周波数に設定されている、ワイヤボンディ
ング装置。10. Ultrasonic vibration by a capillary is used to separate each of a plurality of electrodes arranged along one side of a semiconductor chip and each of a plurality of lead pins arranged on the one side of the semiconductor chip with a gap therebetween. A wire bonding apparatus for electrically connecting with a wire, wherein in all of the wires, an angle formed by a vibrating direction of the capillaries and a extending direction of the wire is in a connecting portion between the wire and the lead pin. The wire bonding apparatus, wherein the stitch shape is an angle symmetrical with respect to the extending direction of the wire, and the excitation frequency of the capillary is set to a frequency different from the natural frequency of the wire.
リードピンの固有振動数とは異なる周波数に設定されて
いることを特徴とする、請求項10に記載のワイヤボン
ディング装置。11. The wire bonding apparatus according to claim 10, wherein the vibration frequency of the capillary is set to a frequency different from the natural frequency of the lead pin.
フレームを固定する力を付与するためのフレーム押さえ
を備え、 前記フレーム押さえの押さえ窓取付け部には、肉抜きが
形成されていないことを特徴とする、請求項10または
11に記載のワイヤボンディング装置。12. A frame retainer for imparting a force for fixing a lead frame at the time of joining by the capillary is provided, and a retainer window mounting portion of the frame retainer is not formed with lightening. The wire bonding apparatus according to claim 10.
フレームを直接固定するための押え窓を備え、 前記押さえ窓の前記リードフレームと対向する位置に
は、肉抜きが形成されていないことを特徴とする、請求
項10〜12のいずれかに記載のワイヤボンディング装
置。13. A holding window for directly fixing a lead frame at the time of joining by the capillary is provided, and a lightening is not formed at a position of the holding window facing the lead frame. The wire bonding apparatus according to claim 10.
かつ前記押さえ窓をリードフレーム側に付勢する板ばね
を備え、 前記板ばねが前記押さえ窓を付勢する点を、前記押さえ
窓が前記リードピンと接する面上に形成したことを特徴
とする、請求項10〜13のいずれかに記載のワイヤボ
ンディング装置。14. Attached to the frame retainer,
And a leaf spring for urging the pressing window toward the lead frame side, wherein the leaf spring urges the pressing window, the pressing window is formed on a surface in contact with the lead pin, The wire bonding apparatus according to claim 10.
フレームを搭載するためのプラテンを備え、 前記プラテンは前記リードピンの先端部と対向する位置
に切欠き部を有していることを特徴とする、請求項10
〜14のいずれかに記載のワイヤボンディング装置。15. A platen for mounting a lead frame at the time of joining by the capillary is provided, and the platen has a cutout portion at a position facing a tip portion of the lead pin. 10
15. The wire bonding apparatus according to any one of 14 to 14.
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JP2002146004A JP2003338520A (en) | 2002-05-21 | 2002-05-21 | Semiconductor device and wire bonding apparatus |
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Country | Link |
---|---|
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009071046A (en) * | 2007-09-13 | 2009-04-02 | Nec Electronics Corp | Semiconductor device and manufacturing method thereof, and wire bonding method |
JP2010032510A (en) * | 2008-07-21 | 2010-02-12 | Robert Bosch Gmbh | Casing for semiconductor component |
JP2012015202A (en) * | 2010-06-29 | 2012-01-19 | On Semiconductor Trading Ltd | Semiconductor device, and method of manufacturing the same |
US10416527B2 (en) | 2017-03-23 | 2019-09-17 | Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. | Optical modulator |
US10571722B2 (en) | 2017-06-27 | 2020-02-25 | Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. | Optical modulator and optical transmission apparatus having same |
US10698288B2 (en) | 2017-01-31 | 2020-06-30 | Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. | Optical modulator |
-
2002
- 2002-05-21 JP JP2002146004A patent/JP2003338520A/en active Pending
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JP2012015202A (en) * | 2010-06-29 | 2012-01-19 | On Semiconductor Trading Ltd | Semiconductor device, and method of manufacturing the same |
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