JP2004311644A - ウェッジボンディング方法 - Google Patents

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wire
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stud bump
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Susumu Baba
進 馬場
Sueyuki Arimura
季幸 有村
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Sony Corp
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Abstract

【課題】ウェッジボンディングの接合品質を向上させることができるウェッジボンディング方法を提供する。
【解決手段】ウェッジボンディング方法において、ボンディングワイヤ４がリード電極１に形成されたスタッドバンプ２に接しつつボンディングキャピラリ３に荷重及び超音波振動をかけながらワイヤリング方向に移動する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はウェッジボンディング方法に関する。詳しくは、ボンディングキャピラリにより荷重及び超音波振動を加えることによってボンディングワイヤを接合するウェッジボンディング方法に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＣチップをリードフレームにマウントしただけではＩＣチップと外部との電気信号のやり取りができないために、半導体装置の製造工程においては、ＩＣチップの表面周辺部に配置されたボンディングパッドとリードフレーム側のリード電極を一つずつ金細線等のボンディングワイヤで電気的に接続するワイヤボンディングを行っている。
【０００３】
以下、図面を用いて従来のワイヤボンディング方法について説明する。
図３は従来のワイヤボンディング方法を説明するための模式的な図であり、従来のワイヤボンディング方法では、先ず、ボンディングキャピラリ１０１に形成された挿通孔に挿通されたボンディングワイヤ１０２の先端部を電気トーチで加熱を行い、図３（ａ）で示す様に、ボール１０３を形成し、次に図３（ｂ）で示す様に、ボンディングキャピラリによってボールをＩＣチップ１０４に押し付けてボンディングワイヤとＩＣチップを接合するボールボンディングを行う。
【０００４】
ボールボンディングを終えると、ボンディングワイヤをワイヤクランプ（図示せず）から開放した状態で図３（ｃ）で示す様に、ボンディングキャピラリをリード電極１０５側へ移動し、続いて、図３（ｄ）で示す様に、超音波信号を与えると共にボンディングキャピラリをリード電極に設けられた、ボールボンディングを行う前に形成され、ボンディングキャピラリの先端部の形状が転写された形状であるスタッドバンプ１０６（図３には図示せず）に押し付けることによってボンディングワイヤとスタッドバンプとを接合するウェッジボンディングを行う。
【０００５】
ウェッジボンディングを終えると、図３（ｅ）で示す様に、次のボンディングに必要なボンディングワイヤがボンディングキャピラリの先端部から出た状態となるまでボンディングキャピラリを上方に移動し、所定のボンディングワイヤがボンディングキャピラリの先端部から出た状態で再びワイヤクランプでボンディングワイヤを掴む。
【０００６】
続いて、ワイヤクランプでボンディングワイヤを掴んだ状態でボンディングキャピラリを上方に移動し、図３（ｆ）で示す様に、ウェッジボンディングを行ったボンディングワイヤを切断するテールカットを行う。
【０００７】
ここで、従来、図４（ａ）で示す様にスタッドバンプと同座標上にボンディングキャピラリを押し付けたり、図４（ｂ）で示す様にボンディングキャピラリによりボンディングワイヤが押し付けられる領域がスタッドバンプの中央部となる様にボンディングキャピラリを押し付けたりしてウェッジボンディングが行われていた（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−１７０８３８号公報 （第２−４頁、第５図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者の方法、即ち、スタッドバンプと同座標上にボンディングキャピラリを押し付ける方法では、接合部がボンディングキャピラリの寸法やスタッドバンプの径に大きく依存して制約的になってしまうと共に、接合面積が小さく、破断を生じる恐れがあるという不具合があった。また、後者の方法、即ち、ボンディングキャピラリによりボンディングワイヤが押し付けられる位置がスタッドバンプの中央部となる様にボンディングキャピラリを押し付ける方法では、ウェッジボンディングの際にスタッドバンプの凸部が完全に押し潰されることが無いという点を考慮すると、接合面積はスタッドバンプの凸部の先端部の面積に依存することとなり、接合形状や接合面積等が不安定になるという不具合がある。
【００１０】
本発明は上記の点に鑑みて創案されたものであって、ウェッジボンディングの接合品質を向上させることができるウェッジボンディング方法を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明に係るウェッジボンディング方法では、ボンディングキャピラリにより荷重及び超音波振動を加えることによってボンディングワイヤを接合するウェッジボンディング方法において、前記ボンディングワイヤが接合面に接しつつ前記ボンディングキャピラリに前記荷重及び超音波振動をかけながらワイヤリング方向に移動する。
【００１２】
ここで、ボンディングワイヤが接合面に接しつつボンディングキャピラリに荷重及び超音波振動をかけながらワイヤリング方向に移動することによって、ボンディングワイヤと接合面との接合強度の向上を図ることができる。
【００１３】
また、本発明に係るウェッジボンディング方法では、ボンディングキャピラリにより荷重及び超音波振動を加えることによってボンディングワイヤを接合するウェッジボンディング方法において、前記ボンディングワイヤが接合面に形成されたバンプに接しつつ前記ボンディングキャピラリに前記荷重及び超音波振動をかけながらワイヤリング方向に移動する。
【００１４】
ここで、ボンディングワイヤが接合面に形成されたバンプに接しつつボンディングキャピラリに荷重及び超音波振動をかけながらワイヤリング方向に移動することによって、ボンディングワイヤとバンプが形成された接合面との接合強度の向上を図ることができる。
【００１５】
また、本発明に係るウェッジボンディング方法では、ボンディングキャピラリにより荷重及び超音波振動を加えることによってボンディングワイヤを接合するウェッジボンディング方法において、前記ボンディングワイヤが接合面に形成されたスタッドバンプに接しつつ前記ボンディングキャピラリに前記荷重及び超音波振動をかけながらワイヤリング方向に移動する。
【００１６】
ここで、ボンディングワイヤが接合面に形成されたスタッドバンプに接しつつボンディングキャピラリに荷重及び超音波振動をかけながらワイヤリング方向に移動することによって、ボンディングワイヤとスタッドバンプが形成された接合面との接合強度の向上を図ることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明し、本発明の理解に供する。
【００１８】
図１は本発明を適用したウェッジボンディング方法の一例を説明するための模式的な断面図であり、本発明を適用したウェッジボンディング方法の一例では、先ず、図１（ａ）で示す様に、リード電極１に設けられたスタッドバンプ２の中央部からワイヤリング方向、即ち、ボールボンディングを終えた後にウェッジボンディングを行うべくボンディングキャピラリ３が移動する方向と同方向にスタッドバンプの径の１／３〜１／４の距離だけボールボンディングを行ったＩＣチップとは逆側にずれた位置にボンディングキャピラリの降下位置を設定する。
【００１９】
ここで、ボンディングキャピラリの降下位置は、ボンディングキャピラリによりボンディングワイヤ４が押し付けられる領域である図１中符号ａで示す領域がより広くスタッドバンプ上に位置することができるのであれば、必ずしもスタッドバンプの中央部からワイヤリング方向にスタッドバンプの径の１／３〜１／４の距離だけＩＣチップとは逆側にずれた位置である必要は無い。但し、ボンディングキャピラリによりボンディングワイヤが押し付けられる領域がスタッドバンプの中央部よりもワイヤリング方向にずれた位置にボンディングキャピラリを降下させると、上記したボンディングキャピラリによりボンディングワイヤが押し付けられる領域がスタッドバンプの中央部となる様にボンディングキャピラリを押し付けてウェッジボンディングを行う場合と同様に、接合形状や接合面積等が不安定となってしまうために、ボンディングキャピラリによりボンディングワイヤが押し付けられる領域がスタッドバンプの中央部よりもワイヤリング方向とは逆側にずれた位置にボンディングキャピラリの降下位置を設定する必要がある。
【００２０】
次に、図１（ｂ）で示す様に、ボンディングワイヤがスタッドバンプと接するまでボンディングキャピラリの降下を行い、ボンディングワイヤがスタッドバンプと接した後に接合に必要な超音波エネルギー及び荷重エネルギーを印加する。
【００２１】
続いて、図１（ｃ）で示す様に、超音波エネルギー及び荷重エネルギーを印加した状態でワイヤリング方向にボンディングキャピラリの移動を行うことによってウェッジボンディングを行う。
【００２２】
上記した本発明を適用したウェッジボンディング方法の一例では、ボンディングキャピラリをワイヤリング方向に移動することによってボンディングワイヤのスタッドバンプへの接合面積を広げることができ、接合強度の向上を図ることができる。即ち、ボンディングキャピラリの移動を行わない従来のウェッジボンディング方法では、図１中符号ｂで示すボンディングキャピラリの先端部のみでボンディングワイヤを押し潰すために、図２（ａ）で示す様に、図２中符号ｃで示す、図２中符号ｄで示すスタッドバンプの形成領域の周辺領域のみでボンディングワイヤとスタッドバンプとが接合しているのに対して、ボンディングキャピラリの移動を行うことによって、ボンディングキャピラリの先端部のみならず図１中符号ｅで示すボンディングキャピラリに形成された挿通孔の内壁においてもボンディングワイヤを押し潰すために、図２（ｂ）で示す様に、スタッドバンプの形成領域の周辺領域のみならず、スタッドバンプの形成領域上の多くの領域においてもボンディングワイヤとスタッドバンプとが接合することができ、接合強度の向上を図ることができる。特に、ＩＣチップの特性上、２００℃〜３００℃といった高温下でのウェッジボンディングを行うことができず、接合強度の向上を図り難い常温下でウェッジボンディングを行う場合に有効である。
【００２３】
更に、ボンディングワイヤとスタッドバンプとの接合面積がボンディングキャピラリの先端部の形状やスタッドバンプの径等に依存することが無いために、ファインピッチであるＩＣチップのワイヤボンディングに対しても有効である。
【００２４】
なお、上記した本発明を適用したウェッジボンディング方法の一例では、ウェッジボンディングを行うリード電極上にスタッドバンプが形成された場合を例に挙げて説明を行ったが、リード電極上にスタッドバンプが形成されずにリード電極に直接ボンディングワイヤを接合する場合であっても、ボンディングキャピラリをワイヤリング方向に移動することによってリード電極とボンディングワイヤとの接合強度の向上を図ることができると共に、ファインピッチであるＩＣチップのワイヤボンディングに対しても有効である。
【００２５】
【発明の効果】
以上述べてきた如く、本発明のウェッジボンディング方法では、接合品質の向上を図ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したウェッジボンディング方法の一例を説明するための模式的な断面図である。
【図２】ボンディングワイヤとスタッドバンプとの接合状態を説明するための模式的な図である。
【図３】従来のワイヤボンディング方法を説明するための模式的な図である。
【図４】従来のスタッドバンプに対するウェッジボンディング位置を説明するための模式的な断面図である。
【符号の説明】
１ リード電極
２ スタッドバンプ
３ ボンディングキャピラリ
４ ボンディングワイヤ

Claims (4)

  1. ボンディングキャピラリにより荷重及び超音波振動を加えることによってボンディングワイヤを接合するウェッジボンディング方法において、
    前記ボンディングワイヤが接合面に接しつつ前記ボンディングキャピラリに前記荷重及び超音波振動をかけながらワイヤリング方向に移動する
    ことを特徴とするウェッジボンディング方法。
  2. ボンディングキャピラリにより荷重及び超音波振動を加えることによってボンディングワイヤを接合するウェッジボンディング方法において、
    前記ボンディングワイヤが接合面に形成されたバンプに接しつつ前記ボンディングキャピラリに前記荷重及び超音波振動をかけながらワイヤリング方向に移動する
    ことを特徴とするウェッジボンディング方法。
  3. ボンディングキャピラリにより荷重及び超音波振動を加えることによってボンディングワイヤを接合するウェッジボンディング方法において、
    前記ボンディングワイヤが接合面に形成されたスタッドバンプに接しつつ前記ボンディングキャピラリに前記荷重及び超音波振動をかけながらワイヤリング方向に移動する
    ことを特徴とするウェッジボンディング方法。
  4. 前記スタッドバンプの中心部から所定距離だけワイヤリング方向にずれた位置で前記ボンディングワイヤが前記スタッドバンプに接する
    ことを特徴とする請求項３に記載のウェッジボンディング方法。
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