JP2004319921A - ワイヤボンディング方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】ダイのエッジとのクリアランスを十分に確保でき、また積層されたダイの多層ワイヤループ上で隣接するワイヤループにショートすることなく形成できると共に、ワイヤの腰が強くて変形しにくい。
【解決手段】第１ボンディング点Ａにワイヤ３を接続する工程と、キャピラリ５を少し上昇させ、続いて第１のリバース動作を行う工程と、キャピラリ５を上昇させ、続いて第２のリバース動作を行う工程と、キャピラリ５を上昇させ、続いて第３のリバース動作を行う工程と、クランパが閉じ、キャピラリ５を第２ボンディング点Ｋの反対の方向に水平移動させる工程と、クランパが開き、キャピラリ５を第２ボンディング点Ｋの方向に水平移動する工程と、キャピラリ５を第１ボンディング点Ａのほぼ上方まで上昇させてワイヤ３を繰り出し、第２ボンディング点Ｋに接続する工程とを行う。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、第１ボンディング点と第２ボンディング点との間をワイヤで接続するワイヤボンディング方法に係り、特にワイヤループ形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置の小型化、軽量化、高性能の要求に応じるものに、複数個のダイ（半導体チップ）を積層させたスタックドパッケージがある。スタックドパッケージは、複数個のダイを積層させているので、積層されたダイの高さが必然的に高くなる。このようなスタックドパッケージにおけるダイのバンプ電極と回路基板の配線間をワイヤで接続して多層ワイヤループを形成するワイヤボンディング方法として次の２つの方法が知られている。
【０００３】
第１の方法は、ダイのバンプ電極を第１ボンディング点としてワイヤの先端に形成されたボールをボンディングし、ワイヤを回路基板の配線の方向にルーピングして該配線を第２ボンディング点としてワイヤをボンディングする。第２の方法は、予めダイのバンプ電極上にバンプを形成しておき、回路基板の配線を第１ボンディング点としてワイヤの先端に形成されたボールをボンディングし、ワイヤをダイのバンプ電極の方向にルーピングしてバンプ電極上のバンプを第２ボンディング点としてワイヤをボンディングする。（例えば特許文献１及び２参照）
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−２０４７２０公報
【特許文献２】
特開２０００−３０７０５７公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ダイのバンプ電極を第１ボンディング点とし、回路基板の配線を第２ボンディング点とする第１の方法は、バンプ電極よりワイヤが立ち上がるので、ダイのエッジにワイヤが接触しにくい。回路基板の配線を第１ボンディング点とし、ダイのバンプ電極を第２ボンディング点とする第２の方法は、バンプ電極に対してワイヤが斜めに接続されるので、ダイのエッジにワイヤが接触し易くなる。しかし、多層ワイヤループ形成においては、生産性の向上及び半導体装置の小型化等により第１の方法と第２の方法を組み合わせた方法又は第２の方法のみを採用することが行われている。
【０００６】
上記従来技術の前記第２の方法は、多層ワイヤループを単に連続した曲線形状に形成したのみであるので、特に配線（第１ボンディング点）とバンプ電極（第２ボンディング点）との平面距離（上面から見た平面的距離）が例えば０．３ｍｍ程度で、かつ積層されたダイの高さ（配線からバンプ電極までの高さ）が例えば１．０ｍｍ程度の場合には、ダイのエッジに接触し易いという問題があった。またワイヤループは隣接するワイヤループとの接触を避けるために膨らませており、また膨らませない場合も単なる連続した曲線であるので、ワイヤの腰が弱く、後工程の樹脂封止によって多層ワイヤループが変形するという問題があった。
【０００７】
本発明の課題は、ダイのエッジとのクリアランスを十分に確保でき、また積層されたダイの多層ワイヤループ上で隣接するワイヤループにショートすることなく形成できると共に、ワイヤの腰が強くて変形しにくいワイヤボンディング方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明の第１の手段は、第１ボンディング点と第２ボンディング点との間をワイヤで接続するワイヤボンディング方法において、
第１ボンディング点にワイヤを接続する工程と、
次にキャピラリを少し上昇させ、続いて第２ボンディング点と反対方向に僅かに移動させる第１のリバース動作を行う工程と、
次にキャピラリを上昇させ、続いて第２ボンディング点と反対方向に移動させる第２のリバース動作を行う工程と、
次にキャピラリを上昇させ、続いて第２ボンディング点と反対方向で斜め下方に移動させる第３のリバース動作を行う工程と、
次にクランパが閉じ、キャピラリを第２ボンディング点の反対の方向に水平移動させる工程と、
次にクランパが開き、キャピラリを第２ボンディング点の方向に僅かに戻して水平移動する工程と、
次にキャピラリを第１ボンディング点のほぼ上方まで上昇させてワイヤを繰り出し、第２ボンディング点の方向に移動させてワイヤを第２ボンディング点に接続する工程とを行うことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明のワイヤボンディング方法を図１及び図２により説明する。図２に示すように、セラミック基板やプリント基板等又はリードフレームよりなる回路基板１上には、積層されて厚さの厚いダイ２がマウントされている。本実施の形態は、回路基板１の配線又はリード等の第１ボンディング点Ａに第１ボンディングを行い、ダイ２の第２ボンディング点Ｋに第２ボンディングを行って第１ボンディング点Ａと第２ボンディング点Ｋ間をワイヤ３により電気的に接続する。４はバンプを示し、ワイヤ３を接続する前に予め公知のワイヤボンディング方法によってダイ２のバンプ電極上に形成されている。
【００１０】
まず、図１（ａ）に示すように、ワイヤ３をクランプするクランパ（図示せず）は開状態で、キャピラリ５が下降して第１ボンディング点Ａにワイヤ先端に形成されたボールをボンディングした後、キャピラリ５はＢ点まで上昇してワイヤ３を繰り出す。次に図１（ｂ）に示すように、キャピラリ５を第２ボンディング点Ｋと反対方向のＣ点まで水平移動させる第１のリバース動作を行う。この図１（ａ）から（ｂ）の工程により、ワイヤ３の部分に屈折部６１が付けられる。またＡ点からＣ点までの工程で繰り出されたワイヤ３は、図２に示すネック高さ部７１となる。
【００１１】
次に図１（ｃ）に示すように、キャピラリ５はＤ点まで上昇してワイヤ３を繰り出す。その後、図１（ｄ）に示すように、キャピラリ５を再び第２ボンディング点Ｋと反対方向のＥ点まで水平移動させる第２のリバース動作を行う。この図１（ｃ）から（ｄ）の工程により、ワイヤ３の部分に屈折部６２が付けられる。またＣ点からＥ点までの工程で繰り出されたワイヤ３は、図２に示すほぼ垂直に伸びた垂直ワイヤ部７２となる。
【００１２】
次に図１（ｅ）に示すように、キャピラリ５はダイ２より高いＦ点まで上昇してワイヤ３を繰り出す。その後、図１（ｆ）に示すように、キャピラリ５を第２ボンディング点Ｋと反対方向でかつ斜め下方のＧ点まで移動させる第３のリバース動作を行う。ここで、キャピラリ５を斜め下方に移動させるのは、後記する屈折部６３に強い癖を付けることにある。
【００１３】
前記Ｇ点でクランパは閉じ、図１（ｇ）に示すように、キャピラリ５は再び第２ボンディング点Ｋの反対の方向のＨ点まで水平移動する。この図１（ｅ）から（ｇ）の工程により、ワイヤ３の部分に屈折部６３が付けられる。またＥ点からＧ点までの工程で繰り出されたワイヤ３は、図２に示す上昇傾斜部７３となる。このように、Ｇ点からＨ点まではクランパは閉じて水平移動するので、この動作によって屈折部６２と屈折部６３間の上昇傾斜部７３は膨らむことがなく強い屈折部６３が付き、また屈折部６３の位置が安定すると共に、形状保持力が高いワイヤループ形状が形成される。
【００１４】
次に前記Ｈ点でクランパは開き、図１（ｈ）に示すように、キャピラリ５はＧ点とＨ点のほぼ中間のＩ点まで第２ボンディング点Ｋの方向に水平移動する。このようにキャピラリ５をＨ点よりＩ点まで戻すのは、前記したように強い屈折部６３が形成されているので、キャピラリ５をＨ点より上昇させてワイヤ３を繰り出すと、屈折部６３がキャピラリ５の下端のホールエッジ部に引っ掛かってワイヤ３が正常に繰り出されない虞がある。前記した戻し工程を行うと、屈折部６３がキャピラリ５の下端のホールエッジ部より離れる。
【００１５】
次に図１（ｉ）に示すように、キャピラリ５は第１ボンディング点Ａのほぼ上方のＪ点まで上昇して図２に示す下降傾斜部７４分だけワイヤ３を繰り出す。その後は従来と同様に、クランパ（図示せず）は閉じ、図２に示すように、キャピラリ５は円弧運動又は円弧運動後に下降して第２ボンディング点Ｋに位置し、ワイヤ３をバンプ４上に第２ボンディングする。なお、Ｊ点から第２ボンディング点Ｋまでの動作は、本発明の要旨と直接関係はないので、前記した円弧動作を行わせても、またはその他の種々の動作を行わせても良いことは言うまでもない。
【００１６】
このように、第１ボンディング点Ａよりほぼ垂直に立ち上がった垂直ワイヤ部７２が形成され、また上昇傾斜部７３と下降傾斜部７４とで山形形状に形成され、かつ第２ボンディング点Ｋ直前の屈折部６３は、前記した方法によって強い屈折に形成されているので、ダイ２のエッジとのクリアランスを確保でき、ダイ２エッジショートを回避できる。またワイヤ３の腰が強く形成されるので、多層ワイヤループにおいても隣接するワイヤループとの干渉を防止できると共に、樹脂封止等の外力によってワイヤループが変形しにくい。本実施の形態は、特に第１ボンディング点Ａと第２ボンディング点Ｋとの平面距離（上面から見た平面的距離）が短く、かつ第１ボンディング点Ａから第２ボンディング点Ｋまでの高さが高い場合には効果的である。
【００１７】
【発明の効果】
本発明は、第１ボンディング点にワイヤを接続する工程と、次にキャピラリを少し上昇させ、続いて第２ボンディング点と反対方向に僅かに移動させる第１のリバース動作を行う工程と、次にキャピラリを上昇させ、続いて第２ボンディング点と反対方向に移動させる第２のリバース動作を行う工程と、次にキャピラリを上昇させ、続いて第２ボンディング点と反対方向で斜め下方にに移動させる第３のリバース動作を行う工程と、次にクランパが閉じ、キャピラリを第２ボンディング点の反対の方向に水平移動させる工程と、次にクランパが開き、キャピラリを第２ボンディング点の方向に僅かに戻して水平移動する工程と、次にキャピラリを第１ボンディング点のほぼ上方まで上昇させてワイヤを繰り出し、第２ボンディング点の方向に移動させてワイヤを第２ボンディング点に接続する工程とを行うので、ダイのエッジとのクリアランスを十分に確保でき、また積層されたダイの多層ワイヤループ上で隣接するワイヤループにショートすることなく形成できると共に、ワイヤの腰が強くて変形しにくい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明ワイヤボンディング方法の一実施の形態を示す工程図である。
【図２】図１の工程で得られたワイヤループ形状の一例を示す正面図である。
【符号の説明】
Ａ 第１ボンディング点
Ｋ 第２ボンディング点
１ 回路基板
２ ダイ
３ ワイヤ
４ バンプ
５ キャピラリ
６１、６２、６３ 屈折部
７１ ネック高さ部
７２ 垂直ワイヤ部
７３ 上昇傾斜部
７４ 下降傾斜部

Claims (1)

  1. 第１ボンディング点と第２ボンディング点との間をワイヤで接続するワイヤボンディング方法において、
    第１ボンディング点にワイヤを接続する工程と、
    次にキャピラリを少し上昇させ、続いて第２ボンディング点と反対方向に僅かに移動させる第１のリバース動作を行う工程と、
    次にキャピラリを上昇させ、続いて第２ボンディング点と反対方向に移動させる第２のリバース動作を行う工程と、
    次にキャピラリを上昇させ、続いて第２ボンディング点と反対方向で斜め下方に移動させる第３のリバース動作を行う工程と、
    次にクランパが閉じ、キャピラリを第２ボンディング点の反対の方向に水平移動させる工程と、
    次にクランパが開き、キャピラリを第２ボンディング点の方向に僅かに戻して水平移動する工程と、
    次にキャピラリを第１ボンディング点のほぼ上方まで上昇させてワイヤを繰り出し、第２ボンディング点の方向に移動させてワイヤを第２ボンディング点に接続する工程とを行うことを特徴とするワイヤボンディング方法。
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