JP2009503822A - System and method for assembling packaged integrated circuits using insulated wire bonds - Google Patents

System and method for assembling packaged integrated circuits using insulated wire bonds Download PDF

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bonding wire
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bonding
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ソン,ヨウン−キュー
グオ,ヨン−チアン
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ムナー,ホワン,フロレンシオ
スネル,ジェイムズ
クー,ワイ.,シー.
アンダーソン,ラッセル
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Abstract

装置および方法が、ICパッケージ化工程において裸ボンディングワイヤを絶縁ボンディングワイヤと置き換えることの影響の低減を提供する。詳細には、組立工程に必要とされる変更を限定し、それによって、現在の組立プロセスのより速くより安価な転換を可能にするための方法および装置が提示される。  The apparatus and method provide a reduced impact of replacing bare bond wires with insulated bond wires in an IC packaging process. In particular, methods and apparatus are presented to limit the changes required in the assembly process, thereby enabling a faster and cheaper transformation of the current assembly process.

Description

本発明は、概して、集積回路を組み立てるためのシステムおよび方法に関し、特に、組立に用いられるワイヤボンドが絶縁被覆によって保護されている場合に集積回路を組み立てるためのシステムに関する。   The present invention relates generally to systems and methods for assembling integrated circuits, and more particularly to systems for assembling integrated circuits where the wire bonds used in the assembly are protected by an insulating coating.

小型化は、現代の電子デバイスの特徴である。集積回路(IC)では非常に多くの小型化が行われており、集積回路は、例えばさまざまな公知の技術によってシリコンウエハ上に作成される。ICは、一般的に、高密度に詰め込まれた電子回路を含み、あらゆる知的電子デバイスの心臓部に位置しており、その機能へアクセスできるようにするため、外界に接続されなければならない。   Miniaturization is a feature of modern electronic devices. Integrated circuits (ICs) have become very small in size, and integrated circuits are created on silicon wafers by various known techniques, for example. ICs typically contain densely packed electronic circuits, located at the heart of any intelligent electronic device, and must be connected to the outside world to gain access to their functions.

一方、ICは、典型的に、一つの完成された電子式デバイスを作るため、他のデバイスに接続される必要がある。例えば、ICは、直接あるいは回路基板を介して、他のICまたは他の電子部品に接続されることが必要となる場合がある。例えば、ワイヤで接合されたデバイスにおいて、ICには、ボンディングパッドを備える入力ポートおよび出力ポートが設けられる。ボンディングパッドにより、ワイヤがポートに接続または接合されて、機能的なデバイスを作ることが容易になる。   On the other hand, ICs typically need to be connected to other devices to make one complete electronic device. For example, the IC may need to be connected to other ICs or other electronic components, either directly or via a circuit board. For example, in a device bonded with a wire, an IC is provided with an input port and an output port including bonding pads. Bonding pads make it easy to connect or bond wires to ports to make functional devices.

ところが、ICは非常に小さくて壊れやすいので、製造工程中にICを直接操作するのがあまりに困難であることが多い。そのため、ICはパッケージICへと加工され、それによって、パッケージ化されていないICを製造工程で用いることに伴う問題を低減する。   However, since ICs are very small and fragile, it is often too difficult to directly manipulate the IC during the manufacturing process. Thus, the IC is processed into a packaged IC, thereby reducing problems associated with using unpackaged ICs in the manufacturing process.

有機プラスチックカプセル化モジュールの標準的なパッケージ工程を、以下に説明する。いくつかのICが、典型的には単一のシリコンウエハ上に作られる。そして、ICがウエハから切り取られ、またはさいの目に切り出されて、個々のICとなるが、これらは「ダイ」とも呼ばれる。各ダイは、ボンディング基板に取り付けられる。一般に、製造工程の効率を改善するため、多数のダイが単一のボンディング基板に取り付けられる。このICと基板との結合体は、次のステップであるワイヤボンディングを妨げかねない異質物による汚染または酸化物を除去するため、プラズマで洗浄される。   The standard packaging process for an organic plastic encapsulation module is described below. Several ICs are typically made on a single silicon wafer. The ICs are then cut from the wafer or diced into individual ICs, which are also called “dies”. Each die is attached to a bonding substrate. In general, multiple dies are attached to a single bonding substrate to improve the efficiency of the manufacturing process. The IC / substrate combination is cleaned with plasma to remove foreign contaminants or oxides that could interfere with the next step, wire bonding.

ワイヤボンディングでは、導電性の細い裸線を取って、その裸線をICの接続パッドから基板の接続パッドへと溶接により結合する。ICが取り付けられる基板は、いくつかのボンドパッドを含む。ボンドパッドは、ボンドフィンガまたはリードフィンガと呼ばれることがある。ボンドフィンガは、典型的には、基板の外側の縁のまわりに配置され、短絡を防ぐため、互いに電気的に絶縁される。ワイヤボンディング工程は、基板のボンドフィンガを対応するICボンドパッドへ、裸の金ボンディングワイヤを介して電気的に接続する。ボンドフィンガは、典型的には、基板に沿って(典型的には金属または半田ボールの接続部である)リードまたはパッドへ配線される。そして、リードまたはパッドは、電気的なデバイスを完成させるために、必要に応じて他の部品へ電気的に接続されてよい。   In wire bonding, a thin conductive bare wire is taken, and the bare wire is bonded from the connection pad of the IC to the connection pad of the substrate by welding. The substrate to which the IC is attached includes several bond pads. Bond pads are sometimes referred to as bond fingers or lead fingers. Bond fingers are typically placed around the outer edge of the substrate and are electrically isolated from one another to prevent short circuits. The wire bonding process electrically connects the bond fingers of the substrate to corresponding IC bond pads via bare gold bonding wires. Bond fingers are typically routed along the substrate to leads or pads (typically metal or solder ball connections). The leads or pads may then be electrically connected to other components as needed to complete the electrical device.

ワイヤで接合されたICと基板との結合体は、たいていの場合、成形段階あるいはカプセル化の前に再びプラズマで洗浄される。この洗浄の主な目的は、次の段階が始まる前に異質物による汚染を除去することである。   The wire bonded IC and substrate combination is often cleaned again with plasma prior to the molding step or encapsulation. The main purpose of this cleaning is to remove foreign contamination before the next stage begins.

成形段階では、ワイヤで接合されたICと基板との結合体を環境から物理的に遮蔽するため、フィラー入りの高分子材料が高圧で射出されて、ワイヤとICとを保護用のエポキシ誘電体で包み込む。先のプラズマ洗浄段階は、成形用エポキシの基板への接着を強め、成形用エポキシは、IC全体と、すべてのボンディングワイヤと、基板の対応部分とを覆う。そして、組立品全体が硬化させられる。   In the molding stage, in order to physically shield the combination of the IC and the substrate bonded with the wire from the environment, a polymer material containing a filler is injected at a high pressure to protect the wire and the IC with an epoxy dielectric. Wrap it in. The previous plasma cleaning step strengthens the adhesion of the molding epoxy to the substrate, and the molding epoxy covers the entire IC, all bonding wires, and corresponding portions of the substrate. The entire assembly is then cured.

包み込みが行われると、例えば半田ボールなどのリードまたは導線が基板に取り付けられる。基板が、多くのデバイスが細片状に並んだ形状である場合は、次に基板が個々の部品へと切断される。これらが、所望のパッケージICである。   When the wrapping is performed, for example, a lead or a conductive wire such as a solder ball is attached to the substrate. If the substrate has a shape in which many devices are arranged in strips, the substrate is then cut into individual parts. These are the desired package ICs.

上で概説したプロセスは、アドバンスト・パッケージング2001年3月号の、パトリック・マッキニーによる「From dicing to packing: Examining the packaging process」に詳しく説明されている。このプロセスは、特定用途向け集積回路(ASIC)、マイクロプロセッサユニット(MPU)、デジタルシグナルプロセッサ(DSP)等といった、価格性能比を重視する種類のICに典型的である。パッケージ構成としては、ボールグリッドアレイ(BGA)、クワッドフラットパック(QFP)、チップスケールパッケージ(CSP)等が提供されており、これらが、パッケージICの基本的な物理的形状、大きさ、および様式を規定する。   The process outlined above is described in detail in “From Dicking to Packing: Exposing the Packing Process” by Patrick McKinney in the March 2001 issue of Advanced Packaging. This process is typical for a class of ICs that value price / performance, such as application specific integrated circuits (ASICs), microprocessor units (MPUs), digital signal processors (DSPs), and the like. As package configurations, ball grid array (BGA), quad flat pack (QFP), chip scale package (CSP), etc. are provided, which are the basic physical shape, size and style of the package IC. Is specified.

この種のワイヤボンディングに用いられるワイヤは、典型的には裸である。したがって、ICのパッケージ化およびボンディングパッドは、短絡を起こさずにワイヤが配置され得るほどの十分な間隙によって、ICの入力および出力を分離させている。しかしながら、裸線を使用すると、ワイヤ間の比較的大きな間隔が必要とされるので、ボンドワイヤのパターンに制約が生じる。そのような大きな間隙が必要になると、小型化が阻害されて、不必要に回路経路が長くなり、組み立てられたデバイスの速さと効率を低下させてしまう。   The wires used for this type of wire bonding are typically bare. Thus, IC packaging and bonding pads separate the IC input and output by a gap sufficient to allow the wires to be placed without causing a short circuit. However, the use of bare wire limits the bond wire pattern because a relatively large spacing between the wires is required. When such large gaps are required, miniaturization is hampered, circuit paths become unnecessarily long, and the speed and efficiency of the assembled device is reduced.

したがって、絶縁ボンディングワイヤを標準的なパッケージ工程に導入することが望まれる。マイクロエレクトロニクスにおいては、絶縁ボンディングワイヤの使用が長い間、求められてきた。電気的な短絡の危険を冒さずにボンドワイヤを互いに直接、物理的に接触するよう配置できれば、入出力の接続部の増加に始まり、改良された性能、大きさ、製品化までの時間に至るまで、ICパッケージ設計に新しい融通性がもたらされる。   Therefore, it is desirable to introduce an insulating bonding wire into a standard packaging process. In microelectronics, the use of insulated bonding wires has long been sought. If bond wires can be placed in direct physical contact with each other without risking an electrical short circuit, starting with an increase in input / output connections, improved performance, size, and time to market. Until now, new flexibility is provided in IC package design.

そのため、最近になって、裸線の代わりに絶縁ワイヤを用いることが提案されてきている。例えば、2001年1月23日にマンテギーに対して付与された「SiO2 Wire Bond Insulation in Semiconductor Assemblies」という名称の米国特許第6,177,726号は、裸線のワイヤボンディング後の絶縁を含むプロセスについて記載している。しかし、ワイヤボンディング中はワイヤが裸なので、電気的な短絡を防ぐためワイヤどうしを離しておかなければならない。したがって、この解決法は、絶縁ワイヤを用いることの可能性を限定してしまう。   Therefore, recently, it has been proposed to use an insulated wire instead of a bare wire. For example, US Pat. No. 6,177,726, entitled “SiO2 Wire Bond Insulation in Semiconductor Assemblies” granted to Mantegie on January 23, 2001, describes a process that includes insulation after bare wire wire bonding. Is described. However, since the wires are bare during wire bonding, the wires must be separated to prevent electrical shorts. This solution thus limits the possibility of using insulated wires.

そこで、最大の融通性を実現するためには、「あらかじめ絶縁された」ボンディングワイヤを使用できることがより一層望ましい。木村に対して付与された「Resin Coated Bonding Wire, Method of Manufacturing the Same, and Semiconductor Device」という名称の米国特許第5,396,104号、およびオットーに対して付与された「Ball Bonding of Aluminum Bonding Wire」という名称の米国特許第4,860, 941号は、絶縁ボンディングワイヤについて記載している。   Therefore, it is even more desirable to be able to use “pre-insulated” bonding wires to achieve maximum flexibility. US Patent No. 5,396,104 entitled “Resin Coated Bonding Wire, Method of Manufacturing the Same, and Semiconductor Device” granted to Kimura, and “Ball Bon ing” U.S. Pat. No. 4,860,941 entitled "Wire" describes an insulating bonding wire.

上に例示したような絶縁ボンディングワイヤによって、2点間接続の融通性を最高度に可能になり、高密度な「チップ上」の相互接続から複雑なチップ間の組立に至るまでの構成が可能になる。しかしながら、絶縁ボンディングワイヤがパッケージIC組立工程に導入されると、支障が生じる。パッケージIC組立工程はかなり確立されたものであるため、絶縁被覆線あるいは絶縁ワイヤを用いる際に組立工程に要求される変更を、限定することが望ましい。   Insulated bonding wires as illustrated above maximize the flexibility of point-to-point connections, allowing configurations ranging from high-density “on-chip” interconnections to complex chip-to-chip assembly. become. However, when the insulating bonding wire is introduced into the package IC assembly process, a trouble occurs. Since the package IC assembly process is well established, it is desirable to limit the changes required in the assembly process when using insulated wires or wires.

したがって、上記不都合の少なくともいくつかを未然に防ぎ、または緩和することが、本発明の目的である。   Accordingly, it is an object of the present invention to obviate or mitigate at least some of the above disadvantages.

本発明は、ICパッケージ工程において裸ボンディングワイヤを絶縁ボンディングワイヤで置き換えることの影響を低減することを試みるものである。そのため、組立工程に要求される変更を限定するためにいくつかの方法が提示され、それによって、現在の組立工程をより速くより安価に転換可能にする。   The present invention attempts to reduce the impact of replacing bare bond wires with insulated bond wires in the IC package process. As such, several methods are presented to limit the changes required in the assembly process, thereby making the current assembly process faster and cheaper to convert.

本発明の一態様により、絶縁被覆を有するボンディングワイヤを用いて集積回路と基板との結合体(integrated circuit/substrate combination)を組み立てて集積回路パッケージにするためのプロセス工程が提供され、そのプロセス工程は、プラズマを用いてICと基板との結合体を洗浄するステップと、絶縁ボンディングワイヤを用い、接合されるワイヤのパターンのそれぞれの態様を3次元で制御して、ICと基板との結合体をワイヤで接合するステップと、絶縁ボンディングワイヤの被覆に対して最小限度だけ影響を及ぼしつつ汚染を除去するように構成された、パワーを減らされたプラズマ洗浄装置を用いて、ワイヤを付けられたICと基板との結合体を洗浄するステップと、ワイヤで接合されたICと基板との結合体を最適化された速度でエポキシで包み込むように構成された成形工具(molding tool)を用いてワイヤで接合されたICと基板との結合体を成形し、それにより絶縁ボンディングワイヤに対する損傷を限定するステップと、ワイヤで接合されたICと基板とを環境への直接的な曝露から保護するパッケージICを提供するために、エポキシを硬化させるステップとを有する。   According to one aspect of the present invention, there is provided a process step for assembling an integrated circuit / substrate combination into an integrated circuit package using a bonding wire having an insulating coating. Uses a plasma to clean a combination of an IC and a substrate, and uses an insulating bonding wire to control each aspect of a pattern of wires to be bonded in a three-dimensional manner. Wire-attached using a reduced-power plasma cleaning device configured to remove contamination while minimally affecting the coating of the insulated bonding wire Cleaning the combination of the IC and the substrate, and the bonding of the IC and the substrate bonded with the wire at an optimized speed. Forming a wire-bonded IC and substrate combination using a molding tool configured to wrap with xy, thereby limiting damage to the insulating bonding wire; Curing the epoxy to provide a packaged IC that protects the integrated IC and substrate from direct exposure to the environment.

本発明のさらなる態様により、ボンディングワイヤを用いて集積回路(IC)を基板にステッチボンディングで接合する方法が提供される。ボンディングワイヤは、一端においてICに接合されており、この方法は、高さ5ミル(約127μm)以下のツール変化点(ツール変曲点、Tool Inflection Point)を設定するステップと、基板上の接合部位において接合を効果的に生成するために、設定されたツール変化点を用いるステップとを有する。   According to a further aspect of the present invention, a method is provided for bonding an integrated circuit (IC) to a substrate by stitch bonding using a bonding wire. The bonding wire is bonded to the IC at one end, and this method includes a step of setting a tool change point (Tool Inflection Point) having a height of 5 mils (about 127 μm) or less, and bonding on the substrate. Using a set tool change point to effectively create a bond at the site.

本発明のさらなる態様により、ボールステッチボンディング機にて絶縁被覆を有するボンディングワイヤを用いてICを基板にボールステッチボンディングで接合する方法が提供され、その方法は、絶縁ボンディングワイヤの自由端にアークを発生させるステップであって、ボンディングワイヤがフリーエアボールを生成するように絶縁被覆を裂けさせるステップと、IC上のボンドパッドにおいてボール接合を生成するステップと、ワイヤを曲げてループ形状を形成するためにキャピラリを用いるステップと、接合を生成するために低いツール変化点(TIP)を用いて基板上のボンドフィンガにおいてステッチ接合を生成し、それによってICと基板との間に電気的な接続を生成するステップとを有する。   According to a further aspect of the present invention, there is provided a method of bonding an IC to a substrate by ball stitch bonding using a bonding wire having an insulating coating in a ball stitch bonding machine, the method comprising: arcing a free end of the insulating bonding wire. Creating a loop shape by bending the wire, forming a ball bond at a bond pad on the IC, and breaking the insulation coating so that the bonding wire produces a free air ball. Use a capillary to create a stitched bond in a bond finger on the substrate using a low tool change point (TIP) to create the bond, thereby creating an electrical connection between the IC and the substrate A step of performing.

本発明のさらなる態様により、ワイヤを接合部位へ効果的に接合する方法が提供され、その方法は、接合を生成するために接合部位に第1回目の打撃を加えるステップと、所定の高さへ退くステップと、接合部位に第2回目の打撃を加えるステップとを有する。   According to a further aspect of the present invention, a method is provided for effectively bonding a wire to a bonding site, the method comprising applying a first strike to the bonding site to produce a bond, and to a predetermined height. A step of retracting, and a step of applying a second hit to the joint site.

本発明のさらなる態様により、パッケージ集積回路(IC)が提供され、パッケージICは基板に取り付けられたICを備え、ICはボンディングワイヤを介して基板と電気的に接続されており、ボンディングワイヤは一端においてICに接合され、他端において基板に接合されており、接合のうちの少なくとも1つは、2回の打撃を行うステッチ接合を含む。   According to a further aspect of the present invention, a package integrated circuit (IC) is provided, the package IC comprising an IC attached to a substrate, the IC being electrically connected to the substrate via a bonding wire, the bonding wire being one end And the other end is bonded to the substrate, and at least one of the bonds includes a stitch bond that performs two strikes.

本発明のさらなる態様により、絶縁ボンディングワイヤの被覆に対して最小限度だけ影響を及ぼしつつ、絶縁ボンディングワイヤを用いてワイヤで接合された集積回路と基板との結合体から汚染を除去する洗浄装置を構成する方法が提供され、その方法は、試験基板と絶縁ボンディングワイヤ試料とを試験するために、あらかじめ定められた設定を用いるステップと、洗浄装置が基板の汚染を効果的に洗浄するのに十分なほど高いパワー構成に設定されていることを決定するために、試験基板を分析するステップと、洗浄装置が絶縁ボンディングワイヤから最小限度の被覆を除去するのに十分なほど低いパワー構成に設定されていることを決定するために、絶縁ボンディングワイヤ試料を分析するステップと、上記の両ステップを満足する少なくとも1つの設定を決定するために、変更された設定を用いて試験を反復して繰り返すステップとを有する。   In accordance with a further aspect of the present invention, there is provided a cleaning apparatus that removes contamination from a combination of an integrated circuit and a substrate bonded with a wire using an insulating bonding wire while minimally affecting the covering of the insulating bonding wire. A method of configuring is provided, the method using a predetermined setting to test the test substrate and the insulating bonding wire sample, and sufficient for the cleaning apparatus to effectively clean the substrate contamination. Analyze the test substrate to determine that it is set to such a high power configuration, and the cleaning device is set to a low power configuration sufficient to remove a minimum amount of coating from the insulating bond wires. To analyze the insulated bonding wire sample and to satisfy both of the above steps. To determine the Kutomo one setting, and a step of iteratively repeating the test using the changed settings.

本発明のさらなる態様により、絶縁ワイヤを成形工具と適合(両立)するように構成する方法が提供され、絶縁ワイヤはICと基板との間にワイヤで接合され、後に高分子材料に覆われるワイヤであり、その方法は、ワイヤのループ高さを限定するステップであって、それにより高分子材料の流れによるワイヤの引張りを最小化するステップと、成形工程によって物理的損傷を受けやすい領域および幾何学的構成において交差個所が生じるのを避けるステップとを有する。   According to a further aspect of the present invention, there is provided a method for configuring an insulated wire to be compatible with a forming tool, wherein the insulated wire is bonded with a wire between the IC and the substrate and later covered with a polymeric material. The method includes the steps of limiting the loop height of the wire, thereby minimizing the pulling of the wire due to the flow of the polymeric material, and the areas and geometries that are susceptible to physical damage by the molding process. And avoiding the occurrence of crossing points in the geometric configuration.

本発明のさらなる態様により、集積回路(IC)と基板との結合体が提供され、ICと基板とは、それらの間に接合された絶縁ボンディングワイヤを介して電気的に接続されており、絶縁ボンディングワイヤが、ワイヤの限定されたループ高さと、後続の成形工程中に物理的損傷を受けやすい領域において交差個所が生じるのを避ける幾何学的構成とを有することにより、絶縁ボンディングワイヤが成形工具と適合(両立)できるように構成される。   In accordance with a further aspect of the present invention, an integrated circuit (IC) and substrate combination is provided, wherein the IC and the substrate are electrically connected via an insulating bonding wire bonded therebetween and insulated. The bonding wire has a limited loop height of the wire and a geometric configuration that avoids crossing points in areas that are susceptible to physical damage during the subsequent forming process, thereby allowing the insulating bonding wire to form a tool. It is configured to be compatible (compatible) with.

本発明のさらなる態様により、絶縁ボンディングワイヤの被覆に対する損傷を限定しつつ絶縁ボンディングワイヤを用いてワイヤで接合されたICと基板との結合体を成形材料で包み込む成形工具を構成する方法が提供され、その方法は、流れの壁が確立されるまで初期に最低流量で成型材料を挿入するステップと、流れの壁が確立されると、エポキシの挿入速度を増大した流量まで増大するステップとを有し、成形工程の継続時間は、ICと基板との結合体を空隙なく完全に覆うのに十分であるが、成形材料のゲル化時間よりも短くなっている。   According to a further aspect of the present invention, there is provided a method of constructing a molding tool that wraps a combination of an IC and a substrate bonded by a wire using an insulating bonding wire with a molding material while limiting damage to the coating of the insulating bonding wire. The method comprises initially inserting a molding material at a minimum flow rate until a flow wall is established, and once the flow wall is established, increasing an epoxy insertion rate to an increased flow rate. However, the duration of the molding process is sufficient to completely cover the combined body of the IC and the substrate without gaps, but is shorter than the gelation time of the molding material.

本発明のさらなる態様により、絶縁ボンディングワイヤの絶縁破壊点を試験するための試験器を作るための部品を含む試験キットが提供され、試験キットは、試験器を支持するための基部と、1対の導電性の棒であって、棒の一方は、電源の陽極へ電気的に接続され、棒の他方は、電源の陰極へ電気的に接続されており、あらかじめ定められた距離だけ離れて配置される1対の導電性の棒と、試験される絶縁ボンディングワイヤを、絶縁ボンディングワイヤが導電性の棒のそれぞれと接触するように支持するためのスライドと、1対の導電棒を基部へ接続するための第1の接続手段と、絶縁ボンディングワイヤをスライドへ接続するための第2の接続手段とを備える。   According to a further aspect of the present invention, there is provided a test kit including parts for making a tester for testing the breakdown point of an insulating bonding wire, the test kit comprising a base for supporting the tester, a pair A conductive rod of which one of the rods is electrically connected to the anode of the power source and the other of the rods is electrically connected to the cathode of the power source and is spaced apart by a predetermined distance A pair of conductive bars to be tested, a slide for supporting the insulated bonding wire to be tested so that the insulating bonding wire contacts each of the conductive bars, and a pair of conductive bars to the base First connecting means for connecting the insulating bonding wire to the slide, and second connecting means for connecting the insulating bonding wire to the slide.

ここから、以下の図面を参照して、単なる一例として、本発明の実施の形態を説明する。
図1は、ワイヤボンディング工程の動作を説明するフローチャートである。
図2は、ボール接合を生成するためのワイヤボンダの図である。
図3aは、ステッチ接合(先行技術)の標準的なTIPを説明する図である。
図3bは、本発明によるステッチ接合のキャピラリを説明する図である。
図4は、第2の接合で想定され得るLF2位置を説明する図である。
図5は、単一列構成を採用するICのワイヤ密集度の改善を説明する概略図である。
図6は、多列構成を採用するICのワイヤ密集度の改善を説明する概略図である。
図7は、絶縁ワイヤのフリーエアボールの図である。
図8aは、絶縁破壊電圧を試験するための、組み立てられた試験キットの斜視図である。
図8bは、図8aで説明された、組み立てられたキットの、電気的な接続の概略図である。
図8cは、試験中に絶縁ワイヤを支持するための試験基板の斜視図である。
図9は、成形工具を説明するブロック図である。
図10は、成形工程中に敏感となるワイヤ領域を説明する図である。
図11aは、成形工程中に敏感となるワイヤ交差領域を説明する、接合されたICと基板との結合体の上面図である。
図11bは、成形工程中に敏感となるワイヤ交差領域を説明する、接合されたICと基板との結合体の側面図である。
図12は、図8aに示された試料試験器の代替となる試料試験器のブロック図である。
図13aは、プラズマ洗浄工程のパワーを減らすように構成されたマガジンを説明する図である。
図13bは、図13aの代替となる実施の形態を説明する図である。
図14aは、図13aおよび図13bの代替となる実施の形態を説明する図である。
図14bは、図13aおよび図13bの代替となる実施の形態を説明する図である。
The embodiments of the present invention will now be described by way of example only with reference to the following drawings.
FIG. 1 is a flowchart for explaining the operation of the wire bonding process.
FIG. 2 is a diagram of a wire bonder for producing a ball joint.
FIG. 3a illustrates a standard TIP for stitch joining (prior art).
FIG. 3b illustrates a stitch bonded capillary according to the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating the LF2 position that can be assumed in the second bonding.
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating an improvement in wire density of an IC employing a single row configuration.
FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the improvement of the wire density of an IC adopting a multi-row configuration.
FIG. 7 is a diagram of a free air ball of insulated wires.
FIG. 8a is a perspective view of an assembled test kit for testing breakdown voltage.
FIG. 8b is a schematic diagram of the electrical connections of the assembled kit described in FIG. 8a.
FIG. 8c is a perspective view of a test substrate for supporting an insulated wire during testing.
FIG. 9 is a block diagram illustrating a forming tool.
FIG. 10 is a diagram illustrating wire regions that become sensitive during the molding process.
FIG. 11a is a top view of the bonded IC and substrate combination illustrating the wire crossing region that becomes sensitive during the molding process.
FIG. 11b is a side view of the bonded IC and substrate combination illustrating the wire crossing region that becomes sensitive during the molding process.
FIG. 12 is a block diagram of a sample tester that is an alternative to the sample tester shown in FIG. 8a.
FIG. 13a illustrates a magazine configured to reduce the power of the plasma cleaning process.
FIG. 13b illustrates an alternative embodiment of FIG. 13a.
FIG. 14a illustrates an alternative embodiment to FIGS. 13a and 13b.
FIG. 14b illustrates an alternative embodiment to FIGS. 13a and 13b.

便宜のため、説明における同一の番号は、図における同一の構成を指すものとする。図1を参照すると、絶縁ボンディングワイヤを用いてパッケージICを提供するための工程を説明するフローチャートが、全体として番号100で示される。   For convenience, the same numbers in the description refer to the same configurations in the drawings. Referring to FIG. 1, a flow chart illustrating the process for providing a package IC using insulated bonding wires is indicated generally by the numeral 100.

ステップ102において、ICがウエハから切り取られ、あるいはさいの目に切り出されて、個々のICとなる。ステップ104において、ICは、ボンディング基板に取り付けられる。ステップ106において、ICと基板との結合体は、ワイヤボンディングに備えて洗浄される。洗浄は典型的にはプラズマを用いて実現されるが、当業者であれば、ICと基板との結合体を洗浄するのに他の方法を用いてよいことを認識するであろう。代替となる洗浄手法の例として、化学洗浄や、紫外線(UV)オゾンなどの方法がある。ステップ108において、絶縁金ボンディングワイヤを用いて、ICのボンディングパッドが基板のボンディングパッドに接続される。ステップ110において、接合されたICと基板との結合体は、再びプラズマ洗浄される。ステップ112において、成形工程中、ワイヤとICとを封入して環境から保護するために、それらをカプセル化して包み込むためにエポキシが射出される。そして、組立品全体が硬化させられる。ステップ114において、リードまたは導線が、典型的には半田ボールの形態で、基板に取り付けられる。ステップ116において、基板は、個々のパッケージICへと切断される。工程100についての以下の詳細な説明によって、絶縁ワイヤの使用を容易にするためになされた変更を明らかにする。   In step 102, the IC is cut from the wafer or diced into individual ICs. In step 104, the IC is attached to the bonding substrate. In step 106, the IC and substrate combination is cleaned in preparation for wire bonding. Cleaning is typically accomplished using a plasma, but those skilled in the art will recognize that other methods may be used to clean the IC / substrate combination. Examples of alternative cleaning techniques include chemical cleaning and ultraviolet (UV) ozone. In step 108, the IC bonding pads are connected to the substrate bonding pads using insulated gold bonding wires. In step 110, the bonded IC / substrate combination is again plasma cleaned. In step 112, during the molding process, epoxy is injected to encapsulate and encapsulate the wires and IC to encapsulate and protect them from the environment. The entire assembly is then cured. In step 114, leads or conductors are attached to the substrate, typically in the form of solder balls. In step 116, the substrate is cut into individual package ICs. The following detailed description of the process 100 will reveal changes made to facilitate the use of insulated wires.

ステップ102から106は、絶縁ワイヤをIC組立工程へ投入する前に起こるので、現状技術によって行われ得る。ステップ108において、絶縁ワイヤがICと基板との間に接合される。ワイヤボンディングには通常、2種類のワイヤボンダが用いられる。1つはボールボンダと呼ばれ、もう1つはウェッジボンダと呼ばれる。以下、ボールボンダを用いる絶縁ボンディングワイヤの適用について説明する。ボールボンダを用いるワイヤボンディングは、第1の接合とも呼ばれるボールボンディング工程と、第2の接合またはウェッジ接合とも呼ばれるステッチボンディング工程とを有する。ボールボンディングは通常、半導体のダイ上のボンドパッドにおいて行われ、ステッチボンディングは、基板上のリードフィンガにおいて行われる。本実施の形態では、ICのボンディングパッドへのワイヤボンディングは、自動ボールステッチワイヤボンディング法を用いて実現され、同方法は、例えばキューリック&ソファや、ASM、新川、カイジョー、ESECから提供される業界標準機器で利用できる。   Steps 102 through 106 occur prior to the introduction of the insulated wire into the IC assembly process and can therefore be performed according to the state of the art. In step 108, an insulated wire is bonded between the IC and the substrate. Two types of wire bonders are usually used for wire bonding. One is called a ball bonder and the other is called a wedge bonder. Hereinafter, application of an insulating bonding wire using a ball bonder will be described. Wire bonding using a ball bonder has a ball bonding process, also referred to as first bonding, and a stitch bonding process, also referred to as second bonding or wedge bonding. Ball bonding is typically performed at bond pads on a semiconductor die, and stitch bonding is performed at lead fingers on the substrate. In the present embodiment, wire bonding to the bonding pad of the IC is realized by using an automatic ball stitch wire bonding method, which is provided by, for example, a curric & sofa, ASM, Shinkawa, Kaijo, or ESEC. Available on industry standard equipment.

ボールステッチワイヤボンディング機の全体の動作について、以下に説明する。デバイスと基板との結合体は、定められた温度まで基板の下の加熱体で加熱される。絶縁ワイヤの自由端が火花放電させられ、フリーエアボール(FAB)を生成する。ワイヤボンディング機は、圧力と超音波振動とを高温で用いてFABをICの入出力パッドに接合するが、これは第1の接合、またはボール接合と呼ばれる。次に、ワイヤボンディング機は、基板の、対応するボンディングパッドまたはフィンガ上に位置する。ワイヤボンディング機は、圧力と超音波振動とを用いて絶縁ワイヤを基板に接合するが、これは第2の接合、またはステッチ接合と呼ばれ、次に絶縁ワイヤを切断し、このようにしてICと基板との間の電気的な接続、すなわちループを生成する。ワイヤの自由端からはフリーエアボールが再び生成され、それがIC上に位置付けられて、次のループが生成される。この工程は、所望のワイヤボンド接続がすべて完了するまで繰り返される。   The overall operation of the ball stitch wire bonding machine will be described below. The combined device and substrate is heated to a defined temperature with a heating body below the substrate. The free end of the insulated wire is sparked to generate a free air ball (FAB). The wire bonding machine uses pressure and ultrasonic vibration at a high temperature to bond the FAB to the input / output pad of the IC, which is called first bonding or ball bonding. The wire bonding machine is then located on the corresponding bonding pad or finger of the substrate. Wire bonding machines use pressure and ultrasonic vibration to bond an insulated wire to a substrate, which is called a second bond, or stitch bond, and then cuts the insulated wire, thus creating an IC Creates an electrical connection, i.e. a loop, between the circuit board and the substrate. A free air ball is again generated from the free end of the wire and positioned on the IC to generate the next loop. This process is repeated until all desired wire bond connections are completed.

図2を参照すると、第1の接合を生成するためのボールステッチボンディング機の例が、全体として番号200で示される。絶縁ボンドワイヤ201が、自由端204から離れたスプール202から延びているのが示されている。本実施の形態において、絶縁ボンドワイヤ201は、マイクロボンズ社のX−Wire(登録商標)であり、厚さ約0.1μmから0.5μmの絶縁材を有する。スプール202は、絶縁ワイヤ201の供給源として働く。また、中央の穴または管207を有する導電性または金属製のキャピラリ(capillary)206も示されており、中央の穴または管207を通して絶縁ワイヤ201が繰り出される。キャピラリ206は、ボールボンディングのためにボールを形成する間、ワイヤ保持具として働く。強度と、導電率と、製造容易性を有利に組み合わせられるようにキャピラリには多くの種類の素材が用いられてよいが、タングステンカーバイドのキャピラリが好ましい。   Referring to FIG. 2, an example of a ball stitch bonding machine for generating a first bond is indicated generally by the numeral 200. Insulated bond wire 201 is shown extending from spool 202 away from free end 204. In the present embodiment, the insulating bond wire 201 is X-Wire (registered trademark) manufactured by Micro Bonds, and has an insulating material having a thickness of about 0.1 μm to 0.5 μm. The spool 202 serves as a supply source for the insulated wire 201. Also shown is a conductive or metal capillary 206 having a central hole or tube 207 through which the insulated wire 201 is drawn. Capillary 206 serves as a wire holder while forming a ball for ball bonding. Many types of materials may be used for the capillaries so that strength, conductivity and manufacturability can be advantageously combined, but tungsten carbide capillaries are preferred.

ワイヤクランプ208が、ワイヤ201が接合される面210からある距離だけ離れて、キャピラリ206の上に配置される。電子式フレームオフ(EFO)ワンド(棒部:wand)212が、ワイヤ201の自由端204の近傍位置、キャピラリまたはワイヤ保持具のおよそ下方に示されている。超音波トランスデューサアーム214も示されており、超音波トランスデューサアーム214は、ワイヤの自由端に形成されたボールを基板に接合するのに十分な超音波と加圧のエネルギーを発生する。   A wire clamp 208 is placed on the capillary 206 at a distance from the surface 210 to which the wire 201 is joined. An electronic frame-off (EFO) wand 212 is shown near the free end 204 of the wire 201, approximately below the capillary or wire holder. An ultrasonic transducer arm 214 is also shown, which generates sufficient ultrasonic and pressurizing energy to bond a ball formed at the free end of the wire to the substrate.

上記のボールステッチボンディング装置の動作について、以下に簡単に説明する。絶縁ワイヤは、キャピラリ206の中央の穴を通され、ワイヤの自由端がキャピラリの端を超えるまで延ばされる。ワンド212は、電気エネルギーの電荷またはアークを、ワイヤ201に対して放出する。すると、このエネルギーはワイヤ201へ飛び、たとえワイヤが絶縁されていても、エネルギーが絶縁の電気的な破壊電位を超え、絶縁を破って接地させる。本実施の形態では、電気的に伝導性のあるキャピラリ228が接地(グランド)である。この工程において、ワイヤ201の自由端が溶け、絶縁が裂けて、好適なボールが形成される。絶縁ボンディングワイヤとともに用いるボールステッチボンダの詳細については、リンらによる「Wire Bonder for Ball Bonding Insulated Wire and Method of Using Same」という名称の、米国特許第6,896,170号に詳述されている。   The operation of the above ball stitch bonding apparatus will be briefly described below. The insulated wire is passed through the central hole of the capillary 206 and extended until the free end of the wire exceeds the end of the capillary. The wand 212 emits a charge or arc of electrical energy to the wire 201. Then, this energy jumps to the wire 201, and even if the wire is insulated, the energy exceeds the electrical breakdown potential of the insulation, breaking the insulation and grounding. In the present embodiment, the electrically conductive capillary 228 is grounded. In this step, the free end of the wire 201 is melted and the insulation is broken to form a suitable ball. Details of a ball stitch bonder for use with an insulating bonding wire are described in detail in US Pat. No. 6,896,170, entitled “Wire Bonder for Ball Bonding Insulated Wire and Method of Using Same” by Lin et al.

さらに、同じパラメータの下では、絶縁ワイヤのFABの大きさは、裸線のFABの大きさと異なるであろうことに留意すべきである。典型的には、絶縁ワイヤのFABの大きさは、裸線のFABの大きさよりも大きくなると予測される。下記の表1を参照して、マイクロボンズ社の提供による、裸線と絶縁ワイヤX−Wire(登録商標)との比較を、FABの大きさのさまざまなパラメータについて示す。これにより、当業者は、絶縁ワイヤが用いられる場合、FABの所望の大きさを得るためには、ボンディング機のパラメータを異なって設定する必要があり得ることを認識するであろう。
Furthermore, it should be noted that under the same parameters, the FAB size of the insulated wire will be different from the size of the bare wire FAB. Typically, the size of the insulated wire FAB is expected to be larger than the size of the bare wire FAB. Referring to Table 1 below, a comparison between bare wire and insulated wire X-Wire®, provided by Microbonds, is shown for various parameters of FAB size. Thus, those skilled in the art will recognize that if insulated wires are used, the bonding machine parameters may need to be set differently in order to obtain the desired size of the FAB.

第2の接合には、ツール変化点(TIP:Tool Inflection Point)、等速度運動(CV:Constant Velocity Motion)、超音波パワー、時間、力、温度、ループファクタ2(LF2:Loop Factor 2)、ループ形状の軌道と接触角、ステッチオプションなどといった関連する第2の接合のパラメータを含む、いくつかの考慮すべきパラメータがある。図3aを参照すると、先行技術に従って第2の接合を生成するための位置を説明する図が、全体として番号300で示される。IC302が基板304に取り付けられ、裸線306の自由端が、上述のようにして、すでにIC302へ接合されている。キャピラリ206のクランプは閉じられており、第2の接合を作るべく位置している。TIP308は、第2の接合を生成するための下向きの動きがCV設定へと減速する時点における、キャピラリ206と基板304との間の距離を表す。標準CVは、ワイヤ形成サイクル中の最高点であるワイヤループ形成が完了する点からの高速下降と比べると比較的低い。   The second joint includes Tool Inflection Point (TIP), Constant Velocity Motion (CV), ultrasonic power, time, force, temperature, Loop Factor 2 (LF2), There are several parameters to consider, including loop-shaped trajectories and contact angles, contact options, stitching options, and related secondary joint parameters. Referring to FIG. 3a, a diagram illustrating the location for generating the second junction according to the prior art is indicated generally by the number 300. FIG. IC 302 is attached to substrate 304 and the free end of bare wire 306 is already bonded to IC 302 as described above. The clamp of capillary 206 is closed and is positioned to make a second bond. TIP 308 represents the distance between the capillary 206 and the substrate 304 at which point the downward movement to create the second bond decelerates to the CV setting. Standard CV is relatively low compared to high speed descent from the point where wire loop formation is complete, which is the highest point in the wire forming cycle.

図3bを参照すると、本実施の形態に従って第2の接合を生成する例が、全体として番号350で示される。絶縁ワイヤ322の自由端は、IC302に接合されている。第2の接合を効果的に生成するためには、当技術分野の標準よりも低いTIPとより高いCVが用いられるべきであることが決定されている。したがって、本実施の形態においては、TIPは、標準的な実装のTIPのおよそ半分、CVは、標準的なCVのおよそ2倍である。低いTIPでの速度の急激な増加がより高い衝撃を引き起こすように決まっており、これはワイヤ322が絶縁被覆を備えることを考えると好ましいことである。具体的には、ワイヤのサイズに応じて、5ミル(約127μm)未満、より好ましくは2〜3ミル(約50.8〜約76.2μm)のTIPと、1.0〜2.5ミル/ミリ秒(約25.4〜約63.5μm/msec)のCVとが、必要な衝撃を与えることが分かっている。   Referring to FIG. 3b, an example of generating a second junction in accordance with this embodiment is indicated generally by the number 350. The free end of the insulated wire 322 is joined to the IC 302. It has been determined that a lower TIP and higher CV should be used than standard in the art to effectively generate the second junction. Therefore, in this embodiment, TIP is approximately half of the standard implementation TIP and CV is approximately twice the standard CV. A rapid increase in velocity at low TIP has been determined to cause a higher impact, which is preferable considering that the wire 322 is provided with an insulating coating. Specifically, depending on the size of the wire, a TIP of less than 5 mils, more preferably 2-3 mils (about 50.8 to about 76.2 μm), and 1.0-2.5 mils. Per millisecond (about 25.4 to about 63.5 μm / msec) has been found to provide the necessary impact.

したがって、第2の接合の強度は、絶縁ワイヤのための標準的な方法に比べて改良される。上記の工程は強い第2の接合を常に生み出した。具体的には、200ミル(約5.08mm)のワイヤ長さを有する、ASTM F72−95準拠の、ベリリウムで改質された4Nの金絶縁ワイヤを使用し、MIL−STD−883試験方法2011.7に準拠して中央部引っ張りを採用すると、絶縁ワイヤならびに上述のTIPおよびCVを用いることで、5gf(約49mN)から8gf(約78mN)の平均接合強さが得られる。   Thus, the strength of the second bond is improved compared to standard methods for insulated wires. The above process always produced a strong second bond. Specifically, MIL-STD-883 test method 2011 was used using 4N gold insulated wire modified with beryllium according to ASTM F72-95, having a wire length of 200 mils (about 5.08 mm). When the center tension is adopted according to .7, an average bonding strength of 5 gf (about 49 mN) to 8 gf (about 78 mN) can be obtained by using the insulated wire and the above-described TIP and CV.

図4を参照すると、想定され得るLF2位置の例が、全体として番号400で示される。LF2は、基板上のプログラムされた接合場所を基準として、TIPにおけるキャピラリの水平位置を規定するものであり、第2の接合を形成するための基板ボンディングフィンガへのCV下降という最後のステップの目標を定める。プログラムされた接合場所の直上にキャピラリがある場合は、LF2は0であると言われる。キャピラリがICとフィンガとの間にある場合は、LF2は正であると言われる。キャピラリが、ICから見てボンディングフィンガを超えている場合は、LF2は負であると言われる。ワイヤボンディングにおけるLF2の典型的な値は、ワイヤ間でたるみを低減するように正となっており、そうして短絡を防いでいる。しかし、本実施の形態は絶縁ワイヤを実装するので、隣接するワイヤどうしによる短絡はそれほど懸念とはならない。さらに、成形工程112に関連して説明するように、隣接するワイヤ間におけるある程度のたるみは、成形中の短絡の発生を防ぐ場合がある。よって、本実施の形態は、第2の接合を生成する際に負のLF2を利用できる。   Referring to FIG. 4, an example of a possible LF2 position is indicated generally by the number 400. LF2 defines the horizontal position of the capillary at the TIP with respect to the programmed bond location on the substrate, and is the goal of the last step of CV drop to the substrate bonding finger to form the second bond Determine. If there is a capillary just above the programmed joint location, LF2 is said to be zero. If the capillary is between the IC and the finger, LF2 is said to be positive. If the capillary exceeds the bonding finger as seen from the IC, LF2 is said to be negative. Typical values for LF2 in wire bonding are positive to reduce sagging between wires, thus preventing short circuits. However, since an insulated wire is mounted in this embodiment, a short circuit between adjacent wires is not a concern. Further, as will be described in connection with the forming step 112, some degree of sagging between adjacent wires may prevent the occurrence of short circuits during forming. Therefore, this embodiment can use negative LF2 when generating the second junction.

先述したように、EFOから与えられるエネルギーは、絶縁の電気的な破壊電位を超える。したがって、上述したワイヤボンディング工程が、(IC側の接続のための)ボール形成の間にワイヤの被覆を「焼き切る」一方で、残りのワイヤの被覆をできるだけ多く維持する、という能力を有することが分かる。本実施の形態において、絶縁被覆は、第2の接合の首まで、そして第1の接合のボールの上側まで、維持される。   As described above, the energy given from the EFO exceeds the electrical breakdown potential of the insulation. Thus, the wire bonding process described above has the ability to “burn out” the wire coating during ball formation (for IC side connections) while maintaining as much of the remaining wire coating as possible. I understand. In this embodiment, the insulation coating is maintained up to the neck of the second joint and up to the upper side of the ball of the first joint.

上記のボンディング工程により、想定され得るさまざまな形態での絶縁ワイヤの接合が容易になる。絶縁ワイヤが最小限の絶縁の低下だけでICと基板との間に接合され得るので、ワイヤの形態を、先行技術と比べて、より密集した複雑なものとすることができる。   The bonding process described above facilitates bonding of insulated wires in various forms that can be envisaged. Since the insulated wire can be bonded between the IC and the substrate with only minimal degradation of insulation, the wire configuration can be more dense and complex than the prior art.

例として、図5を参照して、IC外周の単位長さ当たりのボンディングワイヤの密集度が改良されている様子を説明する概略図を示す。最近の実験によると、ワイヤどうしの間隔を0.4μmまで近づけられることが分かった。ワイヤが絶縁されているので、互いに接触したとしても心配がほとんどない。このような密集度の改良によって、ICが他の部品に対して提供できる入出力ポートの数が増えて、電子部品をさらに小型化する助けとなり得る。   As an example, referring to FIG. 5, a schematic diagram illustrating how the density of bonding wires per unit length of the outer periphery of the IC is improved is shown. According to recent experiments, it was found that the distance between the wires can be reduced to 0.4 μm. Since the wires are insulated, there is little concern if they come into contact with each other. Such improvements in density can help increase the number of input / output ports that an IC can provide to other components, further miniaturizing electronic components.

図6を参照すると、入出力ポートの列をもはやIC外周に沿って置くことに限定しないで入出力ポートの列の数を増やすことにより、利用できる入出力ポートの数をさらに増やすことができる。ワイヤが絶縁されているので、このようなレイアウトを用いても短絡を生じる危険が大いに低下している。   Referring to FIG. 6, the number of input / output ports that can be used can be further increased by increasing the number of input / output port rows without being limited to placing the input / output port rows along the outer periphery of the IC. Because the wires are insulated, the risk of short circuiting is greatly reduced using such a layout.

さらに、図5および図6の両方で説明されたレイアウトについては、短絡を生じる危険をほとんど冒さずにワイヤを互いに物理的に接触させることができるので、さらに複雑な接続が可能である。これにより、チップ設計者にとって、想定できる回路レイアウトが大いに広がる。   Furthermore, the layout described in both FIG. 5 and FIG. 6 allows for more complex connections since the wires can be brought into physical contact with each other with little risk of a short circuit. This greatly expands the circuit layout that can be assumed for the chip designer.

上記のワイヤボンディングでは、ワイヤが金系の金属または銅系の金属のボンドワイヤで構成されることが好ましい。本実施の形態では、金系の金属のボンドワイヤが用いられる。さらに、ボンドワイヤは、直径0.005インチ(約127μm)以下であることが好ましい。さらには、ワイヤの直径は、0.002インチ(約50.8μm)未満であることがより好ましく、0.001インチ(約25.4μm)未満が最も好ましい。しかしながら、当業者は、具体的な実装の際の必要に応じてボンドワイヤの直径が異なってよいことを認識するであろう。   In the wire bonding described above, it is preferable that the wire is composed of a gold-based metal or a copper-based metal bond wire. In this embodiment, a gold-based metal bond wire is used. Furthermore, the bond wire is preferably 0.005 inches (about 127 μm) or less in diameter. Furthermore, the diameter of the wire is more preferably less than 0.002 inch (about 50.8 μm), and most preferably less than 0.001 inch (about 25.4 μm). However, those skilled in the art will recognize that the diameter of the bond wire may vary depending on the needs of the particular implementation.

図7を参照して、上記のように、絶縁ワイヤの場合のフリーエアボールの図を示す。本実施の形態では、絶縁被覆と金属面とは、EFOによるフリーエアボール形成において十分な接着力を示す。図から明らかになるように、絶縁被覆はボール上に存在しており、「スイカの縞」によって表されている。これから、ボールボンディング中にアークを飛ばされると、絶縁が裂けることが分かる。   Referring to FIG. 7, a diagram of a free air ball in the case of an insulated wire as described above is shown. In the present embodiment, the insulating coating and the metal surface exhibit a sufficient adhesive force in forming a free air ball by EFO. As can be seen from the figure, the insulation coating is present on the balls and is represented by “watermelon stripes”. From this it can be seen that the insulation breaks when the arc is blown during ball bonding.

本実施の形態では、ICを基板と電気的に接続するのにボールステッチ接合を用いることを説明しているが、当業者は、ウェッジボンダを用いるウェッジ・ウェッジ・ボンディングを含む他のボンディング方法を本発明が包含することを認識するであろう。   Although this embodiment describes the use of ball stitch bonding to electrically connect an IC to a substrate, those skilled in the art will recognize other bonding methods including wedge wedge bonding using a wedge bonder. It will be appreciated that the invention encompasses.

代替となる実施の形態では、ステッチ接合を改良するために、2回打撃ステッチ技法が実行される。先に説明したように、通常のステッチボンディング工程においては、ボンディングワイヤと基板のボンディングパッドとの間に接合を生成するために、ボンディングツールつまりボンディングキャピラリを介して、超音波パワーおよび力が高温で加えられる。ボンディングキャピラリは、超音波パワーおよび力を加える前に、着地して基板のリードフィンガと接触を保つ必要がある。ワイヤの接合強度は、組立工程および信頼性試験を乗り切るのに必要な業界仕様を満たすのに十分なほど高くなければならない。   In an alternative embodiment, a double hit stitch technique is performed to improve the stitch joint. As explained above, in a normal stitch bonding process, ultrasonic power and force are applied at high temperatures through a bonding tool or bonding capillary to create a bond between the bonding wire and the substrate bonding pad. Added. The bonding capillary must land and remain in contact with the substrate lead fingers before applying ultrasonic power and force. The bond strength of the wire must be high enough to meet the industry specifications required to survive the assembly process and reliability testing.

絶縁ワイヤでは、ボンディング中にワイヤボンダが絶縁被覆を割る必要がある。ステッチボンディング工程において2回打撃を行って、被覆を割るのを助けて金属をボンディングのために露出させ、魚尾状の割れまたは剥がれの傾向を改良することは、有益なことである。2回打撃ステッチ技法を用いると、以下に説明するように、ループ形成工程を除くステッチボンディング工程が、同じ接合部位において2度繰り返される。ステッチ接合の第1の打撃が行われた後、プログラムされた高さまでボンディングキャピラリが持ち上げられ、もう1回の打撃、つまり第2の打撃が、同じ接合部位において行われる。それぞれの着地において、超音波パワーおよび力が加えられる。本実施の形態では、プログラムされた高さは、第2の打撃の前に絶縁ワイヤを切断するのに十分である。しかし、そうである必要はないと予想される。   For insulated wires, the wire bonder needs to break the insulation coating during bonding. It is beneficial to perform two strikes in the stitch bonding process to help break the coating, expose the metal for bonding, and improve the tendency of fishtail cracks or flaking. Using the double strike stitch technique, the stitch bonding process, excluding the loop forming process, is repeated twice at the same joint site, as described below. After the first strike of the stitch joint is made, the bonding capillary is raised to the programmed height and another strike, the second strike, is made at the same joint site. At each landing, ultrasonic power and force are applied. In the present embodiment, the programmed height is sufficient to cut the insulated wire before the second strike. However, it is not expected to be so.

ステッチボンディング工程は同じ接合部位で繰り返されるが、ステッチ接合の第1の打撃からの接合ずらし(オフセット)が適用され得る。正の接合ずらし設定は、ステッチ接合の第2の打撃をボール接合の方へずらし、負の接合ずらし設定は、ステッチ接合の第2の打撃をボール接合から離れる方へずらす。   The stitch bonding process is repeated at the same joint site, but a joint offset from the first strike of the stitch joint can be applied. A positive bond offset setting shifts the second hit of the stitch joint toward the ball bond, and a negative bond offset setting shifts the second hit of the stitch bond away from the ball bond.

ワイヤボンディング108が完了すると、プロセスはステップ110のプラズマ洗浄へと続く。前述したように、プラズマ洗浄110の目的は、ICと基板との結合体から、想定され得る汚染を除去することであり、想定され得る汚染は、成形材料の接着に影響を及ぼす可能性のある、吸収された汚染物質の類、および空気中を伝達された汚染物質の類を含む。したがって、このステップ110は、成形工程112がワイヤボンディング108の後すぐに実行される場合は、必要ではないかもしれない。しかし、成形工程112は、典型的には、別の施設において、あるいは同じ施設の別の区域において、ボンディング108とは別々に実行されるため、これらのステップの間に相当の時間が経過する可能性が高い。したがって、ワイヤボンディング後のプラズマ洗浄110は、本組立プロセスの典型的なステップとなっている。   When wire bonding 108 is complete, the process continues to plasma cleaning in step 110. As described above, the purpose of the plasma cleaning 110 is to remove possible contamination from the IC / substrate combination, which may affect the adhesion of the molding material. , Absorbed contaminants, and airborne contaminants. Therefore, this step 110 may not be necessary if the molding process 112 is performed immediately after the wire bonding 108. However, since the molding process 112 is typically performed separately from the bonding 108 at another facility or in another area of the same facility, a considerable amount of time may elapse between these steps. High nature. Therefore, plasma cleaning 110 after wire bonding is a typical step of the assembly process.

しかしながら、プラズマ洗浄110は、絶縁ワイヤから絶縁の一部を意図せず除去してしまうことにより絶縁ワイヤの効果を低下させ、それにより裸線を短絡の可能性にさらしてしまうことがあり得る。これは、交差する形態を含めて、絶縁ワイヤがしばしば極めて接近した形態で配置されるため、特に当てはまることである。   However, plasma cleaning 110 may reduce the effectiveness of the insulated wire by unintentionally removing a portion of the insulation from the insulated wire, thereby exposing the bare wire to the possibility of a short circuit. This is especially true because insulated wires are often placed in a very close configuration, including intersecting configurations.

したがって、プラズマ洗浄ステップ110は、ワイヤ間の導電を防ぐために、絶縁に対する損傷を限定するよう修正される。具体的には、プラズマの洗浄特性が依然として効果的でありながら絶縁ワイヤの被覆に対する影響を最小にするよう、プラズマのパワーが減らされる。さらに、洗浄工程110のためのプラズマの典型的な選択は、アルゴン(Ar)、およびアルゴンと酸素との混合気体を含む。後者が裸線に好適である一方、本実施の形態には前者を用いるのが好ましいが、これは、酸素は絶縁ワイヤの被覆材料と反応して、その効果をさらに限定してしまう場合があるからである。例えば、酸素は、耐湿性、延性、絶縁破壊などといった被覆の特質に影響を与える場合がある。両者ともに一般に用いられているので、アルゴンを選択することによるプラズマ洗浄工程110の実装に対する影響は、ほとんどない。   Accordingly, the plasma cleaning step 110 is modified to limit damage to the insulation to prevent conduction between the wires. Specifically, the plasma power is reduced so as to minimize the effect on the insulation wire coating while the plasma cleaning properties are still effective. Further, typical choices of plasma for the cleaning step 110 include argon (Ar) and a mixed gas of argon and oxygen. While the latter is suitable for bare wire, it is preferable to use the former for this embodiment, but this may limit the effect of oxygen reacting with the insulating wire coating material. Because. For example, oxygen can affect coating characteristics such as moisture resistance, ductility, dielectric breakdown, and the like. Since both are generally used, there is almost no influence on the mounting of the plasma cleaning step 110 by selecting argon.

しかしながら、プラズマ洗浄ステップ110に用いられるプラズマ洗浄機にはいくつかの異なる種類があることを当業者は認識するであろう。さらに、異なる施設にある同じプラズマ洗浄装置の動作は、異なる環境条件やプラズマ洗浄装置の物理的状態のために、相違する場合がある。したがって、各プラズマ洗浄装置のパワーは、評価キットを用いて別々に設定される。   However, those skilled in the art will recognize that there are several different types of plasma cleaners used in the plasma cleaning step 110. Furthermore, the operation of the same plasma cleaning apparatus in different facilities may differ due to different environmental conditions and the physical state of the plasma cleaning apparatus. Therefore, the power of each plasma cleaning apparatus is set separately using the evaluation kit.

評価キットは、成形前または手直し前の、低いパワーによるプラズマ工程のパラメータの評価用に必要とされる材料および推奨される指示を提供する。以下の説明は、評価工程の指針を提供するためのものである。当業者は特定のユーザの要求を満たすために、指針の変更が必要になる場合があることを認識するであろう。   The evaluation kit provides the materials and recommended instructions required for the evaluation of low power plasma process parameters before molding or reworking. The following description is intended to provide guidance for the evaluation process. Those skilled in the art will recognize that guidelines may need to be changed to meet specific user requirements.

図8aを参照すると、評価キットを用いて作成された試料試験器が、全体として番号800で示される。試料試験器800は、絶縁破壊試験を行うのに用いられる。試験器800は、プラスチックまたはガラスのベースプレート802と、幅Wだけ離れた1対のステンレス鋼棒804とを備える。棒804は、ばね仕掛けの導電性クリップ(図示せず)を用いてしかるべき位置に保持される。本実施の形態では、W=25mmである。試験される1以上の試料絶縁ワイヤ808を備えるガラススライド806が、棒804に渡して置かれる。ガラススライドは、試料ワイヤ808が棒804と直接接触するように、試料ワイヤ808を下向きにして棒804に置かれる。   Referring to FIG. 8a, a sample tester created using the evaluation kit is indicated generally by the number 800. The sample tester 800 is used for conducting a dielectric breakdown test. The tester 800 comprises a plastic or glass base plate 802 and a pair of stainless steel bars 804 separated by a width W. The bar 804 is held in place using a spring loaded conductive clip (not shown). In the present embodiment, W = 25 mm. A glass slide 806 with one or more sample insulated wires 808 to be tested is placed over the bar 804. The glass slide is placed on the rod 804 with the sample wire 808 facing down so that the sample wire 808 is in direct contact with the rod 804.

図8bを参照すると、図8aで説明された試験器の電気的な接続を説明する概略図が、全体として番号820で示される。棒804の一方が、電源822の正の出力へ電気的に接続されるのに対して、棒804の他方は、電源822の負の出力へ電気的に接続される。本実施の形態では、電源822は、1Aで0Vから200Vを供給できる。ただし、電流をワイヤの溶断電流のすぐ上で制限するように、必要な回路が設けられる。電圧計824が、棒804へ電源822と並列に接続される。電圧計は、電源の最大値まで測定することができる。電源の最大値は、本実施の形態では、200Vである。   Referring to FIG. 8b, a schematic diagram illustrating the electrical connections of the tester described in FIG. 8a is indicated generally by the numeral 820. One of the bars 804 is electrically connected to the positive output of the power supply 822, while the other of the bars 804 is electrically connected to the negative output of the power supply 822. In this embodiment, the power source 822 can supply 0 V to 200 V at 1 A. However, the necessary circuitry is provided to limit the current just above the wire fusing current. A voltmeter 824 is connected to the bar 804 in parallel with the power source 822. The voltmeter can measure up to the maximum value of the power supply. In the present embodiment, the maximum value of the power supply is 200V.

図8cを参照し、試験される試料ワイヤ808を準備するために用いられる試験基板860の構成を示す。本実施の形態では、試験基板860は、長さ15cmよりも大きい。試験基板は、最も良い結果を確認するために、実際に用いられる基板と同様の厚さであることが好ましい。ワイヤポスト862は、試験基板860の幅方向に両端間を渡すように置かれる。ワイヤポスト862は、好適なダイ接着剤を用いて取り付けられる。各ワイヤポスト862は、試料ワイヤ808を受けるための上向きの1対の溝(図示せず)を含む。試料ワイヤ808は、ワイヤポスト862によって、試験基板860の表面からおよそ1mm上に掛けられる。試料ワイヤ808は、例えばカプトンテープのような粘着テープ864を用いて、ワイヤポスト862に固定される。試料ワイヤ808は、わずかに張力を受けるように、ワイヤポスト862の間に渡して置かれる。   Referring to FIG. 8c, the configuration of the test substrate 860 used to prepare the sample wire 808 to be tested is shown. In the present embodiment, the test substrate 860 is longer than 15 cm in length. In order to confirm the best results, the test substrate is preferably the same thickness as the actually used substrate. The wire post 862 is placed so as to pass between both ends in the width direction of the test substrate 860. Wire post 862 is attached using a suitable die adhesive. Each wire post 862 includes a pair of upwardly facing grooves (not shown) for receiving the sample wire 808. Sample wire 808 is hung approximately 1 mm above the surface of test substrate 860 by wire post 862. The sample wire 808 is fixed to the wire post 862 using an adhesive tape 864 such as Kapton tape. The sample wire 808 is placed between the wire posts 862 so that it is slightly tensioned.

成形前のプラズマ洗浄110の望ましいパラメータを決定するために上記の評価キットを用いる際の動作について、以下に詳述する。   The operation when using the above-described evaluation kit to determine the desired parameters of the plasma cleaning 110 before molding will be described in detail below.

試験されるワイヤ808が、図8cで説明したように試験基板860へ装着される。試験基板860は、目的の工程条件と同じ方法でプラズマ室内へ置かれる。多層プラズマ室においてパワーの低いプラズマを用いる際には、単一の層を用いるべきであることに留意すべきである。実験結果によると、異なる層の間ではプラズマ洗浄の効果が著しく異なることが分かっている。したがって、一貫性を保つため、単一の層が用いられるべきである。さらに、プラズマ室内における基板の最適な置き方は、チェッカー盤模様である。しかし、結果にわずかな違いを伴うだけの他の置き方の模様が用いられてもよいことは理解されるであろう。   A wire 808 to be tested is attached to the test substrate 860 as described in FIG. 8c. The test substrate 860 is placed in the plasma chamber in the same manner as the target process conditions. It should be noted that when using a low power plasma in a multilayer plasma chamber, a single layer should be used. Experimental results show that the plasma cleaning effect is significantly different between different layers. Therefore, a single layer should be used for consistency. Furthermore, the optimal placement of the substrate in the plasma chamber is a checkerboard pattern. However, it will be appreciated that other placement patterns may be used with only minor differences in results.

表2で与えられる推奨条件に従って、パワーの低いプラズマ洗浄が開始される。前述したように、好ましいプラズマは、アルゴンである。
In accordance with the recommended conditions given in Table 2, low power plasma cleaning is initiated. As mentioned above, the preferred plasma is argon.

プラズマ洗浄の継続時間は、最初は低い方の制限時間近くに設定される。プラズマ洗浄が完了したら、試料ワイヤ808は、試験基板860から取り外される。試験基板860上のいくつかの異なる場所で、接触角の測定が行われる。接触角の測定は、プラズマ洗浄後60分以内に行われるのが好ましい。   The duration of plasma cleaning is initially set near the lower time limit. When the plasma cleaning is complete, the sample wire 808 is removed from the test substrate 860. Contact angle measurements are taken at several different locations on the test substrate 860. The contact angle is preferably measured within 60 minutes after the plasma cleaning.

本実施の形態では、少なくとも3個所が分析される。接触角の測定は、試験基板860の「清浄度」を求めるために用いられる。接触角が小さいほど、試験基板860は「清浄」である。比抵抗が12MΩより大きな脱イオン(DI)水を用いて接触角が30度未満であれば、試験基板は十分に清浄であるとみなされる。そうでない場合は、プラズマ洗浄の継続時間が増やされて試験工程が繰り返され、許容される最小限度のプラズマ洗浄継続時間が接触角の測定結果に基づいて決定されるまで行われる。   In this embodiment, at least three locations are analyzed. The contact angle measurement is used to determine the “cleanliness” of the test substrate 860. The smaller the contact angle, the “cleaner” the test substrate 860 is. If the contact angle is less than 30 degrees using deionized (DI) water with a specific resistance greater than 12 MΩ, the test substrate is considered sufficiently clean. Otherwise, the duration of the plasma cleaning is increased and the test process is repeated until the minimum allowable plasma cleaning duration is determined based on the contact angle measurement.

本実施の形態では、試験の継続時間には、200秒の上限が設けられる。満足いく接触角の測定結果が得られぬまま、この継続時間に達したときは、パワーが上げられ、継続時間の下限からあらためて工程が開始される。   In the present embodiment, an upper limit of 200 seconds is provided for the duration of the test. When this duration is reached without obtaining a satisfactory contact angle measurement result, the power is increased and the process is started again from the lower limit of the duration.

好適な制限時間が設定されたら、プラズマ洗浄が絶縁被覆を破壊しなかったことを確認するために、試料ワイヤ808が試験される。よって、試料ワイヤ808は、ワイヤポスト862から取り外され、カプトンテープ864の下側にあったワイヤの一部分が切り取られる。カプトンテープ864の下側だったワイヤの切れ端はプラズマに露出されなかったので、絶縁破壊試験の結果をゆがめてしまう場合がある。   Once a suitable time limit has been set, the sample wire 808 is tested to confirm that the plasma clean did not break the insulation coating. Thus, the sample wire 808 is removed from the wire post 862 and a portion of the wire that was under the Kapton tape 864 is cut off. Since the piece of wire that was under the Kapton tape 864 was not exposed to the plasma, the result of the dielectric breakdown test may be distorted.

6本のワイヤ試料808が、試験に向けて、ガラススライド806へ接着されることにより、位置決めされる。本実施の形態では、1枚のガラススライド806当たり2本の試料ワイヤ808が試験される。取り扱い中に試料ワイヤが機械的に傷つけられないよう、注意が払われなければならない。例えば、取り扱いによる刻み目、曲げ、または被覆損傷は、試験結果に影響を与える場合がある。同様に、プラズマ洗浄されなかった6本のワイヤ試料が、基準用として試験される。   Six wire samples 808 are positioned by bonding to glass slide 806 for testing. In this embodiment, two sample wires 808 are tested per glass slide 806. Care must be taken to ensure that the sample wire is not mechanically damaged during handling. For example, nicks, bending, or coating damage due to handling can affect test results. Similarly, six wire samples that have not been plasma cleaned are tested for reference.

各ガラススライド806は、以下のように試験される。ガラススライド806が、ワイヤ試料808を下向きにして棒804に置かれる。ガラススライド806の試料ワイヤ808は、4個所で棒804と接触している。ガラススライド806は、棒804どうしの間の中心線に基づいて、中央に置かれることが好ましい。ガラススライド806が中心をずれていると、おのおののワイヤ接点に異なる重量が掛かり、それによって試験の正確さに影響を与えてしまう場合がある。   Each glass slide 806 is tested as follows. A glass slide 806 is placed on the rod 804 with the wire sample 808 facing down. The sample wire 808 of the glass slide 806 is in contact with the rod 804 at four points. The glass slide 806 is preferably centered based on the center line between the bars 804. If the glass slide 806 is off-center, each wire contact may have a different weight, which can affect the accuracy of the test.

電源822から直流電圧が印加され徐々に上げられる一方、十分な照明のもとでワイヤが監視される。ワイヤの絶縁破壊が起きると直ちに、電源において電流の流れるのが検出され、ワイヤは、典型的には2本に切れる。電圧上昇が停止され、電圧計824の電圧の読みが記録される。X−Wire(登録商標)の典型的な絶縁破壊電圧の範囲は、30VDCから80VDCであることに留意されたい。   A DC voltage is applied from the power source 822 and gradually raised while the wire is monitored under sufficient illumination. As soon as the wire breaks down, a current flow is detected in the power supply and the wire is typically broken into two. The voltage rise is stopped and the voltage reading of the voltmeter 824 is recorded. Note that the typical breakdown voltage range for X-Wire® is 30 VDC to 80 VDC.

1枚のスライド当たり2本のワイヤがあることから、第2のワイヤ破壊が起きるまで再び電圧がゆっくりと上げられる。電圧計の読みが記録され、電源822は、次のワイヤ試料808を試験するのに備えるため、0へと下げられる。   Since there are two wires per slide, the voltage is slowly increased again until a second wire break occurs. The voltmeter reading is recorded and the power source 822 is lowered to zero to prepare for testing the next wire sample 808.

基準用およびプラズマ処理済みの両試料の絶縁破壊に関する以下のデータが収集される。すなわち、6つの絶縁破壊電圧の平均、データセット(基準用および試験試料)の標準偏差、およびセット内の最小絶縁破壊電圧である。   The following data is collected on the breakdown of both the reference and plasma treated samples. That is, the average of the six breakdown voltages, the standard deviation of the data set (reference and test samples), and the minimum breakdown voltage in the set.

許容絶縁破壊電圧がどの程度とみなされるかは、設計ごとに決まるべきものである。以下は、X−Wire(登録商標)の一般的な許容値の指針である。許容できるとみなされるためには、プラズマ処理済みのワイヤとプラズマ処理済みでないワイヤとの平均絶縁破壊電圧の差が10パーセント未満であるものとする。同じく、最小絶縁破壊電圧の読みは、25VDCより大きいものとする。   The degree to which the allowable breakdown voltage is considered should be determined for each design. The following is a guideline for general tolerances for X-Wire®. To be considered acceptable, the difference in average breakdown voltage between the plasma treated wire and the non-plasma treated wire shall be less than 10 percent. Similarly, the minimum breakdown voltage reading is greater than 25 VDC.

このようにしてプラズマ洗浄の継続時間の範囲が試験キットを用いて決定され得るということが分かる。好適な接触角の測定値を与え得る最短の時間が継続時間の範囲の下端となり、好適な絶縁破壊結果を与え得る最長の時間が範囲の上限となる。このようにして、成形前のプラズマ洗浄は、ICと基板との結合体を洗浄するけれどもボンディングワイヤの絶縁被覆には実質的に影響を及ぼさないパワーの低い洗浄を行う。   In this way it can be seen that the range of duration of the plasma cleaning can be determined using the test kit. The shortest time that can provide a suitable contact angle measurement is the lower end of the duration range, and the longest time that can provide a suitable dielectric breakdown result is the upper limit of the range. In this way, the plasma cleaning before molding performs a low power cleaning that cleans the combined body of the IC and the substrate but does not substantially affect the insulating coating of the bonding wire.

図12を参照すると、代替となる試料試験器の実施の形態が、全体として番号1200で示される。本実施の形態では、試料試験器は基板1202であって、基板1202の一つの側の複数のボンディングパッド1204と、基板1202のもう1つの側の複数の試験点(図示せず)とを備える。試験点は、ボンディングパッド1204のうちの対応するものと電気的に接続される。   Referring to FIG. 12, an alternative sample tester embodiment is indicated generally at 1200. In this embodiment, the sample tester is a substrate 1202, and includes a plurality of bonding pads 1204 on one side of the substrate 1202 and a plurality of test points (not shown) on the other side of the substrate 1202. . The test points are electrically connected to corresponding ones of the bonding pads 1204.

2本以上の絶縁ボンディングワイヤ1206が、交差する形態で接合している。交差する形態の実例を図12で説明する。交差する形態により、絶縁ボンディングワイヤ1206どうしが互いに接触している。   Two or more insulating bonding wires 1206 are joined in a crossing manner. An example of the form of crossing will be described with reference to FIG. The insulating bonding wires 1206 are in contact with each other due to the intersecting form.

本実施の形態においてワイヤの絶縁破壊電圧を試験するため、2つの接触しているワイヤ間に、試験点を介して電圧が印加される。電圧上昇法が用いられて、絶縁材に絶縁破壊が起きるまで電圧が上げられる。接触しているワイヤのいずれかに電流が流れるのを検出することによって、絶縁破壊が特定される。これは、ワイヤの、対応する試験点を監視することによって実現される。電圧が書き留められ、その電圧が、工程が満足いくものであるか否かを確定するために用いられ得るのは、前述した通りである。   In order to test the dielectric breakdown voltage of a wire in this embodiment, a voltage is applied between two contacting wires via a test point. A voltage increase method is used to increase the voltage until dielectric breakdown occurs in the insulating material. By detecting the current flowing through any of the wires in contact, the breakdown is identified. This is achieved by monitoring the corresponding test points on the wire. As described above, the voltage is written down and can be used to determine whether the process is satisfactory.

本実施の形態の試料試験器1200を用いることの利点は、試験器が、工程の間ずっと継続できること、そして、例えば、カプセル化の後に絶縁破壊電圧を測定するのに用いられ得ることである。これが実現されるのは、ユーザが試験点にアクセスできるからである。さらに、図12には示されていないが、基板は、実際のICと基板との結合体により近く似るようにダミーICを含んでもよい。   An advantage of using the sample tester 1200 of this embodiment is that the tester can continue throughout the process and can be used to measure the breakdown voltage after, for example, encapsulation. This is achieved because the user can access the test points. Further, although not shown in FIG. 12, the substrate may include dummy ICs to more closely resemble the actual IC-substrate combination.

前述したように、洗浄剤としてプラズマが用いられているが、他の洗浄剤が用いられてもよい。したがって、当業者は、上記のように洗浄装置を構成するという概念がそうした洗浄剤および洗浄の仕組みに適用されてもよいことを認識するであろう。   As described above, plasma is used as the cleaning agent, but other cleaning agents may be used. Accordingly, those skilled in the art will recognize that the concept of constructing a cleaning device as described above may be applied to such cleaning agents and cleaning mechanisms.

代替となる実施の形態では、標準的なプラズマ洗浄ユニットが、標準的なパワーの水準で用いられてよい。以下の実施の形態では、パワーの低い効果的なプラズマ洗浄が、ICと基板との結合体のキャリアを電気的に隔離することによって実現される。キャリアを隔離すると、キャリアがプラズマ場の境界に対して浮遊電位に保たれることにより直接的なプラズマの効果が減少し、その結果、プラズマの絶縁被覆に対する損傷が減少する。したがって、絶縁ワイヤで接合されたチップのキャリアの大容量プラズマ洗浄が、マガジン装填またはインライン式のプラズマ洗浄機を用いて行われ得る。これらの実施の形態について、以下に説明する。   In an alternative embodiment, a standard plasma cleaning unit may be used at a standard power level. In the following embodiments, effective plasma cleaning with low power is realized by electrically isolating the carrier of the IC / substrate combination. Isolating the carriers reduces the direct plasma effect by keeping the carriers at a floating potential with respect to the plasma field boundary, resulting in less damage to the plasma insulation. Therefore, large volume plasma cleaning of chip carriers bonded with insulated wires can be performed using magazine loading or an in-line plasma cleaning machine. These embodiments will be described below.

ある実施の形態では、鉛直マガジンが実装される。図13aを参照すると、鉛直マガジンが全体として番号1300で示される。本実施の形態において、鉛直マガジン1300は、複数の接合されたICと基板との結合体を棚に載せるための複数の水平ラック1302を含む。さらに、鉛直マガジン1300は、鉛直マガジン1300を支持し鉛直マガジン1300と鉛直マガジン1300が置かれる面との距離を維持するための4本の脚1304を含む。脚1304は、プラズマ工程中の安定性で選択された材料で構成される。そのような材料には、例えば、ガラスや、セラミック、半導体ウエハがある。また、望ましい特質を示す他の材料が用いられてもよい。   In one embodiment, a vertical magazine is implemented. Referring to FIG. 13a, the vertical magazine is indicated generally by the number 1300. In the present embodiment, vertical magazine 1300 includes a plurality of horizontal racks 1302 for placing a plurality of joined IC / substrate assemblies on a shelf. Further, the vertical magazine 1300 includes four legs 1304 for supporting the vertical magazine 1300 and maintaining a distance between the vertical magazine 1300 and a surface on which the vertical magazine 1300 is placed. Leg 1304 is constructed of a material selected for stability during the plasma process. Such materials include, for example, glass, ceramics, and semiconductor wafers. Other materials exhibiting desirable characteristics may also be used.

そして、鉛直マガジン1300がプラズマ洗浄機(図示せず)に置かれる際は、電極のうちの1つの上に置かれる。したがって、脚1304は、鉛直マガジン1300を電極から電気的に隔離し、それによって、プラズマ洗浄の強さを低下させて絶縁ワイヤに対する著しい損傷を防ぐ。   Then, when the vertical magazine 1300 is placed on a plasma cleaner (not shown), it is placed on one of the electrodes. Thus, the legs 1304 electrically isolate the vertical magazine 1300 from the electrodes, thereby reducing the strength of the plasma cleaning and preventing significant damage to the insulated wires.

別の実施の形態では、水平マガジンが実装される。図13bを参照すると、水平マガジンが全体として番号1350で示される。水平マガジン1350は、その向き以外は鉛直マガジン1300と類似している。水平マガジン1350は、水平ラック1302の代わりに鉛直ラック1352を含む。   In another embodiment, a horizontal magazine is implemented. Referring to FIG. 13b, a horizontal magazine is indicated generally by the number 1350. The horizontal magazine 1350 is similar to the vertical magazine 1300 except for its orientation. The horizontal magazine 1350 includes a vertical rack 1352 instead of the horizontal rack 1302.

さらに別の実施の形態では、電気的な隔離を保つために、絶縁シート(板)が設けられる。図14aを参照し、鉛直マガジンのさらなる例1400を示す。本例では、絶縁シート1402が、鉛直マガジン1400を電極から隔離するために、鉛直マガジン1400の下に置かれる。同様に、図14bを参照して、水平マガジンのさらなる例1450を示す。本例では、絶縁シート1452が、水平マガジン1450を電極から隔離するために、水平マガジン1450の下に置かれる。   In yet another embodiment, an insulating sheet (plate) is provided to maintain electrical isolation. Referring to FIG. 14a, a further example 1400 of a vertical magazine is shown. In this example, an insulating sheet 1402 is placed under the vertical magazine 1400 to isolate the vertical magazine 1400 from the electrodes. Similarly, with reference to FIG. 14b, a further example 1450 of a horizontal magazine is shown. In this example, an insulating sheet 1452 is placed under the horizontal magazine 1450 to isolate the horizontal magazine 1450 from the electrodes.

図14aおよび図14bの両方で図示してあるように、絶縁シートの大きさおよび形は、電極上のマガジンの設置面形状と合うか、あるいはほぼ合っている。   As illustrated in both FIG. 14a and FIG. 14b, the size and shape of the insulating sheet matches or substantially matches the mounting surface shape of the magazine on the electrode.

さらに、絶縁シートは、絶縁シートが置かれている電極を覆って事実上、遮蔽している。これにより、電極の表面積が減り、プラズマが上部の電極(例えば電源)から下部の電極(例えば接地)へと流れることのできる経路が減る。仮に多数のマガジンが電極上に置かれてわずかな間隔かまたは間隔なしで横並びに詰め込まれると、プラズマが上部の電極から下部の電極へ流れることができなくなるまで電極が覆われてしまい得る。そこで、プラズマ電極の十分な接地対電源比を維持するために、マガジンどうしの間に間隔が空けられる。   Further, the insulating sheet effectively shields the electrode on which the insulating sheet is placed. This reduces the surface area of the electrode and reduces the path through which plasma can flow from the upper electrode (eg, power supply) to the lower electrode (eg, ground). If a large number of magazines are placed on the electrodes and packed side by side with little or no spacing, the electrodes can be covered until the plasma cannot flow from the upper electrode to the lower electrode. Thus, in order to maintain a sufficient ground-to-power ratio of the plasma electrodes, an interval is provided between the magazines.

さらなる実施の形態によると、マガジン内で隣接する2つのICと基板との結合体の間隙が、局所的なプラズマ領域、すなわちホットスポットを生成するのを防ぐのに十分なほど短い距離に保たれる。例えば、マガジン内で隣接する2つのICと基板との結合体の間隙が12mmであるダブルギャップのマガジン装填は、洗浄時に不規則なホットスポットを呈する。しかし、マガジン内で隣接する2つのICと基板との結合体の間隙が6mmであるシングルギャップのマガジン装填は、ホットスポットをほとんど、または全く呈しない。6mmについては他の距離も許容されてよいこと、そしてそれが実験によって検証され得ることを、当業者は認識するであろう。さらに、プラズマの流量、圧力、時間などといった要因に応じて距離が変わってよいことが認められるであろう。   According to a further embodiment, the gap between the two adjacent IC and substrate combinations in the magazine is kept short enough to prevent the creation of local plasma regions, ie hot spots. It is. For example, a double-gap magazine loading in which the gap between the two adjacent IC-substrate combinations in the magazine is 12 mm presents irregular hot spots during cleaning. However, single-gap magazine loading, in which the gap between the two adjacent IC-substrate combinations in the magazine is 6 mm, exhibits little or no hot spots. One skilled in the art will recognize that other distances may be allowed for 6 mm and that it can be verified by experiment. Furthermore, it will be appreciated that the distance may vary depending on factors such as plasma flow rate, pressure, time, and the like.

したがって、本実施の形態においては、マガジンのすべてのスロットが埋められる。マガジンを埋めるのに不十分な数のICと基板との結合体しかない場合は、ダミーの細片(strip)が用いられる。例えば空の、または廃棄された基板といったダミー基板が、ダミーの細片として用いられるのに最も好都合な素材となり得る。しかし、その代わりに、ガラス、セラミック等といった他の絶縁材料も用いられてよい。   Therefore, in this embodiment, all slots of the magazine are filled. Dummy strips are used when there are not enough IC-substrate combinations to fill the magazine. A dummy substrate, such as an empty or discarded substrate, can be the most convenient material to be used as a dummy strip. However, other insulating materials such as glass, ceramic, etc. may be used instead.

さらなる実施の形態によると、ICと基板との結合体の絶縁ボンディングワイヤに対する損傷をさらに防ぐために、マガジンスロットの上部および下部に遮蔽が設けられる。マガジンスロットの上部および下部は両方とも、マガジンの残りの部分と比べて高いエネルギーのプラズマにさらされる。マガジンの下部のスロットは通常、高温の電子や、高濃度の電離気体等にさらされるプラズマシース領域に近い。マガジンの上部のスロットは通常、マガジン表面に対する自己バイアスにさらされるが、これは一般に、金属または陽極酸化処理された金属の材料によってもたらされる。このような訳で、ICと基板との結合体を遮蔽するために、マガジンの上部および下部の両方にダミーの細片が置かれる。   According to a further embodiment, shields are provided at the top and bottom of the magazine slot to further prevent damage to the insulating bond wires of the IC-substrate combination. Both the upper and lower portions of the magazine slot are exposed to a high energy plasma compared to the rest of the magazine. The slot at the bottom of the magazine is usually close to the plasma sheath region that is exposed to hot electrons, high concentrations of ionized gas, and the like. The upper slot of the magazine is usually exposed to self-bias with respect to the magazine surface, which is generally caused by metal or anodized metal material. For this reason, dummy strips are placed on both the top and bottom of the magazine to shield the IC / substrate combination.

上記の実施の形態は、プラズマ洗浄段階中に集積回路と基板との結合体におけるプラズマエネルギーを効果的に減らすために、電極からのマガジンの隔離を利用する。下記の表3は、プラズマ洗浄に用いられる効果的なパラメータの実例を説明するものである。プラズマ洗浄工程にはマーチ・プラズマのPX−1000が使用されたが、他のプラズマ洗浄機が使用されてもよい。穴あき接地棚構成(接地棚を鉛直方向に並行させ、電源電極をチャンバの底に置く)が採用された。マガジンは、ガラススライドを用いて隔離された。
The above embodiments utilize the isolation of the magazine from the electrode to effectively reduce the plasma energy in the integrated circuit and substrate combination during the plasma cleaning step. Table 3 below illustrates examples of effective parameters used for plasma cleaning. March Plasma PX-1000 was used for the plasma cleaning process, but other plasma cleaners may be used. A perforated ground shelf configuration (with the ground shelf parallel to the vertical and the power electrode on the bottom of the chamber) was employed. The magazine was isolated using a glass slide.

試験から、以下の性能特性が確認された。穴あき接地棚構成はプラズマ洗浄中に気体の流れを増強するが、穴あき電源棚構成などの他の構成でも十分であろう。さらに、5分を超える長さのプラズマ工程をかけると、絶縁被覆の過度の損傷を引き起こす可能性がある。さらにまた、マガジン装填を用いる場合は、マガジン装填の中央部において気体の届き方に限りがあるため、必然的に不均一なプラズマ洗浄となる。   The following performance characteristics were confirmed from the test. A perforated ground shelf configuration enhances gas flow during plasma cleaning, but other configurations such as a perforated power shelf configuration may be sufficient. Furthermore, applying a plasma process longer than 5 minutes can cause excessive damage to the insulation coating. Furthermore, in the case of using magazine loading, there is a limit to how the gas reaches at the center of the magazine loading, which inevitably results in non-uniform plasma cleaning.

さらなる実施の形態によると、改良されたインライン式プラズマ洗浄機器を用いて、集積回路と基板との結合体の、高容量のプラズマ洗浄が実現される。先の実施の形態と同様に、集積回路と基板との結合体が電極から隔離される。   According to a further embodiment, high capacity plasma cleaning of the combined integrated circuit and substrate is achieved using an improved in-line plasma cleaning apparatus. Similar to the previous embodiment, the combined integrated circuit and substrate is isolated from the electrodes.

したがって、インライン式プラズマ洗浄機は、チップキャリアに載せられてプラズマ洗浄機へと入るICと基板との結合体が隔離されるように構成される。このインライン式のプラズマ隔離は、2つの方法を用いて実現され得る。第1の方法では、キャリアと、プラズマ洗浄工程中にチップキャリアを支持して搬送するのに用いられるプラズマ洗浄機のレールとの間に、隔離材を設けることによって、チップキャリアが隔離される。第2の方法では、プラズマ洗浄機のレールが、プラズマ洗浄機の電極から隔離されるように構成される。   Therefore, the in-line type plasma cleaning machine is configured such that the combination of the IC and the substrate that is placed on the chip carrier and enters the plasma cleaning machine is isolated. This in-line plasma isolation can be achieved using two methods. In the first method, the chip carrier is isolated by providing an isolating material between the carrier and the rail of the plasma cleaning machine used to support and transport the chip carrier during the plasma cleaning process. In the second method, the plasma cleaner rail is configured to be isolated from the electrodes of the plasma cleaner.

このような改良に適した高容量インライン式プラズマ洗浄機器の例としては、マーチ・プラズマのTRAK(登録商標)シリーズのプラズマ処理システムや、パナソニックのPSX303などがある。   Examples of high-capacity in-line plasma cleaning devices suitable for such improvements include March Plasma's TRAK (registered trademark) series plasma processing systems and Panasonic PSX303.

上記の実施の形態は、プラズマ洗浄段階中にチップキャリアの位置におけるプラズマエネルギーを効果的に減らすために、電極からのレールの隔離、またはレールからのキャリアの隔離を利用する。下記の表4は、プラズマ洗浄に用いられる効果的なパラメータの実例を説明するものである。プラズマ洗浄工程には、2インチ(約50.8mm)の電極距離を有するマーチ・プラズマのITRAKインライン式プラズマ洗浄機が使用されたが、他のインライン式プラズマ機器が使用されてもよい。
The above embodiments utilize rail isolation from the electrode or carrier isolation from the rail to effectively reduce the plasma energy at the chip carrier location during the plasma cleaning phase. Table 4 below illustrates examples of effective parameters used for plasma cleaning. The plasma cleaning process used a March Plasma ITRAK in-line plasma cleaning machine with an electrode distance of 2 inches (about 50.8 mm), but other in-line plasma equipment may be used.

試験から、以下の性能特性が確認された。10度未満の接触角を実現するには、10秒のプラズマ時間で十分である。インライン式のプラズマ条件下で、試料は均一に洗浄された。   The following performance characteristics were confirmed from the test. A plasma time of 10 seconds is sufficient to achieve a contact angle of less than 10 degrees. The sample was cleaned uniformly under in-line plasma conditions.

プラズマ洗浄110が完了すると、ワイヤおよびICをカプセル化して環境から保護するために、フィラー入りまたはフィラーなしで高分子材料を射出することによって、成形工程112が実行される。本実施の形態では高分子材料の使用について説明するが、当業者には理解されるように他の成形材料が使用されてもよい。高分子材料の一例は、シリカフィラー入りのエポキシ系成形材料である。そして、組立品全体が硬化させられる。ただし、高分子材料の高い圧力と温度、それに成形工程中に高分子材料が型を満たす際の高分子材料の動きが、熱的および機械的な効果の組み合わせとして、機械的にも(物理的な接触を介して)ワイヤ被覆に損傷を与える可能性があり得る。   Once the plasma cleaning 110 is complete, a molding step 112 is performed by injecting a polymeric material with or without filler to encapsulate the wires and IC and protect them from the environment. Although the use of a polymeric material is described in this embodiment, other molding materials may be used as will be understood by those skilled in the art. An example of the polymer material is an epoxy-based molding material containing a silica filler. The entire assembly is then cured. However, the high pressure and temperature of the polymer material and the movement of the polymer material as the polymer material fills the mold during the molding process, both mechanically (physically It may be possible to damage the wire coating (via simple contact).

したがって、成形工程において考慮すべき問題のいくつかとしては、ループ高さ、ワイヤ間の敏感な交差形状と位置、フィラーの大きさや配分といったトランスファーパラメータおよび材料選択基準、成形材料の硬化時の収縮および熱膨張率などがある。   Thus, some of the issues to be considered in the molding process include loop height, sensitive cross-shape and position between wires, transfer parameters and material selection criteria such as filler size and distribution, shrinkage when the molding material cures and There is a coefficient of thermal expansion.

より低いループ高さにより接合されたワイヤに対する成形工程の引張りの効果を低減するということが決定されている。具体的には、より低いループ高さは、成形工程中にワイヤボンドに働く力を限定し、それによってワイヤ接点の「浮き上がり」を低減する。   It has been determined to reduce the tensile effect of the forming process on bonded wires with a lower loop height. Specifically, the lower loop height limits the force acting on the wire bond during the molding process, thereby reducing the “lift” of the wire contact.

さらに、より低いループ高さは、ワイヤの構造的な強度を最大化して、ワイヤ流れを最小化する。ワイヤ弛みが鉛直面におけるものであるのに対して、ワイヤ流れは、接合されたワイヤが成形中に水平面上で元の位置から動かされたときに起きる。絶縁ワイヤではワイヤ流れはあまり懸念とならないものの、ワイヤ流れを低減することにより、ワイヤ交差部において絶縁被覆に働く力が限定される。これにより、成形中にエポキシからの圧力によって2本の交差するワイヤが互いに「切り」込み、それにより裸線が露出して短絡の可能性が生じる、といったことが限定される。例えば、BT基板と厚さ250μmから400μmのシリコンICとを有し、絶縁ワイヤとしてX−Wire(登録商標)を用いるPBGAでは、4mmを超える長さのワイヤについて、選択的なループ高さが266μmより下となるように設定される。   Further, the lower loop height maximizes the structural strength of the wire and minimizes wire flow. Whereas wire slack is in the vertical plane, wire flow occurs when the bonded wire is moved from its original position on a horizontal plane during molding. Although wire flow is less of a concern with insulated wires, reducing the wire flow limits the force acting on the insulation coating at the wire intersection. This limits the fact that two intersecting wires “cut” each other due to pressure from the epoxy during molding, thereby exposing the bare wire and creating a potential short circuit. For example, in a PBGA having a BT substrate and a silicon IC having a thickness of 250 to 400 μm and using X-Wire (registered trademark) as an insulating wire, a selective loop height is 266 μm for a wire having a length exceeding 4 mm. It is set to be lower.

高分子材料は、トランスファー成形機および関連する成形器具を用いて適用される。トランスファー成形は、エポキシが小さなオリフィスと走路系を通ってキャビティ内へ射出され得るように型に組み込まれたピストンとシリンダのような装置を含む。図9を参照して、成形工具を説明するブロック図を示す。ICと基板との結合体は、エポキシがトランスファープレスによって注入される際に通るゲート904を有するハウジング902の中に置かれる。トランスファープレスは、電気機械的なプレスまたは液圧プレスを備えてよい。ゲート904の位置は、当技術分野で標準的となっているように、ハウジング902の側面または隅とされる。   The polymeric material is applied using a transfer molding machine and associated molding equipment. Transfer molding includes devices such as pistons and cylinders that are incorporated into a mold so that epoxy can be injected into a cavity through a small orifice and runway system. Referring to FIG. 9, a block diagram illustrating the forming tool is shown. The IC and substrate combination is placed in a housing 902 having a gate 904 through which the epoxy is injected by a transfer press. The transfer press may comprise an electromechanical press or a hydraulic press. The location of the gate 904 is on the side or corner of the housing 902, as is standard in the art.

細い部分(ゲートへの流入)が急激に太くなる(ゲートからの流出)ときに引き起こされる、エポキシ内の乱流である「ジェッティング」を最小化するため、エポキシがゲートから出て流れの壁が確立されるまでは、低い移送速度が設定される。流れの壁が確立されたら、移送速度を上げることができる。推奨される最高移送速度よりも低い速度を用いるのが好ましい場合もあるが、全体的な移送速度は、キャビティの大きさと、選択されたエポキシのゲル化時間とによって必然的に決まる。つまり、移送速度は、ゲル化時間より短い時間内にハウジングがエポキシで満たされるのに十分でなければならず、そうでないと、トランスファー工程中にエポキシが固まり始めてしまうことになる。トランスファー工程中にエポキシが固まり始めると、絶縁ワイヤに対する損傷の可能性が増大する。さらに、エポキシのゲル化時間は同じなので、より大きなキャビティは、より小さなキャビティよりも高い移送速度を必要とするであろうことが明らかであろう。   To minimize the “jetting”, which is a turbulent flow in the epoxy, caused when the narrow part (inflow to the gate) suddenly thickens (outflow from the gate), the epoxy exits the gate and flows into the wall. Until a low is established. Once the flow wall is established, the transfer rate can be increased. While it may be preferable to use a lower than recommended maximum transfer rate, the overall transfer rate will necessarily depend on the size of the cavity and the gel time of the selected epoxy. That is, the transfer rate must be sufficient for the housing to be filled with epoxy in a time shorter than the gel time, otherwise the epoxy will begin to set during the transfer process. As the epoxy begins to set during the transfer process, the possibility of damage to the insulated wire increases. Furthermore, it will be apparent that larger cavities will require higher transfer rates than smaller cavities since the gel time of the epoxy is the same.

従って、成形工程で用いるエポキシとしては、以下の特性をもつものを選択することが望ましい。成形温度における比較的大きなスパイラルフローが望ましい。スパイラルフローは、半導体デバイス用の成形温度における熱硬化性プラスチック成形材料の粘度および流動特性の尺度であり、長さの単位で測定される。スパイラルフローは特別に設計された試験型において測定されるが、スパイラルフローが短いほど、エポキシのキャビティへの挿入中に、より大きな引張力がワイヤに対して働くことになる。移送圧力なしでは材料があまり自然に流れないからである。粘度とスパイラルフローは、緊密に関係している。上記の例においては、成形温度におけるスパイラルフローは、140cmより大きいことが望ましい。この特定のスパイラルフローが、与えられた例に特有のものであって、別の例においては異なってよいことは、当業者には理解されるであろう。   Therefore, it is desirable to select an epoxy having the following characteristics as the epoxy used in the molding process. A relatively large spiral flow at the molding temperature is desirable. Spiral flow is a measure of the viscosity and flow properties of a thermoset plastic molding material at molding temperatures for semiconductor devices and is measured in units of length. Spiral flow is measured in specially designed test molds, but the shorter the spiral flow, the greater the tensile force acting on the wire during insertion of the epoxy into the cavity. This is because the material does not flow very naturally without the transfer pressure. Viscosity and spiral flow are closely related. In the above example, the spiral flow at the molding temperature is desirably larger than 140 cm. Those skilled in the art will appreciate that this particular spiral flow is specific to a given example and may be different in other examples.

前述したように、エポキシのゲル化の可能性を低減するには比較的長いゲル化時間が望ましいが、これは、比較的長いゲル化時間によって、移送中の粘度の実質的な増加がもたらされるためである。本例について続けると、30秒より長いゲル化時間が望ましい。   As previously mentioned, a relatively long gel time is desirable to reduce the possibility of epoxy gelation, which results in a substantial increase in viscosity during transport. Because. Continuing with this example, a gel time longer than 30 seconds is desirable.

さらに、エポキシといった成形材料は、ワイヤとの相互干渉を限定するために、低い粘度を有することが好ましい。同様に、エポキシのフィラーは、比較的小さなフィラーサイズを有することが好ましい。本例においては、60ポアズ(6Pa・s)より低い粘度と、19μmより小さな平均フィラーサイズとが望ましい。同様に、エポキシは、比較的低い割合のフィラー含有量を有することが好ましい。   Further, the molding material such as epoxy preferably has a low viscosity in order to limit mutual interference with the wire. Similarly, the epoxy filler preferably has a relatively small filler size. In this example, a viscosity lower than 60 poise (6 Pa · s) and an average filler size smaller than 19 μm are desirable. Similarly, the epoxy preferably has a relatively low proportion of filler content.

さらにまた、流動特性およびワイヤの損傷がでこぼこした粒子によって増大するので、フィラー全体に対する球状フィラー粒子の割合が比較的高いことが好ましい。本例においては、球状フィラー粒子の割合は、80パーセントより大きい。   Furthermore, it is preferred that the ratio of spherical filler particles to the total filler be relatively high, since the flow properties and wire damage are increased by the uneven particles. In this example, the proportion of spherical filler particles is greater than 80 percent.

しかしながら、たとえトランスファー成形中に上記の予防策のすべてに留意したとしても、成形工程による物理的損傷を受けやすい領域および幾何学的構成がまだいくつか存在する。したがって、これらの領域については、ワイヤの交差する位置を管理してワイヤの接触の可能性を低減することが好ましい。   However, even though all of the above precautions are noted during transfer molding, there are still some regions and geometric configurations that are susceptible to physical damage from the molding process. Therefore, for these areas, it is preferable to manage the position where the wires intersect to reduce the possibility of wire contact.

例として、図10を参照すると、ゲート付近の敏感な領域を説明するブロック図が、全体として番号1000で示される。図示のように、鉛直線模様で示された、ゲートに最も近い領域と、ハウジングの端部に沿った領域とが、成形工程中に最も敏感である。斜め線模様で表された領域は、敏感さは弱まるものの、やはり注意が払われるべきである。したがって、これらの領域においては、ワイヤの交差の数を限定することが好ましい。第2の接合用のフィンガがゲートに接近して置かれているハウジングでは、第2の接合用のフィンガがゲートから離れて置かれているハウジングよりも、これらの領域がより敏感になる、ということは明らかであろう。   As an example, referring to FIG. 10, a block diagram illustrating a sensitive region near the gate is indicated generally by the number 1000. As shown, the area closest to the gate, as indicated by the vertical line pattern, and the area along the edge of the housing are most sensitive during the molding process. Although the area represented by the diagonal line pattern is less sensitive, attention should still be paid. Therefore, it is preferable to limit the number of wire crossings in these regions. In a housing where the second bonding fingers are placed close to the gate, these areas are more sensitive than in a housing where the second bonding fingers are placed away from the gate. It will be clear.

さらにまた、図11を参照すると、敏感なワイヤ構成を説明するブロック図が、全体として番号1100で示される。図示のように、鉛直線模様で示された、基板に最も近いワイヤの交差が、成形工程において最も敏感である。斜め線模様で表された領域は、敏感さは弱まるものの、やはり注意が払われるべきである。典型的に、絶縁ワイヤはこの点における柔軟性が少なく、よって、成形工程中に圧力下に置かれたときに「たわみ」がほとんどない。前述したように絶縁ワイヤは短絡に関する心配をあまりせずに交差構成をとるよう設計され得るとはいえ、成形工程による圧力によって、交差したワイヤが絶縁被覆を切り裂いて短絡を生じる可能性があり得る。この危険は、交差したワイヤが、ループが降りてくる部分や、第2の接合付近、そしてゲート付近にある場合に増大する。従って、これらのパラメータは、ICと基板との結合体のレイアウトを設計する際や、接合図を設計する際、あるいは製造のためにワイヤボンダをプログラムする際に、考慮されるべきである。   Still referring to FIG. 11, a block diagram illustrating a sensitive wire configuration is indicated generally at 1100. As shown, the wire crossing closest to the substrate, indicated by the vertical line pattern, is most sensitive in the molding process. Although the area represented by the diagonal line pattern is less sensitive, attention should still be paid. Typically, insulated wires are less flexible in this regard, and therefore have little “deflection” when placed under pressure during the molding process. As previously mentioned, although insulated wires can be designed to assume a crossed configuration without much concern for short circuits, pressure from the molding process can cause the crossed wires to tear the insulation coating and cause a short circuit. . This risk is increased when the crossed wires are at the point where the loop descends, near the second junction, and near the gate. Thus, these parameters should be taken into account when designing the layout of the IC-substrate combination, designing the bond diagram, or programming the wire bonder for manufacturing.

ステップ114とステップ116、すなわちボール取り付けと個片化は、絶縁ワイヤとICとがパッケージ化されてから行われるので、変更する必要がない。ただし、当技術分野において標準的であるように、パッケージICは、機械的損傷および静電気放電の懸念を最小にするよう、注意して取り扱われるべきである。   Steps 114 and 116, i.e., ball attachment and singulation, are performed after the insulated wire and IC are packaged, so there is no need to change. However, as is standard in the art, packaged ICs should be handled with care to minimize mechanical damage and electrostatic discharge concerns.

以上から、上記の工程は、ICパッケージを組み立てる際の、絶縁材料で被覆されたボンディングワイヤの使用を容易にする一方、組立工程全体に必要となる変更を最小にするIC組立プロセスを提供するものである、ということが理解されるであろう。   From the above, the above steps provide an IC assembly process that facilitates the use of a bonding wire coated with an insulating material when assembling an IC package while minimizing the changes required for the entire assembly process. It will be understood that.

組み立てられたICパッケージは、半導体デバイスと、半導体デバイスが取り付けられる基板と、接着剤または半田付け材料で基板に取り付けられた半導体デバイスと、少なくとも1つの、「ダイボンドパッド」と呼ばれる半導体デバイス上の接合端子と、少なくとも1つの、「ボンドフィンガ」と呼ばれる基板上の接合端子と、チップのボンドパッドをボンドフィンガへループの形態で接続する、少なくとも1つの接合されたワイヤと、ボンディングワイヤとを備え、ワイヤは絶縁ボンディングワイヤである。   The assembled IC package includes a semiconductor device, a substrate to which the semiconductor device is attached, a semiconductor device attached to the substrate with an adhesive or a soldering material, and at least one bond on the semiconductor device called a “die bond pad” A terminal, at least one bonding terminal on a substrate called a “bond finger”, at least one bonded wire connecting the bond pad of the chip to the bond finger in the form of a loop, and a bonding wire; The wire is an insulating bonding wire.

本発明の好ましい実施の形態についてここに説明したが、本発明の精神または添付の請求の範囲から逸脱することなく変形が可能であることは、当業者には理解されるであろう。   While preferred embodiments of the invention have been described herein, those skilled in the art will recognize that modifications can be made without departing from the spirit of the invention or the scope of the appended claims.

図1は、ワイヤボンディング工程の動作を説明するフローチャートである。FIG. 1 is a flowchart for explaining the operation of the wire bonding process. 図2は、ボール接合を生成するためのワイヤボンダの図である。FIG. 2 is a diagram of a wire bonder for producing a ball joint. 図3aは、ステッチ接合の標準的なTIP(先行技術)を説明する図である。FIG. 3a illustrates a standard TIP (prior art) for stitch joining. 図3bは、本発明によるステッチ接合のキャピラリを説明する図である。FIG. 3b illustrates a stitch bonded capillary according to the present invention. 図4は、第2の接合で想定され得るLF2位置を説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating the LF2 position that can be assumed in the second bonding. 図5は、単一列構成を採用するICのワイヤ密集度の改善を説明する概略図である。FIG. 5 is a schematic diagram illustrating an improvement in wire density of an IC employing a single row configuration. 図6は、多列構成を採用するICのワイヤ密集度の改善を説明する概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the improvement of the wire density of an IC adopting a multi-row configuration. 図7は、絶縁ワイヤのフリーエアボールの図である。FIG. 7 is a diagram of a free air ball of insulated wires. 図8aは、絶縁破壊電圧を試験するための、組み立てられた試験キットの斜視図である。FIG. 8a is a perspective view of an assembled test kit for testing breakdown voltage. 図8bは、図8aで説明された、組み立てられたキットの、電気的な接続の概略図である。FIG. 8b is a schematic diagram of the electrical connections of the assembled kit described in FIG. 8a. 図8cは、試験中に絶縁ワイヤを支持するための試験基板の斜視図である。FIG. 8c is a perspective view of a test substrate for supporting an insulated wire during testing. 図9は、成形工具を説明するブロック図である。FIG. 9 is a block diagram illustrating a forming tool. 図10は、成形工程中に敏感となるワイヤ領域を説明する図である。FIG. 10 is a diagram illustrating wire regions that become sensitive during the molding process. 図11aは、成形工程中に敏感となるワイヤ交差領域を説明する、接合されたICと基板との結合体の上面図である。FIG. 11a is a top view of the bonded IC and substrate combination illustrating the wire crossing region that becomes sensitive during the molding process. 図11bは、成形工程中に敏感となるワイヤ交差領域を説明する、接合されたICと基板との結合体の側面図である。FIG. 11b is a side view of the bonded IC and substrate combination illustrating the wire crossing region that is sensitive during the molding process. 図12は、図8aに示された試料試験器の代替となる試料試験器のブロック図である。FIG. 12 is a block diagram of a sample tester that is an alternative to the sample tester shown in FIG. 8a. 図13aは、プラズマ洗浄工程のパワーを減らすように構成されたマガジンを説明する図である。FIG. 13a is a diagram illustrating a magazine configured to reduce the power of the plasma cleaning process. 図13bは、図13aの代替となる実施の形態を説明する図である。FIG. 13b illustrates an alternative embodiment of FIG. 13a. 図14aは、図13aおよび図13bの代替となる実施の形態を説明する図である。FIG. 14a illustrates an alternative embodiment to FIGS. 13a and 13b. 図14bは、図13aおよび図13bの代替となる実施の形態を説明する図である。FIG. 14b illustrates an alternative embodiment to FIGS. 13a and 13b.

Claims (52)

ボンディングワイヤを用いて集積回路(IC)を基板にステッチボンディングで接合する方法であって、前記ボンディングワイヤは、一端において前記ICに接合されており、前記方法は、
(a)高さ5ミル(約127μm)以下のツール変化点を設定するステップと、
(b)前記設定されたツール変化点を用いて、前記基板上の接合部位において接合を効果的に生成するステップと
を有することを特徴とする方法。
A method of bonding an integrated circuit (IC) to a substrate using a bonding wire by stitch bonding, wherein the bonding wire is bonded to the IC at one end, and the method includes:
(A) setting a tool change point with a height of 5 mils (about 127 μm) or less;
(B) using the set tool change point to effectively generate a bond at a bonding site on the substrate.
前記接合を効果的に生成する前記ステップは、
(a)前記接合を生成するために前記接合部位に第1回目の打撃を加え、
(b)所定の高さへ退き、
(c)前記接合を強化するために前記接合部位に第2回目の打撃を加えること、
を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
The step of effectively generating the joint comprises:
(A) applying a first blow to the joint site to produce the joint;
(B) Retreat to a predetermined height,
(C) applying a second blow to the joint site to strengthen the joint;
The method of claim 1, comprising:
前記接合部位への前記第1および第2の打撃がずれて行われることを特徴とする請求項2に記載の方法。   The method according to claim 2, wherein the first and second hits on the joining portion are performed in a shifted manner. 接合部位へワイヤを効果的に接合する方法であって、
(a)前記接合を生成するために前記接合部位に第1回目の打撃を加えるステップと、
(b)所定の高さへ退くステップと、
(c)前記接合部位に第2回目の打撃を加えるステップと、
を有することを特徴とする方法。
A method of effectively bonding a wire to a bonding site,
(A) applying a first blow to the joint site to produce the joint;
(B) retreating to a predetermined height;
(C) applying a second blow to the joint site;
A method characterized by comprising:
前記所定の高さは、前記所定の高さへ退いている間に前記ボンディングワイヤが切断されるように設定されることを特徴とする請求項4に記載の方法。   5. The method of claim 4, wherein the predetermined height is set such that the bonding wire is cut while retracting to the predetermined height. 前記ボンディングワイヤは、絶縁ワイヤであることを特徴とする請求項4に記載の方法。   The method of claim 4, wherein the bonding wire is an insulated wire. 前記第2の打撃は前記第1の打撃からずれて行われることを特徴とする請求項4に記載の方法。   The method according to claim 4, wherein the second hit is performed deviating from the first hit. パッケージ集積回路(IC)であって、基板に取り付けられたICを備え、前記ICは、ボンディングワイヤを介して前記基板と電気的に接続されており、前記ボンディングワイヤは、一端において前記ICに接合され、他端において前記基板に接合されており、前記接合のうちの少なくとも1つは、2回の打撃を行うステッチ接合を含むことを特徴とするパッケージIC。   A package integrated circuit (IC) comprising an IC attached to a substrate, wherein the IC is electrically connected to the substrate via a bonding wire, and the bonding wire is bonded to the IC at one end. The package IC is bonded to the substrate at the other end, and at least one of the bonds includes a stitch bond that performs two hits. 前記接合の前記2回の打撃は互いにずれて行われることを特徴とする請求項8に記載のパッケージIC。   9. The package IC according to claim 8, wherein the two hits of the bonding are performed with a shift from each other. 絶縁ボンディングワイヤを用いて接合された集積回路と基板との結合体から汚染を除去するための洗浄装置を構成する方法であって、
(a)前記洗浄装置を、継続時間およびパワーのうちの少なくとも1つのパラメータについて、あらかじめ定められた値に設定するステップと、
(b)前記設定されたパラメータを用いて、試験基板と絶縁ボンディングワイヤ試料とを洗浄するステップと、
(c)前記基板の汚染を洗浄して30度未満の接触角をもたらすのに十分なほど前記パラメータが高いか否かを決定するために、洗浄された前記試験基板を分析するステップと、
(d)前記絶縁ボンディングワイヤ試料の破壊電圧を10パーセントより多く低下させないほど十分に前記パラメータが低いか否かを決定するために、洗浄された前記絶縁ボンディングワイヤ試料を分析するステップと、
(e)(c)および(d)の両ステップを満足する少なくとも1つの設定を決定するために、前記パラメータのうちの少なくとも1つについて、変更された値を用いて前記試験を反復して繰り返すステップと、
を有することを特徴とする方法。
A method of constructing a cleaning apparatus for removing contamination from a combined body of an integrated circuit and a substrate bonded using an insulating bonding wire,
(A) setting the cleaning device to a predetermined value for at least one parameter of duration and power;
(B) cleaning the test substrate and the insulating bonding wire sample using the set parameters;
(C) analyzing the cleaned test substrate to determine whether the parameter is high enough to clean contamination of the substrate to provide a contact angle of less than 30 degrees;
(D) analyzing the cleaned insulating bonding wire sample to determine whether the parameter is low enough to not reduce the breakdown voltage of the insulating bonding wire sample by more than 10 percent;
(E) Iteratively repeat the test with a modified value for at least one of the parameters to determine at least one setting that satisfies both steps (c) and (d) Steps,
A method characterized by comprising:
前記洗浄装置が動作中である前記継続時間が200秒を超えないことを特徴とする請求項10に記載の方法。   The method of claim 10, wherein the duration that the cleaning device is in operation does not exceed 200 seconds. 前記洗浄装置は、プラズマ洗浄装置であることを特徴とする請求項10に記載の方法。   The method according to claim 10, wherein the cleaning device is a plasma cleaning device. 絶縁ボンディングワイヤを用いて接合された集積回路と基板との結合体から汚染を除去するために洗浄装置を用いる方法であって、
(a)前記集積回路と基板との結合体をチップキャリア上に置くステップと、
(b)前記チップキャリアを前記洗浄装置から電気的に隔離するステップと、
(c)標準的なパラメータを用いて前記集積回路と基板との結合体を洗浄するステップと、
を有することを特徴とする方法。
A method of using a cleaning device to remove contamination from a combination of an integrated circuit and a substrate bonded using an insulating bonding wire,
(A) placing a combined body of the integrated circuit and substrate on a chip carrier;
(B) electrically isolating the chip carrier from the cleaning device;
(C) cleaning the integrated circuit and substrate combination using standard parameters;
A method characterized by comprising:
前記洗浄装置は、プラズマ洗浄装置であることを特徴とする請求項13に記載の方法。   The method according to claim 13, wherein the cleaning device is a plasma cleaning device. 前記チップキャリアは、マガジンであり、複数の集積回路と基板との結合体が、同時に洗浄されるために前記マガジンに置かれることを特徴とする請求項14に記載の方法。   15. The method of claim 14, wherein the chip carrier is a magazine and a plurality of integrated circuit and substrate combinations are placed in the magazine for simultaneous cleaning. 前記マガジンは、前記マガジンを電気的に隔離するための隔離材を備える脚を含むことを特徴とする請求項15に記載の方法。   The method of claim 15, wherein the magazine includes a leg with a separator for electrically isolating the magazine. 前記マガジンは、前記洗浄装置との間に隔離シートを設けることによって前記洗浄装置から電気的に隔離されることを特徴とする請求項15に記載の方法。   The method according to claim 15, wherein the magazine is electrically isolated from the cleaning device by providing an isolation sheet between the magazine and the cleaning device. 前記隔離シートは前記マガジンの設置面形状と合うように構成されることを特徴とする請求項17に記載の方法。   The method of claim 17, wherein the isolation sheet is configured to match an installation surface shape of the magazine. 前記隔離材は、基板、ガラス、またはセラミックを含むことを特徴とする請求項14に記載の方法。   The method of claim 14, wherein the separator comprises a substrate, glass, or ceramic. プラズマ電極の十分な接地に対する電源比を維持するために、マガジン間に十分な間隔が置かれることを特徴とする請求項15に記載の方法。   16. The method of claim 15, wherein a sufficient spacing is provided between the magazines to maintain a power ratio to sufficient grounding of the plasma electrodes. 前記マガジンの上部および底部にダミーの細片が設けられていることを特徴とする請求項15に記載の方法。   16. The method of claim 15, wherein dummy strips are provided at the top and bottom of the magazine. 隣接する集積回路と基板との結合体が、均一に間隔を空けられていることを特徴とする請求項15に記載の方法。   16. The method of claim 15, wherein adjacent integrated circuit and substrate combinations are evenly spaced. 前記間隔は、ホットスポットを低減するように設けられることを特徴とする請求項22に記載の方法。   The method of claim 22, wherein the spacing is provided to reduce hot spots. 前記間隔は、およそ6mmであることを特徴とする請求項23に記載の方法。   The method of claim 23, wherein the spacing is approximately 6 mm. 前記プラズマ洗浄の時間は、前記絶縁ボンディングワイヤに対する過度の損傷を低減するために5分未満に限定されることを特徴とする請求項15に記載の方法。   16. The method of claim 15, wherein the plasma cleaning time is limited to less than 5 minutes to reduce undue damage to the insulating bonding wire. 前記プラズマ洗浄装置は、インライン式プラズマ洗浄装置であり、前記チップキャリアは、前記ICと基板との結合体を前記インライン式プラズマ洗浄装置のレールに沿って搬送することを特徴とする請求項14に記載の方法。   15. The plasma cleaning apparatus according to claim 14, wherein the plasma cleaning apparatus is an in-line type plasma cleaning apparatus, and the chip carrier transports a combination of the IC and the substrate along a rail of the in-line type plasma cleaning apparatus. The method described. 前記レールは、前記インライン式プラズマ洗浄装置の電極を備え、前記チップキャリアは、隔離材によって前記レールから隔離されることを特徴とする請求項26に記載の方法。   27. The method of claim 26, wherein the rail comprises an electrode of the in-line plasma cleaning apparatus and the chip carrier is isolated from the rail by a separator. 隔離材を用いて前記レールを前記インライン式プラズマ洗浄機の電極から隔離することによって前記チップキャリアが隔離されることを特徴とする請求項26に記載の方法。   27. The method of claim 26, wherein the chip carrier is isolated by isolating the rail from an electrode of the in-line plasma cleaner using an isolator. 前記プラズマ洗浄の時間は、前記絶縁ボンディングワイヤに対する過度の損傷を低減するために30秒未満に限定されることを特徴とする請求項26に記載の方法。   27. The method of claim 26, wherein the plasma cleaning time is limited to less than 30 seconds to reduce undue damage to the insulating bonding wire. プラズマ洗浄の工程は、前記絶縁材の表面特性の変化を抑えるために不活性ガスを用いることを特徴とする請求項14に記載の方法。   15. The method according to claim 14, wherein the plasma cleaning step uses an inert gas to suppress a change in surface characteristics of the insulating material. 絶縁ボンディングワイヤを用いて接合されたICと基板との結合体を少なくとも1つ、洗浄装置において支持するためのチップキャリアであって、前記絶縁ボンディングワイヤに対する洗浄工程の影響を低減するために前記チップキャリアを前記洗浄装置から電気的に隔離するように構成された隔離材を含むことを特徴とするチップキャリア。   A chip carrier for supporting at least one combined body of an IC and a substrate bonded using an insulating bonding wire in a cleaning device, wherein the chip is used to reduce the influence of the cleaning process on the insulating bonding wire A chip carrier comprising an isolator configured to electrically isolate the carrier from the cleaning device. 前記チップキャリアは、マガジンであり、複数のICと基板との結合体が、同時に洗浄されるために前記マガジンに置かれることを特徴とする請求項31に記載のチップキャリア。   32. The chip carrier of claim 31, wherein the chip carrier is a magazine, and a plurality of IC and substrate combinations are placed in the magazine for simultaneous cleaning. 前記マガジンは、前記マガジンを前記洗浄装置から電気的に隔離するための前記隔離材を備える脚を含むことを特徴とする請求項32に記載のチップキャリア。   33. The chip carrier according to claim 32, wherein the magazine includes a leg having the isolator for electrically isolating the magazine from the cleaning device. 前記マガジンは、前記洗浄装置との間に隔離シートを設けることによって前記洗浄装置から電気的に隔離されることを特徴とする請求項32に記載のチップキャリア。   The chip carrier according to claim 32, wherein the magazine is electrically isolated from the cleaning device by providing an isolation sheet between the magazine and the cleaning device. 前記隔離シートは、前記マガジンの設置面形状と合うように構成されることを特徴とする請求項34に記載のチップキャリア。   35. The chip carrier according to claim 34, wherein the isolation sheet is configured to match an installation surface shape of the magazine. 前記隔離材は、基板、ガラス、またはセラミックを含むことを特徴とする請求項31に記載のチップキャリア。   32. The chip carrier according to claim 31, wherein the separator includes a substrate, glass, or ceramic. 隣接する集積回路と基板との結合体のためのスロットが、均一に間隔を空けられていることを特徴とする請求項32に記載のチップキャリア。   33. The chip carrier of claim 32, wherein the slots for adjacent integrated circuit and substrate combinations are evenly spaced. 前記間隔は、ホットスポットを低減するように設けられることを特徴とする請求項37に記載のチップキャリア。   38. The chip carrier according to claim 37, wherein the interval is provided so as to reduce hot spots. 前記間隔は、およそ6mmであることを特徴とする請求項38に記載のチップキャリア。   The chip carrier according to claim 38, wherein the distance is approximately 6 mm. 前記ICと基板との結合体をインライン式洗浄装置のレールに沿って支持するように構成されたことを特徴とする請求項31に記載のチップキャリア。   32. The chip carrier according to claim 31, wherein the chip carrier is configured to support a combined body of the IC and the substrate along a rail of an in-line cleaning apparatus. 前記レールは、前記インライン式洗浄装置の電極を備え、前記チップキャリアは、隔離材によって前記レールから隔離されることを特徴とする請求項40に記載のチップキャリア。   41. The chip carrier according to claim 40, wherein the rail includes an electrode of the in-line cleaning device, and the chip carrier is isolated from the rail by a separator. インライン式の洗浄装置であって、絶縁ボンディングワイヤを用いて接合されたICと基板との結合体を少なくとも1つ支持するチップキャリアを前記洗浄装置から電気的に隔離するように構成されており、
洗浄工程中に前記チップキャリアが前記インライン式の洗浄装置を通過するのを案内するためのレールを備え、前記レールが、隔離材を用いて前記洗浄装置の電極から電気的に隔離されて、前記絶縁ボンディングワイヤに対する前記洗浄工程の影響を低減することを特徴とするインライン式の洗浄装置。
An in-line type cleaning apparatus configured to electrically isolate a chip carrier supporting at least one combination of an IC and a substrate bonded using an insulating bonding wire from the cleaning apparatus;
A rail for guiding the chip carrier passing through the in-line cleaning device during a cleaning process, the rail being electrically isolated from an electrode of the cleaning device using a separator; An in-line type cleaning apparatus that reduces the influence of the cleaning step on an insulating bonding wire.
絶縁ボンディングワイヤの絶縁破壊点を試験するための試験器を作るための部品を含む試験キットであって、
(a)前記試験器を支持するための基部と、
(b)1対の導電性の棒であって、前記棒の一方は電源の陽極へ電気的に接続され、前記棒の他方は前記電源の陰極へ電気的に接続され、あらかじめ定められた距離だけ離れて配置される1対の導電性の棒と、
(c)試験される前記絶縁ボンディングワイヤを、前記絶縁ボンディングワイヤが前記導電性の棒のそれぞれと接触するように支持するためのスライドと、
(d)前記1対の導電性の棒を前記基部へ接続するための第1の接続手段と、
(e)前記絶縁ボンディングワイヤを前記スライドへ接続するための第2の接続手段と、
を備えることを特徴とする試験キット。
A test kit including parts for making a tester for testing a breakdown point of an insulating bonding wire,
(A) a base for supporting the tester;
(B) a pair of conductive rods, one of the rods being electrically connected to the anode of the power source and the other of the rods being electrically connected to the cathode of the power source, a predetermined distance A pair of conductive rods spaced only apart;
(C) a slide for supporting the insulated bonding wire to be tested so that the insulated bonding wire contacts each of the conductive rods;
(D) first connection means for connecting the pair of conductive rods to the base;
(E) second connection means for connecting the insulating bonding wire to the slide;
A test kit comprising:
絶縁ボンディングワイヤに対するワイヤボンディング工程の影響を試験するための試験装置であって、対向する第1および第2の面を有する基板を備え、前記基板は、
(a)絶縁ボンディングワイヤの両端を接合するための、前記第1の面上のボンディングパッドの対と、
(b)前記絶縁ボンディングワイヤの電気的な試験を容易にするために、対応するボンディングパッドの対へ電気的に接続される、前記第2の面上の試験点の対と、
をさらに備えることを特徴とする試験装置。
A test apparatus for testing the influence of a wire bonding process on an insulating bonding wire, comprising a substrate having first and second surfaces facing each other, the substrate comprising:
(A) a pair of bonding pads on the first surface for bonding both ends of an insulating bonding wire;
(B) a pair of test points on the second surface that are electrically connected to a corresponding pair of bonding pads to facilitate electrical testing of the insulating bonding wire;
A test apparatus further comprising:
前記基板は、前記基板上に配置されたICをさらに含むことを特徴とする請求項44に記載の試験装置。   45. The test apparatus according to claim 44, wherein the substrate further includes an IC disposed on the substrate. 集積回路(IC)と基板との結合体であって、前記ICと基板とは、それらの間に接合された絶縁ボンディングワイヤを介して電気的に接続されており、前記絶縁ボンディングワイヤが、
(a)限定されたワイヤループ高さと、
(b)後続の成形工程中に物理的損傷を受けやすい領域において交差個所が生じるのを避ける幾何学的構成と、
を有することにより前記絶縁ボンディングワイヤが成形工具と適合するように構成されることを特徴とする集積回路(IC)と基板との結合体。
A combined body of an integrated circuit (IC) and a substrate, wherein the IC and the substrate are electrically connected via an insulating bonding wire bonded therebetween, and the insulating bonding wire is
(A) limited wire loop height;
(B) a geometric configuration that avoids the occurrence of intersections in areas that are susceptible to physical damage during subsequent molding steps;
A combination of an integrated circuit (IC) and a substrate, wherein the insulating bonding wire is configured to be compatible with a forming tool.
絶縁ボンディングワイヤを含むICと基板との結合体を、前記ICと基板との結合体が型の内部に置かれたときにトランスファー成形機を用いて成形材料で包み込む方法であって、
(a)前記型の内部において前記成形材料をキャビティに初期流量で移送するステップと、
(b)前記キャビティの内部において流れの壁を確立するステップと、その後に
(c)前記成形材料の挿入速度を最終流量へ増大するステップと、
を有することを特徴とする方法。
A method of wrapping a combination of an IC and a substrate including an insulating bonding wire with a molding material using a transfer molding machine when the combination of the IC and the substrate is placed inside a mold,
(A) transferring the molding material into the cavity at an initial flow rate within the mold;
(B) establishing a flow wall within the cavity; then (c) increasing the insertion speed of the molding material to a final flow rate;
A method characterized by comprising:
前記ICと基板との結合体を包み込むのに必要な時間に少なくとも等しいゲル化時間を有するように前記成形材料が選択されることを特徴とする請求項47に記載の方法。   48. The method of claim 47, wherein the molding material is selected to have a gel time that is at least equal to the time required to encapsulate the IC / substrate combination. 比較的小さなフィラーの大きさを有するように前記成形材料が選択されることを特徴とする請求項47に記載の方法。   48. The method of claim 47, wherein the molding material is selected to have a relatively small filler size. 球状フィラー粒子を比較的高い割合で有するように前記成形材料が選択されることを特徴とする請求項47に記載の方法。   48. The method of claim 47, wherein the molding material is selected to have a relatively high proportion of spherical filler particles. 前記割合は少なくとも80パーセントであることを特徴とする請求項50に記載の方法。   51. The method of claim 50, wherein the percentage is at least 80 percent. 前記絶縁ボンディングワイヤが、前記トランスファー成形機のゲートに近い領域では交差しないように構成されることを特徴とする請求項47に記載の方法。   48. The method of claim 47, wherein the insulated bonding wires are configured not to intersect in a region near the gate of the transfer molding machine.
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