JP2013084848A - 半導体装置及びワイヤーボンディング方法 - Google Patents

半導体装置及びワイヤーボンディング方法 Download PDF

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Abstract

【課題】ワイヤーの接合強度を維持しつつ、ワイヤーの高さをさらに低くできるようにした半導体装置及びワイヤーボンディング方法を提供する。
【解決手段】半導体チップ１と、リードと、半導体チップ１が有するパッド電極２に一端１１ａが接合され、リードに他端１１ｂが接合されたワイヤー１１と、を備える。ワイヤー１１の一端１１ａと他端１１ｂとの間の最も高い位置であるワイヤートップ１１ｃは、ワイヤー１１の一端１１ａの直上の位置となっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体装置及びワイヤーボンディング方法に関し、特に、ワイヤーの接合強度を維持しつつ、ワイヤーの高さをさらに低くできるようにした技術に関する。
半導体装置の製造技術の組立技術の中で、半導体素子であるチップ（即ち、半導体チップ）と、半導体チップから離れて配置されたリードとを電気的に接続する方法として、ワイヤーボンディングが一般的に行われている。
通常、ワイヤーボンディングといえば図８に示すように、圧着ボール９３の直上へワイヤー９１が伸びるようなボールネック９５を備える正ボンドと呼ばれる方法で、半導体チップ１とリード２０とを電気的に接合する。この場合、ワイヤー９１の高さｈ１は１２０μｍ程度（ワイヤー９１の直径が２５μｍの場合）あり、薄型デバイスには不適である。ここで、「ワイヤーの高さ」とは、半導体チップ１のパッド電極２上面を原点にした場合の、ワイヤーの最も高い位置での高さのことである。また、半導体チップ１のパッド電極２上面を原点にした場合のワイヤーの最も高い位置を、「ワイヤートップ」ともいう。
従来、ワイヤーの高さを低くするために、、図９に示すようにすれば、ワイヤー９１の高さｈ２は８０μｍ（ワイヤー９１の直径が２５μｍの場合）となり、低いループ形状が得られる
しかし、この図９に示す形状ではボールネック９５に過剰な負荷がかかり、プル強度測定を実施すると、ボールネック９５の近傍で破断が起き、その強度も２ｇｆ（ワイヤー９１の直径が２０μｍの場合）に低下する。そこで、ボールネック９５に過剰な負荷をかけないワイヤーボンディング方法として、１ｓｔボンド時にキャピラリーの先端でワイヤー９１をボールネック９５に押しつける方法が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。
特許文献１に開示された方法によれば、図１０のように、ワイヤー９１の高さｈ３を７０μｍ（ワイヤー９１の直径が２０μｍの場合）に抑えたワイヤールーピングを実現することができる。また、この場合のプル強度は５ｇｆ（ワイヤー９１の直径２０μｍの場合）であり、ボールネック９５の近傍で破断が生じない、強固な接合を実現することができる。
特開２０１０−１０３４０３号公報
特許文献１に開示された方法では、ワイヤートップ９１ｃは、ワイヤー９１の一端９１ａと他端９１ｂとの間にあり、ワイヤー９１の高さｈ３を７０μｍに抑えることができた。
しかしながら、特許文献１に開示された方法では、ワイヤー９１の高さｈ３を７０μｍよりもさらに低くすることは難しく、７０μｍを下回るような超低ループ化を実現することは困難であった。一方で、携帯端末等の電子機器においては、より一層の薄型化、小型化が進みつつあり、これらの機器に搭載される半導体装置にも更なる薄型化（例えば、ワイヤーの高さが７０μｍを下回るような薄型デバイスの実現）が求められていた。
そこで、この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、ワイヤーの接合強度を維持しつつ、ワイヤーの高さをさらに低くできるようにした半導体装置及びワイヤーボンディング方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る半導体装置は、半導体素子と、前記半導体素子から離れて配置されたリードと、前記半導体素子が有する第１の領域に一端が接合され、前記リードに他端が接合されたワイヤーと、を備え、前記ワイヤーの一端と他端との間の最も高い位置であるワイヤートップは、前記ワイヤーの一端の直上の位置であることを特徴とする。
このような構成であれば、第１の領域に対するワイヤーの接合強度（即ち、プル強度）を維持しつつ、ワイヤーの高さをさらに低くすることができ、ワイヤーの低ループ化をさらに進展させることができる。即ち、従来技術に対して超低ループ化を実現することができる。これにより、半導体素子とワイヤーとを封止する封止樹脂（パッケージ）の厚みを小さくすることができるので、半導体装置の更なる薄型化が可能となる。
なお、本発明の「半導体装置」としては、例えば、後述する半導体チップ１が該当する。「第１の領域」としては、例えば、後述するパッド電極２が該当する。
また、上記の半導体装置において、前記ワイヤートップの前記第１の領域の表面からの高さは、前記ワイヤーの直径の２から３倍の大きさであることを特徴としてもよい。このような構成であれば、ワイヤー径が細くなるほどワイヤーの高さを低くすることができる。
また、上記の半導体装置において、前記ワイヤーは、前記第１の領域に接合された圧着ボールと、前記圧着ボール上に形成されたボールネックとを有し、前記ワイヤーの一部が前記ボールネックに押しつけられていることを特徴としてもよい。このような構成であれば、ワイヤーの接合強度を高く維持することができる。
本発明の別の態様に係るワイヤーボンディング方法は、半導体素子が有する第１の領域にワイヤーの一端を接合する工程と、前記第１の領域に一端が接合された前記ワイヤーを、前記半導体素子から離れて配置されたリードまで繰り出す工程と、前記ワイヤーの他端を前記リードに接合する工程と、を含み、前記ワイヤーを繰り出す工程では、前記ワイヤーの一端と他端との間の位置であって、前記ワイヤーの他端が前記リードに接合された時点で最も高い位置となるワイヤートップが、前記ワイヤーの一端の直上の位置となるように、前記第１の領域と前記リードとの位置関係に基づいて前記ワイヤーの繰り出し方向と繰り出し量を制御することを特徴とする。このような方法であれば、ワイヤーの接合強度を維持しつつ、ワイヤーの高さをさらに低くすることができる。
なお、本発明では、例えば、後述の第１リバースの角度θ、屈曲部１２の形成位置Ｌ、ワイヤーの繰り出し量Ｍを、「前記ワイヤーの繰り出し方向と繰り出し量を制御する」ための制御パラメータとすることができる。具体的には、第１の領域とリードとの位置関係として、後述するパッド電極２とリード２０の距離が５００μｍの場合を想定する。このとき、制御パラメータとして、後述の第１リバースの角度θを１０〜３０°、屈曲部１２の形成位置Ｌを２０〜５０％、ワイヤー１１の繰り出し量Ｍを−１０〜−３０μｍの範囲にそれぞれ設定する。これにより、後述の図４（ｄ）に示すように、圧着ボール１３の直上の位置をワイヤートップ１１ｃとすることができる。
また、上記のワイヤーボンディング方法において、前記第１の領域に前記ワイヤーの一端を接合する工程は、前記ワイヤーの一端の側に形成されたボールを前記第１の領域に接合させて圧着ボールとボールネックとを形成し、前記ボールネックに前記ワイヤーを押しつける工程であることを特徴としてもよい。このような方法であれば、ワイヤーの接合強度を高く維持することができる。
本発明によれば、ワイヤーの接合強度を維持しつつ、半導体装置の更なる薄型化を実現することができる。
本発明の実施形態に係るワイヤーボンディング方法（１ｓｔボンド）を示す図。 本発明の実施形態に係るワイヤーボンディング方法（２ｎｄボンド）を示す図。 本発明の実施形態に係る半導体装置１００の構成例を示す図。 本発明の実施例に係るワイヤーループの形成条件を示す図。 本発明の超低ループ形状を撮影した写真図。 本発明の実施形態に係る半導体装置１００の変形例を示す図。 比較例に係るワイヤーループの形成条件を示す図。 従来例に係るワイヤーボンディング方法を示す図（その１）。 従来例に係るワイヤーボンディング方法を示す図（その２）。 従来例に係るワイヤーボンディング方法を示す図（その３）。
以下、本発明による実施形態を、図面を用いて説明する。なお、以下に説明する各図において、同一の構成を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合もある。
（１）実施形態
図１（ａ）〜図２（ｂ）は、本発明の実施形態に係るワイヤーボンディング方法を示す図である。ここでは、ワイヤーボンディング装置として、例えば、（株）新川製ＵＴＣ１０００を用いる場合について説明する。
図１（ａ）では、まず、ワイヤー１１の一端１１ａにスパーク放電により球状のボールを形成し、このボールを半導体チップ１のパッド電極２に接合させて、圧着ボール１３とボールネック１５とを形成する。ワイヤー１１は、例えば金（Ａｕ）からなる。圧着ボール１３は球状のボールがキャピラリー５０の先端（即ち、フェイス）５２によって潰されて円板状になったものであり、ボールネック１５はボールの一部がキャピラリー５０の内部５１に入り込むことによって形成されたものである。
次に、図１（ｂ）に示すように、キャピラリー５０を上昇させてリード（図示せず）の反対側へ動かす。なお、リードとは、リードフレームの一部であって、ワイヤー１１の他端が接合される部分のことである。続けて、キャピラリー５０を下降させて、図１（ｃ）に示すように、キャピラリー５０の先端５２であってリード側の部分５２ａを用いて、ボールネック１５にワイヤー１１を押しつけて、ボールネック１５を変形させる。
さらに、キャピラリー５０を再度上昇させてワイヤー１１を折り返す動作を行う。その後、図１（ｄ）に示すように、キャピラリー５０の先端５２であってリードとは反対側の部分５２ｂを用いて、再びボールネック１５にワイヤー１１を押しつける。つまり、ボールネック１５にワイヤー１１を２回押しつける。これにより、ワイヤー１１の一端（即ち、圧着ボール１３とボールネック１５とを含む部分）１１ａを、半導体チップ１のパッド電極２に強度高く接合することができる。図１（ａ）〜（ｄ）に示した工程を、１ｓｔボンドという。
次に、図２（ａ）に示すように、キャピラリー５０の先端５２からワイヤー１１を繰り出しながら、キャピラリー５０を半導体チップ１の上方から、半導体チップ１から離れて配置されているリード２０の上方へ移動させる。そして、図２（ａ）の矢印で示すように、キャピラリー５０の先端５２をリード２０の側へ押圧する。これにより、図２（ｂ）に示すように、ワイヤー１１の他端１１ｂをリード２０に接合することができる。図２（ａ）及び（ｂ）に示した工程を、２ｎｄボンドという。
１ｓｔボンド及び２ｎｄボンドを経て、ワイヤー１１は、リード２０の延伸方向に対して平行となるような軌跡をもつループ形状となる。以下では、一端１１ａがパッド電極２に接合され、他端１１ｂがリード２０に接合された状態のワイヤー１１を、ワイヤーループともいう。また、この状態におけるワイヤー１１の長さを、ワイヤーループ長ともいう。さらに、ワイヤーループを形成することをワイヤールーピングともいう。
なお、２ｎｄボンドにおけるボンディング条件のうち、キャピラリー５０に付加する超音波（ｐｏｗｅｒ）は例えば１５０、加重（ｆｏｒｃｅ）は例えば７０ｇｆ（ワイヤー径２５μｍの場合）である。
図３は、本発明の実施形態に係る半導体装置１００の構成例を示す断面図である。上記のように、１ｓｔボンド及び２ｎｄボンドを行った後は、図３に示すように、半導体チップ１、リード２０及びワイヤー１１を封止樹脂（例えば、モールド樹脂）３０で封止する。これにより、半導体装置１００が完成する。
ところで、上記の半導体装置１００において、ワイヤートップ（即ち、半導体チップ１のパッド電極２上面を原点にした場合のワイヤーの最も高い位置）１１ｃは、ワイヤー１１の一端１１ａの直上の位置である。即ち、ワイヤートップ１１ｃは、１ｓｔボンドの位置である。これにより、ワイヤー１１のプル強度を高く維持しつつ、ワイヤー１１の高さを（即ち、ワイヤートップ１１ｃの高さ）さらに低くすることができ、ワイヤー１１の低ループ化をさらに進展させることができる。
例えば、図２（ｂ）又は図３に示すように、ワイヤー１１の高さをｈ４とする。ワイヤートップ１１ｃがワイヤー１１の一端１１ａの直上の位置である場合、上記の高さｈ４を、ワイヤー１１の直径の２から３倍（一例として、中間値である２．５倍程度）の大きさにすることができる。具体的には、ワイヤー１１の直径が２５μｍの場合、高さｈ４を６３μｍ、ワイヤー１１の直径が２０μｍの場合、高さｈ４を５０μｍの値にすることができる。その結果、封止樹脂３０の厚みをより小さくすることができる。
例えば、図３に示すように、半導体チップ１の表面から封止樹脂３０の表面までの厚さをＤとし、ワイヤートップ１１ｃから封止樹脂３０の表面までの厚さをｄ１としたとき、上記の厚さＤは、式（１）で示される。
Ｄ＝ｈ４＋ｄ１…（１）
厚さｄ１は、封止樹脂３０がワイヤー１１を信頼性高く覆うための厚さのマージンであり、例えばワイヤーの直径が２０μｍの場合、２５μｍ程度である。図３に示す半導体装置１００では、高さｈ４を５０μｍまで小さくすることができるので、Ｄを例えば７５μｍまで小さくすることができる。このため、半導体装置の更なる薄型化が可能であり、薄型デバイスを実現することが可能となる。
（１．１）実施例
上記の実施形態では、１ｓｔボンドと２ｎｄボンドとの間で、キャピラリー５０の先端５２から繰り出すワイヤー１１の長さを調整することで、ゆるみのないループ形状を形成することが可能である。また、ループ形状の屈曲部１２をループ長の中央部にすることで、リード２０の延伸方向に対してより平行なループ形状を形成することができる。これにより、圧着ボール１３の直上の位置をワイヤートップとすることが可能である。以下では、ワイヤールーピングに関して、本発明者が調整（制御）した各パラメータを、具体的に数値を挙げて説明する。
図４（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施例に係るワイヤーループの形成条件を示す図である。図４（ａ）は、ワイヤー１１の一端１１ａをキャピラリー５０で２回押圧した後で、キャピラリー５０を斜め上方であってリード２０の反対側へ移動させる際の角度（即ち、第１リバースの角度）θを示す図である。この角度θの好適な数値範囲は、半導体チップ１の表面と垂直に交わる方向（即ち、垂線の方向）に対して、１０〜３０°である。本発明者は、第１リバースの角度θを、θ＝１５°とした。
図４（ｂ）は、屈曲部１２の形成位置を示す図である。第１リバースを行った後のキャピラリー５０の移動の方向は、上記の垂線に平行な上方向である。キャピラリー５０の移動の方向が斜めの方向から、垂線の方向に変化することにより、ワイヤー１１には屈曲部１２が形成される。屈曲部１２の形成位置（即ち、ワイヤー１１の一端１１ａからの長さ）Ｌの好適な数値範囲は、ワイヤー１１の一端１１ａを起点にして、ループ長の２０〜５０％である。本発明者は、屈曲部１２の位置Ｌを、Ｌ＝３５％とした。
図４（ｃ）は、ワイヤー１１の繰り出し量を示す図である。ワイヤー１１の繰り出し量Ｍの好適な数値範囲は−１０〜−３０μｍである。このときパッド電極２とリード２０の距離が５００μｍであった。本発明者は、ワイヤー１１の繰り出し量Ｍを、Ｍ＝−２０μｍとした。
本発明者は、第１リバースの角度θ、屈曲部１２の形成位置Ｌ、ワイヤーの繰り出し量Ｍをそれぞれ上記のように設定することで、図４（ｄ）に示すように、圧着ボール１３の直上の位置をワイヤートップ１１ｃとすることができる、ということを確認した。また、その高さｈ４を５０μｍ（ワイヤーの直径が２０μｍの場合）にすることができる、ということを確認した。この実施例において、ワイヤー１１の高さｈ４は、圧着ボール１３の厚さとボールネック１５の厚さ、及び、これらに押し当てられたワイヤー１１の厚さを足した値であり、超低ループ形状を実現することができた。
図５は、ワイヤー１１の超低ループ形状を撮影した写真図である。ワイヤールーピングにおいて、各パラメータθ、Ｌ、Ｍを実施例で示した数値範囲に設定することにより、図５に示すような超低ループ形状を実現することができた。かつ低ループを維持したまま
プル強度が低下することがなかった。（５ｇｆ）
（１．２）変形例
上記の実施形態及び実施例では、屈曲部１２がワイヤーループの中間の位置に形成される場合を例示した（例えば、図３参照。）。しかしながら、本発明において、屈曲部１２の位置は、ワイヤーループの中間ではなく、この中間よりも一端１１ａ、又は、他端１１ｂに近い位置に形成されていてもよい。例えば、図６に示すように、屈曲部１２は、ワイヤー１１の一端１１ａに近い位置に形成されていてもよい。
このような場合であっても、ワイヤートップ１１ｃが、ワイヤー１１の一端１１ａの直上の位置であることにより、上記の実施形態と同様の効果を奏する。
（２）比較例
図７（ａ）〜（ｄ）は、比較例に係るワイヤーループの形成条件を示す図である。図７（ａ）は、ワイヤー９１の一端９１ａをキャピラリー５０で２回押圧した後の、第１リバースの角度θ´を示す図である。図７（ａ）に示すように、この比較例では、第１リバースの角度θ´を、θ´＝２５°とした。
図７（ｂ）は、屈曲部９２の形成位置を示す図である。図７（ｂ）に示すように、この比較例では、屈曲部９２の形成位置Ｌ´を、ワイヤー１１の一端１１ａを起点にして、ループ長の３０％とした。即ち、Ｌ´＝３０％とした。
図７（ｃ）は、ワイヤー９１の繰り出し量を示す図である。この比較例では、ワイヤー９１の繰り出し量Ｍ´を、Ｍ´＝＋１２０μｍとした。
このように、比較例では、θ´＝２５°とし、Ｌ´＝３０％、Ｍ＝＋１２０とした。その結果は、図７（ｄ）に示す通りである。本発明の実施例とは異なり、この比較例では、ワイヤートップ９１ｃを圧着ボール９３の直上の位置とすることができなかった。また、この比較例において、ワイヤートップの高さｈ´は７０μｍ(ワイヤー径２０μｍの場合)であり、実施例のｈ４と比べて大きい値となった。
１ 半導体チップ
２ パッド電極
１１ ワイヤー
１１ａ 一端
１１ｂ 他端
１１ｃ ワイヤートップ
１２ 屈曲部
１３ 圧着ボール
１５ ボールネック
２０ リード
３０ 封止樹脂
５０ キャピラリー
５１ 内部
５２ 先端
１００ 半導体装置

Claims (5)

  1. 半導体素子と、
    前記半導体素子から離れて配置されたリードと、
    前記半導体素子が有する第１の領域に一端が接合され、前記リードに他端が接合されたワイヤーと、を備え、
    前記ワイヤーの一端と他端との間の最も高い位置であるワイヤートップは、前記ワイヤーの一端の直上の位置であることを特徴とする半導体装置。
  2. 前記ワイヤートップの前記第１の領域の表面からの高さは、前記ワイヤーの直径の２から３倍の大きさであることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
  3. 前記ワイヤーは、前記第１の領域に接合された圧着ボールと、前記圧着ボール上に形成されたボールネックとを有し、
    前記ワイヤーの一部が前記ボールネックに押しつけられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導体装置。
  4. 半導体素子が有する第１の領域にワイヤーの一端を接合する工程と、
    前記第１の領域に一端が接合された前記ワイヤーを、前記半導体素子から離れて配置されたリードまで繰り出す工程と、
    前記ワイヤーの他端を前記リードに接合する工程と、を含み、
    前記ワイヤーを繰り出す工程では、
    前記ワイヤーの一端と他端との間の位置であって、前記ワイヤーの他端が前記リードに接合された時点で最も高い位置となるワイヤートップが、前記ワイヤーの一端の直上の位置となるように、前記第1の領域と前記リードとの位置関係に基づいてワイヤーの繰り出し方向と繰り出し量を制御することを特徴とするワイヤーボンディング方法。
  5. 前記第１の領域に前記ワイヤーの一端を接合する工程は、
    前記ワイヤーの一端の側に形成されたボールを前記第１の領域に接合させて圧着ボールとボールネックとを形成し、前記ボールネックに前記ワイヤーを押しつける工程であることを特徴とする請求項４に記載のワイヤーボンディング方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018168888A1 (ja) * 2017-03-16 2018-09-20 株式会社新川 ワイヤボンディング装置、及び半導体装置の製造方法
CN109192848A (zh) * 2018-10-10 2019-01-11 广东晶科电子股份有限公司 一种led器件及其引线键合方法
CN109301059A (zh) * 2018-09-21 2019-02-01 佛山市国星光电股份有限公司 Led器件的焊线封装工艺、led器件及led灯

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07335682A (ja) * 1994-06-07 1995-12-22 Iwate Toshiba Electron Kk 半導体装置及びその製造方法
JPH0917819A (ja) * 1995-06-28 1997-01-17 Texas Instr Inc <Ti> マイクロエレクトロニクス装置の製造における結線方法
JP2005086200A (ja) * 2003-09-04 2005-03-31 Samsung Electronics Co Ltd ワイヤボンディング方法、半導体チップ及び半導体パッケージ
JP2009544159A (ja) * 2006-07-18 2009-12-10 エプコス アクチエンゲゼルシャフト 平坦な構造を有するモジュールと構成部品の設置方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07335682A (ja) * 1994-06-07 1995-12-22 Iwate Toshiba Electron Kk 半導体装置及びその製造方法
JPH0917819A (ja) * 1995-06-28 1997-01-17 Texas Instr Inc <Ti> マイクロエレクトロニクス装置の製造における結線方法
JP2005086200A (ja) * 2003-09-04 2005-03-31 Samsung Electronics Co Ltd ワイヤボンディング方法、半導体チップ及び半導体パッケージ
JP2009544159A (ja) * 2006-07-18 2009-12-10 エプコス アクチエンゲゼルシャフト 平坦な構造を有するモジュールと構成部品の設置方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018168888A1 (ja) * 2017-03-16 2018-09-20 株式会社新川 ワイヤボンディング装置、及び半導体装置の製造方法
TWI668773B (zh) * 2017-03-16 2019-08-11 日商新川股份有限公司 引線接合裝置和半導體裝置的製造方法
US11450640B2 (en) 2017-03-16 2022-09-20 Shinkawa Ltd. Wire bonding apparatus and manufacturing method for semiconductor apparatus
CN109301059A (zh) * 2018-09-21 2019-02-01 佛山市国星光电股份有限公司 Led器件的焊线封装工艺、led器件及led灯
CN109192848A (zh) * 2018-10-10 2019-01-11 广东晶科电子股份有限公司 一种led器件及其引线键合方法
CN109192848B (zh) * 2018-10-10 2024-02-20 广东晶科电子股份有限公司 一种led器件及其引线键合方法

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