JP2014082450A - ボンディングキャピラリ - Google Patents

Abstract

【課題】十分な接合強度を長期間維持することができるボンディングキャピラリを提供することを目的とする。
【解決手段】ワイヤボンディングする先端面を有する本体部を備え、前記先端面は微細な凹凸形状を有し、前記凹凸形状における凸部の先端の尖りは、前記凹凸形状における凹部の先端の尖りよりも小さいことを特徴とするボンディングキャピラリが提供される。このボンディングキャピラリにおいて、先端面に垂直な方向からみたときの前記凸部の先端の面積は、前記凹部の先端面積よりも大きい。
【選択図】図１

Description

本発明の態様は、ボンディングキャピラリに関し、具体的には、銅などの硬いボンディングワイヤによる結線を行う場合に適したボンディングキャピラリに関する。

半導体素子とリードフレームのリードとを金属細線で結線するワイヤボンディングにおいては、ボンディングキャピラリを用いて金属細線（ボンディングワイヤ）の一端を電極パッドに圧着し（ファーストボンド）、次いで金属細線を引き回してリードに圧着する（セカンドボンド）。金属細線を圧着する際には、ボンディングキャピラリで金属細線を押圧した状態で超音波を印加することにより、確実な圧着を実現している。

近年では、ボンディングワイヤの材料として金よりも低コストである銅を用いる試みが広がっている。しかしながら、銅線のボンディングにおいては、銅線が硬いため高い接合強度を得るのが難しく、かつボンディングキャピラリの先端部が磨耗しやすい。このため、金線を用いる場合に比べてボンディングキャピラリの交換頻度が高くなるという問題がある。

特許文献１では、ボンディングキャピラリの先端面に丸みをもった凸凹を形成することにより、先端面への付着物が少なく寿命を長くすることができるボンディングキャピラリが開示されている。また、特許文献２では、寿命を長くできるボンディングキャピラリとして、ボンディングキャピラリの先端部の一部に材料の粒子構造が露出した構成が開示されている。

しかしながら、特許文献１、２のいずれの技術においても、ボンディングワイヤに対するグリップ力の向上や、初期の接合強度を長期間維持するためには改善の余地がある。特に、銅線など、金線に比べて硬いボンディングワイヤを用いる場合、接合強度の低下や、摩耗による寿命の低下という問題が顕著になる。

実開昭６２−１９０３４３号公報 特表２００９−５４０６２４号公報

本発明は、かかる課題の認識に基づいてなされたものであり、十分な接合強度を長期間維持することができるボンディングキャピラリを提供することを目的とする。

第１の発明は、ワイヤボンディングする先端面を有する本体部を備え、前記先端面は微細な凹凸形状を有し、前記凹凸形状における凸部の先端の尖りは、前記凹凸形状における凹部の先端の尖りよりも小さいことを特徴とするボンディングキャピラリである。

このボンディングキャピラリによれば、初期の接合強度を確保しつつ、繰り返しボンディングを行っても長期間にわたってこの接合強度を維持することができる。

また、第２の発明は、第１の発明において、前記先端面に垂直な方向からみたときの前記凸部の面積は、前記凹部の先端面積よりも大きいことを特徴とするボンディングキャピラリである。

このボンディングキャピラリによれば、ワイヤとの接触面積が増加するとともに、凹部に向かって急峻な勾配となるので、先端表面とボンディングワイヤとの間のグリップ力が増加する。

また、第３の発明は、第２の発明において、前記先端面のスキューネスは−０．３以下であり、かつ前記先端面の平均高さは０．０６マイクロメートル以上０．３マイクロメートル以下であることを特徴とするボンディングキャピラリである。

このボンディングキャピラリによれば、使用中の磨耗に伴う形状変化が少なく、繰り返しボンディングを行っても長期間初期の接合強度を維持することができるようになる。

また、第４の発明は、第２の発明において、前記先端面のスキューネスは−０．４３以下であり、かつ前記先端面の平均高さは０．１６マイクロメートル以上０．３マイクロメートル以下であることを特徴とするボンディングキャピラリである。

このボンディングキャピラリによれば、さらに使用中の摩耗に伴う形状変化が少なく、繰り返しボンディングを行っても長期間初期の接合強度を維持することができるようになる。

また、第５の発明は、第３または第４の発明において、前記先端面の最大山高さは前記平均高さの０．９倍以下であることを特徴とするボンディングキャピラリである。

このボンディングキャピラリによれば、使用中の磨耗に伴う形状変化が少なく、繰り返しボンディングを行っても長期間初期の接合強度を維持することができるようになる。

また、第６の発明は、第１〜第５のいずれか１つの発明において、前記先端面に露出した結晶の平均粒子径は、１．２マイクロメートル以下であることを特徴とするボンディングキャピラリである。

このボンディングキャピラリによれば、セラミックの結晶の平均粒子径が１．２マイクロメートル以下であると、先端面の摩耗を少なくすることができる。

また、第７の発明は、第１〜第６のいずれか１つの発明において、前記本体部は、前記先端面側に設けられボンディングワイヤを挿通する孔と、前記孔と前記先端面との間に設けられた面取り部と、を有し、前記先端面の前記凹凸形状は、前記先端面のうち、前記面取り部の縁から前記先端面に沿って前記孔から離れる方向に少なくとも２０マイクロメートルの表面領域において、少なくとも長さ１００マイクロメートルで測定された粗さ曲線によって求められたことを特徴とするボンディングキャピラリである。

このボンディングキャピラリによれば、第１〜第５のいずれか１つの発明のそれぞれについて、前記表面領域において少なくとも長さ１００マイクロメートルで測定した粗さ曲線によって求めた凹凸形状であれば、十分な接合強度を長期間維持することができる。

本発明の態様によれば、十分な接合強度を長期間維持することができるボンディングキャピラリが提供される。

図１は、本実施形態に係るボンディングキャピラリを例示する模式図である。 図２は、本実施形態に係るボンディングキャピラリの先端形状を例示する模式的拡大図である。 図３は、本実施形態に係るボンディングキャピラリの先端面を例示する模式的拡大図である。 図４は、ワイヤーボンディングの状態を例示する模式的断面図である。 図５（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態での先端面の凹凸形状を例示する図である。 図６（ａ）及び（ｂ）は、参考例（その１）での先端面の凹凸形状を例示する図である。 図７（ａ）及び（ｂ）は、参考例（その２）での先端面の凹凸形状を例示する図である。 図８は、実施例及び比較例の評価結果を表す図である。 図９は、測定領域を例示する模式的斜視図である。 図１０は、接合強度の判定結果を表す図である。 図１１（ａ）及び（ｂ）は、ボンディング回数によるＣｐｋの変化を表す図である。 図１２（ａ）及び（ｂ）は、ボンディングキャピラリの製造方法の一部を例示する図である。 図１３は、セラミックの結晶の平均粒子径の測定方法を例示する図である。 図１４は、セラミックの結晶の平均粒子径と寿命との関係を例示する図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。

（実施形態）
図１は、本実施形態に係るボンディングキャピラリを例示する模式図である。
図２は、本実施形態に係るボンディングキャピラリの先端形状を例示する模式的拡大図である。
図３は、本実施形態に係るボンディングキャピラリの先端面を例示する模式的拡大図である。
図１には、ボンディングキャピラリ１１０の全体が表されている。図２には、図１に示すＡ部を拡大した図が表されている。図３には、先端面を斜め下からみた斜視図が表されている。

図１に表したように、ボンディングキャピラリ１１０は、先端面５０を有する本体部１０を有する。本体部１０は、ボンディング装置に機械的に固定するための直径を有する円筒部１１と、円筒部１１の先端側に設けられた円錐部１２と、近接する配線済みの金属細線を避けて狙う位置にボンディングを行うためのボトルネック部１３と、を有する。先端面５０は、ボトルネック部１３の先端側の端面である。

ボンディングキャピラリ１１０の内部には、金属細線（ボンディングワイヤ）を挿通させるための孔が軸方向に貫通するようにして設けられている。円筒部１１は、ボンディング装置に機械的に固定できる直径を有する。円錐部１２の直径は、先端側に向かうに従い小さくなる。円錐部１２は、例えば円錐台形状を有し、円筒部１１側の直径が円筒部１１の直径とほぼ等しくなっている。

図２に表したように、ボトルネック部１３は、円錐部１２のボンディングを行う側に設けられる。ボトルネック部１３は、既に配線されている隣の金属細線を避けて所定の接合位置にワイヤーボンディングを行うことができるような直径を有する。例えば、ボトルネック部１３の直径は、根元側（円錐部１２側）から先端面５０側に向けて徐々に小さくなる。特に、根元側の直径は曲線的に小さくなる。

ボトルネック部１３の外径を細くすることで、ボンド位置（接合位置）のピッチが例えば５０マイクロメートル（μｍ）以下と小さい、高密度なワイヤーボンディングを行うことに対応することができる。すなわち、ボトルネック部１３の直径を小さくすれば、接合位置の間隔が狭い場合（高密度なワイヤーボンディングを行う場合）であっても、既に配線されている隣の金属細線とボトルネック部１３との干渉を防ぐことができる。

図３に表したように、ボンディングキャピラリ１１０の先端面５０側には、ボンディングワイヤを挿通する孔１１ｈが設けられる。孔１１ｈと先端面５０との間には、面取り部１３ｃ（チャンファー部）が設けられる。面取り部１３ｃは、孔１１ｈの縁から先端面５０にかけて例えば曲面状に設けられた面を有する。

図４は、ワイヤーボンディングの状態を例示する模式的断面図である。
図４では、セカンドボンディングの状態が表されている。
ボンディングキャピラリ１１０の孔１１ｈに挿通されたボンディングワイヤ（以下、ワイヤと言う。）ＢＷはファーストボンディングされる。その後、ボンディングキャピラリ１１０を所定の軌道でリード２００上まで引き回してワイヤＢＷにループを形成する。

ボンディングキャピラリ１１０をリード２００の上に押圧すると、ワイヤＢＷは先端面５０とリード２００との間に挟み込まれる。先端面５０は面取り部１３ｃにかけて傾斜しているため、先端面５０とリード２００との間隔は、先端面５０の外側から内側にかけて狭くなる。したがって、先端面とリード２００との間に挟まれたワイヤＢＷの厚さは、先端面５０の外側から内側にかけて薄くなる。ワイヤＢＷは、面取り部１３ｃの縁の位置で分断される。

先端面５０とリード２００との間でワイヤＢＷを挟み込んだ状態で、ボンディングキャピラリ１１０に例えば超音波を印加する。これにより、ワイヤＢＷをリード２００に圧着する。ワイヤＢＷを圧着した後は、ボンディングキャピラリ１１０を上昇させる。これにより、電極パッドとリード２００との間にワイヤＢＷが接続される。

このようなワイヤーボンディングにおいて、ボンディングキャピラリ１１０はワイヤＢＷに押圧力を加えた状態で超音波を印加するため、先端面５０とワイヤＢＷとの間のグリップ力が重要になる。グリップ力が弱いと、ワイヤＢＷとリード２００との間に効率良く超音波の振動が加えられず、ワイヤＢＷとリード２００との接合力が弱くなりやすい。

一方、押圧力や超音波振幅を大きくして接合力を確保しようとすると先端面５０が摩耗しやすくなる。先端面５０が摩耗して所望のグリップ力が得られなくなると、ボンディングキャピラリ１１０を交換する必要が生じる。ボンディングキャピラリ１１０の交換頻度が高いと、頻繁にボンディング装置を停止しなければならず、製造時間に影響を与えることになる。

図３に表したように、本実施形態に係るボンディングキャピラリ１１０の先端面５０は、微細な凹凸形状を有する。この凹凸形状における凸部の先端の尖りは、凹凸形状における凹部の先端の尖りよりも小さい。これにより、ボンディングキャピラリ１１０では、所望のグリップ力が長期間維持される。

ここで、先端面の凹凸形状について説明する。
図５（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態での先端面の凹凸形状を例示する図である。
図６（ａ）及び（ｂ）は、参考例（その１）での先端面の凹凸形状を例示する図である。
図７（ａ）及び（ｂ）は、参考例（その２）での先端面の凹凸形状を例示する図である。
図５〜図７において、（ａ）は先端面の三次元走査電子顕微鏡による凹凸形状の測定値を表し、（ｂ）は粗さ曲線のイメージ図を表している。

先端面の凹凸形状は、例えば平均高さＲｃ及びスキューネス（歪み度）Ｒｓｋで表される。
平均高さＲｃ及びスキューネスＲｓｋは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１−２００１に基づき算出される。
本実施形態では、先端面の粗さ曲線を以下の条件で測定した。
測定機器：レーザ顕微鏡（オリンパス社製、ＯＬＳ４０００）
測定倍率：５０倍
カットオフ（位相補償形高域フィルタ）λｃ：２５μｍ

上記の条件によって測定した粗さ曲線から、平均高さＲｃを以下の（１）式によって求め、スキューネスＲｓｋを以下の（２）式によって求める。

（１）式において、ｍは輪郭曲線要素の数、Ｚｔｉは輪郭曲線要素の高さの平均値である。
（２）式において、Ｚｑは二乗平均平方根高さ、Ｚｎは粗さ曲線における高さの値である。

図５（ａ）及び（ｂ）に表した本実施形態での先端面５０の平均高さＲｃは、６０ナノメートル（ｎｍ）以上、スキューネスＲｓｋは、約−１．２以上、−０．３以下である。

図６（ａ）及び（ｂ）に表した参考例（その１）での先端面５１の平均高さＲｃは、１０ｎｍ〜１５ｎｍ、スキューネスＲｓｋは０．３〜−０．５である。

図７（ａ）及び（ｂ）に表した参考例（その２）での先端面５２の平均高さＲｃは、１５０ｎｍ〜２８０ｎｍ、スキューネスＲｓｋは０．２〜−０．２５である。

このように、本実施形態での先端面５０のスキューネスＲｓｋは−０．３以下である。また、スキューネスＲｓｋは−１．２以上とすることができる。スキューネスＲｓｋは、凹凸形状の山（凸）と谷（凹）との対称性を表している。凹凸形状が正弦分布であれば、スキューネスＲｓｋは０になる。スキューネスＲｓｋがマイナスとは、先端面５０に垂直な方向にみたときの山（凸）の面積が谷（凹）の面積よりも大きいこと（凸部の尖りが、凹部の尖りよりも小さいこと）を表している。

先端面５０を有する本実施形態のボンディングキャピラリ１１０では、初期の接合強度及び寿命とも良好である。一方、参考例（その１）での先端面５１を有するボンディングキャピラリでは、初期の接合強度が不足している。また、参考例（その２）での先端面５２を有するボンディングキャピラリでは、初期の接合強度は良好であるものの、寿命が短い。

先端面５０の凹凸形状における凸部の先端の尖りが、凹凸形状における凹部の先端の尖りよりも小さいことで、初期の接合強度を確保しつつ、繰り返しボンディングを行っても長期間にわたってこの接合強度を維持することができるようになる。

また、先端面５０のスキューネスＲｓｋがマイナスであり、山（凸）の面積が谷（凹）の面積よりも大きいことで、先端面５０とワイヤＢＷとの接触面積が増加するとともに、凹部に向かって急峻な勾配となるので、先端面５０とワイヤＢＷとの間のグリップ力が増加する。

すなわち、先端面５０を有するボンディングキャピラリ１１０では、初期の接合強度を十分に確保しつつ、耐摩耗性に優れた長寿命の製品を実現することができるようになる。本実施形態のボンディングキャピラリ１１０では、特に銅などの硬いワイヤＢＷによる結ボンディングを行う場合であっても、十分な接合強度が得られる。また、先端面５０の耐摩耗性に優れていることから、銅などの硬いワイヤＢＷによるボンディングを繰り返しても、初期の接合強度が長期間維持される。

（実施例）
次に、本実施形態に係るボンディングキャピラリ１１０の実施例について説明する。
図８は、実施例及び比較例の評価結果を表す図である。
図９は、測定領域を例示する模式的斜視図である。
図８では、実施例１〜６及び比較例１〜８の先端面における平均高さＲｃ、スキューネスＲｓｋ及び最大山高さＲｐが表されている。

それぞれの例における平均高さＲｃ、スキューネスＲｓｋ及び最大山高さＲｐは、図９に表した表面領域５０ｒで測定した値である。すなわち、図９に表したように、表面領域５０ｒは、先端面５０のうち、面取り部１３ｃの縁から先端面５０に沿って孔１１ｈから離れる方向に長さＬ１の領域である。長さＬ１は、少なくとも２００μｍである。測定長さＬ２は、表面領域５０ｒの範囲内で約１００μｍである。本実施形態では、１００μｍの測定長さＬ２での線粗さを、表面領域５０ｒ内の３箇所で測定し、その平均を求めている。

図８に表した接合強度のＣｐｋは、工程能力指数である。図８に表した各例において、ワイヤＢＷの接合強度の平均をＡｖｅ、接合強度の下限規格を３グラム重（ｇｆ）とした場合、Ｃｐｋ＝（Ａｖｅ−３ｇｆ）／３σで計算される。接合強度は、セカンドボンドにおけるプルテストでの強度である。サンプル数は３０である。一般的に、ワイヤーボンディングにおける接合強度のＣｐｋは、１．６７以上が求められる。

図８に表したように、実施例１〜６及び比較例１〜８では、それぞれ平均高さＲｃ、スキューネスＲｓｋ及び最大山高さＲｐの組合せが異なっている。このうち、実施例１〜６及び比較例４〜８において、接合強度のＣｐｋが１．６７以上になる。

図１０は、接合強度の判定結果を表す図である。
図１０では、図８に表した例のうち接合強度のＣｐｋが１．６７以上になる実施例１〜６及び比較例４〜６について接合強度判定の結果が表されている。

接合強度判定は、初期のＣｐｋ、ワイヤーボンディングの回数が５０万回後及び１００万回後のＣｐｋについて、それぞれＣｐｋが１．６７を下回るか否かによって行われる。図１０の接合強度判定においては、それぞれのＣｐｋが１．６７以上の場合に「ＯＫ」を示し、１．６７未満の場合に「ＮＧ」を示している。

図１０に表したように、実施例１〜６及び比較例４〜６において、初期の接合強度判定は全て「ＯＫ」である。ワイヤーボンディング５０万回後においては、実施例１〜６は「ＯＫ」であるものの、比較例４〜６は全て「ＮＧ」になっている。ワイヤーボンディング１００万回後においては、実施例１〜３、５及び６は「ＯＫ」であり、実施例４及び比較例４〜６は「ＮＧ」になっている。ワイヤーボンディング１５０万回後においては、実施例５及び６は「ＯＫ」であり、実施例１〜４及び比較例４〜６は「ＮＧ」になっている。

図１１（ａ）及び（ｂ）は、ボンディング回数によるＣｐｋの変化を表す図である。
図１１（ａ）には、図８及び図１０に示す実施例２のＣｐｋの変化が表され、図１１（ｂ）には、図８及び図１０に示す比較例６のＣｐｋの変化が表されている。

図１１（ａ）に表したように、実施例２の先端面を有するボンディングキャピラリについては、ボンディング初期から１００万回を超えても初期の接合強度を維持しており、１．６７以上のＣｐｋが持続している。

一方、図１１（ｂ）に表したように、比較例６の先端面を有するボンディングキャピラリについては、ボンディング初期のＣｐｋは１．６７以上になっているものの、３０万回を超えたあたりからＣｐｋに顕著な低下がみられ、１．６７を下回るようになる。

以上の結果から、先端面５０のスキューネスＲｓｋは約−１．２以上、−０．３以下であり、かつ先端面５０の平均高さＲｃは０．０６μｍ以上０．３μｍ以下であることが好ましい。平均高さＲｃが０．０６μｍ以上ないとグリップ力が小さく、特に銅線のワイヤＢＷを用いる場合には十分な接合強度が得られない。また、平均高さＲｃが０．３μｍを超えると、スキューネスＲｓｋとして−０．３以下の凹凸を形成することが困難になる。また、より好ましくは、先端面５０のスキューネスＲｓｋは約−１．２以上、−０．４３以下であり、かつ先端面５０の平均高さＲｃは０．１６μｍ以上０．３μｍ以下である。これにより、ボンディング初期から１５０万回後であっても初期の接合強度を維持することができる。

また、先端面５０の最大山高さＲｐは平均高さＲｃの０．９倍以下（Ｒｐ／Ｒｃ≦０．９）であることが好ましい。また、Ｒｐ／Ｒｃは、０．５倍以上とすることができる。Ｒｐ／Ｒｃが０．９を超えると、初期の接合強度を長期間維持することが困難になる。一方、Ｒｐ／Ｒｃが０．９以下であると、使用中の磨耗に伴う形状変化が少なく、長期間初期の接合強度が維持される。

（製造方法）
次に、本実施形態に係るボンディングキャピラリ１１０の製造方法について説明する。
図１２（ａ）及び（ｂ）は、ボンディングキャピラリの製造方法の一部を例示する図である。
図１２（ａ）及び（ｂ）には、ボンディングキャピラリ１１０の製造方法のうち、先端面５０の凹凸形状を形成する手順が表されている。

本実施形態に係るボンディングキャピラリ１１０の材料には、例えばアルミニウム（Ａｌ）及びジルコニア（Ｚｒ）が含まれる。図１２（ａ）に表したように、ボンディングキャピラリ１１０には、粒子径の大きいＡｌに、粒子径の小さいＺｒが点在している。先端面５０を研磨すると、先端面５０にはＡｌ母材の表面にＺｒの結晶が露出する状態になる。

この状態で、先端面５０にサンドブラストを施す。サンドブラストの条件の一例は、砥粒種類、吹き付け圧、吹き付け時間である。サンドブラストの条件を最適化することで、Ａｌに比べて軟らかいＺｒの結晶が、Ａｌ母材の表面から脱落する。これにより、図１２（ｂ）に表したように、先端面５０の平坦な面の一部に、凹部が形成される。この際、Ａｌ母材に対するＺｒの比率は少ないため、Ｚｒの結晶が脱落して形成された凹部の面積は、凸部（平坦面）の面積よりも大きくならない。
なお、上記の製造方法は一例であり、サンドブラスト以外の方法でも製造可能である。

（結晶粒子径）
次に、ボンディングキャピラリの結晶粒子径について説明する。
本実施形態に係るボンディングキャピラリ１１０において、先端面５０に露出したセラミックの結晶の平均粒子径は１．２μｍ以下である。なお、セラミックの結晶の平均粒子径は０．３μｍ以上とすることができる。セラミックの結晶の平均粒子径が１．２μｍ以下になると、先端面５０の摩耗が少なくなり、ボンディングキャピラリ１１０の寿命が長くなる。

図１３は、セラミックの結晶の平均粒子径の測定方法を例示する図である。
図１３には、セラミック製の試料の平面を研磨した後、粒子間の境界を明確にするためにサーマルエッチングを施した状態のＳＥＭ（Scanning Electron Microscope）画像が表されている。

先ず、試料の任意の箇所を、１００００倍〜３００００倍程度の倍率でＳＥＭで観察し、ＳＥＭ画像を取得する。そして、取得したＳＥＭ画像に基づき、例えばプラニメトリック法で平均粒子径を算出する。

平均粒子径の算出は、次の手順で行われる。
先ず、取得したＳＥＭ画像上で面積Ａ（μｍ^２）の既知の円ＣＩＲを描く。次に、円ＣＩＲの内側に含まれる粒子の数ｎｃと、円ＣＩＲの上（円周上）にかかる粒子の数ｎｉとを計数する。そして、このｎｃ及びｎｉを用いて、平均粒子径を以下の式によって計算する。
Ｎ＝（ｎｃ＋（１／２）ｎｉ）／（Ａ／倍率^２）
平均粒子径（μｍ）＝２／（π・Ｎ）^１／２

図１４は、セラミックの結晶の平均粒子径と寿命との関係を例示する図である。
図１４では、数種類の平均粒子径について、ボンディング回数によるボンディングキャピラリの寿命について判定した結果が表されている。ボンディング回数は、５０万回及び１００万回である。寿命の判定は、Ｃｐｋが１．６７以上であれば「ＯＫ」を示し、１．６７未満であれば「ＮＧ」を示している。

図１４に示す結果から、５０万回のボンディング回数でも１．６７以上のＣｐｋを維持するためには、セラミックの結晶の平均粒子径は約０．３μｍ以上、１．２μｍ以下あることが好ましい。また、さらに好ましい平均粒子径は約０．３μｍ以上、０．７μｍ以下である。平均粒子径が０．７μｍ以下であると、１００万回のボンディング回数でも１．６７以上のＣｐｋが維持される。

このような平均粒子径の結晶を有するセラミックによってボンディングキャピラリ１１０を構成すれば、先端面５０の摩耗が少なくなる。これにより、ボンディングキャピラリ１１０の寿命が長くなり、交換頻度の低減が実現される。

以上説明したように、本実施形態によれば、ワイヤーボンディングにおいて、ワイヤＢＷとリード２００との十分な接合強度が得られるとともに、ボンディングを繰り返し行った場合でも初期の接合強度を長期間維持することができるようになる。

以上、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。前述の実施の形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、ボンディングキャピラリ１１０の形状や大きさ、材料など、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。

１０…本体部、１１…円筒部、１１ｈ…孔、１２…円錐部、１３…ボトルネック部、１３ｃ…面取り部、５０…先端面、５０ｒ…表面領域、１１０…ボンディングキャピラリ、２００…リード、ＢＷ…ワイヤ、ＣＩＲ…円

第１の発明は、ワイヤボンディングする先端面を有する本体部を備え、前記先端面は微細な凹凸形状を有し、前記凹凸形状における凸部の先端の尖りは、前記凹凸形状における凹部の先端の尖りよりも小さく、前記先端面に垂直な方向からみたときの前記凸部の面積は、前記凹部の面積よりも大きく、前記先端面のスキューネスは−０．３以下であり、かつ前記先端面の平均高さは０．０６マイクロメートル以上０．３マイクロメートル以下であることを特徴とするボンディングキャピラリである。

このボンディングキャピラリによれば、初期の接合強度を確保しつつ、繰り返しボンディングを行っても長期間にわたってこの接合強度を維持することができる。
このボンディングキャピラリによれば、ワイヤとの接触面積が増加するとともに、凹部に向かって急峻な勾配となるので、先端表面とボンディングワイヤとの間のグリップ力が増加する。
このボンディングキャピラリによれば、使用中の磨耗に伴う形状変化が少なく、繰り返しボンディングを行っても長期間初期の接合強度を維持することができるようになる。

また、第２の発明は、ワイヤボンディングする先端面を有する本体部を備え、前記先端面は微細な凹凸形状を有し、前記凹凸形状における凸部の先端の尖りは、前記凹凸形状における凹部の先端の尖りよりも小さく、前記先端面に垂直な方向からみたときの前記凸部の面積は、前記凹部の面積よりも大きく、前記先端面のスキューネスは−０．４３以下であり、かつ前記先端面の平均高さは０．１６マイクロメートル以上０．３マイクロメートル以下であることを特徴とするボンディングキャピラリである。

このボンディングキャピラリによれば、初期の接合強度を確保しつつ、繰り返しボンディングを行っても長期間にわたってこの接合強度を維持することができる。
このボンディングキャピラリによれば、ワイヤとの接触面積が増加するとともに、凹部に向かって急峻な勾配となるので、先端表面とボンディングワイヤとの間のグリップ力が増加する。
このボンディングキャピラリによれば、さらに使用中の摩耗に伴う形状変化が少なく、繰り返しボンディングを行っても長期間初期の接合強度を維持することができるようになる。

また、第３の発明は、第１または第２の発明において、前記先端面の最大山高さは前記平均高さの０．９倍以下であることを特徴とするボンディングキャピラリである。

また、第４の発明は、第１〜第３のいずれか１つの発明において、前記先端面に露出した結晶の平均粒子径は、１．２マイクロメートル以下であることを特徴とするボンディングキャピラリである。

また、第５の発明は、第１〜第４のいずれか１つの発明において、前記本体部は、前記先端面側に設けられボンディングワイヤを挿通する孔と、前記孔と前記先端面との間に設けられた面取り部と、を有し、前記先端面の前記凹凸形状は、前記先端面のうち、前記面取り部の縁から前記先端面に沿って前記孔から離れる方向に少なくとも２０マイクロメートルの表面領域において、少なくとも長さ１００マイクロメートルで測定された粗さ曲線によって求められたことを特徴とするボンディングキャピラリである。

Claims (7)

1. ワイヤボンディングする先端面を有する本体部を備え、
   前記先端面は微細な凹凸形状を有し、
   前記凹凸形状における凸部の先端の尖りは、前記凹凸形状における凹部の先端の尖りよりも小さいことを特徴とするボンディングキャピラリ。
2. 前記先端面に垂直な方向からみたときの前記凸部の面積は、前記凹部の面積よりも大きいことを特徴とする請求項１記載のボンディングキャピラリ。
3. 前記先端面のスキューネスは−０．３以下であり、かつ前記先端面の平均高さは０．０６マイクロメートル以上０．３マイクロメートル以下であることを特徴とする請求項２記載のボンディングキャピラリ。
4. 前記先端面のスキューネスは−０．４３以下であり、かつ前記先端面の平均高さは０．１６マイクロメートル以上０．３マイクロメートル以下であることを特徴とする請求項２記載のボンディングキャピラリ。
5. 前記先端面の最大山高さは前記平均高さの０．９倍以下であることを特徴とする請求項３または４に記載のボンディングキャピラリ。
6. 前記先端面に露出した結晶の平均粒子径は、１．２マイクロメートル以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載のボンディングキャピラリ。
7. 前記本体部は、前記先端面側に設けられボンディングワイヤを挿通する孔と、前記孔と前記先端面との間に設けられた面取り部と、を有し、
   前記先端面の前記凹凸形状は、前記先端面のうち、前記面取り部の縁から前記先端面に沿って前記孔から離れる方向に少なくとも２０マイクロメートルの表面領域において、少なくとも１００マイクロメートルの長さで測定された粗さ曲線によって求められたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載のボンディングキャピラリ。