JP2014120702A - Wire bonding method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ワイヤボンディング方法に関するものである。 The present invention relates to a wire bonding method.
従来より、半導体装置の電極パッド間の結線にワイヤボンディング方法が用いられている。例えば、特許文献1には、基板上に実装されたセンサチップ上の電極パッドに結線するワイヤボンディング方法が開示されている。このワイヤボンディング方法について図3A〜図3Eを参照して以下に説明する。
Conventionally, a wire bonding method has been used for connection between electrode pads of a semiconductor device. For example,
まず、図3Aに示すように、トーチ電極(不図示)からの放電によってキャピラリ100先端部の開口部から露出したワイヤ101の先端部に金属ボール102を成形する。そして、図3Bに示すように、キャピラリ100を下降させて、基板200上に形成された電極210にワイヤ101の先端の金属ボール102を押し付けて、超音波振動を加えながら金属ボール102を電極210に固着させるボールボンディングを行う。次に、図3Cに示すように、キャピラリ100を基板200上に実装された半導体素子220の高さよりも少し高い位置まで上昇させながら、半導体素子220の上方まで移動させる。この後、図3Dに示すように、キャピラリ100を下降させて半導体素子220の上面に形成された上面電極221に押し当て、所定の荷重を掛けると同時に超音波振動を加えワイヤ101を上面電極221に固着させるスティッチボンディングを行う。そして、図3Eに示すように、ワイヤ101をクランプした状態でキャピラリ100を上方に移動させて、ワイヤ101を切断する。これにより、基板200上に形成された電極210と、基板200上に実装された半導体素子220上面の上面電極221とが、ワイヤ101により結線されることとなる。
First, as shown in FIG. 3A, a
しかしながら、上述したワイヤボンディング方法では、半導体素子220の上面電極221への結線の際、キャピラリ100を上面電極221に直接押し当てて所定の荷重を掛けるとともに超音波振動を与えるスティッチボンディングを行っているので、半導体素子220に傷がついたり、半導体素子220の機械的な強度が低い場合には半導体素子220自体が破損したりするといった不良が発生することがあった。
However, in the wire bonding method described above, when bonding the
そこで、本発明は、半導体素子の不良の発生を低減できるワイヤボンディング方法を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a wire bonding method that can reduce the occurrence of defects in semiconductor elements.
上述したような課題を解決するために、本発明に係るワイヤボンディング方法は、基板上に搭載された第1の半導体素子上の第1の電極パッドと、基板上に搭載された第2の半導体素子上の第2の電極パッドとの間をキャピラリを用いてワイヤで結線するためのワイヤボンディング方法であって、第2の電極パッド上にバンプを形成する第1のステップと、ワイヤを第1の電極パッドにボールボンディングする第2のステップと、一端が第1の電極パッドにボールボンディングされたワイヤを繰り出しながらキャピラリを第2の電極パッド上に移動させる第3のステップと、一端が第1の電極パッドにボールボンディングされたワイヤを、第2の電極上に形成されたバンプ上にスティッチボンディングする第4のステップとを有することを特徴とするものである。 In order to solve the above-described problems, a wire bonding method according to the present invention includes a first electrode pad on a first semiconductor element mounted on a substrate and a second semiconductor mounted on the substrate. A wire bonding method for connecting a second electrode pad on an element with a wire using a capillary, wherein a first step of forming a bump on the second electrode pad, and a wire in the first step A second step of ball bonding to the electrode pad of the second electrode, a third step of moving the capillary onto the second electrode pad while feeding out the wire whose one end is ball bonded to the first electrode pad, and one end of the first step And a fourth step of stitch-bonding the wire ball-bonded to the electrode pad on the bump formed on the second electrode. It is an.
また、本発明に係る他のワイヤボンディング方法は、基板上に搭載された半導体素子上の第1の電極パッドと第2の電極パッドとの間をキャピラリによりワイヤで結線するためのワイヤボンディング方法であって、第2の電極パッド上にバンプを形成する第1のステップと、ワイヤを第1の電極パッドにボールボンディングする第2のステップと、一端が第1の電極パッドにボールボンディングされたワイヤを繰り出しながらキャピラリを第2の電極パッド上に移動させる第3のステップと、一端が第1の電極パッドにボールボンディングされたワイヤを、第2の電極上に形成されたバンプ上にスティッチボンディングする第4のステップとを有することを特徴とするものである。 In addition, another wire bonding method according to the present invention is a wire bonding method for connecting a first electrode pad and a second electrode pad on a semiconductor element mounted on a substrate with a wire using a capillary. A first step of forming a bump on the second electrode pad, a second step of ball bonding the wire to the first electrode pad, and a wire having one end ball-bonded to the first electrode pad. A third step of moving the capillary onto the second electrode pad while feeding the wire, and a wire having one end ball-bonded to the first electrode pad is stitch-bonded onto the bump formed on the second electrode. And a fourth step.
本発明によれば、第1の電極パッドはボールボンディングされ、第2の電極パッドはバンプ上にスティッチボンディングされるので、第1,第2の電極パッドの何れもキャピラリが直接押し付けられないので、半導体素子に不良が発生することを低減できる。 According to the present invention, since the first electrode pad is ball-bonded and the second electrode pad is stitch-bonded on the bump, the capillary is not directly pressed on either of the first and second electrode pads. The occurrence of defects in the semiconductor element can be reduced.
[第1の実施の形態]
以下、図面を参照して、本発明の第1の実施の形態について詳細に説明する。
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本実施の形態は、基板1上に実装された第1の半導体素子2上面の第1の電極パッド21と、基板1上に実装された第2の半導体素子3上面の第2の電極パッド31とをキャピラリ10を用いてボンディングワイヤ(以下、「ワイヤ」と言う。)11で結線するものである。ここで、キャピラリは10は、ワイヤボンディングマシンに搭載され、ワイヤ11が挿通される筒状の部材なる公知のキャピラリから構成されている。
In the present embodiment, the
まず、図1Aに示すように、トーチ電極(不図示)からの放電によってキャピラリ10の先端部の開口部から露出したワイヤ11の先端部に金属ボール12を成型する。そして、図1Bに示すように、キャピラリ10を下降させて、基板1上の第2の半導体素子3上面に形成された第2の電極パッド31に、ワイヤ11の先端の金属ボール12を押し付けて、超音波振動を加えながら金属ボール12を第2の電極パッド31に固着させるボールボンディングを行う。そして、図1Cに示すように、ワイヤ11をクランプした状態でキャピラリ10を上方に移動させて、ワイヤ11を切断する。
これにより、第2の電極パッド31上にはバンプ13が形成される。
First, as shown in FIG. 1A, a
Thereby, the
第2の電極パッド31上にバンプ13を形成すると、図1Dに示すように、キャピラリ10を基板1上の第1の半導体素子2上面に形成された第1の電極パッド21上方に移動させる。このとき、トーチ電極(不図示)からの放電によってキャピラリ10の先端部の開口部から露出したワイヤ11の先端部に金属ボール12を成型する。そして、図1Eに示すように、キャピラリ10を下降させて、第1の電極パッド21にワイヤ11の先端の金属ボール14を押し付けて、超音波振動を加えながら金属ボール14を第1の電極パッド21に固着させるボールボンディングを行う。
When the
次に、図1Fに示すように、キャピラリ10を上方に移動させた後、第2の半導体素子31の上方まで移動させる。この後、図1Gに示すように、キャピラリ10を下降させて半導体素子31の上面に形成された第2の電極パッド31に押し当て、所定の荷重を掛けると同時に超音波振動を加えワイヤ11を第2の電極パッド31に固着させるスティッチボンディングを行う。
このとき、第2の電極パッド31上には、上述したようにバンプ13が形成されている。したがって、ワイヤ11は、バンプ13に対してスティッチボンディングされ、バンプ13を介して第2の電極パッド31に結線されることとなる。このように、第2の電極パッド31への結線の際、バンプ13にスティッチボンディングされ、キャピラリ10が直接に第2の電極パッド31に押し当てられることがないので、第2の電極パッド31を備えた第2の半導体素子3に不良が発生することを低減させることができる。
Next, as shown in FIG. 1F, the capillary 10 is moved upward and then moved to above the
At this time, the
ワイヤ11がスティッチボンディングされると、図1Hに示すように、ワイヤ11をクランプした状態でキャピラリ10を上方に移動させて、ワイヤ11を切断する。
これにより、第1の半導体素子2の第1の電極パッド21と、第2の半導体素子3の第2の電極パッド31とがワイヤ11により結線されることとなる。
When the
As a result, the
以上説明したように、本実施の形態によれば、第1の半導体素子2上の第1の電極パッド21はボールボンディングされ、第2の半導体素子3上の第2の電極パッド31はバンプ13上にスティッチボンディングされるので、第1の電極パッド21および第2の電極パッド31の何れもキャピラリ10が直接押し付けられないので、第1の半導体素子2および第2の半導体素子3に不良が発生することを低減できる。
As described above, according to the present embodiment, the
[第2の実施の形態]
次に本発明の第2の実施の形態について詳細に説明する。なお、本実施の形態において、上述した第1の実施の形態と同等の構成要素については、同じ名称および符号を付し適宜説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described in detail. In the present embodiment, components equivalent to those in the first embodiment described above are denoted by the same names and reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.
本実施の形態は、基板1上に実装された半導体素子4上面の第1の電極パッド41と第2の電極パッド42とをキャピラリ10を用いてワイヤ11で結線するものである。
In the present embodiment, the
まず、図2Aに示すように、トーチ電極(不図示)からの放電によってキャピラリ10の先端部の開口部から露出したワイヤ11の先端部に金属ボール12を成型する。そして、図2Bに示すように、キャピラリ10を下降させて、基板1上の半導体素子4上面に形成された第2の電極パッド42に、ワイヤ11の先端の金属ボール12を押し付けて、超音波振動を加えながら金属ボール12を第2の電極パッド42に固着させるボールボンディングを行う。そして、図2Cに示すように、ワイヤ11をクランプした状態でキャピラリ10を上方に移動させて、ワイヤ11を切断する。
これにより、第2の電極パッド42上にはバンプ13が形成される。
First, as shown in FIG. 2A, a
As a result, the
第2の電極パッド42上にバンプ13を形成すると、図2Dに示すように、キャピラリ10を半導体素子4上面に形成された第1の電極パッド41上方に移動させる。このとき、トーチ電極(不図示)からの放電によってキャピラリ10の先端部の開口部から露出したワイヤ11の先端部に金属ボール14を成型する。そして、図2Eに示すように、キャピラリ10を下降させて、第1の電極パッド41にワイヤ11の先端の金属ボール14を押し付けて、超音波振動を加えながら金属ボール14を第1の電極パッド41に固着させるボールボンディングを行う。
When the
次に、図2Fに示すように、キャピラリ10を上方に移動させた後、第2の半導体素子42の上方まで移動させる。この後、図2Gに示すように、キャピラリ10を下降させて第2の電極パッド42に押し当て、所定の荷重を掛けると同時に超音波振動を加えワイヤ11を第2の電極パッド42に固着させるスティッチボンディングを行う。
このとき、第2の電極パッド42上には、上述したようにバンプ13が形成されている。したがって、ワイヤ11は、バンプ13に対してスティッチボンディングされ、バンプ13を介して第2の電極パッド42に結線されることとなる。このように、第2の電極パッド42への結線の際、バンプ13にスティッチボンディングされ、キャピラリ10が直接に第2の電極パッド42に押し当てられることがないので、第2の電極パッド42を備えた半導体素子4に不良が発生することを低減させることができる。
Next, as shown in FIG. 2F, after the capillary 10 is moved upward, it is moved to above the
At this time, the
ワイヤ11がスティッチボンディングされると、図2Hに示すように、ワイヤ11をクランプした状態でキャピラリ10を上方に移動させて、ワイヤ11を切断する。
これにより、半導体素子4上の第1の電極パッド41と第2の電極パッド41とがワイヤ11により結線されることとなる。
When the
As a result, the
以上説明したように、本実施の形態によれば、半導体素子4上の第1の電極パッド41はボールボンディングされ、半導体素子4上の第2の電極パッド41はバンプ13上にスティッチボンディングされるので、第1の電極パッド41および第2の電極パッド42の何れもキャピラリ10が直接押し付けられないので、半導体素子4に不良が発生することを低減できる。
As described above, according to the present embodiment, the
従来では、スティッチボンディングによる半導体素子への不良の発生を防ぐために、半導体素子間で結線する際に基板上に連結された2つの電極パッドを設け、電極パッドにはスティッチボンディング、半導体素子にはボールボンディングにより、一方の電極パッドと一方の半導体素子、他方の電極パッドと他方の半導体素子を結線することが行われていた。しかしながら、第1,第2の本実施の形態によれば、半導体素子間や電極パッド間で直接に結線することができるので、上述したような連結した2つの電極パッドを基板上に形成しなくて良いので、基板上の省スペース化や作業工程の削減により低コスト化を実現することができる。 Conventionally, in order to prevent occurrence of defects in a semiconductor element due to stitch bonding, two electrode pads connected on a substrate are provided when connecting between semiconductor elements, and stitch bonding is provided on the electrode pad, and ball is provided on the semiconductor element. One electrode pad and one semiconductor element, and the other electrode pad and the other semiconductor element are connected by bonding. However, according to the first and second embodiments, since it is possible to directly connect between semiconductor elements and between electrode pads, it is not necessary to form two connected electrode pads as described above on the substrate. Therefore, the cost can be reduced by saving the space on the substrate and reducing the work process.
本発明は、半導体装置にワイヤボンディングを行う各種装置に適用することができる。 The present invention can be applied to various apparatuses that perform wire bonding on a semiconductor device.
1…基板、2…第1の半導体素子、3…第2の半導体素子、4…半導体素子、10…キャピラリ、11…ワイヤ、12,14…金属ボール、13…バンプ、21,41…第1の電極パッド、31,42…第2の電極パッド。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記第2の電極パッド上にバンプを形成する第1のステップと、
前記ワイヤを前記第1の電極パッドにボールボンディングする第2のステップと、
一端が前記第1の電極パッドにボールボンディングされた前記ワイヤを繰り出しながら前記キャピラリを前記第2の電極パッド上に移動させる第3のステップと、
一端が前記第1の電極パッドにボールボンディングされた前記ワイヤを、前記第2の電極上に形成された前記バンプ上にスティッチボンディングする第4のステップと
を有することを特徴とするワイヤボンディング方法。 A wire is connected between the first electrode pad on the first semiconductor element mounted on the substrate and the second electrode pad on the second semiconductor element mounted on the substrate using a capillary. A wire bonding method for
A first step of forming a bump on the second electrode pad;
A second step of ball bonding the wire to the first electrode pad;
A third step of moving the capillary onto the second electrode pad while feeding out the wire having one end ball-bonded to the first electrode pad;
And a fourth step of stitch-bonding the wire having one end ball-bonded to the first electrode pad onto the bump formed on the second electrode.
前記第2の電極パッド上にバンプを形成する第1のステップと、
前記ワイヤを前記第1の電極パッドにボールボンディングする第2のステップと、
一端が前記第1の電極パッドにボールボンディングされた前記ワイヤを繰り出しながら前記キャピラリを前記第2の電極パッド上に移動させる第3のステップと、
一端が前記第1の電極パッドにボールボンディングされた前記ワイヤを、前記第2の電極上に形成された前記バンプ上にスティッチボンディングする第4のステップと
を有することを特徴とするワイヤボンディング方法。 A wire bonding method for connecting a wire between a first electrode pad and a second electrode pad on a semiconductor element mounted on a substrate with a capillary,
A first step of forming a bump on the second electrode pad;
A second step of ball bonding the wire to the first electrode pad;
A third step of moving the capillary onto the second electrode pad while feeding out the wire having one end ball-bonded to the first electrode pad;
And a fourth step of stitch-bonding the wire having one end ball-bonded to the first electrode pad onto the bump formed on the second electrode.
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---|---|---|---|---|
JPS6041236A (en) * | 1983-08-17 | 1985-03-04 | Nec Corp | Connecting method of electronic part |
JPH05326601A (en) * | 1992-05-18 | 1993-12-10 | Murata Mfg Co Ltd | Wire bonding method |
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2012
- 2012-12-19 JP JP2012276637A patent/JP2014120702A/en active Pending
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