JP2016139687A - Wire bonding method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体素子の一面に対してウェッジボンディングによりワイヤを接合するワイヤボンディング方法に関する。 The present invention relates to a wire bonding method for bonding a wire to one surface of a semiconductor element by wedge bonding.
従来、この種のウェッジボンディングによるボンディング方法では、たとえば特許文献1に記載のものが提案されている。具体的には、一面がボンディング面とされた半導体素子の当該一面に対してワイヤを接触させた状態で、該一面の上方からボンディングツールにてワイヤに荷重および超音波振動を印加する。これにより、ワイヤが潰されて変形するので、ワイヤが半導体素子の一面に接合される。
Conventionally, as a bonding method by this type of wedge bonding, for example, a method described in
ここで、半導体素子はボンディングステージに搭載された状態でボンディングされるが、半導体素子とステージとの間に異物が介在すると、半導体素子の一面が水平面より傾きやすい。また、しばしば、半導体素子は、基板上にはんだ等で接着された状態でボンディングステージに搭載されるが、はんだ厚さの不均一等によっても、半導体素子の一面が水平面より傾きやすい。 Here, the semiconductor element is bonded in a state where it is mounted on the bonding stage. However, when a foreign substance is interposed between the semiconductor element and the stage, one surface of the semiconductor element is likely to be inclined from the horizontal plane. In many cases, the semiconductor element is mounted on the bonding stage in a state of being bonded to the substrate with solder or the like, but one surface of the semiconductor element is more likely to be inclined than the horizontal plane due to non-uniform solder thickness or the like.
このように半導体素子の一面が傾いた状態でウェッジボンディングを行うと、ボンディングツールによって薄く変形したワイヤの潰れ部が、非対称性の大きい形状となりやすく、接合信頼性の低下を引き起こしやすい。 When wedge bonding is performed in a state where one surface of the semiconductor element is tilted in this manner, the crushed portion of the wire that is thinly deformed by the bonding tool is likely to have a highly asymmetric shape, which tends to cause a decrease in bonding reliability.
そこで、従来では、たとえば特許文献1に記載されているように、ボンディング面である半導体素子の一面の傾きを、レーザやカメラを用いた撮像等の光学的手段で検出して求め、求められた傾きを修正してワイヤボンディングを行うようにしている。
Therefore, conventionally, as described in
ところで、従来における半導体素子の一面の傾きを求める方法は、上述のように、レーザやカメラ撮像等の光学的手段により、半導体素子の一面の傾き状態を直接検出するものである。 By the way, as described above, the conventional method for obtaining the tilt of one surface of a semiconductor element is to directly detect the tilt state of the one surface of the semiconductor element by optical means such as laser or camera imaging.
しかし、この場合、半導体素子の一面の傾きは、実際のワイヤボンディング中の状態、すなわちボンディング荷重や超音波振動をワイヤに印加した状態に基づいて求められたものではない。そのため、当該傾きを精度よく修正して正常なボンディングを実現するためには、ワイヤボンディング条件を反映した傾き検出が望まれる。 However, in this case, the inclination of one surface of the semiconductor element is not obtained based on the actual state during wire bonding, that is, the state in which a bonding load or ultrasonic vibration is applied to the wire. Therefore, in order to correct the inclination with high accuracy and realize normal bonding, inclination detection reflecting the wire bonding condition is desired.
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、半導体素子の一面に対してウェッジボンディングによりワイヤを接合するにあたって、ワイヤボンディング条件を反映した精度のよい傾き検出を可能とすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to enable accurate inclination detection reflecting wire bonding conditions when bonding a wire to one surface of a semiconductor element by wedge bonding. To do.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、一面(31)がボンディング面とされた半導体素子(30)の当該一面に対してワイヤ(40)を接触させた状態で、該一面の上方からボンディングツール(100)にてワイヤに荷重および超音波振動を印加することにより、ワイヤを潰すように変形させて接合するウェッジボンディングによるワイヤボンディング方法であって、以下の点を特徴としている。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, in the state where the wire (40) is brought into contact with the one surface of the semiconductor element (30) having the one surface (31) as the bonding surface, A wire bonding method by wedge bonding in which a wire is deformed so as to be crushed by applying a load and ultrasonic vibration to the wire with a bonding tool (100) from above, and has the following features. .
すなわち、請求項1のワイヤボンディング方法は、半導体素子をボンディングステージ(200)に搭載する搭載工程と、半導体素子の一面の水平面からの傾きを求める傾き判定工程と、傾き判定工程にて求められた半導体素子の一面の傾きを修正する傾き修正工程と、しかる後、ウェッジボンディングによるワイヤの接合を行うボンディング工程と、を備える。
That is, the wire bonding method according to
さらに、傾き判定工程では、次のような第1の工程と、第2の工程とを行う。第1の工程は、ボンディングツールによって、半導体素子の一面にワイヤを接触させ、該ワイヤに対して荷重および超音波振動を印加してワイヤを潰すように変形させ、ワイヤの径よりもはみ出して変形した部分である潰れ部(41)を形成する仮ボンディングとして工程である。 Furthermore, in the inclination determination step, the following first step and second step are performed. In the first step, a wire is brought into contact with one surface of a semiconductor element by a bonding tool, and a load and ultrasonic vibration are applied to the wire to deform the wire so that the wire is crushed. This is a process as temporary bonding for forming the crushed portion (41), which is the portion that has been cut.
続く、第2の工程は、水平面内において超音波振動の方向を第1方向Y、第1方向Yと直交する方向を第2方向Xとし、潰れ部のうち第1方向Yに沿った最大寸法Lを有する部分を第1最大寸法部(41a)、潰れ部を含んで第2方向Xに沿った最大寸法Wを有する部分を第2最大寸法部(41b)とし、第1最大寸法部の第1方向Yにおける両端の厚さをt1およびt2、第2最大寸法部の第2方向Xにおける両端の潰れ部の厚さをt3およびt4、第1の方向Yにおける半導体素子の一面の傾き角度をθ1、第2の方向Xにおける半導体素子の一面の傾き角度をθ2としたとき、tanθ1=(t1−t2)/L、および、tanθ2=(t3−t4)/Wの関係から、傾き角度θ1、θ2を求める工程である。 In the second step, in the horizontal plane, the direction of ultrasonic vibration is the first direction Y, the direction orthogonal to the first direction Y is the second direction X, and the maximum dimension along the first direction Y of the collapsed portion. The portion having L is defined as the first maximum dimension portion (41a), the portion including the collapsed portion and having the maximum dimension W along the second direction X is defined as the second maximum dimension portion (41b). The thicknesses at both ends in one direction Y are t1 and t2, the thicknesses of the crushed portions at both ends in the second direction X of the second maximum dimension portion are t3 and t4, and the inclination angle of one surface of the semiconductor element in the first direction Y is Assuming that the inclination angle of one surface of the semiconductor element in θ1 and the second direction X is θ2, from the relationship of tan θ1 = (t1−t2) / L and tanθ2 = (t3−t4) / W, the inclination angle θ1, This is a step of obtaining θ2.
そして、傾き修正工程では、第2の工程で求められた傾き角度θ1、θ2に基づいてボンディングステージを調整し、半導体素子の一面が水平面に平行となるように半導体素子の一面の傾きを修正する。請求項1のワイヤボンディング方法は、これらの点を特徴とするものである。
In the tilt correction step, the bonding stage is adjusted based on the tilt angles θ1 and θ2 obtained in the second step, and the tilt of one surface of the semiconductor element is corrected so that the one surface of the semiconductor element is parallel to the horizontal plane. . The wire bonding method of
それによれば、半導体素子の一面の傾きの有無を、仮ボンディングによって形成されたワイヤの潰れ部の状態に基づいて判定することができるため、ワイヤボンディング条件を反映した精度のよい傾き検出が行える。 According to this, since the presence / absence of the inclination of one surface of the semiconductor element can be determined based on the state of the collapsed portion of the wire formed by temporary bonding, it is possible to detect the inclination with high accuracy reflecting the wire bonding conditions.
なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in the claim and this column is an example which shows a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各図相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。また、以下の各図には、必要に応じて、仮想面としての水平面を破線にて示してある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, parts that are the same or equivalent to each other are given the same reference numerals in the drawings for the sake of simplicity. In each of the following drawings, a horizontal plane as a virtual plane is indicated by a broken line as necessary.
まず、本発明の実施形態にかかるワイヤボンディング構造体としての半導体装置について、図1〜図3を参照して述べる。この半導体装置は、たとえば自動車などの車両に搭載され、車両用の各種電子装置を駆動するための装置として適用されるものである。 First, a semiconductor device as a wire bonding structure according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This semiconductor device is mounted on a vehicle such as an automobile and is applied as a device for driving various electronic devices for the vehicle.
本実施形態の半導体装置は、大きくは、基板10と、基板10上に接合部材20を介して接合された半導体素子30と、半導体素子30に結線されたワイヤ40と、を備えて構成されている。
The semiconductor device of the present embodiment is roughly configured to include a
基板10は、たとえばプリント基板、セラミック基板等の配線基板、あるいは、リードフレームなどであり、半導体素子30を支持するものである。半導体素子30は、シリコン半導体等よりなるICチップやトランジスタ素子等であり、半導体プロセスにより形成されたものである。
The
ここで、半導体素子30は、チップ状のものであり、表裏の板面の一方である一面31をボンディング面とするものである。つまり、半導体素子30は、一面31とは反対側の板面を基板10に対向させた状態で、接合部材20を介して基板10に接合され、固定されている。この接合部材20としては、たとえば、はんだや導電性接着剤、あるいは、絶縁性の接着剤等のダイボンド材が挙げられる。
Here, the
ワイヤ40は、Au(金)、Al(アルミニウム)、Cu(銅)等よりなるもので、半導体素子30の一面31に接合されている。詳しくは、半導体素子30の一面31のうちワイヤ40の接合部は、図示しないアルミ等よりなるボンディングパッドとして構成されており、このパッドに対してワイヤ40が結線されている。
The
なお、半導体素子30の一面31に接合されるワイヤ40は、1本でもよいが、典型的には、複数本である。また、このワイヤ40と半導体素子30との接合部分については、ワイヤボンディングにおける一次ボンディングによる接合でもよいし、二次ボンディングによる接合でもよい。
Note that the number of the
ワイヤ40は、後述するウェッジボンディングにより接合されたものであり、半導体素子30の一面31の上方からボンディングツール100(図4、図5等参照)にて荷重および超音波振動を印加されることにより、潰されて変形することで接合されている。
The
ここで、図1〜図3に示されるように、ワイヤ40には、ボンディングツール100の荷重および超音波振動の印加により、潰れ部41が形成されている。潰れ部41は、ワイヤ40の原形に対してワイヤ40の径D(図3参照)よりもはみ出して薄く変形した部分であり、ワイヤ40の軸(長手方向の軸)に対して両側に形成されている。
Here, as shown in FIGS. 1 to 3, a crushing
そして、ワイヤ40は、この潰れ部41にて半導体素子30の一面31に接合されている。なお、図1〜図3には、水平面内においてワイヤボンディング時の超音波振動の方向である第1方向Y、および、第1方向Yと直交する方向である第2方向Xが示されている。ここで、第1の方向Yは、ワイヤ40の軸方向と実質的に平行であり、第2の方向Xは、ワイヤ40の径方向と実質的に平行である。
The
そして、図1、図2に示される例では、接合部材20の厚さの不均一のため、半導体素子30の一面31は、各方向Y、Xにて水平面から傾いている。しかし、後述するように、ワイヤボンディング時には、半導体素子30の一面31と水平面とは平行となるように合わされる。
In the example shown in FIGS. 1 and 2, the one
次に、本実施形態の半導体装置の製造方法について、図4〜図9を参照して、ワイヤボンディング方法を中心に述べる。まず、基板10の上に、接合部材20を介して半導体素子30を搭載し、接合する。そして、この半導体素子30の一面31に対して、ワイヤボンディングを行い、ワイヤ40の結線を行う。
Next, the manufacturing method of the semiconductor device of the present embodiment will be described focusing on the wire bonding method with reference to FIGS. First, the
このワイヤボンディングは、典型的なウェッジボンディングに準じて行うものであるが、このウェッジボンディングの概要を述べておく。まず、半導体素子30をボンディングステージ200(図6参照)に搭載する(搭載工程)。ここでは、基板10に半導体素子30を固定したものをボンディングステージ200に搭載する。
This wire bonding is performed in accordance with typical wedge bonding, and an outline of this wedge bonding will be described. First, the
そして、図4、図5に示されるように、ウェッジボンディング法によってワイヤ40を半導体素子30の一面31に接合するボンディング工程を行う。このボンディング工程は1stボンディング(一次ボンディング)、2ndボンディング(二次ボンディング)の両方に共通である。
Then, as shown in FIGS. 4 and 5, a bonding step is performed in which the
これら工程では、図4、図5に示されるように、ワイヤ40の押し付けを行うボンディングツール100と、ワイヤ40の移動を行う図示しないワイヤガイドと、ワイヤ40をカットする図示しないワイヤカッタとを備えたボンディング装置を用いる。これらボンディングツール100、ワイヤガイドおよびワイヤカッタは、図示しないアクチュエータ等によって所望の位置に移動可能とされている。
In these steps, as shown in FIGS. 4 and 5, a
本実施形態のウェッジボンディングでは、まず、ボンディング部分である半導体素子30の一面31までワイヤ40を引き回し、そこでボンディングを行う。そして、このボンディング後に、必要に応じてワイヤカットを行う。
In the wedge bonding of this embodiment, first, the
図4、図5に示されるように、ボンディングツール100は、ワイヤ40の押し付けを行うワイヤ押さえ面101にワイヤ40の径D相当の幅の溝102を有するものである。ここでは、溝102は、断面半円状をなし、ワイヤ押さえ面101の一端からこれに対向する他端までの全体に渡って延びるように設けられている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
そして、ボンディングツール100は、溝102でワイヤ40を支持しながら、ワイヤ40を半導体素子30の一面31に押し付け、超音波振動および荷重を印加するウェッジボンディングを行うようになっている。
The
ここで、図4に示されるように、本実施形態のボンディング工程では、このボンディングツール100を用い、ワイヤ40の一部を溝102に入り込ませる。そして、図5に示されるように、超音波振動および荷重を印加してワイヤ40を潰すように変形させる。
Here, as shown in FIG. 4, in the bonding process of this embodiment, the
これにより、図5に示されるように、ワイヤ40には、ワイヤ40の径Dよりもはみ出して変形した部分、すなわち潰れ部41が形成される。こうして、製品としての接合されたワイヤ40が形成され、ワイヤボンディングが完了する。
As a result, as shown in FIG. 5, the
ここで、ボンディング面である半導体素子30の一面31の水平面からの傾きが発生している場合、潰れ部41全体で荷重や振動の印加が不均一になるため、潰れ部41の平面形状、厚さ形状はワイヤ40の軸に対して非対称性の大きなものとなる。この傾きの発生原因の一例を図6に示す。
Here, when the inclination of the one
図6(a)の第1の例に示されるように、当該傾きは、基板10と半導体素子30との間の接合部材20の厚さばらつきや、図6(b)の第2の例に示されるように、基板10とボンディングステージ200との間に介在する異物K1等により発生する。ここで、異物K1とは、たとえばゴミや破片等である。そして、潰れ部41形状の非対称は、ボンディング強度の低下等につながるため、好ましくない。
As shown in the first example of FIG. 6A, the inclination is caused by the thickness variation of the
そこで、本実施形態のワイヤボンディング方法では、搭載工程と本番のボンディングであるワイヤボンディング工程との間に、さらに、ボンディングステージ200上における半導体素子30の一面31の傾きを求め、この傾きを修正するようにした。
Therefore, in the wire bonding method of the present embodiment, the inclination of the one
この場合、当該傾きが潰れ部41の非対称形状の発生要因であることに着目して、ボンディングツール100における実際のボンディング動作に基づいて、仮ボンディングを行い、そのときの潰れ部41の形状から当該傾きを求めるようにした。
In this case, paying attention to the fact that the inclination is a cause of the asymmetric shape of the crushed
具体的には、半導体素子30の一面31の水平面からの傾きを求める傾き判定工程と、傾き判定工程にて求められた半導体素子30の一面31の傾きを修正する傾き修正工程と、を行う。しかる後、上記図4、図5に示したように、ウェッジボンディングによるワイヤの接合を行う本番のボンディングとしてのボンディング工程、を行う。
Specifically, an inclination determination step for obtaining the inclination of the one
傾き判定工程では、まず図7、図8に示されるように、仮ボンディングとしての第1の工程を行う。この第1の工程では、上記図4、図5に示したボンディングツール100の動作と同様の動作により、仮ボンディングを行う。
In the inclination determination step, first, as shown in FIGS. 7 and 8, a first step as temporary bonding is performed. In this first step, provisional bonding is performed by the same operation as that of the
具体的には、第1の工程では、ボンディングツール100によって、半導体素子30の一面31にワイヤ40を接触させ、ワイヤ40に対して荷重および超音波振動を印加してワイヤ40を潰すように変形させる。これにより、第1の工程において、ワイヤ40の径Dよりもはみ出して変形した部分である潰れ部41が形成され、ワイヤ40が仮ボンディングされる。
Specifically, in the first step, the
しかし、上記図6に示される原因等により、この仮ボンディングの際に、半導体素子30の一面31に傾きが発生している場合、図7、図8に示されるように、潰れ部41は、ワイヤ40の軸の両側で非対称性の大きな形状となる。
However, due to the cause shown in FIG. 6 and the like, when the one
図7、図8に示されるように、水平面内において超音波振動の方向である第1方向Y、第1方向Yと直交する方向である第2方向Xのいずれにおいても、当該傾きによって低くなっている方が潰れ部41は厚く、拡がり度合が小さいものとされている。つまり、傾きの方向と潰れ部41の非対称性の傾向とは、相関がある。
As shown in FIG. 7 and FIG. 8, both the first direction Y, which is the direction of ultrasonic vibration in the horizontal plane, and the second direction X, which is the direction orthogonal to the first direction Y, become lower due to the inclination. The crushing
ここで、図7に示されるように、潰れ部41のうち第1方向Yに沿った最大寸法Lを有する部分を、第1最大寸法部41aとする。一方、図8に示されるように、ワイヤ40において潰れ部41を含んで第2方向Xに沿った最大寸法Wを有する部分を、第2最大寸法部41bとする。つまり、第2最大寸法部41bは、ワイヤ40の軸の両側の潰れ部41と、これら両方の潰れ部41間に介在するワイヤ40の径Dの幅の領域と、により構成される。
Here, as shown in FIG. 7, a portion having a maximum dimension L along the first direction Y in the collapsed
また、図7に示されるように、第1最大寸法部41aの第1方向Yにおける両端の厚さのうち一方をt1とし、他方をt2とする。また、図8に示されるように、第2最大寸法部41bの第2方向Xにおける両端の潰れ部41の厚さのうち一方をt3とし、他方をt4とする。
Moreover, as FIG. 7 shows, one is set to t1 among the thickness of the both ends in the 1st direction Y of the 1st
そして、図7に示されるように、第1の方向Yにおける半導体素子30の一面31の傾き角度をθ1とし、図8に示されるように、第2の方向Xにおける半導体素子30の一面31の傾き角度をθ2とする。そして、これら図7、図8における各寸法においては、tanθ1=(t1−t2)/Lの関係、および、tanθ2=(t3−t4)/Wの関係が成立する。
As shown in FIG. 7, the inclination angle of the one
そこで、傾き判定工程では、第2の工程として、レーザやカメラ等の光学的手段を用いて、上記第1の工程で得られた潰れ部41の各寸法t1、t2、t3、t4、L、Wを求める。そして、第2の工程では、パソコン等による計算を行い、tanθ1=(t1−t2)/L、および、tanθ2=(t3−t4)/Wの関係から、第1の方向Yの傾き角度θ1、および、第2の方向Xの傾き角度θ2を求める。
Therefore, in the tilt determination step, as the second step, each dimension t1, t2, t3, t4, L, L, of the collapsed
なお、ワイヤ40の軸の両側に潰れ部41が形成されているが、この場合、どちらか一方の潰れ部41を第1最大寸法部41aとすればよい。あるいは、両方の潰れ部41を第1最大寸法部41aとしてもよく、この場合、たとえば各寸法t1、t2、Lは両者の平均値を採ればよい。
In addition, although the crushing
こうして、傾き判定工程を終えた後、本実施形態では、図9に示されるように、傾き修正工程を行う。この傾き修正工程では、第2の工程で求められた傾き角度θ1、θ2に基づいてボンディングステージ200を調整し、半導体素子30の一面31が水平面に平行となるように半導体素子30の一面31の傾きを修正する。
Thus, after finishing the inclination determination process, in this embodiment, as shown in FIG. 9, an inclination correction process is performed. In this inclination correction process, the
この傾き修正は、たとえば、ボンディングステージ200の傾きを電動アクチュエータ等で調整することにより容易に行える。図9では、電動で上下するロッド300を用いてボンディングステージ200の傾きを調整している。この場合、傾き角度θ1、θ2が分かっているので、精度のよい調整が行える。
This inclination correction can be easily performed, for example, by adjusting the inclination of the
こうして、傾き修正工程で半導体素子30の一面31を水平面に平行とした後、ウェッジボンディングによる本番のワイヤボンディング、すなわち、上記図4、5に示したボンディング工程を行う。
In this way, after the one
このワイヤボンディング工程では、仮ボンディングされたワイヤ40は残したまま、同じ半導体素子30の一面31に対して、ワイヤ40の接合、すなわち本番のボンディングを行ってもよい。また、仮ボンディングされたワイヤ40を、治具等を用いて引っ張ることにより、半導体素子30の一面31から剥離させた後、仮ボンディング部分に、改めて本番のワイヤ40の接合を行ってもよい。
In this wire bonding step, the
以上が、本実施形態のワイヤボンディング方法であり、これにより、本実施形態の半導体装置ができあがる。なお、傾き判定工程で、上記した方向Y、Xにおける傾き角度θ1、θ2の一方が0の場合、傾き修正工程では、傾きが発生している方向のみの修正を行えばよい。また、両方の傾き角度θ1、θ2がともに0の場合には、傾き修正工程は省略して、本番のボンディング工程を行えばよい。 The above is the wire bonding method of the present embodiment, and the semiconductor device of the present embodiment is thereby completed. When one of the inclination angles θ1 and θ2 in the directions Y and X described above is 0 in the inclination determination step, only the direction in which the inclination occurs may be corrected in the inclination correction step. When both the inclination angles θ1 and θ2 are both 0, the inclination correction process is omitted and the actual bonding process may be performed.
ところで、本実施形態によれば、仮ボンディングは実際のボンディング動作により行われるものであり、半導体素子30の一面31の傾きの有無は、この仮ボンディングによるワイヤ40の潰れ部41の状態に基づいて判定するようにしている。そのため、半導体素子30の一面31の傾きを、ワイヤボンディング条件を反映して精度よく検出することが可能となる。
By the way, according to the present embodiment, the temporary bonding is performed by an actual bonding operation, and the presence or absence of the inclination of the one
ここで、仮ボンディングである傾き判定工程の第1の工程における荷重や超音波振動のパワーは、本番のワイヤボンディングであるボンディング工程と同等のものであってもよい。 Here, the load and the power of the ultrasonic vibration in the first step of the tilt determination step that is temporary bonding may be equivalent to those in the bonding step that is actual wire bonding.
しかし、第1の工程はあくまで仮ボンディングであるから、第1の工程における荷重は、ボンディング工程における荷重よりも小さい荷重であり、第1の工程における超音波振動のパワーは、ボンディング工程における超音波振動のパワーよりも小さいパワーであってもよい。 However, since the first process is merely temporary bonding, the load in the first process is smaller than the load in the bonding process, and the ultrasonic vibration power in the first process is the ultrasonic wave in the bonding process. The power may be smaller than the vibration power.
第1の工程にて半導体素子30の一面31が傾いた状態で、ボンディングツール100から荷重および超音波振動を半導体素子30に印加すると半導体素子30へのダメージが懸念される。しかし、第1の工程におけるボンディングツール100による荷重および超音波振動のパワーを本番のボンディングよりも小さくすることで、そのような懸念を回避しやすい。
If a load and ultrasonic vibration are applied from the
(他の実施形態)
なお、半導体装置としては、ワイヤ40が半導体素子30の一面31にウェッジボンディングされたものであればよく、可能ならば、基板10が省略された構成の半導体装置であってもよい。また、半導体装置としては、必要に応じて、半導体素子30およびワイヤ40がモールド樹脂で封止された構成であってもよい。
(Other embodiments)
As the semiconductor device, it is sufficient that the
また、ボンディングツール100の溝102は、上記した断面半円形の溝以外にも、断面がV字状のものであってもよい。
Further, the
また、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能であり、また、上記各実施形態は、上記の図示例に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。 Further, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed within the scope described in the claims. The above embodiments are not irrelevant to each other, and can be combined as appropriate unless the combination is clearly impossible, and the above embodiments are not limited to the illustrated examples. Absent. In each of the above-described embodiments, it is needless to say that elements constituting the embodiment are not necessarily essential unless explicitly stated as essential and clearly considered essential in principle. Yes. Further, in each of the above embodiments, when numerical values such as the number, numerical value, quantity, range, etc. of the constituent elements of the embodiment are mentioned, it is clearly limited to a specific number when clearly indicated as essential and in principle. The number is not limited to the specific number except for the case. Further, in each of the above embodiments, when referring to the shape, positional relationship, etc. of the component, etc., the shape, unless otherwise specified and in principle limited to a specific shape, positional relationship, etc. It is not limited to the positional relationship or the like.
30 半導体素子
31 半導体素子の一面
40 ワイヤ
41 ワイヤにおける潰れ部
41a 第1最大寸法部
41b 第2最大寸法部
100 ボンディングツール
200 ボンディングステージ
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記半導体素子をボンディングステージ(200)に搭載する搭載工程と、
前記半導体素子の一面の水平面からの傾きを求める傾き判定工程と、
前記傾き判定工程にて求められた前記半導体素子の一面の傾きを修正する傾き修正工程と、
しかる後、ウェッジボンディングによる前記ワイヤの接合を行うボンディング工程と、を備え、
前記傾き判定工程では、前記ボンディングツールによって、前記半導体素子の一面に前記ワイヤを接触させ、該ワイヤに対して荷重および超音波振動を印加して前記ワイヤを潰すように変形させ、前記ワイヤの径よりもはみ出して変形した部分である潰れ部(41)を形成する仮ボンディングとしての第1の工程と、
前記水平面内において前記超音波振動の方向を第1方向Y、前記第1方向Yと直交する方向を第2方向Xとし、
前記潰れ部のうち前記第1方向Yに沿った最大寸法Lを有する部分を第1最大寸法部(41a)、前記潰れ部を含んで前記第2方向Xに沿った最大寸法Wを有する部分を第2最大寸法部(41b)とし、
前記第1最大寸法部の前記第1方向Yにおける両端の厚さをt1およびt2、前記第2最大寸法部の前記第2方向Xにおける両端の前記潰れ部の厚さをt3およびt4、前記第1の方向Yにおける前記半導体素子の一面の傾き角度をθ1、前記第2の方向Xにおける前記半導体素子の一面の傾き角度をθ2としたとき、
tanθ1=(t1−t2)/L、および、tanθ2=(t3−t4)/Wの関係から、前記傾き角度θ1、θ2を求める第2の工程と、を行うものであり、
前記傾き修正工程では、前記第2の工程で求められた前記傾き角度θ1、θ2に基づいて前記ボンディングステージを調整し、前記半導体素子の一面が水平面に平行となるように前記半導体素子の一面の傾きを修正することを特徴とするワイヤボンディング方法。 In a state where the wire (40) is in contact with the one surface of the semiconductor element (30) having the one surface (31) as the bonding surface, the bonding tool (100) is used to apply a load and a load to the wire from above the one surface. A wire bonding method by wedge bonding in which the wire is deformed so as to be crushed by applying sonic vibration,
A mounting step of mounting the semiconductor element on the bonding stage (200);
An inclination determination step for obtaining an inclination from one horizontal surface of the semiconductor element;
An inclination correction step of correcting the inclination of one surface of the semiconductor element obtained in the inclination determination step;
Thereafter, a bonding step of bonding the wire by wedge bonding,
In the inclination determining step, the wire is brought into contact with one surface of the semiconductor element by the bonding tool, and a load and ultrasonic vibration are applied to the wire to deform the wire so that the wire is crushed. A first step as a temporary bonding to form a crushed portion (41) that is a part that protrudes and deforms more than
The direction of the ultrasonic vibration in the horizontal plane is a first direction Y, and a direction orthogonal to the first direction Y is a second direction X,
A portion having the maximum dimension L along the first direction Y in the collapsed portion is a first maximum dimension portion (41a), and a portion having the maximum dimension W along the second direction X is included including the collapsed portion. The second maximum dimension part (41b),
The thicknesses of both ends in the first direction Y of the first maximum dimension portion are t1 and t2, the thicknesses of the crushing portions at both ends in the second direction X of the second maximum dimension portion are t3 and t4, When the inclination angle of one surface of the semiconductor element in the direction Y of 1 is θ1, and the inclination angle of one surface of the semiconductor element in the second direction X is θ2,
a second step of obtaining the tilt angles θ1 and θ2 from the relationship of tan θ1 = (t1−t2) / L and tan θ2 = (t3−t4) / W,
In the tilt correction step, the bonding stage is adjusted based on the tilt angles θ1 and θ2 obtained in the second step, so that one surface of the semiconductor element is parallel to a horizontal plane. A wire bonding method characterized by correcting inclination.
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