JP3333413B2 - ワイヤボンディング方法 - Google Patents

ワイヤボンディング方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
工程において、第１ボンディング点と第２ボンディング
点との間をワイヤで接続するワイヤボンディング方法に
係り、特にワイヤループ形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の製造には、図４に示すよう
に、リードフレーム１にマウントされた半導体チップ２
のパッド２ａ（第１ボンディング点）とリードフレーム
１のリード１ａ（第２ボンディング点）とをワイヤ３に
より接続する工程がある。この場合におけるワイヤ３の
ループ形状として、図４（ａ）に示す台形ループと、図
４（ｂ）に示す三角ループとがある。なお、この種のワ
イヤループ形成方法として、例えば特公平５−６０６５
７号公報、特開平４−３１８９４３号公報があげられ
る。
【０００３】図４（ａ）に示す台形ループは、図５に示
す工程により形成される。図５（ａ）に示すように、ワ
イヤ３をクランプするクランパ（図示せず）は開状態
で、キャピラリ４が下降して第１ボンディング点Ａにワ
イヤ先端に形成されたボールをボンディングした後、キ
ャピラリ４はＢ点まで上昇してワイヤ３を繰り出す。次
に図５（ｂ）に示すように、キャピラリ４を第２ボンデ
ィング点Ｇと反対方向にＣ点まで水平移動させる。一般
に、キャピラリ４を第２ボンディング点Ｇと反対方向に
移動させるループ形成動作のことをリバース動作とい
う。この動作により、ワイヤ３は、Ａ点からＣ点までの
間を結ぶ傾斜した形状となり、ワイヤ３の部分に癖３ａ
が付く。このＡ点からＣ点までの工程で繰り出されたワ
イヤ３は、図４（ａ）に示すループのネック高さ部３１
となる。
【０００４】次に図５（ｃ）に示すように、キャピラリ
４はＤ点まで上昇してワイヤ３を繰り出す。その後、図
５（ｄ）に示すように、キャピラリ４は再び第２ボンデ
ィング点Ｇと反対方向のＥ点まで水平移動、即ちリバー
ス動作を行う。この動作により繰り出された分のワイヤ
３は、Ｃ点からＥ点までの間を結ぶ傾斜した形状とな
り、またキャピラリ４の下端部によりワイヤ３に癖３ｂ
が付く。このＣ点からＥ点まで繰り出されたワイヤ３
は、図４（ａ）に示す台形部長さ３２となる。
【０００５】次に図５（ｅ）に示すように、キャピラリ
４はＦ点まで上昇して図４（ａ）に示す傾斜部３３分だ
けワイヤ３を繰り出す。その後、クランパ（図示せず）
が閉じる。クランパが閉じると、以後キャピラリ４が移
動してもワイヤ３の繰り出しは行われない。次に図５
（ｆ）（ｇ）に示すように、キャピラリ４は円弧運動又
は円弧運動後に下降して第２ボンディング点Ｇに位置
し、ワイヤ３をボンディングする。
【０００６】図４（ｂ）に示す三角ループは、図６に示
す工程により形成される。三角ループは、台形ループの
台形部長さ３２を形成しないものであるので、図５
（ｄ）に示す第２回目のリバース動作を行っていない。
従って、図５（ｃ）（ｄ）（ｅ）の工程は、図６（ｃ）
の工程のみとなる。即ち、図６（ａ）（ｂ）は図５
（ａ）（ｂ）と同じ工程であり、図６（ｂ）に示す第１
回目のリバース動作後、図６（ｃ）に示すように、キャ
ピラリ４はＦ点まで上昇してワイヤ３を繰り出す。その
後、キャピラリ４は図５（ｆ）（ｇ）と同様の図６
（ｄ）（ｅ）の動作を行って第２ボンディング点Ｇにワ
イヤ３をボンディングする。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】前記したように、図６
に示す三角ループ形成工程は、図５に示す台形ループ形
成工程より単純な工程で形成でき、ループ形成が短時間
に行えるという特徴を有する。しかし、第１ボンディン
グ点Ａと第２ボンディング点Ｇとの段差が大きい場合、
或いは第１ボンディング点Ａと半導体チップ２の端部と
が著しく離れている場合には、図４（ｂ）に示す三角ル
ープのワイヤループ形状では、ワイヤ３が半導体チップ
２の端部に接触してしまう。このような場合には、図４
（ａ）に示す台形ループのワイヤループ形状にして、ワ
イヤ３と半導体チップ２との接触を防止している。
【０００８】図５に示す台形ループ形成工程において、
前記リバース動作による、キャピラリ４がワイヤ３に付
ける癖３ｂの付き易さは、第１ボンディング点Ａから癖
３ｂまでのワイヤ長さ（高さ）によって異なる。この高
さが高いほど、癖３ｂが付き難くなる傾向がある。図５
（ｂ）に示す第１回目のリバース動作は、キャピラリ４
が第１ボンディング点Ａに近い高さでの位置で行うの
で、比較的強い癖３ａが付き易い。
【０００９】しかし、図５（ｄ）に示す第２回目のリバ
ース動作は、キャピラリ４が第１ボンディング点Ａから
離れた高い位置で行うので、癖３ｂが付き難くて安定し
ない。このため、図４（ａ）に示す癖３ｂの部分が定着
せず形状保持力が弱いので、癖３ｂの部分が癖３ａの部
分よりも高い、いわゆる尻上がりとなったりする。癖３
ｂ部分の形状保持力が弱いと、外部からの加圧によって
ワイヤ曲がりが発生する。例えば、第２ボンディング点
Ｇへのボンディング時におけるキャピラリ接触や超音波
発振による衝撃、またワイヤ３の振動、またモールド時
のモールド材注入によるモールドの流れ等の外力によっ
てワイヤ曲がりが発生し易い。
【００１０】このため従来は、図５（ｄ）に示すリバー
ス動作時のリバース量を大きくすることで癖３ｂの形状
保持力を強めていた。しかし、この方法ではキャピラリ
４の移動量が大きくなるため、ボンデイング時間がその
分増加したり、ネック部のワイヤがそれだけ曲げられて
しまうため、ネックダメージを与えたりするという別の
問題を引き起こしていた。
【００１１】本発明の課題は、台形ループの問題点を解
決するもので、安定したワイヤループ形状及び形状保持
力の高いワイヤループ形状を形成することができるワイ
ヤボンディング方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の第１の手段は、第１ボンディング点と第２ボ
ンディング点との間をワイヤで接続し、かつ前記ワイヤ
ループ形成時に第２ボンディング点と反対方向に移動さ
せるリバース動作を行う工程を有するワイヤボンディン
グ方法において、前記リバース動作後にキャピラリを僅
かに下降させる工程を有し、その後にキャピラリを上昇
させる工程を有することを特徴とする。
【００１３】上記課題を解決するための本発明の第２の
手段は、第１ボンディング点と第２ボンディング点との
間をワイヤで接続するワイヤボンディング方法におい
て、（ａ）第１ボンディング点にワイヤを接続する工程
と、（ｂ）次にキャピラリを上昇させ、続いて第２ボン
ディング点と反対方向に移動させる第１回目のリバース
動作を行う工程と、（ｃ）次にキャピラリを上昇させ、
その後キャピラリを第２ボンディング点と反対方向に移
動させる第２回目のリバース動作を行う工程と、（ｄ）
次にキャピラリを僅かに下降させる工程と、（ｅ）次に
キャピラリを上昇させてワイヤを繰り出し、第２ボンデ
ィング点の方向に移動させてワイヤを第２ボンディング
点に接続する工程を行うことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態を図１乃至
図３により説明する。なお、図４（ａ）及び図５と同じ
又は相当部材若しくは相当部分には同一符号を付して説
明する。図１はキャピラリの軌跡による各時点でのワイ
ヤ形状を示し、図２はワイヤ接続状態を示す。図３はキ
ャピラリの軌跡を示す。本実施の形態は、図５に示す台
形ループの図５（ｄ）と（ｅ）の工程の間に図１（ｅ）
の工程を付加したもので、その外の工程は図５の工程と
同じである。即ち、図１（ａ）乃至（ｄ）の工程は図５
（ａ）乃至（ｄ）の工程に相当し、図１（ｆ）から
（ｈ）までの工程は図５（ｅ）から（ｇ）までの工程に
相当する。
【００１５】まず、従来と同じ図１（ａ）乃至（ｄ）の
工程について説明する。図１（ａ）に示すように、ワイ
ヤ３をクランプするクランパ（図示せず）は開状態で、
キャピラリ４が下降して第１ボンディング点Ａにワイヤ
先端に形成されたボールをボンディングした後、キャピ
ラリ４はＢ点まで上昇してワイヤ３を繰り出す。次に図
１（ｂ）に示すように、キャピラリ４を第２ボンディン
グ点Ｇと反対方向のＣ点まで水平移動させるリバース動
作を行う。これにより、従来と同様に、ワイヤ３の部分
に癖３ａが付く。またＡ点からＣ点までの工程で繰り出
されたワイヤ３は、図２に示すループのネック高さ部３
１となる。
【００１６】次に図１（ｃ）に示すように、キャピラリ
４はＤ点まで上昇してワイヤ３を繰り出す。次に図１
（ｄ）に示すように、キャピラリ４は第２ボンディング
点Ｇと反対方向に移動、即ち第２回目のリバース動作を
行いＥ点まで水平移動する。このＣ点からＥ点までの動
作により、ワイヤ３には癖３ｂが付く。またこの時に繰
り出されたワイヤ３は図２の台形部長さ３２となる。
【００１７】次に本実施の形態の特徴とする工程が行わ
れる。図１（ｅ）に示すように、キャピラリ４はＥ１点
まで僅かに下降する。このキャピラリ４の下降によって
癖３ｂが定着すると共に、癖３ｂの位置が安定し、また
形状保持力が高いワイヤループ形状が形成される。
【００１８】その後は従来と同様に、図１（ｆ）に示す
ように、キャピラリ４はＦ点まで上昇してワイヤ３を繰
り出す。その後クランパ（図示せず）が閉じる。クラン
パが閉じると、以後キャピラリ４が移動してもワイヤ３
の繰り出しは行われない。次に図１（ｇ）（ｈ）に示す
ように、キャピラリ４は第２ボンディング点Ｇの方向に
水平移動し、続いて円弧運動又は円弧運動後に下降して
第２ボンディング点Ｇに位置し、ワイヤ３をボンディン
グする。なお、Ｆ点から第２ボンディング点Ｇまでの動
作は、本発明の要旨と直接関係ないので、前記した従来
例に開示されている動作と同様の動作を行っても、また
その他の種々の動作を行わせてもよいことは言うまでも
ない。
【００１９】なお、上記実施の形態においては、第２回
目のリバース動作後（図３のＤ→Ｅ後）にキャピラリ４
を僅かに下降させる動作を行ったが、第１回目のリバー
ス動作後（図３のＢ→Ｃ後）にキャピラリ４を僅かに下
降させる動作を行っもよい。この場合は、第２回目のリ
バース動作後の場合より効果は少ないが、従来例の場合
よりネック高さ部３１の頂点の癖３ａは強くなる。本発
明は、１回又は複数回リバース動作を行う場合でも、少
なくとも１回リバース動作後にキャピラリ４を僅かに下
降させることを要旨とするものである。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、リバース動作の後にキ
ャピラリを僅かに下降させ、その後キャピラリを上昇さ
せてワイヤを繰り出すので、強い癖を付けることができ
る。特に第２回目のリバース動作の後にキャピラリを僅
かに下降させた場合は、台形ループの台形部長さ部分と
傾斜部との境の癖が定着して確実なものとなる。これに
より、配線距離の短い短ループは勿論のこと、配線距離
の長い長ループにおいても尻上がりとならない安定した
ループ形状が得られる。
【００２１】また外部からの加圧に対して形状保持力が
高いループが形成されるので、外部からの加圧によるワ
イヤ曲がりが防止される。例えば、第２ボンディング点
Ｇへのボンディング時におけるキャピラリ接触や超音波
発振による衝撃、またワイヤ３の振動、またモールド時
のモールド材注入によるモールドの流れ等の外力に対
し、高いショック吸収能力があり、ワイヤ曲がりが防止
される。またキャピラリの移動距離が短くて済むので、
ボンディング時間が短縮され、ネック部へのワイヤの曲
げが少なくなり、ネックダメージを極力少なくすること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のキャピラリの軌跡による各時点でのワ
イヤ形状の一実施の形態を示す説明図である。
【図２】ワイヤ接続状態を示す図である。
【図３】キャピラリの軌跡を示す説明図である。
【図４】（ａ）は台形ループのワイヤループ形状を示す
図、（ｂ）は三角ループのワイヤループ形状を示す図で
ある。
【図５】台形ループを形成するキャピラリの軌跡による
各時点でのワイヤ形状を示す状態図である。
【図６】三角ループを形成するキャピラリの軌跡による
各時点でのワイヤ形状を示す状態図である。
【符号の説明】
Ａ 第１ボンディング点 Ｇ 第２ボンディング点 ３ ワイヤ ３ａ、３ｂ 癖 ４ キャピラリ ３１ ネック高さ部 ３２ 台形部長さ ３３ 傾斜部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−164330（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−273134（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−130785（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−176558（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−142941（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−51011（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/60

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１ボンディング点と第２ボンディング
    点との間をワイヤで接続し、かつ前記ワイヤループ形成
    時に第２ボンディング点と反対方向に移動させるリバー
    ス動作を行う工程を有するワイヤボンディング方法にお
    いて、前記リバース動作後にキャピラリを僅かに下降さ
    せる工程を有し、その後にキャピラリを上昇させる工程
    を有することを特徴とするワイヤボンディング方法。
  2. 【請求項２】 第１ボンディング点と第２ボンディング
    点との間をワイヤで接続するワイヤボンディング方法に
    おいて、（ａ）第１ボンディング点にワイヤを接続する
    工程と、（ｂ）次にキャピラリを上昇させ、続いて第２
    ボンディング点と反対方向に移動させる第１回目のリバ
    ース動作を行う工程と、（ｃ）次にキャピラリを上昇さ
    せ、その後キャピラリを第２ボンディング点と反対方向
    に移動させる第２回目のリバース動作を行う工程と、
    （ｄ）次にキャピラリを僅かに下降させる工程と、
    （ｅ）次にキャピラリを上昇させてワイヤを繰り出し、
    第２ボンディング点の方向に移動させてワイヤを第２ボ
    ンディング点に接続する工程を行うことを特徴とするワ
    イヤボンディング方法。
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