JP3370539B2 - 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と反対方向の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、キャピラリ４の下端部
（先端部）によってワイヤ３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、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３ａ、３ｂの付き易さは、第１ボンディング点Ａ
から癖を付ける部分のワイヤ長さ（高さ）が高いほど癖
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。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
より高い、いわゆる尻上がりとなったりする。癖３ｂ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。 【０００９】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。 【００１０】 【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）次にキャピラリを少し上昇させ、続
いて第２ボンディング点と反対方向に僅かに移動させる
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）次にキャピラリを上昇させ、その後
キャピラリを第２ボンディング点の方向に移動させる工
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。 【００１１】 【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（ｅ）の工程を図１（ｅ）乃至（ｇ）の
ように変えたもので、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（ｈ）（ｉ）の
工程は図５（ｆ）（ｇ）の工程に相当する。 【００１２】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。 【００１３】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。 【００１４】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Ｆ１点
まで上昇してワイヤ３を繰り出す。次に図１（ｆ）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
に移動する。続いて図１（ｇ）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。この図１
（ｅ）乃至（ｇ）の工程により、ワイヤ３に癖３ｃが付
く。癖３ｂから３ｃまでの長さが図２に示す第１の傾斜
部３４となる。また図１（ｇ）で繰り出されたワイヤ３
は図２に示す第２の傾斜部３５となる。 【００１５】その後は従来と同様に、まずクランパ（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）（ｉ）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、第２ボンディング点Ｇにワイヤ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。 【００１６】このように、図４（ａ）に示す傾斜部３３
が図２に示すように傾斜部３４、３５となり、傾斜部３
３に癖３ｃが付くので、癖３ｂの部分が安定する。即
ち、癖３ｃを付けることによって、第１ボンディング点
Ａから離れた高い位置で強い癖３ｂが定着し、また形状
保持力が高いワイヤループ形状が形成される。 【００１７】 【発明の効果】本発明によれば、第２回目のリバース動
作の後にキャピラリを少し上昇させ、その後キャピラリ
をほぼ第１ボンディング点と上方に移動させ、その後キ
ャピラリを上昇させてワイヤを繰り出すので、台形ルー
プの傾斜部に癖が付く。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
も形状が安定したループ形状が得られる。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。また第１ボンディン
グ点と第２ボンディング点との高差が少ない半導体装置
のループ形成において生じ易い尻上がりループ形状も、
ループの傾斜部の癖によって抑え込む効果がある。
【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、３ｃ 癖 ４ キャピラリ ３１ ネック高さ部 ３４ 第１の傾斜部 ３５ 第２の傾斜部
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−140427（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−142941（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−273135（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−67643（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−176558（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−189641（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−189646（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/60

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【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）次にキャピラリを少し上昇させ、続いて
    第２ボンディング点と反対方向に僅かに移動させる第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）次にキャピラリを上昇させ、その後キャ
    ピラリを第２ボンディング点の方向に移動させる工程
    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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