JP3455618B2 - 半導体の製造方法 - Google Patents

半導体の製造方法

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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、半導体チップと基
板間を金、アルミニウム等の金属細線で接続するボンデ
ィング方法を改善し、高密度ボンディングを可能にした
半導体の製造方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】図２は半導体のボンディング部の構造を
示す図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は断面図である。以
下，図を用いて説明する。１はセラミック等の基板で、
周辺部にはボンディング用のパッド１１が設けられてい
る。２は基板１上に搭載された半導体のベアチップで、
ベアチップ２の周辺部にもボンディング用のパッド２１
が設けられている。３はベアチップ２のパッド２１と基
板１のパッド１１の間を接続するワイヤである。 【０００３】先ず、基板１上に搭載されたベアチップ２
のパッド２１にワイヤ３（金等の細線）を使用して超音
波ボンディングを行う（１ｓｔボンディングと称す）。
次に、そのワイヤ３の他端を基板１の対応するパッド１
１部に移動して同様に超音波ボンディングを行う（２ｎ
ｄボンディングと称す）。２ｎｄボンディング終了後、
余分のワイヤ３は電気スパーク等により切断される。以
上の工程が対応する全パッドについて繰り返される。 【０００４】図３は従来の半導体の基板側のボンディン
グ工程（２ｎｄボンディング）を説明するための図で、
（ａ）は２ｎｄボンディング工程、（ｂ）はワイヤ引出
し工程、（ｃ）はワイヤ切断工程、（ｄ）はボール形成
工程である。以下，図を用いて述べる。先ず、ベアチッ
プ２側のボンディング（１ｓｔボンディング）が完了し
た後、ワイヤ３の通されたキャピラリ４を緩めてワイヤ
３が自由に引き出される状態にして、キャピラリ４を基
板１側のパッド１１上に移動させ、キャピラリ４を締め
てワイヤ３を固定して超音波振動を加えてボンディング
（２ｎｄボンディング）を行う。ボンディング完了後も
２ｎｄボンディング部３１にはワイヤ３が繋がっている
（図３（ａ）参照）。 【０００５】次に、キャピラリ４を緩めて少し上昇さ
せ、２ｎｄボンディング部３１とキャピラリ４の間を広
げてワイヤ３を少し引き出す（図３（ｂ）参照）。続い
て、キャピラリ４を締めてワイヤ３を固定し、２ｎｄボ
ンディング部３１とキャピラリ４の間でワイヤ３に電極
５を接近させる（図３（ｃ）参照）。さらに、ワイヤ３
と電極５の間でスパークさせて余分のワイヤ３を切断す
る。この時、キャピラリ４側のワイヤ３の先端部も溶融
して表面張力により球形のボール３６が形成される（図
３（ｄ）参照）。 【０００６】このワイヤ３の先端のボール３６はキャピ
ラリ４に捕捉された状態で、ベアチップ２上の次のパッ
ド２１に移動されて１ｓｔボンディングされる。ボンデ
ィングによりボール３６は変形して広がりパッド２１に
溶着される。以上の操作が対応するパッド２１、１１間
で繰り返される。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】集積回路等では、通常
基板１上に形成されるパッド１１の間隔は約３００μｍ
と広いが、ベアチップ２上に形成されるパッド２１は約
１００μｍと非常に近接している。上述の２ｎｄボンデ
ィング方法では、２０〜３０μｍのワイヤを使用した時
に、スパークによりワイヤ３の切断時に形成されるボー
ル３６の直径は４０〜８０μｍと大きくなる。このボー
ル３６をベアチップ２上のパッド２１に移動して１ｓｔ
ボンディングしようとすると、ボール３６が大きいため
にボンディングにより変形したワイヤが隣接するパッド
２１に接触する恐れがある。そのため、ベアチップ２上
にパッド２１を近接して設けることができず、従って高
密度のベアチップが構成できないという問題がある。細
いワイヤを使用すると先端部に形成されるボールも小さ
くできるが、その場合には、ワイヤの強度が低下するの
で、ボンディング中またはボンディング完了後にワイヤ
３が切断する恐れがある。 【０００８】本発明は、ベアチップ上のボンディング用
のパッドを近接して設けても、隣接パッド間で短絡せ
ず、高密度の実装が可能な半導体の製造方法を提供する
ことを目的とする。 【０００９】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、基板に搭載された半導体チップのボンディ
ング用パッドにキャピラリに通したワイヤの一端を固定
する第１ボンディング後、前記ワイヤを前記キャピラリ
より引出して前記基板上に形成されたボンディング用パ
ッドに固定する第２ボンディングを行う半導体の製造方
法において、前記第２ボンディング終了後に、前記キャ
ピラリと前記第２ボンディング部の間のワイヤ部を加熱
手段により細線化した後、前記ワイヤを前記細線部にお
いて切断することを特徴とするものである。 【００１０】 【実施例】図１は本発明の一実施例の半導体の基板側の
ボンディング工程（２ｎｄボンディング）を説明するた
めの図で、（ａ）は２ｎｄボンディング工程、（ｂ）は
ワイヤ細線化工程、（ｃ）はワイヤ切断工程、（ｄ）は
ボール形成工程である。以下，図を用いて述べる。 【００１１】先ず、ベアチップ２側のボンディング（１
ｓｔボンディング）が完了した後、ワイヤ３の通された
キャピラリ４を緩めてワイヤ３が自由に引き出される状
態にして、キャピラリ４を基板１側のパッド１１上に移
動させ、キャピラリ４を締めてワイヤ３を固定して超音
波振動を加えてボンディング（２ｎｄボンディング）を
行う。ボンディング完了後も２ｎｄボンディング部３１
にはワイヤ３が繋がっている（図１（ａ）参照）。 【００１２】次に、キャピラリ４を緩めて少し上昇さ
せ、ワイヤ３を少し引き出して、２ｎｄボンディング部
とキャピラリ４の間を広げる。キャピラリ４を締めてワ
イヤ３をクランプした状態で、トーチ（ガスによるマイ
クロトーチ）６によりキャピラリ４とボンディング部３
１の間のワイヤ３を加熱する。ワイヤ３はキャピラリ４
にクランプされ張力が懸かっているので、トーチ６によ
る加熱部が引き延ばされて１０〜１５μｍの細線部３２
が形成される（通常部のワイヤ径は２０〜３０μｍ）
（図１（ｂ）参照）。 【００１３】続いて、２ｎｄボンディング部３１とキャ
ピラリ４間のワイヤ３の細線部３２に電極５を接近させ
る（図１（ｃ）参照）。さらに、ワイヤ３と電極５の間
でスパークさせて細線部３２で余分のワイヤ３を切断す
る。この時、キャピラリ４側のワイヤ３の先端部も溶融
して表面張力により球形の小さいボール３３が形成され
る（図１（ｄ）参照）。 【００１４】このワイヤ３の先端のボール３３はキャピ
ラリ４に捕捉された状態で、ベアチップ２上の次のパッ
ド２１に移動されて１ｓｔボンディングされる。ボンデ
ィングによりボール３３は変形して広がりパッド２１に
溶着されるが、ボール３３が小さいために隣接するパッ
ド２１間で短絡する恐れはない。また、ワイヤ３の径は
従来と変わらず、先端部のボール３３だけが小さく形成
されているので、強度は低下しない。以上の操作が対応
するパッド２１、１１間で繰り返される。 【００１５】尚、ワイヤ３をトーチ６により細線化する
時に（図１（ｂ）参照）、細線化工程に引き続きトーチ
６をさらにワイヤ３に接近させて切断することも可能で
ある。ワイヤ３の切断と同時に溶融したワイヤ３の先端
にボール３３が形成される。トーチ６によりワイヤ３を
切断する場合には、スパークによるワイヤ切断工程（図
１（ｃ）に相当する工程）は省略できる。 【００１６】以上のように本実施例では、基板１への１
ｓｔボンディング後、ワイヤ３の先端部が細線化されて
ボール３３が形成されるので、次に、ベアチップ２上で
２ｎｄボンディングされるワイヤ３の先端のボール３３
が小さくなるので、高密度実装が可能になる。 【００１７】 【発明の効果】以上説明したように、本発明ではベアチ
ップ上のボンディング用のパッドを近接して設けても、
隣接パッド間で短絡せず、高密度の実装が可能な半導体
の製造方法が提供できる。
【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の一実施例の半導体の基板側のボンディ
ング工程（２ｎｄボンディング）を説明するための図
で、（ａ）は２ｎｄボンディング工程、（ｂ）はワイヤ
細線化工程、（ｃ）はワイヤ切断工程、（ｄ）はボール
形成工程である。 【図２】半導体のボンディング部の構造を示す図で、
（ａ）は上面図、（ｂ）は断面図である。 【図３】従来の半導体の基板側のボンディング工程（２
ｎｄボンディング）を説明するための図で、（ａ）は２
ｎｄボンディング工程、（ｂ）はワイヤ引出し工程、
（ｃ）はワイヤ切断工程、（ｄ）はボール形成工程であ
る。 【符号の説明】 １・・・・基板 ３２・・・細線
部 ２・・・・ベアチップ ３３・・・ボー
ル ２１・・・パッド ４・・・・キャ
ピラリ ３・・・・ワイヤ ５・・・・電極 ３１・・・２ｎｄボンディング部 ６・・・・トー
チ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/60 H01L 21/603

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 基板に搭載された半導体チップのボンデ
    ィング用パッドにキャピラリに通したワイヤの一端を固
    定する第１ボンディング後、前記ワイヤを前記キャピラ
    リより引出して前記基板上に形成されたボンディング用
    パッドに固定する第２ボンディングを行う半導体の製造
    方法において、 前記第２ボンディング終了後に、前記キャピラリと前記
    第２ボンディング部の間のワイヤ部を加熱手段により細
    線化した後、前記ワイヤを前記細線部において切断する
    ことを特徴とする半導体の製造方法。
JP23221395A 1995-09-11 1995-09-11 半導体の製造方法 Expired - Fee Related JP3455618B2 (ja)

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