JP4106039B2 - ワイヤボンディング方法 - Google Patents

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Description

本発明は、第１ボンド点と第２ボンド点間をワイヤで接続する半導体装置及びワイヤボンディング方法に係り、特に低ワイヤループ形状の形成方法に関する。
第１ボンド点と第２ボンド点間を接続したワイヤに垂れが生じると、ワイヤがダイに接触して電気的なショートが生じる。これを防止するため、従来は、第１ボンド点にボールを圧着して圧着ボールを形成した後、圧着ボール上に上方に伸びたネック高さ部を形成し、ネック高さ部の上端に屈折部（癖）を形成している（例えば特許文献１参照。）。
特開平１０−１８９６４１号公報
従来技術の方法は、圧着ボール上にネック高さ部を形成するので、必然的に高いワイヤループとなる。近年、半導体装置は小型化及び薄型化の傾向にあるが、従来技術の方法では、この要望を十分に満足させることができなかった。
本発明の課題は、低ワイヤループ化が図れるワイヤボンディング方法を提供することにある。
上記課題を解決するための本発明の請求項１のワイヤボンディング方法は、第１ボンド点と第２ボンド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、第１ボンド点にワイヤの先端に形成されたボールを圧着して圧着ボールを形成する工程と、次にキャピラリを少し上昇させ、続いて第２ボンド点の方向に移動させ、その後キャピラリを前記上昇量より少ない量だけ下降させる工程と、次にキャピラリを上昇させてワイヤを繰り出し、キャピラリを第２ボンド点の方向に移動させてワイヤを第２ボンド点に接続する工程とを行うことを特徴とする。
上記課題を解決するための本発明の請求項２のワイヤボンディング方法は、第１ボンド点と第２ボンド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、第１ボンド点にワイヤの先端に形成されたボールを圧着して圧着ボールを形成する工程と、次にキャピラリを少し上昇させ、続いて第２ボンド点の方向に移動させ、その後キャピラリを前記上昇量より少ない量だけ下降させる工程と、次にキャピラリを上昇させ、続いてキャピラリを第２ボンド点と反対方向に移動させるリバース動作を少なくとも１回行う工程と、その後キャピラリを上昇させてワイヤを繰り出し、キャピラリを第２ボンド点の方向に移動させてワイヤを第２ボンド点に接続する工程とを行うことを特徴とする。
第１ボンド点から伸びたワイヤ部分は円弧部であるので、円弧部の高さは、従来のネック高さ部より低くなり、極めて低いワイヤループが形成される。円弧部と傾斜部との接続部には、屈折部が形成されているので、第１ボンド点と第２ボンド点間に接続したワイヤには弛みが生じない。
本発明の半導体装置の第１の参考の形態を図１（ｆ）により説明する。第１ボンド点Ａと第２ボンド点Ｂとの間をワイヤ４で接続したワイヤループ形状は、第１ボンド点Ａから円弧状に伸びた円弧部３１と、この円弧部３１から第２ボンド点Ｂに伸びた傾斜部３３とからなり、円弧部３１と傾斜部３３との接続部には、屈折部２１が形成されている。
このように、第１ボンド点Ａから伸びたワイヤ部分は円弧部３１であるので、円弧部３１の高さは、従来のネック高さ部より低くなり、極めて低いワイヤループが形成される。円弧部３１と傾斜部３３との接続部には、屈折部２１が形成されているので、第１ボンド点Ａと第２ボンド点Ｂ間に接続したワイヤ４には弛みが生じない。
次に図１（ｆ）に示すような半導体装置を得るための本発明のワイヤボンディング方法の第１の実施の形態を図１により説明する。図１（ｆ）に示すように、セラミック基板やプリント基板等の基板又はリードフレーム等よりなる回路基板１上には、電極パッド２が形成されたダイ３がマウントされている。電極パッド２の第１ボンド点Ａと回路基板１の配線又はリード等の第２ボンド点Ｂ間はワイヤ４により電気的に接続される。
まず、図１（ａ）に示すように、ワイヤ４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５が下降して第１ボンド点Ａにワイヤ４の先端に形成されたボールをボンディングして圧着ボール１１を形成した後、キャピラリ５はＣ点まで少し上昇してワイヤ４を繰り出す。次に図１（ｂ）に示すように、キャピラリ５を第２ボンド点Ｂの方向のＤ点まで水平移動させる。続いて図１（ｃ）に示すように、キャピラリ５をＥ点まで前記上昇量より少ない量下降させる。この図１（ｃ）の工程により、圧着ボール１１の僅かに上方のワイヤ４の部分に腰の強い屈折部２１が付けられる。
次に図１（ｄ）に示すように、キャピラリ５は第１ボンド点Ａと第２ボンド点Ｂに接続するワイヤ長だけＦ点まで上昇してワイヤ４を繰り出す。その後は従来と同じ動作を行う。即ち、図１（ｅ）に示すように、キャピラリ５は円弧運動又は円弧運動後に下降して第２ボンド点Ｂに位置し、第２ボンド点Ｂにワイヤ４をボンディングする。次に図示しないクランパ及びキャピラリ５が共に上昇し、この上昇途中でクランパが閉じ、図１（ｆ）に示すように、ワイヤ４は第２ボンド点Ｂの根元より切断される。これにより、第１ボンド点Ａと第２ボンド点Ｂ間にワイヤ４が電気的に接続される。
従来は、圧着ボール１１の上方のワイヤ４の部分にリバース動作を行って屈折部を形成している。このため、圧着ボール１１より上方に立ち上がったネック高さ部が形成された。本実施の形態は、図１（ｂ）に示すように、キャピラリ５を第２ボンド点Ｂの方向に移動させ、その後図１（ｃ）に示すように、キャピラリ５を下降させて屈折部２１を形成するので、屈折部２１の屈折方向が従来と逆になる。このため、図１（ｄ）から図１（ｅ）に示すように、キャピラリ５を第２ボンド点Ｂ上に移動させた場合、圧着ボール１１と屈折部２１間のワイヤ部分は円弧部３１となり、この円弧部３１の高さは、従来のネック高さ部より低くなり、極めて低いワイヤループが形成される。また図１（ｃ）に示すように、キャピラリ５を下降させて屈折部２１を形成するので、強い屈折部２１が形成され、第１ボンド点Ａと第２ボンド点Ｂ間に接続したワイヤ４には弛みが生じない。
本発明の半導体装置の第２の参考の形態を図２（ｅ）により説明する。第１ボンド点Ａと第２ボンド点Ｂとの間をワイヤ４で接続したワイヤループ形状は、第１ボンド点Ａから円弧状に伸びた円弧部３１と、この円弧部３１から水平に伸びた水平部分３２と、この水平部分３２から第２ボンド点Ｂに伸びた傾斜部３３とからなり、円弧部３１と水平部分３２との接続部、水平部分３２傾斜部３３との接続部には、それぞれ屈折部２１、２２が形成されている。
本参考の形態は、前記実施の形態の効果の他に次のような効果が得られる。ワイヤループの途中に屈折部２２を形成するので、屈折部２１と屈折部２２間はほぼ水平部分３２となる。この水平部分３２の存在により、例えばダイ３が２点鎖線で示すように伸びており、第１ボンド点Ａとダイ３の端部との距離が長くてもダイ３との接触が防止でき、又は第１ボンド点Ａと第２ボンド点Ｂの距離が長い場合にもワイヤループの垂れ下がりが小さくて効果的である。
次に図２（ｅ）に示すような半導体装置を得るための本発明のワイヤボンディング方法の第２の実施の形態を図２により説明する。なお、図１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、その詳細な説明は省略する。本実施の形態は、図２（ｅ）に示すように、ワイヤ４の途中に屈折部２２を形成したものである。
まず、図１（ａ）乃至（ｃ）の工程により圧着ボール１１の僅かに上方に屈折部２１を形成する。次に図２（ａ）に示すように、キャピラリ５は図２（ｅ）の水平部分３２の長さだけＧ点まで上昇する。続いて図２（ｂ）に示すように、第２ボンド点Ｂと反対方向にＨ点まで円弧運動して下降するリバース動作を行う。これにより、ワイヤ４は傾斜状態となり屈折部２２が形成される。次に図２（ｃ）に示すように、キャピラリ５は図２（ｅ）の傾斜部３３の長さだけＩ点まで上昇する。その後は図１（ｅ）（ｆ）と同じ動作を行い、図２（ｄ）（ｅ）に示すように、ワイヤ４を第２ボンド点Ｂにボンディングする。
なお、図２の第２の実施の形態においては、屈折部２１と第２ボンド点Ｂ間のワイヤ４部分に１個の屈折部２２を形成したが、２個以上のリバース動作を行って２個以上の屈折部を形成してもよい。
本発明のワイヤボンディング方法の第１の実施の形態を示す工程図である。 本発明のワイヤボンディング方法の第２の実施の形態を示し、図１（ｃ）に続く工程図である。
符号の説明
Ａ 第１ボンド点
Ｂ 第２ボンド点
１ 回路基板
２ 電極パッド
３ ダイ
４ ワイヤ
５ キャピラリ
１１ 圧着ボール
２１、２２ 屈折部
３１ 円弧部
３２ 水平部分
３３ 傾斜部

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  1. 第１ボンド点と第２ボンド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、第１ボンド点にワイヤの先端に形成されたボールを圧着して圧着ボールを形成する工程と、次にキャピラリを少し上昇させ、続いて第２ボンド点の方向に移動させ、その後キャピラリを前記上昇量より少ない量だけ下降させる工程と、次にキャピラリを上昇させてワイヤを繰り出し、キャピラリを第２ボンド点の方向に移動させてワイヤを第２ボンド点に接続する工程とを行うことを特徴とするワイヤボンディング方法。
  2. 第１ボンド点と第２ボンド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、第１ボンド点にワイヤの先端に形成されたボールを圧着して圧着ボールを形成する工程と、次にキャピラリを少し上昇させ、続いて第２ボンド点の方向に移動させ、その後キャピラリを前記上昇量より少ない量だけ下降させる工程と、次にキャピラリを上昇させ、続いてキャピラリを第２ボンド点と反対方向に移動させるリバース動作を少なくとも１回行う工程と、その後キャピラリを上昇させてワイヤを繰り出し、キャピラリを第２ボンド点の方向に移動させてワイヤを第２ボンド点に接続する工程と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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