JP4313958B2 - ワイヤボンディング方法 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、予め第２ボンド点に突起を有するバンプが形成された状態で、第１ボンド点に第１ボンドを行った後、第２ボンド点のバンプ上に第２ボンドを行うワイヤボンディング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、予め第２ボンド点に突起を有するバンプが形成された状態で、第１ボンド点に第１ボンドを行った後、第２ボンド点のバンプ上に第２ボンドを行うワイヤボンディング方法を図５乃至図７により説明する。１は基板（リードフレームも含む）、２は基板１の外部リード、３は基板１にダイボンディングされたダイ、４はダイ３のパッド電極、５は外部リード２の第１ボンド点、６はパッド電極４の第２ボンド点を示す。
【０００３】
まず、図５（ａ）に示すように、パッド電極４の第２ボンド点６上に通常のワイヤボンディング方法による第１ボンドと同様に、キャピラリ７に挿通されたワイヤ８の先端に形成されたバンプになるボール８ａをボンディングする。続いて、図５（ｂ）に示すように、キャピラリ７を上昇させ、キャピラリ７の上昇途中に図示しないクランパを閉じると、ボール８ａの直上部でワイヤ８が切断され、第２ボンド点６上にバンプ９が形成される。このバンプ９の直上部には、前記した工程によるワイヤ８の切断時に突起（テール残り）９ａが生じる。次に図５（ｃ）に２点鎖線で示すように、ワイヤ８の先端に第１ボンド点５に接続されるボール８ｂを形成し、実線で示すようにキャピラリ７を下降させて第１ボンド点５にボール８ｂを第１ボンドする。
【０００４】
次に図６（ａ）に示すように、キャピラリ７を上昇及びバンプ９の上方に移動させる。続いて図６（ｂ）（ｃ）に示すように、キャピラリ７を下降させてバンプ９上に第２ボンドを行う。最後に、図７に示すように、キャピラリ７を上昇させ、キャピラリ７の上昇途中に図示しないクランパを閉じると、ワイヤ８は切断される。これにより、１ワイヤのワイヤボンディングが終了する。以下、このワイヤボンディング方法を公知例１と言う。
【０００５】
また図６（ａ）に示すように、キャピラリ７の下面を突起９ａの上方に移動させるのではなく、キャピラリ７のワイヤ孔７ａが突起９ａの上方に位置するように移動させ、続いてキャピラリ７を下降させてワイヤ孔７ａに突起９ａを挿入し、次にキャピラリ７を更に下降させてバンプ９上に第２ボンドを行うものもある。以下、このワイヤボンディング方法を公知例２と言う。
【０００６】
なお、前記公知例１及び２に関連するワイヤボンディング方法として、例えば特開平２−９４５３３号公報、特開平３−１８３１３９号公報があげられる。
【０００７】
また特開平１０−１１２４７１号公報に示すように、第２ボンド点にバンプを形成した後、キャピラリを第１ボンド点から離れる方向に移動させて突起を倒してウェッジボンディングを行い、次に通常のワイヤボンディング方法で第１ボンド点と第２ボンド点間をワイヤで接続するものも提案されている。以下、このワイヤボンディング方法を公知例３と言う。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記公知例１は、図６（ｂ）（ｃ）に示すように、キャピラリ７を下降させてバンプ９上に第２ボンドを行う場合、突起９ａをキャピラリ７のインナーチャンファ７ｂ内に入れた状態で行っている。このため、バンプ９の突起９ａとキャピラリ７に挿入されているワイヤ８とが干渉し、ワイヤループ曲がりの発生原因となっていた。特に、第２ボンド点６がダイ３のパッド電極４の場合には、ダイ３のエッジ３ａにワイヤ８が接触（エッジショート）するという問題があった。
【０００９】
上記公知例２は、キャピラリ７のワイヤ孔７ａに突起９ａを挿入してバンプ９上に第２ボンドを行うので、突起９ａがそのまま残り、パッケージが必然的に厚くなるという問題があった。
【００１０】
上記公知例３は、バンプ形成後にウェッジボンディングを行うので、工程が増える。またバンプを形成する第２ボンドが外部リードの場合は問題ないが、パッド電極の場合には、ウェッジボンディングによってパッド電極を傷付けるという問題があった。またパッド電極をある程度大きくする必要があり、ファインピッチ化には対応できない。
【００１１】
なお、バンプ９形成時に生じる突起９ａを無くするために、予め別工程で突起９ａをハンマー等で押し潰すことが行われている。しかし、この方法はバンプ９形成工程の後に別工程を入れる必要があり工程が増えるので、上記従来技術に示すように、突起９ａを残したままバンプ９上に第２ボンドを行っている。
【００１２】
本発明の第１の課題は、ワイヤループ曲がりがなく、ダイのエッジとワイヤ間の間隔が大きくでき、安定したワイヤボンディングが可能なワイヤボンディング方法を提供することにある。
【００１３】
本発明の第２の課題は、パッケージの薄型化及びファインピッチ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。
【００１４】
【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、予め第２ボンド点に突起を有するバンプが形成された状態で、第１ボンド点に第１ボンドを行った後、キャピラリのワイヤ孔が前記突起の上方に位置するように移動させ、続いてキャピラリを下降させて該キャピラリのワイヤ孔に前記突起を挿入し、次にキャピラリを第１ボンド点から離れる方向でワイヤ孔が突起を越えた位置まで移動させ、続いてキャピラリを下降させてバンプ上に第２ボンドを行い、最後にキャピラリを上昇させてワイヤを切断し、第１ボンド点と第２ボンド点間をワイヤで接続することを特徴とする。
【００１５】
上記課題を解決するための本発明の第２の手段は、予め第２ボンド点に突起を有するバンプが形成された状態で、第１ボンド点に第１ボンドを行った後、キャピラリの中心が前記バンプの中心より第１ボンド点側に位置し、かつ第１ボンド点より離れた側のキャピラリの下面が前記バンプの中心の上方に位置するようにキャピラリを移動させ、続いてキャピラリを下降させてキャピラリの下面を前記バンプの突起に圧接させ、次にキャピラリを第１ボンド点から離れる方向でワイヤ孔が突起を越えた位置まで移動させ、続いてキャピラリを下降させてバンプ上に第２ボンドを行い、最後にキャピラリを上昇させてワイヤを切断し、第１ボンド点と第２ボンド点間をワイヤで接続することを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態を図１、図２及び図５により説明する。まず、従来と同様に図５に示す工程を行う。即ち、図５（ａ）に示すように、第２ボンド点６上に通常のワイヤボンディング方法による第１ボンドと同様に、キャピラリ７に挿通されたワイヤ８の先端に形成されたバンプになるボール８ａをボンディングする。続いて、図５（ｂ）に示すように、キャピラリ７を上昇させ、キャピラリ７の上昇途中に図示しないクランパを閉じると、ボール８ａの直上部でワイヤ８が切断され、第２ボンド点６上にバンプ９が形成される。このバンプ９の直上部には、前記した工程によるワイヤ８の切断時に突起９ａが生じる。次に図５（ｃ）に２点鎖線で示すように、ワイヤ８の先端に第１ボンド点５に接続されるボール８ｂを形成し、実線で示すようにキャピラリ７を下降させて第１ボンド点５にボール８ｂを第１ボンドする。
【００１７】
次に本実施の形態の特徴とする工程が図１により行われる。即ち、図１（ａ）に示すように、キャピラリ７のワイヤ孔７ａが突起９ａの上方に位置するように移動させる。続いて図１（ｂ）に示すように、続いてキャピラリ７が下降してワイヤ孔７ａに突起９ａを挿入する。次に図１（ｃ）に示すように、キャピラリ７を第１ボンド点５より離れる方向で、キャピラリ７の第１ボンド点５側の下面７ｃとインナーチャンファ７ｂの接点７ｅがバンプ９の中心１１より離れる位置まで水平移動させる。これにより、突起９ａはワイヤ８によって押し倒される。
【００１８】
続いて図２（ａ）に示すように、キャピラリ７を下降させてバンプ９上に第２ボンドを行う。最後に、図２（ｂ）に示すように、キャピラリ７を上昇させ、キャピラリ７の上昇途中に図示しないクランパを閉じると、ワイヤ８は切断される。これにより、１ワイヤのワイヤボンディングが終了する。以後、各第１ボンド点５と第２ボンド点６に前記した一連の動作によってワイヤボンディングを行う。
【００１９】
図１（ｂ）及び図１（ｃ）より明らかなように、バンプ９に形成された突起９ａを第１ボンド点５と反対方向に倒し、なおかつキャピラリ７の平行移動動作によりキャピラリ７に挿入されているワイヤ８は、キャピラリ７のワイヤ孔７ａ内側の第１ボンド点５側に押し付けられ、左右方向のワイヤループ曲がりは生じない。また図２（ａ）に示すように突起９ａの倒れた側に第２ボンドを行うので、突起９ａの倒れた側のバンプ傾斜面による持ち上がり作用により、図２（ｂ）に示すようにワイヤループ部分８ｃを上方に持ち上げ、ダイ３のエッジ３ａとワイヤ８間の間隔が大きくできる。これらのことにより、安定したワイヤボンディングが可能であり、また半導体装置の品質が向上する。また通常のワイヤボンディング工程で突起９ａを倒すので、工程が増えることがないと共に、パッケージの薄型化が図れる。更に第２ボンド点６がバンプ電極であっても、該バンプ電極を傷付けることもなく、またバンプ電極を大きくする必要がなくファインピッチ化が図れる。
【００２０】
次に本発明の第２の実施の形態を図３乃至図５により説明する。図５に示すバンプ９の形成工程及び第１ボンド点５に接続されるボール８ｂを第１ボンドする工程は、従来技術及び前記第１の実施の形態と同じであるので、その説明は省略する。
【００２１】
図５（ｃ）の工程の後、図３（ａ）に示すように、キャピラリ７を上昇及びバンプ９の上方に移動させる。この場合、キャピラリ７の中心１０がバンプ９の中心１１より第１ボンド点５側に位置し、かつキャピラリ７の第１ボンド点５より離れた側の下面７ｃがバンプ９の中心１１の上方に位置するようにキャピラリ７を移動させる。続いて図３（ｂ）に示すように、キャピラリ７が下降し、キャピラリの下面７ｃが突起９ａに圧接する。これにより、突起９ａは第１ボンド点５と反対方向に僅かに倒される。
【００２２】
次に図３（ｃ）に示すように、キャピラリ７を第１ボンド点５より離れる方向に水平移動させる。これにより、突起９ａは第１ボンド点５と反対方向に更に押し倒される。更に図３（ｄ）に示すように、キャピラリ７の第１ボンド点５側の下面７ｄとインナーチャンファ７ｂの接点７ｅがバンプ９の中心１１より離れる位置まで移動させる。これにより、突起９ａはワイヤ８によって更に押し倒される。続いて図３（ｅ）に示すように、キャピラリ７を下降させてバンプ９上に第２ボンドを行う。
【００２３】
最後に、図４に示すように、キャピラリ７を上昇させ、キャピラリ７の上昇途中に図示しないクランパを閉じると、ワイヤ８は切断される。これにより、１ワイヤのワイヤボンディングが終了する。以後、各第１ボンド点５と第２ボンド点６に前記した一連の動作によってワイヤボンディングを行う。このような方法によっても、前記第１の実施の形態と同様な効果が得られる。
【００２４】
なお、上記各実施の形態においては、外部リード２を第１ボンド点５とし、パッド電極４を第２ボンド点６とし、この第２ボンド点６に予めバンプ９を形成した場合について説明したが、逆にパッド電極４を第１ボンド点５とし、外部リード２を第２ボンド点６とし、この外部リード２の第２ボンド点６に予めバンプ９を形成してもよいことは言うまでもない。またバンプ９を形成した後すぐにループボンディングを行う場合について説明したが、所定の数だけバンプ９を形成しておき、その後に全てのループボンディングを行うようにしてもよい。
【００２５】
【発明の効果】
本発明は、予め第２ボンド点に突起を有するバンプが形成された状態で、第１ボンド点に第１ボンドを行った後、キャピラリのワイヤ孔が前記突起の上方に位置するように移動させ、続いてキャピラリを下降させて該キャピラリのワイヤ孔に前記突起を挿入し、次にキャピラリを第１ボンド点から離れる方向でワイヤ孔が突起を越えた位置まで移動させ、続いてキャピラリを下降させてバンプ上に第２ボンドを行い、最後にキャピラリを上昇させてワイヤを切断し、第１ボンド点と第２ボンド点間をワイヤで接続する。このため、ワイヤループ曲がりがなく、ダイエッジとワイヤ間の間隔が大きくでき、安定したワイヤボンディングが可能である。またパッケージの薄型化及びファインピッチ化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】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説明図である。
【図２】図１の続きの工程を示す説明図である。
【図３】本発明のワイヤボンディング方法の第２の実施の形態を示す説明図である。
【図４】図３の続きの工程を示す説明図である。
【図５】従来のワイヤボンディング方法を示す説明図である。
【図６】図５の続きの工程を示す説明図である。
【図７】図６の続きの工程を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 基板
２ 外部リード
３ ダイ
４ パッド電極
５ 第１ボンド点
６ 第２ボンド点
７ キャピラリ
７ａ ワイヤ孔
７ｂ インナーチャンファ
７ｃ、７ｄ 下面
７ｅ 接点
８ ワイヤ
８ａ バンプになるボール
８ｂ 第１ボンド点に接続されるボール
９ バンプ
９ａ 突起
１０ キャピラリの中心
１１ バンプの中心

Claims (2)

  1. 予め第２ボンド点に突起を有するバンプが形成された状態で、第１ボンド点に第１ボンドを行った後、キャピラリのワイヤ孔が前記突起の上方に位置するように移動させ、続いてキャピラリを下降させて該キャピラリのワイヤ孔に前記突起を挿入し、次にキャピラリを第１ボンド点から離れる方向でワイヤ孔が突起を越えた位置まで移動させ、続いてキャピラリを下降させてバンプ上に第２ボンドを行い、最後にキャピラリを上昇させてワイヤを切断し、第１ボンド点と第２ボンド点間をワイヤで接続することを特徴とするワイヤボンディング方法。
  2. 予め第２ボンド点に突起を有するバンプが形成された状態で、第１ボンド点に第１ボンドを行った後、キャピラリの中心が前記バンプの中心より第１ボンド点側に位置し、かつ第１ボンド点より離れた側のキャピラリの下面が前記バンプの中心の上方に位置するようにキャピラリを移動させ、続いてキャピラリを下降させてキャピラリの下面を前記バンプの突起に圧接させ、次にキャピラリを第１ボンド点から離れる方向でワイヤ孔が突起を越えた位置まで移動させ、続いてキャピラリを下降させてバンプ上に第２ボンドを行い、最後にキャピラリを上昇させてワイヤを切断し、第１ボンド点と第２ボンド点間をワイヤで接続することを特徴とするワイヤボンディング方法。
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