JPH02163951A - キャピラリチップと半導体装置のワイヤボンド方法 - Google Patents

キャピラリチップと半導体装置のワイヤボンド方法

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JPH02163951A
JPH02163951A JP63318751A JP31875188A JPH02163951A JP H02163951 A JPH02163951 A JP H02163951A JP 63318751 A JP63318751 A JP 63318751A JP 31875188 A JP31875188 A JP 31875188A JP H02163951 A JPH02163951 A JP H02163951A
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tip
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Takashi Shigeno
隆 茂野
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、特に銅（Ｃｕ）ワイヤのボンディングに適し
たボールボンディング用のキャピラリデツプとこれを用
いた半導体装置のワイヤボンド方法に関する。
（ロ）従来の技術 半導体装置の脱貴金属及びローコスト化を目的として従
来の金（Ａｕ）ワイヤに替り他の金属ワイヤでワイヤボ
ンドを行う試みが成されている。他の金属ワイヤとして
先に提案されたのがアルミ（ＡＩ）ワイヤであるが、最
近はボールボンドが可能であるという点でｆｆ１（Ｃｕ
）ワイヤが着目きれている（ＳＥＭＩＣＯＮ　ＮＥ讐Ｓ
　１９８７．５　Ｐ４２）。
銅ワイヤは前記ボールボンドが可能であるという点で、
従来の金ワイヤ用ポンディング装置を流用できる利点が
ある。しかしながら、第３図に示す如き圧接部（１）が
平坦な形状を有する従来の金ワイヤ用キャピラリチップ
（２）では、銅は金に比べて延性に劣る為、満足する接
着性が得られない欠点がある。
そこで圧接部（１）の平坦面全体に傾斜を設はテーパー
面としたキャピラリを試作したが、キャピラリ先端での
荷重密度が極めて高くなる為１ｓｔボンド時において半
導体素子を破壊することが判明した。
（ハ）発明が解決しようとする課題 この様に、従来のキャピラリチップを銅（Ｃｕ）ワイヤ
用に使用するには接着性に劣る欠点を有し、これを改良
したキャピラリチップでも半導体装置を破壊する恐れが
あるという欠点があった。
（ニ）課題を解決するための手段 本発明は上記従来の課題に鑑み成されたもので、キャピ
ラリチップ（１１）の圧接部（１３）を平坦部〈１４）
と傾斜部（１５）とで構成することにより、従来の欠点
を解消したキャピラリチップと半導体装置の製造方法を
提供するものである。
（＊）作用 本発明によれば、半導体チップ（１８）上の電極（１７
）への１ｓｔボンド時には、ボールボンドであることと
、圧接部（１３）の平坦部、（１４）により荷重が分散
される為、半導体チップ（１８）を破壊することの無い
ボンディングを実施でき、２ｎｄボンド時には、傾斜部
（１５）がワイヤ（２０）のｆ！４素材を圧延するので
、接着力の高いボンディングを実施できる。
（へ）実施例 以下に本発明の一実施例を図面を参照しながら詳細に説
明する。
第１図は本発明のキャピラリチップの先端部分の断面構
造を示し、（１１）は中心にワイヤの挿通孔（１２）を
有する円筒形状のキャピラリチップの本体、（１３）は
キャピラリチップ（１１）先端の圧接部で、この圧接部
（１３）は挿通孔（１２）周囲の平坦部（１４）と平坦
部（１４）周囲の傾斜部（１５）との２つの部分を有す
る。傾斜部（１５）は平坦部（１４）に対して４度から
５度の角度で傾斜した平坦なテーパー面で構成され、所
望半径のＯＲ（Ｏｕｔ　５ｉｄｅ　Ｒａｄｉａｓ）部（
１６）でキャピラリチップ（１１）の側面と連続する。
材質はルビー又はセラミック製で、セラミック製の場合
は銅素材の滑りが良くなるように又は寿命等を考慮して
面粗度が滑らかな径の小きいセラミック粒子で形成した
ものを選択する。
上記キャピラリチップ（１１）を使用し、本願のワイヤ
ボンド方法は以下の通りになる。
先ず第２図Ａに示すように、表面に半導体素子とボンデ
ィング用電極（１７）の形成が終了した半導体チップ〈
１８）と、銅系材料による銅素材が露出したリードフレ
ーム（１９）とを用意し、半導体チップ（１１）の裏面
に形成したクロム（Ｃｒ）や金（Ａｕ）等の裏張電極を
ロウ材としてリードフレーム（１９）にベアボンドし、
半導体チップ（１８）を固着する。そのＪ−Ｓフレーム
（１９）をワイヤボンド装置のヒータブロックを内蔵し
た作業台上に載置してボンディング用電極（１７）の位
置認識を行い、このデータに基きＸ方向及びＹ方向に進
退自在な取付部材に着脱自在に取り付けられたキャピラ
リチップ（１１）を半導体チップ（１８）上空に移動す
る。キャピラリチップ（１１）の挿通孔（１２）には銅
（Ｃｕ）を主成分とする金属材料から成るワイヤ（２Ｇ
）が挿入きれ、ワイヤ（２０）の先端には図示せぬトー
チの炎により、又は電極との高圧放電により挿通孔（１
２）の直径より大きな球状のボール部（２１）が形成き
れている。（２２）はクランパ、（２３）はワイヤスプ
ールである。
次に第２図Ｂに示すように、キャピラリチップ（１１）
を下降してボール部（２１）の下面を半導体チップ（１
８）の電極（１７）に所望圧力で圧接し、且つキャピラ
リチップ（１１）全体に図示せぬ振動装置で超音波振動
を与えることによりワイヤ（２０）を超音波併用熱圧着
して１ｓｔボンド（ボールボンド）とする。その後クラ
ンパ（２２）を開放し、ワイヤ（２０）を自由にすると
共に、キャピラリチップ（１１）を垂直に上昇させ、次
にキャピラリチップ（１１）を水平方向に移動して２ｎ
ｄボンド点へと向う。
続いて第２図Ｃに示すように、２ｎｄボンド点に移動し
たキャピラリチップ（１１）を下降きせてキャピラリチ
ップ（１１）の圧接部（１３）によりワイヤ（２０）を
リード端子（２４）表面に圧接し、キャピラリチップ（
１１）全体に超音波振動を与えることによりワイヤ（２
０）を超音波併用熱圧着して２ｎｄボンド（ステッチボ
ンド）とする、２ｎｄポンドは、圧接部（１３）中央の
平坦部（１４）でワイヤ（２０）を圧接すると共に、平
坦部（１４）周囲の傾斜部（１５）でワイヤ（２０）素
材を圧延して拡大する。
然る後第２図りに示すように、キャピラリチップ（１１
）を圧接した状態でクランパ（２２）がワイヤを挾持し
、クランパ（２２）がワイヤ（２０）を引張ることによ
りワイヤ（２０）をキャピラリチップ（１１）の先端付
近で切断する。
以上に説明した本願のワイヤボンド方法によれば、２ｎ
ｄボンド時において、圧接部（１３）の傾斜部（１５）
がワイヤ（２０）の銅素材を圧延し拡大するので、圧着
点のワイヤ（２０）の拡がり（ステッチ）が大きく、従
って接着力が強いステッチボンドを行うことができる。
一方、１ｓｔポンド時は、ボールボンドであることと、
キャピラリチップ（１１）先端の平坦部（１４）が荷重
を分散するので、素子を破壊することの無いワイヤボン
ドを実施できる。
（ト）発明の詳細 な説明した如く、本発明によれば、特に銅ワイヤを用い
て好適なキャピラリチップ（１１）の形状を提供できる
利点を有する。また、平坦部（１４）が素子破壊を肪止
し、且つ傾斜部（１５）が銅素材を圧延してステッチを
拡がり易くするので、接着強度が強い、信頼性の高い半
導体装置のワイヤポンド方法を提供できる利点を有する
。更に銅ワイヤを利用することにより、半導体装置のコ
ストダウンが出来る利点をも有する。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明のキャピラリチップを示す断面図、第２
図Ａ乃至第２図りは本発明のワイヤポンド方法を説明す
る側面図、第３図は従来例を説明する為の断面図である
。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）圧接部が平坦部と傾斜部との２つの部分を有する
    ことを特徴とするボールボンディング用キャピラリチッ
    プ。
  2. （２）圧接部が平坦部と傾斜部との２つの部分を有する
    キャピラリチップに挿入されたワイヤの先端にボール部
    を形成し、 前記キャピラリを下降することにより半導体チップ上の
    電極に前記ボール部を圧着し、 前記キャピラリをリード部上に移動して下降することに
    より前記ワイヤを前記リード部表面に圧接し、且つ前記
    キャピラリの傾斜部でワイヤ材料を圧延することにより
    前記ワイヤを前記リード部に圧着し、 前記キャピラリを圧接した状態で前記ワイヤを引張るこ
    とにより前記ワイヤを切断することを特徴とする半導体
    装置のワイヤボンド方法。
  3. （３）前記ワイヤが銅（Ｃｕ）を主成分とする金属であ
    ることを特徴とする請求項第２項に記載の半導体装置の
    ワイヤボンド方法。
JP63318751A 1988-12-16 1988-12-16 キャピラリチップと半導体装置のワイヤボンド方法 Pending JPH02163951A (ja)

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