JPH04279040A - ワイヤボンディング方法 - Google Patents
ワイヤボンディング方法Info
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- H01L2224/85951—Forming additional members, e.g. for reinforcing
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
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- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Wire Bonding (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置を組立てるワ
イヤボンディング方法に関する。
イヤボンディング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体装置の組立工程において、
図４（ａ）の拡大断面図に示すように、半導体素子１１
上のボンディングパッド９（以下単にパッドという）と
内部リード（図示せず）とを金属細線５により接続して
いるが、この接続には、熱圧着と超音波振動とを併用し
て行なう方法が広く用いられている。この方法により、
パッド９に金属細線５をボンディングするとき、図４（
ｂ）の装置構成図に示すように、キャピラリー６にボン
ディングアーム１５を介して加えられる荷重は、図３に
示すように一定の荷重（６０ｇ程）であり、この荷重に
よりキャピラリーの先端にあるボンディングボール８（
以下単にボールという）をパッド９に押し付け、この状
態で超音波を１５〜４０ｍｓｅｃ程度発振させて、超音
波エネルギーと熱エネルギーとによりボール８をパッド
９に接着固定していた。
図４（ａ）の拡大断面図に示すように、半導体素子１１
上のボンディングパッド９（以下単にパッドという）と
内部リード（図示せず）とを金属細線５により接続して
いるが、この接続には、熱圧着と超音波振動とを併用し
て行なう方法が広く用いられている。この方法により、
パッド９に金属細線５をボンディングするとき、図４（
ｂ）の装置構成図に示すように、キャピラリー６にボン
ディングアーム１５を介して加えられる荷重は、図３に
示すように一定の荷重（６０ｇ程）であり、この荷重に
よりキャピラリーの先端にあるボンディングボール８（
以下単にボールという）をパッド９に押し付け、この状
態で超音波を１５〜４０ｍｓｅｃ程度発振させて、超音
波エネルギーと熱エネルギーとによりボール８をパッド
９に接着固定していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この超音波方式を併用
したワイヤボンディング方法は、キャピラリー６に加え
らる荷重が２０〜３０ｇ程度の時が、キャピラリー先端
のボール８とパッド９との接触面１０に超音波エネルギ
ーが最も伝わりやすいため、この時ボール８とパッド９
との接合は強くなる。特にボンディングの初期の段階で
は、超音波エネルギーにより振動するボールをがパッド
上をすべることによって、パッド上の酸化膜や汚れを取
り去ることがパッドとボールとを接合するために必要と
なる。しかし、荷重が低いと、ボール８がパッド９に当
たったときにバウンドするため、パッド下の基板にクラ
ックが発生し、このクラックにより、半導体素子の動作
時に電流がパッドのまわりの電気回路へリークして正常
な動作をしなくなる。
したワイヤボンディング方法は、キャピラリー６に加え
らる荷重が２０〜３０ｇ程度の時が、キャピラリー先端
のボール８とパッド９との接触面１０に超音波エネルギ
ーが最も伝わりやすいため、この時ボール８とパッド９
との接合は強くなる。特にボンディングの初期の段階で
は、超音波エネルギーにより振動するボールをがパッド
上をすべることによって、パッド上の酸化膜や汚れを取
り去ることがパッドとボールとを接合するために必要と
なる。しかし、荷重が低いと、ボール８がパッド９に当
たったときにバウンドするため、パッド下の基板にクラ
ックが発生し、このクラックにより、半導体素子の動作
時に電流がパッドのまわりの電気回路へリークして正常
な動作をしなくなる。
【０００４】このため、従来の超音波を併用したボンデ
ィング方法では、パッド下の基板に発生するクラックを
防止するために、図３に示したように、５０〜７０ｇの
一定の高荷重をかけてボンディングが行なわれているが
、キャピラリー６に高荷重をかけると、ボールがパッド
に押し付けられて超音波エネルギーだけではボールは振
動できず、ボールがパッド上をすべることができないた
め、パッド上の酸化膜や汚れを除去できない。このため
、ボールとパッドとがまったく接合できなかったり、超
音波エネルギーがボールとパッドとの接合面に伝わらな
いため接着強度が弱くなり、ボンディング後ボールが剥
れやすという欠点があった。また、荷重が高いと、ボー
ルに超音波を伝えるためには超音波の出力も大きくする
必要があるので、ボール８の変形量が大きくなり、パッ
ド９上にボンディングされる面積が広く必要となるため
、半導体素子の微細化構造を形成するためにパッド９の
面積を小さくしたり、パッドとパッドとの間隔を狭くし
たりすることができないという欠点もあった。
ィング方法では、パッド下の基板に発生するクラックを
防止するために、図３に示したように、５０〜７０ｇの
一定の高荷重をかけてボンディングが行なわれているが
、キャピラリー６に高荷重をかけると、ボールがパッド
に押し付けられて超音波エネルギーだけではボールは振
動できず、ボールがパッド上をすべることができないた
め、パッド上の酸化膜や汚れを除去できない。このため
、ボールとパッドとがまったく接合できなかったり、超
音波エネルギーがボールとパッドとの接合面に伝わらな
いため接着強度が弱くなり、ボンディング後ボールが剥
れやすという欠点があった。また、荷重が高いと、ボー
ルに超音波を伝えるためには超音波の出力も大きくする
必要があるので、ボール８の変形量が大きくなり、パッ
ド９上にボンディングされる面積が広く必要となるため
、半導体素子の微細化構造を形成するためにパッド９の
面積を小さくしたり、パッドとパッドとの間隔を狭くし
たりすることができないという欠点もあった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明のワイヤボンディ
ング方法は、半導体素子上のボンディングパッドに超音
波振動と熱圧着により金属細線をボンディングするとき
、キャピラリー先端の金属細線のボールがボンディング
パッド上に接触した直後にボンディングヘッドを振動さ
せ、ボンディングヘッドの振動がキャピラリー先端のボ
ールに伝わるようにしてボールをパッド上ですべらせ、
次にボンディングヘッドの振動を止め、キャピラリーに
加えられる荷重を軽くして超音波エネルギーがボールと
パッドとの接合面に伝わりやすくすることにより、ボー
ルとパッドとの接合を強く、また安定して行うことがで
きるようにしている。
ング方法は、半導体素子上のボンディングパッドに超音
波振動と熱圧着により金属細線をボンディングするとき
、キャピラリー先端の金属細線のボールがボンディング
パッド上に接触した直後にボンディングヘッドを振動さ
せ、ボンディングヘッドの振動がキャピラリー先端のボ
ールに伝わるようにしてボールをパッド上ですべらせ、
次にボンディングヘッドの振動を止め、キャピラリーに
加えられる荷重を軽くして超音波エネルギーがボールと
パッドとの接合面に伝わりやすくすることにより、ボー
ルとパッドとの接合を強く、また安定して行うことがで
きるようにしている。
【０００６】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明する
。図１（ａ）は本発明の第１の実施例において、キャピ
ラリーに加えられる荷重とボンディング時間との関係を
示すタイミング図である。図２（ａ）はボールがパッド
に接地しているときの、ボンディングヘッドの振動と超
音波発振のタイミング図である。図４は一般的なワイヤ
ボンディング方法を説明するための図で、同図（ａ）は
ボンディングボールがパッドに接触したときの半導体素
子とキャピラリー及び金属細線の拡大断面図、同図（ｂ
）はワイヤボンディング装置の構成図である。
。図１（ａ）は本発明の第１の実施例において、キャピ
ラリーに加えられる荷重とボンディング時間との関係を
示すタイミング図である。図２（ａ）はボールがパッド
に接地しているときの、ボンディングヘッドの振動と超
音波発振のタイミング図である。図４は一般的なワイヤ
ボンディング方法を説明するための図で、同図（ａ）は
ボンディングボールがパッドに接触したときの半導体素
子とキャピラリー及び金属細線の拡大断面図、同図（ｂ
）はワイヤボンディング装置の構成図である。
【０００７】図４（ａ）に示すように、半導体素子１１
上のパッド９に金属細線５をボンディングするが、この
とき、キャピラリー６を保持するボンディングアーム１
５を介して図１（ａ）に示したように荷重をかけ、図２
（ａ）に示すようなタイミングでボンディングヘッドを
振動させ、直後に超音波の発振を行う。
上のパッド９に金属細線５をボンディングするが、この
とき、キャピラリー６を保持するボンディングアーム１
５を介して図１（ａ）に示したように荷重をかけ、図２
（ａ）に示すようなタイミングでボンディングヘッドを
振動させ、直後に超音波の発振を行う。
【０００８】すなわち、キャピラリー６の先端にあるボ
ンディングボール８がパッド９に達したときは、キャピ
ラリー６に高荷重（６０ｇ程）を加えることによってボ
ンディングボール８がパッド９上でバウンドすることを
防止し、また、この高荷重時にＸＹテーブル１３を微小
量動かすことによりボンディングヘッド１２を振動させ
る。この振動はボンディングアーム１５を介してキャピ
ラリーに伝わり、さらにボール８に伝わってボール８が
パッド９上を滑り、パッド上の酸化膜や汚れを機械的に
除去する。ＸＹテーブルの振幅は、図２（ｂ）に示すよ
うに、振幅量２〜５μｍで、かつ振幅回数は１回とする
。この振幅動作時は、荷重が６０〜８０ｇと重い方がパ
ッド上の酸化膜や汚れを効果的に、また安定して除去す
ることができる。ＸＹテーブルの振幅動作を行なった後
、荷重を低荷重とし、超音波エネルギーがボールとキャ
ピラリーとの接触面に伝わりやすくしてボンディングを
行う。
ンディングボール８がパッド９に達したときは、キャピ
ラリー６に高荷重（６０ｇ程）を加えることによってボ
ンディングボール８がパッド９上でバウンドすることを
防止し、また、この高荷重時にＸＹテーブル１３を微小
量動かすことによりボンディングヘッド１２を振動させ
る。この振動はボンディングアーム１５を介してキャピ
ラリーに伝わり、さらにボール８に伝わってボール８が
パッド９上を滑り、パッド上の酸化膜や汚れを機械的に
除去する。ＸＹテーブルの振幅は、図２（ｂ）に示すよ
うに、振幅量２〜５μｍで、かつ振幅回数は１回とする
。この振幅動作時は、荷重が６０〜８０ｇと重い方がパ
ッド上の酸化膜や汚れを効果的に、また安定して除去す
ることができる。ＸＹテーブルの振幅動作を行なった後
、荷重を低荷重とし、超音波エネルギーがボールとキャ
ピラリーとの接触面に伝わりやすくしてボンディングを
行う。
【０００９】図１（ｂ）は、本発明の第２の実施例にお
けるボンディング時間と荷重との関係を示す図である。 この実施例では、高荷重１と低荷重Ｂ４との間に低荷重
Ａ３を入れ、低荷重Ａは低荷重Ｂよりも軽くしている。 ここでは、低荷重Ａのとき、効率的に超音波をボールと
パッドとの接触部に作用させ、ボールの一部がパッドに
接着してボールとパッドとのすべりが止まり、この後、
荷重を低荷重Ａより少し高めに設定した低荷重Ｂに切換
え、ボンディングアームの保持力を大きくすることによ
って、ボンディングアームが外部からの振動を拾い不安
定となることがなく、また、超音波が安定してボールと
パッドとの接合面に作用し接合面を拡大させるので、第
１の実施例に比べ接合強度やボール径の安定したボンデ
ィングができる。また、低荷重時の荷重の変更は、１回
のみでなく数回変更しても良く、この数段回の切り換え
により、ボールとパッドとの密着性が高くボール径も安
定したボンディングを行なうことができる。
けるボンディング時間と荷重との関係を示す図である。 この実施例では、高荷重１と低荷重Ｂ４との間に低荷重
Ａ３を入れ、低荷重Ａは低荷重Ｂよりも軽くしている。 ここでは、低荷重Ａのとき、効率的に超音波をボールと
パッドとの接触部に作用させ、ボールの一部がパッドに
接着してボールとパッドとのすべりが止まり、この後、
荷重を低荷重Ａより少し高めに設定した低荷重Ｂに切換
え、ボンディングアームの保持力を大きくすることによ
って、ボンディングアームが外部からの振動を拾い不安
定となることがなく、また、超音波が安定してボールと
パッドとの接合面に作用し接合面を拡大させるので、第
１の実施例に比べ接合強度やボール径の安定したボンデ
ィングができる。また、低荷重時の荷重の変更は、１回
のみでなく数回変更しても良く、この数段回の切り換え
により、ボールとパッドとの密着性が高くボール径も安
定したボンディングを行なうことができる。
【００１０】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、キャピラ
リー先端の金属細線が、ボンディングパッドに接触した
直後にボンディングヘッドを振動させ、ボンディングパ
ッド上の酸化膜や汚れを機械的に除去し、ボンディング
ヘッドの振動を止めた後、キャピラリーに加えられる荷
重を軽くして超音波エネルギーによりボンディングを行
うようにしたことにより、ボールとパッドとの密着性を
向上させボンディング後のボールとパッドとの剥れを防
止することが出来る。
リー先端の金属細線が、ボンディングパッドに接触した
直後にボンディングヘッドを振動させ、ボンディングパ
ッド上の酸化膜や汚れを機械的に除去し、ボンディング
ヘッドの振動を止めた後、キャピラリーに加えられる荷
重を軽くして超音波エネルギーによりボンディングを行
うようにしたことにより、ボールとパッドとの密着性を
向上させボンディング後のボールとパッドとの剥れを防
止することが出来る。
【００１１】また、ボンディング時におけるキャピラリ
ーに加えられる荷重が低いので、ボールの変形量が小さ
くなり、パッドの面積やパッドとパッドとの間隔を狭く
でき、半導体素子の集積度を向上させることができる。
ーに加えられる荷重が低いので、ボールの変形量が小さ
くなり、パッドの面積やパッドとパッドとの間隔を狭く
でき、半導体素子の集積度を向上させることができる。
【図１】本発明の実施例を説明するための荷重とボンデ
ィング時間との関係を示す図で、同図（ａ）は第１の実
施例，同図（ｂ）は第２の実施例を示す図である。
ィング時間との関係を示す図で、同図（ａ）は第１の実
施例，同図（ｂ）は第２の実施例を示す図である。
【図２】本発明の第１及び第２の実施例を説明する図で
、同図（ａ）はタイミング図、同図（ｂ）はＸＹテーブ
ルの振幅を説明する図である。
、同図（ａ）はタイミング図、同図（ｂ）はＸＹテーブ
ルの振幅を説明する図である。
【図３】従来の荷重とボンディング時間との関係を示す
図である。
図である。
【図４】一般的なワイヤボンディング方法を説明する図
で、同図（ａ）はボンディング部の拡大断面図、同図（
ｂ）はボンディング装置の構成図である。
で、同図（ａ）はボンディング部の拡大断面図、同図（
ｂ）はボンディング装置の構成図である。
１ 高荷重
２，３，４ 低荷重
５ 金属細線
６ キャピラリー
７ キャピラリーとボールの接触面８ ボ
ール ９ パッド １０ ボールとパッドとの接触面１１ 半
導体素子 １２ ボンディングヘッド １３ ＸＹテーブル １４ カメラ １５ ボンディングアーム １６ ボンディングステージ
ール ９ パッド １０ ボールとパッドとの接触面１１ 半
導体素子 １２ ボンディングヘッド １３ ＸＹテーブル １４ カメラ １５ ボンディングアーム １６ ボンディングステージ
Claims (1)
- 【請求項１】 熱圧着と超音波振動を併用させ、半導
体素子上のボンディングパッドに金属細線をボンディン
グするワイヤボンディング方法において、キャピラリー
の先端の金属細線がボンディングパッド上に接触した直
後にボンディングヘッドを振動させ、次にボンディング
ヘッドの振動を止めてキャピラリーに加えられる荷重を
軽くし、超音波振動によりボンディングパッドと金属細
線とのボンディングを行うことを特徴とするワイヤボン
ディング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3000339A JPH04279040A (ja) | 1991-01-08 | 1991-01-08 | ワイヤボンディング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3000339A JPH04279040A (ja) | 1991-01-08 | 1991-01-08 | ワイヤボンディング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04279040A true JPH04279040A (ja) | 1992-10-05 |
Family
ID=11471121
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3000339A Pending JPH04279040A (ja) | 1991-01-08 | 1991-01-08 | ワイヤボンディング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04279040A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5838071A (en) * | 1996-10-17 | 1998-11-17 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Wire bonding method, wire bonding apparatus and semiconductor device produced by the same |
| SG90179A1 (en) * | 1999-11-09 | 2002-07-23 | Tdk Corp | Mounting method of ic chip and manufacturing method of head suspension assembly with the ic chip |
| JP2018137280A (ja) * | 2017-02-20 | 2018-08-30 | 日亜化学工業株式会社 | 発光装置の製造方法 |
-
1991
- 1991-01-08 JP JP3000339A patent/JPH04279040A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5838071A (en) * | 1996-10-17 | 1998-11-17 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Wire bonding method, wire bonding apparatus and semiconductor device produced by the same |
| US6105848A (en) * | 1996-10-17 | 2000-08-22 | Mitsubishi Denki Kabushki Kaisha | Wire bonding method, wire bonding apparatus and semiconductor device produced by the same |
| US6112969A (en) * | 1996-10-17 | 2000-09-05 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Wire bonding apparatus |
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