JPH0513491A - 被覆ワイヤのワイヤボンデイング方法及び半導体装置 - Google Patents
被覆ワイヤのワイヤボンデイング方法及び半導体装置Info
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Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
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- Wire Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】被覆ワイヤと外部リードとの接合強度を増大さ
せる。 【構成】外部リードBに被覆ワイヤ1を押圧して接着し
た後に、ワイヤ2の先端を溶融して成形したボール2a
を、外部リードBと被覆ワイヤ1との接合部C上に圧着
させ切断してバンプ2bを形成し、該バンプ2bで接合部C
を覆う。外部リードB上に接着した被覆ワイヤ1の端部
からその周囲の外部リードB上に亙ってバンプ2bが形成
されることにより、バンプ2b成形時の熱で芯線1a外部リ
ードB表面との間に残留した被覆層1bが排除されると共
に、外部リードBの表面に対する接合面積が拡大する。
せる。 【構成】外部リードBに被覆ワイヤ1を押圧して接着し
た後に、ワイヤ2の先端を溶融して成形したボール2a
を、外部リードBと被覆ワイヤ1との接合部C上に圧着
させ切断してバンプ2bを形成し、該バンプ2bで接合部C
を覆う。外部リードB上に接着した被覆ワイヤ1の端部
からその周囲の外部リードB上に亙ってバンプ2bが形成
されることにより、バンプ2b成形時の熱で芯線1a外部リ
ードB表面との間に残留した被覆層1bが排除されると共
に、外部リードBの表面に対する接合面積が拡大する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、被覆ワイヤを用いたワ
イヤボンディング方法及び半導体チップ上の電極と外部
リードとの間を被覆ワイヤで接続した半導体装置に関す
る。
イヤボンディング方法及び半導体チップ上の電極と外部
リードとの間を被覆ワイヤで接続した半導体装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の被覆ワイヤのワイヤボン
ディング方法及び半導体装置として、予め被覆ワイヤの
被覆層を除去せずにキャピラリで被覆ワイヤを外部リー
ドに押し付け、必要に応じて熱や超音波振動を加えるこ
とにより、被覆層を芯線から剥離除去して接着させるも
のがある。
ディング方法及び半導体装置として、予め被覆ワイヤの
被覆層を除去せずにキャピラリで被覆ワイヤを外部リー
ドに押し付け、必要に応じて熱や超音波振動を加えるこ
とにより、被覆層を芯線から剥離除去して接着させるも
のがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし乍ら、このよう
な従来の被覆ワイヤのワイヤボンディング方法及び半導
体装置では、剥離した被覆層が芯線と外部リード表面と
の間に残留するため、この残留した被覆層がボンディン
グの邪魔となって接合強度が低く、接触不良やリードは
がれの原因となると共に、電気抵抗も増大してボンディ
ング部の信頼性が低く、安心して被覆ワイヤを使用でき
ないという問題がある。
な従来の被覆ワイヤのワイヤボンディング方法及び半導
体装置では、剥離した被覆層が芯線と外部リード表面と
の間に残留するため、この残留した被覆層がボンディン
グの邪魔となって接合強度が低く、接触不良やリードは
がれの原因となると共に、電気抵抗も増大してボンディ
ング部の信頼性が低く、安心して被覆ワイヤを使用でき
ないという問題がある。
【0004】本発明は斯る従来事情に鑑み、被覆ワイヤ
と外部リードの接合強度を増大させることを目的とす
る。
と外部リードの接合強度を増大させることを目的とす
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明が講ずる技術的手段は、外部リードに被覆ワイ
ヤを押圧して接着した後に、裸ワイヤの先端を溶融して
成形したボールを、外部リードと被覆ワイヤとの接合部
上に圧着させ切断してバンプを形成し、該バンプで接合
部を覆うことを特徴とするものである。
に本発明が講ずる技術的手段は、外部リードに被覆ワイ
ヤを押圧して接着した後に、裸ワイヤの先端を溶融して
成形したボールを、外部リードと被覆ワイヤとの接合部
上に圧着させ切断してバンプを形成し、該バンプで接合
部を覆うことを特徴とするものである。
【0006】裸ワイヤ及びバンプは、被覆ワイヤの芯線
と同種金属又は異種の金属で作製する。
と同種金属又は異種の金属で作製する。
【0007】
【作用】本発明は上記技術的手段によれば、外部リード
上に接着した被覆ワイヤの端部からその周囲の外部リー
ド上に亙ってバンプが形成されることにより、バンプ成
形時の熱で芯線と外部リード表面との間に残留した被覆
層が排除されると共に、外部リードの表面に対する接合
面積が拡大するものである。
上に接着した被覆ワイヤの端部からその周囲の外部リー
ド上に亙ってバンプが形成されることにより、バンプ成
形時の熱で芯線と外部リード表面との間に残留した被覆
層が排除されると共に、外部リードの表面に対する接合
面積が拡大するものである。
【0008】そして、裸ワイヤ及びバンプを被覆ワイヤ
の芯線と異種の金属にすることにより、芯線と同材質の
バンプに比べ、外部リード表面に対して接合強度が高め
られる場合がある。
の芯線と異種の金属にすることにより、芯線と同材質の
バンプに比べ、外部リード表面に対して接合強度が高め
られる場合がある。
【0009】即ち芯線とは異種金属にした方が、バンプ
用ろう材の選択の範囲が広くなるため、適切なろう材を
選択しやすいが、同材質のバンプであっても芯線の材質
次第では、高い接合強度が得られる。
用ろう材の選択の範囲が広くなるため、適切なろう材を
選択しやすいが、同材質のバンプであっても芯線の材質
次第では、高い接合強度が得られる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。この実施例は図1に示す如く半導体装置が、パ
ッケージ基板Pに取り付けられた半導体チップAの上面
に電極A1 を多数形成し、パッケージ基板Pの周囲部に
は、例えば少なくとも表面がAgにより形成された外部
リードBを多数形成するものである。
明する。この実施例は図1に示す如く半導体装置が、パ
ッケージ基板Pに取り付けられた半導体チップAの上面
に電極A1 を多数形成し、パッケージ基板Pの周囲部に
は、例えば少なくとも表面がAgにより形成された外部
リードBを多数形成するものである。
【0011】また、図2に示す如くボンディングツール
として被覆ワイヤ1を挿通するキャピラリ3と別に、被
覆されない裸ワイヤ2が挿通するキャピラリ4を設け、
キャピラリ3の作動に伴って半導体チップAの電極A1
にボールボンディングした被覆ワイヤ1を、超音波併用
の熱圧着法(ステッチボンド法)により外部リードB上
に接着し、キャピラリ3を引上げると同時に被覆ワイヤ
1は切断され、キャピラリ3は接着位置から遠ざかる。
として被覆ワイヤ1を挿通するキャピラリ3と別に、被
覆されない裸ワイヤ2が挿通するキャピラリ4を設け、
キャピラリ3の作動に伴って半導体チップAの電極A1
にボールボンディングした被覆ワイヤ1を、超音波併用
の熱圧着法(ステッチボンド法)により外部リードB上
に接着し、キャピラリ3を引上げると同時に被覆ワイヤ
1は切断され、キャピラリ3は接着位置から遠ざかる。
【0012】これと並行して、キャピラリ4の裸ワイヤ
2先端を加熱開始する。(これは裸ワイヤ2先端を溶融
して形成したボール2aを外部リードBと被覆ワイヤ1の
接合部C上に圧着させ、このバンプで接着部Cを覆うキ
ャピラリ4の動作の始まりである。)
2先端を加熱開始する。(これは裸ワイヤ2先端を溶融
して形成したボール2aを外部リードBと被覆ワイヤ1の
接合部C上に圧着させ、このバンプで接着部Cを覆うキ
ャピラリ4の動作の始まりである。)
【0013】被覆ワイヤ1は、Au,Ag,Cu,A
l,Pdやこれらを主要元素とする合金等の金属で芯線
1aを作製し、この芯線1aの表面に絶縁性の合成樹脂、詳
しくはホルマール,ポリウレタン,ポリエステル,ポリ
イミド,ポリエステルイミド,ポリアミドイミド,ポリ
アミド,ポリカーボネイド,アクリル樹脂系塗料,フッ
素樹脂系塗料を、例えば 0.1〜 2.0μm コーティングし
て被覆層1bを形成する。
l,Pdやこれらを主要元素とする合金等の金属で芯線
1aを作製し、この芯線1aの表面に絶縁性の合成樹脂、詳
しくはホルマール,ポリウレタン,ポリエステル,ポリ
イミド,ポリエステルイミド,ポリアミドイミド,ポリ
アミド,ポリカーボネイド,アクリル樹脂系塗料,フッ
素樹脂系塗料を、例えば 0.1〜 2.0μm コーティングし
て被覆層1bを形成する。
【0014】被覆されない裸ワイヤ2は、上記芯線1aと
同材質の金属か,又は芯線1aの材質と異種の金属で被覆
ワイヤ1の線径より例えば0〜34%細く形成する。
同材質の金属か,又は芯線1aの材質と異種の金属で被覆
ワイヤ1の線径より例えば0〜34%細く形成する。
【0015】上記異種の金属とは、Pb,Sn,Inの
何れか一つを主要元素とするはんだ材か、又は芯線1aの
材質を主要元素としてこれに添加元素を配合したろう材
か、或いは芯線1aの材質と接着性の良い特定異種金属材
からなる。
何れか一つを主要元素とするはんだ材か、又は芯線1aの
材質を主要元素としてこれに添加元素を配合したろう材
か、或いは芯線1aの材質と接着性の良い特定異種金属材
からなる。
【0016】はんだ材は、例えば急冷凝固法により作製
して、その先端に溶融形成されるボール3aの根本部の引
張り強度が、ワイヤ部の引張り強度に比べて小さくなる
ようにすると共に、添加元素としてBe,B,C,M
g,Al,Si,P,Ca,Ti,V,Cr,Mn,F
e,Co,Ni,Cu,Zn,Ga,Ge,Se,Z
r,Nb,Mo,Pd,Ag,Cd,In,Sn,P
b,Sb,Te,Ir,Pt,Au,Tl,Biの中か
ら1種又は2種以上を配合する。
して、その先端に溶融形成されるボール3aの根本部の引
張り強度が、ワイヤ部の引張り強度に比べて小さくなる
ようにすると共に、添加元素としてBe,B,C,M
g,Al,Si,P,Ca,Ti,V,Cr,Mn,F
e,Co,Ni,Cu,Zn,Ga,Ge,Se,Z
r,Nb,Mo,Pd,Ag,Cd,In,Sn,P
b,Sb,Te,Ir,Pt,Au,Tl,Biの中か
ら1種又は2種以上を配合する。
【0017】ろう材は、例えば芯線1aの材質がAuの場
合、高純度AuにSn,Si,Ge,Ag,Pb,I
n,Sb,Ga,Sb等の中から1種又は2種以上を配
合したものや、高純度AuにCaを5〜100重量pp
mと、Yを100〜500重量ppmと、Geを30〜
100重量ppmかBeを5〜15重量ppmの1種又
は2種とを配合したものである。
合、高純度AuにSn,Si,Ge,Ag,Pb,I
n,Sb,Ga,Sb等の中から1種又は2種以上を配
合したものや、高純度AuにCaを5〜100重量pp
mと、Yを100〜500重量ppmと、Geを30〜
100重量ppmかBeを5〜15重量ppmの1種又
は2種とを配合したものである。
【0018】芯線1aの材質がAg,Cu,Al,Pdや
これらを主要元素とする合金等の場合には、これに類似
または適切なろう材とする。
これらを主要元素とする合金等の場合には、これに類似
または適切なろう材とする。
【0019】芯線1aの材質と接着性の良い特定異種金属
材は、例えば芯線1aの材質がAuの場合、Ag,Cu,
Al等であり、芯線1aの材質がAgの場合には、Cu,
Al等であり、芯線1aの材質がAlの場合には、Au,
Cu,Ag等である。
材は、例えば芯線1aの材質がAuの場合、Ag,Cu,
Al等であり、芯線1aの材質がAgの場合には、Cu,
Al等であり、芯線1aの材質がAlの場合には、Au,
Cu,Ag等である。
【0020】上述した裸ワイヤ2を、図2に示す如くキ
ャピラリ4に挿通して、その先端を例えば電気トーチ等
の放熱手段5で加熱することにより、溶融してボール2a
を形成する。
ャピラリ4に挿通して、その先端を例えば電気トーチ等
の放熱手段5で加熱することにより、溶融してボール2a
を形成する。
【0021】そして、上記キャピラリ3の作動に伴い被
覆ワイヤ1を半導体チップAの電極A1 から外部リード
Bへ順次ワイヤボンディングしている際中において、こ
のキャピラリ3の作動に悪影響を与えない位置関係とな
った時に、裸ワイヤ2が挿通されるキャピラリ4を、図
3に示す如く外部リードBと被覆ワイヤ1の端部との接
合部Cへ向けて下降させ、その先端に形成されたボール
2aを該接合部C上に圧着させる。
覆ワイヤ1を半導体チップAの電極A1 から外部リード
Bへ順次ワイヤボンディングしている際中において、こ
のキャピラリ3の作動に悪影響を与えない位置関係とな
った時に、裸ワイヤ2が挿通されるキャピラリ4を、図
3に示す如く外部リードBと被覆ワイヤ1の端部との接
合部Cへ向けて下降させ、その先端に形成されたボール
2aを該接合部C上に圧着させる。
【0022】次に、ボール2aを接合部Cに圧着させた状
態で、図4に示す如くキャピラリ4を引き上げることに
より、ボール2aの根本部で裸ワイヤ2から切断され、バ
ンプ2bが外部リードB上に接着した被覆ワイヤ1の端部
からその周囲の外部リードB表面に亙り形成されて接合
部Cを覆う。
態で、図4に示す如くキャピラリ4を引き上げることに
より、ボール2aの根本部で裸ワイヤ2から切断され、バ
ンプ2bが外部リードB上に接着した被覆ワイヤ1の端部
からその周囲の外部リードB表面に亙り形成されて接合
部Cを覆う。
【0023】この時、バンプ2b形成時の熱によって、芯
線1aと外部リードB表面との間に残留した被覆層1bが溶
け蒸発して排除されると共に、外部リードBとの接合面
積が被覆ワイヤ1の端部だけでなく、バンプ2bが形成さ
れるその周囲まで拡大する。
線1aと外部リードB表面との間に残留した被覆層1bが溶
け蒸発して排除されると共に、外部リードBとの接合面
積が被覆ワイヤ1の端部だけでなく、バンプ2bが形成さ
れるその周囲まで拡大する。
【0024】総ての接合部Cにバンプ2bが形成され、そ
の後,必要に応じて半導体チップA及びボンディングし
た被覆ワイヤ1を合成樹脂等で気密封止することによ
り、半導体装置が完成される。
の後,必要に応じて半導体チップA及びボンディングし
た被覆ワイヤ1を合成樹脂等で気密封止することによ
り、半導体装置が完成される。
【0025】従って、本実施例のものは被覆ワイヤ1を
挿通するキャピラリ3と別に、裸ワイヤ2が挿通するキ
ャピラリ4を設けて、被覆ワイヤ1のボンディング作業
と同時に、バンプ2bを順次連続的に形成するので、ボン
ディング作業のみを行うものに比べても、作業時間がさ
ほど変わらず、高速対応できる。
挿通するキャピラリ3と別に、裸ワイヤ2が挿通するキ
ャピラリ4を設けて、被覆ワイヤ1のボンディング作業
と同時に、バンプ2bを順次連続的に形成するので、ボン
ディング作業のみを行うものに比べても、作業時間がさ
ほど変わらず、高速対応できる。
【0026】尚、前示実施例ではボール2aを接合部Cに
圧着させた状態で裸ワイヤ2を引張ることにより、ボー
ル2aの根本部から切断したが、これに限定されず、例え
ば電気トーチ等で切断しても良い。
圧着させた状態で裸ワイヤ2を引張ることにより、ボー
ル2aの根本部から切断したが、これに限定されず、例え
ば電気トーチ等で切断しても良い。
【0027】また、総ての電極A1 と外部リードBとを
夫々被覆ワイヤ1で接続した後に、バンプ2bを順次形成
しても良い。
夫々被覆ワイヤ1で接続した後に、バンプ2bを順次形成
しても良い。
【0028】
【発明の効果】本発明は上記の構成であるから、以下の
利点を有する。
利点を有する。
【0029】1.外部リード上に接着した被覆ワイヤの
端部からその周囲の外部リード上に亙ってバンプが形成
されることにより、バンプ成形時の熱で芯線と外部リー
ド表面との間に残留した被覆層が排除されると共に、外
部リードの表面に対する接合面積が拡大するので、被覆
ワイヤと外部リードとの接合強度を増大させることがで
きる。
端部からその周囲の外部リード上に亙ってバンプが形成
されることにより、バンプ成形時の熱で芯線と外部リー
ド表面との間に残留した被覆層が排除されると共に、外
部リードの表面に対する接合面積が拡大するので、被覆
ワイヤと外部リードとの接合強度を増大させることがで
きる。
【0030】従って、剥離した被覆層が芯線と外部リー
ド表面との間に残留して接合強度が低い従来のものに比
べ、接触不良やリードはがれが発生しないと共に、電気
抵抗も低くてボンディング部の信頼性を確保でき、安心
して被覆ワイヤを使用することができ、その結果として
配線のショートを防止できる。
ド表面との間に残留して接合強度が低い従来のものに比
べ、接触不良やリードはがれが発生しないと共に、電気
抵抗も低くてボンディング部の信頼性を確保でき、安心
して被覆ワイヤを使用することができ、その結果として
配線のショートを防止できる。
【0031】2.裸ワイヤ及びバンプを被覆ワイヤの芯
線と異種の金属にすることにより、芯線と同材質のバン
プに比べ、外部リード表面に対して接合強度が高められ
るので、被覆ワイヤと外部リードとの接合部を補強でき
る。従って、ボンディング部の信頼性が更に向上する。
線と異種の金属にすることにより、芯線と同材質のバン
プに比べ、外部リード表面に対して接合強度が高められ
るので、被覆ワイヤと外部リードとの接合部を補強でき
る。従って、ボンディング部の信頼性が更に向上する。
【0032】3.異種の金属として、はんだ材か又はろ
う材を裸ワイヤ及びバンプに使用した場合には、芯線と
同材質のバンプに比べ、低温度でバンプを形成でき、バ
ンプ形成作業が容易になる。
う材を裸ワイヤ及びバンプに使用した場合には、芯線と
同材質のバンプに比べ、低温度でバンプを形成でき、バ
ンプ形成作業が容易になる。
【図1】本発明の一実施例を示す半導体装置の部分拡大
縦断面図である。
縦断面図である。
【図2】本発明の一実施例を示す被覆ワイヤのワイヤボ
ンディング方法の縦断面図で被覆ワイヤを外部リードに
接着する直前を部分拡大して示す。
ンディング方法の縦断面図で被覆ワイヤを外部リードに
接着する直前を部分拡大して示す。
【図3】接合部上にボールを圧着する直前を部分拡大し
て示す縦断面図である。
て示す縦断面図である。
【図4】ボールを切断してバンプを形成した直後を部分
拡大して示す縦断側面図である。
拡大して示す縦断側面図である。
【符号の説明】
A 半導体チップ A1 電 極
B 外部リード C 接合部
1 被覆ワイヤ 1a 芯線
2 裸ワイヤ 2a ボール
2b バンプ
Claims (4)
- 【請求項1】外部リードに被覆ワイヤを押圧して接着し
た後に、裸ワイヤの先端を溶融して成形したボールを、
外部リードと被覆ワイヤとの接合部上に圧着させ切断し
てバンプを形成し、該バンプで接合部を覆うことを特徴
とする被覆ワイヤのワイヤボンディング方法。 - 【請求項2】裸ワイヤに被覆ワイヤの芯線とは異種の金
属を用いる請求項1記載の被覆ワイヤのワイヤボンディ
ング方法。 - 【請求項3】半導体チップ上の電極と外部リードとの間
を被覆ワイヤで接続した半導体装置において、前記外部
リードと被覆ワイヤとの接合部上にバンプを形成して、
該接合部を覆うことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項4】バンプに被覆ワイヤの芯線とは異種の金属
を用いた請求項3記載の半導体装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2-403687 | 1990-12-19 | ||
JP40368790 | 1990-12-19 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0513491A true JPH0513491A (ja) | 1993-01-22 |
Family
ID=18513412
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3328836A Pending JPH0513491A (ja) | 1990-12-19 | 1991-12-12 | 被覆ワイヤのワイヤボンデイング方法及び半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0513491A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6896170B2 (en) * | 2001-11-20 | 2005-05-24 | Microbonds, Inc. | Wire bonder for ball bonding insulated wire and method of using same |
EP1617967A2 (en) * | 2003-02-20 | 2006-01-25 | Freescale Semiconductor, Inc. | Wirebonding insulated wire |
US7360675B2 (en) | 2002-11-20 | 2008-04-22 | Microbonds, Inc. | Wire bonder for ball bonding insulated wire and method of using same |
WO2008066190A1 (en) * | 2006-11-28 | 2008-06-05 | Kaijo Corporation | Wire bonding method and wire bonding apparatus |
US8609527B2 (en) * | 2009-09-01 | 2013-12-17 | Oki Semiconductor Co., Ltd. | Method of manufacturing semiconductor device |
JP2017183623A (ja) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | ローム株式会社 | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
GB2576498A (en) * | 2018-08-14 | 2020-02-26 | The Francis Crick Institute Ltd | Forming electrical connection between wire electrode and metallic contact surface |
-
1991
- 1991-12-12 JP JP3328836A patent/JPH0513491A/ja active Pending
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP1617967A4 (en) * | 2003-02-20 | 2008-09-03 | Freescale Semiconductor Inc | WIRE BONDING METHOD FOR AN INSULATING WIRE |
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