JPH06295931A - 樹脂被覆絶縁ボンディングワイヤの製造方法 - Google Patents
樹脂被覆絶縁ボンディングワイヤの製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 膜厚が均一で、絶縁性および接合性の優れた
絶縁被覆ボンディングワイヤを高速度で被覆可能な製造
方法を提供する。 【構成】 ボンディングワイヤを連続的に走行させて、
樹脂を溶解したコーティング溶液中に通してから、鉛直
方向に引き上げて、溶媒を除去し、絶縁性の樹脂を被覆
する方法において、コーティング溶液液面のワイヤまわ
りを細管で包囲することによって、液の流動を安定化さ
せ、高速のコーティング速度においても塗布むらによる
膜厚の不均一を生じさせない。
絶縁被覆ボンディングワイヤを高速度で被覆可能な製造
方法を提供する。 【構成】 ボンディングワイヤを連続的に走行させて、
樹脂を溶解したコーティング溶液中に通してから、鉛直
方向に引き上げて、溶媒を除去し、絶縁性の樹脂を被覆
する方法において、コーティング溶液液面のワイヤまわ
りを細管で包囲することによって、液の流動を安定化さ
せ、高速のコーティング速度においても塗布むらによる
膜厚の不均一を生じさせない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体チップと外部設
備をつなぐリードとを結線するボンディングワイヤの樹
脂被覆方法に関するものである。
備をつなぐリードとを結線するボンディングワイヤの樹
脂被覆方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体チップ上の電極パッドと外部出力
端子であるリードとは、ボンディングワイヤで連結され
る。ボンディングワイヤは、通常Ａｕ，Ｃｕ，Ａｌ等の
金属細線が用いられ、あるループ高さを形成するよう電
極パッドとリードとを連結するが、電極パッドに熱圧着
された部分から引き出されるためしばしばループにたわ
みを生じ、半導体チップと接触しショートが起こること
がある。特に近年、集積回路の大規模化に伴って、多ピ
ン構造になると、電極パッドとリード接合部との距離が
大きくなる傾向にあり、これに伴いワイヤスパンが長尺
となり、ループが横方向に流れるカール現象が起き易
く、隣接するワイヤ同志のショートの確率も高くなって
くる。
端子であるリードとは、ボンディングワイヤで連結され
る。ボンディングワイヤは、通常Ａｕ，Ｃｕ，Ａｌ等の
金属細線が用いられ、あるループ高さを形成するよう電
極パッドとリードとを連結するが、電極パッドに熱圧着
された部分から引き出されるためしばしばループにたわ
みを生じ、半導体チップと接触しショートが起こること
がある。特に近年、集積回路の大規模化に伴って、多ピ
ン構造になると、電極パッドとリード接合部との距離が
大きくなる傾向にあり、これに伴いワイヤスパンが長尺
となり、ループが横方向に流れるカール現象が起き易
く、隣接するワイヤ同志のショートの確率も高くなって
くる。
【０００３】このようなボンディングワイヤと半導体チ
ップまたはボンディングワイヤ同志の接触によるショー
トの発生は、ワイヤ表面に絶縁被膜を設けることにより
防止することが可能である。絶縁被覆ボンディングワイ
ヤに要求される接合性と絶縁性を満足するため、２０〜
３０μｍの金属細線に１μｍ以下の被膜を均一にコーテ
ィングする技術が必要とされる。
ップまたはボンディングワイヤ同志の接触によるショー
トの発生は、ワイヤ表面に絶縁被膜を設けることにより
防止することが可能である。絶縁被覆ボンディングワイ
ヤに要求される接合性と絶縁性を満足するため、２０〜
３０μｍの金属細線に１μｍ以下の被膜を均一にコーテ
ィングする技術が必要とされる。
【０００４】一般に、エナメル線等のコーティングは、
多数回塗り重ねて行われるが、ボンディングワイヤの被
覆材料として好適な樹脂の中には熱可塑性樹脂も多くあ
り、そのような場合、一工程で最終膜厚にコーティング
しなければならない。このため、ボンディングワイヤの
周囲に１μｍ以下の薄い被膜を均一な厚みで形成する被
覆方法として、特開平２−２５４７３６号公報に示され
ているように、ボンディングワイヤを連続的に走行させ
て、樹脂を溶解したコーティング溶液中に通してから、
液面より鉛直方向に引き上げて、溶媒を除去し、絶縁性
の樹脂を均一に被覆したボンディングワイヤを製造する
方法がある。しかし、この方法では、低速の被覆速度の
場合は均一な被膜の形成が可能であるが、被覆速度を高
速化しようとすると、長手方向に膜厚の厚い部分と薄い
部分が周期的に表れる塗布むらが発生し、接合性や絶縁
性がばらつき、信頼性や生産性を低下させるという問題
があった。
多数回塗り重ねて行われるが、ボンディングワイヤの被
覆材料として好適な樹脂の中には熱可塑性樹脂も多くあ
り、そのような場合、一工程で最終膜厚にコーティング
しなければならない。このため、ボンディングワイヤの
周囲に１μｍ以下の薄い被膜を均一な厚みで形成する被
覆方法として、特開平２−２５４７３６号公報に示され
ているように、ボンディングワイヤを連続的に走行させ
て、樹脂を溶解したコーティング溶液中に通してから、
液面より鉛直方向に引き上げて、溶媒を除去し、絶縁性
の樹脂を均一に被覆したボンディングワイヤを製造する
方法がある。しかし、この方法では、低速の被覆速度の
場合は均一な被膜の形成が可能であるが、被覆速度を高
速化しようとすると、長手方向に膜厚の厚い部分と薄い
部分が周期的に表れる塗布むらが発生し、接合性や絶縁
性がばらつき、信頼性や生産性を低下させるという問題
があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記
従来技術の問題点を解決し、均一な膜厚で被覆され、絶
縁性および接合性の優れた絶縁被覆ボンディングワイヤ
を高速度で被覆可能な製造方法を提供することにある。
従来技術の問題点を解決し、均一な膜厚で被覆され、絶
縁性および接合性の優れた絶縁被覆ボンディングワイヤ
を高速度で被覆可能な製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ために本発明は、ボンディングワイヤを連続的に走行さ
せて、樹脂を溶解したコーティング溶液中に通してか
ら、液面より鉛直方向に引き上げて、溶媒を除去し、絶
縁性の樹脂を均一に被覆したボンディングワイヤを製造
する方法であって、コーティング溶液の液面およびその
上下にわたって、細管を設け、この細管の中心部にワイ
ヤを通過させてコーティングすることを特徴とする樹脂
被覆絶縁ボンディングワイヤの製造方法である。
ために本発明は、ボンディングワイヤを連続的に走行さ
せて、樹脂を溶解したコーティング溶液中に通してか
ら、液面より鉛直方向に引き上げて、溶媒を除去し、絶
縁性の樹脂を均一に被覆したボンディングワイヤを製造
する方法であって、コーティング溶液の液面およびその
上下にわたって、細管を設け、この細管の中心部にワイ
ヤを通過させてコーティングすることを特徴とする樹脂
被覆絶縁ボンディングワイヤの製造方法である。
【０００７】以下に本発明の方法を詳細に説明する。ボ
ンディングワイヤの表面に樹脂の絶縁被膜を形成するに
際し、ボンディングワイヤを一定速度で連続的に走行さ
せ、必要に応じてトリクロロエチレンやクロロホルム等
の溶剤を用いて洗浄し、さらに必要ならば乾燥炉を通し
て表面を乾燥する。樹脂を溶解した後に濾過して異物等
を取り除いたコーティング溶液中に、前記のボンディン
グワイヤを通してから鉛直方向に引き上げて、必要なら
ば乾燥炉を通して溶剤を除去することにより、絶縁被覆
ボンディングワイヤを連続的に製造する。
ンディングワイヤの表面に樹脂の絶縁被膜を形成するに
際し、ボンディングワイヤを一定速度で連続的に走行さ
せ、必要に応じてトリクロロエチレンやクロロホルム等
の溶剤を用いて洗浄し、さらに必要ならば乾燥炉を通し
て表面を乾燥する。樹脂を溶解した後に濾過して異物等
を取り除いたコーティング溶液中に、前記のボンディン
グワイヤを通してから鉛直方向に引き上げて、必要なら
ば乾燥炉を通して溶剤を除去することにより、絶縁被覆
ボンディングワイヤを連続的に製造する。
【０００８】上記被覆方法において膜厚は、速度および
コーティング溶液の粘度に比例する。一定の膜厚をより
高速度で被覆する場合、速度に応じてコーティング溶液
粘度または濃度を設定することができる。しかしなが
ら、このように被覆速度を高速にすると、ある速度から
ワイヤの長手方向に周期的な塗布むらが生じるため、均
一な被膜を形成するためには、粘度を上げて低速の条件
で被覆せざるを得なかった。この塗布むらの原因は、コ
ーティング溶液の液面におけるワイヤまわりのメニスカ
ス部不安定現象によるものと考えられるが、振動等外部
因子を極力抑えても流動の特性上、高速領域における不
安定現象は解消することができないことが種々の実験の
結果わかった。
コーティング溶液の粘度に比例する。一定の膜厚をより
高速度で被覆する場合、速度に応じてコーティング溶液
粘度または濃度を設定することができる。しかしなが
ら、このように被覆速度を高速にすると、ある速度から
ワイヤの長手方向に周期的な塗布むらが生じるため、均
一な被膜を形成するためには、粘度を上げて低速の条件
で被覆せざるを得なかった。この塗布むらの原因は、コ
ーティング溶液の液面におけるワイヤまわりのメニスカ
ス部不安定現象によるものと考えられるが、振動等外部
因子を極力抑えても流動の特性上、高速領域における不
安定現象は解消することができないことが種々の実験の
結果わかった。
【０００９】本発明者は、この塗布むら対策について鋭
意検討を重ねた結果、上記被覆方法において、コーティ
ング溶液の液面およびその上下にわたって、ワイヤを細
管で包囲し、この細管の中心部にワイヤを通過させてコ
ーティングすることにより、高速度においても膜厚の不
均一が発生しなくなることを発見し、本発明に至ったも
のである。本発明によれば、コーティング溶液の整流化
作用およびメニスカス部の安定化作用により高速におい
て均一な被膜が得られるようになったと考えられる。
意検討を重ねた結果、上記被覆方法において、コーティ
ング溶液の液面およびその上下にわたって、ワイヤを細
管で包囲し、この細管の中心部にワイヤを通過させてコ
ーティングすることにより、高速度においても膜厚の不
均一が発生しなくなることを発見し、本発明に至ったも
のである。本発明によれば、コーティング溶液の整流化
作用およびメニスカス部の安定化作用により高速におい
て均一な被膜が得られるようになったと考えられる。
【００１０】細管の径は、ワイヤ径の１０〜２００倍が
好ましく、より好ましくは、３０〜１００倍である。こ
の範囲より細いとワイヤ走行中の横振れのため生ずるワ
イヤの中心からの変位が、管径に対して大きくなりワイ
ヤの周方向の膜厚の均一性が確保できない。また、上記
範囲より広い管径では、本発明の効果が得られず、被覆
速度の高速化にともないワイヤの長手方向に膜厚の不均
一をきたすからである。また、細管はワイヤに対して平
行に設けられ、表面にバリ等のないことが好ましい。上
記細管の長さは、コーティング溶液面の上下各々、１０
mm以上であることが、整流化作用、メニスカス部安定化
作用上好ましい。また、本発明の効果は、上記細管の内
径と同じ径の細孔を設けた板状の構造物を液面に接触さ
せて配置し、この細孔の中心にワイヤを通過させること
によっても同様に得られる。
好ましく、より好ましくは、３０〜１００倍である。こ
の範囲より細いとワイヤ走行中の横振れのため生ずるワ
イヤの中心からの変位が、管径に対して大きくなりワイ
ヤの周方向の膜厚の均一性が確保できない。また、上記
範囲より広い管径では、本発明の効果が得られず、被覆
速度の高速化にともないワイヤの長手方向に膜厚の不均
一をきたすからである。また、細管はワイヤに対して平
行に設けられ、表面にバリ等のないことが好ましい。上
記細管の長さは、コーティング溶液面の上下各々、１０
mm以上であることが、整流化作用、メニスカス部安定化
作用上好ましい。また、本発明の効果は、上記細管の内
径と同じ径の細孔を設けた板状の構造物を液面に接触さ
せて配置し、この細孔の中心にワイヤを通過させること
によっても同様に得られる。
【００１１】
【実施例１】図１は、本発明を実施するための装置の一
例を示したもので、図中１は、ボンディングワイヤ、２
はボンディングワイヤを供給する供給スプール、３はボ
ンディングワイヤにかかる張力を検出し、供給速度を制
御するバックテンションコントローラ、４は洗浄を含む
前処理槽、５は樹脂コーティング槽、６は巻き取りスプ
ール、７および７′は乾燥炉である。また、図中８は、
コーティング溶液液面においてワイヤを包囲する細管で
あって、支持アーム９によって固定されており、図示し
ていないＸＹステージにより細管の中心にワイヤが通る
ように微調整が可能である。尚、細管８は、細管の内径
と同一径の細孔を設けた板やダイスで置き換えてもよ
い。
例を示したもので、図中１は、ボンディングワイヤ、２
はボンディングワイヤを供給する供給スプール、３はボ
ンディングワイヤにかかる張力を検出し、供給速度を制
御するバックテンションコントローラ、４は洗浄を含む
前処理槽、５は樹脂コーティング槽、６は巻き取りスプ
ール、７および７′は乾燥炉である。また、図中８は、
コーティング溶液液面においてワイヤを包囲する細管で
あって、支持アーム９によって固定されており、図示し
ていないＸＹステージにより細管の中心にワイヤが通る
ように微調整が可能である。尚、細管８は、細管の内径
と同一径の細孔を設けた板やダイスで置き換えてもよ
い。
【００１２】本発明の一例として、ポリアリレートをク
ロロホルムに溶解し、０．２μｍのフィルターで濾過し
たコーティング溶液で３０μｍ径の金ボンディングワイ
ヤにコーティングするに際し、図１に示した装置を用
い、細管の径が０．９，３mmおよび細管がない場合（比
較例）とで各膜厚に対する塗布むらの発生しない上限の
速度を調べた結果、表１のようになった。
ロロホルムに溶解し、０．２μｍのフィルターで濾過し
たコーティング溶液で３０μｍ径の金ボンディングワイ
ヤにコーティングするに際し、図１に示した装置を用
い、細管の径が０．９，３mmおよび細管がない場合（比
較例）とで各膜厚に対する塗布むらの発生しない上限の
速度を調べた結果、表１のようになった。
【００１３】
【表１】
【００１４】塗布むらの発生の有無は、目視または光学
顕微鏡あるいは電子顕微鏡による観察によって確認でき
る。例えば、ＳＥＭで被覆ワイヤの表面を観察すると、
塗布むらのある場合、膜厚の差がコントラストの違いと
して現れ、ワイヤの長手方向に１００〜１５０μｍ程度
の周期でコントラストの明るい部分と暗い部分が交互に
現れることが観察され容易に塗布むらの発生を確認でき
た。
顕微鏡あるいは電子顕微鏡による観察によって確認でき
る。例えば、ＳＥＭで被覆ワイヤの表面を観察すると、
塗布むらのある場合、膜厚の差がコントラストの違いと
して現れ、ワイヤの長手方向に１００〜１５０μｍ程度
の周期でコントラストの明るい部分と暗い部分が交互に
現れることが観察され容易に塗布むらの発生を確認でき
た。
【００１５】絶縁被覆ボンディングワイヤは、接合性と
絶縁性を両立するために膜厚として０．３〜０．８μｍ
が多く用いられるが、表１からわかるように、０．３〜
０．５μｍの膜厚では、本発明を適用することにより従
来法に比較し、２〜７倍の高速化が可能であった。ま
た、従来法では、０．５μｍ以上の膜厚は実用的な速度
で被覆することは困難であったが、本発明によれば十分
生産性のある速度での被覆が可能であり、本発明の効果
は明らかである。
絶縁性を両立するために膜厚として０．３〜０．８μｍ
が多く用いられるが、表１からわかるように、０．３〜
０．５μｍの膜厚では、本発明を適用することにより従
来法に比較し、２〜７倍の高速化が可能であった。ま
た、従来法では、０．５μｍ以上の膜厚は実用的な速度
で被覆することは困難であったが、本発明によれば十分
生産性のある速度での被覆が可能であり、本発明の効果
は明らかである。
【００１６】本発明によって製造された絶縁被覆ボンデ
ィングワイヤのうち１６．０cm/sの速度で被覆した０．
５μｍ厚のものを用いて半導体装置の結線を行ったとこ
ろ、接合性や接合強度にばらつきを生じることがなかっ
た。また、耐電圧の測定を行ったところ、ワイヤの長手
方向および周方向に関してばらつきは小さく、安定した
絶縁性を有することが示された。
ィングワイヤのうち１６．０cm/sの速度で被覆した０．
５μｍ厚のものを用いて半導体装置の結線を行ったとこ
ろ、接合性や接合強度にばらつきを生じることがなかっ
た。また、耐電圧の測定を行ったところ、ワイヤの長手
方向および周方向に関してばらつきは小さく、安定した
絶縁性を有することが示された。
【００１７】
【実施例２】図１の断面形状の細管の代わりに、図２に
示す断面形状の細管を用い、実施例１と同様のコーティ
ング試験を行った。図２において、１０は細管、１１は
コーティング液面、１２はワイヤである。細管の内径
０．９および３mmに対し、表１と同様の結果が得られ
た。これに加え、この形状の場合、ワイヤを細管の中心
にガイドし中心からの変動を抑える効果があった。
示す断面形状の細管を用い、実施例１と同様のコーティ
ング試験を行った。図２において、１０は細管、１１は
コーティング液面、１２はワイヤである。細管の内径
０．９および３mmに対し、表１と同様の結果が得られ
た。これに加え、この形状の場合、ワイヤを細管の中心
にガイドし中心からの変動を抑える効果があった。
【００１８】
【発明の効果】本発明によればボンディングワイヤ上に
均一な被膜を高速で形成することが可能となり、絶縁性
と接合性を兼ね備えた絶縁被覆ワイヤの生産性の向上に
貢献するところ大である。
均一な被膜を高速で形成することが可能となり、絶縁性
と接合性を兼ね備えた絶縁被覆ワイヤの生産性の向上に
貢献するところ大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施するための装置の一例を示す概略
図である。
図である。
【図２】本発明の一実施例であるキャピラリ状細管の断
面拡大図である。
面拡大図である。
１ ボンディングワイヤ ２ 供給スプール ３ テンションコントロール部 ４ 前処理槽 ５ 樹脂コーティング槽 ６ 巻き取りスプール ７，７′ 乾燥炉 ８ 細管 ９ 支持アーム １０ 細管 １１ コーティング液面 １２ ボンディングワイヤ
Claims (1)
- 【請求項１】 ボンディングワイヤを連続的に走行させ
て、樹脂を溶解したコーティング溶液中に通してから、
液面より鉛直方向に引き上げて、溶媒を除去し、絶縁性
の樹脂を均一に被覆したボンディングワイヤを製造する
方法であって、コーティング溶液の液面およびその上下
にわたって、細管を設け、この細管の中心部にワイヤを
通過させてコーティングすることを特徴とする樹脂被覆
絶縁ボンディングワイヤの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5082253A JPH06295931A (ja) | 1993-04-08 | 1993-04-08 | 樹脂被覆絶縁ボンディングワイヤの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5082253A JPH06295931A (ja) | 1993-04-08 | 1993-04-08 | 樹脂被覆絶縁ボンディングワイヤの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06295931A true JPH06295931A (ja) | 1994-10-21 |
Family
ID=13769284
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5082253A Withdrawn JPH06295931A (ja) | 1993-04-08 | 1993-04-08 | 樹脂被覆絶縁ボンディングワイヤの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06295931A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002080272A3 (en) * | 2001-03-30 | 2003-05-30 | Intel Corp | Insulated bond wire assembly process technology for integrated circuits |
| KR20150139238A (ko) * | 2014-06-03 | 2015-12-11 | (주)중앙하이프론 | 와이어 코팅 시스템 |
-
1993
- 1993-04-08 JP JP5082253A patent/JPH06295931A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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