JPH0669292A - ワイヤーボンディング方法 - Google Patents

ワイヤーボンディング方法

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JPH0669292A JP5121198A JP12119893A JPH0669292A JP H0669292 A JPH0669292 A JP H0669292A JP 5121198 A JP5121198 A JP 5121198A JP 12119893 A JP12119893 A JP 12119893A JP H0669292 A JPH0669292 A JP H0669292A
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aluminum wire
groove
bonding
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隆信 川内
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Rohm Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 リードフレーム１にマウントした半導体チッ
プ５と、リードフレーム１における各リード端子３，４
との間、又はリードフレームにおけるリード端子の相互
間を、アルミニウムワイヤーにてワイヤーボンディング
する場合に、前記アルミニウムワイヤー６の各リード端
子３，４に対する接合強度のアップを図る。 【構成】 前記リード端子３，４の表面に、複数本の筋
目溝９を刻設して、この筋目溝付き表面に、前記アルミ
ニウムワイヤー６を、当該筋目溝９と略平行にした状態
で押圧したのち、このアルミニウムワイヤー６に対して
前記筋目溝９に沿う方向に超音波振動を付与する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、リードフレームを使用
して製造されるトランジスター又はＩＣ等のような電子
部品において、前記リードフレームにダイボンディング
した半導体チップと前記リードフレームにおけるリード
端子との間、又は、リードフレームにおける各リード端
子の相互間を、アルミニウムワイヤーにてワイヤーボン
ディングする方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】トランジスター又はＩＣ等のような電子
部品の製造に際しては、従来から良く知られているよう
に、半導体チップをダイボンディングするマウント部
と、該マウント部に向かって延びるリード端子とを一体
的に造形して成るリードフレームを使用し、このリード
フレームにおける各マウント部に半導体チップをダイボ
ンディングしたのち、この半導体チップと、リード端子
との間を、細い金属線によるワイヤーボンディングにて
接続し、次いで、前記半導体チップ及び金属線の部分を
合成樹脂製のモールド部にてパッケージしたのち、リー
ドフレームから切り離すようにしている。
【０００３】また、前記ワイヤーボンディングには、金
又は銅ワイヤーを使用する場合と、アルミニウムワイヤ
ーを使用する場合とがあり、前者の金又は銅ワイヤーを
使用してのワイヤーボンディングには、比較的高い温度
に保持した状態で金又は銅ワイヤーを押圧することで接
合すると言う熱圧着方式が採用される。一方、後者のア
ルミニウムワイヤーを使用してのワイヤーボンディング
に際しては、これに熱を加えると、アルミニウムワイヤ
ーが弱くなると共に、酸化され易くなるので、専ら、熱
を加えることなく、アルミニウムワイヤーを、これに超
音波振動を付与しながら押圧することにより、この滑り
合いにて熱を発生し、この熱にて接合すると言う超音波
方式が作用される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、アルミニウム
ワイヤーを、リードフレームにおけるリード端子に対し
て、当該アルミニウムワイヤーに超音波振動を付与しな
がら押圧することによって接合するに際しては、リード
端子の表面は比較的粗い平面状であり、アルミニウムワ
イヤーとの接触面積が小さいことにより、アルミニウム
ワイヤーに対して超音波振動を付与したときに、当該ア
ルミニウムワイヤーのリードフレーム端子に対する滑り
合いが悪くて、その間における発熱量が少ないから、リ
ード端子に対する接合強度が低くて、この接合が外れる
ことが多発し不良品の発生率が高いと言う問題がある。
【０００５】特に、リードフレームの表面には、当該リ
ードフレームを圧延するときに出来る無数の圧延筋条が
存在していて、この圧延筋条が、前記アルミニウムワイ
ヤーによる超音波方式のワイヤーボンディングに際し
て、当該アルミニウムワイヤーに付与する超音波振動の
方向と交差する方向に延びている場合には、アルミニウ
ムワイヤーが、超音波振動によって、前記圧延筋条を横
断するように擦り付けられることにより、当該アルミニ
ウムワイヤーの一部が、前記圧延筋条にて削り取られる
ことになるから、リード端子に対する接合強度が更に大
幅に低下することになる。
【０００６】このために、アルミニウムワイヤーに付与
する超音波振動の方向を、前記圧延筋条と交差しないよ
うにしなければならないから、設計の自由度が大幅に制
約されるのである。また、先行技術としての特開昭５８
−３５９５０号公報は、リードフレームにおけるリード
端子に対するアルミニウムワイヤーの接合強度が、リー
ドフレームにおける表面粗さが圧延筋条等のために粗い
ことに起因して低下することを回避するために、前記リ
ードフレームの表面に、ニッケルメッキを施すことによ
って、その表面粗さを０．５ミクロン以下にすることを
提案している。
【０００７】しかし、リードフレームの表面に、表面粗
さが０．５ミクロン以下になるまでニッケルメッキを施
すには、当該ニッケルメッキ層を、相当厚くしなければ
ならず、このニッケルメッキに長い時間を必要とするば
かりか、材料費が嵩むことになるから、コストの大幅な
アップを招来するのである。本発明は、アルミニウムワ
イヤーによる超音波方式のワイヤーボンディングに際し
て、アルミニウムワイヤーをリードフレームにおけるリ
ード端子に対して、前記のように問題を招来することな
く、確実且つ強固に接合できるようにしたワイヤーボン
ディング方法を提供することを技術的課題とするもので
ある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この技術的課題を達成す
るため本発明は、「リードフレームに一体的に造形した
リード端子の表面に対してアルミニウムワイヤーを、超
音波振動による押圧にて接合するようにしたワイヤーボ
ンディング方法において、前記リード端子の表面に、平
行に延びる複数本の筋目溝を刻設して、この筋目溝付き
表面に、前記アルミニウムワイヤーの少なくとも一端
を、当該筋目溝と略平行にした状態で押圧したのち、こ
のアルミニウムワイヤーに対して前記筋目溝に沿う方向
に超音波振動を付与する。」と言う方法にした。
【０００９】
【作 用】このように、リードフレームにおけるリー
ド端子の表面に、平行に延びる複数本の筋目溝を刻設す
ることにより、このリード端子の表面に対するアルミニ
ウムワイヤーの接合面積を増大することができると共
に、リードフレームの表面に元々存在する圧延筋条の方
向性を、前記複数本の筋目溝の刻設によって殆ど消失す
ることができる。
【００１０】そこで、このリード端子における筋目溝付
き表面に対して、アルミニウムワイヤーの少なくとも一
端を、前記筋目溝と略平行にした状態で押圧したのち、
このアルミニウムワイヤーに対して前記筋目溝に沿う方
向に超音波振動を付与することにより、アルミニウムワ
イヤーは、前記各筋目溝によって削られることなく、各
筋目溝内に押し込まれるように潰れ変形して、リード端
子と広い面積で接触することになって、この間に、前記
超音波振動にて大きい熱を発生することができるから、
アルミニウムワイヤーをリード端子に対して、高い接合
強度をもって確実に接合することができるのである。
【００１１】
【発明の効果】このように、本発明によると、アルミニ
ウムワイヤーのリード端子に対する接合強度を確実にア
ップすることができて、アルミニウムワイヤーがリード
端子から離れることを確実に低減できるから、ワイヤー
ボンディングミスの発生率を大幅に低減できるのであ
り、しかも、アルミニウムワイヤーに付与する超音波振
動の方向と、リードフレームの表面における圧延筋条の
方向とを考慮する必要がないから、設計の自由度を大幅
に向上できる効果を有する。
【００１２】その上、リードフレームの表面に対してニ
ッケルメッキを施すに際しても、当該ニッケルメッキ
を、その表面粗さを０．５ミクロン以下にするまで施す
必要がなく、極く薄くニッケルメッキを施すだけで良い
から、コストの大幅な低減を図ることができる効果を有
する。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の実施例を、電子部品の一つで
あるトランジスターを、リードフレームを使用して製造
する場合において、そのワイヤーボンディングに適用し
た場合の図面について説明する。図において符号１は、
素材の薄い金属板から打ち抜いたフープ状のリードフレ
ームを示し、このリードフレーム１には、リード端子２
ａ付きマウント部２と当該マウント部２に向かって延び
る二本のリード端子３，４とが、当該リードフレーム１
の長手方向に沿って適宜ピッチの間隔で一体的に造形さ
れている。
【００１４】そして、前記リードフレーム１を、その長
手方向に移送するとき、先づ、その各リード端子３，４
の先端部を、上面を平面に形成した受けダイＢと、下面
に平行に延びる複数本の筋面溝Ｃ1 を形成したパンチＣ
とに挟み付けることにより、各リード端子３，４の表面
に、互いに平行に延びる複数本の筋目溝９を刻設する。
【００１５】この受けダイＢとパンチＣとの挟み付けに
て、各リード端子３，４の表面に、複数本の筋目溝９を
刻設することにより、前記各リード端子３，４の表面に
元々存在している圧延筋条の方向性を殆ど消失すること
ができるのであり、この各筋目溝９の深さ寸法Ｈは、リ
ードフレーム１の表面に元々存在している圧延筋条の深
さよりも大きくする。
【００１６】次いで、前記リードフレーム１の各マウン
ト部２におけるリード端子２ａを、マウント部２の上面
が各リード端子３，４より低くなるように段状に折り曲
げたのち、各マウント部２の上面に、半導体チップ５を
ダイボンディングし、この半導体チップ５と、前記両リ
ード端子３，４との間を、細いアルミニウムワイヤー６
にて各々ワイヤーボンディングし、そして、前記半導体
チップ５及び各アルミニウムワイヤー６の部分を、合成
樹脂製のモールド部７にてパッケージしたのち、リード
フレーム１から切り離すことによって、トランジスター
を製造するのである。
【００１７】ところで、前記アルミニウムワイヤー６に
よるワイヤーボンディングに際しては、アルミニウムワ
イヤー６の先端を、前記ボンディングツール８の下降動
によって前記半導体チップ５に対して押圧した状態でボ
ンディングツール８に超音波振動を付与することで、金
属線６の一端を半導体チップ５に接合（ファーストボン
ディング）し、次いで、前記ボンディングツール８を、
各リード端子３，４の箇所まで移動し、このボンディン
グツール８の下降動にてアルミニウムワイヤー６を、各
リード端子３，４に対して押圧したのち、この状態で、
前記ボンディングツール８に対して超音波振動を付与す
ることによって、アルミニウムワイヤー６の他端をリー
ド端子３，４に接合（セカンドボンディング）するよう
にして行うのである。
【００１８】そして、前記アルミニウムワイヤー６の各
リード端子３，４に対する接合（セカンドボンディン
グ）に際しては、このアルミニウムワイヤー６の少なく
とも一端を、各リード端子３，４の表面における筋目溝
９と略平行にした状態で、前記ボンディングツール８に
対して、図５に矢印Ａで示すように、前記筋目溝９に沿
う方向に超音波振動を付与する。
【００１９】すると、前記アルミニウムワイヤー６は、
前記各筋目溝９によって削られることなく、各筋目溝９
内に押し込まれるように潰れ変形して、各リード端子
３，４と広い面積で接触することになって、この間に、
前記超音波振動にて大きい熱を発生することができるか
ら、アルミニウムワイヤー６を各リード端子３，４に対
して、高い接合強度をもって確実に接合することができ
るのである。
【００２０】なお、前記実施例は、トランジスターに適
用した場合の実施例について説明したが、本発明は、こ
れに限らず、リードフレームにおける一つのマウント部
にダイボンディングした半導体チップと、リードフレー
ムにおける多数本のリード端子との間をアルミニウムワ
イヤーにてワイヤーボンディングするようにした集積回
路にも適用できるのである。
【００２１】また、本発明は、一対のリード端子の相互
間を、過電流にて溶断するようにした安全ヒューズ線に
接続して成る過電流保護素子において、前記安全ヒュー
ズ線を、アルミニウムワイヤーによるワイヤーボンディ
ングにて設ける場合にも適用できる。図６は、この場合
の実施例を示すもので、リードフレーム１ａに、一対の
リード端子２ａ，３ａを一体的に造形し、この両リード
端子２ａ，３ａの表面の各々に複数本の筋目溝９ａを刻
設したのち、その間を、アルミニウムワイヤー６ａにて
ワイヤーボンディングしたのち、全体を合成樹脂製のモ
ールド７ａにてパッケージするようにしたものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例におけるリードフレームの斜視
図である。
【図２】本発明の実施例を示す平面図である。
【図３】図２のIII −III 視断面図である。
【図４】図２のIV−IV視拡大断面図である。
【図５】本発明の実施例を示す斜視図である。
【図６】本発明における別の実施例を示す図である。
【符号の説明】
１ リードフレーム ２ マウント部 ３，４ リード端子 ５ 半導体チップ ６ アルミニウムワイヤー ７ モールド部 ８ ボンディングツール ９ 筋目溝 Ｂ 受けダイ Ｃ パンチ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】一体的に造形したリード端子の表面に対し
    てアルミニウムワイヤーを、超音波振動による押圧にて
    接合するようにしたワイヤーボンディング方法におい
    て、前記リード端子の表面に、平行に延びる複数本の筋
    目溝を刻設して、この筋目溝付き表面に、前記アルミニ
    ウムワイヤーの少なくとも一端を、当該筋目溝と略平行
    にした状態で押圧したのち、このアルミニウムワイヤー
    に対して前記筋目溝に沿う方向に超音波振動を付与する
    ことを特徴とするワイヤーボンディング方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007317970A (ja) * 2006-05-26 2007-12-06 Furukawa Electric Co Ltd:The ヒューズ付半導体装置
JP2013254873A (ja) * 2012-06-07 2013-12-19 Hitachi Ltd パワーモジュールおよびその製造方法

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