JPH0713988B2 - 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

Publication number
JPH0713988B2
JPH0713988B2 JP2029534A JP2953490A JPH0713988B2 JP H0713988 B2 JPH0713988 B2 JP H0713988B2 JP 2029534 A JP2029534 A JP 2029534A JP 2953490 A JP2953490 A JP 2953490A JP H0713988 B2 JPH0713988 B2 JP H0713988B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wire
height
semiconductor chip
inner lead
reverse
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2029534A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH03235340A (ja
Inventor
靖彦 清水
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2029534A priority Critical patent/JPH0713988B2/ja
Priority to US07/645,650 priority patent/US5148964A/en
Publication of JPH03235340A publication Critical patent/JPH03235340A/ja
Publication of JPH0713988B2 publication Critical patent/JPH0713988B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L24/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/10—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating making use of vibrations, e.g. ultrasonic welding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L24/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies
    • H01L24/78—Apparatus for connecting with wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/0554—External layer
    • H01L2224/05599—Material
    • H01L2224/056—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/05617—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 400°C and less than 950°C
    • H01L2224/05624—Aluminium [Al] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/4501—Shape
    • H01L2224/45012—Cross-sectional shape
    • H01L2224/45015—Cross-sectional shape being circular
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/45099—Material
    • H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45117—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 400°C and less than 950°C
    • H01L2224/45124—Aluminium (Al) as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/45099—Material
    • H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/45144—Gold (Au) as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48095—Kinked
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/484—Connecting portions
    • H01L2224/48463—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond
    • H01L2224/48465—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond the other connecting portion not on the bonding area being a wedge bond, i.e. ball-to-wedge, regular stitch
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/485—Material
    • H01L2224/48505—Material at the bonding interface
    • H01L2224/48599—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Gold (Au)
    • H01L2224/486—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Gold (Au) with a principal constituent of the bonding area being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/48617—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Gold (Au) with a principal constituent of the bonding area being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 400°C and less than 950 °C
    • H01L2224/48624—Aluminium (Al) as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/485—Material
    • H01L2224/48505—Material at the bonding interface
    • H01L2224/48699—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Aluminium (Al)
    • H01L2224/487—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Aluminium (Al) with a principal constituent of the bonding area being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/48717—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Aluminium (Al) with a principal constituent of the bonding area being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 400°C and less than 950 °C
    • H01L2224/48724—Aluminium (Al) as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/78—Apparatus for connecting with wire connectors
    • H01L2224/7825—Means for applying energy, e.g. heating means
    • H01L2224/783—Means for applying energy, e.g. heating means by means of pressure
    • H01L2224/78301—Capillary
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/8512—Aligning
    • H01L2224/85148—Aligning involving movement of a part of the bonding apparatus
    • H01L2224/85169—Aligning involving movement of a part of the bonding apparatus being the upper part of the bonding apparatus, i.e. bonding head, e.g. capillary or wedge
    • H01L2224/8518—Translational movements
    • H01L2224/85181—Translational movements connecting first on the semiconductor or solid-state body, i.e. on-chip, regular stitch
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/852—Applying energy for connecting
    • H01L2224/85201—Compression bonding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/852—Applying energy for connecting
    • H01L2224/85201—Compression bonding
    • H01L2224/85205—Ultrasonic bonding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/852—Applying energy for connecting
    • H01L2224/85201—Compression bonding
    • H01L2224/85205—Ultrasonic bonding
    • H01L2224/85206—Direction of oscillation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L24/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01006—Carbon [C]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01013—Aluminum [Al]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01039—Yttrium [Y]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01079—Gold [Au]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/013—Alloys
    • H01L2924/0132—Binary Alloys
    • H01L2924/01327—Intermediate phases, i.e. intermetallics compounds
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/20—Parameters
    • H01L2924/207—Diameter ranges
    • H01L2924/20752—Diameter ranges larger or equal to 20 microns less than 30 microns

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） この出願の発明は、半導体装置の製造に用いられるワイ
ヤボンディングの方法に関する。
（従来の技術） ワイヤボンディングは、半導体チップ上に形成された電
極（以下、パッドという）とリードフレームのインナー
リードとを金属細線により接続することをいう。その金
属細線としては、20〜30μｍ径程度の金線あるいはアル
ミニウム線を用いる。ボンディング方法としては、金属
の融点以下の温度で、双方の金属の清浄面を加圧接触
し、溶融することなく金属の拡散によって接合させる熱
圧着法、超音波の振動を接続するアルミニウムなどの金
属細線に伝えて、チップ上のアルミニウムなどのパッド
と金属細線間を接触させ、その後、金属細線とボンディ
ングツールとの間に生ずる摩擦熱によって接合する超音
波法および両方を併用する方法等がある。この併用する
方法としては、第１図にワイヤボンディングの概観図、
第２図にワイヤボンディング装置を示す。
その機構動作について説明する。ボンディングヘッド
は、Ｘ−Ｙテーブルの駆動により、キャピラリ６の先端
をチップ８のパッド２とリードフレームのインナーリー
ド３間を移動させる。キャピラリ６のＺ方向上下移動
は、以下のように行なわれる。回転板に取り付けられた
モーター（図示せず）を駆動することにより、軸を中心
に回転板を回転し、ピンを介して枠体を軸23を中心に上
下動させる。ホーン４は、支持具を介して枠体のストッ
パ13にばね12とリニアモータ14の推力により押しあてら
れ、枠体の上下動と一体に動作する。枠体の回転中心と
ホーン４の回転中心は、同一で軸23となっている。従っ
て、回転板のモーター駆動により、キャピラリ６がＺ方
向移動を行なう。
金線５接続のシーケンスについて説明する。超音波ホー
ン４の先端に取り付けられたキャピラリ６に金線５を通
し、図示しないトーチ機構により金線５を球形にする。
トーチ機構は、トーチと金線５間に高圧電流を放電し、
そのエネルギにより金線５を溶融させ、球形にする。
金線５を球形にした後、第３図のボンディングシーケン
スに従って、金線５の接合を行なう。キャピラリ６は、
Ｘ−Ｙテーブルの駆動により、チップ８のパッド上に移
動し、第３図のキャピラリ６のＺ変位シーケンスに従っ
て動作して、キャピラリ６をチップ８のパッドとリード
フレームのインナーリード３間を移動して金線５のルー
プ11形状を成形する（第１図参照）。
次に、金線５の接合について述べる。接合は、熱圧着と
超音波振動の併用によって行なわれる。第３図のキャピ
ラリ６のＺ変位に示すように、キャピラリ６は、チップ
側にはじめ速いスピードで下降し、サーチ高さに達した
ポイントで減速し、その後等速度運動を行なう。この等
速運動により、チップ高さが多少ばらついても、同一の
衝撃力となるよう接合の安定性を図っている。等速度で
衝突した金線５は、ばね12とリニアモーター14による負
荷荷重と衝撃力によりつぶれ、その後試料台１に取り付
けられたヒーター（図示せず）の熱とキャピラリ６の圧
着力と超音波振動の併用により、金線５の接着面に合金
層を生成し、接合が完了する。
超音波振動は、第２図の超音波発振器18により超音波振
動子17を発振させ、ホーン４で増幅して、キャピラリ６
に振動を伝導し、金線５を加振する。
リード側についても同様の手順により接合が行なわれ
る。
このように、インナーリード３先端と半導体チップ８上
のパッド２とは、金線５によって、キャピラリ６の先端
を第６図（Ａ），（Ｂ）に示すような軌跡を描きながら
接続される。両者を接続するこの金線５はループ11を形
成する。
ループ11の形状は自動的に一定になるように制御されて
いるが、そのループ高さが低いと金線５がチップ８に接
触して短絡することがある（第６図（Ａ″））。この様
な短絡を防ぐため従来から、キャピラリ６の先端の軌跡
においてキャピラリ６の先端がＺ軸方向に上昇中に、あ
る定められた高さにおいて一時水平にリバースする動作
を加える（第６図（Ｂ））。その結果ループの高さは増
し、第６図（Ａ″）のようにループ11がチップ８に接触
するようなことはなくなる。従来のワイヤボンディング
装置では、作業者がループの形状を確認しながら最適と
なるリバース量になるような条件を入力していた。第５
図は、チップ面とインナーリードの高さとの関係を示す
もので、チップ厚の異なるもの、チップ面が下がってい
る品種などがある。これらの品種に対して、同一ループ
長のワイヤボンディングを行なうと、リバース量が同一
の場合、第５図（Ａ）〜（Ｄ）のようにチップ−インナ
ーリード間の差によってループ形状が変わる。このた
め、作業者は、ループ形状を適宜確認しながらリバース
量を変更していた。一般に、従来のワイヤボンディング
装置では、リバース量は最初に入力した値に固定してお
くのが普通であった。
（発明が解決しようとする課題） 前述のように、従来のワイヤボンディング方法では、チ
ップとインナーリード間の差が変わった場合に作業者が
リバース量変更の作業をしていたので、迅速かつ的確に
変更することが難しく、品質管理の点で大きな問題であ
った。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、作業者
によらないでリバース量を変更するようにし、作業者ご
との品質差をなくし、品質の向上したワイヤボンディン
グを行なう方法を提供することを目的としている。
〔発明の構成〕
（課題を解決するための手段） 本発明は、半導体チップの電極間を金属細線で接続する
ワイヤボンディング方法に関し、半導体チップのパッド
高さとリードフレームのインナーリード高さの差を測定
する手段と、この測定結果から、前記金属細線接続のた
めのボンディングツールの動作のリバース動作軌跡のリ
バース移動量を演算する手段およびその演算結果に基づ
いてボンディングツールをリバースする手段とを具備す
ることを特徴とする。また、リバース移動量を半導体チ
ップのパッドの高さとリードフレームのインナーリード
高さの差の関数とし、その関数に基づいて前記のように
リバース移動量を演算する。
（作用） 半導体チップとインナーリード間の高さの差が変わった
場合、ボンディング装置側でリバース移動量を自動変更
するので、作業者のリバース移動量を変更する作業をな
くすことができる。
（実施例１） 以下、本発明の実施例を、図を参照しながら説明する。
第４図は、本発明による半導体チップ８とインナーリー
ド３間の高さの差とリバース移動量を関数で表わしたも
のである。すなわち、縦軸（ｙ）をリバース量、横軸
（ｘ）を半導体チップ・インナーリード間の高さの差と
すると、この関数は、ｙ＝ｆ（ｘ）で表わされる。
この関数は、あらかじめ実験により求められる。半導体
チップ８とインナーリード３間の高さの差がa1のとき最
適ループ作成のリバース移動量がb1で、その差がa2のと
きそのリバース移動量がb2とそれぞれ具体的に求め、こ
れらの値から、補間法によって と決定する。この場合、関数の決定にあたっては、２点
の実験点の補間により求めたが実験点をさらに増やせ
ば、補間をより精度良く行なうことができる。
半導体チップの高さ（正確にはＺ方向のパッドの高さを
意味する）とインナーリードの高さは、第１図で示され
る超音波ホーンをＺ方向に下降させ、チップ，インナー
リード面と面接触させてその位置を検出し、その結果か
ら測定する。
金線５とチップ８の接触の検出は以下のように行なわれ
る。第２図において、キャピラリ６が下降してチップ８
上に接触すると、ホーン４の上下動が停止する。しか
し、枠体は、モーターにより回転を継続するため、ホー
ン４の支持具と枠体のストッパ13間にすきまが生じる。
このすきまを変位センサ19により検出して、第３図の変
位センサ19からの電圧出力のようにすきまに対応した電
圧出力が得られる。この電圧があるレベルを越えたポイ
ントで接触検出を行なう。この接触確認を行ったときの
モーターの回転角を検出してＺ位置を求める。
上記のように、接触検出を行なった後、ディレタイムT4
の後、超音波発振器18より超音波振動がT5タイム間金線
に印加される。
第５図に示すように、半導体チップ８とインナーリード
３の間の高さの差が異なる製品に対して次のような手順
でワイヤボンディングが行なわれる。まず、半導体チッ
プ面とインナーリード面の高さを前述のように超音波ホ
ーン４の面検出機能により求める。このデータから両者
の高さの差を算出し、その値を（１）式に代入してリバ
ース移動量を自動的に決定する。この決定したリバース
移動に基づいてボンディングツールをワイヤボンディン
グ時にリバースさせる。この実施例では、ボンディング
ツールにキャピラリ６を用いた。そして、金線の接合手
段としては、熱圧着法と超音波ボンディング法を併用し
た超音波熱圧着法を用いた。この方法だと熱圧着のよう
にチップやリードフレームを300℃程度まで加熱する必
要はないのでAlパッドと金線間で金属間化合物が形成さ
れ、接合部分が脆弱になることはない。金線は20〜30μ
ｍ径の細線を用いる。
（実施例２） 実施例１では製品を変える毎に、最初に半導体チップ面
およびインナーリード面の高さを検出し、このデータに
より半導体チップとインナーリード間の高さの差を求
め、この差から（１）式を用いてリバース移動量を自動
的に決定し、この移動量で全パッドにワイヤボンディン
グをしている。したがって、同一製品では同一のリバー
ス移動量を使用していた。
しかし、第５図に示すように、半導体チップ面のチップ
高さは、アイランド９上のマウント樹脂の高さも含まれ
ており、半導体チップとマウント樹脂の高さの和を意味
している。このマウント樹脂の厚みは製品毎に変動が有
り、また、半導体チップの下に均一に塗布されない場合
もあり、その様なときは半導体チップの面は傾く。その
他アイランドのそりや傾き、インナーリードのそりや傾
きなどが考えられるので、半導体チップ面の高さ、イン
ナーリードの高さは製品ごと、インナーリードごと、ワ
イヤボンディングされるパッドごとに変化するのが実情
である。したがって、半導体チップとインナーリード面
の高さの差は１ワイヤごとに変化するものであり、１ワ
イヤごとにリバース移動量を補正する必要がある。
ところで、半導体チップとインナーリードとの差は、チ
ップ面の傾き、リードフレームのそりなどによっても発
生するが、その差は隣接する１パッドごとではそれ程大
きいものではない。したがって、あるパッドでの半導体
チップ高さおよびインナーリード高さは、１ワイヤ前の
それと大きな変化はないから、１ワイヤ前のチップ高さ
及びインナーリード高さを利用してリバース移動量を決
定することができる。
まず、半導体チップ８をワイヤボンディング装置の試料
台１上のアイランド９に装着する。そして、実施例１の
ようにリバース移動量を決め、これに基づいて第１のパ
ッド２とインナーリード３先端を金線５でボンディング
してループ11を形成する。それと同時に、第１のパッド
部分のチップ高さおよびインナーリード高さを検出して
おき、次のワイヤを第２のパッドにボンディングする前
に、第４図の関数を用いてリバース移動量を決定し、こ
の量を次のワイヤボンディングのリバース移動量とす
る。このように、１ワイヤ毎にリバース移動量を決める
ので最適なループ形状が常に得られる効果がある。
実施例では、補正関数を直接使用しているが、さらにこ
のリバース移動量に定数を加えて補正の追加を行なって
も良い。
実施例1,2では、超音波熱圧着法を用いたが、本発明で
は、熱圧着法でも良いし、超音波ボンディング法を適用
することができる。超音波ボンディング法の場合は、ワ
イヤ、即ち金属細線にはアルミニウム線を用いる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、半導体チップとインナーリード間の高
さの差が変わった場合、ボンディング装置側でリバース
移動量を自動変更するので、作業者のリバース移動量を
変更する作業をなくすことができ、かつ、作業者ごとの
品質差をなくし、品質の向上したワイヤボンディングを
行なうことがができる。また、１ワイヤ毎にリバース量
を変更することが可能になるので常に最適なループ形状
を確保することができる。さらに、製品が変更されると
きの品種切換時のループ形状の条件出しが不要となるの
で品種切換時間が大巾に短縮されるなど顕著な効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実施例に用いられる半導体チップとリ
ードフレームを装着したワイヤボンディング装置概略
図、第２図は本発明に用いられるワイヤボンディング装
置の概観図、第３図は本発明のボンディングシーケンス
の説明図、第４図は本発明における半導体チップとイン
ナーリード間の高さの差とリバース移動量の関数を示す
図、第５図はリバース移動量を固定した従来例の半導体
チップとインナーリード高さの差によるループ形状を説
明する図および第６図は本発明および従来のキャピラリ
の移動軌跡を示し、（Ａ）はリバース動作なし，（Ｂ）
はリバース動作あり，（Ａ′）はリバースなしのループ
形状，（Ｂ′）はリバースありのループ形状そして
（Ａ″）はリバースなしでワイヤがチップに接触した状
態を示す図である。 １……試料台、２……半導体チップのパッド、３……リ
ードフレームのインナーリード、４……超音波ホーン、
５……金線、６……キャピラリ、８……半導体チップ、
９……リードフレームのアイランド、10……検出用カメ
ラ、11……金属細線のループ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】半導体チップとリードフレームの電極間を
    金属細線で接続するワイヤボンディング方法において、
    半導体チップのパッド高さとリードフレームのインナー
    リード高さの差を測定する手段と、その測定結果から、
    前記金属細線接続のためのボンディングツールの動作の
    リバース動作軌跡のリバース移動量を演算する手段およ
    びその演算結果に基づいてボンディングツールをリバー
    スする手段とを具備してなることを特徴とするワイヤボ
    ンディング方法。
JP2029534A 1990-02-13 1990-02-13 ワイヤボンディング方法 Expired - Lifetime JPH0713988B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2029534A JPH0713988B2 (ja) 1990-02-13 1990-02-13 ワイヤボンディング方法
US07/645,650 US5148964A (en) 1990-02-13 1991-01-25 Wire bonding method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2029534A JPH0713988B2 (ja) 1990-02-13 1990-02-13 ワイヤボンディング方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH03235340A JPH03235340A (ja) 1991-10-21
JPH0713988B2 true JPH0713988B2 (ja) 1995-02-15

Family

ID=12278780

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2029534A Expired - Lifetime JPH0713988B2 (ja) 1990-02-13 1990-02-13 ワイヤボンディング方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US5148964A (ja)
JP (1) JPH0713988B2 (ja)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2823454B2 (ja) * 1992-12-03 1998-11-11 株式会社東芝 ワイヤボンディング装置
JP3138973B2 (ja) * 1992-12-24 2001-02-26 株式会社新川 ボンデイング装置
US8033838B2 (en) 1996-02-21 2011-10-11 Formfactor, Inc. Microelectronic contact structure
JP3189115B2 (ja) * 1996-12-27 2001-07-16 株式会社新川 半導体装置及びワイヤボンディング方法
JP3370539B2 (ja) * 1997-01-13 2003-01-27 株式会社新川 ワイヤボンディング方法
US5938105A (en) * 1997-01-15 1999-08-17 National Semiconductor Corporation Encapsulated ball bonding apparatus and method
US6065667A (en) * 1997-01-15 2000-05-23 National Semiconductor Corporation Method and apparatus for fine pitch wire bonding
JPH1167809A (ja) * 1997-08-26 1999-03-09 Sanyo Electric Co Ltd 半導体装置
TW424027B (en) * 1998-01-15 2001-03-01 Esec Sa Method of making wire connections of predetermined shaped
EP0937530A1 (de) * 1998-02-19 1999-08-25 ESEC Management SA Verfahren zum Herstellen von Drahtverbindungen an Halbleiterchips
JP2000114304A (ja) * 1998-10-08 2000-04-21 Shinkawa Ltd ワイヤボンディング方法
JP3802284B2 (ja) * 1999-07-05 2006-07-26 株式会社新川 ワイヤボンディング装置
JP2002353266A (ja) * 2001-05-30 2002-12-06 Moric Co Ltd ワイヤボンディング方法および装置
DE102006011352A1 (de) * 2005-03-23 2006-10-05 Unaxis International Trading Ltd. Verfahren zur Herstellung einer Drahtverbindung
JP2012138476A (ja) * 2010-12-27 2012-07-19 Renesas Electronics Corp 半導体装置の製造方法
JP2016167557A (ja) * 2015-03-10 2016-09-15 日亜化学工業株式会社 半導体素子の実装不良検出方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4327860A (en) * 1980-01-03 1982-05-04 Kulicke And Soffa Ind. Inc. Method of making slack free wire interconnections
US4445633A (en) * 1982-02-11 1984-05-01 Rockwell International Corporation Automatic bonder for forming wire interconnections of automatically controlled configuration
IT8323884V0 (it) * 1983-12-19 1983-12-19 Scavino Mario Dispositivo perfezionato per la saldatura di fili per componenti elettronici.
JPS6342135A (ja) * 1986-08-08 1988-02-23 Shinkawa Ltd ワイヤボンデイング方法
JPS6358849A (ja) * 1986-08-29 1988-03-14 Toshiba Corp ワイヤボンデイング方法
JPS63232344A (ja) * 1987-03-20 1988-09-28 Toshiba Corp ワイヤボンデイング方法及び装置
JPH0258845A (ja) * 1988-08-25 1990-02-28 Toshiba Corp 超音波ワイヤボンディング装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPH03235340A (ja) 1991-10-21
US5148964A (en) 1992-09-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0713988B2 (ja) ワイヤボンディング方法
JP4469503B2 (ja) バンプ接合判定装置及び方法、並びに半導体部品製造装置及び方法
KR950009619B1 (ko) 반도체장치의 와이어 본딩방법
EP0791955A2 (en) Improvements in or relating to integrated circuit interconnections
JP3329623B2 (ja) ワイヤボンディング装置およびワイヤボンディング方法
KR20190040501A (ko) 와이어 본딩 방법 및 와이어 본딩 장치
KR950000097B1 (ko) 와이어본딩 방법
US6786392B2 (en) Wire bonding device and wire bonding method
US5221037A (en) Wire bonding method and apparatus
JP3528643B2 (ja) ワイヤボンディング装置
JPH05109840A (ja) インナリ−ドボンデイング装置
JP3351303B2 (ja) バンプ付電子部品のボンディング方法
JPH11243113A (ja) ワイヤボンディング装置
JP2002076049A (ja) ワイヤボンディング装置及び電気部品の製造方法
TWI831248B (zh) 凸塊形成裝置、凸塊形成方法以及凸塊形成電腦程式產品
KR102536694B1 (ko) 와이어 본딩 장치 및 와이어 본딩 방법
JPS63232344A (ja) ワイヤボンデイング方法及び装置
JPS6119109B2 (ja)
JP3221191B2 (ja) ボンディング装置及びボンディング方法
JPH0521883Y2 (ja)
CN116508139A (zh) 凸块形成装置、凸块形成方法以及凸块形成程序
JPH0637153A (ja) ワイヤボンディング方法
JPH05226399A (ja) 半導体配線方法
Lum et al. 8-Microelectronics wire bonding
JPH0831886A (ja) ワイヤボンディング方法および装置

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080215

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090215

Year of fee payment: 14

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100215

Year of fee payment: 15

EXPY Cancellation because of completion of term