JPH071770B2 - 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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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、半導体装置の結線に用いられるボンディング
ワイヤを製造する方法に関するもので、特に表面に樹脂
の薄膜を有する絶縁被覆ボンディングワイヤを連続的に
製造する方法に関するものである。
ワイヤを製造する方法に関するもので、特に表面に樹脂
の薄膜を有する絶縁被覆ボンディングワイヤを連続的に
製造する方法に関するものである。
（従来の技術） 従来、半導体装置の製造過程で用いられているボンディ
ングワイヤは、たとえば、金（Au）、銅（Cu）、アルミ
ニウム（Al）等よりなる導電性のワイヤがそのままの裸
線として利用されている。
ングワイヤは、たとえば、金（Au）、銅（Cu）、アルミ
ニウム（Al）等よりなる導電性のワイヤがそのままの裸
線として利用されている。
そのため、このようなワイヤを用いて半導体ペレットの
ボンディングパットと、リードフレームのインナーリー
ドの如き外部出力端子への導電部とをボンディングする
場合、ボンディング不良、レジンモールド型パッケージ
におけるレジンの流れ等の何らかの原因により、ワイヤ
が隣接する他のワイヤやインナーリードあるいはタブ等
と接触すると、ショート不良を生じるという問題があ
る。
ボンディングパットと、リードフレームのインナーリー
ドの如き外部出力端子への導電部とをボンディングする
場合、ボンディング不良、レジンモールド型パッケージ
におけるレジンの流れ等の何らかの原因により、ワイヤ
が隣接する他のワイヤやインナーリードあるいはタブ等
と接触すると、ショート不良を生じるという問題があ
る。
特に、大規模集積回路（LSI）における多ピン化によ
り、ペレットとインナーリードとの距離が大きくなる傾
向に伴って、ワイヤのスパンの長さを長くする必要があ
るが、このような場合には、ワイヤがカール現象を起こ
し、隣接するワイヤ等との接触に起因するショート不良
がより発生し易くなっている。
り、ペレットとインナーリードとの距離が大きくなる傾
向に伴って、ワイヤのスパンの長さを長くする必要があ
るが、このような場合には、ワイヤがカール現象を起こ
し、隣接するワイヤ等との接触に起因するショート不良
がより発生し易くなっている。
このようなショートを防止するために、ボンディングワ
イヤを絶縁膜で被覆することが提案され、例えば特開昭
58-3239号公報、特開昭59-154054号公報等で示されてい
るように、絶縁性の高分子樹脂材料で被覆されたボンデ
ィングワイヤを用いればショート不良等を妨げるとされ
ている。
イヤを絶縁膜で被覆することが提案され、例えば特開昭
58-3239号公報、特開昭59-154054号公報等で示されてい
るように、絶縁性の高分子樹脂材料で被覆されたボンデ
ィングワイヤを用いればショート不良等を妨げるとされ
ている。
しかしながら、被覆に用いた高分子樹脂材料がボール形
成後も樹脂の炭化物等がボールの下部に残って、ボンデ
ィングワイヤと半導体ペレットのボンディングパットと
の間に残ってしまったり、リード・フレームと接合しよ
うとしても樹脂が除けなかったりして、接合強度が極め
て低下してしまうという欠点がある。
成後も樹脂の炭化物等がボールの下部に残って、ボンデ
ィングワイヤと半導体ペレットのボンディングパットと
の間に残ってしまったり、リード・フレームと接合しよ
うとしても樹脂が除けなかったりして、接合強度が極め
て低下してしまうという欠点がある。
また、ボンディング時の衝撃で破壊された被覆樹脂片が
金等のボンディングワイヤを切断したり、傷つけたりし
てワイヤ切れの原因となり、連続してボンディングする
ことができず、新たな問題点となっており、実用化にま
では至っていない。
金等のボンディングワイヤを切断したり、傷つけたりし
てワイヤ切れの原因となり、連続してボンディングする
ことができず、新たな問題点となっており、実用化にま
では至っていない。
また、このような樹脂被膜絶縁ボンディングワイヤを製
造する方法に関しても、一般に絶縁性に優れている高分
子材料は、耐熱性、耐摩耗性、難燃性、抗張力等の機械
特性、耐衝撃性、絶縁性等の電気特性に優れているが、
押し出し加工性が悪くて、押し出し機を用いて電線被覆
方式で被覆する方法では、ボンディングワイヤの周囲に
薄い絶縁被膜を均質な厚みで形成するのは、極めて困難
であった。
造する方法に関しても、一般に絶縁性に優れている高分
子材料は、耐熱性、耐摩耗性、難燃性、抗張力等の機械
特性、耐衝撃性、絶縁性等の電気特性に優れているが、
押し出し加工性が悪くて、押し出し機を用いて電線被覆
方式で被覆する方法では、ボンディングワイヤの周囲に
薄い絶縁被膜を均質な厚みで形成するのは、極めて困難
であった。
そのため、ボンディング工程の途中で絶縁被膜を形成す
ることも考案されており、特開昭52-79657号公報に開示
されているように、キャピラリーの案内部に粘着性の液
状絶縁剤を供給する方法がある。
ることも考案されており、特開昭52-79657号公報に開示
されているように、キャピラリーの案内部に粘着性の液
状絶縁剤を供給する方法がある。
この方法では絶縁剤の供給が困難であり、また特開昭61
-269319号公報に示されているように、ボンディングワ
イヤを張設した後に、絶縁材料をボンディングワイヤに
むけてノズルから噴出して被着せしめて絶縁被覆を形成
する方法等では、均一な被膜の形成が不可能であり、ボ
ンディングワイヤを絶縁被膜するためには、実用的な方
法であるとはいえないものである。
-269319号公報に示されているように、ボンディングワ
イヤを張設した後に、絶縁材料をボンディングワイヤに
むけてノズルから噴出して被着せしめて絶縁被覆を形成
する方法等では、均一な被膜の形成が不可能であり、ボ
ンディングワイヤを絶縁被膜するためには、実用的な方
法であるとはいえないものである。
（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、ボン
ディングワイヤどうしあるいはボンディングワイヤと他
の導電部との接触によるショート不良を防止することの
できる樹脂で絶縁被覆されたボンディングワイヤを製造
するのに適した製造方法を提供することにある。
ディングワイヤどうしあるいはボンディングワイヤと他
の導電部との接触によるショート不良を防止することの
できる樹脂で絶縁被覆されたボンディングワイヤを製造
するのに適した製造方法を提供することにある。
（課題を解決するための手段及び作用） 本発明者らは上述の問題点を解決すべく鋭意研究を重ね
た結果、ボンディングワイヤの表面上に均一に薄膜を形
成させる本発明を開発した。
た結果、ボンディングワイヤの表面上に均一に薄膜を形
成させる本発明を開発した。
即ち本発明は、ボンディングワイヤを供給スプールに装
着してワイヤを張力制御しつつ連続的に送り出し、熱可
塑性樹脂を20重量％以下に溶解したコーティング溶液中
に、前記ボンディングワイヤを通してから鉛直方向に引
き上げて乾燥炉で溶剤を除去し、絶縁性の熱可塑性樹脂
を0.01〜１μｍの厚みに均一に被覆したボンディングワ
イヤを形成した後、巻き取りスプールに巻き取ることを
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。
着してワイヤを張力制御しつつ連続的に送り出し、熱可
塑性樹脂を20重量％以下に溶解したコーティング溶液中
に、前記ボンディングワイヤを通してから鉛直方向に引
き上げて乾燥炉で溶剤を除去し、絶縁性の熱可塑性樹脂
を0.01〜１μｍの厚みに均一に被覆したボンディングワ
イヤを形成した後、巻き取りスプールに巻き取ることを
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。
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による絶縁被膜を形成
するに際し、導電性のボンディングワイヤは充分に洗浄
されて供給スプールに装着され、連続的に送り出され
る。更に必要ならば前処理槽に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されたり、ボンディ
ングワイヤと樹脂の接着性等を向上させる表面処理を施
してから、必要ならば乾燥炉を通して表面を乾燥する。
するに際し、導電性のボンディングワイヤは充分に洗浄
されて供給スプールに装着され、連続的に送り出され
る。更に必要ならば前処理槽に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されたり、ボンディ
ングワイヤと樹脂の接着性等を向上させる表面処理を施
してから、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って、絶縁性の樹脂を被覆したボ
ンディングワイヤを形成した後、巻き取りスプールに巻
き取ることにより、樹脂被覆絶縁ボンディングワイヤを
連続的に効率よく製造することを特徴とするものであ
る。
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って、絶縁性の樹脂を被覆したボ
ンディングワイヤを形成した後、巻き取りスプールに巻
き取ることにより、樹脂被覆絶縁ボンディングワイヤを
連続的に効率よく製造することを特徴とするものであ
る。
乾燥炉は多段にしても良く、乾燥温度を制御することで
より好ましい表面性状の絶縁被膜を形成することができ
る。好ましくは、樹脂被覆されたボンディングワイヤの
表面は超音波洗浄により清浄にされたり、イオンエアー
によるシャワークリーニング等による帯電防止処理され
た後に所定のスプールへ所望の指定長さに巻き替えられ
る。
より好ましい表面性状の絶縁被膜を形成することができ
る。好ましくは、樹脂被覆されたボンディングワイヤの
表面は超音波洗浄により清浄にされたり、イオンエアー
によるシャワークリーニング等による帯電防止処理され
た後に所定のスプールへ所望の指定長さに巻き替えられ
る。
また、被膜中がボンディングワイヤにかかる張力を検出
しながら被覆することが望ましく、バックテンションコ
ントローラでワイヤに一定のテンションを掛けること
で、被覆中のワイヤの断線をチェックすることができ
る。
しながら被覆することが望ましく、バックテンションコ
ントローラでワイヤに一定のテンションを掛けること
で、被覆中のワイヤの断線をチェックすることができ
る。
また、被覆中に大きなテンションが掛かりすぎることに
よるワイヤの伸びを防止いだり、小さすぎてガイドロー
ラから外れてしまうのを防ぐことができる。引き上げる
方向は出来るだけ鉛直方向であることが望ましく、鉛直
方向からの角度が大きい状態で乾燥させると、ボンディ
ングワイヤの周囲に均質な厚さで被膜を形成することが
困難である。
よるワイヤの伸びを防止いだり、小さすぎてガイドロー
ラから外れてしまうのを防ぐことができる。引き上げる
方向は出来るだけ鉛直方向であることが望ましく、鉛直
方向からの角度が大きい状態で乾燥させると、ボンディ
ングワイヤの周囲に均質な厚さで被膜を形成することが
困難である。
本発明において使用する基材のボンディングワイヤは、
金、銅、およびアルミニウムを主成分とする導電性の良
好なボンディングワイヤである。
金、銅、およびアルミニウムを主成分とする導電性の良
好なボンディングワイヤである。
また、本発明において、使用される絶縁用の熱可塑性樹
脂としては、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリア
ミド、ポリアセタール、ポリスルホン、ポリエーテルス
ルホン、ポリエーテルエーテルケトン等及びこれらの誘
導体やこれらのブレンド物等である。
脂としては、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリア
ミド、ポリアセタール、ポリスルホン、ポリエーテルス
ルホン、ポリエーテルエーテルケトン等及びこれらの誘
導体やこれらのブレンド物等である。
絶縁被膜の厚さは0.01〜10μｍが好ましい。より好まし
くは0.01〜１μｍ、最も好ましくは0.02〜0.7μｍであ
る。厚みが10μｍ超の場合には絶縁性には優れるが接合
性が劣り、連続ボンディングが困難となったり、接合強
度が小さくなる。また、厚みが0.01μｍ以下になると接
合性には優れるが絶縁性が劣ることとなり、実用的には
問題が生ずる。
くは0.01〜１μｍ、最も好ましくは0.02〜0.7μｍであ
る。厚みが10μｍ超の場合には絶縁性には優れるが接合
性が劣り、連続ボンディングが困難となったり、接合強
度が小さくなる。また、厚みが0.01μｍ以下になると接
合性には優れるが絶縁性が劣ることとなり、実用的には
問題が生ずる。
コーティング溶液の樹脂濃度は、その粘度、コーティン
グ層厚み等により任意に選ぶことができるが、均一な被
覆とするためには通常は20重量％以下がよく、好ましく
は10重量％以下である。
グ層厚み等により任意に選ぶことができるが、均一な被
覆とするためには通常は20重量％以下がよく、好ましく
は10重量％以下である。
樹脂を溶解したコーティング溶液を備えたコーティング
装置がボンディングワイヤの長さ方向に多段に配置する
ことにより、コーティング層を多層にすることも可能で
ある。この場合にも、コーティング層の厚さとしては、
前述の範囲内とすることが望ましい。
装置がボンディングワイヤの長さ方向に多段に配置する
ことにより、コーティング層を多層にすることも可能で
ある。この場合にも、コーティング層の厚さとしては、
前述の範囲内とすることが望ましい。
また、伸線工程の一部として本発明の方法によるコーテ
ィング装置を設置すれば、伸線〜コーティングの連続化
も容易に達成できる。
ィング装置を設置すれば、伸線〜コーティングの連続化
も容易に達成できる。
樹脂を溶解するのに用いられる溶媒は、用いる樹脂に応
じて、その樹脂のいわゆる良溶媒であれば特に限定する
ものではなく、たとえばポリカーボネートやポリアリレ
ートを使用するときには、クロロホルムやトリクロロエ
チレン、ポリアミドを用いる時はギ酸やメタクレゾール
等を用いることができる。
じて、その樹脂のいわゆる良溶媒であれば特に限定する
ものではなく、たとえばポリカーボネートやポリアリレ
ートを使用するときには、クロロホルムやトリクロロエ
チレン、ポリアミドを用いる時はギ酸やメタクレゾール
等を用いることができる。
（実施例） 第１図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
樹脂コーティング装置、６は巻き取りスプール、７およ
び７′は乾燥炉、８はとボンディングワイヤを案内する
ガイドローラである。
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
樹脂コーティング装置、６は巻き取りスプール、７およ
び７′は乾燥炉、８はとボンディングワイヤを案内する
ガイドローラである。
本発明の一例として次のような工程で、満足すべき特性
を有する樹脂被覆絶縁ボンディングワイヤを製造するこ
とができる。
を有する樹脂被覆絶縁ボンディングワイヤを製造するこ
とができる。
ボンディングワイヤ１は充分に洗浄されて供給スプール
２に装着され、ボンディングワイヤは巻き取りスプール
６の回転により、該供給スプール２から連続的に送り出
され、前処理槽４にてクロロホルムで洗浄され、乾燥炉
７を通して溶剤を除去する。
２に装着され、ボンディングワイヤは巻き取りスプール
６の回転により、該供給スプール２から連続的に送り出
され、前処理槽４にてクロロホルムで洗浄され、乾燥炉
７を通して溶剤を除去する。
樹脂を溶解した後に0.2μｍのフィルターを通して濾過
し、異物等を取り除いたコーティング溶液を入れたコー
ティング装置５中に、前処理されたボンディングワイヤ
１を通してから鉛直方向に引き上げて、乾燥炉７′を通
して溶剤を除去し、絶縁性を樹脂を被覆したボンディン
グワイヤが形成され、これは巻き取りスプール６に巻き
取られる。
し、異物等を取り除いたコーティング溶液を入れたコー
ティング装置５中に、前処理されたボンディングワイヤ
１を通してから鉛直方向に引き上げて、乾燥炉７′を通
して溶剤を除去し、絶縁性を樹脂を被覆したボンディン
グワイヤが形成され、これは巻き取りスプール６に巻き
取られる。
乾燥炉７′は始めに低温（30〜45℃）で緩やかに乾燥
し、次にクロロホルムの沸点前後の温度（55〜65℃）で
乾燥する二段乾燥炉を用いることにより、より好ましい
表面性状の絶縁被膜を形成することができる。
し、次にクロロホルムの沸点前後の温度（55〜65℃）で
乾燥する二段乾燥炉を用いることにより、より好ましい
表面性状の絶縁被膜を形成することができる。
樹脂被覆されたボンディングワイヤの表面は、イオン化
エアシャワーにより帯電防止処理された後に、指定スプ
ールおよび指定長さに巻き替えられる。バックテンショ
ンコントローラはワイヤに一定のテンション（約3g）を
掛けることで、被膜中のワイヤの断線をチェックした
り、被覆中に大きくテンションが掛かりすぎることによ
るワイヤの伸びを防いだり、小さすぎてガイドローラか
ら外れてしまうのを防ぐために用いられている。
エアシャワーにより帯電防止処理された後に、指定スプ
ールおよび指定長さに巻き替えられる。バックテンショ
ンコントローラはワイヤに一定のテンション（約3g）を
掛けることで、被膜中のワイヤの断線をチェックした
り、被覆中に大きくテンションが掛かりすぎることによ
るワイヤの伸びを防いだり、小さすぎてガイドローラか
ら外れてしまうのを防ぐために用いられている。
ボンディングワイヤとしては直径30μｍの金製のボンデ
ィングワイヤを使用した。樹脂としてはユニチカ（株）
製のポリアクリレートのＵポリマーのうちグレードU100
をクロロホルムに溶解し、0.2μｍのフィルターで濾過
して用いた。
ィングワイヤを使用した。樹脂としてはユニチカ（株）
製のポリアクリレートのＵポリマーのうちグレードU100
をクロロホルムに溶解し、0.2μｍのフィルターで濾過
して用いた。
この絶縁樹脂の被膜の厚さは、樹脂の溶液の濃度を５重
量％に調整し、3.4m/分の速さで巻き取ることにより、
0.5μｍ厚になるように被覆した。
量％に調整し、3.4m/分の速さで巻き取ることにより、
0.5μｍ厚になるように被覆した。
上記のようにして製造したボンディングワイヤのうち、
被覆の厚さが0.5μｍの絶縁被覆ワイヤを半導体装置の
結線に使用したときに、電気的なショートは生ぜず、か
つ連続ボンディング性も良好であった。
被覆の厚さが0.5μｍの絶縁被覆ワイヤを半導体装置の
結線に使用したときに、電気的なショートは生ぜず、か
つ連続ボンディング性も良好であった。
（発明の効果） 本発明によれば、半導体装置の結線に用いられて、隣接
するボンディングワイヤどうしの接触やボンディングワ
イヤと隣接するリードフレームまたはタブあるいは他の
導電部との接触に起因する電気的ショートを生ずる恐れ
のない、樹脂被覆絶縁ボンディングワイヤを連続的に効
率よく製造することができる。
するボンディングワイヤどうしの接触やボンディングワ
イヤと隣接するリードフレームまたはタブあるいは他の
導電部との接触に起因する電気的ショートを生ずる恐れ
のない、樹脂被覆絶縁ボンディングワイヤを連続的に効
率よく製造することができる。
また、伸線工程の一部として本発明のコーティング装置
を設置すれば、伸線〜コーティングの連続化も容易に達
成できる。
を設置すれば、伸線〜コーティングの連続化も容易に達
成できる。
さらに、このコーティング装置をボンディングワイヤの
長さ方向に多段に配置することにより、コーティング層
を多層にすることも可能である。
長さ方向に多段に配置することにより、コーティング層
を多層にすることも可能である。
第１図は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。 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:洗浄装置、5:樹脂コーティング装置 6:巻き取りスプール、7,7′：乾燥炉 8:ガイドローラ
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:洗浄装置、5:樹脂コーティング装置 6:巻き取りスプール、7,7′：乾燥炉 8:ガイドローラ
Claims (1)
- 【請求項１】ボンディングワイヤを供給スプールに装着
してワイヤを張力制御しつつ連続的に送り出し、熱可塑
性樹脂を20重量％以下に溶解したコーティング溶液中
に、前記ボンディングワイヤを通してから鉛直方向に引
き上げて乾燥炉で溶剤を除去し、絶縁性の熱可塑性樹脂
を0.01〜１μｍの厚みに均一に被覆したボンディングワ
イヤを形成した後、巻き取りスプールに巻き取ることを
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。
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|---|---|---|---|
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| US07/613,700 US5396104A (en) | 1989-03-28 | 1990-03-27 | Resin coated bonding wire, method of manufacturing the same, and semiconductor device |
| EP90904950A EP0416133B1 (en) | 1989-03-28 | 1990-03-27 | Resin-coated bonding wire, method of producing the same and semiconductor device |
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-
1989
- 1989-03-28 JP JP1075794A patent/JPH071770B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| KR20150139238A (ko) * | 2014-06-03 | 2015-12-11 | (주)중앙하이프론 | 와이어 코팅 시스템 |
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