JPH0766234A - 半導体素子用複合ボンディングワイヤおよび半導体装置 - Google Patents

半導体素子用複合ボンディングワイヤおよび半導体装置

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JPH0766234A
JPH0766234A JP5212800A JP21280093A JPH0766234A JP H0766234 A JPH0766234 A JP H0766234A JP 5212800 A JP5212800 A JP 5212800A JP 21280093 A JP21280093 A JP 21280093A JP H0766234 A JPH0766234 A JP H0766234A
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wire
bonding wire
wire body
bonding
semiconductor device
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Takeaki Abe
武明 安倍
Kenichi Kurihara
健一 栗原
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Original Assignee
Tanaka Denshi Kogyo KK
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】線径を10μｍ以下、好ましくは１μｍ程度にま
で極度に細線化でき、しかも断線等の問題が生ずる恐れ
のない新規な構造のボンディングワイヤ、並びにその超
極細ワイヤを用いてなる半導体装置を提供する。 【構成】ワイヤ本体１として１μｍ×１μｍの断面正方
形状のポリエステル繊維を用い、このワイヤ本体１の外
周一側面１’全域に無電解めっきで幅１μｍ，厚さ0.2
μｍのAu膜を付着せしめて導電線材２を形成した。この
ボンディングワイヤａ1 を用いて、半導体チップ４上の
多数の電極５と、各電極５に対応せしめて形成した外部
リード６とをウエッジボンディング法によりボンディン
グし、３００ピンクラスのＱＦＰ構造の半導体装置を作
製した。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体素子用複合ボンデ
ィングワイヤ、詳しくは、半導体装置の製造において半
導体チップの電極と外部リードとを電気的に接続する際
に用いるボンディングワイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の製造における組立工程で
は、所定の集積回路を形成した半導体チップ上の多数の
電極と、各電極に対応して多数設けられ実装時に接続端
子として機能する外部リードとを接続する方法として、
両者の間に導電性の金属ワイヤをループ状に張設するワ
イヤボンディング技術が一般に採用されている。
【０００３】一方、近年における半導体集積回路への一
層の高集積化および小型化などの要請に対応して、チッ
プ上に形成される電極の密度が飛躍的に増大するに伴
い、隣合うボンディングワイヤ相互の間隔および線径は
微細化の一途をたどっており、これにより、ボンディン
グワイヤ同士の接触やボンディングワイヤと半導体チッ
プのエッジとの接触に起因するショート、さらにはボン
ディングワイヤの剛性の低下によるワイヤループ異常等
の様々な問題が生じている。
【０００４】このような問題に対処するためにはボンデ
ィングワイヤのさらなる細線化、即ち現状での線径の下
限25μｍを大きく下回る線径10μｍ以下の超細線化が有
効であるが、従来同様の金属元素を用いて線径10μｍ以
下の超細線化を図った場合、ワイヤ強度の低下に伴いボ
ンディング時に断線が生じ易くなり、生産性の低下やボ
ンディング作業性の悪化等の新たな問題が発生する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述したよう
な従来事情に鑑みてなされたものであり、その目的とす
るところは、線径を10μｍ以下、好ましくは１μｍ程度
にまで極度に細線化しながら断線等の問題が発生する恐
れのない新規な構造のボンディングワイヤ、並びにその
超極細ワイヤを用いてなる新規な半導体装置を提供する
ことにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】以上の目的を達成する本
発明の半導体素子用複合ボンディングワイヤは、抗張力
の高い絶縁材料からなるワイヤ本体の外面に金属導体か
らなる導電線材を添設、若しくは前記導電線材をその一
部をワイヤ本体外面に露出させつつワイヤ本体内に埋設
してなることを特徴とする。
【０００７】上記ワイヤ本体はワイヤにかかる張力に抗
する役割を持ち、電気電導は外面に添設又は露出せしめ
た導電線材が受け持つためワイヤ本体においては電導性
は必要とせず、絶縁材料で自由な形状に成形できること
が望ましい。またワイヤ本体は、線径10μｍ以下の超細
線化が可能であると共にボンディング時において所定の
ループ強度を保持し得る抗張力の高い絶縁材料、さらに
詳しくはボンディング時の熱で軟化する絶縁材料が望ま
しく、従って熱可塑性合成樹脂，熱可塑性合成繊維が好
適である。またワイヤ本体は、隣合うボンディングワイ
ヤ相互における導電線材同士の接触、或いは導電線材と
半導体チップのエッジとの接触によるショート事故を防
止する作用もある。
【０００８】導電線材はワイヤ本体の外面にあって、電
気信号を導く役割と半導体チップに対する接合の役割を
持っており、従来のボンディングワイヤの成形材料とし
て知られている金属導体、即ちＡｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ａ
ｌ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｐｂの中の１種、若しくはその金属元
素を主体とする合金を用いる。ワイヤ本体に導電線材を
接合または埋設するには、無電解めっき，電解めっき，
真空蒸着，スパッタリング等の手法を適宜選択して行う
ことができる。
【０００９】さらに、ワイヤ本体の外面に第二の金属導
体を形成した場合は、該金属導体を接地することによっ
て高周波回路における伝送特性の改善が図れる。
【００１０】本発明の複合ワイヤを用いたボンディング
方法としては、従来から用いられているボールボンディ
ング法、ウエッジボンディング法等が利用できる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明にかかる複合ボンディングワイ
ヤの実施例を図面を参照して説明する。 ＜実施例１＞図１に示す如く、ワイヤ本体１として１μ
ｍ×１μｍの断面正方形状のポリエステル繊維を用い、
このワイヤ本体１の外周一側面１’全域に無電解めっき
で幅１μｍ，厚さ０．２μｍのＡｕ膜を付着せしめて導
電線材２を形成した。
【００１２】このような構造によるボンディングワイヤ
ａ1 を用いて、半導体チップ４上の多数の電極５と、各
電極５に対応せしめて形成した外部リード６とをウエッ
ジボンディング法によりボンディングし、３００ピンク
ラスのＱＦＰ構造の半導体装置を作製した（図６参
照）。
【００１３】この半導体装置を評価したところ、隣合う
ボンディングワイヤａ1 ，ａ1 相互間及びボンディング
ワイヤａ1 と半導体チップ５のエッジ5aとの間での接触
によるショート、並びに夫々のボンディングワイヤａ1
におけるワイヤループ異常等の問題は一切なく、良好な
動作を確認した。
【００１４】＜実施例２＞図２に示す如く、ワイヤ本体
1aとして幅３μｍ，厚さ１μｍのリボン状ポリアミドを
用い、このワイヤ本体1aの外周一側面1a’の幅方向中央
にスパッタリングで幅１μｍ，厚さ０．２μｍのＡｌ膜
を付着せしめて導電線材2aを形成した。
【００１５】このような構造によるボンディングワイヤ
ａ2 を用いて実施例１と同様な半導体装置を作製した。
この半導体装置を評価したところ、結果は実施例１と同
じく良好なものであった。
【００１６】＜実施例３＞図３に示す如く、ワイヤ本体
1bとして３μｍ×３μｍの断面凹形状のポリアセタール
ワイヤを用い、このワイヤ本体1bにおける凹部1b’内
に、無電解めっきで幅１μｍ，厚さ１．５μｍのＡｕ膜
を、その一部をワイヤ本体1b外面に露出させつつワイヤ
本体1b全長にわたって埋設して導電線材2bを形成した。
【００１７】このような構造によるボンディングワイヤ
ａ3 を用いて実施例１と同様な半導体装置を作製した。
この半導体装置を評価したところ、結果は実施例１と同
じく良好なものであった。
【００１８】＜実施例４＞図４に示す如く、実施例３に
用いたワイヤ本体1bに導電線材2bを形成したものに、そ
のワイヤ本体1bにおける導電線材2bが露出しない各側面
1b”に厚さ０．１μｍのＡｕ膜をスパッタリングで付着
せしめて第二の金属導体３を形成した。
【００１９】このボンディングワイヤａ4 を用いて実施
例１と同様な半導体装置を作製し、さらに第二の金属導
体３は接地線に接続した。この半導体装置を評価したと
ころ、隣合うボンディングワイヤａ4 ，ａ4 相互間及び
ボンディングワイヤａ4 と半導体チップ５のエッジ5aと
の間での接触によるショート、並びに夫々のボンディン
グワイヤａ4 におけるワイヤループ異常等の問題は一切
なく、さらに高周波特性が優れており、良好な動作を確
認した。
【００２０】＜実施例５＞図５に示す如く、実施例１で
用いたワイヤ本体１の外周一側面１’に無電解めっきで
幅０．５μｍ，厚さ０．２μｍのＡｕ膜を付着せしめて
導電線材2cを形成し、さらにそのワイヤ本体1bにおける
他の側面１”に夫々厚さ０．１μｍのＡｕ膜をスパッタ
リングで付着せしめて第二の金属導体３を形成した。
【００２１】このボンディングワイヤａ5 を用いて実施
例４と同様な半導体装置を作製した。この半導体装置を
評価したところ、結果は実施例４と同じく良好なもので
あった。
【００２２】尚、上記各実施例ではワイヤ本体１，1a，
1bを断面方形状とすることでボンディング時における作
業性を向上し得る効果を得られるが、本発明はこれに限
定されず、例えば断面円形状としたワイヤ本体の外面に
導電線材を添設、若しくはその一部をワイヤ本体外面に
露出させつつワイヤ本体内に埋設する構成としても、初
期の目的を達成することは可能である。
【００２３】
【発明の効果】本発明の複合ボンディングワイヤは以上
説明したように、抗張力の高い絶縁材料からなるワイヤ
本体の外面に金属導体からなる導電線材を設けた構成と
したので、従来不可能だった10μｍ以下の超細線化が可
能となり、この超極細ワイヤを用いてチップ電極と外部
リードをボンディングすることで、隣合うボンディング
ワイヤ同士の接触やボンディングワイヤとチップのエッ
ジとの接触によるショート、並びにワイヤループ異常等
の発生を防いで、一層の高集積化，小型化が可能で且つ
信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
【００２４】また、ワイヤ本体の外面に第二の金属導体
を形成した場合は、該金属導体を接地することによって
高周波回路における伝送特性の改善を図ることができる
等、多くの効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 請求項１記載のボンディングワイヤの一例を
示す斜視断面図。
【図２】 請求項１記載のボンディングワイヤの他例を
示す斜視断面図。
【図３】 請求項２記載のボンディングワイヤの一例を
示す斜視断面図。
【図４】 請求項３記載のボンディングワイヤの一例を
示す斜視断面図。
【図５】 請求項３記載のボンディングワイヤの他例を
示す斜視断面図。
【図６】 請求項６記載の半導体装置の一例を示す要部
拡大断面図。
【符号の説明】
a1,a2,a3,a4,a5：ボンディングワイヤ 1,1a,1b:
ワイヤ本体 2,2a,2b,2c：導電線材 ３：第二の金属導体 ４：半導体チップ ５：電極 ６：リード
７：基板

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 半導体素子における第１の位置と第２の
    位置とを電気的に接続するボンディングワイヤであっ
    て、抗張力の高い絶縁材料からなるワイヤ本体の外面
    に、金属導体からなる導電線材をワイヤ本体全長にわた
    って添設せしめてなることを特徴とする半導体素子用複
    合ボンディングワイヤ。
  2. 【請求項２】 半導体素子における第１の位置と第２の
    位置とを電気的に接続するボンディングワイヤであっ
    て、抗張力の高い絶縁材料からなるワイヤ本体の内部
    に、金属導体からなる導電線材をその一部をワイヤ本体
    外面に露出させつつワイヤ本体全長にわたって埋設して
    なることを特徴とする半導体素子用複合ボンディングワ
    イヤ。
  3. 【請求項３】 上記ワイヤ本体の外面に、上記導電線材
    と電気的に独立せしめて第二の金属導体を接合してなる
    ことを特徴とする請求項１又は２記載の半導体素子用複
    合ボンディングワイヤ。
  4. 【請求項４】 上記ワイヤ本体の材質が合成樹脂である
    ことを特徴とする請求項１又は２又は３記載の半導体素
    子用複合ボンディングワイヤ。
  5. 【請求項５】 上記金属導体がＡｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ａ
    ｌ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｐｂの中の１種、若しくはその金属元
    素を主体とする合金であることを特徴とする請求項１又
    は２又は３記載の半導体素子用複合ボンディングワイ
    ヤ。
  6. 【請求項６】 第１の位置と第２の位置とをボンディン
    グワイヤで電気的に接続した半導体素子を封止してなる
    半導体装置であって、前記ボンディングワイヤが請求項
    １又は２又は３又は４又は５記載のものであることを特
    徴とする半導体装置。
JP5212800A 1993-08-27 1993-08-27 半導体素子用複合ボンディングワイヤおよび半導体装置 Pending JPH0766234A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09321077A (ja) * 1996-05-30 1997-12-12 Nec Kyushu Ltd 樹脂封止型半導体装置
EP0834680A2 (en) 1996-10-03 1998-04-08 Aisin Aw Co., Ltd. Infinitely variable transmission
EP0838613A2 (en) 1996-10-25 1998-04-29 Aisin Aw Co., Ltd. Infinitely variable transmission

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