JPH09162219A - Method and device for wire bonding - Google Patents

Method and device for wire bonding

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JPH09162219A
JPH09162219A JP7317645A JP31764595A JPH09162219A JP H09162219 A JPH09162219 A JP H09162219A JP 7317645 A JP7317645 A JP 7317645A JP 31764595 A JP31764595 A JP 31764595A JP H09162219 A JPH09162219 A JP H09162219A
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Japan
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bonding
wire
connection electrode
lead
semiconductor chip
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JP7317645A
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Japanese (ja)
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Junichi Hirata
淳一 平田
Yasushi Ishii
康 石井
Nobuo Sakatani
信雄 阪谷
Minoru Kimura
稔 木村
Junpei Konno
順平 紺野
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Hitachi Ltd
Renesas Eastern Japan Semiconductor Inc
Original Assignee
Hitachi Tokyo Electronics Co Ltd
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wire bonding method with which the state of low loop can be accomplished without restriction on the length of a wire and also without giving damage to the neck part of a loop. SOLUTION: A capillary 5, with which the connection electrode 10a on a semiconductor chip 10 and a lead 15 are connected by a bonding wire 13, is connected to the connection electrode 10a on the tip of the bonding wire 13. Then, the capillary 5 is brought up to almost just above the connection electrode 10a and then it is brought down toward the connection electrode 10a. Then, the capillary 5 is moved to lateral direction, and the prescribed position of the bonding wire 13 is connected to the lead 15.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はワイヤボンディング
方法および装置に関し、特に、ワイヤボンディングにお
いてネック部にダメージを与えることなく低ループ化を
実現することのできるワイヤボンディングに適用して有
効な技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wire bonding method and apparatus, and more particularly to a technology effective when applied to wire bonding which can realize a low loop without damaging a neck portion in wire bonding.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年のVLSIロジックデバイスなどの
パッケージは多ピン化、薄型化へと進んでおり、たとえ
ば薄型プラスチックパッケージを実現するために、低い
ループを形成する技術・装置の開発やワイヤ材料の開発
が要求されてきている。
2. Description of the Related Art In recent years, packages such as VLSI logic devices have been increasing in number of pins and thinning. For example, in order to realize a thin plastic package, development of a technology / device for forming a low loop and wire material Development is required.

【0003】ボンディングワイヤの低ループ化を実現す
るにあたり、現在ではワイヤ材料の開発によるところが
大きく、ネイルヘッドボンディングでは、ワイヤを溶融
してボールを形成する際の放電電流の熱影響によりボー
ル直上のネック部が再結晶化してネック部の長さによっ
てループ高さが決まるため、放電電流を制御すると同時
に再結晶化し難い添加元素を入れてネック部が短くなる
ようなワイヤの開発が進められている。
In order to realize a low loop of the bonding wire, the development of the wire material has been a big part at present. In the nail head bonding, the neck directly above the ball is affected by the thermal effect of the discharge current when the wire is melted to form the ball. Since the loop portion is recrystallized and the loop height is determined by the length of the neck portion, a wire is being developed to control the discharge current and at the same time add an additive element that is difficult to recrystallize to shorten the neck portion.

【0004】また、ワイヤボンディングのプロセス的に
は、ループ高さが安定するループ形成技術が開発されて
きており、たとえばループ高さを低くするためにクラン
パを制御してキャピラリ(ボンディングツール)から引
き出されるボンディングワイヤの量を少なくすることに
より、ループをある程度低くしてボンディングを実現し
ているものと考えられる。
In the process of wire bonding, a loop forming technique for stabilizing the loop height has been developed. For example, in order to reduce the loop height, a clamper is controlled to pull out from a capillary (bonding tool). It is considered that the bonding is realized by reducing the loop to some extent by reducing the amount of bonding wire to be formed.

【0005】ここで、公知とされたものではないが本発
明者が検討したワイヤボンディング装置では、キャピラ
リ自体をZ軸方向に移動可能とし、且つ、このキャピラ
リが搭載されるXYテーブルをX軸およびY軸方向に移
動可能としており、キャピラリおよびXYテーブルの動
作制御により半導体チップ上の接続電極とリードとがボ
ンディングワイヤによって接続されるようになってい
る。
Here, in the wire bonding apparatus which has been studied by the present inventor, which is not publicly known, the capillary itself can be moved in the Z-axis direction, and the XY table on which this capillary is mounted can be used as the X-axis and the X-axis table. It is movable in the Y-axis direction, and the connection electrode on the semiconductor chip and the lead are connected by a bonding wire by controlling the operation of the capillary and the XY table.

【0006】なお、このようなワイヤボンディングに関
する技術を詳しく記載している例としては、たとえば、
オーム社発行、「LSIハンドブック」(昭和59年11月
30日発行)、P406〜P411がある。
As an example in which the technique relating to such wire bonding is described in detail, for example,
Published by Ohmsha, "LSI Handbook" (November 1984)
Issued on 30th), P406 ~ P411.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】前記のような放電電流
の制御、ワイヤ材料の開発、クランパの制御技術によっ
ては、ある程度低ループ化を実現することはできるもの
の、特に、ワイヤ長が長くなると必然的にループ高さが
高くなり、低ループ化には限界がある。
Although it is possible to realize a low loop to some extent by controlling the discharge current, developing the wire material, and controlling the clamper, it is inevitable that the wire length becomes long. As a result, the loop height becomes high, and there is a limit to the reduction of the loop.

【0008】また、低ループでは、ワイヤがボールの部
分から直ちにリードに向かって折れ曲がる形状になるた
めにループのネック部にダメージが加わり、このダメー
ジが低減できないためにワイヤの引っ張り強度がとれ
ず、ワイヤボンディング後のモールド時に断線を引き起
こす要因となっている。
In the low loop, since the wire is bent from the ball portion toward the lead immediately, the neck portion of the loop is damaged, and the damage cannot be reduced, so that the tensile strength of the wire cannot be obtained. This is a factor that causes disconnection during molding after wire bonding.

【0009】そこで、本発明の目的は、ワイヤ長に拘束
されることなく低ループ化を実現することのできるワイ
ヤボンディングについての技術を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a technique for wire bonding that can realize a low loop without being restricted by the wire length.

【0010】本発明の他の目的は、ループのネック部に
ダメージを与えることなく低ループ化を実現することの
できるワイヤボンディングについての技術を提供するこ
とにある。
Another object of the present invention is to provide a technique for wire bonding which can realize a low loop without damaging the neck portion of the loop.

【0011】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
SUMMARY OF THE INVENTION Among the inventions disclosed in the present application, the outline of a representative one will be briefly described.
It is as follows.

【0013】すなわち、本発明によるワイヤボンディン
グ方法は、半導体チップ上の接続電極とリードとの間を
ボンディングワイヤで接続するボンディングツールを、
ボンディングワイヤの先端を接続電極に接続する第1の
動作、接続電極からほぼ真上に上昇する第2の動作、接
続電極に向かって下降する第3の動作、そして、横方向
に移動してボンディングワイヤの所定位置をリードに接
続する第4の動作、の順に動作させるものである。
That is, the wire bonding method according to the present invention uses a bonding tool for connecting the connection electrode on the semiconductor chip and the lead with a bonding wire.
A first operation of connecting the tip of the bonding wire to the connection electrode, a second operation of rising almost directly above the connection electrode, a third operation of descending toward the connection electrode, and a lateral movement to perform bonding. The fourth operation of connecting a predetermined position of the wire to the lead is performed in this order.

【0014】このワイヤボンディング方法における第3
の動作では、ボンディングツールの先端を接続電極の直
上、たとえば半導体チップの表面から約100μmの高
さまで下降させるようにすることが望ましい。
Third method in this wire bonding method
In the above operation, it is desirable to lower the tip of the bonding tool to a height of about 100 μm directly above the connection electrode, for example, from the surface of the semiconductor chip.

【0015】また、本発明によるワイヤボンディング装
置は、放電電流によってボンディングワイヤの先端部を
溶融してボールを形成する電気トーチと、引き出される
ボンディングワイヤでボールを半導体チップの接続電極
に接続して半導体チップとリードとを電気的に接続する
ボンディングツールと、ボンディングワイヤを接続電極
とリードとに接続するときのボンディングツールの動作
軌跡を、接続電極からほぼ真上に上昇してから該接続電
極に向かって下降し、その後横方向に移動してリードに
至るように制御する動作制御手段とを有するものであ
る。
In the wire bonding apparatus according to the present invention, an electric torch that melts the tip of the bonding wire by an electric discharge current to form a ball, and a bonding wire that is pulled out is used to connect the ball to a connection electrode of a semiconductor chip. The operation trajectory of the bonding tool for electrically connecting the chip and the lead and the bonding tool when the bonding wire is connected to the connection electrode and the lead is elevated almost directly above the connection electrode and then directed toward the connection electrode. It moves down and then moves laterally to reach the lead.

【0016】これによれば、ワイヤループのループ高さ
をほぼボンディングツールの第3の動作における下降位
置とすることができるので、ワイヤ長に拘束されること
なく超低ループを実現することが可能になる。
According to this, since the loop height of the wire loop can be substantially set to the lowered position in the third operation of the bonding tool, it is possible to realize an ultra-low loop without being restricted by the wire length. become.

【0017】また、ボンディングワイヤは半導体チップ
の表面から垂直に立ち上がってからリードに向かう形状
に形成されてループのネック部にダメージが加わること
がないので、低ループ化によってもワイヤの引っ張り強
度が十分に確保されてモールド時における断線のおそれ
もない。
Further, the bonding wire is formed in such a shape that it rises vertically from the surface of the semiconductor chip and then goes to the lead, and the neck portion of the loop is not damaged. Therefore, even if the loop is made low, the tensile strength of the wire is sufficient. Therefore, there is no risk of disconnection during molding.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0019】図1は本発明の一実施の形態であるワイヤ
ボンディング装置の一例を示す外観斜視図、図2は本実
施の形態のワイヤボンディング装置におけるキャピラリ
の動作を連続して示す説明図、図3はキャピラリの動作
軌跡とワイヤのループ状態の一例を示す説明図、図4は
本実施の形態と比較検討した技術におけるキャピラリと
ワイヤとの要部関係を示す断面図である。
FIG. 1 is an external perspective view showing an example of a wire bonding apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an explanatory view showing the operation of a capillary in the wire bonding apparatus according to the present embodiment in succession. 3 is an explanatory view showing an example of the movement locus of the capillary and the loop state of the wire, and FIG. 4 is a cross-sectional view showing the main part relationship between the capillary and the wire in the technique comparatively studied with this embodiment.

【0020】本実施の形態のワイヤボンディング装置
は、たとえば金(Au)線であるボンディングワイヤを
用いた熱圧着法によるネイルヘッドボンディングが採用
されたもので、図1に示すように、半導体チップがダイ
ボンディングされた基板の供給を行うローダ部1と、こ
の基板を搬送し、かつ所定の位置で停止させてワイヤボ
ンディングを行うフィーダ部2と、ワイヤボンディング
された基板の収納を行うアンローダ部3と、X軸、Y軸
およびZ軸方向に駆動して半導体チップ上の接続電極と
基板上の外部引き出し用端子であるリードとの間のワイ
ヤボンディングを行うボンディングヘッド部4とから構
成されている。
The wire bonding apparatus of this embodiment employs nail head bonding by a thermocompression bonding method using a bonding wire such as a gold (Au) wire. As shown in FIG. A loader unit 1 that supplies a die-bonded substrate, a feeder unit 2 that conveys this substrate and stops it at a predetermined position to perform wire bonding, and an unloader unit 3 that stores the wire-bonded substrate. , A bonding head portion 4 which is driven in the X-axis, Y-axis and Z-axis directions to perform wire bonding between the connection electrode on the semiconductor chip and a lead which is an external lead-out terminal on the substrate.

【0021】ボンディングヘッド部4は、ボンディング
ワイヤを通すキャピラリ(ボンディングツール)5、キ
ャピラリ5が取り付けられたツールホルダ6、X軸およ
びY軸方向へ移動するXYテーブル7、半導体チップと
基板との位置を検出するカメラ8などから構成され、先
端にキャピラリ5が取り付けられているツールホルダ6
が上下に動かされ、このボンディングヘッド部4が載る
XYテーブル7との動作制御により、ボンド間にボンデ
ィングワイヤが接続されてループが形成され、このとき
にボンディングヘッド部4に搭載されたカメラ8によ
り、基板とその上にダイボンディングされた半導体チッ
プとの相対位置が検出され、所定の箇所にボンディング
ワイヤが接続されるようになっている。
The bonding head unit 4 includes a capillary (bonding tool) 5 through which a bonding wire is passed, a tool holder 6 to which the capillary 5 is attached, an XY table 7 that moves in the X-axis and Y-axis directions, a position between a semiconductor chip and a substrate. Tool holder 6 which is composed of a camera 8 for detecting
Is moved up and down, and a bonding wire is connected between the bonds to form a loop by operation control of the XY table 7 on which the bonding head unit 4 is mounted. At this time, the camera 8 mounted on the bonding head unit 4 The relative position between the substrate and the semiconductor chip die-bonded on the substrate is detected, and the bonding wire is connected to a predetermined position.

【0022】また、ボンディングヘッド部4には、キャ
ピラリ5が取り付けられているツールホルダ6と、この
ボンディングヘッド部4が載るXYテーブル7との相対
動作制御により、キャピラリ5の動作軌跡を制御するた
めの制御部(動作制御手段)9が接続されており、ボン
ディングワイヤの先端を半導体チップ上の接続電極に接
続したキャピラリ5の動作を後述するように制御して一
連のワイヤボンディング動作を実行させるようになって
いる。
Further, in order to control the movement locus of the capillary 5 by the relative movement control of the tool holder 6 to which the capillary 5 is attached to the bonding head portion 4 and the XY table 7 on which the bonding head portion 4 is mounted. Control unit (operation control means) 9 is connected, and the operation of the capillary 5 in which the tip of the bonding wire is connected to the connection electrode on the semiconductor chip is controlled as described later to execute a series of wire bonding operations. It has become.

【0023】ここで、制御部9によって制御されるキャ
ピラリ5によるボンディング動作を図2に基づいて説明
する。
Here, the bonding operation by the capillary 5 controlled by the controller 9 will be described with reference to FIG.

【0024】まず、ローダ部1から供給された半導体チ
ップ10がダイボンディングされた基板11をフィーダ
部2により搬送し、このフィーダ部2上の所定の位置で
停止させてワイヤボンディング位置に位置決めする。こ
れと同時に、ボンディングヘッド部4のキャピラリ5も
半導体チップ10上の所定の接続電極10aの位置に位
置決めする。
First, the substrate 11 on which the semiconductor chip 10 supplied from the loader unit 1 is die-bonded is carried by the feeder unit 2, stopped at a predetermined position on the feeder unit 2 and positioned at the wire bonding position. At the same time, the capillaries 5 of the bonding head unit 4 are also positioned on the semiconductor chip 10 at the positions of the predetermined connection electrodes 10a.

【0025】次に、ワイヤスプール12よりボンディン
グワイヤ13を供給し、キャピラリ5に通されたボンデ
ィングワイヤ13の先端を電気トーチ、ガス炎などのボ
ール形成用トーチ14で溶融してボールを形成する(図
2(a))。そして、キャピラリ5でボールを基板11
上にダイボンディングされた半導体チップ10上の接続
電極10aに圧着して接続する(図2(b))。
Next, the bonding wire 13 is supplied from the wire spool 12, and the tip of the bonding wire 13 passed through the capillary 5 is melted by a ball forming torch 14 such as an electric torch or a gas flame to form a ball ( FIG. 2A). Then, the capillaries 5 move the balls to the substrate 11
The connection electrode 10a on the semiconductor chip 10 die-bonded to the upper side is pressure-bonded and connected (FIG. 2B).

【0026】接続後、キャピラリ5を接続電極10aか
らほぼ真上に、たとえば150μm程度上昇させる(図
2(c))。これにより、ボンディングワイヤ13はボ
ールの部分で直ちにリード15に向かって折れ曲がる形
状ではなく、この部分から半導体チップ10の表面に対
して垂直に立ち上がる形状に規制される。そして、再び
接続電極10aの直上、たとえば半導体チップ10の表
面から約100μmの高さにまで下降させる(図2
(d))。なお、ここでのキャピラリ5の下降位置がル
ープ高さを決定することになるので、低ループ化のため
には、本実施の形態のように、これをできるだけ接続電
極10aの近くまで下降させることが望ましいが、特に
低ループとしない場合には、所望の適当な高さにまで下
降させればよい。
After the connection, the capillary 5 is raised almost directly above the connection electrode 10a, for example, by about 150 μm (FIG. 2 (c)). As a result, the bonding wire 13 is not restricted to a shape in which the bonding wire 13 is immediately bent toward the lead 15 at the ball portion, but is restricted to a shape in which the bonding wire 13 rises perpendicularly to the surface of the semiconductor chip 10 from this portion. Then, it is lowered again directly above the connection electrode 10a, for example, to a height of about 100 μm from the surface of the semiconductor chip 10 (FIG. 2).
(D)). It should be noted that the descending position of the capillary 5 here determines the loop height. Therefore, in order to reduce the loop, it should be descended as close to the connection electrode 10a as in the present embodiment. However, if the loop is not particularly low, it may be lowered to a desired and appropriate height.

【0027】そして、キャピラリ5を横方向に移動させ
てボンディングワイヤ13をリード15に導き、キャピ
ラリ5のエッジでボンディングワイヤ13の所定位置を
リード15上に圧着して接続する(図2(e))。その
後、クランパ16でボンディングワイヤ13を挟んで引
っ張り、これを切断する。
Then, the capillary 5 is moved laterally to guide the bonding wire 13 to the lead 15, and a predetermined position of the bonding wire 13 is pressure-bonded onto the lead 15 at the edge of the capillary 5 to connect (FIG. 2 (e)). ). Then, the clamper 16 sandwiches the bonding wire 13 and pulls it to cut it.

【0028】これにより、1回のボンディングが終了
し、以降は上記の基本動作を半導体チップ10上の全て
の接続電極10aとリード15とに対して繰り返すこと
により1個の基板11のワイヤボンディングが完了す
る。
As a result, one-time bonding is completed, and thereafter, the basic operation described above is repeated for all the connection electrodes 10a and the leads 15 on the semiconductor chip 10 so that one substrate 11 is wire-bonded. Complete.

【0029】そして、ワイヤボンディングが完了した基
板11をフィーダ部2により搬送し、このワイヤボンデ
ィングされた基板11をアンローダ部3に収納する。以
上の動作をローダ部1に収納されている全ての基板11
に対して繰り返して行う。
Then, the substrate 11 on which wire bonding has been completed is conveyed by the feeder unit 2, and the substrate 11 on which wire bonding has been performed is stored in the unloader unit 3. All the substrates 11 stored in the loader unit 1 are subjected to the above operation.
Repeat for.

【0030】続いて、本実施の形態の特徴であるワイヤ
ボンディング時におけるキャピラリ5の動作軌跡につい
て図3により説明する。なお、図3において、実線がキ
ャピラリ5の先端の動作軌跡を示し、この動作軌跡にお
ける数字〜が動作順序となっている。また、破線が
ボンディングの完了したボンディングワイヤ13のルー
プ形状を示している。
Next, the operation locus of the capillary 5 during wire bonding, which is a feature of this embodiment, will be described with reference to FIG. Note that, in FIG. 3, the solid line indicates the operation locus of the tip of the capillary 5, and the numbers from 1 to 5 in this operation locus indicate the operation sequence. The broken line shows the loop shape of the bonding wire 13 that has been bonded.

【0031】まず、第1の動作で、下降してボールの形
成されたボンディングワイヤ13の先端を半導体チップ
10上の接続電極10aに接続し()、続いて、第2
の動作で、この接続位置からほぼ真上に上昇させる
()。そして、第3の動作で、接続電極10aに向か
って再び下降させる()。
First, in the first operation, the tip of the bonding wire 13 on which the ball has been lowered and formed is connected to the connection electrode 10a on the semiconductor chip 10 (), and then the second operation.
By the operation of, the connection position is raised almost directly above (). Then, in the third operation, it is lowered again toward the connection electrode 10a ().

【0032】そして、第4の動作で、たとえば弧状の軌
跡を描いてリード15の位置まで横方向に移動させ
()、リード15へボンディングワイヤ13を接続す
るために位置決め動作を行う(〜)。これにより、
ボンディングワイヤ13の所定位置がリード15に接続
される。
Then, in the fourth operation, for example, an arc-shaped locus is drawn to move laterally to the position of the lead 15 (), and a positioning operation is performed to connect the bonding wire 13 to the lead 15 (-). This allows
A predetermined position of the bonding wire 13 is connected to the lead 15.

【0033】この一連のキャピラリ5の動作において
は、第3の動作による下降位置でワイヤループのループ
高さがほぼ決定され、たとえば、本実施の形態の場合に
は半導体チップ10の表面から約100μmの高さにま
で下降することとされているので、ループ高さはおよそ
100μmとなる。なお、前述のように、第3の動作に
よる下降位置をより高い位置とし、一点鎖線で示す´
の軌跡で動作させることも可能である。
In this series of operations of the capillary 5, the loop height of the wire loop is substantially determined at the lowered position by the third operation. For example, in the case of the present embodiment, it is about 100 μm from the surface of the semiconductor chip 10. The height of the loop is about 100 μm. Note that, as described above, the descending position by the third operation is set to a higher position, and is shown by a dashed line.
It is also possible to operate on the locus.

【0034】このように、本実施の形態のワイヤボンデ
ィング装置によれば、半導体チップ10上の接続電極1
0aとリード15とをボンディングワイヤ13で電気的
に接続するためのキャピラリ5の動作軌跡を、前記した
第1〜第4の動作に制御することにより、ワイヤループ
のループ高さをほぼキャピラリ5の第3の動作における
下降位置とすることができるので、該キャピラリ5の先
端を接続電極10aの直上まで下降させることでワイヤ
長とは無関係に大幅な低ループ化が可能になり、たとえ
ば約100μm程度といった超低ループを実現すること
ができる。
As described above, according to the wire bonding apparatus of the present embodiment, the connection electrode 1 on the semiconductor chip 10 is
0a and the lead 15 are electrically connected to each other by the bonding wire 13, the operation locus of the capillary 5 is controlled to the above-described first to fourth operations, so that the loop height of the wire loop is almost equal to that of the capillary 5. Since it can be set to the lowered position in the third operation, by lowering the tip of the capillary 5 to just above the connection electrode 10a, a significant reduction in loop can be achieved regardless of the wire length, for example, about 100 μm. Such an ultra-low loop can be realized.

【0035】また、ボンディングワイヤ13は半導体チ
ップ10の表面から垂直に立ち上がってからリード15
に向かう形状に形成されてループのネック部にダメージ
が加わることがないので、ワイヤの引っ張り強度が十分
に確保されてモールド時における断線のおそれもない。
The bonding wire 13 rises vertically from the surface of the semiconductor chip 10 and then leads 15
Since the neck portion of the loop is not damaged by being formed in a shape that faces toward, the tensile strength of the wire is sufficiently secured and there is no fear of disconnection during molding.

【0036】たとえば、本実施の形態と比較検討される
技術では、接続電極10aの位置から上昇したキャピラ
リ5を、一旦接続するリード15と反対方向に戻すリバ
ースモード動作を折り込んで低ループ化が達成される。
しかし、この技術では、ボンディングワイヤ13がリバ
ース動作によりキャピラリ5から出されるときに、図4
に示すように、ラディアスチャンファー17で擦れてネ
ック部にダメージが残ることになるが、本実施の形態の
ワイヤボンディング技術ではこのようなダメージは発生
しない。
For example, in the technique studied in comparison with the present embodiment, the reverse mode operation of returning the capillary 5 elevated from the position of the connection electrode 10a to the opposite direction of the lead 15 to be connected once is inserted to achieve a low loop. To be done.
However, in this technique, when the bonding wire 13 is ejected from the capillary 5 by the reverse operation, as shown in FIG.
As shown in FIG. 5, the neck portion is damaged by rubbing with the radius chamfer 17, but such damage does not occur in the wire bonding technique of the present embodiment.

【0037】以上、本発明者によってなされた発明を実
施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実
施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.

【0038】たとえば、本実施の形態のワイヤボンディ
ング装置は、熱圧着によりボンディングワイヤ13を接
続するネイルヘッドボンディングのワイヤボンディング
装置であるが、本発明はこれに限定されるものではな
く、超音波併用熱圧着法によるネイルヘッドボンディン
グ、さらに超音波法によるウェッジボンディングによる
ワイヤボンディング装置についても広く適用することが
可能である。
For example, the wire bonding apparatus of the present embodiment is a nail head bonding wire bonding apparatus for connecting the bonding wires 13 by thermocompression bonding, but the present invention is not limited to this, and ultrasonic waves are used together. It can be widely applied to a nail head bonding by a thermocompression bonding method and a wire bonding device by a wedge bonding by an ultrasonic method.

【0039】ここで、超音波法によるウェッジボンディ
ングにおいては、ボンディングワイヤ13をウェッジと
呼ばれるボンディングツールで半導体チップ10上の接
続電極10aおよびリード15に超音波を加えながら圧
着する方法であり、常温で接合可能なこと、ネイルヘッ
ドボンディングに比べて電極の微細ピッチ化に向いてい
ることが特徴となる。
Here, in the wedge bonding by the ultrasonic method, the bonding wire 13 is pressure-bonded to the connection electrodes 10a and the leads 15 on the semiconductor chip 10 while applying ultrasonic waves, using a bonding tool called a wedge. The feature is that they can be joined and that they are suitable for a finer pitch of electrodes as compared with nail head bonding.

【0040】また、ウェッジボンディングでボンディン
グワイヤ13にアルミニウム線を用いた場合には、アル
ミニウム線の引っ張り強度が弱く、腐食もし易いため、
気密封止によるセラミックパッケージに適用することが
望ましい。
When an aluminum wire is used as the bonding wire 13 in wedge bonding, the tensile strength of the aluminum wire is weak and it is easily corroded.
It is desirable to apply it to a hermetically sealed ceramic package.

【0041】[0041]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
Advantageous effects obtained by typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described.
It is as follows.

【0042】(1).本発明のワイヤボンディング技術によ
れば、ボンディングツールの動作軌跡を前記した第1〜
第4の動作に制御することにより、ワイヤループのルー
プ高さをほぼボンディングツールの第3の動作における
下降位置とすることができるので、ワイヤ長に拘束され
ることなく、たとえばループ高さ約100μmといった
超低ループを実現することが可能になる。
(1). According to the wire bonding technique of the present invention, the movement locus of the bonding tool is determined by
By controlling to the fourth operation, the loop height of the wire loop can be almost set to the lowered position in the third operation of the bonding tool, so that the loop height is not restricted by, for example, the loop height of about 100 μm. It becomes possible to realize an ultra low loop such as.

【0043】(2).また、ボンディングワイヤは半導体チ
ップの表面から垂直に立ち上がってからリードに向かう
形状に形成されてループのネック部にダメージが加わる
ことがないので、低ループ化によってもワイヤの引っ張
り強度が十分に確保されてモールド時における断線のお
それもない。
(2) Further, since the bonding wire is formed in a shape that rises vertically from the surface of the semiconductor chip and then goes to the lead, the neck portion of the loop is not damaged. Sufficient tensile strength is ensured and there is no risk of disconnection during molding.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施の形態によるワイヤボンディン
グ装置の一例を示す外観斜視図である。
FIG. 1 is an external perspective view showing an example of a wire bonding apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】(a)〜(e)は、本実施の形態のワイヤボン
ディング装置におけるキャピラリの動作を連続して示す
説明図である。
2A to 2E are explanatory views successively showing the operation of the capillaries in the wire bonding apparatus of the present embodiment.

【図3】キャピラリの動作軌跡とワイヤのループ状態の
一例を示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of an operation trajectory of a capillary and a loop state of a wire.

【図4】本実施の形態と比較検討した技術におけるキャ
ピラリとワイヤとの要部関係を示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a main part relationship between a capillary and a wire in a technique comparatively studied with the present embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ローダ部 2 フィーダ部 3 アンローダ部 4 ボンディングヘッド部 5 キャピラリ(ボンディングツール) 6 ツールホルダ 7 XYテーブル 8 カメラ 9 制御部(動作制御手段) 10 半導体チップ 10a 接続電極 11 基板 12 ワイヤスプール 13 ボンディングワイヤ 14 ボール形成用トーチ 15 リード 16 クランパ 17 ラディアスチャンファー 1 loader part 2 feeder part 3 unloader part 4 bonding head part 5 capillary (bonding tool) 6 tool holder 7 XY table 8 camera 9 control part (operation control means) 10 semiconductor chip 10a connection electrode 11 substrate 12 wire spool 13 bonding wire 14 Ball forming torch 15 Lead 16 Clamper 17 Radius chamfer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阪谷 信雄 東京都青梅市藤橋3丁目3番地2 日立東 京エレクトロニクス株式会社内 (72)発明者 木村 稔 東京都小平市上水本町5丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体事業部内 (72)発明者 紺野 順平 東京都小平市上水本町5丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体事業部内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Nobuo Sakata 3-3, Fujibashi, Ome, Tokyo 2 3 Hitachi Hitachi Electronics Co., Ltd. No. Incorporated company Hitachi Ltd. Semiconductor Division (72) Inventor Junpei Konno 5-20-1 Kamimizuhonmachi, Kodaira-shi, Tokyo Incorporated Hitachi Ltd. Semiconductor Division

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体チップ上の接続電極とリードとの
間をボンディングツールから引き出されるボンディング
ワイヤで接続するワイヤボンディング方法であって、前
記ボンディングツールを、 前記ボンディングワイヤの先端を前記接続電極に接続す
る第1の動作、 前記接続電極からほぼ真上に上昇する第2の動作、 前記接続電極に向かって下降する第3の動作、 横方向に移動して前記ボンディングワイヤの所定位置を
前記リードに接続する第4の動作、の順に動作させるこ
とを特徴とするワイヤボンディング方法。
1. A wire bonding method for connecting a connection electrode on a semiconductor chip and a lead with a bonding wire pulled out from a bonding tool, wherein the bonding tool connects the tip of the bonding wire to the connection electrode. A first operation to perform, a second operation to rise almost directly above the connection electrode, a third operation to descend toward the connection electrode, and a lateral movement to move a predetermined position of the bonding wire to the lead. A wire bonding method, which comprises operating in the order of a fourth operation of connecting.
【請求項2】 請求項1記載のワイヤボンディング方法
であって、前記第3の動作では、前記ボンディングツー
ルの先端が前記接続電極の直上まで下降することを特徴
とするワイヤボンディング方法。
2. The wire bonding method according to claim 1, wherein in the third operation, a tip of the bonding tool descends to a position right above the connection electrode.
【請求項3】 請求項2記載のワイヤボンディング方法
であって、前記ボンディングツールの先端は前記半導体
チップの表面から約100μmの高さまで下降すること
を特徴とするワイヤボンディング方法。
3. The wire bonding method according to claim 2, wherein the tip of the bonding tool is lowered to a height of about 100 μm from the surface of the semiconductor chip.
【請求項4】 放電電流によってボンディングワイヤの
先端部を溶融してボールを形成する電気トーチと、 引き出されるボンディングワイヤで前記ボールを半導体
チップの接続電極に接続して前記半導体チップとリード
とを電気的に接続するボンディングツールと、 前記ボンディングワイヤを前記接続電極と前記リードと
に接続するときの前記ボンディングツールの動作軌跡
を、前記接続電極からほぼ真上に上昇してから該接続電
極に向かって下降し、その後横方向に移動してリードに
至るように制御する動作制御手段とを有することを特徴
とするワイヤボンディング装置。
4. An electric torch for melting a tip of a bonding wire by a discharge current to form a ball, and connecting the ball to a connection electrode of the semiconductor chip by a drawn bonding wire to electrically connect the semiconductor chip and a lead. And a bonding tool that is electrically connected to each other, and an operation locus of the bonding tool when the bonding wire is connected to the connection electrode and the lead is increased substantially straight above the connection electrode and then directed toward the connection electrode. A wire bonding apparatus comprising: an operation control unit that controls to descend and then move laterally to reach a lead.
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