JPH09232358A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体装置及びその製造方法

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JPH09232358A
JPH09232358A JP8032099A JP3209996A JPH09232358A JP H09232358 A JPH09232358 A JP H09232358A JP 8032099 A JP8032099 A JP 8032099A JP 3209996 A JP3209996 A JP 3209996A JP H09232358 A JPH09232358 A JP H09232358A
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JP
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bonding
wire
package
semiconductor element
bonded
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Yasuhiro Yamaji
泰弘 山地
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Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】従来技術では不可能又は接続歩留まり上、困難
であったワイヤ長１ｍｍ未満の短いループワイヤボンデ
ィングを実現する。 【解決手段】この半導体装置及びその製造方法は、ワイ
ヤボンディングプロセスにおいて、１ｓｔ側を半導体素
子１上に接続した後、２ｎｄ接続を１ｓｔ−２ｎｄボン
ディング点の延長線にある遠方のパッケージ３上の位置
に行うか、又は２ｎｄ接続を行わずにツール４を１ｓｔ
−２ｎｄボンディング点の延長線上にある遠方まで移動
してからワイヤ６を切断する。しかる後、ツール４を２
ｎｄボンディングパッド（実際の接続パッド）位置に先
に形成したワイヤ６と共に上から打ち、ボンディングを
行うことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ワイヤボンディン
グのプロセスにより製造された半導体装置及びその製造
方法に係り、特に短いワイヤ接続長が必要となる高性能
又は小型／薄型の半導体パッケージに係る半導体装置及
びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体素子に用いられているワイ
ヤボンディング技術には、例えばボールボンディングの
如き熱圧着法(thermo compression bonding)があり、小
面積に正確にボンディングでき、且つ高周波素子にも使
用できるものとして広範に採用されている。かかるワイ
ヤボンディングのプロセスにおいては、１ｓｔ〜２ｎｄ
までの一連のワイヤボンディングプロセスは連続的に行
われていた。
【０００３】即ち、図５（ａ）に示されるように、半導
体素子１側にボンディングワイヤ６の１ｓｔ側を接続し
た後、ボンディング・ツール４を２ｎｄボンデイング点
まで移動して、パッケージ３にボンディングワイヤ６の
２ｎｄ側を接続するといった一連の方法が採用されてい
た。そして、特に短いループのワイヤボンディングを行
う場合には、図５（ｂ）に示されるように、半導体素子
１側にボンディングワイヤ６の１ｓｔ側を接続した後、
ボンディング・ツール４を上方に所定の弧を描くように
２ｎｄボンデイング点まで移動して、パッケージ３にボ
ンディングワイヤ６の２ｎｄ側を接続するといった一連
の方法が採用されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図５
（ａ）に示されるような従来のワイヤボンディングのプ
ロセスでは、１ｓｔ〜２ｎｄまで一連のワイヤボンディ
ングのプロセスが連続的に行われているため、ワイヤの
ループ性から充分な信頼性を有する接続を行う為には、
所定の長さとして、例えば約１ｍｍ以上が必要であっ
た。
【０００５】さらに、図５（ｂ）に示されるように、短
いループのワイヤボンディングを行うことも技術的には
可能であるが、１ｓｔボンディングネック部に大きな引
張り力がかかることによるワイヤ切れ（ネック切れ）に
よるボンディング不良、即ち断線の可能性が高かった。
【０００６】本発明は、上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、従来技術では不可能又は
接続歩留まり上、困難であったワイヤ長１ｍｍ未満の短
いループワイヤボンディングを実現することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の第１の態様は、半導体素子とパッケージと
がワイヤボンディングされ構成された半導体装置におい
て、上記ワイヤの一端が上記半導体素子又はパッケージ
の一方の第１のボンディング位置にボンディングされ、
上記ワイヤの他端が上記第１のボンディング点と上記半
導体素子又はパッケージの他方の第２のボンディング点
とを結ぶ延長線上の所定の位置まで延長され、且つ上記
第２のボンディング位置で、先に形成したワイヤと共に
ボンディングされてなることを特徴とする。
【０００８】そして、第２の態様は、半導体素子とパッ
ケージとがワイヤボンディングされ構成された半導体装
置において、上記ワイヤの一端が上記半導体素子又はパ
ッケージの一方の第１のボンディング位置にボンディン
グされ、上記ワイヤの他端が上記第１のボンディング点
と上記半導体素子又はパッケージの他方の第２のボンデ
ィング点とを結ぶ延長線上の所定の位置まで延長され、
当該位置で仮ボンディングされ、且つ上記第２のボンデ
ィング位置で、先に形成したワイヤと共にボンディング
されてなることを特徴とする。
【０００９】さらに、第３の態様は、ボンディングツー
ルを用いて半導体素子とパッケージとをワイヤボンディ
ングする半導体装置の製造方法において、上記半導体素
子又はパッケージの一方において、ボンディングツール
を用いて第１のボンディングを行う第１の工程と、上記
半導体素子又はパッケージの他方において、上記ボンデ
ィングツールを第１のボンディング点と第２のボンディ
ング点とを結ぶ延長線上の所定の位置まで移動した後に
ワイヤを切断し、ボンディングツールを第２のボンディ
ング位置に移動して、先に形成したワイヤと共に第２の
ボンディングを行う第２の工程とを有したことを特徴と
する。
【００１０】また、第４の態様は、ボンディングツール
を用いて半導体素子とパッケージとをワイヤボンディン
グする半導体装置の製造方法において、上記半導体素子
又はパッケージの一方において、ボンディングツールを
用いて第１のボンディングを行う第１の工程と、上記半
導体素子又はパッケージの他方において、上記ボンディ
ングツールを第１のボンディング点と第２のボンディン
グ点とを結ぶ延長線上の所定の位置に移動して、当該位
置に仮の第２のボンディングを行った後にワイヤを切断
し、ボンディングツールを第２のボンディング位置に移
動して、先に形成したワイヤと共に第２のボンディング
を行う第２の工程とを有したことを特徴とする。
【００１１】
【実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の実施の
形態について説明する。図１は本発明の第１の実施の形
態に係る半導体装置及びその製造方法を示す図である。
以下の説明では、本発明を熱圧着法の中のボールボンデ
ィング法に適用した場合を説明する。先ず、図１（ａ）
に示されるように、例えばキャビラリなどのボンディン
グ・ツール４を用いて半導体素子１上のチップパッド２
（図２参照）上に１ｓｔ側のボンディングを行う。
【００１２】次いで、図１（ｂ）に示されるように、ボ
ンディング・ツール４を上方に引上げて、１ｓｔボンデ
ィング点と２ｎｄボンディング点とを結ぶ延長線上のパ
ッケージ３上の遠方の任意の位置に仮の２ｎｄ側の接続
を行った後にワイヤを切断する。このとき、仮の２ｎｄ
側の接続を行わずにボンディング・ツール４を１ｓｔボ
ンディング点と２ｎｄボンディング点とを結ぶ延長線上
にあるパッケージ３上の遠方の任意の位置まで移動して
からワイヤを切断してもよい。
【００１３】そして、図１（ｃ）に示されるように、ボ
ンディング・ツール４の先端にボールを形成するか、ワ
イヤを少し出すか、又はワイヤを出さずにその状態にお
いて、パッケージ３のパッケージパッド５（図２参照）
の位置に先に形成したワイヤと共に上から打ち付けて２
ｎｄ側のボンディングを行う。こうして、図１（ｄ）に
示されるように、本発明によるワイヤボンディング工程
が終了する。
【００１４】本発明の第１の実施の形態に係る半導体製
造方法によれば、図２に示されている最終的な２ｎｄボ
ンディング位置７に２ｎｄボンディングをすることが可
能であり、超短ループのワイヤ接続を実現することがで
きる。
【００１５】ここで、図３は従来技術に係る半導体製造
方法と本発明に係る半導体製造方法とのワイヤボンディ
ング結果を比較して示した図であり、図３（ａ）は半導
体装置の側面図であり、図３（ｂ）は上面図である。
【００１６】同図（ａ），（ｂ）に示されるように、従
来技術では最低でもボンディングワイヤ６ａで示される
長さを要していたのに対し、本発明ではボンディングワ
イヤ６ｂで示される長さでワイヤボンディングが実現さ
れる。このように、本発明の半導体製造方法によれば、
通常ワイヤよりも著しく短く、更には３次元的に直線に
近い最短のワイヤボンディングも可能となることが判
る。
【００１７】次に図４には第２の実施の形態に係る半導
体装置及びその製造方法を示し説明する。この第２の実
施の形態は、先に示した第１の実施の形態と異なり、１
ｓｔ側のボンディングをパッケージ３に行い、２ｎｄ側
のボンディングを半導体素子１に行ったことを特徴とし
たものである。
【００１８】即ち、図４（ａ）に示されるように、ボン
ディング・ツール４を用いてパッケージ３上のパッケー
ジパッド５上に１ｓｔ側のボンディングを行う。次い
で、仮の２ｎｄ側の接続を行わずにボンディング・ツー
ル４を１ｓｔボンディング点と２ｎｄボンディング点と
を結ぶ延長線上にある半導体素子１上の遠方の任意の位
置まで移動してからワイヤを切断する。このとき、ボン
ディング・ツール４を上方に引上げて、１ｓｔボンディ
ング点と２ｎｄボンディング点とを結ぶ延長線上の半導
体素子１３上の遠方の任意の位置に仮の２ｎｄ側の接続
を行った後にワイヤを切断してもよい。
【００１９】そして、図４（ｂ）に示されるように、ボ
ンディング・ツール４の先端にボールを形成するかワイ
ヤを少し出すか、又はワイヤを出さずにその状態におい
て、半導体素子１のチップパッド２の位置に先に形成し
たワイヤと共に上から打ち付けて２ｎｄ側のボンディン
グを行う。本発明の第２の実施の形態に係る半導体製造
方法は、最終的な２ｎｄボンディング位置８からも明ら
かなように、超短ループのワイヤ接続を実現している。
【００２０】なお、図中、２ｎｄボンディング後に接続
して不要なワイヤ（テール）が残ることになるが、本不
要ワイヤはそのまま残しても或いは取り除いてもよい。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明
はこれに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範
囲で種々の改良・変更が可能であることは勿論である。
例えば、本発明に用いるワイヤ材料としては、Ａｕ，Ａ
ｌなどワイヤボンディングに用いられるものであるなら
ば何でもよい。また、上記実施の形態では、ボールボン
ディング法を用いたものを想定しているが、ウェッジボ
ンディング法やスティッチボンディング法等を用いても
よい。さらに、熱圧着法に限定されず、超音波溶接法に
採用できることも勿論である。
【００２１】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
従来技術では不可能又は接続歩留まり上、困難であった
ワイヤ長１ｍｍ未満の短いループワイヤボンディングを
実現した半導体装置及びその製造方法を提供することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による半導体製造方
法を示す図である。
【図２】第１の実施の形態による最終的な２ｎｄワイヤ
ボンディング位置を示す図である。
【図３】第１の実施の形態によるワイヤボンディングと
従来技術のワイヤボンディングの上面及び側面の比較図
である。
【図４】第２の実施の形態に係る半導体製造方法を示す
図である。
【図５】従来技術に係る半導体製造方法を示す図であ
る。
【符号の説明】
１ 半導体素子 ２ チップパッド ３ パッケージ ４ ボンディング・ツール ５ パッケージパッド ６ ボンディングワイヤ ７〜１０ ２ｎｄボンディング位置

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 半導体素子とパッケージとがワイヤボン
    ディングされ構成された半導体装置において、 上記ワイヤの一端が上記半導体素子又はパッケージの一
    方の第１のボンディング位置にボンディングされ、 上記ワイヤの他端が上記第１のボンディング点と上記半
    導体素子又はパッケージの他方の第２のボンディング点
    とを結ぶ延長線上の所定の位置まで延長され、且つ上記
    第２のボンディング位置で、先に形成したワイヤと共に
    ボンディングされてなることを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項２】 半導体素子とパッケージとがワイヤボン
    ディングされ構成された半導体装置において、 上記ワイヤの一端が上記半導体素子又はパッケージの一
    方の第１のボンディング位置にボンディングされ、 上記ワイヤの他端が上記第１のボンディング点と上記半
    導体素子又はパッケージの他方の第２のボンディング点
    とを結ぶ延長線上の所定の位置まで延長され、当該位置
    で仮ボンディングされ、且つ上記第２のボンディング位
    置で、先に形成したワイヤと共にボンディングされてな
    ることを特徴とする半導体装置。
  3. 【請求項３】 上記第２のボンディング位置と他端との
    間のワイヤ部分が除去されてなることを特徴とする請求
    項１又は２に記載の半導体装置。
  4. 【請求項４】 ボンディングツールを用いて半導体素子
    とパッケージとをワイヤボンディングする半導体装置の
    製造方法において、 上記半導体素子又はパッケージの一方において、ボンデ
    ィングツールを用いて第１のボンディングを行う第１の
    工程と、 上記半導体素子又はパッケージの他方において、上記ボ
    ンディングツールを第１のボンディング点と第２のボン
    ディング点とを結ぶ延長線上の所定の位置まで移動した
    後にワイヤを切断し、ボンディングツールを第２のボン
    ディング位置に移動して、先に形成したワイヤと共に第
    ２のボンディングを行う第２の工程と、を有したことを
    特徴とする半導体装置の製造方法。
  5. 【請求項５】 ボンディングツールを用いて半導体素子
    とパッケージとをワイヤボンディングする半導体装置の
    製造方法において、 上記半導体素子又はパッケージの一方において、ボンデ
    ィングツールを用いて第１のボンディングを行う第１の
    工程と、 上記半導体素子又はパッケージの他方において、上記ボ
    ンディングツールを第１のボンディング点と第２のボン
    ディング点とを結ぶ延長線上の所定の位置に移動して、
    当該位置に仮の第２のボンディングを行った後にワイヤ
    を切断し、ボンディングツールを第２のボンディング位
    置に移動して、先に形成したワイヤと共に第２のボンデ
    ィングを行う第２の工程と、を有したことを特徴とする
    半導体装置の製造方法。
  6. 【請求項６】 上記第２の工程後に、上記第２のボンデ
    ィング位置と上記延長線上の所定位置との間のワイヤを
    除去する第３の工程を具備することを特徴とする請求項
    ４又は５に記載の半導体装置。
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