JPH1041333A - キャピラリ及びワイヤボンディング方法 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ボンディングワイヤとインナーリードとの接
続部の良好な接続状態を確保しながら実質的な接続領域
の面積を拡大し、かつ、接続部近傍におけるワイヤの急
峻な立ち上がりを回避するワイヤボンディングを可能と
する構成のワイヤボンディング用キャピラリ及びワイヤ
ボンディング方法を提供する。 【解決手段】 半導体装置を構成するリードフレームの
アイランド上にダイボンディングされた半導体チップの
ボンディングパッドとリードフレームのインナーリード
とをワイヤにより電気的に接続するワイヤボンディング
に用いられるキャピラリにおいて、軸心部に穿設された
管状細穴に挿通され、先端部側から突出したワイヤを圧
着する先端部のうち、ワイヤをインナーリードに圧着し
て切断する際の切断部位Ｐより周縁部側の形状が、切断
部位Ｐの周囲にリング状に形成された第１の凸型曲面Ａ
と、第１の凸型曲面Ａの周囲にリング状に形成された第
２の凸型曲面Ｂとから構成されているものとする。
続部の良好な接続状態を確保しながら実質的な接続領域
の面積を拡大し、かつ、接続部近傍におけるワイヤの急
峻な立ち上がりを回避するワイヤボンディングを可能と
する構成のワイヤボンディング用キャピラリ及びワイヤ
ボンディング方法を提供する。 【解決手段】 半導体装置を構成するリードフレームの
アイランド上にダイボンディングされた半導体チップの
ボンディングパッドとリードフレームのインナーリード
とをワイヤにより電気的に接続するワイヤボンディング
に用いられるキャピラリにおいて、軸心部に穿設された
管状細穴に挿通され、先端部側から突出したワイヤを圧
着する先端部のうち、ワイヤをインナーリードに圧着し
て切断する際の切断部位Ｐより周縁部側の形状が、切断
部位Ｐの周囲にリング状に形成された第１の凸型曲面Ａ
と、第１の凸型曲面Ａの周囲にリング状に形成された第
２の凸型曲面Ｂとから構成されているものとする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
工程におけるワイヤボンディングに用いられるキャピラ
リ及びそのキャピラリを用いたワイヤボンディング方
法、ワイヤボンディング装置、半導体装置の製造方法に
関する。
工程におけるワイヤボンディングに用いられるキャピラ
リ及びそのキャピラリを用いたワイヤボンディング方
法、ワイヤボンディング装置、半導体装置の製造方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置においては、リードフレーム
中央部のアイランド上にダイボンディングされた半導体
チップ上の半導体集積回路に電源の供給や信号の入出力
を行うために、半導体チップ上の接続電極（パッド）と
インナーリードとを電気的に接続（ボンディング）する
必要がある。
中央部のアイランド上にダイボンディングされた半導体
チップ上の半導体集積回路に電源の供給や信号の入出力
を行うために、半導体チップ上の接続電極（パッド）と
インナーリードとを電気的に接続（ボンディング）する
必要がある。
【０００３】ボンディングは、ワイヤボンディングとワ
イヤレスボンディングとに大別されるが、このうちワイ
ヤボンディングは、パッドとインナーリードとを金属製
細線（ワイヤ）によって１組ずつ接続する接続方法であ
る。
イヤレスボンディングとに大別されるが、このうちワイ
ヤボンディングは、パッドとインナーリードとを金属製
細線（ワイヤ）によって１組ずつ接続する接続方法であ
る。
【０００４】ワイヤボンディングもいくつかの種類に分
類することができるが、その１つにネイルヘッドボンデ
ィングがある。ネイルヘッドボンディングにおいては、
軸心にワイヤを通すための管状細穴を有し、先端部が円
錐形状のキャピラリと称される専用の装置を用いる。
類することができるが、その１つにネイルヘッドボンデ
ィングがある。ネイルヘッドボンディングにおいては、
軸心にワイヤを通すための管状細穴を有し、先端部が円
錐形状のキャピラリと称される専用の装置を用いる。
【０００５】図３は、ワイヤボンディング装置の構成を
示す斜視図である。ワイヤボンディング装置は、ワイヤ
ボンディングの動作を行うボンディングヘッド部６０
と、半導体基板の供給、搬送、収納をそれぞれ行うロー
ダ部７０、フィーダ部８０、アンローダ部９０とから構
成されている。
示す斜視図である。ワイヤボンディング装置は、ワイヤ
ボンディングの動作を行うボンディングヘッド部６０
と、半導体基板の供給、搬送、収納をそれぞれ行うロー
ダ部７０、フィーダ部８０、アンローダ部９０とから構
成されている。
【０００６】このうちボンディングヘッド部６０の構成
は、以下の通りである。即ち、ボンディングヘッド部
は、ワイヤボンディングに用いられるワイヤが挿通さ
れ、先端部でワイヤの圧着を行うキャピラリ１０と、キ
ャピラリ１０が先端部に取り付けられるツールホルダ
（熱圧着法の場合（超音波併用熱圧着法の場合は「ＵＳ
ホーン」））６２と、キャピラリ１０に挿通されるワイ
ヤを挟持するクランパ６３と、ボンディングヘッド部６
０が載置され、ボンディングヘッド部６０の動作制御に
使用されるＸＹテーブル６１と、半導体基板とその上に
ダイボンディングされた半導体チップとの相対位置を検
出するカメラ６４とから構成されている。
は、以下の通りである。即ち、ボンディングヘッド部
は、ワイヤボンディングに用いられるワイヤが挿通さ
れ、先端部でワイヤの圧着を行うキャピラリ１０と、キ
ャピラリ１０が先端部に取り付けられるツールホルダ
（熱圧着法の場合（超音波併用熱圧着法の場合は「ＵＳ
ホーン」））６２と、キャピラリ１０に挿通されるワイ
ヤを挟持するクランパ６３と、ボンディングヘッド部６
０が載置され、ボンディングヘッド部６０の動作制御に
使用されるＸＹテーブル６１と、半導体基板とその上に
ダイボンディングされた半導体チップとの相対位置を検
出するカメラ６４とから構成されている。
【０００７】以下、図３におけるボンディングヘッド部
６０が行うワイヤボンディングの手順について説明す
る。図４は、ネイルヘッドボンディングによるワイヤボ
ンディングを行う際の様子を示す説明図である。
６０が行うワイヤボンディングの手順について説明す
る。図４は、ネイルヘッドボンディングによるワイヤボ
ンディングを行う際の様子を示す説明図である。
【０００８】キャピラリ１０の軸心の管状細穴に通した
ワイヤ２０をボンディングすることによって、リードフ
レーム中央部のアイランド４０上にダイボンディングさ
れた半導体チップ３０上のパッド３０ａとインナーリー
ド５０とを電気的に接続している。
ワイヤ２０をボンディングすることによって、リードフ
レーム中央部のアイランド４０上にダイボンディングさ
れた半導体チップ３０上のパッド３０ａとインナーリー
ド５０とを電気的に接続している。
【０００９】ボンディングによる接続は、キャピラリ先
端部による圧力及び熱のほかに、超音波振動を併用して
行う場合もあり、その手順は、概略以下の通りである。
端部による圧力及び熱のほかに、超音波振動を併用して
行う場合もあり、その手順は、概略以下の通りである。
【００１０】最初に、放電等によりキャピラリ１０の先
端部から露出しているワイヤ２０の先端部にボールを形
成する。キャピラリ１０を接続しようとするパッド３０
ａ上に移動させて降下させ、ボールをパッド３０ａに圧
着する。超音波振動を併用する場合は、圧着の際に、キ
ャピラリ１０を介して接続部に超音波振動を印加する。
端部から露出しているワイヤ２０の先端部にボールを形
成する。キャピラリ１０を接続しようとするパッド３０
ａ上に移動させて降下させ、ボールをパッド３０ａに圧
着する。超音波振動を併用する場合は、圧着の際に、キ
ャピラリ１０を介して接続部に超音波振動を印加する。
【００１１】次に、キャピラリ１０を所定のインナーリ
ード５０上に移動させて降下させ、ワイヤ２０を圧着す
る。この圧着の際にも、超音波振動を併用する場合は、
キャピラリ１０を介して接続部に超音波振動を印加す
る。圧着後、キャピラリ１０を上昇させてワイヤ２０を
切断すると、１組のパッド３０ａとインナーリード５０
とのワイヤボンディングが完了する。圧着後、キャピラ
リ１０を所定位置まで上昇させてからクランパ６３（図
３参照）でワイヤ２０を引っ張りワイヤ２０を切断する
と、１組のパッド３０ａとインナーリード５０とのワイ
ヤボンディングが完了する。
ード５０上に移動させて降下させ、ワイヤ２０を圧着す
る。この圧着の際にも、超音波振動を併用する場合は、
キャピラリ１０を介して接続部に超音波振動を印加す
る。圧着後、キャピラリ１０を上昇させてワイヤ２０を
切断すると、１組のパッド３０ａとインナーリード５０
とのワイヤボンディングが完了する。圧着後、キャピラ
リ１０を所定位置まで上昇させてからクランパ６３（図
３参照）でワイヤ２０を引っ張りワイヤ２０を切断する
と、１組のパッド３０ａとインナーリード５０とのワイ
ヤボンディングが完了する。
【００１２】図５は、ネイルヘッドボンディングに用い
られていた従来のキャピラリ１０の形状を示す説明図で
あり、図５（ａ）はキャピラリ１０を上部からみた平面
図、図５（ｂ）はキャピラリ１０を水平方向からみた平
面図、図５（ｃ）はキャピラリ１０の軸心を含む断面内
における先端部の拡大断面図、図５（ｄ）はキャピラリ
１０の先端部の拡大平面図である。
られていた従来のキャピラリ１０の形状を示す説明図で
あり、図５（ａ）はキャピラリ１０を上部からみた平面
図、図５（ｂ）はキャピラリ１０を水平方向からみた平
面図、図５（ｃ）はキャピラリ１０の軸心を含む断面内
における先端部の拡大断面図、図５（ｄ）はキャピラリ
１０の先端部の拡大平面図である。
【００１３】従来のキャピラリ１０の先端部近傍の形状
は、図５（ｂ）に示されるように、円錐状の形状となっ
ており、その円錐状部分の先端部の形状は、図５（ｃ）
及び（ｄ）に示されるように、円錐の頂点近傍部分が除
去されて、ワイヤをインナーリードに圧着して切断する
際の切断部位Ｐ’より周縁部側の形状が緩やかな凸型曲
面Ｃを形成したものとなっている。円錐状部分の先端部
の形状には、図５（ｃ）に示される緩やかな凸型曲面Ｃ
の他、円錐状部分よりテーパ角度の大きい傾斜面を形成
しているものもある。
は、図５（ｂ）に示されるように、円錐状の形状となっ
ており、その円錐状部分の先端部の形状は、図５（ｃ）
及び（ｄ）に示されるように、円錐の頂点近傍部分が除
去されて、ワイヤをインナーリードに圧着して切断する
際の切断部位Ｐ’より周縁部側の形状が緩やかな凸型曲
面Ｃを形成したものとなっている。円錐状部分の先端部
の形状には、図５（ｃ）に示される緩やかな凸型曲面Ｃ
の他、円錐状部分よりテーパ角度の大きい傾斜面を形成
しているものもある。
【００１４】図６は、従来のキャピラリ１０を用いたネ
イルヘッドボンディングにおいてワイヤ２０をインナー
リード５０に圧着する際のキャピラリ１０の軸心を含む
断面内における先端部の拡大断面図である。ワイヤ２０
は、キャピラリ１０からの荷重と超音波振動エネルギー
とによって、先端部の凸型曲面Ｃに沿って変形し、接続
部Ｍ’においてインナーリード５０表面と接続される。
イルヘッドボンディングにおいてワイヤ２０をインナー
リード５０に圧着する際のキャピラリ１０の軸心を含む
断面内における先端部の拡大断面図である。ワイヤ２０
は、キャピラリ１０からの荷重と超音波振動エネルギー
とによって、先端部の凸型曲面Ｃに沿って変形し、接続
部Ｍ’においてインナーリード５０表面と接続される。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ボンデ
ィングの際におけるワイヤ２０とインナーリード５０と
の接続部Ｍ’の面積の大きさ及び接続状態は、キャピラ
リ１０の先端部の曲面形状に依存するため、以下のよう
な問題点があった。
ィングの際におけるワイヤ２０とインナーリード５０と
の接続部Ｍ’の面積の大きさ及び接続状態は、キャピラ
リ１０の先端部の曲面形状に依存するため、以下のよう
な問題点があった。
【００１６】即ち、接続部Ｍ’のうちキャピラリ１０の
先端部の凸型曲面Ｃの軸心近傍部では荷重及び超音波エ
ネルギーがワイヤ２０及びインナーリード５０表面に対
しほぼ垂直に加えられるため、効率よく良好な接続状態
を形成することができるのに対し、キャピラリ１０の先
端部の凸型曲面Ｃの周縁部側ほど荷重及び超音波エネル
ギーの伝搬効率が悪くなるため、接続部Ｍ’のうちの実
質的な接続領域の面積が小さくなり接続状態も劣化す
る。また、ワイヤ２０の立ち上がりが急峻な場合、接続
部近傍のワイヤ２０はインナーリード５０に沿うように
成形しにくく、接続部Ｍ’に隙間を生じやすくなる。
先端部の凸型曲面Ｃの軸心近傍部では荷重及び超音波エ
ネルギーがワイヤ２０及びインナーリード５０表面に対
しほぼ垂直に加えられるため、効率よく良好な接続状態
を形成することができるのに対し、キャピラリ１０の先
端部の凸型曲面Ｃの周縁部側ほど荷重及び超音波エネル
ギーの伝搬効率が悪くなるため、接続部Ｍ’のうちの実
質的な接続領域の面積が小さくなり接続状態も劣化す
る。また、ワイヤ２０の立ち上がりが急峻な場合、接続
部近傍のワイヤ２０はインナーリード５０に沿うように
成形しにくく、接続部Ｍ’に隙間を生じやすくなる。
【００１７】従って、半導体装置組立工程中の樹脂注入
工程以降における機械的応力又は熱応力によりワイヤ２
０の剥離が発生しやすい。また、接続部Ｍ’近傍のワイ
ヤ２０の立ち上がりが急峻になり易いため、樹脂注入工
程において注入される樹脂によるワイヤ２０の変形も生
じやすい。
工程以降における機械的応力又は熱応力によりワイヤ２
０の剥離が発生しやすい。また、接続部Ｍ’近傍のワイ
ヤ２０の立ち上がりが急峻になり易いため、樹脂注入工
程において注入される樹脂によるワイヤ２０の変形も生
じやすい。
【００１８】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、ボンディングワイヤとインナーリード
との接続部の良好な接続状態を確保しながら実質的な接
続領域の面積を拡大し、かつ、接続部近傍におけるワイ
ヤの急峻な立ち上がりを回避するワイヤボンディングを
可能とする構成のワイヤボンディング用キャピラリを提
供することである。
で、その目的は、ボンディングワイヤとインナーリード
との接続部の良好な接続状態を確保しながら実質的な接
続領域の面積を拡大し、かつ、接続部近傍におけるワイ
ヤの急峻な立ち上がりを回避するワイヤボンディングを
可能とする構成のワイヤボンディング用キャピラリを提
供することである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】本発明に係るキャピラリ
によれば、半導体装置を構成するリードフレームのアイ
ランド上にダイボンディングされた半導体チップのボン
ディングパッドとリードフレームのインナーリードとを
ワイヤにより電気的に接続するワイヤボンディングに用
いられるキャピラリにおいて、軸心部に穿設された管状
細穴に挿通され、先端部側から突出したワイヤを圧着す
る先端部のうち、ワイヤをインナーリードに圧着して切
断する際の切断部位より周縁部側の形状が、切断部位の
周囲にリング状に形成された第１の凸型曲面又は傾斜面
と、第１の凸型曲面又は傾斜面の周囲にリング状に形成
された第２の凸型曲面又は傾斜面とから構成されている
ものとしたので、ボンディングワイヤとインナーリード
との接続部の良好な接続状態を確保しながら実質的な接
続領域の面積を拡大し、かつ、接続部近傍におけるワイ
ヤの急峻な立ち上がりを回避することができ、その結
果、半導体装置組立工程における機械的応力又は熱応力
によるワイヤの剥離、樹脂注入工程におけるワイヤの変
形等の不具合を防止して、半導体装置の歩留まり及び品
質を向上させることができる。
によれば、半導体装置を構成するリードフレームのアイ
ランド上にダイボンディングされた半導体チップのボン
ディングパッドとリードフレームのインナーリードとを
ワイヤにより電気的に接続するワイヤボンディングに用
いられるキャピラリにおいて、軸心部に穿設された管状
細穴に挿通され、先端部側から突出したワイヤを圧着す
る先端部のうち、ワイヤをインナーリードに圧着して切
断する際の切断部位より周縁部側の形状が、切断部位の
周囲にリング状に形成された第１の凸型曲面又は傾斜面
と、第１の凸型曲面又は傾斜面の周囲にリング状に形成
された第２の凸型曲面又は傾斜面とから構成されている
ものとしたので、ボンディングワイヤとインナーリード
との接続部の良好な接続状態を確保しながら実質的な接
続領域の面積を拡大し、かつ、接続部近傍におけるワイ
ヤの急峻な立ち上がりを回避することができ、その結
果、半導体装置組立工程における機械的応力又は熱応力
によるワイヤの剥離、樹脂注入工程におけるワイヤの変
形等の不具合を防止して、半導体装置の歩留まり及び品
質を向上させることができる。
【００２０】また、本発明に係るワイヤボンディング方
法及びワイヤボンディング装置、半導体装置の製造方法
によれば、上記キャピラリを用いることにより、上記と
同様の効果を得ることができる。
法及びワイヤボンディング装置、半導体装置の製造方法
によれば、上記キャピラリを用いることにより、上記と
同様の効果を得ることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るキャピラリの
実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２２】図１は、本発明に係るキャピラリの形状を
示す説明図であり、図１（ａ）はキャピラリ１を上部か
らみた平面図、図１（ｂ）はキャピラリ１を水平方向か
らみた平面図、図１（ｃ）はキャピラリ１の軸心を含む
断面内における先端部の拡大断面図、図１（ｄ）はキャ
ピラリ１の先端部の拡大平面図である。
示す説明図であり、図１（ａ）はキャピラリ１を上部か
らみた平面図、図１（ｂ）はキャピラリ１を水平方向か
らみた平面図、図１（ｃ）はキャピラリ１の軸心を含む
断面内における先端部の拡大断面図、図１（ｄ）はキャ
ピラリ１の先端部の拡大平面図である。
【００２３】本発明に係るキャピラリ１の先端部近傍の
形状は、図１（ｂ）に示されるように、円錐状の形状と
なっている点は従来のものと同様であるが、その円錐状
部分の先端部の形状は、図１（ｃ）及び（ｄ）に示され
るように、円錐の頂点近傍部分が除去され、ワイヤをイ
ンナーリードに圧着して切断する際の切断部位Ｐより周
縁部側の形状が、切断部位Ｐの周囲にリング状に形成さ
れた第１の凸型曲面Ａと、第１の凸型曲面Ａの周囲にリ
ング状に形成された第２の凸型曲面Ｂとから構成された
ものとなっている。通常は、第１の凸型曲面Ａの外周縁
部と第２の凸型曲面Ｂの内周縁部とは、連続して形成さ
れているものとする。そして、図１（ｃ）の断面が含ま
れる平面内における第２の凸型曲面Ｂの内周縁部の接線
は、図１（ｃ）における水平方向に略平行となってい
る。
形状は、図１（ｂ）に示されるように、円錐状の形状と
なっている点は従来のものと同様であるが、その円錐状
部分の先端部の形状は、図１（ｃ）及び（ｄ）に示され
るように、円錐の頂点近傍部分が除去され、ワイヤをイ
ンナーリードに圧着して切断する際の切断部位Ｐより周
縁部側の形状が、切断部位Ｐの周囲にリング状に形成さ
れた第１の凸型曲面Ａと、第１の凸型曲面Ａの周囲にリ
ング状に形成された第２の凸型曲面Ｂとから構成された
ものとなっている。通常は、第１の凸型曲面Ａの外周縁
部と第２の凸型曲面Ｂの内周縁部とは、連続して形成さ
れているものとする。そして、図１（ｃ）の断面が含ま
れる平面内における第２の凸型曲面Ｂの内周縁部の接線
は、図１（ｃ）における水平方向に略平行となってい
る。
【００２４】第１の凸型曲面Ａの内周縁部（切断部位
Ｐ）から第１の凸型曲面Ａの外周縁部までのキャピラリ
の軸心に平行な方向における距離をＬ１、第２の凸型曲
面Ｂの内周縁部から第２の凸型曲面Ｂの外周縁部までの
同方向における距離をＬ２とすると、Ｌ１及びＬ２の値
は、以下の各条件を満たすものとすると良い。第１に、
Ｌ１はワイヤの直径以下であること、第２に、Ｌ１とＬ
２との和がワイヤの直径以上であること、第３に、Ｌ２
はワイヤの直径の１０％より大きく５０％以下であるこ
と、である。但し、第１及び第２の条件は常に要求され
るのに対し、第３の条件は用いられるワイヤの性質等に
応じて適宜変更することができる。発明者による実験及
び計算等の結果から、ボンディングワイヤに金ワイヤを
用いる場合は、第３の条件が最も適切であることが判明
した。
Ｐ）から第１の凸型曲面Ａの外周縁部までのキャピラリ
の軸心に平行な方向における距離をＬ１、第２の凸型曲
面Ｂの内周縁部から第２の凸型曲面Ｂの外周縁部までの
同方向における距離をＬ２とすると、Ｌ１及びＬ２の値
は、以下の各条件を満たすものとすると良い。第１に、
Ｌ１はワイヤの直径以下であること、第２に、Ｌ１とＬ
２との和がワイヤの直径以上であること、第３に、Ｌ２
はワイヤの直径の１０％より大きく５０％以下であるこ
と、である。但し、第１及び第２の条件は常に要求され
るのに対し、第３の条件は用いられるワイヤの性質等に
応じて適宜変更することができる。発明者による実験及
び計算等の結果から、ボンディングワイヤに金ワイヤを
用いる場合は、第３の条件が最も適切であることが判明
した。
【００２５】図２は、本発明に係るキャピラリ１を用い
たネイルヘッドボンディングにおいてワイヤ２をインナ
ーリード５に圧着する際のキャピラリ１の軸心を含む断
面内における先端部の拡大断面図である。
たネイルヘッドボンディングにおいてワイヤ２をインナ
ーリード５に圧着する際のキャピラリ１の軸心を含む断
面内における先端部の拡大断面図である。
【００２６】キャピラリ１からワイヤ２に荷重が加えら
れると、ワイヤ２は第１の凸型曲面Ａによって圧着され
ると同時に、第２の凸型曲面Ｂによっても圧着されるの
で、ワイヤ２とインナーリード５との接続部Ｍのうちの
実質的な接続領域の面積が拡大される。また、図２の断
面が含まれる平面内における第２の凸型曲面Ｂの内周縁
部の接線は、図２における水平方向に略平行となってい
るので、第２の凸型曲面Ｂからの圧着力によりワイヤ２
はインナーリード５に沿って成形され、接続部Ｍ近傍に
おけるワイヤ２の急峻な立ち上がりを防止し、接続部Ｍ
近傍におけるワイヤ２とインナーリード５との隙間のな
い安定したボンディングが形成される。
れると、ワイヤ２は第１の凸型曲面Ａによって圧着され
ると同時に、第２の凸型曲面Ｂによっても圧着されるの
で、ワイヤ２とインナーリード５との接続部Ｍのうちの
実質的な接続領域の面積が拡大される。また、図２の断
面が含まれる平面内における第２の凸型曲面Ｂの内周縁
部の接線は、図２における水平方向に略平行となってい
るので、第２の凸型曲面Ｂからの圧着力によりワイヤ２
はインナーリード５に沿って成形され、接続部Ｍ近傍に
おけるワイヤ２の急峻な立ち上がりを防止し、接続部Ｍ
近傍におけるワイヤ２とインナーリード５との隙間のな
い安定したボンディングが形成される。
【００２７】尚、第２の凸型曲面Ｂが形成されている部
分の形状は、第２の凸型曲面Ｂの代わりに、円錐状部分
よりテーパ角度が大きく、断面形状が直線的な傾斜とな
る傾斜面としても良い。さらに、第１の凸型曲面Ａが形
成されている部分の形状も、円錐状部分よりテーパ角度
が大きく、かつ、第２の凸型曲面Ｂが形成されている部
分を傾斜面とした場合における当該傾斜面のテーパ角度
よりテーパ角度が小さく、断面形状が直線的な傾斜とな
る傾斜面としても良い。
分の形状は、第２の凸型曲面Ｂの代わりに、円錐状部分
よりテーパ角度が大きく、断面形状が直線的な傾斜とな
る傾斜面としても良い。さらに、第１の凸型曲面Ａが形
成されている部分の形状も、円錐状部分よりテーパ角度
が大きく、かつ、第２の凸型曲面Ｂが形成されている部
分を傾斜面とした場合における当該傾斜面のテーパ角度
よりテーパ角度が小さく、断面形状が直線的な傾斜とな
る傾斜面としても良い。
【００２８】本発明に係るワイヤボンディング装置は、
図３におけるキャピラリ１０を図１又は図２におけるキ
ャピラリ１に置き換えたものであり、その構成は、以下
の通りである。
図３におけるキャピラリ１０を図１又は図２におけるキ
ャピラリ１に置き換えたものであり、その構成は、以下
の通りである。
【００２９】本発明に係るワイヤボンディング装置は、
ワイヤボンディングの動作を行うボンディングヘッド部
６０と、半導体基板の供給、搬送、収納をそれぞれ行う
ローダ部７０、フィーダ部８０、アンローダ部９０とか
ら構成されている点は、従来のワイヤボンディング装置
と同様である。
ワイヤボンディングの動作を行うボンディングヘッド部
６０と、半導体基板の供給、搬送、収納をそれぞれ行う
ローダ部７０、フィーダ部８０、アンローダ部９０とか
ら構成されている点は、従来のワイヤボンディング装置
と同様である。
【００３０】ボンディングヘッド部６０の構成も、図３
におけるキャピラリ１０を図１又は図２におけるキャピ
ラリ１に置き換えた点を除くと、従来のボンディングヘ
ッド部６０と同様である。即ち、本発明に係るワイヤボ
ンディング装置のボンディングヘッド部６０は、ワイヤ
ボンディングに用いられるワイヤが挿通され、先端部で
ワイヤの圧着を行うキャピラリ１と、キャピラリ１が先
端部に取り付けられるツールホルダ（熱圧着法の場合
（超音波併用熱圧着法の場合は「ＵＳホーン」））６２
と、キャピラリ１に挿通されるワイヤを挟持するクラン
パ６３と、ボンディングヘッド部６０が載置され、ボン
ディングヘッド部６０の動作制御に使用されるＸＹテー
ブル６１と、半導体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を検出するカメラ６４と
から構成されている。
におけるキャピラリ１０を図１又は図２におけるキャピ
ラリ１に置き換えた点を除くと、従来のボンディングヘ
ッド部６０と同様である。即ち、本発明に係るワイヤボ
ンディング装置のボンディングヘッド部６０は、ワイヤ
ボンディングに用いられるワイヤが挿通され、先端部で
ワイヤの圧着を行うキャピラリ１と、キャピラリ１が先
端部に取り付けられるツールホルダ（熱圧着法の場合
（超音波併用熱圧着法の場合は「ＵＳホーン」））６２
と、キャピラリ１に挿通されるワイヤを挟持するクラン
パ６３と、ボンディングヘッド部６０が載置され、ボン
ディングヘッド部６０の動作制御に使用されるＸＹテー
ブル６１と、半導体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を検出するカメラ６４と
から構成されている。
【００３１】また、本発明に係るワイヤボンディング方
法の手順も、上述の本発明に係るキャピラリを用いるこ
とを除くと、従来と同様である。図４におけるキャピラ
リ１０を図１又は図２におけるキャピラリ１に、以下同
様に、ワイヤ２０をワイヤ２に、インナーリード５０を
インナーリード５に置き換えて説明すると、その手順
は、概略以下の通りである。
法の手順も、上述の本発明に係るキャピラリを用いるこ
とを除くと、従来と同様である。図４におけるキャピラ
リ１０を図１又は図２におけるキャピラリ１に、以下同
様に、ワイヤ２０をワイヤ２に、インナーリード５０を
インナーリード５に置き換えて説明すると、その手順
は、概略以下の通りである。
【００３２】最初に、放電等によりキャピラリ１の先端
部から露出しているワイヤ２の先端部にボールを形成す
る。キャピラリ１を接続しようとするパッド３０ａ上に
移動させて降下させ、ボールをパッド３０ａに圧着す
る。超音波振動を併用する場合は、圧着の際に、キャピ
ラリ１を介して接続部に超音波振動を印加する。
部から露出しているワイヤ２の先端部にボールを形成す
る。キャピラリ１を接続しようとするパッド３０ａ上に
移動させて降下させ、ボールをパッド３０ａに圧着す
る。超音波振動を併用する場合は、圧着の際に、キャピ
ラリ１を介して接続部に超音波振動を印加する。
【００３３】次に、キャピラリ１を所定のインナーリー
ド５上に移動させて降下させ、ワイヤ２を圧着する。こ
の圧着の際にも、超音波振動を併用する場合は、キャピ
ラリ１を介して接続部に超音波振動を印加する。圧着
後、キャピラリ１を所定位置まで上昇させてからクラン
パ６３（図３参照）でワイヤ２を引っ張りワイヤ２を切
断すると、１組のパッド３０ａとインナーリード５との
ワイヤボンディングが完了する。
ド５上に移動させて降下させ、ワイヤ２を圧着する。こ
の圧着の際にも、超音波振動を併用する場合は、キャピ
ラリ１を介して接続部に超音波振動を印加する。圧着
後、キャピラリ１を所定位置まで上昇させてからクラン
パ６３（図３参照）でワイヤ２を引っ張りワイヤ２を切
断すると、１組のパッド３０ａとインナーリード５との
ワイヤボンディングが完了する。
【００３４】尚、圧着の際に超音波振動や熱を併用する
と、接続部Ｍの接続強度がより向上することは、従来と
同様である。
と、接続部Ｍの接続強度がより向上することは、従来と
同様である。
【００３５】さらに、本発明に係る半導体装置の製造方
法は、半導体装置を製造する際の一連の製造工程中に、
本発明に係るキャピラリ又はワイヤボンディング方法を
使用したワイヤボンディング工程を含んだものである。
法は、半導体装置を製造する際の一連の製造工程中に、
本発明に係るキャピラリ又はワイヤボンディング方法を
使用したワイヤボンディング工程を含んだものである。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るキャ
ピラリによれば、軸心部に穿設された管状細穴に挿通さ
れ、先端部側から突出したワイヤを圧着する先端部のう
ち、ワイヤをインナーリードに圧着して切断する際の切
断部位より周縁部側の形状が、切断部位の周囲にリング
状に形成された第１の凸型曲面と、第１の凸型曲面の周
囲にリング状に形成された第２の凸型曲面とから構成さ
れているものとしたので、ボンディングワイヤとインナ
ーリードとの接続部の良好な接続状態を確保しながら実
質的な接続領域の面積を拡大し、かつ、接続部近傍にお
けるワイヤの急峻な立ち上がりを回避することができ、
その結果、半導体装置組立工程における機械的応力又は
熱応力によるワイヤの剥離、樹脂注入工程におけるワイ
ヤの変形等の不具合を防止して、半導体装置の歩留まり
及び品質を向上させることができる。
ピラリによれば、軸心部に穿設された管状細穴に挿通さ
れ、先端部側から突出したワイヤを圧着する先端部のう
ち、ワイヤをインナーリードに圧着して切断する際の切
断部位より周縁部側の形状が、切断部位の周囲にリング
状に形成された第１の凸型曲面と、第１の凸型曲面の周
囲にリング状に形成された第２の凸型曲面とから構成さ
れているものとしたので、ボンディングワイヤとインナ
ーリードとの接続部の良好な接続状態を確保しながら実
質的な接続領域の面積を拡大し、かつ、接続部近傍にお
けるワイヤの急峻な立ち上がりを回避することができ、
その結果、半導体装置組立工程における機械的応力又は
熱応力によるワイヤの剥離、樹脂注入工程におけるワイ
ヤの変形等の不具合を防止して、半導体装置の歩留まり
及び品質を向上させることができる。
【００３７】また、本発明に係るワイヤボンディング方
法及びワイヤボンディング装置、半導体装置の製造方法
によれば、上記キャピラリを用いたので、上記と同様の
効果を得ることができる。
法及びワイヤボンディング装置、半導体装置の製造方法
によれば、上記キャピラリを用いたので、上記と同様の
効果を得ることができる。
【図１】本発明に係るキャピラリの形状を示す説明図。
【図２】本発明に係るキャピラリを用いたネイルヘッド
ボンディングにおいてワイヤをインナーリードに圧着す
る際のキャピラリの軸心を含む断面内における先端部の
拡大断面図。
ボンディングにおいてワイヤをインナーリードに圧着す
る際のキャピラリの軸心を含む断面内における先端部の
拡大断面図。
【図３】ワイヤボンディング装置の構成を示す斜視図。
【図４】ネイルヘッドボンディングによるワイヤボンデ
ィングを行う際の様子を示す説明図。
ィングを行う際の様子を示す説明図。
【図５】ネイルヘッドボンディングに用いられていた従
来のキャピラリの形状を示す説明図。
来のキャピラリの形状を示す説明図。
【図６】従来のキャピラリを用いたネイルヘッドボンデ
ィングにおいてワイヤをインナーリードに圧着する際の
キャピラリの軸心を含む断面内における先端部の拡大断
面図。
ィングにおいてワイヤをインナーリードに圧着する際の
キャピラリの軸心を含む断面内における先端部の拡大断
面図。
１、１０ キャピラリ ２、２０ ワイヤ ５、５０ インナーリード ３０ 半導体チップ ３０ａ パッド ４０ リードフレームのアイランド ６０ ボンディングヘッド部 ６１ ＸＹテーブル ６２ ツールホルダ（ＵＳホーン） ６３ クランパ ６４ カメラ ７０ ローダ部 ８０ フィーダ部 ９０ アンローダ部 Ａ 第１の凸型曲面 Ｂ 第２の凸型曲面 Ｃ 凸型曲面 Ｍ、Ｍ’ ワイヤとインナーリードとの接続部
Claims (21)
- 【請求項１】半導体装置を構成するリードフレームのア
イランド上にダイボンディングされた半導体チップのボ
ンディングパッドと前記リードフレームのインナーリー
ドとをワイヤにより電気的に接続するワイヤボンディン
グに用いられるキャピラリにおいて、 軸心部に穿設された管状細穴に挿通され、先端部側から
突出した前記ワイヤを圧着する先端部のうち、前記ワイ
ヤを前記インナーリードに圧着して切断する際の切断部
位より周縁部側の形状が、前記切断部位の周囲にリング
状に形成された第１の凸型曲面又は傾斜面と、前記第１
の凸型曲面又は傾斜面の周囲にリング状に形成された第
２の凸型曲面又は傾斜面とから構成されていることを特
徴とするキャピラリ。 - 【請求項２】請求項１に記載のキャピラリにおいて、前
記第１の凸型曲面又は傾斜面の外周縁部と前記第２の凸
型曲面又は傾斜面の内周縁部とが連続して形成されてい
ることを特徴とするキャピラリ。 - 【請求項３】請求項２に記載のキャピラリにおいて、前
記第２の凸型曲面又は傾斜面は前記第２の凸型曲面であ
り、かつ、前記キャピラリの軸心を含む断面内における
前記第２の凸型曲面の内周縁部の接線が、前記軸心に直
交する平面に略平行となるものであることを特徴とする
キャピラリ。 - 【請求項４】請求項２又は３のいずれかに記載のキャピ
ラリにおいて、前記切断部位から前記第１の凸型曲面又
は傾斜面の外周縁部までの前記軸心に平行な方向におけ
る距離をＬ１、前記第２の凸型曲面又は傾斜面の内周縁
部から前記第２の凸型曲面又は傾斜面の外周縁部までの
前記軸心に平行な方向における距離をＬ２としたとき、
前記Ｌ１は前記ワイヤの直径以下であり、かつ、前記Ｌ
１と前記Ｌ２との和が前記ワイヤの直径以上であること
を特徴とするキャピラリ。 - 【請求項５】請求項４に記載のキャピラリにおいて、前
記Ｌ２は前記ワイヤの直径の１０％より大きく５０％以
下であることを特徴とするキャピラリ。 - 【請求項６】半導体装置を構成するリードフレームのア
イランド上にダイボンディングされた半導体チップのボ
ンディングパッドと前記リードフレームのインナーリー
ドとをワイヤにより電気的に接続するワイヤボンディン
グに用いられるキャピラリにおいて、 軸心部に穿設された管状細穴に挿通され、先端部側から
突出した前記ワイヤを圧着する先端部のうち、前記ワイ
ヤを前記インナーリードに圧着して切断する際の切断部
位より周縁部側に、曲率が異なる２段階の曲面が形成さ
れたことを特徴とするキャピラリ。 - 【請求項７】半導体装置を構成するリードフレームのア
イランド上にダイボンディングされた半導体チップのボ
ンディングパッドと前記リードフレームのインナーリー
ドとをワイヤにより電気的に接続するワイヤボンディン
グに用いられるキャピラリであって、軸心部に穿設され
た管状細穴に挿通され、先端部側から突出した前記ワイ
ヤを圧着する先端部のうち、前記ワイヤを前記インナー
リードに圧着して切断する際の切断部位より周縁部側の
形状が、前記切断部位の周囲にリング状に形成された第
１の凸型曲面又は傾斜面と、前記第１の凸型曲面又は傾
斜面の周囲にリング状に形成された第２の凸型曲面又は
傾斜面とから構成されたキャピラリに挿通され、前記先
端部側から突出した前記ワイヤの先端にボールを形成す
る工程と、 前記ボンディングパッド上に、前記キャピラリの前記先
端部により前記ボールを圧着する工程と、 先端の前記ボールが前記ボンディングパッド上に圧着さ
れた前記ワイヤが挿通された前記キャピラリを、前記リ
ードフレームの所定のインナーリード上に移動させて、
前記キャピラリの前記先端部近傍の前記ワイヤを前記所
定のインナーリード上に圧着する工程と、 前記キャピラリを所定の位置まで上昇させた後、クラン
パで前記ワイヤを挟持して引っ張り切断する工程とを備
えたことを特徴とするワイヤボンディング方法。 - 【請求項８】請求項７に記載のワイヤボンディング方法
において、前記第１の凸型曲面又は傾斜面の外周縁部と
前記第２の凸型曲面又は傾斜面の内周縁部とが連続して
形成されていることを特徴とするワイヤボンディング方
法。 - 【請求項９】請求項８に記載のワイヤボンディング方法
において、前記第２の凸型曲面又は傾斜面は前記第２の
凸型曲面であり、かつ、前記キャピラリの軸心を含む断
面内における前記第２の凸型曲面の内周縁部の接線が、
前記軸心に直交する平面に略平行となるものであること
を特徴とするワイヤボンディング方法。 - 【請求項１０】請求項７又は８のいずれかに記載のワイ
ヤボンディング方法において、前記切断部位から前記第
１の凸型曲面又は傾斜面の外周縁部までの前記軸心に平
行な方向における距離をＬ１、前記第２の凸型曲面又は
傾斜面の内周縁部から前記第２の凸型曲面又は傾斜面の
外周縁部までの前記軸心に平行な方向における距離をＬ
２としたとき、前記Ｌ１は前記ワイヤの直径以下であ
り、かつ、前記Ｌ１と前記Ｌ２との和が前記ワイヤの直
径以上であることを特徴とするワイヤボンディング方
法。 - 【請求項１１】請求項１０に記載のワイヤボンディング
方法において、前記Ｌ２は前記ワイヤの直径の１０％よ
り大きく５０％以下であることを特徴とするワイヤボン
ディング方法。 - 【請求項１２】半導体装置を構成するリードフレームの
アイランド上にダイボンディングされた半導体チップの
ボンディングパッドと前記リードフレームのインナーリ
ードとが未接続の半導体装置を供給するローダ部と、 前記ボンディングパッドと前記インナーリードとが未接
続の前記半導体装置及び前記ボンディングパッドと前記
インナーリードとが接続済の半導体装置を搬送するフィ
ーダ部と、 前記フィーダ部により搬送されてきた前記未接続の半導
体装置の前記ボンディングパッドと前記インナーリード
とをワイヤボンディングにより電気的に接続するボンデ
ィングヘッド部と、 前記ボンディングヘッド部により前記ボンディングパッ
ドと前記インナーリードとが電気的に接続され、前記フ
ィーダ部により搬送されてきた前記接続済の半導体装置
を収納するアンローダ部とを備えたワイヤボンディング
装置において、 前記ボンディングパッドと前記インナーリードとをワイ
ヤにより電気的に接続する前記ワイヤボンディングに用
いられるキャピラリであって、軸心部に穿設された管状
細穴に挿通され、先端部側から突出した前記ワイヤを圧
着する先端部のうち、前記ワイヤを前記インナーリード
に圧着して切断する際の切断部位より周縁部側の形状
が、前記切断部位の周囲にリング状に形成された第１の
凸型曲面又は傾斜面と、前記第１の凸型曲面又は傾斜面
の周囲にリング状に形成された第２の凸型曲面又は傾斜
面とから構成されたキャピラリが、前記ボンディングヘ
ッド部に備えられたことを特徴とするワイヤボンディン
グ装置。 - 【請求項１３】請求項１２に記載のワイヤボンディング
装置において、前記第１の凸型曲面又は傾斜面の外周縁
部と前記第２の凸型曲面又は傾斜面の内周縁部とが連続
して形成されていることを特徴とするワイヤボンディン
グ装置。 - 【請求項１４】請求項１３に記載のワイヤボンディング
装置において、前記第２の凸型曲面又は傾斜面は前記第
２の凸型曲面であり、かつ、前記キャピラリの軸心を含
む断面内における前記第２の凸型曲面の内周縁部の接線
が、前記軸心に直交する平面に略平行となるものである
ことを特徴とするワイヤボンディング装置。 - 【請求項１５】請求項１３又は１４のいずれかに記載の
ワイヤボンディング装置において、前記切断部位から前
記第１の凸型曲面又は傾斜面の外周縁部までの前記軸心
に平行な方向における距離をＬ１、前記第２の凸型曲面
又は傾斜面の内周縁部から前記第２の凸型曲面又は傾斜
面の外周縁部までの前記軸心に平行な方向における距離
をＬ２としたとき、前記Ｌ１は前記ワイヤの直径以下で
あり、かつ、前記Ｌ１と前記Ｌ２との和が前記ワイヤの
直径以上であることを特徴とするワイヤボンディング装
置。 - 【請求項１６】請求項１５に記載のワイヤボンディング
装置において、前記Ｌ２は前記ワイヤの直径の１０％よ
り大きく５０％以下であることを特徴とするワイヤボン
ディング装置。 - 【請求項１７】半導体装置を構成するリードフレームの
アイランド上にダイボンディングされた半導体チップの
ボンディングパッドと前記リードフレームのインナーリ
ードとをワイヤにより電気的に接続するワイヤボンディ
ングに用いられるキャピラリであって、軸心部に穿設さ
れた管状細穴に挿通され、先端部側から突出した前記ワ
イヤを圧着する先端部のうち、前記ワイヤを前記インナ
ーリードに圧着して切断する際の切断部位より周縁部側
の形状が、前記切断部位の周囲にリング状に形成された
第１の凸型曲面又は傾斜面と、前記第１の凸型曲面又は
傾斜面の周囲にリング状に形成された第２の凸型曲面又
は傾斜面とから構成されたキャピラリに挿通され、前記
先端部側から突出した前記ワイヤの先端にボールを形成
する過程と、 前記ボンディングパッド上に、前記キャピラリの前記先
端部により前記ボールを圧着する過程と、 先端の前記ボールが前記ボンディングパッド上に圧着さ
れた前記ワイヤが挿通された前記キャピラリを、前記リ
ードフレームの所定のインナーリード上に移動させて、
前記キャピラリの前記先端部近傍の前記ワイヤを前記所
定のインナーリード上に圧着する過程と、 前記キャピラリを所定の位置まで上昇させた後、クラン
パで前記ワイヤを挟持して引っ張り切断する過程とから
なるワイヤボンディング工程を備えたことを特徴とする
半導体装置の製造方法。 - 【請求項１８】請求項１７に記載の半導体装置の製造方
法において、前記第１の凸型曲面又は傾斜面の外周縁部
と前記第２の凸型曲面又は傾斜面の内周縁部とが連続し
て形成されていることを特徴とする半導体装置の製造方
法。 - 【請求項１９】請求項１８に記載の半導体装置の製造方
法において、前記第２の凸型曲面又は傾斜面は前記第２
の凸型曲面であり、かつ、前記キャピラリの軸心を含む
断面内における前記第２の凸型曲面の内周縁部の接線
が、前記軸心に直交する平面に略平行となるものである
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項２０】請求項１７又は１８のいずれかに記載の
半導体装置の製造方法において、前記切断部位から前記
第１の凸型曲面又は傾斜面の外周縁部までの前記軸心に
平行な方向における距離をＬ１、前記第２の凸型曲面又
は傾斜面の内周縁部から前記第２の凸型曲面又は傾斜面
の外周縁部までの前記軸心に平行な方向における距離を
Ｌ２としたとき、前記Ｌ１は前記ワイヤの直径以下であ
り、かつ、前記Ｌ１と前記Ｌ２との和が前記ワイヤの直
径以上であることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項２１】請求項２０に記載の半導体装置の製造方
法において、前記Ｌ２は前記ワイヤの直径の１０％より
大きく５０％以下であることを特徴とする半導体装置の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8190789A JPH1041333A (ja) | 1996-07-19 | 1996-07-19 | キャピラリ及びワイヤボンディング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8190789A JPH1041333A (ja) | 1996-07-19 | 1996-07-19 | キャピラリ及びワイヤボンディング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1041333A true JPH1041333A (ja) | 1998-02-13 |
Family
ID=16263773
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8190789A Pending JPH1041333A (ja) | 1996-07-19 | 1996-07-19 | キャピラリ及びワイヤボンディング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1041333A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009148450A1 (en) * | 2008-06-05 | 2009-12-10 | Kulicke And Soffa Industries, Inc. | Bonding tool with improved working face |
| CN111774752A (zh) * | 2020-07-15 | 2020-10-16 | 荆州市弘晟光电科技有限公司 | 一种铜线焊接装置及其铜线焊接工艺 |
| CN113926956A (zh) * | 2021-09-15 | 2022-01-14 | 潮州三环（集团）股份有限公司 | 一种焊接劈刀和焊接设备 |
-
1996
- 1996-07-19 JP JP8190789A patent/JPH1041333A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009148450A1 (en) * | 2008-06-05 | 2009-12-10 | Kulicke And Soffa Industries, Inc. | Bonding tool with improved working face |
| CN111774752A (zh) * | 2020-07-15 | 2020-10-16 | 荆州市弘晟光电科技有限公司 | 一种铜线焊接装置及其铜线焊接工艺 |
| CN113926956A (zh) * | 2021-09-15 | 2022-01-14 | 潮州三环（集团）股份有限公司 | 一种焊接劈刀和焊接设备 |
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