JPH11186316A - ワイヤーボンディング装置および方法ならびにリードフレーム - Google Patents

ワイヤーボンディング装置および方法ならびにリードフレーム

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JPH11186316A
JPH11186316A JP9355502A JP35550297A JPH11186316A JP H11186316 A JPH11186316 A JP H11186316A JP 9355502 A JP9355502 A JP 9355502A JP 35550297 A JP35550297 A JP 35550297A JP H11186316 A JPH11186316 A JP H11186316A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワイヤーとリードフレームとの安定接着を可
能とするワイヤーボンディング装置および方法ならびに
リードフレームを提供する。 【解決手段】 結線用ワイヤーＷを挿通するキャピラリ
ー１、半導体素子の周辺部に配置されたリード３、先端
部が高くなるように加工されていて、リード３を支持す
る本発明のリード支持部４０により構成される。そし
て、リードボンディングを行なう際、リード３先端部を
高くしてボンディングを行なう。これにより、キャピラ
リー１とリード３との接合面積を広くすることができ
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、半導体装置や固体
撮像素子の製造に用いられるワイヤーボンディング装置
および方法ならびにリードフレームに関し、特に、リー
ドボンディングを行なう際に適用して好適なワイヤーボ
ンディング装置および方法ならびにリードフレームに関
する。
【０００２】
【従来の技術】一般的に半導体チップに電源を供給した
り、或いは外部に電気信号を引き出すためにワイヤーボ
ンディングが用いられる。ワイヤーボンディングは、半
導体チップに形成された電極パッドと、半導体チップの
周辺部に配置されたリード（全体部分を「リードフレー
ム」、ワーク部分を「リード」と定義する）とをワイヤ
ーにて結線して導通を取る方法である。
【０００３】ワイヤーボンディングには幾つかの方法が
あるが、以下の説明では最も代表的なボールボンド方式
を例示して説明する。図３は従来のワイヤーボンディン
グ装置を示す拡大断面図である。
【０００４】図３に示すような従来のワイヤーボンディ
ング装置は、結線用ワイヤーＷをガイド孔２によってガ
イドするキャピラリー１、外部のリード３、このリード
３を支持するリード支持部４などにより構成される。リ
ード３は、通常金属で作製されたリード支持部４に水平
に支持された状態でワイヤーボンディングされる。
【０００５】キャピラリー１先端は、図３に示すように
Ｒ処理されていて、キャピラリーとワイヤーの接触部Ａ
を形成している。キャピラリー１の略中央部には、ガイ
ド孔２が形成されている。そして、リードボンディング
を行なう際には、キャピラリーとワイヤーの接触部Ａか
らボンド荷重および超音波を伝達してワイヤーＷとリー
ド接合部Ｂとの接続を図るようになされている。従っ
て、キャピラリーとワイヤーの接触部Ａの面積が大きい
程、リード接合部Ｂとの接合には有利となる。
【０００６】このようなワイヤーボンディング装置を用
いたワイヤーボンディングは次のようにして行われる。
先ず、キャピラリー１のガイド孔２に挿通されたワイヤ
ーＷの先端部に図示しない振動子から電気的スパークを
与えてボールを形成する。このボールをキャピラリー１
により半導体チップの電極パッド（何れも図示省略）に
押圧してボールボンディングが行われる。
【０００７】次いで、キャピラリー１を上昇させてルー
プを形成し、リード３にキャピラリー１を押圧してステ
ッチボンディングを行う。その後、キャピラリー１を上
昇させてワイヤーＷを切断し、ワイヤーＷ先端部に再度
スパークによりボールを形成する。以上の操作の繰り返
しにより電極パッド側およびリード側のワイヤーボンデ
ィングを行なう。
【０００８】しかしながら、かかる従来のワイヤーボン
ディング装置および方法では、近年の高密度化する半導
体素子には充分対応しきれないのが実情である。すなわ
ち、近年、半導体素子の高密度化、多ピン化、小型化に
よって電極パッドピッチおよび電極パッドサイズが縮小
される傾向にある。
【０００９】電極パッドピッチが縮小されると、電極パ
ッド側にボンディングする際、既にボンディングされて
いる隣接するワイヤーのループとキャピラリーが接触し
てループにダメージを与える問題が発生する。従って、
電極パッドピッチの縮小化に伴ってキャピラリーの先端
径も小型化する必要がある。また、電極パッドサイズが
縮小されると、ボンディングのボールサイズも縮小化す
る必要があり、ボールサイズを小さくするためにはワイ
ヤー径を細くする必要がある。
【００１０】図４を参照して小型化されたワイヤーボン
ディング装置および方法の問題点を説明する。図４は従
来のワイヤーボンディング装置の問題点を明らかにする
拡大断面図である。
【００１１】図４に示すような小型化されたワイヤーボ
ンディング装置は、ワイヤー径の細くなったワイヤーＷ
を挿通するキャピラリー１、外部のリード３、このリー
ド３を支持するリード支持部４などにより構成される。
図から理解されるように、キャピラリー１の先端径およ
びワイヤーＷ径が細小化された場合、キャピラリーとワ
イヤーの接触部Ａの面積が小さくなってリード接合部Ｂ
との接合が不利になる問題がある。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる問題点
に鑑みてなされたもので、その課題は、近年の高密度化
する半導体素子に対応するためワイヤー径、およびキャ
ピラリー先端径を細小化した従来のワイヤーボンディン
グ装置および方法では、リードボンディングの接合性が
低下するという問題を解消し、ワイヤーとリードフレー
ムとの安定接着を可能とするワイヤーボンディング装置
および方法ならびにリードフレームを提供することであ
る。
【００１３】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
めに本発明のワイヤーボンディング装置は、半導体素子
上に形成した電極パッドと、半導体素子の周辺部に配置
したリードとをワイヤーにて結線するワイヤーボンディ
ング装置において、リードを支持するリード支持部の構
造を、リードの先端部（キャピラリーから導出されるワ
イヤーの先端部が位置する方向）が中央部に比べて徐徐
に高くなるように形成することを特徴とするものであ
る。
【００１４】また、本発明のワイヤーボンディング方法
は、半導体素子上に形成した電極パッドと、半導体素子
の周辺部に配置したリードとを、キャピラリーを挿通し
たワイヤーにて結線するワイヤーボンディング方法にお
いて、先端部が中央部に比べて徐徐に高くなるように支
持されたリードを用いてワイヤーボンディングを行うこ
とにより、リードとキャピラリーとの接合面積を広げる
ことを特徴とするものである。
【００１５】本発明のリードフレームは、半導体素子上
に形成した電極パッドと、半導体素子の周辺部に配置し
たリードとをワイヤーにて結線するワイヤーボンディン
グ装置に用いるリードフレームにおいて、前記リード
を、先端部が中央部に比べて徐徐に高くなるように形成
することを特徴とするものである。
【００１６】本発明のワイヤーボンディング装置および
方法ならびにリードフレームによれば、ボンディングの
対象となるリード面を、水平ではなくリード先端部が徐
徐に高くなるようにしてワイヤーボンディングを行なう
ようにする。これにより、リードボンディングを行なう
際に、キャピラリーからのボンド荷重および超音波を伝
達し易くなる。また、ワイヤーとリードとの接合面積を
大きくすることができ、リードボンディングの接合性を
向上することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施の形
態につき添付図面を参照して説明する。
【００１８】先ず、図１を参照して本発明のワイヤーボ
ンディング装置の構成を説明する。図１は本発明のワイ
ヤーボンディング装置を示す拡大断面図である。なお、
従来技術で記載した事項と共通する部分には同一の参照
符号を付すものとする。
【００１９】本発明のワイヤーボンディング装置は、結
線用ワイヤーＷを挿通するキャピラリー１、半導体素子
の周辺部に配置されたリード３、このリード３を支持す
る本発明のリード支持部４０により構成される。キャピ
ラリー１先端はＲ処理されていて、キャピラリーとワイ
ヤーの接触部Ａを形成している。本発明のリード支持部
４０は、通常、水平に加工されているのに対して、リー
ド３の先端部（ワイヤーＷの先端部が位置する方向）が
徐徐に高くなるように加工されている。
【００２０】次に、このように構成された本発明のワイ
ヤーボンディング方法を、図１を参照して説明する。
【００２１】本発明のワイヤーボンディング方法は、キ
ャピラリー１に挿通されたワイヤーＷの先端部に図示し
ない振動子から電気的スパークを与えてボールを形成す
る。このボールをキャピラリー１によりリード３に圧力
を与えてリードボンディングを行なう。このとき、半導
体素子を搭載したリードフレーム（リード３）を支える
ために、リード３の形状に合わせて加工された本発明の
リード支持部４０の上にリード３を載置してワイヤーボ
ンディングを行う。
【００２２】本発明のリード支持部４０はリード３先端
部が徐徐に高くなるように加工されているため、リード
３の先端部が徐徐に高くなる状態によりワイヤーボンデ
ィングが可能となる。これにより、キャピラリー１から
のボンド荷重および超音波を伝達し易くなり、キャピラ
リーとワイヤーの接触部Ａとリード接合部Ｂとの接合面
積を広げることができる。
【００２３】すなわち、キャピラリーとワイヤーの接触
部Ａとリード接合部Ｂとの接合面積が充分確保されるこ
とにより、キャピラリー１とリード３とのボンド荷重お
よび超音波の伝達効率が良くなり、ワイヤーＷ付かずや
ワイヤーブレイクなどの発生を抑制できる。このこと
は、ワイヤーボンディング工程における生産効率を向上
するとともに、それに伴う半導体製品の歩留りを向上す
ることができる。以降の動作は前述と同様であり、重複
するため説明を省略する。
【００２４】引き続き、図２を参照して本発明のリード
フレームの実施形態を説明する。図２は本発明のリード
フレームを示す拡大断面図である。
【００２５】本発明のリードフレームは、リードフレー
ム自体をリード先端部が徐徐に高くなるように加工した
例である。すなわち、ワイヤーＷを挿通するキャピラリ
ー１、リード支持部４を備えたワイヤーボンディング装
置に対して、リード支持部４上に本発明のリード３０を
載置してワイヤーボンディングを行う方法である。
【００２６】本発明のリード３０は、リード先端部（ワ
イヤーＷの先端部が位置する方向）が徐徐に高くなるよ
うに加工されている。そして、本発明のリード３０を用
いてリード先端部が徐徐に高くなる状態でワイヤーボン
ディングを行なうことにより、キャピラリー１からのボ
ンド荷重および超音波を伝達し易くし、キャピラリーと
ワイヤーの接触部Ａとリード接合部Ｂとの接合面積を拡
大するものである。これにより、前述と同様の効果を得
ることができる。
【００２７】以上本発明の好適な実施の形態例につき詳
細な説明を加えたが、本発明はこれら実施の形態例以外
にも各種実施態様が可能である。例えば、本発明は実施
の形態例で説明したボールボンド方式以外のウエッジ方
式などにも応用可能である。また、半導体チップにおけ
る電極パッドのワイヤーボンディングにも応用可能であ
る。さらに、本発明の適用される装置は、半導体に限ら
ず固体撮像素子の製造装置にも応用可能で、本発明は前
記実施の形態例に限定されず、様々な形態に発展出来る
ことは言うまでもない。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように本発明のワイヤーボ
ンディング装置および方法ならびにリードフレームによ
れば、リードフレームおよびリード支持部を先端部（ワ
イヤーの先端部が位置する方向）が徐徐に高くなるよう
にしてキャピラリーとリードフレームの接着面積が充分
確保されるようにする。これにより、キャピラリーとリ
ードフレームとのボンド荷重や超音波の伝達効率が良く
なり、ワイヤー付かずやワイヤーブレイクなどの発生を
抑制することが可能となる。其れに伴い、ワイヤーボン
ディング工程における生産効率が向上でき、半導体製品
の歩留りを向上する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のワイヤーボンディング装置を示す拡大
断面図である。
【図２】本発明のリードフレームを示す拡大断面図であ
る。
【図３】従来のワイヤーボンディング装置を示す拡大断
面図である。
【図４】従来のワイヤーボンディング装置の問題点を明
らかにする拡大断面図である。
【符号の説明】
１…キャピラリー、２…ガイド孔、３…リード、４…リ
ード支持部、３０…本発明のリード、４０…本発明のリ
ード支持部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 半導体素子上に形成した電極パッドと、
    前記半導体素子の周辺部に配置したリードとをワイヤー
    にて結線するワイヤーボンディング装置において、 前記リードを支持するリード支持部を、前記リードの先
    端部が中央部に比べて徐徐に高くなるように形成するこ
    とを特徴とするワイヤーボンディング装置。
  2. 【請求項２】 半導体素子上に形成した電極パッドと、
    前記半導体素子の周辺部に配置したリードとを、キャピ
    ラリーを挿通したワイヤーにて結線するワイヤーボンデ
    ィング方法において、 先端部が中央部に比べて徐徐に高くなるように支持され
    た前記リードを用いてワイヤーボンディングを行うこと
    により、前記リードと前記キャピラリーとの接合面積を
    拡大することを特徴とするワイヤーボンディング方法。
  3. 【請求項３】 半導体素子上に形成した電極パッドと、
    前記半導体素子の周辺部に配置したリードとをワイヤー
    にて結線するワイヤーボンディング装置に用いるリード
    フレームにおいて、 前記リードを、先端部が中央部に比べて徐徐に高くなる
    ように形成することを特徴とするリードフレーム。
JP9355502A 1997-12-24 1997-12-24 ワイヤーボンディング装置および方法ならびにリードフレーム Pending JPH11186316A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011249724A (ja) * 2010-05-31 2011-12-08 Renesas Electronics Corp 半導体装置の製造方法及び半導体装置
CN110783213A (zh) * 2019-10-15 2020-02-11 中国电子科技集团公司第二十九研究所 一种引线键合用楔形劈刀及制备方法
JP2022107327A (ja) * 2021-01-08 2022-07-21 三菱電機株式会社 半導体装置および半導体装置の製造方法

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