JPS5853502B2 - 金属細線の接続方法 - Google Patents

金属細線の接続方法

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JPS5853502B2
JPS5853502B2 JP58031608A JP3160883A JPS5853502B2 JP S5853502 B2 JPS5853502 B2 JP S5853502B2 JP 58031608 A JP58031608 A JP 58031608A JP 3160883 A JP3160883 A JP 3160883A JP S5853502 B2 JPS5853502 B2 JP S5853502B2
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thin metal
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aluminum wire
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千比呂 小池
正義 村瀬
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NEC Home Electronics Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は金属細線の接続方法に関し、特に金属細線のリ
ードへの接続後における切断方法の改良に関するもので
ある。
一般に半導体装置は例えば第１図に示すように熱伝導性
良好なる金属部材よりなる放熱板Ａの上面に半導体素子
Ｂを半田部材を用いて固定すると共に、この半導体素子
Ｂの電極と放熱板Ａに絶縁的に植立されたリードＣの頂
部りとをアルミニウム線Ｅにて接続し、然る後、半導体
素子Ｂ、ＩＪ−ドＣなどの主要部分が隠蔽されるように
キャップＦを放熱板Ａに溶接して構成されている。
ところで、アルミニウム線Ｅによる半導体素子Ｂの電極
とリードＣとの接続は例えば第２図に示すように行われ
ている。
まず、同図ａに示すようにウェッジＧにてアルミニウム
線Ｅの一端を半導体素子Ｂの電極に超音波ボンディング
法によって接続した後、ウェッジＧをリードＣの頂部り
上に移動２位置させる。
そして、ウェッジＧにてアルミニウム線ＥをリードＣの
頂部りに押圧し乍ら、超音波ボンディング法によって接
続する。
そして、同図すに示すようにウェッジＧをリードＣの頂
部りより後方（図において左方）に移動させると共に、
ウェッジＧの後方に突出するアルミニウム線Ｅをチャッ
クＨにて把持する。
そして、チャックＨを図示矢印方向に移動させる。
すると、アルミニウム線ＥのリードＣの頂部りとの接続
点より若干後方部分の断面が縮少されるように伸長され
る。
そして、同図Ｃに示すように切断される。
以下同様にして半導体素子Ｂの電極とリードＣとの接続
が行われる。
しかし乍ら、ウェッジＧの先端における溝に位置するア
ルミニウム線ＥはリードＣの頂部りへの接続後に行われ
るプルカットによってその断面が縮小化される傾向にあ
る。
従って、その線径がウェッジＧの溝の深さより大きい場
合には半導体素子Ｂの電極への押圧し乍らの接続は確実
に遂行できるのであるが、第３図に示すようにその線径
がウェッジＧの溝の深さより小さくなると、ウェッジＧ
によるアルミニウム線ＥのリードＣへの充分なる押圧が
できなくなるために、超音波ボンディング法による良好
な接続構体を得ることができなくなる。
その上、アルミニウム線Ｅの端部にはプルカット時に径
小化されたひげ状の細線部が形成され易く、これが長い
とアルミニウム線Ｅを半導体素子Ｂに接続する際に接続
予定部外の部分にも接触して短絡事故を発生させる。
さらにはアルミニウム線Ｅのプルカット時に、それとリ
ードＣとの接続強度が充分でない場合ないしチャックＨ
による引張強度が大きい場合には接続部分からはずれて
しまうなどの不都合が生ずる。
又、アルミニウム線Ｅの半導体素子Ｂの電極並びにリー
ドＣへの接続端部はそれぞれ異った方向に向けて位置し
ている関係で、両接続部間における彎曲部が正常な彎曲
形態となり難いために、アルミニウム線Ｅの腰が弱く、
組立工程における一寸した押圧力などによって簡単に変
形してしまう傾向にある。
従って、変形時にアルミニウム線Ｅが不所望部分に接触
したりして半導体装置としての機能を奏しえなくなると
いう欠点がある。
本発明はこのような点に鑑み、金属細線の半導体素子へ
の接続性を高めると共に、半導体素子側における金属細
線の彎曲形態を改善し、かつＩＪ−ド側における金属細
線の切断を確実に行いうる金属細線の接続方法を提供す
るもので、以下実施例について説明する。
第４図において、１は金属部材よりなる放熱板であって
、その表面には例えばニッケルがメッキされている。
２は放熱板１にほぼ直角に絶縁的に植立されたニッケル
、鉄などを主体とする金属部材よりなるリードであって
、それの頂部には径大部３が一体的に形成されている。
４は半導体素子であって、放熱板１の上面１ａに半田部
材５を用いて固定されている。
６は例えば線径が３００＄ｌｔ以上に設定されたアルミ
ニウム線、銀線などの金属細線であって、その一端６ａ
は半導体素子４の電極に、他端６ｂはリード２の径大部
３にそれぞれ超音波ボンディング法によって接続されて
いる。
尚、一端６ａは金属細線６のほぼ延長方向に向けて配置
されている。
７は例えば鉄、ニッケルなどを主体とする金属部材より
なるキャップであって、半導体素子４ 、リード２など
の主要部分が隠蔽されるように放熱板１の上面１ａに溶
接されている。
次に金属細線として線径が４００！；μのアルミニウム
線を用い、このアルミニウム線の半導体素子並びにリー
ドへの接続方法について第５図〜第１０図を参照して説
明する。
尚、第５図〜第６図はアルミニウム線の接続装置である
。
図において、８は棒状のツールであって、その中央部分
にはアルミニウム線を挿通ずる貫通孔９が形成されてい
る。
そして、それの下端面にはアルミニウム線の線径より小
さい例えば半分程度の深さの溝１０が、貫通孔９の両側
に溝１０ａ、１０ｂとして分割して形成されている。
そして、溝１０ｂの貫通孔９に隣接する部分には例えば
溝１０ｂの半分程度の突起１１が一体的に形成されてい
る。
１２はツール８の上方に位置するチャックであって、開
閉自在に構成されている。
１３はツール８の下方に位置する整形体であって、図示
矢印方向に移動自在に構成されている。
まず、第７図に示すように、アルミニウム線６をツール
８の貫通孔９に挿通し、下端部を溝１０ａに収納する。
そして、この状態において、ツール８を半導体素子４に
対して押圧し乍ら超音波エネルギーを付与することによ
って、アルミニウム線６は半導体素子４の電極に接続さ
れる。
次にツール８を上方に移動させた後、リード２の方向に
水平移動させると、アルミニウム線６は溝１０ｂに収納
される。
この状態でリード２の径大部３にまで下降させると第８
図に示す状態となる。
そして、ツール８を径大部３に対して押圧し乍ら超音波
エネルギーを付与するとアルミニウム線６の部分６ｂは
径大部３に接続される。
これと同時に、溝１０ｂにおける突起１１はアルミニウ
ム線６に喰い込んでノツチ部６ｃを形成する。
次に第９図に示すように、ツール８を上方に移動させた
後、アルミニウム線６をチャック１２にて把持する。
そして、チャック１２を上方に移動させると、アルミニ
ウム線６はノツチ１６ｃによって切断され易くなってい
る関係で、簡単に切断される。
次に第１０図に示すように、ツール８の下端部より下方
に突出するアルミニウム線６を、例えば板状の整形体１
３を図示矢印方向に移動させることによって、図示点線
のように溝１０ａ内に収納されるように変形させる。
これによって、次の半導体素子の電極への接続準備を完
了する。
以下同様にしてアルミニウム線６は半導体素子４並びに
リード２に接続される。
このようにアルミニウム線６の半導体素子４に接続され
た一端６ａはアルミニウム線６のほぼ延長方向に向けて
位置しているために、一端６ａ部分におけるアルミニウ
ム線６の立上り部がほぼ直角になり、リード２と半導体
素子４との間におけるアルミニウム線６の彎曲形態が改
善されるのみならず、腰の強さも向上する。
従って、組立工程において一寸した外力が作用しても変
形することはなく、不所望部分への接触による半導体装
置としての特性、信頼性の低下もない。
又、アルミニウム線６はリード２に接続する際に、切断
予定部にノツチ部６Ｃが形成されるので、アルミニウム
線６の切断時に線径に変化を持たらすことはない。
これがために、半導体素子４の電極に接続する際に、ア
ルミニウム線６にツール８より充分に超音波エネルギー
を付与できる関係で、確実に接続できる。
尚、本発明は何ら上記実施例にのみ制約されることなく
、例えばキャップ封屯型の半導体装置の他、樹脂封止型
の半導体装置にも適用できるし、放熱板、リードの形状
も適宜に変更できる。
又、金属細線はアルミニウム、銀にのみ制約されない。
さらにはツールは例えば第１１図〜第１２図で示すよう
に溝、突起の形状を変更することもできる。
以上のように本発明によれば、金属細線の半導体素子へ
の接続性を高めることができる上半導体素子側における
金属細線の彎曲形態を改善できることに伴って組立工程
における金属細線の変形を軽減でき、半導体装置として
の特性、信頼性を改善できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来の半導体装置の側断面図、第２図〜第３図
は金属細線の半導体素子並びにリードへの接続方法を説
明するための要部側断面図、第４図は本発明に係る半導
体装置の側断面図、第５図は本発明に係る金属細線の接
続装置の要部側断面図、第６図は第５図の下面図、第７
図〜第１０図は本発明方法を説明するための要部側断面
図、第１１図は本発明に係る金属細線の接続装置の他の
実施例を示す要部側断面図、第１２図は第１１図のＩ−
Ｉ断面図である。 図中、２はリード、４は半導体素子、６は金属細線、６
ｃはノツチ部、８はボンディングツール、９は貫通子Ｌ
１１は突起である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 下端面に開口する貫通孔の一部周縁に突起を形成し
    てなるボンディングツールに金属細線を、下端面の開口
    部より導出されるように挿通し、この導出された金属細
    線を半導体素子の電極に、ボンディングツールの下端面
    における突起の未形成部分にて押圧することにより接続
    し、次いでボンディングツールをリード部分に移動して
    金属細線をリードに、ボンディングツールの下端面にお
    ける突起の形成側部分にて押圧することにより接続する
    と同時に、金属細線に突起によるノツチ部を形成するこ
    とを特徴とする金属細線の接続方法。
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