JPS61105850A - ワイヤボンデイング方法 - Google Patents

ワイヤボンデイング方法

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JPS61105850A
JPS61105850A JP59226867A JP22686784A JPS61105850A JP S61105850 A JPS61105850 A JP S61105850A JP 59226867 A JP59226867 A JP 59226867A JP 22686784 A JP22686784 A JP 22686784A JP S61105850 A JPS61105850 A JP S61105850A
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JP
Japan
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wire
lead terminal
copper
alloy lead
copper alloy
Prior art date
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JP59226867A
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English (en)
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Saneyasu Hirota
弘田　実保
Kazumichi Machida
一道 町田
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 こノ発明は、ＩＣやトランジスタなどの製３Ｎにおいて
、金属ワイヤを半導体テップの電極とリード端子とに接
続するワイヤボンディング方法に関するものである。
〔従来の技術〕
一般に、半導体チップの電極とリード端子とのワイヤボ
ンディングには、従来は金属ワイヤとして金ワイヤが使
用されていた。しかし、金ワイヤは価格が高いことから
、最近は銅ワイヤを用いることが提案されている。また
、リード端子には従来は銀メッキ等の表面処理が施され
ていた。しかし、最近では表面処理の費用を節約するた
めに銀メッキを省略して銅ワイヤを銅合金リード端子上
に直接接合することが行われている。
第２図は従来のワイヤボンディング方法による銅ワイヤ
の銅合金リード端子へのステッチボンディングの状態を
示す概略説明図でるる。まず、従来のワイヤボンディン
グ方法を実施する場合に用いられ部材について説明する
。
図において（１）はダイパッド、（２）はダイパッド（
１）の表面に装着された半導体チップ、（３）は半導体
チップ（２）の表面に形成されたアルミニウム電極、（
４）は銅合金リード端子、（５）はセラミック製のキャ
ピラリーテップで、超音波併用して熱圧着によるワイヤ
ボンディングを行い、（６）は２５μｍの直径を有する
極細の銅ワイヤ、（７）はボンディング時に鋼合金り４
ド端子（４）を固定するためのリード押えである。
従来のワイヤボンディング方法により、銅ワイヤ（６）
を半導体チップ（２）のアルミニウム電極（３）と銅合
金リード端子（４）とに接合する場合、まず半導体チッ
プ（２）のアルミニウム電極（３ンの表面上に銅ワイヤ
（６）の先端を置き、キャピラリーテップ（５）で超音
波を併用した熱圧着することによってポールボンディン
グし、次いでリード押え（７）によって固定された銅合
金リード端子（４）の表面にアルミニウム電極（３）に
接合された銅ワイヤ（６）の他端側の一部を同じくキャ
ピラリーテップ（５）により、超音波を併用した熱圧着
することによってステッチボンディングして銅ワイヤ（
６）のワイヤボンディング作業が完了する。
〔発明が解決しようとする問題点〕
通常、超音波併用熱圧着ボンディング方式において、良
好な接合状態を得るためには、材料表面の酸化被膜等の
吸着物を十分に破壊或いは除去すること及び接合界面に
おける材料の微視的な塑性変形によって酸化被膜破壊後
の新生面同士の接触面積を拡大することが極めて重要で
ある。
従来のワイヤボンディング方法により、例えば金ワイヤ
に替えて銅ワイヤ（６）を銀ノッキを省略した銅合金リ
ード端子（４）に直接ステッチボンディングを行う場合
、上述の酸化被膜の除去及び接合界面での塑性変形の双
方においてワイヤやリード端子の従来の材料の組み倉せ
のときようも円錐であり、酸化被膜の除去なども行われ
ないことから、銅ワイヤ（６）と銅合金リード端子（４
）とのステッチングボンディング部における接合不良す
なわち接合強度不足あるいはボンディング時におけるは
がれなどが発生するという問題点があった。また、従来
のワイヤボンディング方法により、銅ワイヤ（６）を半
導体チップ（２）のアルミニウム電極（３）にポールボ
ンディングするときも同様な問題点がめった。
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、銅合金リード端子表面或いは半導体チップの電極
表面の酸化反膜を接合直前に除去してステッチボンディ
ング或いはポールボンディングにおける接合性を大幅に
向上させることができるワイヤボンディング方法を得る
ことを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係るワイヤボンディング方法ハ、金属、ワイ
ヤを用い、て半導体チップ上の電極とリード端子とを結
線するワイヤボンディング方法において、接合前に金属
ワイヤと被接合部材との間を不活性ガスの雰囲気にする
と共に金属ワイヤが陽極となるように被接合部材との間
に高電圧を印加してアークを発生させ、その後に金属ワ
イヤと被接合部材とを接合するようにしたものである。
〔作　用〕
金属ワイヤと被接合部材とが接合される前に金属ワイヤ
とリード端子との間に不活性ガスの雰囲気にして高電圧
を印加してアークを発生させ、アークのクリーニング作
用によってリード端子の表面の酸化被覆が破壊又は除去
されるからその後に金属ワイヤとリード端子とを接合し
たときには′強固な接合が得られ、接合性が大幅に向上
する。
〔実施例〕 第１図はこの発明の一実施例を示す概略説明図である。
従来方法に用いられるのと同じ部材については同一符号
を付して重複した説明を省略する。
図において、（８）は極細の銅ワイヤ（６）と銅合金リ
ード端子（４）とに高電圧を印加するための電源で、電
源（８）の陽極は銅ワイヤ（６）に接続され、電源（８
）の陰極は鋼合金リード端子（４）に接続されている。
（９）は銅ワイヤ（６）と鋼合金リード端子（４）との
間に発生したアーク、α１は不活性ガス噴出用のノズル
である。
なお、電源（８）の印加電圧は１．　ＯＫＶ程度、銅合
金リード端子（４）の表面と銅ワイヤ（６）の表面との
間隔は０２〜０．３　ｔａｎ程度が適当とされている。
次に、この発明方法により銅ワイヤ（６）を銅合金リー
ド端子（４）の表面に接合する場合について説明する。
まず、銅ワイヤ（６）の他端側で接合すべき部分を銅合
金リード端子（４）の接合すべき表面の上方に設置する
。このときの銅ワイヤ（６）と銅合金リード端子（４）
との間隔を例えば０．１　ｔｔｒｍに設定する。
次ＶＣ１，ＩズルαＯから不活性ガスでるるアルゴンガ
スを吹き出させ、接合される銅ワイヤ（６）と銅合金リ
ード端子（４）との間を不活性ガスの雰囲気にし、しか
る後に電源（８）によって銅ワイヤ（６）と銅合金リー
ド端子（４）との間に１．ＯＫＶの高電圧を印加して絶
縁破壊を行わせアーク（９）を発生させる。そうすると
、銅合金リード端子（４）の表面には通常数十〜数百へ
の酸化被膜が形成されているが、アーク（９）のクリー
ニング作用即ち、陽イオンが陰極降下にょつで加速され
て銅合金リード端子（４）に衝突するとき酸化物を破壊
分液する作用によって酸化被膜が破壊されて接合にとっ
て極めて好ましい表面である新生面を形成する。このよ
うに従来は接合時の超音波の作用で酸化被膜を破壊して
新生面を露出させるが、この発明ではアーク（９）のク
リーニング作用によって酸化被膜を破膜して新生面を形
成している。銅ワイヤ（６）と銅合金リード端子（４）
との間を不活性ガスの雰囲気にするのは安定した絶縁破
壊を行わせるためでるる。
しかる後に、キャピラリーテップ（５）で超音波を併用
した熱圧着することによって銅ワイヤ（６）を銅合金リ
ード端子（４）の接合すべき表面にステツナボンディン
グする。このとき、銅合金リード端子（４）の接合すべ
き表面は接合性を悪化させる酸化被覆がないことがら銅
ワイヤ（６）が強固に接合される。
なお、この場合、クリーニング後の再酸化を防止するた
め、不活性ガスの雰囲気を残しておく必要がある。
この実施例では、２５μｍ　の直径の銅ワイヤ（６）を
鋼合金リード端子（４）ニスチッチボンディングする例
を説明したが、銅ワイヤ（６）をその直径が５０１Ｌｍ
　のもの或いはそれ以外の直径のものを用いてもよいこ
とは勿論である。
また、ワイヤリード端子の材質も実施例のものに限定さ
れるものではないことは勿論である。
更に、この実施例にあっては、この発明方法が銅ワイヤ
（６）を銅合金リード端子（４）に接合する場合に実施
される例を説明したが、銅ワイヤ（６）を半導体チップ
（２）のアルミニウム電極（３）に接合する場合にも実
施しうろことは勿論である。
更に捷た、不活性ガス雰囲気形成方法としてこの実施例
ではノズル（１０から吹き出させて形成する方法を示し
たが、その他の方法例えばナヤンバーを用いたシールド
方法等を採用してもよく、不活性ガスもアルゴンに限ら
れないことは勿論である。
〔発明の効果〕
この発明は以上説明したとおり、接合する直前に金属ワ
イヤとそれが接合さ力、る半導体チップ上の電極或いは
リード端子である被接合部材との間を不活性ガスの雰囲
気にするとともに金属ワイヤが陽極となるよう（（被接
合部材との間に高電圧を印加し、発生［７たアークのク
リーニング作用によって被枡合部材の表面に形成きれて
いる酸化被覆と破壊・除去し、その後に金属ワイヤと被
接合部材とを接合するようにしたので、金鴫ワイヤと皺
接合部材との接合性が著しく大幅に向とし、しかも接合
コストを低減化できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は、この発明の一実施例を示す概略説明図、第２
図は従来のワイヤボンディング方法を実施した状態を示
す概略説明図である。 図において、（２）は半導体チップ、（３）はアルミニ
ウム電極、（４）は銅合金リード端子、（６）は銅ワイ
ヤである。 なお、各図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）金属ワイヤを用いて半導体チップ上の電極とリー
    ド端子を結線する方法において、接合前に金属ワイヤと
    被接合部材との間を不活性ガスの雰囲気にすると共に金
    属ワイヤが陽極となるように被接合部材との間に高電圧
    を印加してアークを発生させ、その後に金属ワイヤと被
    接合部材とを接合することを特徴とするワイヤボンディ
    ング方法。
  2. （２）金属ワイヤは極細の銅ワイヤであることを特徴と
    する特許請求の範囲第１項のワイヤボンディング方法。
  3. （３）被接合部材は半導体チップ上のアルミニウム電極
    であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のワ
    イヤボンディング方法。
  4. （４）被接合部材は銅合金リード端子であることを特徴
    とする特許請求の範囲第１項記載のワイヤボンディング
    方法。
  5. （５）不活性ガスはアルゴンであることを特徴とする特
    許請求の範囲第１項記載のワイヤボンディング方法。
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