JPS61231735A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPS61231735A
JPS61231735A JP60073034A JP7303485A JPS61231735A JP S61231735 A JPS61231735 A JP S61231735A JP 60073034 A JP60073034 A JP 60073034A JP 7303485 A JP7303485 A JP 7303485A JP S61231735 A JPS61231735 A JP S61231735A
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JP
Japan
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lead
bonding
pressing
wire
oxide film
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JP60073034A
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English (en)
Inventor
Kazumichi Machida
一道 町田
Saneyasu Hirota
弘田　実保
Yoko Shibuya
渋谷　洋子
Masaaki Shimotomai
下斗米　将昭
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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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〕 この発明は、半導体装置の製造方法に関し、特にＩＣや
トランジスタなどの製造工程において、半導体チップ上
の電極とリード端子とを金運細線を用いて接続するワイ
ヤボンディング方法に関するものである。
〔従来の技術〕
第３図は従来のワイヤボンディング方法を模式的に示し
たものである。図において、１は金ワイヤ、２は半導体
チップ、３は半導体チップ２上に形成されたアルミ電極
、４は銀めっき等の表面処理が施された銅合金リード、
５はボンディングツールであるキャピラリチップである
。
従来のワイヤボンディング方法では、金ワイヤＩの先端
をアーク入熱で熔融凝固させて球状部１ａを形成し、こ
の球状部１ａをアルミ電極３に接合した後（第３図（ａ
）　（ｂｌ参照）、金ワイヤ１の他端側をリード４に接
合するようにしており（第３図（Ｃ１（ｄｌ参照）、又
ワイヤｌの接合には主に超音波併用熱圧着方式が用いら
れている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
以上のように従来は、ワイヤ材料として金が用いられ、
又リード４の表面には銀めっき等の表面処理が施されて
いたが、材料原価低減及び素子の長期信頼性向上という
観点から、ワイヤの材料を金から銅、アルミニウム等の
他の材料に代えるとともに、銅合金リード４表面の銀め
っき層を省略し、リード４上に直接金属ワイヤを接合す
ることが考えられる。
また超音波併用熱圧着ボンディングにおいて、良好な接
合状態を得るためには、材料表面の酸化皮膜等の吸着物
を十分に破壊、除去すること、及び接合界面における材
料の塑性変形により、酸化膜破壊後の新生面同志の接触
面積を拡大することが極めて重要である。
しかるに上述のように銀めっき層を省略し、リードに直
接ボンディングを行なう場合、上記の２点、即ち酸化膜
の除去及び接合界面での塑性変形の双方において、従来
の銀めっきリードに比し、満足し得るような結果を得る
ことが著しく困難となる。そのためリードへのボンディ
ング時に接合不良、即ち接合強度不足、極端な場合はボ
ンディング時のはがれなどが発生することとなる。
この発明は上記のような問題点に鑑みてなされたもので
、金属ワイヤとリードとの接合性を向上できる半導体装
置の製造方法を提供することを目的としている。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係る半導体装置の製造方法は、ワイヤボンデ
ィング工程以前に、先端に球面状押圧面を有する押圧体
をリードのボンディングエリアに押圧しこれをスピンさ
せるようにしたものである。
〔作用〕
この発明においては、押圧体をリードのボンディングエ
リアに押圧、スピンさせるようにしたことから、リード
のボンディングエリアの酸化膜等の吸着物が十分に破壊
、除去され、この清浄化されたボンディングエリアに金
属ワイヤが接合されるものである。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を図について説明する。
第１図及び第２図は本発明の一実施例による半導体装置
の製造方法を模式的に示したものである。
図において、第３図と同一符号は同図と同一のものを示
し、６は表面の銀めっきが省略された銅合金リード、７
は金属ワイヤ、８は先端に曲率半径Ｒが１ｍ＋ｗ〜１５
０ｍｍの球面状押圧面８ａを有する押圧棒（押圧体）で
ある。
本実施例の方法では、ワイヤボンディング工程前におい
て、押圧棒８の球面状押圧面８ａをり−ド６のボンディ
ングエリアに所定の荷重でもって押圧しく第１図（ａｌ
参照）、その状態で押圧棒８を例えば１秒以下の時間内
でスピンさせる（第１図（ｂ）参照）。するとこの押圧
棒８のスピンによってリード６表面の酸化膜は破壊され
、この破壊された酸化膜６ａは押圧面７ａの外周側、即
ちリード６のボンディングエリア外側に向けて押し出さ
れ、こうしてリード６のボンディングエリアは清浄化さ
れるので、その後は押圧棒７のスピン、押圧を停止し、
これを上方に移動させた後（第１図（Ｃ）参照）、第３
図に示す従来の方法と同様にして金属ワイヤ７のワイヤ
ボンディングを行なう（第２図参照）。ここで押圧面８
ａの曲率半径Ｒを１ｍｍ〜１５０ｍｍとしたのは、曲率
半径Ｒが１ｍｍ以下では曲率が大きくなりすぎ、ボンデ
ィング時にキャピラリチップ５がリード６のボンディン
グエリア外縁の段部（第２図のＡ部参照）と当接してワ
イヤ７を十分押圧できず、ボンディングが不十分となる
からであり、一方向率半径Ｒが１５０ｍｍ以上では押圧
棒８をボンディングエリア内の一定の位置で正確にスピ
ンさせることが困難だからである。
以上のような本実施例の方法では、ワイヤボンディング
工程以前にリード表面の酸化膜を機械的に破壊除去する
ようにしたので、ボンディング時のリード及びワイヤの
新生面同志を確実に接触させることができ、接合性を大
幅に向上でき、金。
銀等の貴金属材料の使用量を大幅に削減できる。
ところでリード表面の酸化膜を破壊除去する方法として
は、例えば超音波併用熱圧着ボンディングではワイヤボ
ンディング工程中に、その超音波出力を増大させること
が考えられるが、この方法ではリードに作用する超音波
出力が大きくなると、リードフレームに搭載した半導体
チップが悪影響を受けるおそれがあり、そのため大きな
超音波出力を印加できず、完全に酸化膜を破壊除去する
のが困難である。これに対し、本方法ではワイヤボンデ
ィング工程以前に押圧棒のスピンにより酸化膜を破壊除
去するようにしているので、半導体チツブが悪影響を受
けることなく、酸化膜を完全に破壊除去することが可能
である。
なお上記実施例では押圧体として押圧棒を用いるように
したが、これは球状のものであってもよ（、いずれにし
ても先端に球面状押圧面を有するものであればよい。ま
たリードは銅合金リードではなく、鉄系のリードであっ
てもよい。
〔発明の効果〕
以上のように、本発明に係る半導体装置の製造方法によ
れば、ワイヤボンディング工程以前に、押圧体をリード
のボンディングエリアに押圧し、これをスピンさせるよ
うにしたので、リードのボンディングエリアを清浄化し
てリードとワイヤの接合性を大幅に向上でき、その結果
貴金属材料の使用量を大幅に削減できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図（ａ）〜（Ｃ）は各々本発明の一実施例による半
導体装置の製造方法における主要工程を示す模式図、第
２図は上記方法におけるボンディング工程を示す模式図
、第３図（ａ）〜（ｄ＋は各々従来の方法における各工
程を示す模式図である。 ２・・・半導体チップ、３・・・電極、６・・・銅合金
リード、７・・・金属ワイヤ、８・・・押圧棒（押圧体
）。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）半導体チップ上の電極とリードとを金属細線を用
    いて結線する半導体装置の製造方法において、ワイヤボ
    ンディング工程以前に、先端に球面状押圧面を有する押
    圧体によりリードのボンディングエリアを押圧し、この
    状態でこの押圧体をスピンさせることを特徴とする半導
    体装置の製造方法。
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