JPS62158335A - ワイヤボンディング用キャピラリ− - Google Patents
ワイヤボンディング用キャピラリ−Info
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- JPS62158335A JPS62158335A JP60298550A JP29855085A JPS62158335A JP S62158335 A JPS62158335 A JP S62158335A JP 60298550 A JP60298550 A JP 60298550A JP 29855085 A JP29855085 A JP 29855085A JP S62158335 A JPS62158335 A JP S62158335A
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- Japan
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- capillary
- thin film
- hard thin
- conductor
- pointed end
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- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies
- H01L24/78—Apparatus for connecting with wire connectors
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- H—ELECTRICITY
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
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- H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
- H01L2224/78—Apparatus for connecting with wire connectors
- H01L2224/7825—Means for applying energy, e.g. heating means
- H01L2224/783—Means for applying energy, e.g. heating means by means of pressure
- H01L2224/78301—Capillary
- H01L2224/78302—Shape
-
- H—ELECTRICITY
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/00014—Technical content checked by a classifier the subject-matter covered by the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group, being disclosed without further technical details
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01082—Lead [Pb]
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。
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〕
本発明は、ＬＳＩやＩＣなどの半導体装置のワイヤポン
ディングに使用するキャピラリーに関するものである。
ディングに使用するキャピラリーに関するものである。
半導体装置において、半導体チップの電極とパッケージ
のリード電極との接続には、金またはアルミニウムより
なる直径０．０１５〜０．１ｍｍ程度の細い導線を用い
ているが、この接続工程（ワイヤボンディング）には、
第３図に先端部を示すように導線を先端に送出する直径
０．０２５〜０．１ｍｍ程度の細孔１ａを備えたキャピ
ラリー１を使用していた。
のリード電極との接続には、金またはアルミニウムより
なる直径０．０１５〜０．１ｍｍ程度の細い導線を用い
ているが、この接続工程（ワイヤボンディング）には、
第３図に先端部を示すように導線を先端に送出する直径
０．０２５〜０．１ｍｍ程度の細孔１ａを備えたキャピ
ラリー１を使用していた。
このキャピラリー１は、全体をアルミナ多結晶セラミッ
クまたはルビー、サファイアなどのアルミナ単結晶で形
成したものが広く用いられていたほか、炭化珪素質セラ
ミックにより形成することも考えられていた。
クまたはルビー、サファイアなどのアルミナ単結晶で形
成したものが広く用いられていたほか、炭化珪素質セラ
ミックにより形成することも考えられていた。
ところが、アルミナ多結晶セラミック製キャピラリーの
場合、金属の付着性が大きく、また表面に存在するボイ
ドやピンホール等のため、先端部に導線や電極の粉が付
着しやすく、この付着物が多くたまると細孔１ａの穴詰
まりや導線切れ、ループ異常等を引き起こしていた。さ
らに、このキャピラリー先端部は常に３００℃程度とな
っており、１秒間に１４回程度の高速で導線を電極上に
圧着する際に、電極に打ちつけられて瞬間的に約１００
０℃の高温に達することがあるため、熱伝導率の低いア
ルミナ多結晶セラミックスのキャピラリーは、ヒートシ
ョックによる先端部の欠けや摩耗が激しく、比較的短期
間で使用不能となっていた。
場合、金属の付着性が大きく、また表面に存在するボイ
ドやピンホール等のため、先端部に導線や電極の粉が付
着しやすく、この付着物が多くたまると細孔１ａの穴詰
まりや導線切れ、ループ異常等を引き起こしていた。さ
らに、このキャピラリー先端部は常に３００℃程度とな
っており、１秒間に１４回程度の高速で導線を電極上に
圧着する際に、電極に打ちつけられて瞬間的に約１００
０℃の高温に達することがあるため、熱伝導率の低いア
ルミナ多結晶セラミックスのキャピラリーは、ヒートシ
ョックによる先端部の欠けや摩耗が激しく、比較的短期
間で使用不能となっていた。
また、ルビー、サファイア等のアルミナ単結晶で形成し
たキャピラリーの場合は、先端部に導線や電極の粉の付
着や摩耗は少ないが、キャピラリー自体を製造する加工
工程中に発生したマイクロクラックに基づき、キャピラ
リーをボンディング装置に取り付ける際などの取り扱い
中に欠けや折れが発生することが多く、ボンディングに
より寿命を全うするものに対し途中で使用不能となるも
のが約５０！あった。さらにルビーやサファイアは、ア
ルミナ多結晶セラミックに比ベコストが高いという問題
点もあった。
たキャピラリーの場合は、先端部に導線や電極の粉の付
着や摩耗は少ないが、キャピラリー自体を製造する加工
工程中に発生したマイクロクラックに基づき、キャピラ
リーをボンディング装置に取り付ける際などの取り扱い
中に欠けや折れが発生することが多く、ボンディングに
より寿命を全うするものに対し途中で使用不能となるも
のが約５０！あった。さらにルビーやサファイアは、ア
ルミナ多結晶セラミックに比ベコストが高いという問題
点もあった。
上記に鑑みて、本発明はセラミックスまたはサーメット
より形成したワイヤボンディング用キャピラリーの少な
くとも先端部の表面に、硬質薄膜を被着したものである
。
より形成したワイヤボンディング用キャピラリーの少な
くとも先端部の表面に、硬質薄膜を被着したものである
。
本発明に係るキャピラリー１は第１図、第２図に示すよ
うにセラミックより成り、先端に導線を送出する細孔１
ａを備えており、先端部表面に硬質薄膜２を被着してい
る。硬質薄膜２は、細孔１ａの内側面まで形成され、滑
らかな面となっているため、導線をスムーズに送出する
ことができ、また、キャピラリー１と導線との化学反応
を防止できる。
うにセラミックより成り、先端に導線を送出する細孔１
ａを備えており、先端部表面に硬質薄膜２を被着してい
る。硬質薄膜２は、細孔１ａの内側面まで形成され、滑
らかな面となっているため、導線をスムーズに送出する
ことができ、また、キャピラリー１と導線との化学反応
を防止できる。
さらに、キャピラリーｌの強度や耐摩耗性も大きくなる
ため寿命を長くすることができる。
ため寿命を長くすることができる。
このようなキャピラリーｌの基体の材質および硬質薄膜
２の種類を第１表に示すような組合せで試作し、従来の
アルミナ多結晶セラミックおよびルビーよりなるキャピ
ラリーと共にワイヤボンディング試験を行った。それぞ
れのキャピラリーを１０個用意し、同一条件のもとに金
線を用いてワイヤボンディングを行い、ボンディング回
数と導線の接続状態の関係を調べた結果、それぞれの平
均値は第１表のようになった。
２の種類を第１表に示すような組合せで試作し、従来の
アルミナ多結晶セラミックおよびルビーよりなるキャピ
ラリーと共にワイヤボンディング試験を行った。それぞ
れのキャピラリーを１０個用意し、同一条件のもとに金
線を用いてワイヤボンディングを行い、ボンディング回
数と導線の接続状態の関係を調べた結果、それぞれの平
均値は第１表のようになった。
第１表より患１０のアルミナ多結晶セラミックよりなる
キャピラリーは、６０万回程度のボンディングで先端部
の摩耗や、付着物による穴づまりのため導線の接続不良
が発生し、使用困難となったのに対し、同じアルミナ多
結晶セラミックよりなるキャピラリーにＴｉｃ、ＴｉＮ
の薄膜を被着したＮｌ１ｌ、隘２のものは、それぞれ１
２０万回、９０万回程度のボンディングを行っても使用
可能な状態を保っており、寿命が長くなることがわかる
。また、！１ｋＬ１１のルビーよりなるキャピラリーは
２４０万回程度のボンディング後も特に異常が認められ
ず寿命は長いものの、ボンディング装置に取りつけると
きに欠けや折れが発生して試験を行えなかったものが１
０本中３本あった。それに対し、磁５のＳｔＣよりなる
基体にＳｉＣの薄膜を被着したキャピラリーや、隘６
、Ｎ［Ｌ７のＳｔＣ％ ５ｉ３Ｎａよりなる基体にダイ
ヤモンドの薄膜を被着したキャピラリーは２４０万回程
度のボンディング後も特に異常がなく、取り扱い中に欠
けや折れが発生することもなかった。ダイヤモンドは熱
伝導率が高いため、ダイヤモンド薄膜を被着したキャピ
ラリーは放熱特性を良くすることができる。
キャピラリーは、６０万回程度のボンディングで先端部
の摩耗や、付着物による穴づまりのため導線の接続不良
が発生し、使用困難となったのに対し、同じアルミナ多
結晶セラミックよりなるキャピラリーにＴｉｃ、ＴｉＮ
の薄膜を被着したＮｌ１ｌ、隘２のものは、それぞれ１
２０万回、９０万回程度のボンディングを行っても使用
可能な状態を保っており、寿命が長くなることがわかる
。また、！１ｋＬ１１のルビーよりなるキャピラリーは
２４０万回程度のボンディング後も特に異常が認められ
ず寿命は長いものの、ボンディング装置に取りつけると
きに欠けや折れが発生して試験を行えなかったものが１
０本中３本あった。それに対し、磁５のＳｔＣよりなる
基体にＳｉＣの薄膜を被着したキャピラリーや、隘６
、Ｎ［Ｌ７のＳｔＣ％ ５ｉ３Ｎａよりなる基体にダイ
ヤモンドの薄膜を被着したキャピラリーは２４０万回程
度のボンディング後も特に異常がなく、取り扱い中に欠
けや折れが発生することもなかった。ダイヤモンドは熱
伝導率が高いため、ダイヤモンド薄膜を被着したキャピ
ラリーは放熱特性を良くすることができる。
また、これらの硬質薄膜は結晶質のものであるが阻８の
非晶質のものでもほぼ同じ結果であった。
非晶質のものでもほぼ同じ結果であった。
上記実施例において、硬質薄膜の平均膜厚は１４μｍの
ものを用いたが種々、実験の結果平均膜厚が０．５μｍ
では、耐摩耗性、強度が弱く、一方平均膜厚を５０μｍ
より厚くすると割れによる剥離が発生しやすくなるだけ
でなく、細孔を小さくしてしまうという不都合があった
。即ちキャピラリー基体の先端部に被着する硬質薄膜の
平均膜厚は０．５〜５０μｍが好適である。 ′ このような硬質薄膜の被着方法はいろいろあるが、たと
えば、ダイヤモンドの薄膜を被着する場合は、プラズマ
中の活性分子、ラジカル、イオン、電子等を利用して、
基体にダイヤモンド層を沈積させるプラズマＣＶＤ法が
適している。この他、材質等の違いに応じてＰＶＤ法、
イオンブレーティング法、スパッタリング法などで薄膜
を被着してもよい。また、キャピラリーの細孔の先端部
分はあらかしめ広く形成しておき薄膜被着後研磨するこ
とによって適正な大きさにすればよい。このようにプラ
ズマＣＶＤ法などで硬質薄膜を形成することにより地下
と比較して結晶粒径が細かく、ボイドのない緻密質とな
るため滑らかな表面が得られるが、必要に応じて、表面
の研磨を行なえは、さらに滑らかな面を得ることができ
る。
ものを用いたが種々、実験の結果平均膜厚が０．５μｍ
では、耐摩耗性、強度が弱く、一方平均膜厚を５０μｍ
より厚くすると割れによる剥離が発生しやすくなるだけ
でなく、細孔を小さくしてしまうという不都合があった
。即ちキャピラリー基体の先端部に被着する硬質薄膜の
平均膜厚は０．５〜５０μｍが好適である。 ′ このような硬質薄膜の被着方法はいろいろあるが、たと
えば、ダイヤモンドの薄膜を被着する場合は、プラズマ
中の活性分子、ラジカル、イオン、電子等を利用して、
基体にダイヤモンド層を沈積させるプラズマＣＶＤ法が
適している。この他、材質等の違いに応じてＰＶＤ法、
イオンブレーティング法、スパッタリング法などで薄膜
を被着してもよい。また、キャピラリーの細孔の先端部
分はあらかしめ広く形成しておき薄膜被着後研磨するこ
とによって適正な大きさにすればよい。このようにプラ
ズマＣＶＤ法などで硬質薄膜を形成することにより地下
と比較して結晶粒径が細かく、ボイドのない緻密質とな
るため滑らかな表面が得られるが、必要に応じて、表面
の研磨を行なえは、さらに滑らかな面を得ることができ
る。
上記実施例においては、硬質薄膜としてＴｉＣ１ＴｉＮ
ｓ ＳｔＣ、，５ｉ７４、ダイヤモンドのみを示した
が、この他に、Ａ１１０３ 、ＡＩＮ 、ＴｉＢｔ、Ｂ
、Ｃ、ＢＮ。
ｓ ＳｔＣ、，５ｉ７４、ダイヤモンドのみを示した
が、この他に、Ａ１１０３ 、ＡＩＮ 、ＴｉＢｔ、Ｂ
、Ｃ、ＢＮ。
ＢＰなどを用いても同様の結果になる。
叙上のように本発明によれば、セラミックスまたはサー
メットにより形成したワイヤボンディング用キャピラリ
ーの少なくとも先端部の表面に硬質薄膜を被着したこと
により、キャピラリー先端部の耐摩耗性、硬度、耐蝕性
が大きくなり欠けや折れの発生が少なくなるだけでなく
、細孔の内側面が滑らかになり摩擦係数が低減して導線
の送出がスムーズに行えるために、接触不良が少なくな
る。さらに、これらの硬質薄膜は熱伝導率が高いため、
キャピラリーの放熱特性を良くし、また導電性が高いた
め、静電気などによる帯電を防止することができるなど
多（の特長を有したワイヤボンディング用キャピラリー
が提供できる。
メットにより形成したワイヤボンディング用キャピラリ
ーの少なくとも先端部の表面に硬質薄膜を被着したこと
により、キャピラリー先端部の耐摩耗性、硬度、耐蝕性
が大きくなり欠けや折れの発生が少なくなるだけでなく
、細孔の内側面が滑らかになり摩擦係数が低減して導線
の送出がスムーズに行えるために、接触不良が少なくな
る。さらに、これらの硬質薄膜は熱伝導率が高いため、
キャピラリーの放熱特性を良くし、また導電性が高いた
め、静電気などによる帯電を防止することができるなど
多（の特長を有したワイヤボンディング用キャピラリー
が提供できる。
第１図、第２図はそれぞれ本発明に係るワイヤボンディ
ング用キャピラリーを表しており、第１図は一部破断側
面図、第２図は先端部分の拡大断面図である。 第３図は従来のワイヤボンディング用キャピラリーの先
端部の拡大断面図である。 １１ワイヤボンデイング用キヤピラリー１ａ、細孔 ２、硬質薄膜
ング用キャピラリーを表しており、第１図は一部破断側
面図、第２図は先端部分の拡大断面図である。 第３図は従来のワイヤボンディング用キャピラリーの先
端部の拡大断面図である。 １１ワイヤボンデイング用キヤピラリー１ａ、細孔 ２、硬質薄膜
Claims (2)
- （１）セラミックスまたはサーメットにより形成したキ
ャピラリー基体の少なくとも先端部の表面に硬質薄膜を
被着したことを特徴とするワイヤボンディング用キャピ
ラリー。 - （２）前記硬質薄膜がＴｉＣ、ＴｉＮ、ＳｉＣ、ＮＳｉ
＿３Ｎ＿４、ダイヤモンド、Ａｌ＿２Ｏ＿３、Ｂ＿４Ｃ
、ＢＮなどよりな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用キャピラリー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60298550A JPS62158335A (ja) | 1985-12-28 | 1985-12-28 | ワイヤボンディング用キャピラリ− |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60298550A JPS62158335A (ja) | 1985-12-28 | 1985-12-28 | ワイヤボンディング用キャピラリ− |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62158335A true JPS62158335A (ja) | 1987-07-14 |
| JPH0447458B2 JPH0447458B2 (ja) | 1992-08-04 |
Family
ID=17861183
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60298550A Granted JPS62158335A (ja) | 1985-12-28 | 1985-12-28 | ワイヤボンディング用キャピラリ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62158335A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5147082A (en) * | 1987-08-17 | 1992-09-15 | Siemens Aktiengesellschaft | Tool configuration for ultrasonic welding |
| US5217154A (en) * | 1989-06-13 | 1993-06-08 | Small Precision Tools, Inc. | Semiconductor bonding tool |
| KR100533751B1 (ko) * | 2000-07-27 | 2005-12-06 | 앰코 테크놀로지 코리아 주식회사 | 반도체패키지용 캐필러리의 수납구 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59135738A (ja) * | 1983-01-03 | 1984-08-04 | スモ−ル・プレシジヨン・ツ−ルズ・インコ−ポレ−テツド | ワイヤ−ボンデイング用キヤピラリ−装置 |
| JPS61125144A (ja) * | 1984-11-22 | 1986-06-12 | Mitsubishi Electric Corp | ワイヤボンデイング用キヤピラリチツプ |
| JPS61222144A (ja) * | 1984-12-21 | 1986-10-02 | テキサス インスツルメンツ インコーポレイテツド | セラミツク製ワイヤボンデイング用キヤピラリ |
-
1985
- 1985-12-28 JP JP60298550A patent/JPS62158335A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59135738A (ja) * | 1983-01-03 | 1984-08-04 | スモ−ル・プレシジヨン・ツ−ルズ・インコ−ポレ−テツド | ワイヤ−ボンデイング用キヤピラリ−装置 |
| JPS61125144A (ja) * | 1984-11-22 | 1986-06-12 | Mitsubishi Electric Corp | ワイヤボンデイング用キヤピラリチツプ |
| JPS61222144A (ja) * | 1984-12-21 | 1986-10-02 | テキサス インスツルメンツ インコーポレイテツド | セラミツク製ワイヤボンデイング用キヤピラリ |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5147082A (en) * | 1987-08-17 | 1992-09-15 | Siemens Aktiengesellschaft | Tool configuration for ultrasonic welding |
| US5217154A (en) * | 1989-06-13 | 1993-06-08 | Small Precision Tools, Inc. | Semiconductor bonding tool |
| KR100533751B1 (ko) * | 2000-07-27 | 2005-12-06 | 앰코 테크놀로지 코리아 주식회사 | 반도체패키지용 캐필러리의 수납구 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0447458B2 (ja) | 1992-08-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |