JPS62190734A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- Power Engineering (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（り産業上の利用分野
本発明は半導体装置の製造方法に関し、特にキャピラリ
ーを用いたワイヤボンディング法に関するものである。
ーを用いたワイヤボンディング法に関するものである。
（ロ）従来の技術
一般に半導体チップの電極と外部リードとを金属細線で
接続するワイヤボンディング方法の第１の例は、例えば
第６図（イ）乃至第６図（へ）に示す如く、先ず第６図
（イ）に示す如く、半導体チップを装着した半導体基板
（６４）と外部リード（６５）を設置した加熱体の上方
にキャピラリー（６１）を用意する。
接続するワイヤボンディング方法の第１の例は、例えば
第６図（イ）乃至第６図（へ）に示す如く、先ず第６図
（イ）に示す如く、半導体チップを装着した半導体基板
（６４）と外部リード（６５）を設置した加熱体の上方
にキャピラリー（６１）を用意する。
ここで前記キャピラリー（６１）に挿入された金属細線
（６２）の先端部はボール（６３）が形成されている。
（６２）の先端部はボール（６３）が形成されている。
次いで第６図（ロ）に示す如く、キャピラリー（６１）
を降下して所定温度に加熱された半導体チップの電極部
（６４〉に前記ボール（６３）を押圧して融着する。
を降下して所定温度に加熱された半導体チップの電極部
（６４〉に前記ボール（６３）を押圧して融着する。
更に第６図（ハ）・（ニ）に示す如く、キャピラリー（
６１）を外部リード（６５）上に移し、前記金属細線（
６２）を外部リード（６５）に押圧し、ウェッジボンド
を行う。
６１）を外部リード（６５）上に移し、前記金属細線（
６２）を外部リード（６５）に押圧し、ウェッジボンド
を行う。
最後に第６図（ネ）・（へ）に示す如く、キャピラリー
（６１）を上昇させる。その時前記金属細線（６２）は
クランプしであるために、前工程で押圧して弱くなった
金属細線（６６）部で金属細線（６２）はひきちされる
。以下同様の工程を繰返してワイヤボンディングを行う
。
（６１）を上昇させる。その時前記金属細線（６２）は
クランプしであるために、前工程で押圧して弱くなった
金属細線（６６）部で金属細線（６２）はひきちされる
。以下同様の工程を繰返してワイヤボンディングを行う
。
また第２のワイヤボンディング方法として特開昭６０−
３９８３９号公報がある。先ず第７図（イ）に示す如く
、半導体チップを装着した半導体基板（７４）と外部リ
ード（７５〉を設置した加熱体の上方にキャピラリー（
７１）を用意し、前記キャピラリー（７１）に挿入され
た金属細線（７２）の先端部にボール（７３）を形成す
る。
３９８３９号公報がある。先ず第７図（イ）に示す如く
、半導体チップを装着した半導体基板（７４）と外部リ
ード（７５〉を設置した加熱体の上方にキャピラリー（
７１）を用意し、前記キャピラリー（７１）に挿入され
た金属細線（７２）の先端部にボール（７３）を形成す
る。
次いで第７図（ロ）に示す如く、キャピラリー（７１）
を降下して所定温度に加熱された半導体チップの電極部
＜７４）に前記ボール（７３）を押圧して融着す □る
。
を降下して所定温度に加熱された半導体チップの電極部
＜７４）に前記ボール（７３）を押圧して融着す □る
。
次いで第７図（ハ）に示す如く、キャピラリー（７１）
のみを上昇した状態で金属細線（７２）を水素トーチ（
７６）からの火炎にて加熱し、キャピラリー（７１）に
挿入されている金属細線の先端および前記半導体チップ
の電極部（７４）に接続された金属細線（７２）の他端
をボール（７３）（７３）に形成し溶断する。
のみを上昇した状態で金属細線（７２）を水素トーチ（
７６）からの火炎にて加熱し、キャピラリー（７１）に
挿入されている金属細線の先端および前記半導体チップ
の電極部（７４）に接続された金属細線（７２）の他端
をボール（７３）（７３）に形成し溶断する。
更に第７図（ニ）に示す如く、キャピラリ−＜７１）直
下に設置したバー（７７）がキャピラリー直下を横断す
るように水平方向に往復運動することで、前記金属細線
（７２）の先端に形成されているボール（７３）が外部
リード（７５）上に接触するように曲げる。
下に設置したバー（７７）がキャピラリー直下を横断す
るように水平方向に往復運動することで、前記金属細線
（７２）の先端に形成されているボール（７３）が外部
リード（７５）上に接触するように曲げる。
最後に第７図（ネ）（へ〉に示す如く、前記外部り−ド
（７５）上に接触するよう曲げられた金属細線（７２）
の先端のボール（７３）を押圧片（７８）の押圧により
ボンディングする。以下同様の工程を繰返してワイヤボ
ンディングを行う。
（７５）上に接触するよう曲げられた金属細線（７２）
の先端のボール（７３）を押圧片（７８）の押圧により
ボンディングする。以下同様の工程を繰返してワイヤボ
ンディングを行う。
更に第３のワイヤボンディング方法としては実公昭５０
−３３０９５号公報があり、超音波のワイヤボンドに関
するものである。先ず第８図（イ）に示す如く、キャピ
ラリー（８１）の先端の加圧部接触面（８３）は階段状
になちており、金属細線（７２）の挿入用穴（８６）側
に近づくに伴い挿入用穴（８６）との垂直方向笥距離糾
減する様に階段状にな−ている。
−３３０９５号公報があり、超音波のワイヤボンドに関
するものである。先ず第８図（イ）に示す如く、キャピ
ラリー（８１）の先端の加圧部接触面（８３）は階段状
になちており、金属細線（７２）の挿入用穴（８６）側
に近づくに伴い挿入用穴（８６）との垂直方向笥距離糾
減する様に階段状にな−ている。
次いで第８図（ロ）に示す如くキャピラリー（８１）を
降下して、超音波エネルギーを前記キャピラリー（８１
）を介して半導体チップの電極部（８４）および金属細
＠（８２）に加え融着させる。
降下して、超音波エネルギーを前記キャピラリー（８１
）を介して半導体チップの電極部（８４）および金属細
＠（８２）に加え融着させる。
次いで第８図（ハ）・（ニ）に示す如く、キャピラリー
（８１）を外部リード（８５）上に移し、再度超音波エ
ネルギーにより外部リード（８５）および金属細線（８
２）を融着させる。
（８１）を外部リード（８５）上に移し、再度超音波エ
ネルギーにより外部リード（８５）および金属細線（８
２）を融着させる。
最後に第８図（ホ）に示す如く、前記金属細線（８２）
カッタ（８７）により金属細線（８２）を切断する。以
上の工程を繰返してワイヤボンディングを行う。
カッタ（８７）により金属細線（８２）を切断する。以
上の工程を繰返してワイヤボンディングを行う。
（ハ）発明が解決しようとする問題点
まず第１のワイヤボンディング法で用いるキャピラリー
は第５図に示す如く形成されている。この形状で半導体
チップの電極部（６４）にボールボンディングすると良
好に接合できるが、逆にウェッジボンドをすると接着強
度の低い接合ができる。
は第５図に示す如く形成されている。この形状で半導体
チップの電極部（６４）にボールボンディングすると良
好に接合できるが、逆にウェッジボンドをすると接着強
度の低い接合ができる。
これは第５図に示す如きキャピラリーを押圧した後ひき
ちぎるためで、第４図の如く接合面積が小さくなるため
である。そのため金属細線のはがれやボンディング強度
のバラツキを生じた。
ちぎるためで、第４図の如く接合面積が小さくなるため
である。そのため金属細線のはがれやボンディング強度
のバラツキを生じた。
前記第１のワイヤボンディング法におけるウェッジボン
ディングの改良型として考えられる−４− ゛ のが前記第２のワイヤボンディング法である。つまり前
記押圧片（７８）で押圧して金属細線をボンディングす
るため接合面積が広くとれ、良好に接合できる。しかし
トーチ（７６）でボール（７３）を形成する工程、バー
（７７〉でボール（７３）を外部リード（７５）上に接
触するように曲げる工程、が必要となり、更には押圧片
（７８）を別に設置する必要がある。
ディングの改良型として考えられる−４− ゛ のが前記第２のワイヤボンディング法である。つまり前
記押圧片（７８）で押圧して金属細線をボンディングす
るため接合面積が広くとれ、良好に接合できる。しかし
トーチ（７６）でボール（７３）を形成する工程、バー
（７７〉でボール（７３）を外部リード（７５）上に接
触するように曲げる工程、が必要となり、更には押圧片
（７８）を別に設置する必要がある。
また前記第３のワイヤボンディングは第８図（イ）の図
からも判かるように前記金属細線り８２）の先端にボー
ルが形成されてないために、作業中に金属細線が抜けて
しまう。また金属細線（８２）には方向性を生じる。第
８図（ハ）の後説明では右方向へ金属細線（８２）を伸
しているが、逆の方向である左方向へ金属細線（８２）
を伸して、超音波ボンディングすると、最初に半導体チ
ップ上の電極部（８４）にボンディングした金属細線（
８２）の接着強度が非常に弱くなる。
からも判かるように前記金属細線り８２）の先端にボー
ルが形成されてないために、作業中に金属細線が抜けて
しまう。また金属細線（８２）には方向性を生じる。第
８図（ハ）の後説明では右方向へ金属細線（８２）を伸
しているが、逆の方向である左方向へ金属細線（８２）
を伸して、超音波ボンディングすると、最初に半導体チ
ップ上の電極部（８４）にボンディングした金属細線（
８２）の接着強度が非常に弱くなる。
（ニ）問題点を解決するための手段
本発明は衛士の如き問題点に鑑みてなきれ、キルビラリ
ーク１）より供給される金属細線（２）先端をポール（
３）に形成する工程と、前記金属細線（２）を第１の金
属表面（４）にボンディングする工程と、前記金属細線
（２）の他端を第２の金属表面（５）にウェッジボンデ
ィングする工程とを含む半導体装置の製造方法に於いて
、前記キャピラリー加圧部の先端を複数の階段状（６）
＜７）にしかつ外側の接触面（６）の位置を高く形成し
たキャピラリー（１）を用いてウェッジボンディングす
る工程によりボンディング面積を増大させることで解決
するものである。
ーク１）より供給される金属細線（２）先端をポール（
３）に形成する工程と、前記金属細線（２）を第１の金
属表面（４）にボンディングする工程と、前記金属細線
（２）の他端を第２の金属表面（５）にウェッジボンデ
ィングする工程とを含む半導体装置の製造方法に於いて
、前記キャピラリー加圧部の先端を複数の階段状（６）
＜７）にしかつ外側の接触面（６）の位置を高く形成し
たキャピラリー（１）を用いてウェッジボンディングす
る工程によりボンディング面積を増大させることで解決
するものである。
（ホ）作用
前述の如く、前記キャピラリー加圧部の先端を複数の階
段状（６）（７）にし外側の接触面（６）の位置を高く
形成した（第２図参照）キャピラリ−（１）を用いると
、外部リード（５）側のウェッジボンディングをした際
ボンディング面積を増大し、確実なボンディング強度が
得られる。
段状（６）（７）にし外側の接触面（６）の位置を高く
形成した（第２図参照）キャピラリ−（１）を用いると
、外部リード（５）側のウェッジボンディングをした際
ボンディング面積を増大し、確実なボンディング強度が
得られる。
つまり第５図に示す従来のキャピラリーの接触面の径お
よび本発明で使用されるキャピラリー（１）の中心接触
面（７）の径を例えば同じ長さにすることで、形状は変
化するが半導体チップ側のボンディング状態はなんら影
響な〈従来と全く同じかそれ以上に形成できる。ここで
は接触面の径は同じである必要はない。また第２図に示
す中心の接触面（７）と外周の接触面（６）の段差をｔ
とし、前記ｔの長さを金属細線径より小きく選ぶ事で、
第３図の如く２段にはなるが接合面積を大きくできるた
め接着強度を大幅に向上できる。
よび本発明で使用されるキャピラリー（１）の中心接触
面（７）の径を例えば同じ長さにすることで、形状は変
化するが半導体チップ側のボンディング状態はなんら影
響な〈従来と全く同じかそれ以上に形成できる。ここで
は接触面の径は同じである必要はない。また第２図に示
す中心の接触面（７）と外周の接触面（６）の段差をｔ
とし、前記ｔの長さを金属細線径より小きく選ぶ事で、
第３図の如く２段にはなるが接合面積を大きくできるた
め接着強度を大幅に向上できる。
（へ）実施例
以下に本発明の一実施例を第１図（イ）乃至第１図（へ
）および第２図を参照しながら詳述する。
）および第２図を参照しながら詳述する。
先ず第２図はキャピラリー（１）の先端部を拡大したと
きの断面図であり、図示する如く中心の接触面（７）と
外周の接触面（６）の段差（１）を金属細線径より小き
く選ぶ。例えば金属細線を３０μｍとすれば前記段差を
１５μｍとする。
きの断面図であり、図示する如く中心の接触面（７）と
外周の接触面（６）の段差（１）を金属細線径より小き
く選ぶ。例えば金属細線を３０μｍとすれば前記段差を
１５μｍとする。
次に本発明の半導体装置の製造方法を説明する。
先ず第１図（イ）に示す如く、半導体チップを装置した
半導体基板（４）と外部リード（５）を設置した加熱体
（図面は略す）の上方にキャピラリー（１）を用意する
。ここで前記キャピラリー（１〉に挿入きれた金属細線
（２）の先端部は水素トーチの火炎あるいは電気トーチ
にて予めポール（３）に形成されている。
半導体基板（４）と外部リード（５）を設置した加熱体
（図面は略す）の上方にキャピラリー（１）を用意する
。ここで前記キャピラリー（１〉に挿入きれた金属細線
（２）の先端部は水素トーチの火炎あるいは電気トーチ
にて予めポール（３）に形成されている。
次いで第１図（ロ）に示す如く、ポール（３）の付根部
をキャピラリー（１）で把持した状態でキャピラリー（
１〉を降下して、所定温度に加熱された半導体チップの
電極部（４）に前記ポール（３）を押圧して融着する。
をキャピラリー（１）で把持した状態でキャピラリー（
１〉を降下して、所定温度に加熱された半導体チップの
電極部（４）に前記ポール（３）を押圧して融着する。
本工程は本発明の第１の特徴とする所であり、前記キャ
ピラリー（１）の中心の接触面り７）を従来のキャピラ
リーの接触面の径と同じ長さくｗ）とすることでチップ
側への影響を与えることな〈従来と全く同等かそれ以上
の接着力のポールボンディング形成が可能となる。ただ
し接触面を同じにする必要はない。
ピラリー（１）の中心の接触面り７）を従来のキャピラ
リーの接触面の径と同じ長さくｗ）とすることでチップ
側への影響を与えることな〈従来と全く同等かそれ以上
の接着力のポールボンディング形成が可能となる。ただ
し接触面を同じにする必要はない。
次いで第１図（ハ）・（ニ）に示す如く、キャピラリー
（１）のみを半導体チップの電極部（４）より外部リー
ド（５）まで移動する。そして前記金属細線（２）を外
部リード（５）に押圧し、ウェッジボンドする。
（１）のみを半導体チップの電極部（４）より外部リー
ド（５）まで移動する。そして前記金属細線（２）を外
部リード（５）に押圧し、ウェッジボンドする。
本工程は本発明の第２の特徴とする所で、加圧部の先端
を複数の階段状にしかつ外側の接触面の位置を高くした
キャピラリー（１）であり、例えば前記キャピラリー加
圧部の接触面（６）（７）が少なくとも同心円状に複数
あり、前記外周の接触面（６）が中心の接触面（７）よ
り上方（例えば金属細線（２）の径より小さくした長さ
）にあるように形成されたキャピラリー（１）を用いる
。また中心の接触面（７）も従来のキャピラリーの接触
面の径と同じとしているため、このキルビラリーク１）
で押圧すると中心の接触面（７）で押圧した後更に外周
の接触面（６）で押圧される。従って第３図の如くウェ
ッジボンディングされ、従来のウェッジボンディング（
第４図）よりボンディング面積を大きくでき、確実なボ
ンディング強度が得られる。例えば２５μｍφの銅線の
場合は第９図の様な結果となった。ここで剥離の本数は
引張り試験の際何本が接合部で剥離したかを示す。
を複数の階段状にしかつ外側の接触面の位置を高くした
キャピラリー（１）であり、例えば前記キャピラリー加
圧部の接触面（６）（７）が少なくとも同心円状に複数
あり、前記外周の接触面（６）が中心の接触面（７）よ
り上方（例えば金属細線（２）の径より小さくした長さ
）にあるように形成されたキャピラリー（１）を用いる
。また中心の接触面（７）も従来のキャピラリーの接触
面の径と同じとしているため、このキルビラリーク１）
で押圧すると中心の接触面（７）で押圧した後更に外周
の接触面（６）で押圧される。従って第３図の如くウェ
ッジボンディングされ、従来のウェッジボンディング（
第４図）よりボンディング面積を大きくでき、確実なボ
ンディング強度が得られる。例えば２５μｍφの銅線の
場合は第９図の様な結果となった。ここで剥離の本数は
引張り試験の際何本が接合部で剥離したかを示す。
更に第７図（＊）・（へ）に示す如く、前記金属細線（
２）をクランプした後キャピラリ−（１）を上昇させる
。従って前工程で押圧して弱くなった部分で前記金属細
線（２）をひきちぎる。
２）をクランプした後キャピラリ−（１）を上昇させる
。従って前工程で押圧して弱くなった部分で前記金属細
線（２）をひきちぎる。
最後に水素トーチで前記金属細線（２）の先端をボール
として以下同様の工程を繰返してワイヤボンディングを
行う。
として以下同様の工程を繰返してワイヤボンディングを
行う。
（ト）発明の効果
以上の説明からも明らかな如く、前記キャピラリー（１
）を用いてボンディングすることで、半導体チップ上の
電極部（４）は従来と全く同じかそれ以上の接着強度で
ボンドでき、更には外部リード（５）のウェッジボンデ
ィング部のボンディング面積を広くとれるため、ボンデ
ィングの接着強度を大きくとれる。
）を用いてボンディングすることで、半導体チップ上の
電極部（４）は従来と全く同じかそれ以上の接着強度で
ボンドでき、更には外部リード（５）のウェッジボンデ
ィング部のボンディング面積を広くとれるため、ボンデ
ィングの接着強度を大きくとれる。
従ってボンディング装置をなんら複雑にすることもなく
、またボンディング工程も増加させることなく良好にボ
ンディングできる。
、またボンディング工程も増加させることなく良好にボ
ンディングできる。
更には銅線等のボンディング性の悪いボンディングにも
良好にボンディングが可能となる。
良好にボンディングが可能となる。
第１図（イ）乃至第１図（へ）は本発明の一実施例であ
り、半導体装置の製造方法を示す概略図、第２図は本発
明で使用されるキャピラリーの先端部を示す断面図、第
３図は本発明でウェッジボンドした時の状態図、第４図
は従来のウェッジボンドした時の状態図、第５図は従来
の工程で使用きれるキャピラリーの先端部を示す断面図
、第６図（り乃至第６図（へ）および第７１ｍ（イ）乃
至第７図（へ）および第８図（イ）乃至第８図（ホ）は
従来の半導体装置の製造方法を示す概略図、第９図はワ
イヤボンドした時の接合部の特性図である。 〈１）はキャピラリー、 （２）は金属細線、 （３
）はボール、（４）は半導体チップの電極部、 （５）
は外部リード、 （６）は外周の接触面、 （７）は中
心の接触面である。 出願人 三洋電機株式会社 外１名 代理人 弁理士 佐 野 静 夫 第２図 第５図 第８図イ 第８図 ８１゜ 第８図１ 第８図 Ｏ第Ｓ図ハ ′６ｂ
り、半導体装置の製造方法を示す概略図、第２図は本発
明で使用されるキャピラリーの先端部を示す断面図、第
３図は本発明でウェッジボンドした時の状態図、第４図
は従来のウェッジボンドした時の状態図、第５図は従来
の工程で使用きれるキャピラリーの先端部を示す断面図
、第６図（り乃至第６図（へ）および第７１ｍ（イ）乃
至第７図（へ）および第８図（イ）乃至第８図（ホ）は
従来の半導体装置の製造方法を示す概略図、第９図はワ
イヤボンドした時の接合部の特性図である。 〈１）はキャピラリー、 （２）は金属細線、 （３
）はボール、（４）は半導体チップの電極部、 （５）
は外部リード、 （６）は外周の接触面、 （７）は中
心の接触面である。 出願人 三洋電機株式会社 外１名 代理人 弁理士 佐 野 静 夫 第２図 第５図 第８図イ 第８図 ８１゜ 第８図１ 第８図 Ｏ第Ｓ図ハ ′６ｂ
Claims (1)
- （１）キャピラリーより供給される金属細線先端にボー
ルを形成する工程と、前記金属細線の前記ボールを第１
の金属表面にボンディングする工程と、前記金属細線の
他端を第２の金属表面にウェッジボンディングする工程
とを含む半導体装置の製造方法に於いて、前記キャピラ
リー加圧部の先端を複数の階段状にしかつ外側の接触面
の位置を高く形成したキャピラリーを用いてウェッジボ
ンディングする工程によりボンディング面積を増大させ
ることを特徴とした半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61032403A JPS62190734A (ja) | 1986-02-17 | 1986-02-17 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61032403A JPS62190734A (ja) | 1986-02-17 | 1986-02-17 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62190734A true JPS62190734A (ja) | 1987-08-20 |
Family
ID=12357988
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61032403A Pending JPS62190734A (ja) | 1986-02-17 | 1986-02-17 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62190734A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0378209A2 (en) * | 1989-01-11 | 1990-07-18 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Hybrid resin-sealed semiconductor device |
| EP0415106A2 (en) * | 1989-07-31 | 1991-03-06 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Lead frames for semiconductor device |
| JP2005223162A (ja) * | 2004-02-06 | 2005-08-18 | Sony Corp | チップ状電子部品、その製造方法及び実装構造 |
| US20130119117A1 (en) * | 2011-11-04 | 2013-05-16 | Invensas Corporation | Bonding wedge |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58124234A (ja) * | 1982-01-20 | 1983-07-23 | Hitachi Ltd | キヤピラリ |
-
1986
- 1986-02-17 JP JP61032403A patent/JPS62190734A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58124234A (ja) * | 1982-01-20 | 1983-07-23 | Hitachi Ltd | キヤピラリ |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0378209A2 (en) * | 1989-01-11 | 1990-07-18 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Hybrid resin-sealed semiconductor device |
| EP0415106A2 (en) * | 1989-07-31 | 1991-03-06 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Lead frames for semiconductor device |
| JP2005223162A (ja) * | 2004-02-06 | 2005-08-18 | Sony Corp | チップ状電子部品、その製造方法及び実装構造 |
| US20130119117A1 (en) * | 2011-11-04 | 2013-05-16 | Invensas Corporation | Bonding wedge |
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