KR20050102660A - 절연된 와이어의 와이어본딩 - Google Patents

절연된 와이어의 와이어본딩 Download PDF

Info

Publication number
KR20050102660A
KR20050102660A KR1020057015333A KR20057015333A KR20050102660A KR 20050102660 A KR20050102660 A KR 20050102660A KR 1020057015333 A KR1020057015333 A KR 1020057015333A KR 20057015333 A KR20057015333 A KR 20057015333A KR 20050102660 A KR20050102660 A KR 20050102660A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
bond
wire
electrical connection
insulated
bump
Prior art date
Application number
KR1020057015333A
Other languages
English (en)
Inventor
푸아이다 하룬
콩 비 티우
Original Assignee
프리스케일 세미컨덕터, 인크.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 프리스케일 세미컨덕터, 인크. filed Critical 프리스케일 세미컨덕터, 인크.
Publication of KR20050102660A publication Critical patent/KR20050102660A/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L24/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/002—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating specially adapted for particular articles or work
    • B23K20/004—Wire welding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L24/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/36—Electric or electronic devices
    • B23K2101/38—Conductors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • 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
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/4501—Shape
    • H01L2224/45012—Cross-sectional shape
    • H01L2224/45015—Cross-sectional shape being circular
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • 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
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/4501—Shape
    • H01L2224/45012—Cross-sectional shape
    • H01L2224/45016—Cross-sectional shape being elliptic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • 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
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/45099—Material
    • H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45117—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 400°C and less than 950°C
    • H01L2224/45124—Aluminium (Al) as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • 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
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/45099—Material
    • H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/45139—Silver (Ag) as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • 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
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/45099—Material
    • H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/45144—Gold (Au) as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • 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
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/45099—Material
    • H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/45147—Copper (Cu) as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • 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
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/45099—Material
    • H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45163—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than 1550°C
    • H01L2224/45164—Palladium (Pd) as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • 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
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/45099—Material
    • H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45163—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than 1550°C
    • H01L2224/45169—Platinum (Pt) as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • 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
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4554—Coating
    • H01L2224/4556—Disposition, e.g. coating on a part of the core
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • 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
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4554—Coating
    • H01L2224/45565—Single coating layer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • 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
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4554—Coating
    • H01L2224/45599—Material
    • H01L2224/4569—Material with a principal constituent of the material being a polymer, e.g. polyester, phenolic based polymer, epoxy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • 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
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • 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
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48135—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
    • H01L2224/48137—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being arranged next to each other, e.g. on a common substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • 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
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • 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
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/484—Connecting portions
    • H01L2224/48463—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond
    • H01L2224/48465—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond the other connecting portion not on the bonding area being a wedge bond, i.e. ball-to-wedge, regular stitch
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • 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
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/484—Connecting portions
    • H01L2224/4847—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a wedge bond
    • H01L2224/48471—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a wedge bond the other connecting portion not on the bonding area being a ball bond, i.e. wedge-to-ball, reverse stitch
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • 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
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/485—Material
    • H01L2224/48505—Material at the bonding interface
    • H01L2224/48599—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Gold (Au)
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • 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
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/485—Material
    • H01L2224/48505—Material at the bonding interface
    • H01L2224/48699—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Aluminium (Al)
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • 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
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • 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
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/85009—Pre-treatment of the connector or the bonding area
    • H01L2224/8503—Reshaping, e.g. forming the ball or the wedge of the wire connector
    • H01L2224/85035—Reshaping, e.g. forming the ball or the wedge of the wire connector by heating means, e.g. "free-air-ball"
    • H01L2224/85043—Reshaping, e.g. forming the ball or the wedge of the wire connector by heating means, e.g. "free-air-ball" using a flame torch, e.g. hydrogen torch
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • 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
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/85009—Pre-treatment of the connector or the bonding area
    • H01L2224/8503—Reshaping, e.g. forming the ball or the wedge of the wire connector
    • H01L2224/85035—Reshaping, e.g. forming the ball or the wedge of the wire connector by heating means, e.g. "free-air-ball"
    • H01L2224/85045—Reshaping, e.g. forming the ball or the wedge of the wire connector by heating means, e.g. "free-air-ball" using a corona discharge, e.g. electronic flame off [EFO]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • 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
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/852—Applying energy for connecting
    • H01L2224/85201—Compression bonding
    • H01L2224/85205—Ultrasonic bonding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • 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
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/85909—Post-treatment of the connector or wire bonding area
    • H01L2224/85951—Forming additional members, e.g. for reinforcing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • 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
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/85986—Specific sequence of steps, e.g. repetition of manufacturing steps, time sequence
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L24/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • 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
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/00011—Not relevant to the scope of the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group
    • 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
    • H01L2924/0001—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
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/00015—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 as prior art
    • 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
    • H01L2924/01005—Boron [B]
    • 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
    • H01L2924/01012—Magnesium [Mg]
    • 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
    • H01L2924/01013—Aluminum [Al]
    • 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
    • H01L2924/01014—Silicon [Si]
    • 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
    • H01L2924/01029—Copper [Cu]
    • 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
    • H01L2924/01047—Silver [Ag]
    • 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
    • H01L2924/01078—Platinum [Pt]
    • 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
    • H01L2924/01079—Gold [Au]
    • 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
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/102—Material of the semiconductor or solid state bodies
    • H01L2924/1025—Semiconducting materials
    • H01L2924/10251—Elemental semiconductors, i.e. Group IV
    • H01L2924/10253—Silicon [Si]
    • 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
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/14—Integrated circuits
    • 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
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181—Encapsulation
    • 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
    • H01L2924/20—Parameters
    • H01L2924/207—Diameter ranges
    • H01L2924/20752—Diameter ranges larger or equal to 20 microns less than 30 microns
    • 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
    • H01L2924/20—Parameters
    • H01L2924/207—Diameter ranges
    • H01L2924/20754—Diameter ranges larger or equal to 40 microns less than 50 microns

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)

Abstract

절연되거나 코팅된 와이어로 제1 소자의 본드 패드와 제2 소자의 본드 패드를 접속시키는 전기적 접속이 개시된다. 전기적 접속은 절연된 본드 와이어의 제1 부분을 제1 소자 본드 패드에 고정시키는 제1 와이어본드를 포함한다. 제2 와이어 본드는 절연된 본드 와이어의 제2 부분을 제2 소자 본드 패드에 고정시킨다. 범프는 제2 와이어 본드에 형성되고, 상기 범프는 제2 와이어본드로부터 오프셋된다. 오프셋 범프는 제2 본드를 강화시켜 증가된 와이어 박리 강도를 제공한다.

Description

절연된 와이어의 와이어본딩{Wirebonding insulated wire}
본 발명은 와이어들과 와이어본딩(wirebonding)에 관한 것이고, 보다 구체적으로는 절연된 와이어들을 와이어본딩하는 방법에 관한 것이다.
집적 회로(IC) 다이(die)는 실리콘 웨이퍼와 같은 반도체 웨이퍼 상에 형성된 작은 소자이다. 상기 다이는 일반적으로 재분배를 상호 접속하기 위해 웨이퍼로부터 절단되어 기판이나 베이스 캐리어(base carrier)에 부착된다. 다이 상의 본드 패드들은 와이어 본딩을 통해 캐리어 상의 도선들에 전기적으로 접속된다. IC 크기나 풋프린트(footprint)의 대응하는 증가 없이, 더 밀집한 집적 회로들에 대한 지속적인 요구가 있다. 또한, 칩들과 그 패키지들 사이에 고밀도의 접속들을 달성하기 위해 IC들에 대해 더 많은 입력들과 출력들을 필요로 하고, 정밀 피치와 초정밀 피치 와이어본딩에 대한 필요성이 있다. 본드 패드들 간의 공간은 훨씬 더 많은 본드 패드들을 수용하도록 감소하므로, 본드 와이어의 직경을 갖는다. 예를 들어, 63㎛ 피치 애플리케이션들은 25㎛ 직경의 와이어를 사용하고, 52㎛와 44㎛ 피치 애플리케이션들은 20.3㎛ 직경의 와이어를 사용한다. 17㎛ 직경의 와이어를 사용하는 37㎛ 피치 애플리케이션이 개발되고 있다.
와이어 직경의 감소는 핸들링과 와이어본딩을 어렵게 한다. 더 작은 직경의 와이어들을 사용하는 부분들은 몰딩 스테이지에서 더 높은 와이어 스윕 리젝트들(wire sweep rejects)을 갖는 경향이 있고, 이것은 와이어들을 단락시킬 수 있다. 상기 와이어 스윕과 쇼트닝들(shortenings)은 절연되거나 코팅된 와이어들을 사용함으로써 감소될 수 있다. 그러나, 특히 제2 본드를 위해 코팅된 와이어들을 사용할 때, 우수한 본딩 품질을 획득하기가 어렵다. 즉, 와이어본더는 소자 본드 패드에 제1 본드를 형성하고, 캐리어 본드 패드에 제2 본드를 형성한다. 제2 본드 상의 비점착성(non-sticking)은 절연된 와이어들이 갖는 공통적인 문제이다.
도 1은 본 발명에 따른 전기적 접속의 확대된 도면.
도 2는 도 1의 제2 와이어본드의 확대된 도면.
도 3은 도 1의 본드 와이어의 확대된 단면도.
도 4는 다양한 와이어들과 와이어본드들을 사용하여 제2 본드에 대한 박리 강도를 도시하는 그래프.
본 발명은 제2 본드의 본딩 품질을 향상시키는 표준 초음파 와이어본더(standard ultrasonic wirebonder)를 사용하여, 와이어본딩 애플리케이션들에 대해 절연된 와이어의 사용을 더 강화시키는 방법을 제공한다.
본 발명의 양호한 실시예에 대한 이하의 상세한 설명과 상기 요약은 첨부된 도면들과 관련하여 판독할 때 더 잘 이해될 것이다. 본 발명을 설명하기 위해, 본 발명의 양호한 실시예들이 도면들에 도시된다. 그러나, 본 발명은 도시되는 명확한 배열들과 수단들로 제한되지 않는다는 점이 이해되어야 한다.
첨부된 도면들과 관련하여 이하에 기술되는 상세한 설명은 본 발명의 양호한 실시예에 대한 설명으로서 의도되고, 본 발명이 실행될 수 있는 유일한 형태를 나타내도록 의도되지 않는다. 동일하거나 동등한 기능들이 본 발명의 의도와 범위 내에 포함되도록 의도된 상이한 실시예들에 의해 달성될 수 있다.
도면들에서 임의의 특징들은 설명의 용이함을 위해 확대되고, 도면들과 그 요소들이 반드시 적절한 비율인 것은 아니다. 그러나, 당업자는 그런 상세한 설명을 쉽게 이해할 것이다. 도면들에서, 유사한 번호들은 도면 전체에서 유사한 요소들을 나타내도록 사용된다.
본 발명은 제1 소자의 본드 패드와 제2 소자의 본드 패드를 접속하기 위한 전기적 접속이다. 전기적 접속은 절연된 본드 와이어의 제1 부분을 제1 소자 본드 패드 고정(secure)시키는 제1 와이어본드를 포함한다. 제2 와이어본드는 절연된 본드 와이어의 제2 부분을 제2 소자 본드 패드에 고정시킨다. 제2 와이어본드 상에 형성된 범프(bump)는 제2 와이어본드의 박리 강도(peel strength)를 강화시킨다. 범프는 제2 와이어본드의 중심으로부터 양호하게 범프 직경의 약 1/2의 거리만큼 오프셋(offset)된다. 양호한 실시예에서, 상기 범프는 금으로 형성된다.
본 발명은 또한 제1 소자를 제2 소자에 전기적으로 접속하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 제1 본드를 형성하는 단계, 제2 본드를 형성하는 단계, 및 제2 본드 상에 범프를 형성하는 단계를 포함한다. 제1 본드는 절연된 와이어의 제1 부분을 제1 소자의 본드 패드에 와이어본딩함으로써 형성되고, 이것은 본드 와이어와 제1 소자를 전기적으로 접속시킨다. 제2 본드는 절연된 와이어의 제2 부분을 제2 소자의 본드 패드에 와이어본딩함으로써 형성되고, 이것은 제1 소자와 제2 소자를 전기적으로 접속시킨다. 제2 본드 상에 형성된 범프는 제2 본드의 중심으로부터 오프셋된다.
이제 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 전기적 접속의 확대된 도면이 도시된다. 전기적 접속은 제1 소자의 본드 패드(10)와 제2 소자의 본드 패드(12)를 접속함으로써, 제1 소자와 제2 소자를 전기적으로 접속시킨다. 제1 소자는 실리콘 기판 상에 형성된 집적 회로와 같은 반도체 소자일 수 있다. 제2 소자는 또한 적층된 다이 구성에서 하단(bottom) 또는 하위(lower) 다이와 같은 반도체 소자일 수 있다. 그러나, 본 발명의 양호한 실시예에서, 제2 소자는 캐리어이고, 제2 소자 본드 패드(12)는 캐리어의 도선이다. 제1 및 제2 소자들과 그 본드 패드들은 당업자에게 알려져 있는 유형이고, 그 상세한 설명들은 본 발명의 완전한 이해를 위해 반드시 필요한 것은 아니다.
전기적 접속은 절연된 본드 와이어(14)의 제1 부분이나 단부를 제1 소자 본드 패드(10)에 고정시키는 제1 와이어본드(16)를 갖는 절연된 본드 와이어(14)를 포함한다. 제2 와이어본드(18)는 절연된 본드 와이어(14)의 제2 부분을 제2 소자 본드 패드(12)에 고정시킨다. 본 발명의 양호한 실시예에서, 제1 와이어본드(16)는 볼 본드(ball bond)이고, 제2 와이어본드(18)는 스티치(stitch) 본드이다.
용어 "와이어본딩(wirebonding)"은 일반적으로 와이어를 통한 칩들과 기판들의 상호 접속을 의미하도록 해석된다. 와이어들을 패드들에 결합시키는 가장 자주 사용되는 방법들은 저온열압착(thermosonic) 또는 초음파(ultrasonic) 본딩을 통한 것이다. 초음파 와이어본딩은 와이어와 본드 패드 사이의 경계면을 마찰하여 경계상에서 분자들의 확산을 촉진시키는 국부화된 온도 상승을 야기하도록 진동(vibration)과 힘(force)의 조합을 사용한다. 저온열압착 본딩은, 진동에 부가하여 재료들의 이동(migration)을 더 촉진시키는 열을 사용한다. 볼 본딩에서, 캐필러리(capillary)는 와이어를 홀딩(hold)한다. 와이어의 한쪽 단부 상에 형성된 볼은 캐필러리의 정면에 압착된다. 볼은 수소 불꽃 또는 스파크로 형성될 수 있다. 캐필러리는 볼을 본드 패드에 밀고, 이 후, 볼을 제1 패드에 홀딩하는 동안, 초음파 진동이 적용되어, 볼을 다이에 본딩한다. 이것은 제1 본드로 불린다. 일단 볼이 다이에 본딩되면, 여전히 와이어를 홀딩하고 있는 캐필러리는, 제1 패드가 전기적으로 접속되는 제2 본딩 패드 상으로 이동된다. 스티치 본드를 형성하기 위해, 와이어는 제2 패드에 압착되어 웨지 모양의 본드(wedge-shaped bond)를 형성한다. 다시 한번, 와이어가 제2 패드에 본딩될 때까지, 초음파 에너지가 적용된다. 이 후, 캐필러리는 본딩으로부터 들어 올려져, 와이어를 부러뜨린다. 이런 스티치 본드는 제2 본드로 불린다. 스티치 본딩과 볼 본딩은 모두 당업자에게 잘 알려져 있다.
스티치 본딩이 잘 알려져 있지만, 절연된 와이어를 사용할 때 우수한 제2 와이어 본드를 획득하는 것은 어렵다. 흔히, 약한 제2 본드는, 와이어와 본딩 도선 사이에 여전히 존재하는 와이어 절연으로 인한 것이고, 이것은 우수한 부착을 막는다. 즉, 와이어와 도선 사이에 단지 작은 접촉 영역이 존재하고, 이것은 제2 본드의 테일(tail) 영역에 있다. 와이어의 반대쪽에, 웨지 형성 동안에 절연체의 더 큰 부분이 제거된다. 약한 부착은 와이어 박리 테스트 결과들로 증명된다. 와이어 박리 테스트에서, 제2 본드에 가까운 와이어 아래에 후크가 놓여지고 양력이 적용됨으로써, 제2 본드의 강도를 테스트한다. 절연된 정밀 와이어와 절연된 초정밀 와이어는 일반적으로 매우 낮은 와이어 박리 강도를 나타낸다. 낮은 와이어 박리 강도 문제를 극복하기 위해, 범프(20)가 제2 와이어본드(18) 상에 형성된다.
도 2를 참조하면, 제2 와이어본드(18)의 매우 확대된 도면이 도시된다. 도시된 바와 같이, 범프(20)가 제2 와이어본드(18)로부터 오프셋된다. 본 발명의 양호한 실시예에서, 범프(20)는 범프(20) 직경 'd'의 약 1/2 거리만큼 오프셋된다. 범프(20)의 직경은 그것이 형성된 와이어(14)의 직경상의 큰 부분에 의존한다. 범프(20)는 25㎛ 직경의 와이어에 대해 약 40㎛ 내지 약 50㎛의 직경을 갖는다. 예를 들어 25㎛(1밀리) 와이어에 대해, 범프(20)는 약 44㎛ 내지 55㎛ 사이이도록 제어될 수 있다. 우수한 부착을 제공하기 위해, 범프(20)는 양호하게 와이어(14)의 도전성 재료와 동일한 재료로 형성된다. 예를 들어, 와이어(14)가 금의 도전성 코어를 갖는다면, 범프(20)는 양호하게 금으로 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 20㎛의 코팅된 금 와이어가 76㎛ ×76㎛ 패드에 와이어본딩되었다. 패드 상에 형성된 범프는 약 35㎛의 직경을 갖는다.
제1 와이어 본드(16)가 수소 불꽃이나 고전압의 전기적 스파크 등으로 형성된 것과 동일한 방식으로, 범프(20)는 제2 소자 본드 패드(12) 상에 형성되거나 배치될 수 있다. 보다 구체적으로는, 볼이 와이어본더에서 와이어(14)의 한쪽 단부에 형성된다. 형성된 볼은 와이어본더 캐필러리의 정면에 압착된다. 캐필러리는 볼을 제2 와이어 본드(18)에 밀고, 이 후, 볼을 패드(12)에 홀딩하는 동안, 초음파 진동이 적용되어, 볼을 제2 본드(18)와 패드(12)에 본딩한다. 일단 볼이 패드(12)에 본딩되면, 캐필러리가 들어 올려지는 동안, 본딩된 볼 위에 있는 와이어는 캐필러리 위에 있는 와이어를 클램핑(clamp)함으로써 컷-오프(cut-off)된다. 볼 위에 있는 가장 약한 지점의 와이어 영역은 단지 범프(20)만을 남겨두고 떨어질 것이다. 범프(20)는 Kulicke & Soffa 8060 와이어본더와 같이, 요구되는 캐필러리에 대한 변경들이 없는 현재 이용 가능한 와이어본더들을 사용하여 형성될 수 있다.
도 3은 도 1의 본드 와이어(14)에 대한 확대된 단면도이다. 일반적으로, 금과 알루미늄은 본딩 와이어를 형성하기 위해 가장 일반적으로 사용되는 요소들이다. 금과 알루미늄은 모두 강하고 유연하며, 대부분의 환경들에서 유사한 저항을 갖는다. 금 와이어는 때때로 그것을 고정시키기 위해 베릴륨, 칼슘과 같은 도펀트(dopant)로 도핑된다. 작은 직경의 알루미늄 와이어는 종종 절단 하중(breaking load)과 연장 파라미터들(elongation parameters)을 개선시키도록 실리콘이나 때때로 마그네슘으로 도핑된다. 금과 알루미늄에 부가하여, 구리, 팔라듐-합금, 백금 또는 은의 본딩 와이어가 또한 알려져 있다. 본 발명의 본드 와이어(14)는 전기적 절연 재료(24)로 코팅된 도전성 코어(22)를 포함하고, 정밀 피치와 초정밀 피치 와이어본딩에 적합하다. 본드 와이어(14)는 약 55㎛보다 작은 직경을 갖고, 30㎛보다 작을 수 있다. 양호하게, 코어(22)는 금이나 구리를 포함하고, 절연 재료(24)는 자유 대기 볼 형성(free air ball formation) 동안에 열적으로 분해될 수 있는 약 0.5㎛ 내지 2.0㎛의 두께를 갖는 유기 절연 코팅이다. 또한, 와이어(14)는 양호하게 약 180°내지 260℃의 Tg를 갖고, 상기 Tg는 연화 온도(softening temperature)를 나타내고, 유리 전이 온도(glass transition temperature)로도 알고 있다.
도 4를 참조하면, 상이한 와이어들과 와이어 본드들의 박리 강도의 그래프가 도시된다. 점(40)은, 표준 웨지 본드를 사용하는 표준 20㎛ 직경(코팅되지 않음)의 와이어의 박리 강도가 약 7gms라는 것을 나타낸다. 점(42)은, 본 발명에 따른 범프(20)와 웨지 본드를 사용하는 표준 20㎛ 직경(코팅되지 않음)의 와이어의 박리 강도가 약 6.5gms의 박리 강도를 갖고, 이것은 비-범핑된 본드보다 0.5gms 작다는 것을 나타낸다. 점(44)은 표준 웨지 본드를 사용하는 23㎛ 직경의 코팅된 와이어의 박리 강도를 나타낸다. 박리 강도가 겨우 약 2gms이고, 이것은 매우 낮다. 반대로, 점(46)은, 본 발명에 따른 범프(20)와 웨지 본드를 사용하는 23㎛ 직경의 코팅된 와이어의 박리 강도를 나타낸다. 범프(20)를 포함하는 본드와 코팅된 와이어는 약 5.1gms의 박리 강도를 갖고, 이것은 비-범핑된 본드에 있어서 큰 개선이다. 그러나, 상기 결과는, 와이어 본드가 범프를 포함했을 때, 비-코팅된 와이어에 대해 박리 강도가 감소했다는 점에서 다소 놀랍다.
본 발명은 이하의 이점들을 제공하기 위해 발견되었다: (a) 표준 와이어본딩 기계로 절연된 와이어를 사용할 때 제2 본드에서 도선 상의 비점착성에 기인한 부분들의 리젝션을 거의 제거한다; (b) 증가된 와이어 풀(wire pull)/와이어 박리 강도로 제2 본드에서 절연된 와이어의 본딩 능력을 향상시킨다; (c) 새롭거나 변경된 와이어 본딩 소자가 요구되지 않거나, 제2 본드 동작을 수행하기 전에 와이어 상의 절연을 제거하기 위해 임의의 부가적인 업그레이드가 필요하지 않다; (d) 몰드에서의 와이어 단락 리젝트들(wire shorting rejects)이 감소된다; (e) 매우 정밀한 필러(filler)를 갖는 비싼 몰드 합성물이 요구되지 않는다; (f) 정밀한 코팅된 와이어의 사용은 교차 본딩을 가능하게 한다; (g) 패드/다이 설계 규칙들이 주변 패드들에 대해서만 제한될 필요가 없다.
본 발명의 양호한 실시예에 대한 기술은 설명과 기술의 목적을 위해 제공되지만, 본 발명을 개시된 형태로 제한하거나 본 발명의 전부인 것으로 의도되지 않는다. 넓은 본 발명의 개념을 벗어나지 않고 전술된 실시예에 대한 변경들이 형성될 수 있다는 점이 당업자에 의해 인식될 것이다. 본 발명은 BGA, QFN, QFP, PLCC, CUEBGA, TBGA, 및 TSOP을 포함하지만 이것으로 제한되지 않는 모든 와이어 본딩된 패키지 종류들에 적용 가능하다. 그러므로, 본 발명은 개시된 특정한 실시예로 제한되지 않고, 첨부된 청구범위에 의해 규정된 본 발명의 의도 및 범위 내에서의 변경들을 포함한다는 점이 이해된다.

Claims (23)

  1. 제1 소자를 제2 소자에 전기적으로 접속시키는 방법에 있어서,
    절연된 와이어의 제1 부분을 상기 제1 소자의 본드 패드에 와이어본딩(wirebonding)함으로써 제1 본드를 형성하는 단계로서, 이에 의해 본드 와이어와 상기 제1 소자를 전기적으로 접속시키는, 상기 제1 본드 형성 단계;
    상기 절연된 와이어의 제2 부분을 상기 제2 소자의 본드 패드에 와이어본딩함으로써 제2 본드를 형성하는 단계로서, 이에 의해 상기 제1 소자와 상기 제2 소자를 전기적으로 접속시키는, 상기 제2 본드 형성 단계; 및
    상기 제2 본드 상에 범프를 형성하는 단계로서, 상기 범프는 상기 제2 본드의 중심으로부터 오프셋(offset)되는, 상기 범프 형성 단계를 포함하는, 접속 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 본드 상의 범프는 상기 범프 직경의 약 1/2의 거리만큼 오프셋되는, 접속 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 범프는 약 40㎛ 내지 50㎛의 직경을 갖는, 접속 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 범프는 금으로 형성되는, 접속 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 절연된 와이어는 유기 절연 코팅을 갖는 금이나 구리 와이어 중 하나를 포함하는, 접속 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 절연된 와이어는 약 25㎛ 이하의 직경을 갖는, 접속 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 절연 코팅은 약 0.5㎛ 내지 2.0㎛의 두께를 갖는, 접속 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 절연 코팅은 약 180°내지 260℃의 Tg를 갖는, 접속 방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 본드는 볼 본드(ball bond)를 포함하는, 접속 방법.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 본드는 스티치 본드(stitch bond)를 포함하는, 접속 방법.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 소자는 캐리어를 포함하는, 접속 방법.
  12. 도선에 본딩된 코팅된 와이어 웨지(wedge)의 제2 와이어 본드의 강도를 강화시키는 방법에 있어서,
    상기 제2 본드의 중심으로부터 오프셋되는 범프를 상기 제2 본드 상에 형성하는 단계를 포함하는, 본드 강도 강화 방법.
  13. 제1 소자의 본드 패드와 제2 소자의 본드 패드를 접속시키는 전기적 접속에 있어서,
    절연된 본드 와이어의 제1 부분을 상기 제1 소자 본드 패드에 고정시키는 제1 와이어본드;
    상기 절연된 본드 와이어의 제2 부분을 상기 제2 소자 본드 패드에 고정시키는 제2 와이어본드; 및
    상기 제2 와이어본드 상에 형성되고, 상기 제2 와이어본드로부터 오프셋되는 범프를 포함하는, 전기적 접속.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 제2 본드 상의 범프는 상기 범프 직경의 약 1/2의 거리만큼 오프셋되는, 전기적 접속.
  15. 제 13 항에 있어서, 상기 범프는 약 40㎛ 내지 50㎛의 직경을 갖는, 전기적 접속.
  16. 제 13 항에 있어서, 상기 범프는 금으로 형성되는, 전기적 접속.
  17. 제 13 항에 있어서, 상기 절연된 와이어는 유기 절연 코팅을 갖는 금이나 구리 와이어 중 하나를 포함하는, 전기적 접속.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 절연된 와이어는 약 25㎛ 이하의 직경을 갖는, 전기적 접속.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 절연 코팅은 약 0.5㎛ 내지 2.0㎛의 두께를 갖는, 전기적 접속.
  20. 제 17 항에 있어서, 상기 절연 코팅은 약 180°내지 260℃의 Tg를 갖는, 전기적 접속.
  21. 제 13 항에 있어서, 상기 제1 본드는 볼 본드를 포함하는, 전기적 접속.
  22. 제 13 항에 있어서, 상기 제2 본드는 스티치 본드를 포함하는, 전기적 접속.
  23. 제 13 항에 있어서, 상기 제2 소자는 캐리어를 포함하는, 전기적 접속.
KR1020057015333A 2003-02-20 2004-02-06 절연된 와이어의 와이어본딩 KR20050102660A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/372,061 2003-02-20
US10/372,061 US6854637B2 (en) 2003-02-20 2003-02-20 Wirebonding insulated wire

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20050102660A true KR20050102660A (ko) 2005-10-26

Family

ID=32868472

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020057015333A KR20050102660A (ko) 2003-02-20 2004-02-06 절연된 와이어의 와이어본딩

Country Status (7)

Country Link
US (1) US6854637B2 (ko)
EP (1) EP1617967A4 (ko)
JP (1) JP2007524987A (ko)
KR (1) KR20050102660A (ko)
CN (1) CN100430176C (ko)
TW (1) TWI246731B (ko)
WO (1) WO2004075347A2 (ko)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7261230B2 (en) * 2003-08-29 2007-08-28 Freescale Semiconductor, Inc. Wirebonding insulated wire and capillary therefor
US7086148B2 (en) * 2004-02-25 2006-08-08 Agere Systems Inc. Methods and apparatus for wire bonding with wire length adjustment in an integrated circuit
US7475802B2 (en) * 2004-04-28 2009-01-13 Texas Instruments Incorporated Method for low loop wire bonding
JP2006324553A (ja) * 2005-05-20 2006-11-30 Renesas Technology Corp 半導体装置及びその製造方法
US7205673B1 (en) * 2005-11-18 2007-04-17 Lsi Logic Corporation Reduce or eliminate IMC cracking in post wire bonded dies by doping aluminum used in bond pads during Cu/Low-k BEOL processing
JP5481769B2 (ja) * 2006-11-22 2014-04-23 日亜化学工業株式会社 半導体装置及びその製造方法
US20080131998A1 (en) * 2006-12-01 2008-06-05 Hem Takiar Method of fabricating a film-on-wire bond semiconductor device
CA2609018A1 (en) * 2007-09-28 2009-03-28 Stephane Labelle Systeme permettant de mieux exploiter la geothermie haute temperature
JP5062283B2 (ja) 2009-04-30 2012-10-31 日亜化学工業株式会社 半導体装置及びその製造方法
US8283780B2 (en) 2010-11-25 2012-10-09 Freescale Semiconductor, Inc Surface mount semiconductor device
US9613877B2 (en) * 2013-10-10 2017-04-04 UTAC Headquarters Pte. Ltd. Semiconductor packages and methods for forming semiconductor package
TWI594336B (zh) * 2016-08-15 2017-08-01 Insulation bonding wire
CN107731772B (zh) * 2017-09-13 2020-08-04 北京无线电测量研究所 一种楔形键合引线加固结构和加固方法
US10366958B2 (en) 2017-12-28 2019-07-30 Texas Instruments Incorporated Wire bonding between isolation capacitors for multichip modules
DE102020124705A1 (de) 2020-09-22 2022-03-24 Te Connectivity Germany Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Leitungssystems und Leitungssystem

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5176310A (en) * 1988-11-28 1993-01-05 Hitachi, Ltd. Method and apparatus for wire bond
JPH0513491A (ja) * 1990-12-19 1993-01-22 Tanaka Denshi Kogyo Kk 被覆ワイヤのワイヤボンデイング方法及び半導体装置
JPH05129357A (ja) * 1991-11-01 1993-05-25 Tanaka Denshi Kogyo Kk ボンデイング用ワイヤ
JPH06291160A (ja) * 1993-03-31 1994-10-18 Nippon Steel Corp 半導体装置および半導体装置の製造方法
JPH07249648A (ja) * 1994-03-10 1995-09-26 Nippon Steel Corp 半導体装置
CN1191500A (zh) * 1995-05-26 1998-08-26 福姆法克特公司 带状芯互连元件
JPH1093009A (ja) * 1996-09-17 1998-04-10 Toshiba Corp 半導体チップモジュール、マルチチップモジュールおよび電子機器
SG76530A1 (en) * 1997-03-03 2000-11-21 Hitachi Chemical Co Ltd Circuit boards using heat resistant resin for adhesive layers
JPH10335368A (ja) * 1997-05-30 1998-12-18 Sanyo Electric Co Ltd ワイヤボンディング構造及び半導体装置
JP2001015541A (ja) * 1999-06-28 2001-01-19 Sumitomo Electric Ind Ltd 半導体装置および半導体装置の製造方法
US20020113322A1 (en) * 2000-06-12 2002-08-22 Shinichi Terashima Semiconductor device and method to produce the same
US6898849B2 (en) * 2000-09-27 2005-05-31 Texas Instruments Incorporated Method for controlling wire balls in electronic bonding
TW465064B (en) * 2000-12-22 2001-11-21 Advanced Semiconductor Eng Bonding process and the structure thereof
US6472743B2 (en) * 2001-02-22 2002-10-29 Siliconware Precision Industries, Co., Ltd. Semiconductor package with heat dissipating structure
CA2363409A1 (en) * 2001-11-20 2003-05-20 Microbonds, Inc. A wire bonder for ball bonding insulated wire and method of using same
JP3584930B2 (ja) * 2002-02-19 2004-11-04 セイコーエプソン株式会社 半導体装置及びその製造方法、回路基板並びに電子機器
TW525281B (en) * 2002-03-06 2003-03-21 Advanced Semiconductor Eng Wafer level chip scale package
US20030230796A1 (en) * 2002-06-12 2003-12-18 Aminuddin Ismail Stacked die semiconductor device

Also Published As

Publication number Publication date
EP1617967A4 (en) 2008-09-03
US6854637B2 (en) 2005-02-15
WO2004075347A2 (en) 2004-09-02
US20040164126A1 (en) 2004-08-26
TWI246731B (en) 2006-01-01
CN100430176C (zh) 2008-11-05
TW200416915A (en) 2004-09-01
WO2004075347A3 (en) 2004-12-09
JP2007524987A (ja) 2007-08-30
CN1750901A (zh) 2006-03-22
EP1617967A2 (en) 2006-01-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20030230796A1 (en) Stacked die semiconductor device
US8053906B2 (en) Semiconductor package and method for processing and bonding a wire
US7261230B2 (en) Wirebonding insulated wire and capillary therefor
US6854637B2 (en) Wirebonding insulated wire
CN107230668B (zh) 用于在导线键合的半导体器件中稳定引线的结构和方法
US20140263584A1 (en) Wire bonding apparatus and method
US8174104B2 (en) Semiconductor arrangement having specially fashioned bond wires
US6075281A (en) Modified lead finger for wire bonding
US7683465B2 (en) Integrated circuit including clip
JP6258538B1 (ja) 半導体装置およびその製造方法
US8138081B2 (en) Aluminum bump bonding for fine aluminum wire
JP4007917B2 (ja) 半導体装置及びその製造方法
US8018075B2 (en) Semiconductor package, method for enhancing the bond of a bonding wire, and method for manufacturing a semiconductor package
WO2021155537A1 (en) Copper wire bond on gold bump on semiconductor die bond pad
JPH04287335A (ja) 半導体装置
JPH0837273A (ja) リードフレーム及びそれを用いた樹脂封止型半導体装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application