WO2020218063A1 - 半導体装置、半導体装置の製造方法及びワイヤボンディング装置 - Google Patents

半導体装置、半導体装置の製造方法及びワイヤボンディング装置 Download PDF

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bonding
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bonding wire
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直希 関根
ソン キ パク
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株式会社新川
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    • H01L2224/48227—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 non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item
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    • H01L2224/8512—Aligning
    • H01L2224/85148—Aligning involving movement of a part of the bonding apparatus
    • H01L2224/85169—Aligning involving movement of a part of the bonding apparatus being the upper part of the bonding apparatus, i.e. bonding head, e.g. capillary or wedge
    • H01L2224/8518—Translational movements
    • H01L2224/85186—Translational movements connecting first outside the semiconductor or solid-state body, i.e. off-chip, reverse stitch
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    • 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
    • H01L2224/8538—Bonding interfaces outside the semiconductor or solid-state body
    • H01L2224/85399—Material

Definitions

  • the present invention relates to a semiconductor device, a method for manufacturing a semiconductor device, and a wire bonding device.
  • the electrodes provided on the circuit board are electrically connected to the electrodes of the semiconductor chip provided on the circuit board by an extremely thin metal wire.
  • Such a connection technique is so-called wire bonding.
  • Wedge bonding which is a type of wire bonding, physically and electrically connects the wire to the electrode by applying energy such as heat and ultrasonic waves while the wire is pressed against the electrode.
  • Patent Documents 1 and 2 disclose techniques related to wedge bonding.
  • the wire is required to maintain an electrical connection between the electrodes connected to both ends of the wire. For example, if the wire is cut or if the wire is detached from the electrode, the electrical connection cannot be maintained. Therefore, the bonded wire is required to have a mechanical strength called pull strength.
  • the pull strength is a load that causes a wire to be cut or a wire to be separated from the electrode when a wire having both ends connected to the electrode is pulled.
  • an object of the present invention is to provide a semiconductor device having improved pull strength, a method for manufacturing the semiconductor device, and a wire bonding device for manufacturing the semiconductor device.
  • the semiconductor device has a first electrode, a second electrode electrically connected to the first electrode, one end bonded to the first electrode, and the other end bonded to the second electrode. It is provided with a bonding wire.
  • the bonding wire extends along the surface of the first electrode, and the surface of the first electrode is prevented from contacting the first wire portion that is partially pressed and electrically bonded to the first electrode.
  • the second wire portion extending in the direction rising from the second electrode, the third wire portion extending toward the second electrode, and the end portion being pressed and electrically joined to the second electrode, and the second wire portion extending in the extending direction of the first wire portion. It has a first bent portion that bends in the direction in which the wire portion extends, and a second bent portion that bends the direction in which the second wire portion extends in the direction in which the third wire portion extends.
  • the bonding wire is provided with a part of the first wire portion, the second wire portion, the first bent portion and the second bent portion between the portion bonded to the first electrode and the portion bonded to the second electrode.
  • a bonding wire having a sufficient length is extended between the portion bonded to the first electrode and the portion bonded to the second electrode.
  • the bonding wire includes a first bent portion and a second bent portion. Further, the bonding wire has a first wire portion extending along the first electrode. According to these configurations, when pull stress acts on the bonding wire, the load does not act directly on the portion bonded to the first electrode. The load is borne by a part of the first wire portion, the second wire portion, the third wire portion, the first bent portion and the second bent portion. Since these parts are not processed so as to change the cross-sectional shape unlike the parts joined to the first electrode, at least the original strength of the bonding wire is maintained. Therefore, the bonding wire can improve the pull strength.
  • the first wire portion may include a joint portion electrically bonded to the first electrode and an extending portion continuous with the joint portion and the second wire portion.
  • the length of the extension may be longer than the length of the joint. According to this configuration, the pull strength of the bonding wire can be suitably improved.
  • the angle formed by the first direction in which the first wire portion extends and the second direction in which the second wire portion extends may be 90 degrees or less. According to this configuration, the pull strength of the bonding wire can be suitably improved.
  • the angle formed by the second direction in which the second wire portion extends and the third direction in which the third wire portion extends may be 90 degrees or less. According to this configuration, the pull strength of the bonding wire can be suitably improved.
  • the first bent portion of the above semiconductor device may be a portion where the bonding wire is plastically deformed. According to this configuration, the pull strength of the bonding wire can be suitably improved.
  • the second bent portion of the above semiconductor device may be a portion where the bonding wire is plastically deformed. According to this configuration, the pull strength of the bonding wire can be suitably improved.
  • Another embodiment of the present invention includes a first electrode, a second electrode electrically connected to the first electrode, and a bonding wire having one end bonded to the first electrode and the other end bonded to the second electrode.
  • This is a method for manufacturing a semiconductor device including.
  • the method for manufacturing a semiconductor device is to bond one end of a bonding wire to the first electrode using a capillary, and then feed the bonding wire to a position on the second electrode side of the bonding wire and above the bonding portion.
  • the fourth step of forming the second bent portion is included.
  • the end portion of the bonding wire including the first bent portion and the second bent portion can be formed. Therefore, the pull strength of the bonding wire in the semiconductor device can be improved.
  • the first step is a step of raising the capillary while feeding out the bonding wire along the normal direction on the surface of the first electrode, and a direction intersecting the normal direction on the surface of the first electrode.
  • a step of moving the capillary while feeding out the bonding wire to the second electrode side may be included. According to these steps, the first wire portion can be reliably formed.
  • the third step is a step of raising the capillary while feeding out the bonding wire along the normal direction on the surface of the first electrode, and a direction intersecting the normal direction on the surface of the first electrode.
  • a step of moving the capillary while feeding out the bonding wire to the joint portion side may be included. According to these steps, the second wire portion can be reliably formed.
  • Another embodiment of the present invention may further include a fifth step of joining the other end of the bonding wire to the second electrode using a capillary after the fourth step.
  • the fifth step is a step of raising the capillary while feeding out the bonding wire along the normal direction on the surface of the first electrode, a step of moving the tip of the capillary to a position on the second electrode, and a step of bonding to the second electrode. It may include a step of joining the other end of the wire. According to these steps, a bonding wire for connecting the first electrode to the second electrode can be formed.
  • Yet another embodiment of the present invention is a bonding wire having a first electrode, a second electrode electrically connected to the first electrode, one end bonded to the first electrode, and the other end bonded to the second electrode.
  • the wire bonding apparatus includes a bonding unit including a capillary configured to be movable, and a control unit that controls the operation of the bonding unit.
  • the control unit uses a capillary to bond one end of the bonding wire to the first electrode, and then feeds the bonding wire to a position on the second electrode side of the bonding wire and above the bonding portion, while feeding the tip of the bonding wire.
  • the third control signal for moving the tip of the capillary while feeding out the bonding wire to a position on the joint side from the bent portion and above the joint, and by lowering the tip of the capillary toward the first electrode, the first A fourth control signal for forming the two bent portions may be provided to the bonding unit.
  • this wire bonding apparatus it is possible to form an end portion of a bonding wire including a first bending portion and a second bending portion. Therefore, the pull strength of the bonding wire in the semiconductor device can be improved.
  • the first control signal is a direction that intersects the control signal that raises the capillary while feeding out the bonding wire along the normal direction on the surface of the first electrode and the normal direction on the surface of the first electrode.
  • a control signal for moving the capillary while feeding out the bonding wire to the second electrode side may be included. According to this configuration, the first wire portion can be reliably formed.
  • the third control signal is a direction that intersects the control signal that raises the capillary while feeding out the bonding wire along the normal direction on the surface of the first electrode and the normal direction on the surface of the first electrode.
  • a control signal for moving the capillary while feeding out the bonding wire to the joint portion side may be included. According to this configuration, the second wire portion can be reliably formed.
  • control unit may further provide the bonding unit with a fifth control signal for joining the other end of the bonding wire to the second electrode using a capillary.
  • the fifth control signal includes a control signal for raising the capillary while feeding out the bonding wire along the normal direction on the surface of the first electrode, a control signal for moving the tip of the capillary to a position on the second electrode, and a second control signal. It may include a control signal for bonding the other end of the bonding wire to the electrode. According to this configuration, a bonding wire for connecting the first electrode to the second electrode can be formed.
  • a semiconductor device having improved pull strength a method for manufacturing the semiconductor device, and a wire bonding device for manufacturing the semiconductor device are provided.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a wire bonding apparatus.
  • FIG. 2 is an enlarged view showing a part of the semiconductor device.
  • FIG. 3 is an enlarged view of the end of the wire shown in FIG.
  • FIG. 4 is a diagram showing the shape of the wire and the target point of the capillary.
  • FIG. 5 is a flow chart showing a main process in a method for manufacturing a semiconductor device.
  • the parts (a), (b) and (c) of FIG. 6 are diagrams showing the main steps of the method for manufacturing a semiconductor device.
  • Part (a), part (b) and part (c) of FIG. 7 are views showing the main steps following FIG. 6 of the method for manufacturing a semiconductor device.
  • (A) and (b) of FIG. 8 are diagrams showing the main steps following FIG.
  • FIG. 7 of the method for manufacturing a semiconductor device is a diagram showing a main process following FIG. 8 included in the method for manufacturing a semiconductor device.
  • FIG. 10 is an enlarged photograph of the end of the wire according to the embodiment.
  • FIG. 11 is an enlarged view showing an end portion of the wire according to the comparative example.
  • wire bonding equipment In the wire bonding apparatus 1 shown in FIG. 1, for example, an electrode of a semiconductor element provided on a printed circuit board is electrically connected to an electrode of a printed circuit board or the like by using a metal wire having a small diameter.
  • the wire bonding apparatus 1 provides heat, ultrasonic waves, or pressure to the wire to connect the wire to the electrode.
  • the wire bonding device 1 includes a transport unit 2, a bonding unit 3, and a control unit 4.
  • the transport unit 2 transports the semiconductor device 10 which is a component to be processed to the bonding area.
  • the bonding unit 3 includes a moving mechanism 6, a bonding tool 7, and a capillary 8.
  • the moving mechanism 6 moves the capillary 8.
  • a capillary 8 is detachably provided at the tip of the bonding tool 7.
  • the capillary 8 provides heat, ultrasonic waves or pressure to the wire.
  • the control unit 4 controls the overall operation of the wire bonding device 1 including the operation of the bonding unit 3.
  • the control unit 4 provides some control signals to the bonding unit 3.
  • the control signal includes a signal for controlling the position of the capillary 8 with respect to the semiconductor device 10 and a signal for starting and stopping the provision of heat, ultrasonic waves or pressure. The control unit 4 will be described later.
  • FIG. 2 shows an enlarged part of the semiconductor device 10 shown in FIG.
  • the semiconductor device 10 includes, for example, a circuit board 11 (first electronic component), a semiconductor chip 12 (second electronic component), and a wire 20 (bonding wire).
  • the semiconductor chip 12 is fixed to the main surface 11a of the circuit board 11 by a die bond or the like.
  • the circuit board 11 has one or more electrode pads 13 (first electrodes).
  • the electrode pad 13 is provided on the main surface 11a of the circuit board 11.
  • the semiconductor chip 12 also has one or more electrode pads 14 (second electrodes).
  • the electrode pad 14 is provided on the main surface 12a of the semiconductor chip 12.
  • the wire 20 electrically connects the electrode pad 13 to the electrode pad 14.
  • the wire 20 is formed of gold (Au), silver (Ag), aluminum (Al), copper (Cu) and alloys thereof.
  • the diameter of the wire 20 is 20 micrometers as an example.
  • One end 21 (one end) of the wire 20 is physically and electrically connected to the electrode pad 13 of the circuit board 11.
  • the other end 22 (the other end) of the wire 20 is physically and electrically connected to the electrode pad 14 of the semiconductor chip 12.
  • FIG. 3 schematically shows an enlarged end 21 of the wire 20.
  • the one-piece wire 20 includes several parts based on its shape and mechanical properties.
  • the wire 20 includes a first wire portion 24, a second wire portion 26, a third wire portion 27, a first bent portion 28, and a second bent portion 29.
  • the first wire portion 24 extends along the surface of the electrode pad 13. A part of the first wire portion 24 is pressed. The pressed portion is electrically connected to the electrode pad 13.
  • the first wire portion 24 includes a bonding portion 24a (joining portion) electrically connected to the electrode pad 13 and an extending portion 24b continuous from the bonding portion 24a to the second wire portion 26.
  • the bonding portion 24a is physically and electrically connected to the electrode pad 13.
  • the term "physically connected” as used herein means that the wire 20 is joined to the electrode pad 13.
  • the bonding portion 24a may be defined as a portion that generates a resistance force (reaction force) against a tensile force.
  • electrically connected means a state in which the electric resistance between the wire 20 and the electrode pad 13 is extremely small.
  • the bonding portion 24a is formed by so-called wedge bonding.
  • wedge bonding the capillary 8 presses the wire 20 against the electrode pad 13.
  • the capillary 8 provides energy (heat, ultrasonic waves, etc.) to the wire 20.
  • the pressed portion is crushed and deformed into a flat shape.
  • the wire 20 is crimped to the electrode pad 13. That is, the bonding portion 24a may be defined as a portion having a thickness smaller than the diameter of the wire 20.
  • the extending portion 24b is a part of the first wire portion 24.
  • the extending portion 24b extends continuously from the bonding portion 24a.
  • the extending portion 24b maintains the cross-sectional shape of the wire 20.
  • the cross-sectional shape of the extending portion 24b is substantially circular.
  • the extending portion 24b extends along the main surface 13a of the electrode pad 13.
  • the length of the extending portion 24b may be, for example, the same as the diameter of the tip of the capillary 8. Further, the length of the extending portion 24b may be larger than the diameter of the tip of the capillary 8, for example.
  • the extending portion 24b differs from the bonding portion 24a in that it does not need to be physically and electrically connected to the electrode pad 13.
  • the extending portion 24b may be in contact with the electrode pad 13. According to this state, the extending portion 24b is electrically connected to the electrode pad 13. On the other hand, the extending portion 24b cannot resist the tensile force of the main surface 13a in the normal direction. Therefore, it cannot be said that they are physically connected.
  • the state of the extending portion 24b does not exclude the state of being physically connected to the electrode pad 13. That is, the extending portion 24b may be physically connected to the electrode pad 13.
  • the extending portion 24b may not be in contact with the electrode pad 13, and the extending portion 24b may be slightly separated from the main surface 13a of the electrode pad 13. According to the separated state, the extending portion 24b is not electrically connected to the electrode pad 13. Further, according to the separated state, the extending portion 24b is not physically connected.
  • the second wire portion 26 is continuous with the extending portion 24b of the first wire portion 24 via the first bending portion 28 described later.
  • the second wire portion 26 extends in the direction D2 intersecting the main surface 13a of the electrode pad 13.
  • the second wire portion 26 may be defined as extending in the normal direction of the main surface 13a. That is, the second wire portion 26 is a part of the wire 20 that stands up from the main surface 13a.
  • the angle A1 formed by the direction D2 (second direction) in which the second wire portion 26 extends and the direction D1 (first direction) in which the extending portion 24b of the first wire portion 24 extends is equal to or less than a right angle (90 degrees or less). You can.
  • the angle A1 formed by the directions D1 and D2 is an acute angle.
  • the angle A1 may be 20 degrees or more and 60 degrees or less as an example. That is, the direction D2 in which the second wire portion 26 extends includes a component in the normal direction of the main surface 13a and a component in the direction opposite to the direction D1 in which the extending portion 24b of the first wire portion 24 extends. Therefore, the direction D2 in which the second wire portion 26 extends is inclined with respect to the normal direction of the main surface 13a.
  • the angle formed by the directions D1 and D2 is larger than 0 degrees. That is, the direction D2 is not parallel to the direction D1.
  • the second wire portion 26 does not come into contact with the extending portion 24b of the first wire portion 24.
  • the length of the second wire portion 26 may be, for example, about the same as the extending portion 24b of the first wire portion 24.
  • the second wire portion 26 maintains the cross-sectional shape of the wire 20 in the same manner as the extending portion 24b of the first wire portion 24.
  • the cross-sectional shape of the second wire portion 26 is substantially circular.
  • the third wire portion 27 is continuous with the second wire portion 26 via the second bending portion 29 described later.
  • the end of the third wire portion 27 is connected to the electrode pad 14 of the semiconductor chip 12. Therefore, the length of the third wire portion 27 is substantially the same as the distance from the electrode pad 13 to the electrode pad 14.
  • the shape of the third wire portion 27 is an arc. Therefore, the shape of the third wire portion 27 is longer than the linear distance from the electrode pad 13 to the electrode pad 14.
  • the third wire portion 27 extends from the electrode pad 13 of the circuit board 11 toward the electrode pad 14 of the semiconductor chip 12.
  • the angle A2 formed by the extending direction D2 of the second wire portion 26 and the extending direction D3 (third direction) of the third wire portion 27 is larger than a right angle (90 degrees or more).
  • the angle A2 is an obtuse angle.
  • the angle A2 may be 90 degrees or more and 120 degrees or less as an example.
  • the third wire portion 27 maintains the cross-sectional shape of the wire 20 in the same manner as the extending portion 24b of the first wire portion 24, except for the end portion connected to the electrode pad 14.
  • the cross-sectional shape of the third wire portion 27 is substantially circular.
  • the first bent portion 28 is provided between the first wire portion 24 and the second wire portion 26. That is, the first bent portion 28 changes the direction D1 in which the extending portion 24b of the first wire portion 24 extends to the direction D2 in which the second wire portion 26 extends.
  • the shape of the first bent portion 28 is an arc.
  • the first bent portion 28 is a part of the bent wire 20. Details of the bending process for forming the first bent portion 28 will be described later. This bending process causes the wire 20 to undergo plastic deformation. According to the plastic deformation, work hardening occurs in the first bent portion 28. Therefore, the strength of the first bent portion 28 may be higher than the strength of the wire 20 in the first place.
  • the second bent portion 29 is provided between the second wire portion 26 and the third wire portion 27. That is, the second bent portion 29 changes the direction D2 in which the second wire portion 26 extends to the direction D3 in which the third wire portion 27 extends.
  • the shape of the second bent portion 29 is an arc like the first bent portion 28.
  • the second bent portion 29 is a part of the bent wire 20. Details of the bending process for forming the second bent portion 29 will be described later. Therefore, similarly to the first bent portion 28, the second bent portion 29 is a portion where plastic deformation has occurred, and work hardening has occurred.
  • the semiconductor device 10 described above is manufactured by the wire bonding device 1.
  • the control operation of the control unit 4 in the wire bonding apparatus 1 will be described with reference to FIGS. 3, 4, 5, and 6. Further, a method of manufacturing the semiconductor device 10 will be described.
  • FIG. 4 shows the shape of the wire 20 and the target point of the capillary 9.
  • the control unit 4 has information on preset first target points P1 to ninth target points P9 (see FIG. 9 for the ninth target point).
  • the control unit 4 provides a control signal to the bonding unit 3 so that the capillary 8 sequentially moves to the first target point P1 to the ninth target point P9.
  • the control unit 4 also provides the bonding unit 3 with a control signal for controlling the permission of the wire 20 to be fed and the stop of the wire 20 during movement.
  • the control unit 4 also provides the bonding unit 3 with a control signal for controlling permission and stop of provision of ultrasonic waves and the like from the capillary 8.
  • the first target point P1 indicates a position where the wire 20 is bonded to the electrode pad 13.
  • the first target point P1 is a position where the bonding portion 24a is formed.
  • the first target point P1 is set on the main surface 13a of the electrode pad 13. More specifically, the distance from the main surface 13a to the first target point P1 is equal to or slightly smaller than the diameter of the wire 20.
  • the second target point P2 is a position for forming a part of the extending portion 24b.
  • the second target point P2 is set directly above the first target point P1.
  • the direction away from the main surface 13a along the normal line of the main surface 13a is referred to as "upward”. Further, the direction of approaching the main surface 13a along the normal line is referred to as "downward”.
  • the second target point P2 is set on the normal line of the main surface 13a passing through the first target point P1.
  • the distance from the main surface 13a to the second target point P2 is larger than the distance from the main surface 13a to the first target point P1.
  • the distance from the first target point P1 to the second target point P2 may be determined based on, for example, the length of the extending portion 24b.
  • the third target point P3 is also a position for forming a part of the extending portion 24b.
  • the third target point P3 is set at a position separated from the second target point P2 along an axis orthogonal to the normal line.
  • the axis orthogonal to the normal with respect to the second target point P2 is referred to as a "parallel axis".
  • the direction from the electrode pad 13 to the electrode pad 14 along the parallel axis is referred to as "forward direction”.
  • the direction from the electrode pad 14 to the electrode pad 13 along the parallel axis is called "reverse direction”. That is, the third target point P3 is set at a position separated from the second target point P2 by a predetermined distance in the forward direction.
  • the distance from the second target point P2 to the third target point P3 may be determined based on, for example, the length of the extending portion 24b. That is, the distance from the second target point P2 to the third target point P3 may be the same as the distance from the first target point P1 to the second target point P2, may be large, or may be short. Good.
  • the fourth target point P4 is a position for forming the first bent portion 28.
  • the fourth target point P4 is set so as to be separated downward from the third target point P3. Therefore, the movement from the third target point P3 to the fourth target point P4 is a downward movement.
  • the fourth target point P4 is closer to the electrode pad 14 than the first target point P1.
  • the fourth target point P4 may be included in the main surface 13a, or may be separated from the main surface 13a by a predetermined distance.
  • the distance from the main surface 13a to the fourth target point P4 may be irrelevant to the distance from the main surface 13a to the first target point P1. That is, the distance from the main surface 13a to the fourth target point P4 may be the same as the distance from the main surface 13a to the first target point P1.
  • the distance from the main surface 13a to the fourth target point P4 may be smaller than the distance from the main surface 13a to the first target point P1.
  • the distance from the third target point P3 to the fourth target point P4 may be determined based on, for example, the length of the second wire portion 26.
  • the fifth target point P5 is a position for forming the second wire portion 26.
  • the fifth target point P5 is located above the fourth target point P4. Therefore, in the normal direction, the third target point P3, the fourth target point P4, and the fifth target point P5 are set on the same line. That is, the movement from the fourth target point P4 to the fifth target point P5 is an upward movement. Further, the fifth target point P5 is set above the fourth target point P4. For example, the distance from the main surface 13a to the fifth target point P5 is larger than the distance from the main surface 13a to the fourth target point P4. On the other hand, the part (b) of FIG.
  • the distance from the main surface 13a to the fifth target point P5 is smaller than the distance from the main surface 13a to the third target point P3.
  • the distance from the main surface 13a to the fifth target point P5 may be the same as the distance from the main surface 13a to the third target point P3.
  • the distance from the main surface 13a to the fifth target point P5 may be larger than the distance from the main surface 13a to the third target point P3.
  • the distance from the fourth target point P4 to the fifth target point P5 may be determined based on, for example, the length of the second wire portion 26.
  • the sixth target point P6 is also a position for forming the second wire portion 26.
  • the sixth target point P6 is separated from the fifth target point P5 in the opposite direction. That is, the movement from the fifth target point P5 to the sixth target point P6 is a movement in the opposite direction.
  • the distance from the fifth target point P5 to the sixth target point P6 is from the fifth target point P5 to the first target point P1 or the second target point P2 in the horizontal direction. The case where it is larger than the distance is illustrated.
  • the distance from the fifth target point P5 to the sixth target point P6 may be the same as the distance along the parallel axis from the fifth target point P5 to the first target point P1 or the second target point P2.
  • the distance from the fifth target point P5 to the sixth target point P6 may be smaller than the distance along the parallel axis from the fifth target point P5 to the first target point P1 or the second target point P2.
  • the distance from the fifth target point P5 to the sixth target point P6 may be determined based on, for example, the length of the second wire portion 26.
  • the seventh target point P7 is a position for forming the second bent portion 29.
  • the seventh target point P7 is set so as to be separated downward from the sixth target point P6. That is, the seventh target point P7 is closer to the electrode pad 13 than the sixth target point P6. That is, the movement from the 6th target point P6 to the 7th target point P7 is a downward movement.
  • the distance from the main surface 13a to the seventh target point P7 is smaller than the distance from the main surface 13a to the sixth target point P6.
  • the distance from the sixth target point P6 to the seventh target point P7 may be determined based on the amount of movement required to cause the wire 20 to undergo plastic deformation.
  • the amount of movement required to cause the wire 20 to undergo plastic deformation may be determined, for example, based on the diameter of the wire 20.
  • the distance from the sixth target point P6 to the seventh target point P7 may be about 1.5 times the diameter of the wire 20.
  • the eighth target point P8 is a position for forming the third wire portion 27.
  • the eighth target point P8 is located above the seventh target point P7. Therefore, in the normal direction, the sixth target point P6, the seventh target point P7, and the eighth target point P8 are set on the same line. That is, the movement from the 7th target point P7 to the 8th target point P8 is an upward movement. Further, the eighth target point P8 is set above the seventh target point P7.
  • the distance from the main surface 13a to the eighth target point P8 is larger than the distance from the main surface 13a to the seventh target point P7.
  • the distance from the 7th target point P7 to the 8th target point P8 may be determined based on, for example, the length of the third wire portion 27.
  • the ninth target point P9 (see FIG. 9) is also a position for forming the third wire portion 27.
  • the ninth target point P9 is set on the semiconductor chip 12. More specifically, it is set on the electrode pad 14 of the semiconductor chip 12. Therefore, the movement from the 8th target point P8 to the 9th target point P9 is a movement in the forward direction.
  • the control unit 4 provides the first control signal to the bonding unit 3 (see step S10 in FIG. 5, parts (a), parts (b), and parts (c) in FIG. 6).
  • the first control signal includes an operation of moving the capillary 8 to the first target point P1, an operation of radiating ultrasonic waves from the capillary 8 for a predetermined period (step S11), and an operation of moving the capillary 8 to the second target point P2. (Step S12), an operation of moving the capillary 8 to the third target point P3 (step S13), and an operation of permitting the feeding of the wire 20 are included.
  • the bonding unit 3 that has received the first control signal first moves the capillary 8 to the first target point P1. At this time, the tip of the capillary 8 presses the wire 20 against the electrode pad 13. Next, the bonding unit 3 radiates ultrasonic waves from the tip of the capillary 8 for a predetermined period of time. Then, a part of the wire 20 pressed against the tip of the capillary 8 is deformed into a flat shape. By this deformation, the wire 20 is joined to the electrode pad 13. As a result, the bonding portion 24a is formed.
  • the bonding unit 3 moves the capillary 8 from the first target point P1 to the second target point P2 (see step S12, part (b) of FIG. 6). Further, the bonding unit 3 allows the wire 20 to be fed out from the capillary 8. That is, the bonding unit 3 moves the capillary 8 from the first target point P1 to the second target point P2 while feeding out the wire 20.
  • the wire 20 unwound here constitutes the extending portion 24b.
  • the bonding unit 3 moves the capillary 8 from the second target point P2 to the third target point P3 (see step S13, part (c) of FIG. 6). Further, the bonding unit 3 allows the wire 20 to be fed out from the capillary 8. That is, the bonding unit 3 moves the capillary 8 from the second target point P2 to the third target point P3 while feeding out the wire 20.
  • the wire 20 unwound here also constitutes the extending portion 24b.
  • the capillary 8 can be moved from the first target point P1 to the third target point P3.
  • the capillary 8 may be moved directly from the first target point P1 to the third target point P3.
  • the capillary 8 does not have to go through the second target point P2.
  • the capillary 8 may be moved along the trajectory of a straight line connecting the first target point P1 and the third target point P3.
  • the capillary 8 may be moved along the locus of an arc passing through the first target point P1 and the third target point P3.
  • the control unit 4 provides the second control signal to the bonding unit 3 (see step S20 in FIG. 5 and part (a) in FIG. 7).
  • the second control signal includes an operation of moving the capillary 8 to the fourth target point P4.
  • the bonding unit 3 that has received the second control signal lowers the capillary 8 from the third target point P3 to the fourth target point P4 (step S20). At this time, the bonding unit 3 may prohibit the feeding of the wire 20 from the capillary 8. At this time, a part of the wire 20 existing in the capillary 8 and another part of the wire 20 unwound from the capillary 8 in steps S12 and S13 are continuous with a predetermined bending angle. Specifically, a part of the wire 20 existing inside the capillary 8 coincides with the normal direction of the main surface 13a. On the other hand, another portion of the wire 20 drawn out from the capillary 8 is inclined with respect to the normal direction.
  • another portion of the wire 20 may be along a virtual line connecting the first target point P1 and the third target point P3. Therefore, the connecting portion between one portion of the wire 20 and another portion of the wire 20 is bent. This connecting portion is formed at the tip portion of the capillary 8.
  • the lowering of the capillary 8 by the second control signal is a step of adding a "habit" to the wire 20.
  • the portion including the "habit” added by the lowering of the capillary 8 by the second control signal is the first bent portion 28 in the present embodiment.
  • the control unit 4 provides a third control signal to the bonding unit 3 (see steps S30 in FIG. 5 and parts (b) and (c) in FIG. 7).
  • the third control signal includes an operation of moving the capillary 8 to the fifth target point P5 (step S31), an operation of moving the capillary 8 to the sixth target point P6 (step S32), and an operation of permitting the wire 20 to be fed out. And, including.
  • the bonding unit 3 that has received the third control signal moves the capillary 8 from the fourth target point P4 to the fifth target point P5 (see step S31, part (b) of FIG. 7). Further, the bonding unit 3 allows the wire 20 to be fed out from the capillary 8. That is, the bonding unit 3 moves the capillary 8 from the fourth target point P4 to the fifth target point P5 while feeding out the wire 20.
  • the wire 20 unwound here constitutes the second wire portion 26.
  • the bonding unit 3 moves the capillary 8 from the fifth target point P5 to the sixth target point P6 (see step S32, part (c) of FIG. 7). Further, the bonding unit 3 allows the wire 20 to be fed out from the capillary 8. That is, the bonding unit 3 moves the capillary 8 from the fifth target point P5 to the sixth target point P6 while feeding out the wire 20.
  • the wire 20 unwound here also constitutes the second wire portion 26.
  • step S30 it suffices if the capillary 8 can be moved from the fourth target point P4 to the sixth target point P6.
  • the capillary 8 may be moved directly from the fourth target point P4 to the sixth target point P6.
  • the capillary 8 does not have to go through the fifth target point P5.
  • the capillary 8 may be moved along the trajectory of a straight line connecting the fourth target point P4 and the sixth target point P6.
  • the control unit 4 provides a fourth control signal to the bonding unit 3 (see step S40 in FIG. 5 and part (a) in FIG. 8).
  • the fourth control signal includes an operation of moving the capillary 8 to the seventh target point P7.
  • the bonding unit 3 that has received the fourth control signal lowers the capillary 8 from the sixth target point P6 to the seventh target point P7 (step S40).
  • the bonding unit 3 may prohibit the feeding of the wire 20 from the capillary 8.
  • a part of the wire 20 existing in the capillary 8 and another part of the wire 20 unwound from the capillary 8 in the step S30 are continuous with a predetermined bending angle. That is, the relationship between the part of the wire 20 and the unwound portion is similar to the relationship described in step S20.
  • the angle of the connecting portion between the part of the wire 20 and the drawn portion becomes smaller.
  • the portion where the plastic deformation is caused can also be referred to as a portion having a “habit” as in the steps S12 and S13. Therefore, a bent shape is maintained between a part of the wire 20 and the unwound part. As a result, a second bent portion 29 is formed between a part of the wire 20 and the drawn portion.
  • the control unit 4 provides a fifth control signal to the bonding unit 3 (see step S50 in FIG. 5 and part (b) and FIG. 9 in FIG. 8).
  • the fifth control signal includes an operation of moving the capillary 8 to the eighth target point P8 (process S51), an operation of moving the capillary 8 to the ninth target point P9 (process S52), and an operation of permitting the wire 20 to be fed out. And the operation of radiating ultrasonic waves from the capillary 8 for a predetermined period (step S53).
  • the bonding unit 3 that has received the fifth control signal moves the capillary 8 from the seventh target point P7 to the eighth target point P8 (see step S51, part (b) of FIG. 8). Further, the bonding unit 3 allows the wire 20 to be fed out from the capillary 8. That is, the bonding unit 3 raises the capillary 8 from the seventh target point P7 to the eighth target point P8 while feeding out the wire 20.
  • the wire 20 unwound here constitutes a part of the third wire portion 27.
  • the bonding unit 3 moves the capillary 8 from the 8th target point P8 to the 9th target point P9 (see step S52, FIG. 9). Further, the bonding unit 3 allows the wire 20 to be fed out from the capillary 8. That is, the bonding unit 3 moves the capillary 8 from the eighth target point P8 to the ninth target point P9 while feeding out the wire 20.
  • the wire 20 unwound here also constitutes another part of the second wire portion 26.
  • the bonding unit 3 radiates ultrasonic waves from the tip of the capillary 8 for a predetermined period (see step S52, FIG. 9). Then, a part of the wire 20 pressed against the tip of the capillary 8 is deformed into a flat shape. Due to this deformation, the wire 20 is joined to the electrode pad 14.
  • the pull strength can be improved.
  • the effects of the semiconductor device 10 of the present embodiment will be described while comparing with the semiconductor device 110 of the comparative example.
  • FIG. 11 shows the end of the wire 120 included in the semiconductor device 110 of the comparative example.
  • the wire 120 has a bonding portion 123 connected to the electrode pad 113 and a wire portion 124 extending toward another electrode pad. That is, the wire 120 does not have a portion corresponding to the first wire portion 24, the second wire portion 26, the third wire portion 27, the first bent portion 28, and the second bent portion 29.
  • the load acts on a portion (so-called neck 125) extending diagonally upward from the bonding portion 123. Since the neck 125 includes a part of the bonding portion 123, its thickness is thin. Therefore, the strength at the neck 125 is lower than the strength of the wire 120.
  • an extending portion 24b, a second wire portion 26, a first bent portion 28, and a second bent portion 29 are provided between the bonding portion 24a and the third wire portion 27. ing. That is, a wire having a sufficient length is fed out between the bonding portion 24a and the third wire portion 27.
  • the wire 20 includes a first bent portion 28 and a second bent portion 29 that have undergone work hardening. Further, the wire 20 has an extending portion 24b extending from the bonding portion 24a along the electrode pad 13. According to these configurations, when pull stress acts on the wire 20, no load acts directly on the connecting portion between the bonding portion 24a and the extending portion 24b.
  • the load is borne by the wire drawn out between the bonding portion 24a and the third wire portion 27, and the first bent portion 28 and the second bent portion 29 that have undergone work hardening. Since these portions are not processed so as to change the cross-sectional shape unlike the bonding portion 24a, at least the original strength of the wire 20 is maintained. Further, the strength of the first bent portion 28 and the second bent portion 29 at these portions may be further increased by work hardening. Therefore, the wire 20 can improve the pull strength.
  • a wire having a diameter of 20 micrometers was stretched between the electrode pads in a shape as shown in FIG.
  • Wires were prepared for gold, silver, aluminum and copper respectively.
  • the minimum value of the pull strength was 1.0 gf.
  • the same wire was stretched between the electrode pads using the manufacturing method according to the embodiment.
  • FIG. 10 shows an example thereof.
  • the minimum pull strength was 2.5 gf. That is, it was found that when the wire bonding apparatus 1 according to the embodiment is used to perform wire bonding according to the manufacturing method according to the embodiment, the pull strength can be improved by about 2.5 times.

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Abstract

半導体装置１０は、電極パッド１３を含む回路基板１１と、電極パッド１３に対して電気的に接続される電極パッド１４を含む半導体チップ１２と、一端が電極パッド１３に接続され、他端が電極パッド１４に接続されたワイヤ２０と、を備える。ワイヤ２０は、電極パッド１３に沿って延び、一部が押圧されて電極パッド１３と電気的に接合した第１ワイヤ部２４と、第１ワイヤ部２４に接触しないように、電極パッド１３と交差する方向に延びる第２ワイヤ部２６と、電極パッド１３に向けて延びる第３ワイヤ部２７と、第１ワイヤ部２４を第２ワイヤ部２６に接続する第１曲げ部２８と、第２ワイヤ部２６を第３ワイヤ部２７に接続する第２曲げ部２９と、を有する。

Description

半導体装置、半導体装置の製造方法及びワイヤボンディング装置
　本発明は、半導体装置、半導体装置の製造方法及びワイヤボンディング装置に関する。
　回路基板に設けられた電極は、回路基板に設けられた半導体チップの電極に対して金属製の極めて細いワイヤによって電気的に接続される。このような接続技術は、いわゆるワイヤボンディングと呼ばれている。ワイヤボンディングの一種であるウエッジボンディングは、ワイヤを電極に押圧した状態で熱及び超音波といったエネルギを付与することによりワイヤを電極に物理的及び電気的に接続する。例えば、特許文献１、２は、ウエッジボンディングに関する技術を開示する。
特開２００７－２７３９９１号公報 特開２０１６－０６２９６２号公報
　ワイヤは、ワイヤの両端に接続された電極間の電気的な接続を維持することが要求される。例えば、ワイヤが切断された場合及びワイヤが電極から剥離した場合には、電気的な接続が維持できない。そこで、ボンディングされたワイヤには、プル強度と呼ばれる機械的な強度が要求される。プル強度とは、両端が電極に接続されたワイヤを引っ張った状態において、ワイヤの切断又はワイヤと電極との剥離が生じる荷重である。
　当該技術分野においては、プル強度の向上が望まれている。そこで、本発明は、プル強度が向上した半導体装置、当該半導体装置の製造方法及び、当該半導体装置を製造するワイヤボンディング装置を提供することを目的とする。
　本発明の一形態である半導体装置は、第１電極と、第１電極と電気的に接続される第２電極と、一端が第１電極に接合され、他端が第２電極に接合されたボンディングワイヤと、を備える。ボンディングワイヤは、第１電極の表面に沿って延び、一部が押圧されて第１電極と電気的に接合した第１ワイヤ部と、第１ワイヤ部に接触しないように、第１電極の表面から立ち上がる方向に延びる第２ワイヤ部と、第２電極に向けて延び、端部が押圧されて第２電極と電気的に接合した第３ワイヤ部と、第１ワイヤ部が延びる方向を第２ワイヤ部が延びる方向に曲げる第１曲げ部と、第２ワイヤ部が延びる方向を第３ワイヤ部が延びる方向に曲げる第２曲げ部と、を有する。
　ボンディングワイヤは、第１電極に接合された箇所と第２電極に接合された箇所との間に、第１ワイヤ部の一部、第２ワイヤ部、第１曲げ部及び第２曲げ部が設けられている。つまり、第１電極に接合された箇所と第２電極に接合された箇所との間には、十分な長さのボンディングワイヤが繰り出されている。そして、ボンディングワイヤは、第１曲げ部及び第２曲げ部を含む。さらに、ボンディングワイヤは、第１電極に沿って延びる第１ワイヤ部を有している。これらの構成によれば、ボンディングワイヤにプルストレスが作用したとき、第１電極に接合された箇所に対して、直接に負荷が作用することがない。負荷は、第１ワイヤ部の一部、第２ワイヤ部、第３ワイヤ部、第１曲げ部及び第２曲げ部によって、負担される。これらの部位は、第１電極に接合された箇所のように断面形状が変化するような加工を受けていないので、少なくともボンディングワイヤが本来有する強度を維持している。従って、ボンディングワイヤは、プル強度を向上させることができる。
　上記の半導体装置において、第１ワイヤ部は、第１電極と電気的に接合した接合部と、接合部と第２ワイヤ部とに連続する延在部と、を含んでもよい。延在部の長さは、接合部の長さよりも長くてもよい。この構成によれば、ボンディングワイヤのプル強度を好適に向上することができる。
　上記の半導体装置の第１曲げ部において、第１ワイヤ部が延びる第１方向と第２ワイヤ部が延びる第２方向とのなす角度は、９０度以下であってもよい。この構成によれば、ボンディングワイヤのプル強度を好適に向上することができる。
　上記の半導体装置の第２曲げ部において、第２ワイヤ部が延びる第２方向と第３ワイヤ部が延びる第３方向とのなす角度は、９０度以下であってもよい。この構成によれば、ボンディングワイヤのプル強度を好適に向上することができる。
　上記の半導体装置の第１曲げ部は、ボンディングワイヤが塑性変形した部分であってもよい。この構成によれば、ボンディングワイヤのプル強度を好適に向上することができる。
　上記の半導体装置の第２曲げ部は、ボンディングワイヤが塑性変形した部分であってもよい。この構成によれば、ボンディングワイヤのプル強度を好適に向上することができる。
　本発明の別の形態は、第１電極と、第１電極と電気的に接続される第２電極と、一端が第１電極に接合され、他端が第２電極に接合されたボンディングワイヤと、を備える半導体装置の製造方法である。半導体装置の製造方法は、キャピラリを用いて、第１電極にボンディングワイヤの一端を接合した後に、ボンディングワイヤの接合部よりも第２電極側であって接合部より上方の位置にボンディングワイヤを繰り出しながらキャピラリの先端を移動させる第１工程と、第１電極に向けてキャピラリの先端を下降させてボンディングワイヤの一部を第１電極に押し付けることにより、第１曲げ部を形成する第２工程と、第１曲げ部より接合部側であって接合部より上方の位置にボンディングワイヤを繰り出しながらキャピラリの先端を移動させる第３工程と、第１電極に向けてキャピラリの先端を下降させることにより、第２曲げ部を形成する第４工程と、を含む。
　上記の製造方法によれば、第１曲げ部及び第２曲げ部を含むボンディングワイヤの端部を形成することができる。従って、半導体装置におけるボンディングワイヤのプル強度を向上させることができる。
　本発明の別の形態において、第１工程は、第１電極の表面における法線方向に沿ってボンディングワイヤを繰り出しながらキャピラリを上昇させる工程と、第１電極の表面における法線方向と交差する方向に沿って、第２電極側にボンディングワイヤを繰り出しながらキャピラリを移動させる工程と、を含んでもよい。これらの工程によれば、第１ワイヤ部を確実に形成することができる。
　本発明の別の形態において、第３工程は、第１電極の表面における法線方向に沿ってボンディングワイヤを繰り出しながらキャピラリを上昇させる工程と、第１電極の表面における法線方向と交差する方向に沿って、接合部側にボンディングワイヤを繰り出しながらキャピラリを移動させる工程と、を含んでもよい。これらの工程によれば、第２ワイヤ部を確実に形成することができる。
　本発明の別の形態は、第４工程の後に、キャピラリを用いて、第２電極にボンディングワイヤの他端を接合する第５工程をさらに有してもよい。第５工程は、第１電極の表面における法線方向に沿ってボンディングワイヤを繰り出しながらキャピラリを上昇させる工程と、第２電極上の位置にキャピラリの先端を移動させる工程と、第２電極にボンディングワイヤの他端を接合する工程と、を含んでもよい。これらの工程によれば、第１電極を第２電極に接続するボンディングワイヤを形成することができる。
　本発明のさらに別の形態は、第１電極と、第１電極と電気的に接続される第２電極と、一端が第１電極に接合され、他端が第２電極に接合されたボンディングワイヤと、を備える半導体装置を製造するワイヤボンディング装置である。ワイヤボンディング装置は、移動可能に構成されたキャピラリを含むボンディングユニットと、ボンディングユニットの動作を制御する制御ユニットと、を備える。制御ユニットは、キャピラリを用いて、第１電極にボンディングワイヤの一端を接合した後に、ボンディングワイヤの接合部より第２電極側であって接合部より上方の位置にボンディングワイヤを繰り出しながらキャピラリの先端を移動させる第１制御信号と、第１電極に向けてキャピラリの先端を下降させてボンディングワイヤの一部を第１電極に押し付けることにより、第１曲げ部を形成させる第２制御信号と、第１曲げ部より接合部側であって接合部より上方の位置にボンディングワイヤを繰り出しながらキャピラリの先端を移動させる第３制御信号と、第１電極に向けてキャピラリの先端を下降させることにより、第２曲げ部を形成させる第４制御信号と、をボンディングユニットに提供してもよい。
　このワイヤボンディング装置によれば、第１曲げ部及び第２曲げ部を含むボンディングワイヤの端部を形成することができる。従って、半導体装置におけるボンディングワイヤのプル強度を向上させることができる。
　さらに別の形態において、第１制御信号は、第１電極の表面における法線方向に沿ってボンディングワイヤを繰り出しながらキャピラリを上昇させる制御信号と、第１電極の表面における法線方向と交差する方向に沿って、第２電極側にボンディングワイヤを繰り出しながらキャピラリを移動させる制御信号と、を含んでもよい。この構成によれば、第１ワイヤ部を確実に形成することができる。
　さらに別の形態において、第３制御信号は、第１電極の表面における法線方向に沿ってボンディングワイヤを繰り出しながらキャピラリを上昇させる制御信号と、第１電極の表面における法線方向と交差する方向に沿って、接合部側にボンディングワイヤを繰り出しながらキャピラリを移動させる制御信号と、を含んでもよい。この構成によれば、第２ワイヤ部を確実に形成することができる。
　さらに別の形態において、制御ユニットは、キャピラリを用いて、第２電極にボンディングワイヤの他端を接合する第５制御信号をさらにボンディングユニットに提供してもよい。第５制御信号は、第１電極の表面における法線方向に沿ってボンディングワイヤを繰り出しながらキャピラリを上昇させる制御信号と、第２電極上の位置にキャピラリの先端を移動させる制御信号と、第２電極にボンディングワイヤの他端を接合させる制御信号と、を含んでもよい。この構成によれば、第１電極を第２電極に接続するボンディングワイヤを形成することができる。
　本発明によれば、プル強度が向上した半導体装置、当該半導体装置の製造方法及び、当該半導体装置を製造するワイヤボンディング装置が提供される。
図１は、ワイヤボンディング装置の構成を示す図である。 図２は、半導体装置の一部を拡大して示す図である。 図３は、図２に示されたワイヤの端部を拡大して示す図である。 図４は、ワイヤの形状とキャピラリの目標点とを示す図である。 図５は、半導体装置の製造方法における主要な工程を示すフロー図である。 図６の（ａ）部、（ｂ）部及び（ｃ）部は、半導体装置の製造方法が有する主要な工程を示す図である。 図７の（ａ）部、（ｂ）部及び（ｃ）部は、半導体装置の製造方法が有する図６に続く主要な工程を示す図である。 図８の（ａ）部及び（ｂ）部は、半導体装置の製造方法が有する図７に続く主要な工程を示す図である。 図９は、半導体装置の製造方法が有する図８に続く主要な工程を示す図である。 図１０は、実施例に係るワイヤの端部を拡大して撮影した写真である。 図１１は、比較例に係るワイヤの端部を拡大して示す図である。
　以下、添付図面を参照しながら本発明を実施するための形態を詳細に説明する。図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
〔ワイヤボンディング装置〕
　図１に示すワイヤボンディング装置１は、例えば、プリント基板などの電極に、当該プリント基板に設けられた半導体素子の電極を細径の金属ワイヤを用いて電気的に接続する。ワイヤボンディング装置１は、ワイヤに対して熱、超音波又は圧力を提供してワイヤを電極に接続する。ワイヤボンディング装置１は、搬送ユニット２と、ボンディングユニット３と、制御ユニット４と、を有する。
　搬送ユニット２は、被処理部品である半導体装置１０をボンディングエリアに搬送する。ボンディングユニット３は、移動機構６と、ボンディングツール７と、キャピラリ８と、を含む。移動機構６は、キャピラリ８を移動させる。ボンディングツール７の先端には、キャピラリ８が着脱可能に設けられる。キャピラリ８は、ワイヤに対して熱、超音波又は圧力を提供する。制御ユニット４は、ボンディングユニット３の動作を含むワイヤボンディング装置１の全体の動作を制御する。制御ユニット４は、いくつかの制御信号をボンディングユニット３に提供する。例えば、制御信号は、半導体装置１０に対するキャピラリ８の位置を制御するための信号と、熱、超音波又は圧力の提供の開始及び停止のための信号と、を含む。制御ユニット４については、後述する。
〔半導体装置〕
　図２は、図１に示された半導体装置１０の一部を拡大して示す。半導体装置１０は、例えば、回路基板１１（第１電子部品）と、半導体チップ１２（第２電子部品）と、ワイヤ２０（ボンディングワイヤ）と、を有する。半導体チップ１２は、回路基板１１の主面１１ａに対してダイボンドなどにより固定されている。回路基板１１は、一又は複数の電極パッド１３（第１電極）を有する。電極パッド１３は、回路基板１１の主面１１ａに設けられている。また、半導体チップ１２も、一又は複数の電極パッド１４（第２電極）を有する。電極パッド１４は、半導体チップ１２の主面１２ａに設けられている。
　ワイヤ２０は、電極パッド１３を電極パッド１４に電気的に接続する。例えば、ワイヤ２０は、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）及びこれらの合金により形成される。また、ワイヤ２０の直径は、一例として２０マイクロメートルである。ワイヤ２０の一方の端部２１（一端）は、回路基板１１の電極パッド１３に物理的及び電気的に接続されている。ワイヤ２０の他方の端部２２（他端）は、半導体チップ１２の電極パッド１４に物理的及び電気的に接続されている。
　図３は、ワイヤ２０の端部２１を拡大して模式的に示す。一体物であるワイヤ２０は、その形状及び機械的性質に基づくいくつかの部分を含む。
　ワイヤ２０は、第１ワイヤ部２４と、第２ワイヤ部２６と、第３ワイヤ部２７と、第１曲げ部２８と、第２曲げ部２９と、を含む。
　第１ワイヤ部２４は、電極パッド１３の表面に沿って延びる。第１ワイヤ部２４の一部は、押圧されている。押圧された部分は、電極パッド１３と電気的に接続している。第１ワイヤ部２４は、電極パッド１３と電気的に接続されたボンディング部２４ａ（接合部）と、ボンディング部２４ａから第２ワイヤ部２６に連続する延在部２４ｂと、を含む。
　ボンディング部２４ａは、電極パッド１３に対して物理的及び電気的に接続されている。ここでいう物理的に接続されているとは、ワイヤ２０が電極パッド１３に接合されていることをいう。例えば、ボンディング部２４ａは、引っ張り力に対する抵抗力（反力）を生じさせる部分と定義してもよい。また、電気的に接続されているとは、ワイヤ２０と電極パッド１３との間の電気抵抗が極めて小さい状態をいう。
　ボンディング部２４ａは、いわゆるウエッジボンディングにより形成される。ウエッジボンディングでは、キャピラリ８がワイヤ２０を電極パッド１３に対して押圧する。この押圧された状態で、キャピラリ８は、ワイヤ２０へエネルギ（熱、超音波など）を提供する。その結果、押圧された部分が押しつぶされて扁平状に変形する。その結果、ワイヤ２０は、電極パッド１３に対して圧着される。つまり、ボンディング部２４ａは、ワイヤ２０の直径よりも小さい厚みを有する部分であると定義してよい。
　延在部２４ｂは、第１ワイヤ部２４の一部分である。延在部２４ｂは、ボンディング部２４ａから連続して延びる。延在部２４ｂは、ワイヤ２０の断面形状を保っている。延在部２４ｂの断面形状は、ほぼ円形である。延在部２４ｂは、電極パッド１３の主面１３ａに沿って延びている。延在部２４ｂの長さは、例えば、キャピラリ８の先端の直径と同じであってもよい。また、延在部２４ｂの長さは、例えば、キャピラリ８の先端の直径よりも大きくてもよい。延在部２４ｂは、電極パッド１３に対して物理的及び電気的に接続されることを要しない点で、ボンディング部２４ａと異なる。例えば、延在部２４ｂは、電極パッド１３に接触していてもよい。この状態によれば、延在部２４ｂは、電極パッド１３に対して電気的に接続されている。一方、延在部２４ｂは、主面１３ａの法線方向に向く引っ張り力に対して抵抗できない。従って、物理的に接続されているとは言えない。しかし、延在部２４ｂの状態は、電極パッド１３に対して物理的に接続されている状態を排除しない。つまり、延在部２４ｂは、電極パッド１３に対して物理的に接続されていてもよい。なお、延在部２４ｂは、電極パッド１３に対して接触しておらず、延在部２４ｂは電極パッド１３の主面１３ａからわずかに離間していてもよい。離間した状態によれば、延在部２４ｂは、電極パッド１３に対して電気的に接続されていない。また、離間した状態によれば、延在部２４ｂは、物理的にも接続されていない。
　第２ワイヤ部２６は、後述する第１曲げ部２８を介して第１ワイヤ部２４の延在部２４ｂに連続する。第２ワイヤ部２６は、電極パッド１３の主面１３ａと交差する方向Ｄ２に延びる。例えば、第２ワイヤ部２６は、主面１３ａの法線方向に延びていると定義してもよい。つまり、第２ワイヤ部２６は、主面１３ａから起立するワイヤ２０の一部である。第２ワイヤ部２６が延びる方向Ｄ２（第２方向）と第１ワイヤ部２４の延在部２４ｂが延びる方向Ｄ１（第１方向）とのなす角度Ａ１は、直角以下（９０度以下）であってよい。換言すると、方向Ｄ１、Ｄ２のなす角度Ａ１は、鋭角である。一例として、角度Ａ１は、一例として、２０度以上６０度以下としてよい。つまり、第２ワイヤ部２６が延びる方向Ｄ２は、主面１３ａの法線方向の成分と、第１ワイヤ部２４の延在部２４ｂが延びる方向Ｄ１とは逆方向の成分と、を含む。従って、第２ワイヤ部２６が延びる方向Ｄ２は、主面１３ａの法線方向に対して傾いている。一方、方向Ｄ１、Ｄ２のなす角度は、０度よりも大きい。つまり、方向Ｄ２は、方向Ｄ１に対して平行ではない。換言すると、第２ワイヤ部２６は、第１ワイヤ部２４の延在部２４ｂに対して接触しない。第２ワイヤ部２６の長さは、例えば、第１ワイヤ部２４の延在部２４ｂと同程度としてよい。第２ワイヤ部２６は、第１ワイヤ部２４の延在部２４ｂと同様にワイヤ２０の断面形状を保っている。第２ワイヤ部２６の断面形状は、ほぼ円形である。
　第３ワイヤ部２７は、後述する第２曲げ部２９を介して第２ワイヤ部２６に連続する。第３ワイヤ部２７の端部は、半導体チップ１２の電極パッド１４に接続されている。従って、第３ワイヤ部２７の長さは、電極パッド１３から電極パッド１４までの距離とおおむね同じである。第３ワイヤ部２７の形状は、円弧である。従って、第３ワイヤ部２７の形状は、電極パッド１３から電極パッド１４までの直線距離よりも長い。第３ワイヤ部２７は、回路基板１１の電極パッド１３から半導体チップ１２の電極パッド１４に向かって延在する。例えば、第２ワイヤ部２６の延びる方向Ｄ２と第３ワイヤ部２７の延びる方向Ｄ３（第３方向）とのなす角度Ａ２は、直角より大きい（９０度以上）。つまり、角度Ａ２は、鈍角である。角度Ａ２は、一例として、９０度以上１２０度以下としてよい。第３ワイヤ部２７は、電極パッド１４に接続された端部を除き、第１ワイヤ部２４の延在部２４ｂと同様にワイヤ２０の断面形状を保っている。おり、第３ワイヤ部２７の断面形状は、ほぼ円形である。
　第１曲げ部２８は、第１ワイヤ部２４と第２ワイヤ部２６の間に設けられている。つまり、第１曲げ部２８は、第１ワイヤ部２４の延在部２４ｂが延びる方向Ｄ１を第２ワイヤ部２６が延びる方向Ｄ２に変化させる。第１曲げ部２８の形状は、円弧である。第１曲げ部２８は、曲げ加工が施されたワイヤ２０の一部である。第１曲げ部２８を形成する曲げ加工の詳細については、後述する。この曲げ加工は、ワイヤ２０に塑性変形を生じさせる。塑性変形によれば、第１曲げ部２８には、加工硬化が生じる。従って、第１曲げ部２８の強度は、そもそものワイヤ２０が有する強度よりも高い場合がある。
　第２曲げ部２９は、第２ワイヤ部２６と第３ワイヤ部２７の間に設けられている。つまり、第２曲げ部２９は、第２ワイヤ部２６が延びる方向Ｄ２を第３ワイヤ部２７が延びる方向Ｄ３に変化させる。第２曲げ部２９の形状は、第１曲げ部２８と同様に円弧である。第２曲げ部２９は、曲げ加工が施されたワイヤ２０の一部である。第２曲げ部２９を形成する曲げ加工の詳細については、後述する。従って、第１曲げ部２８と同様に、第２曲げ部２９は、塑性変形を生じた部位であり、加工硬化が生じている。
〔半導体装置の製造方法〕
　上述した半導体装置１０は、ワイヤボンディング装置１によって製造される。以下、図３、図４、図５及び図６を参照しながら、ワイヤボンディング装置１における制御ユニット４の制御動作を説明する。さらに、半導体装置１０の製造方法を説明する。
　図４は、ワイヤ２０の形状とキャピラリ９の目標点とを示す。制御ユニット４は、予め設定された第１目標点Ｐ１～第９目標点Ｐ９（第９目標点は図９参照）に関する情報を有する。制御ユニット４は、第１目標点Ｐ１～第９目標点Ｐ９にキャピラリ８が順次移動するように、ボンディングユニット３に制御信号を提供する。また、制御ユニット４は、移動中におけるワイヤ２０の繰り出しの許可と繰り出しの停止とを制御する制御信号もボンディングユニット３に提供する。さらに、制御ユニット４は、キャピラリ８からの超音波などの提供の許可と停止を制御する制御信号もボンディングユニット３に提供する。
　第１目標点Ｐ１は、ワイヤ２０を電極パッド１３にボンディングする位置を示す。換言すると、第１目標点Ｐ１は、ボンディング部２４ａを形成する位置である。ワイヤ２０のボンディングの際には、ワイヤ２０を電極パッド１３の主面１３ａに押圧する。従って、第１目標点Ｐ１は、電極パッド１３の主面１３ａ上に設定される。より詳細には、主面１３ａから第１目標点Ｐ１までの距離は、ワイヤ２０の直径と同等又はワイヤ２０の直径よりもわずかに小さい。
　第２目標点Ｐ２は、延在部２４ｂの一部を形成するための位置である。第２目標点Ｐ２は、第１目標点Ｐ１の直上に設定される。以下の説明において、主面１３ａの法線に沿って主面１３ａから離れる方向を「上方向」と呼ぶ。また、法線に沿って主面１３ａに近づく方向を「下方向」と呼ぶ。第２目標点Ｐ２は、第１目標点Ｐ１を通る主面１３ａの法線上に設定される。主面１３ａから第２目標点Ｐ２までの距離は、主面１３ａから第１目標点Ｐ１までの距離よりも大きい。第１目標点Ｐ１から第２目標点Ｐ２までの距離は、例えば、延在部２４ｂの長さに基づいて決定してよい。
　第３目標点Ｐ３も、延在部２４ｂの一部を形成するための位置である。第３目標点Ｐ３は、第２目標点Ｐ２に対して法線に直交する軸線に沿って離間した位置に設定される。以下の説明において、第２目標点Ｐ２に対して法線に直交する軸線を、「平行軸線」と称する。平行軸線に沿って電極パッド１３から電極パッド１４に向かう方向を「順方向」と呼ぶ。平行軸線に沿って電極パッド１４から電極パッド１３に向かう方向を「逆方向」と呼ぶ。つまり、第３目標点Ｐ３は、第２目標点Ｐ２から順方向に所定距離だけ離間した位置に設定される。例えば、第２目標点Ｐ２から第３目標点Ｐ３までの距離は、例えば、延在部２４ｂの長さに基づいて決定してよい。つまり、第２目標点Ｐ２から第３目標点Ｐ３までの距離は、第１目標点Ｐ１から第２目標点Ｐ２までの距離と同等であってもよいし、大きくてもよいし、短くてもよい。
　第４目標点Ｐ４は、第１曲げ部２８を形成するための位置である。第４目標点Ｐ４は、第３目標点Ｐ３に対して下方向に離間するように設定される。従って、第３目標点Ｐ３から第４目標点Ｐ４への移動とは、下方向への移動である。第４目標点Ｐ４は、第１目標点Ｐ１よりも電極パッド１４に近い。第４目標点Ｐ４は、主面１３ａに含まれてもよいし、主面１３ａから所定距離だけ離間してもよい。主面１３ａから第４目標点Ｐ４までの距離は、主面１３ａから第１目標点Ｐ１までの距離に無関係であってもよい。つまり、主面１３ａから第４目標点Ｐ４までの距離は、主面１３ａから第１目標点Ｐ１までの距離と同等であってもよい。主面１３ａから第４目標点Ｐ４までの距離は、主面１３ａから第１目標点Ｐ１までの距離より小さくてもよい。第３目標点Ｐ３から第４目標点Ｐ４までの距離は、例えば、第２ワイヤ部２６の長さに基づいて決定してよい。
　第５目標点Ｐ５は、第２ワイヤ部２６を形成するための位置である。第５目標点Ｐ５は、第４目標点Ｐ４の上方向に位置する。従って、法線方向において、第３目標点Ｐ３、第４目標点Ｐ４及び第５目標点Ｐ５は、同一の線上に設定される。つまり、第４目標点Ｐ４から第５目標点Ｐ５への移動とは、上方向への移動である。また、第５目標点Ｐ５は、第４目標点Ｐ４よりも上方に設定される。例えば、主面１３ａから第５目標点Ｐ５までの距離は、主面１３ａから第４目標点Ｐ４までの距離よりも大きい。一方、図７の（ｂ）部は、主面１３ａから第５目標点Ｐ５までの距離が、主面１３ａから第３目標点Ｐ３までの距離よりも小さい場合を例示する。主面１３ａから第５目標点Ｐ５までの距離は、主面１３ａから第３目標点Ｐ３までの距離と同じであってもよい。主面１３ａから第５目標点Ｐ５までの距離は、主面１３ａから第３目標点Ｐ３までの距離より大きくてもよい。第４目標点Ｐ４から第５目標点Ｐ５までの距離は、例えば、第２ワイヤ部２６の長さに基づいて決定してよい。
　第６目標点Ｐ６も、第２ワイヤ部２６を形成するための位置である。第６目標点Ｐ６は、第５目標点Ｐ５に対して逆方向に離間する。つまり、第５目標点Ｐ５から第６目標点Ｐ６への移動とは、逆方向への移動である。なお、図７の（ｃ）部は、水平方向において、第５目標点Ｐ５から第６目標点Ｐ６までの距離が、第５目標点Ｐ５から第１目標点Ｐ１又は第２目標点Ｐ２までの距離よりも大きい場合を例示する。第５目標点Ｐ５から第６目標点Ｐ６までの距離は、第５目標点Ｐ５から第１目標点Ｐ１又は第２目標点Ｐ２までの平行軸線に沿った距離と同じであってもよい。第５目標点Ｐ５から第６目標点Ｐ６までの距離は、第５目標点Ｐ５から第１目標点Ｐ１又は第２目標点Ｐ２までの平行軸線に沿った距離より小さくてもよい。第５目標点Ｐ５から第６目標点Ｐ６までの距離は、例えば、第２ワイヤ部２６の長さに基づいて決定してよい。
　第７目標点Ｐ７は、第２曲げ部２９を形成するための位置である。第７目標点Ｐ７は、第６目標点Ｐ６に対して下方向に離間するように設定される。つまり、第７目標点Ｐ７は、第６目標点Ｐ６よりも電極パッド１３に近い。つまり、第６目標点Ｐ６から第７目標点Ｐ７への移動とは、下方向への移動である。例えば、主面１３ａから第７目標点Ｐ７までの距離は、主面１３ａから第６目標点Ｐ６までの距離よりも小さい。第６目標点Ｐ６から第７目標点Ｐ７までの距離は、ワイヤ２０に塑性変形を生じさせるために要求される移動量に基づいて決定されてもよい。このワイヤ２０に塑性変形を生じさせるために要求される移動量とは、例えば、ワイヤ２０の直径に基づいて決定してもよい。一例として、第６目標点Ｐ６から第７目標点Ｐ７までの距離は、ワイヤ２０の直径の１．５倍程度としてもよい。
　第８目標点Ｐ８は、第３ワイヤ部２７を形成するための位置である。第８目標点Ｐ８は、第７目標点Ｐ７の上方向に位置する。従って、法線方向において、第６目標点Ｐ６、第７目標点Ｐ７及び第８目標点Ｐ８は、同一の線上に設定される。つまり、第７目標点Ｐ７から第８目標点Ｐ８への移動とは、上方向への移動である。また、第８目標点Ｐ８は、第７目標点Ｐ７よりも上方に設定される。例えば、主面１３ａから第８目標点Ｐ８までの距離は、主面１３ａから第７目標点Ｐ７までの距離よりも大きい。第７目標点Ｐ７から第８目標点Ｐ８までの距離は、例えば、第３ワイヤ部２７の長さに基づいて決定してよい。
　第９目標点Ｐ９（図９参照）も、第３ワイヤ部２７を形成するための位置である。第９目標点Ｐ９は、半導体チップ１２上に設定される。より詳細には、半導体チップ１２の電極パッド１４上に設定される。従って、第８目標点Ｐ８から第９目標点Ｐ９への移動とは、順方向への移動である。
　＜第１工程＞
　制御ユニット４は、第１制御信号をボンディングユニット３に提供する（図５の工程Ｓ１０、図６の（ａ）部、同（ｂ）部及び同（ｃ）部参照）。第１制御信号は、キャピラリ８を第１目標点Ｐ１に移動させる動作と、キャピラリ８から所定期間だけ超音波を放射させる動作（工程Ｓ１１）と、キャピラリ８を第２目標点Ｐ２に移動させる動作（工程Ｓ１２）と、キャピラリ８を第３目標点Ｐ３に移動させる動作（工程Ｓ１３）と、ワイヤ２０の繰り出しを許可する動作と、を含む。
　第１制御信号を受けたボンディングユニット３は、まず、キャピラリ８を第１目標点Ｐ１に移動させる。このとき、キャピラリ８の先端は、ワイヤ２０を電極パッド１３に対して押圧している。次に、ボンディングユニット３は、キャピラリ８の先端から所定期間だけ超音波を放射する。そうすると、キャピラリ８の先端に押圧されていたワイヤ２０の一部は、扁平状に変形する。この変形によって、ワイヤ２０は、電極パッド１３に対して接合される。その結果、ボンディング部２４ａが形成される。
　次に、ボンディングユニット３は、キャピラリ８を第１目標点Ｐ１から第２目標点Ｐ２に移動させる（工程Ｓ１２、図６の（ｂ）部参照）。さらに、ボンディングユニット３は、キャピラリ８からのワイヤ２０の繰り出しを許可する。つまり、ボンディングユニット３は、ワイヤ２０を繰り出しながらキャピラリ８を第１目標点Ｐ１から第２目標点Ｐ２に移動させる。ここで繰り出されたワイヤ２０は、延在部２４ｂを構成する。
　次に、ボンディングユニット３は、キャピラリ８を第２目標点Ｐ２から第３目標点Ｐ３に移動させる（工程Ｓ１３、図６の（ｃ）部参照）。さらに、ボンディングユニット３は、キャピラリ８からのワイヤ２０の繰り出しを許可する。つまり、ボンディングユニット３は、ワイヤ２０を繰り出しながらキャピラリ８を第２目標点Ｐ２から第３目標点Ｐ３に移動させる。ここで繰り出されたワイヤ２０も、延在部２４ｂを構成する。
　なお、工程Ｓ１２、Ｓ１３は、キャピラリ８を第１目標点Ｐ１から第３目標点Ｐ３に移動させることができればよい。例えば、工程Ｓ１２、Ｓ１３に相当する工程として、第１目標点Ｐ１から第３目標点Ｐ３に直接にキャピラリ８を移動させてもよい。換言すると、キャピラリ８は、第２目標点Ｐ２を経由しなくてもよい。例えば、第１目標点Ｐ１と第３目標点Ｐ３とを結ぶ直線の軌跡に沿って、キャピラリ８を移動させてもよい。また、第１目標点Ｐ１と第３目標点Ｐ３とを通る円弧の軌跡に沿って、キャピラリ８を移動させてもよい。
　＜第２工程＞
　制御ユニット４は、第２制御信号をボンディングユニット３に提供する（図５の工程Ｓ２０及び図７の（ａ）部参照）。第２制御信号は、キャピラリ８を第４目標点Ｐ４に移動させる動作を含む。
　第２制御信号を受けたボンディングユニット３は、キャピラリ８を第３目標点Ｐ３から第４目標点Ｐ４に下降させる（工程Ｓ２０）。このとき、ボンディングユニット３は、キャピラリ８からのワイヤ２０の繰り出しを禁止してもよい。このとき、キャピラリ８内に存在するワイヤ２０の一部分と、工程Ｓ１２、Ｓ１３においてキャピラリ８から繰り出されたワイヤ２０の別の部分とは、所定の曲げ角度を有して連続している。具体的には、キャピラリ８の内部に存在するワイヤ２０の一部分は、主面１３ａの法線方向と一致している。一方、キャピラリ８から繰り出されているワイヤ２０の別の部分は、当該法線方向に対して傾いている。例えば、ワイヤ２０の別の部分は、第１目標点Ｐ１と第３目標点Ｐ３とを結ぶ仮想線に沿っているとしてよい。従って、ワイヤ２０の一部分とワイヤ２０の別の部分との接続部分は、曲げられている。この接続部分は、キャピラリ８の先端部分に生じている。
　この状態において、キャピラリ８を下降させると、ワイヤ２０の一部分とワイヤ２０の別の部分との間の角度が小さくなる。具体的には、ワイヤ２０の一部分とワイヤ２０の別の部分との間の角度は、直角に近づく。つまり、ワイヤ２０の一部分とワイヤ２０の別の部分との接続部分には、曲げ加工が施される。そして、この曲げの程度が大きくなると、ワイヤ２０の一部分とワイヤ２０の別の部分との接続部分における変形は、弾性変形から塑性変形へ移行する。接続部分が塑性変形すると、接続部は元の形状に戻ることなく、形状を維持する。この状態は、いわゆるワイヤ２０に「くせ」がついた状態である。つまり、第２制御信号によるキャピラリ８の下降は、ワイヤ２０に「くせ」をつける工程である。そして、第２制御信号によるキャピラリ８の下降によってつけられた「くせ」を含む部分は、本実施形態における第１曲げ部２８である。
　＜第３工程＞
　制御ユニット４は、第３制御信号をボンディングユニット３に提供する（図５の工程Ｓ３０及び図７の（ｂ）部及び（ｃ）部参照）。第３制御信号は、キャピラリ８を第５目標点Ｐ５に移動させる動作（工程Ｓ３１）と、キャピラリ８を第６目標点Ｐ６に移動させる動作（工程Ｓ３２）と、ワイヤ２０の繰り出しを許可する動作と、を含む。
　第３制御信号を受けたボンディングユニット３は、キャピラリ８を第４目標点Ｐ４から第５目標点Ｐ５に移動させる（工程Ｓ３１、図７の（ｂ）部参照）。さらに、ボンディングユニット３は、キャピラリ８からのワイヤ２０の繰り出しを許可する。つまり、ボンディングユニット３は、ワイヤ２０を繰り出しながらキャピラリ８を第４目標点Ｐ４から第５目標点Ｐ５に移動させる。ここで繰り出されたワイヤ２０は、第２ワイヤ部２６を構成する。
　次に、ボンディングユニット３は、キャピラリ８を第５目標点Ｐ５から第６目標点Ｐ６に移動させる（工程Ｓ３２、図７の（ｃ）部参照）。さらに、ボンディングユニット３は、キャピラリ８からのワイヤ２０の繰り出しを許可する。つまり、ボンディングユニット３は、ワイヤ２０を繰り出しながらキャピラリ８を第５目標点Ｐ５から第６目標点Ｐ６に移動させる。ここで繰り出されたワイヤ２０も、第２ワイヤ部２６を構成する。
　なお、この工程Ｓ３０では、キャピラリ８を第４目標点Ｐ４から第６目標点Ｐ６に移動させることができればよい。例えば、工程Ｓ３０は、第４目標点Ｐ４から第６目標点Ｐ６に直接にキャピラリ８を移動させてもよい。換言すると、工程Ｓ３０において、キャピラリ８は、第５目標点Ｐ５を経由しなくてもよい。例えば、工程Ｓ３０では、第４目標点Ｐ４と第６目標点Ｐ６とを結ぶ直線の軌跡に沿って、キャピラリ８を移動させてもよい。
　＜第４工程＞
　制御ユニット４は、第４制御信号をボンディングユニット３に提供する（図５の工程Ｓ４０及び図８の（ａ）部参照）。第４制御信号は、キャピラリ８を第７目標点Ｐ７に移動させる動作を含む。
　第４制御信号を受けたボンディングユニット３は、キャピラリ８を第６目標点Ｐ６から第７目標点Ｐ７に下降させる（工程Ｓ４０）。ボンディングユニット３は、キャピラリ８からのワイヤ２０の繰り出しを禁止してもよい。このとき、キャピラリ８内に存在するワイヤ２０の一部分と、工程Ｓ３０においてキャピラリ８から繰り出されたワイヤ２０の別の部分とは、所定の曲げ角度を有して連続している。つまり、ワイヤ２０の一部分と繰り出された部分との関係は、工程Ｓ２０で説明した関係と類似する。そうすると、キャピラリ８を下降すると、ワイヤ２０の一部分と、繰り出された部分との間の接続部分の角度が小さくなる。そして、曲げの程度がワイヤ２０を構成する材料が有する塑性域に達すると、ワイヤ２０の一部分と、繰り出された部分との間の接続部分に塑性変形が生じる。この塑性変形を生じさせた部分も、工程Ｓ１２、Ｓ１３と同様に、「くせ」を付けた部分と呼ぶことができる。従って、ワイヤ２０の一部分と繰り出された部分との間は、曲げられた形状を保つ。その結果、ワイヤ２０の一部分と繰り出された部分との間には、第２曲げ部２９が生じる。
＜第５工程＞
　制御ユニット４は、第５制御信号をボンディングユニット３に提供する（図５の工程Ｓ５０及び図８の（ｂ）部及び図９参照）。第５制御信号は、キャピラリ８を第８目標点Ｐ８に移動させる動作（工程Ｓ５１）と、キャピラリ８を第９目標点Ｐ９に移動させる動作（工程Ｓ５２）と、ワイヤ２０の繰り出しを許可する動作と、キャピラリ８から所定期間だけ超音波を放射させる動作（工程Ｓ５３）と、を含む。
　第５制御信号を受けたボンディングユニット３は、キャピラリ８を第７目標点Ｐ７から第８目標点Ｐ８に移動させる（工程Ｓ５１、図８の（ｂ）部参照）。さらに、ボンディングユニット３は、キャピラリ８からのワイヤ２０の繰り出しを許可する。つまり、ボンディングユニット３は、ワイヤ２０を繰り出しながらキャピラリ８を第７目標点Ｐ７から第８目標点Ｐ８に上昇させる。ここで繰り出されたワイヤ２０は、第３ワイヤ部２７の一部を構成する。
　次に、ボンディングユニット３は、キャピラリ８を第８目標点Ｐ８から第９目標点Ｐ９に移動させる（工程Ｓ５２、図９参照）。さらに、ボンディングユニット３は、キャピラリ８からのワイヤ２０の繰り出しを許可する。つまり、ボンディングユニット３は、ワイヤ２０を繰り出しながらキャピラリ８を第８目標点Ｐ８から第９目標点Ｐ９に移動させる。ここで繰り出されたワイヤ２０も、第２ワイヤ部２６の別の一部を構成する。
　次に、ボンディングユニット３は、キャピラリ８の先端から所定期間だけ超音波を放射する（工程Ｓ５２、図９参照）。そうすると、キャピラリ８の先端に押圧されていたワイヤ２０の一部は、扁平状に変形する。この変形によって、ワイヤ２０は、電極パッド１４に対して接合される。
　上記の工程を経て形成されたワイヤ２０によれば、プル強度を向上させることができる。以下、比較例の半導体装置１１０と比較しつつ、本実施形態の半導体装置１０の作用効果について説明する。
　図１１は、比較例の半導体装置１１０が有するワイヤ１２０の端部を示す。ワイヤ１２０は、電極パッド１１３に接続されたボンディング部１２３と、別の電極パッドへ向けて延びるワイヤ部１２４と、を有する。つまり、ワイヤ１２０は、第１ワイヤ部２４、第２ワイヤ部２６、第３ワイヤ部２７、第１曲げ部２８及び第２曲げ部２９に相当する部位を有しない。このようなワイヤ１２０にプルストレスを加えると、その負荷はボンディング部１２３から斜め上方に延びる部分（いわゆるネック１２５）に作用する。このネック１２５は、ボンディング部１２３の一部を含むため、その厚みが薄い。従って、ネック１２５における強度は、ワイヤ１２０が有する強度よりも低い。
　一方、本実施形態のワイヤ２０は、ボンディング部２４ａと、第３ワイヤ部２７との間に、延在部２４ｂ、第２ワイヤ部２６、第１曲げ部２８、第２曲げ部２９が設けられている。つまり、ボンディング部２４ａと、第３ワイヤ部２７との間には、十分な長さのワイヤが繰り出されている。そして、ワイヤ２０は、加工硬化を生じた第１曲げ部２８及び第２曲げ部２９を含む。さらに、ワイヤ２０は、ボンディング部２４ａから電極パッド１３に沿って延びる延在部２４ｂを有している。これらの構成によれば、ワイヤ２０にプルストレスが作用したとき、ボンディング部２４ａと延在部２４ｂとの接続部分に対して、直接に負荷が作用することがない。負荷は、ボンディング部２４ａと第３ワイヤ部２７との間に繰り出されたワイヤと、加工硬化を生じた第１曲げ部２８及び第２曲げ部２９とによって、負担される。これらの部位は、ボンディング部２４ａのように断面形状が変化するような加工を受けていないので、少なくともワイヤ２０が本来有する強度を維持している。さらに、これらの部位における第１曲げ部２８及び第２曲げ部２９は、加工硬化によってさらに強度が高まっていることもあり得る。従って、ワイヤ２０は、プル強度を向上させることができる。
　比較例として、直径が２０マイクロメートルであるワイヤを、図１１に示すような形状として電極パッド間に張り渡した。また、ワイヤは、金、銀、アルミニウム及び銅のそれぞれについて準備した。その結果、プル強度の最低値は１．０ｇｆであることがわかった。次に、同じワイヤを、実施形態に係る製造方法を用いて電極パッド間に張り渡した。図１０は、その一例を示す。その結果、プル強度の最低値は２．５ｇｆであることがわかった。つまり、実施形態に係るワイヤボンディング装置１を用いて実施形態に係る製造方法によるワイヤボンディングを行った場合には、プル強度を２．５倍程度向上させ得ることがわかった。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態に限定されることなく様々な形態で実施してよい。
１…ワイヤボンディング装置、２…搬送ユニット、３…ボンディングユニット、４…制御ユニット、６…移動機構、７…ボンディングツール、８…キャピラリ、１０…半導体装置、１１…回路基板（第１電子部品）、１２…半導体チップ（第２電子部品）、１３…電極パッド（第１電極）、１４…電極パッド（第２電極）、２０…ワイヤ（ボンディングワイヤ）、２１…端部（一端）、２２…端部（他端）、２４…第１ワイヤ部、２４ａ…ボンディング部（接合部）、２４ｂ…延在部、２６…第２ワイヤ部、２７…第３ワイヤ部、２８…第１曲げ部、２９…第２曲げ部、１１０…半導体装置、１２０…ワイヤ、１１３…電極パッド、１２３…ボンディング部、１２４…ワイヤ部、１２５…ネック。
 

Claims (16)

  1. 　第１電極と、
    　前記第１電極と電気的に接続される第２電極と、
    　一端が前記第１電極に接合され、他端が前記第２電極に接合されたボンディングワイヤと、を備え、
    　前記ボンディングワイヤは、
    　前記第１電極の表面に沿って延び、一部が押圧されて前記第１電極と電気的に接合した第１ワイヤ部と、
    　前記第１ワイヤ部に接触しないように、前記第１電極の表面から立ち上がる方向に延びる第２ワイヤ部と、
    　前記第２電極に向けて延び、端部が押圧されて前記第２電極と電気的に接合した第３ワイヤ部と、
    　前記第１ワイヤ部が延びる方向を前記第２ワイヤ部が延びる方向に曲げる第１曲げ部と、
    　前記第２ワイヤ部が延びる方向を前記第３ワイヤ部が延びる方向に曲げる第２曲げ部と、を有する、半導体装置。
  2. 　前記第１ワイヤ部は、前記第１電極と電気的に接合した接合部と、前記接合部と前記第２ワイヤ部とに連続する延在部と、を含み、
    　前記延在部の長さは、前記接合部の長さよりも長い、請求項１に記載の半導体装置。
  3. 　前記第１曲げ部において、前記第１ワイヤ部が延びる第１方向と前記第２ワイヤ部が延びる第２方向とのなす角度は、９０度以下である、請求項１又は２に記載の半導体装置。
  4. 　前記第２曲げ部において、前記第２ワイヤ部が延びる第２方向と前記第３ワイヤ部が延びる第３方向とのなす角度は、９０度以上である、請求項１に記載の半導体装置。
  5. 　前記第１曲げ部は、前記ボンディングワイヤが塑性変形した部分である、請求項１に記載の半導体装置。
  6. 　前記第１曲げ部は、前記ボンディングワイヤが塑性変形した部分である、請求項３に記載の半導体装置。
  7. 　前記第２曲げ部は、前記ボンディングワイヤが塑性変形した部分である、請求項１に記載の半導体装置。
  8. 　前記第２曲げ部は、前記ボンディングワイヤが塑性変形した部分である、請求項４に記載の半導体装置。
  9. 　第１電極と、前記第１電極と電気的に接続される第２電極と、一端が前記第１電極に接合され、他端が前記第２電極に接合されたボンディングワイヤと、を備える半導体装置の製造方法であって、
    　キャピラリを用いて、前記第１電極に前記ボンディングワイヤの一端を接合した後に、前記ボンディングワイヤの接合部よりも前記第２電極側であって前記接合部より上方の位置に前記ボンディングワイヤを繰り出しながら前記キャピラリの先端を移動させる第１工程と、
    　前記第１電極に向けて前記キャピラリの先端を下降させて前記ボンディングワイヤの一部を前記第１電極に押し付けることにより、第１曲げ部を形成する第２工程と、
    　前記第１曲げ部より前記接合部側であって前記接合部より上方の位置に前記ボンディングワイヤを繰り出しながら前記キャピラリの先端を移動させる第３工程と、
    　前記第１電極に向けて前記キャピラリの先端を下降させることにより、第２曲げ部を形成する第４工程と、を含む、半導体装置の製造方法。
  10. 　前記第１工程は、
    　前記第１電極の表面における法線方向に沿って前記ボンディングワイヤを繰り出しながら前記キャピラリを上昇させる工程と、
    　前記第１電極の表面における法線方向と交差する方向に沿って、前記第２電極側に前記ボンディングワイヤを繰り出しながら前記キャピラリを移動させる工程と、を含む請求項９に記載の半導体装置の製造方法。
  11. 　前記第３工程は、
    　前記第１電極の表面における法線方向に沿って前記ボンディングワイヤを繰り出しながら前記キャピラリを上昇させる工程と、
    　前記第１電極の表面における法線方向と交差する方向に沿って、前記接合部側に前記ボンディングワイヤを繰り出しながら前記キャピラリを移動させる工程と、を含む請求項９又は１０に記載の半導体装置の製造方法。
  12. 　前記第４工程の後に、前記キャピラリを用いて、前記第２電極に前記ボンディングワイヤの他端を接合する第５工程をさらに有し、
    　前記第５工程は、
    　前記第１電極の表面における法線方向に沿って前記ボンディングワイヤを繰り出しながら前記キャピラリを上昇させる工程と、
    　前記第２電極上の位置に前記キャピラリの先端を移動させる工程と、
    　前記第２電極に前記ボンディングワイヤの他端を接合する工程と、を含む、請求項９又は１０に記載の半導体装置の製造方法。
  13. 　第１電極と、前記第１電極と電気的に接続される第２電極と、一端が前記第１電極に接合され、他端が前記第２電極に接合されたボンディングワイヤと、を備える半導体装置を製造するワイヤボンディング装置であって、
    　移動可能に構成されたキャピラリを含むボンディングユニットと、
    　前記ボンディングユニットの動作を制御する制御ユニットと、を備え、
    　前記制御ユニットは、
    　前記キャピラリを用いて、前記第１電極に前記ボンディングワイヤの一端を接合した後に、前記ボンディングワイヤの接合部より前記第２電極側であって前記接合部より上方の位置に前記ボンディングワイヤを繰り出しながら前記キャピラリの先端を移動させる第１制御信号と、
    　前記第１電極に向けて前記キャピラリの先端を下降させて前記ボンディングワイヤの一部を前記第１電極に押し付けることにより、第１曲げ部を形成させる第２制御信号と、
    　前記第１曲げ部より前記接合部側であって前記接合部より上方の位置に前記ボンディングワイヤを繰り出しながら前記キャピラリの先端を移動させる第３制御信号と、
    　前記第１電極に向けて前記キャピラリの先端を下降させることにより、第２曲げ部を形成させる第４制御信号と、を前記ボンディングユニットに提供する、ワイヤボンディング装置。
  14. 　前記第１制御信号は、
    　前記第１電極の表面における法線方向に沿って前記ボンディングワイヤを繰り出しながら前記キャピラリを上昇させる制御信号と、
    　前記第１電極の表面における法線方向と交差する方向に沿って、前記第２電極側に前記ボンディングワイヤを繰り出しながら前記キャピラリを移動させる制御信号と、を含む請求項１３に記載のワイヤボンディング装置。
  15. 　前記第３制御信号は、
    　前記第１電極の表面における法線方向に沿って前記ボンディングワイヤを繰り出しながら前記キャピラリを上昇させる制御信号と、
    　前記第１電極の表面における法線方向と交差する方向に沿って、前記接合部側に前記ボンディングワイヤを繰り出しながら前記キャピラリを移動させる制御信号と、を含む請求項１３又は１４に記載のワイヤボンディング装置。
  16. 　前記制御ユニットは、前記キャピラリを用いて、前記第２電極に前記ボンディングワイヤの他端を接合する第５制御信号をさらに前記ボンディングユニットに提供し、
    　前記第５制御信号は、
    　前記第１電極の表面における法線方向に沿って前記ボンディングワイヤを繰り出しながら前記キャピラリを上昇させる制御信号と、
    　前記第２電極上の位置に前記キャピラリの先端を移動させる制御信号と、
    　前記第２電極に前記ボンディングワイヤの他端を接合させる制御信号と、を含む、請求項１３又は１４に記載のワイヤボンディング装置。
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