JP3455092B2 - 半導体装置及びワイヤボンディング方法 - Google Patents
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Description
1ボンディング点と第2ボンディング点との間をワイヤ
で接続するワイヤボンディング方法に係り、特にワイヤ
ループ形成方法に関する。
ように、リードフレーム1にマウントされた半導体チッ
プ2のパッド2a(第1ボンディング点)とリードフレ
ーム1のリード1a(第2ボンディング点)とをワイヤ
3により接続する工程がある。この場合におけるワイヤ
3のループ形状として、図3(a)に示すようにワイヤ
が台形形状の一部を成す台形ループと、図3(b)に示
すようにワイヤが三角形形状の一部を成す三角ループと
がある。なお、この種のワイヤループ形成方法として、
例えば特公平5−60657号公報、特開平4−318
943号公報が挙げられる。
される。図4(a)に示すように、ワイヤ3をクランプ
するクランパ(図示せず)は開状態で、キャピラリ4が
下降して第1ボンディング点Aにワイヤ先端に形成され
たボールをボンディングした後、キャピラリ4はB点ま
で上昇してワイヤ3を繰り出す。次に図4(b)に示す
ように、キャピラリ4を第2ボンディング点Gと反対方
向にC点まで水平移動させる。一般に、キャピラリ4を
第2ボンディング点Gと反対方向に移動させることをリ
バース動作という。このリバース動作により、ワイヤ3
は、A点からC点までの傾斜した形状となり、またワイ
ヤ3にはキャピラリ4によって、C点部分に屈曲部(癖
3a)が付けられる。以後、この屈曲部のことを癖と言
う。このA点からC点までの工程で繰り出されたワイヤ
3は、図3(a)に示すネック高さ部31となる。
4はD点まで上昇してワイヤ3を繰り出す。その後、図
4(d)に示すように、キャピラリ4は再び第2ボンデ
ィング点Gと僅かに反対方向にE点まで水平移動、即ち
リバース動作を行う。これにより、ワイヤ3は、癖3a
からキャピラリ4の位置E点まで傾斜した形状となり、
ワイヤ3の部分に癖3bが付けられる。C点からE点ま
でのキャピラリ4の移動により繰り出されたワイヤ3
は、図3(a)に示す台形部長さ部分32となる。
4はF点まで上昇して図3(a)に示す傾斜部33分だ
けワイヤ3を繰り出す。その後、クランパ(図示せず)
が閉じる。クランパが閉じると、以後キャピラリ4が移
動してもワイヤ3の繰り出しは行われない。次に図4
(f)(g)に示すように、キャピラリ4は円弧運動又
は円弧運動後に下降して第2ボンディング点Gに位置
し、第2ボンディング点Gにワイヤ3をボンディングす
る。
される。三角ループは、台形ループの台形部長さ部分3
2を形成しないものであるので、図4(d)に示す第2
回目のリバース動作を行っていない。従って、図4
(c)(d)(e)の工程は、図5(c)の工程のみと
なる。即ち、図5(a)(b)は図4(a)(b)と同
じ工程であり、図5(b)に示す第1回目のリバース動
作後、図5(c)に示すように、キャピラリ4はF点ま
で上昇してワイヤ3を繰り出す。その後、キャピラリ4
は図4(f)(g)と同様の図5(d)(e)の動作を
行って第2ボンディング点Gにワイヤ3をボンディング
する。
に示す三角ループ形成工程は、図4に示す台形ループ形
成工程より単純な工程で形成でき、ループ形成が短時間
に行えるという特徴を有する。しかし、第1ボンディン
グ点Aと第2ボンディング点Gとの段差が大きい場合、
或いは第1ボンディング点Aと半導体チップ2の端部と
が離れている場合には、図3(b)に示す三角ループの
ワイヤループ形状では、ワイヤ3が半導体チップ2に接
触する。このような場合には、図3(a)に示す台形ル
ープのワイヤループ形状にして、ワイヤ3と半導体チッ
プ2との接触を防止している。
図4(b)に示す第1回目のリバース動作は、キャピラ
リ4が第1ボンディング点Aに近い高さでの位置で行う
ので、比較的強い癖3aが付き易い。しかし、図4
(d)に示す第2回目のリバース動作は、キャピラリ4
が第1ボンディング点Aから離れた高い位置で行うの
で、癖3bが付きにくく安定しない。このため、図3
(a)に示す癖3bの部分が安定しないで形状保持力が
弱いので、癖3bの部分が尻上がり又は尻下がりとなっ
たりする。癖3b部分の形状保持力が弱いと、外部から
の加圧によってワイヤ曲がりが発生する。例えば、第2
ボンディング点Gへのボンディング時におけるキャピラ
リ接触や超音波発振による衝撃、またワイヤ3の振動、
またモールド時のモールド材注入によるモールド材の流
れ等の外力によってワイヤ曲がりが発生し易い。
いても、図6に示すように、ループの高さHが低ルー
プ、例えば約250μm以下で、またロングワイヤ長、
例えば第1ボンディング点Aと第2ボンディング点Gと
の距離Lが約5mmの場合には、次のような問題があっ
た。
(a)(b)(c)(d)(e)はそれぞれ図4(a)
(b)(c)(d)(e)に対応する。図7(a)に示
すように、キャピラリ4が下降して第1ボンディング点
Aにワイヤ先端に形成されたボールをボンディングした
後、キャピラリ4はB点まで上昇してワイヤ3を繰り出
す。次に図7(b)に示すように、キャピラリ4を第2
ボンディング点Gと反対方向にC点まで水平移動、即ち
リバース動作を行う。これにより、ワイヤ3の部分に癖
3aが付けられる。
4はD1点まで上昇してワイヤ3を繰り出す。その後、
図7(d)に示すように、キャピラリ4は再び第2ボン
ディング点Gと僅かに反対方向にE1点まで水平移動、
即ちリバース動作を行う。これにより、ワイヤ3の部分
に癖3bが付けられる。
長が短い場合には、図4(c)の工程におけるワイヤ3
の繰り出し量は短くてよい。そこで、図4(d)のリバ
ース動作により癖3b(図4(e)参照)が付けられ
る。しかし、図6に示すロングワイヤ長の場合には、図
7(c)の工程におけるワイヤ3の繰り出し量は長い。
このため、図7(d)のリバース動作を行った場合、ワ
イヤ3の第1ボンディング点A方向へのテンション及び
ワイヤ3の自重により余分にワイヤが繰り出されるの
で、ワイヤ3に脹らみ34が生じ、癖3bの形状は丸み
を帯びてしまうか、または癖3bが付けられずシャープ
に曲がらない。
も、図6に示す半導体チップ2のエッジ2bと第2ボン
ディング点Gとの距離が長い場合、例えば500μmの
時は問題にならない。しかし、1点鎖線で示すように、
半導体チップ2のエッジ2cと第2ボンディング点Gと
の距離が短い場合、例えば300μm以下の時は、ワイ
ヤ3がエッジ2cに接触する。
決するもので、安定したワイヤループ形状及び形状保持
力の高いワイヤループ形状を有する半導体装置及びその
ワイヤループ形状を形成することができるワイヤボンデ
ィング方法を提供することにある。
の本発明の半導体装置は、第1ボンディング点と第2ボ
ンディング点との間をワイヤが半導体チップに接触しな
いように接続したワイヤループ形状は、第1ボンディン
グ点から垂直上方に伸びたネック高さ部と、このネック
高さ部から横方向に尻下がりに伸びた第1の横ワイヤ部
と、この第1の横ワイヤ部から水平に伸びた第2の横ワ
イヤ部と、この第2の横ワイヤ部から尻上がりに伸びた
第3の横ワイヤ部と、この第3の横ワイヤ部から第2ボ
ンディング点に伸びた傾斜部とからなり、ネック高さ部
と第1の横ワイヤ部との接続部、第1の横ワイヤ部と第
2の横ワイヤ部との接続部、第2の横ワイヤ部と第3の
横ワイヤ部との接続部、第3の横ワイヤ部と傾斜部との
接続部には、それぞれ癖が付けられていることを特徴と
する。
ボンディング方法は、第1ボンディング点と第2ボンデ
ィング点との間をワイヤで接続するワイヤボンディング
方法において、第1ボンディング点にワイヤを接続する
工程と、次にキャピラリを少し上昇させ、続いて第2ボ
ンディング点と反対方向に僅かに移動させる第1回目の
リバース動作を行う工程と、次にキャピラリを上昇さ
せ、続いてキャピラリを第2ボンディング点の方向に移
動させる工程と、次にキャピラリを上昇させ、その後キ
ャピラリを第2ボンディング点の方向に移動させ、続い
て上昇させ、その後第2ボンディング点と反対方向に移
動させる第2回目のリバース動作を行う工程と、次にキ
ャピラリを上昇させてワイヤを繰り出し、第2ボンディ
ング点の方向に移動させてワイヤを第2ボンディング点
に接続する工程を行うことを特徴とする。
態を図2(b)により説明する。なお、図4と同じ又は
相当部材若しくは相当部分には同一符号を付して説明す
る。第1ボンディング点Aと第2ボンディング点Gとに
接続したワイヤループ形状は、ネック高さ部31と、第
1、第2、第3の横ワイヤ部35、36、37と、傾斜
部38とからなっており、ネック高さ部31と第1の横
ワイヤ部35の接続部、第1の横ワイヤ部35と第2の
横ワイヤ部36の接続部、第2の横ワイヤ部36と第3
の横ワイヤ部37の接続部、第3の横ワイヤ部37と傾
斜部38の接続部には、それぞれ癖3a、3c、3d、
3bが付けられている。即ち、従来例における癖3a、
3bの他に癖3c、3dを付けることにより、第1の横
ワイヤ部35は尻下りの形状に、第2の横ワイヤ部36
はほぼ水平形状に、第3の横ワイヤ部37は尻上がりの
形状に形成することができる。
斜部38の頂部間を窪んだ形状とし、また癖3c、3d
を付けることにより、形状保持力が高いワイヤループ形
状が形成される。また第1の横ワイヤ部35は尻下り
で、第2の横ワイヤ部36はほぼ水平で、かつ第3の横
ワイヤ部37は尻上がりとなっているので、低ループ
で、またロングワイヤ長の場合で、かつ半導体チップ2
のエッジ2cと第2ボンディング点Gとの距離が短い場
合、例えば300μm以下の時でもワイヤ3が半導体チ
ップ2のエッジ2cに接触することがない。
得るための本発明のワイヤボンディング方法を図1及び
図2により説明する。まず、従来と同じ図1(a)
(b)の工程を行う。即ち、図1(a)に示すように、
ワイヤ3をクランプするクランパ(図示せず)は開状態
で、キャピラリ4が下降して第1ボンディング点Aにワ
イヤ先端に形成されたボールをボンディングした後、キ
ャピラリ4はB点まで上昇してワイヤ3を繰り出す。次
に図1(b)に示すように、キャピラリ4を第2ボンデ
ィング点Gと反対方向のC点まで水平移動させるリバー
ス動作を行う。これにより、従来と同様に、ワイヤ3の
部分に癖3aが付けられる。またA点からC点までの工
程で繰り出されたワイヤ3は、図2(b)に示すネック
高さ部31となる。
れる。図1(c)に示すように、キャピラリ4はD2点
まで上昇してワイヤ3を繰り出す。その後、図1(d)
に示すように、キャピラリ4は第2ボンディング点Gの
方向へD3点まで移動する。そして、図1(e)に示す
ように、キャピラリ4はD4点まで上昇してワイヤ3を
繰り出す。この図1(c)から(e)の工程により、ワ
イヤ3に癖3cが付けられる。またC点からD3点まで
の動作で繰り出した長さ(癖3aから癖3cまでの長
さ)が第1の横ワイヤ部35となる。
4は再び第2ボンディング点Gの方向のD5点まで移動
する。その後、図1(g)に示すように、キャピラリ4
はD6点まで上昇してワイヤ3を繰り出す。この図1
(e)から(g)の工程により、ワイヤ3に癖3dが付
けられる。またD3点からD5点までの動作で繰り出し
た長さ(癖3cから癖3dまでの長さ)が図2(b)の
第2の横ワイヤ部36となる。
4は第2ボンディング点Gの反対の方向に移動、即ち第
2回目のリバース動作を行いE2点まで水平移動する。
このD6点からE2点までの動作により、ワイヤ3には
癖3bが付けられる。またD5点からE2点までの動作
で繰り出されたワイヤ3は図2(b)の第3の横ワイヤ
部37となる。次に図2(a)に示すように、キャピラ
リ4はF2点まで上昇して図2に示す傾斜部38分だけ
ワイヤ3を繰り出す。その後、クランパ(図示せず)は
閉じる。クランパが閉じると、以後キャピラリ4が移動
してもワイヤ3の繰り出しは行われない。次に図2
(b)に示すように、キャピラリ4は第2ボンディング
点Gの方向のF3点まで水平移動する。
ように、キャピラリ4は円弧運動又は円弧運動後に下降
して第2ボンディング点Gに位置し、ワイヤ3をボンデ
ィングする。なお、F2点から第2ボンディング点Gま
での動作は、本発明の要旨と直接関係はないので、前記
した従来例に開示されている動作と同様の動作を行わせ
ても、またはその他の種々の動作を行わせても良いこと
は言うまでもない。例えば、F3点を設けずにF2点か
ら直接第2ボンディング点Gまでキャピラリ4を移動さ
せてもよい。
ース動作は、単にキャピラリ4を図7(c)のように上
昇させた後に図7(d)のように行うのではない。即
ち、図1(c)のようにキャピラリ4を上昇させた後
に、図1(d)のように一旦第2ボンディング点Gの方
向に移動させ、次に図1(e)のように上昇させて癖3
cを付け、その後図1(e)のように上昇させ、続いて
図1(f)のように第2ボンディング点Gの方向に移動
させ、次に図1(g)のように上昇させる。そして、図
1(h)のように第2回目のリバース動作を行う。
癖3c、3dが付き、第2の横長さ部分36が安定す
る。また癖3dを付けた後に図1(h)の第2回目のリ
バース動作を行って癖3bを付けるので、この動作によ
って癖3dと3b間が従来のように膨らむことがなく、
図2(b)のように従来より強い癖3bが付き、また癖
3bの位置が安定すると共に、形状保持力が高いワイヤ
ループ形状が形成される。これにより、低ループで、ま
たロングワイヤ長の場合で、かつ半導体チップ2のエッ
ジ2cと第2ボンディング点Gとの距離が短い場合、例
えば300μm以下の時でもワイヤ3が半導体チップ2
のエッジ2cに接触することがない。
グ点と第2ボンディング点との間をワイヤが半導体チッ
プに接触しないように接続したワイヤループ形状は、第
1ボンディング点から垂直上方に伸びたネック高さ部
と、このネック高さ部から横方向に尻下がりに伸びた第
1の横ワイヤ部と、この第1の横ワイヤ部から水平に伸
びた第2の横ワイヤ部と、この第2の横ワイヤ部から尻
上がりに伸びた第3の横ワイヤ部と、この第3の横ワイ
ヤ部から第2ボンディング点に伸びた傾斜部とからな
り、ネック高さ部と第1の横ワイヤ部との接続部、第1
の横ワイヤ部と第2の横ワイヤ部との接続部、第2の横
ワイヤ部と第3の横ワイヤ部との接続部、第3の横ワイ
ヤ部と傾斜部との接続部には、それぞれ癖が付けられて
いる。また本発明のワイヤボンディング方法は、第1ボ
ンディング点にワイヤを接続する工程と、次にキャピラ
リを少し上昇させ、続いて第2ボンディング点と反対方
向に僅かに移動させる第1回目のリバース動作を行う工
程と、次にキャピラリを上昇させ、続いてキャピラリを
第2ボンディング点の方向に移動させる工程と、次にキ
ャピラリを上昇させ、その後キャピラリを第2ボンディ
ング点の方向に移動させ、続いて上昇させ、その後第2
ボンディング点と反対方向に移動させる第2回目のリバ
ース動作を行う工程と、次にキャピラリを上昇させてワ
イヤを繰り出し、第2ボンディング点の方向に移動させ
てワイヤを第2ボンディング点に接続する工程を行う。
これにより、安定したワイヤループ形状及び形状保持力
の高いワイヤループ形状を形成することができる。
ャピラリ移動によるワイヤ形状を示す状態図である。
ラリ移動によるワイヤ形状を示す状態図である。
を示す図、(b)は従来の三角ループのワイヤループ形
状を示す図である。
形成するキャピラリの軌跡による各時点でのワイヤ形状
を示す状態図である。
形成するキャピラリの軌跡による各時点でのワイヤ形状
を示す状態図である。
の台形ループのワイヤループ形状を示す図である。
ープを形成するキャピラリの軌跡による各時点でのワイ
ヤ形状を示す状態図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 第1ボンディング点と第2ボンディング
点との間をワイヤが半導体チップに接触しないように接
続したワイヤループ形状は、第1ボンディング点から垂
直上方に伸びたネック高さ部と、このネック高さ部から
横方向に尻下がりに伸びた第1の横ワイヤ部と、この第
1の横ワイヤ部から水平に伸びた第2の横ワイヤ部と、
この第2の横ワイヤ部から尻上がりに伸びた第3の横ワ
イヤ部と、この第3の横ワイヤ部から第2ボンディング
点に伸びた傾斜部とからなり、ネック高さ部と第1の横
ワイヤ部との接続部、第1の横ワイヤ部と第2の横ワイ
ヤ部との接続部、第2の横ワイヤ部と第3の横ワイヤ部
との接続部、第3の横ワイヤ部と傾斜部との接続部に
は、それぞれ癖が付けられていることを特徴とする半導
体装置。 - 【請求項2】 第1ボンディング点と第2ボンディング
点との間をワイヤで接続するワイヤボンディング方法に
おいて、 第1ボンディング点にワイヤを接続する工程と、 次にキャピラリを少し上昇させ、続いて第2ボンディン
グ点と反対方向に僅かに移動させる第1回目のリバース
動作を行う工程と、 次にキャピラリを上昇させ、続いてキャピラリを第2ボ
ンディング点の方向に移動させる工程と、 次にキャピラリを上昇させ、その後キャピラリを第2ボ
ンディング点の方向に移動させ、続いて上昇させ、その
後第2ボンディング点と反対方向に移動させる第2回目
のリバース動作を行う工程と、 次にキャピラリを上昇させてワイヤを繰り出し、第2ボ
ンディング点の方向に移動させてワイヤを第2ボンディ
ング点に接続する工程を行うことを特徴とするワイヤボ
ンディング方法。
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