JPH01268038A - ワイヤボンディング方法とボンディングツール及び半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は電気的に等しい複数個のボンディングパッドを
具備する半導体ペレットの組立工程に供するワイヤボン
ディング方法とボンディングツール及びそれによって形
成した半導体装置に関する。

（ロ）従来の技術 トランジスタ、ＩＣ等の半導体装置の製造においては、
第４図に示すように半導体ペレット（１）のボンディン
グパッド〈２）とリードフレーム（勲のり一ド（４）と
をワイヤ（５）で接続する為に超音波ワイヤボンディン
グ方式が用いられている（特開昭５６−８１９４８、Ｈ
０１Ｌ　２１／６０７）。

従来の超音波ボンディング方法は、先ず第４図Ａに示す
ように、先端に圧接部（６）が設けられたボンディング
ツール（７）を下降させることによりツール（７）の案
内孔（８）に挿入され圧接部（６）まで導かれたワイヤ
（５）を半導体ペレット（１）のボンディングパッド（
２）に圧着（第１ボンド）し、次に第４図Ｂに示すよう
に１、ボンディングツール〈７）を外部接続用リード（
４）の上に移動し、ボンディングツール（７）を下降さ
せることによりり一ド（４）表面にワイヤ（５）を圧着
しく第２ボンド）、それから第４図Ｃに示すように、ボ
ンディングツール（７）を第２ボンドエリアから遠ざけ
ると共に圧着点近傍でワイヤ（５）を切断することによ
り一対の相互に接続される２つのポンド点をワイヤ（５
）で接続する。

斯るボンディング方法に用いられるボンディングツール
（７）は、一般的に圧接部（６）が１個所だけ設けられ
たものであり、このツール（７）は使用するワイヤ（５
）の径に応じて交換が可能な様にボンディング装置の取
付部材に保持されている。

ところで、半導体装置の電極構造として櫛歯状電極が公
知である。との櫛歯状電極は例えばディスクリート・ト
ランジスタのベース電極とエミッタ電極のパターンに応
用され、単位トランジスタを多数個並列接続した構造を
採ることができるので、電流集中の少ない、効率的に優
れたトランジスタとすることができる。しかしながら、
櫛歯状電極はボンディングパッドからトランジスタ動作
部までの距離が不均一になり易く、電極材料が持つ抵抗
成分によってやはりトランジスタ動作が不均一になる欠
点があった。

上記欠点を解決する為、本願発明者は先ず第５□　図に
示すようなボンディングパッド構造を考案した。即ち同
図に示す如く、半導体ペレット（１）のエミッタ電極（
９）とベース電極（１０）を夫々櫛歯状に対向して互い
違いとなるように配設すると共に、エミッタ電極（９）
とベース電極（１０）の両方に複数個のボンディングパ
ッド（２ａ）（２ｂ）と（２ｃ）　（２ｄ）を設けたも
のである。この様にボンディングパッド（２）を複数個
に分割すれば、ボンディングパッド（２）からトランジ
スタ動作部までの距離を縮めることができ、トランジス
タの不均一動作を緩和できる。また、櫛歯状電極の根元
部分を太くしてボンディングパッドとする構造よりは余
分な配線容量を作らずに済むので、高周波用トランジス
タ等の特性向上に有効である。

（ハ）発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記分割したボンディングパッド（２）
構造を採用した半導体ペレット（１）は、第１ポンド点
が複数個所になる為、製造工程においてワイヤボンディ
ングが煩雑になる欠点があった。

つまり、従来のワイヤボンディング方法では１回の昇降
で１個所の圧着しかできないので、第６図に示すように
第１エミツタパツド（２ａ）−第２エミツタパツド（２
ｂ）−リード端子（４〉の順でワイヤボンドを行うステ
ッチボンド方式や、第７図に示すようにワイヤ（５）を
４本使用する方式を採るしかなく、その為ワイヤ（５）
の使用量が多くなったりワイヤボンドに要する時間が長
くなるという欠点があった。

仲）課題を解決するための手段 本発明は斯上した欠点に鑑み成されたもので、ボンディ
ングツール（２１）の先端に圧接部（２２）を複数個設
け、第１ボンド工程において、１本のワイヤ（３０）を
半導体ペレット（２６）のボンディングパッド（２５）
　（２５）に対応する複数個所でワイヤボンドすると共
に、第２ボンド工程においても、１本のワイヤ（３０）
を複数個所で圧着してワイヤボンドすることにより、ボ
ンディングパッド（２５）を分割した半導体ペレッ）＜
２６）に対応可能な超音波ワイヤボンディング方法とボ
ンディングツール及び半導体装置を提供するするもので
ある。

（本）作用 本発明によれば、第１ボンド工程において複数個のボン
ディングパッド（２５）に同時にワイヤボンドすること
が可能なので、ボンディングツール（２１）の昇降回数
を減らすことができる。また、対となるボンディングパ
ッド（２５）の離間距離を一定とすることにより、共通
のボンディングツール（２１）で対応させることができ
るので、優れた特性を有する半導体ペレット（２６）を
本願のワイヤボンディング方法によって組立てることが
できる。

（へ）実施例 以下、本発明の超音波ワイヤボンディング方法を図面を
参照しながら詳細ぐ説明する。

先に本願のワイヤボンディング方法に供する為のボンデ
ィングツール（２１）を第２図を用いて説明する。第２
図はボンディングツール（２１）の先端を拡大したもの
を示し、第２図Ａは正面図、第２図Ｂは側面図である。

同図において（２１）はボンディングツールであり、そ
の先端には突起状の圧接部（２２）が離間して２個所に
設けられている。またこのボンディングツール（２１）
の先端には超音波振動の振動方向に沿ってワイヤが挿入
される傾斜した案内孔（２３）が、圧接部（２２）の先
端にはワイヤの径に対応するガイド溝（２４）が夫々設
けられており、ワイヤはこれらを通じて図示ぜぬワイヤ
ツールからボンディングツール（２１）先端へ導かれる
と共に、離間した圧接部〈２２）により１本のワイヤを
離間した２個所で同時に圧着できるように構成されてい
る。尚、圧接部（２２）は半導体ペレットに設けたボン
ディングパッドの離間距離だけ間隔をあげる。

上記ボンディングツール（２１）を使用し、本願のワイ
ヤボンディング方法は以下の如くになる。

まず第１図Ａに示す如く、表面に半導体素子とボンディ
ングパッド（２５〉の形成が終了した半導体ペレット（
２６）をリードフレーム（２７）のタブ部（２８）に固
着し、そのリードフレーム（η）をワイヤボンド装置の
作業台上に載置してボンディングパッド（２５）の位置
認識を行い、このデータに基きＸ方向及びＸ方向に進退
自在な取付部材に着脱自在に取り付けられたボンディン
グツールク２１〉を半導体ペレット（２６〉上空に移動
し、さらにボンディングツール（２１）の圧接部（２２
）にアルミニウム材料等から成るワイヤ（３０）が導か
れ且つ図示せぬクランパによってワイヤ（３０）をクラ
ンプした状態でボンディングツール（２１）を下降させ
、２個所の圧接部（２２）によってこれに対応する１本
のワイヤ（３０）の２個所を夫々対応するボンディング
パッド（２５）に同時に圧接し、且つボンディングツー
ル（２１）全体に図示せぬ振動装置によって超音波振動
を与えることにより分割されたボンディングパッド（２
５）に同時に第１ポンドを行う。

次に第１図Ｂに示す如く、前記クランパを開放してワイ
ヤ（３０）を自由にすると共に、ボンディングツール（
２１）をボンディングツール（２１）の案内孔（２３）
の傾斜角に沿うように斜め上方に移動許せ、ワイヤ（３
０）が弧を描くような軌道でボンディングツール（２１
）を第２ポンドエリアとなるリードフレーム（２７）の
リード端子（３２）上空まで移動させる。

続いて第１図Ｃに示すように、再度ボンディングツール
（２１）を下降させてボンディングツール（２１）の圧
接部（２２）によりワイヤ（３０）の２個所をリード端
子（３２）表面に圧接し、ボンディングツール（２１）
全体に超音波振動を与えることによってワイヤ（３０）
の第２ボンドを行う。

然る後第１図りに示すように、前記クランパがワイヤ（
３０）を挾持してこれを引張ることによりワイヤ（３０
）をボンディングツール（２１）の先端近傍で切断し、
ボンディングツールク２１）を作業台上から遠ざけるこ
とにより一対の相互に接続される２つのボンド点がワイ
ヤ（３０）で接続される。

以上説明した本願のワイヤボンディング方法によれば、
複数個の圧接部（２２）によりワイヤ（３０）の複数個
所で同時に圧着を行うので、分割されたボンディングパ
ッド（２５）でも１回の昇降によりワイヤボンドを行う
ことができる。

斯る本願のワイヤボンディング方法を利用し、製造した
半導体装置を第３図に示す、同図において、リードフレ
ーム（２ｚ）のタブ部（２８）に固定された半導体ペレ
ット（２６）の表面には、そのウェハー製造工程におい
て櫛歯状のエミッタ電極（３３）と櫛歯状のベース電極
（３４）が作り込まれ、且つエミッタ電極（３３）とベ
ース電極（３４）の夫々には分割されたエミッタ用ボン
ディングパッド（２５ａ）（２５ｂ）とベース用ボンデ
ィングパッド（２５ｃ）（２５ｄ）が櫛歯状パターンの
根元部分に設けられている。そして、第１と第２のエミ
ッタパッド（２５ａ）（２５ｂ）の間隔と、第１と第２
のベースパッド（２５ｃ）（２５ｄ）の間隔を等しい距
離に設定することにより、第１図のワイヤボンディング
方法に適用できるようなボンディングパッド（２５）構
造としておく。そして、第１図のワイヤボンディング方
法によって分割されたボンディングパッド（２５）とこ
れに対応する外部接続用リード端子（３２）とをワイヤ
（３０）で接続し、半導体ペレット（２６）を含むリー
ドフレーム（■）の主要部を熱硬化性樹脂（３５）によ
ってモールドすることにより図示した半導体装置を製造
する。結果、リード端子（３２）の第２ボンドエリアに
もワイヤ（３０）が２個所で圧着された構造となる。

このような本願の半導体装置によれば、櫛歯状の電極パ
ターンを採ると共に、ボンディングパッド（２５）を複
数個に分割するので、ボンディングパッド（２５〉から
トランジスタ動作部までの距離を均一化でき、それによ
ってトランジスタ動作を均一化した、電流効率に優れた
半導体装置にすることができる。また、パッド部分によ
る無駄な配線容量を増大せずに済むので、高周波用トラ
ンジスタに適用した場合、高周波特性に優れた素子とす
ることができる。そして、この様な素子を工程を煩雑に
すること無く組立てることができるものである。

（ト）発明の詳細 な説明した如く、本発明によれば、トランジスタ動作を
均一化し、高周波特性に優れた半導体装置を、ワイヤボ
ンディング工程においてその工程を煩雑にすること無く
、従って容易に且つ安価に製造することができる利点を
有する。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ乃至第１図りは本発明のワイヤボンディング方
法を工程順に説明する為の正面図、第２図Ａ及び第２図
Ｂは夫々本発明のボンディングツールを示す正面図及び
側面図、第３図は半導体装置を示す正面図、第４図Ａ乃
至第４図Ｃは従来のワイヤボンディング方法を工程順に
説明する為の正面図、第５図は半導体ペレットを示す平
面図、第６図及び第７図は従来の技術を説明する為の平
面図である。 （２１）はボンディングツール、　（２２〉は圧接部、
（２５）はボンディングパッド、　　（２６）は半導体
ペレット、（３０）はワイヤ、　（η〉はリードフレー
ム、　（３２）は外部接続用リード端子である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）電気的に等電位で且つ位置的に離間した少なくと
   も２個所のボンディングパッドと、このボンディングパ
   ッドに対応する外部導出用リードとをワイヤで接続する
   ワイヤボンディング方法において、ボンディングツール
   の先端に前記ボンディングパッドの個数に対応する数の
   圧接部を有するボンディングツールを準備し、第１ボン
   ド工程において、前記ボンディングツールを下降するこ
   とにより１本のワイヤを前記ボンディングパッドに対し
   て同時にワイヤボンドすると共に、第２ボンド工程にお
   いても、前記リードに対して前記圧接部の数に対応する
   個所で圧着してワイヤボンドすることを特徴とするワイ
   ヤボンディング方法。
2. （２）１本のワイヤに対して圧接部を複数個所設けたこ
   とを特徴とするボンディング用ボンディングツール。
3. （３）半導体ペレット表面に電気的に等電位で且つ位置
   的に一定間隔で離間した少なくとも２個所のボンディン
   グパッドとから成るパッド群を複数個設け、この半導体
   ペレットをリードフレームのタブ部に固着し、１本のワ
   イヤに対して前記ボンディングパッドの数に対応する圧
   接部を有するボンディングツールにより前記１本のワイ
   ヤを前記複数個所のボンディングパッドに同時に第１ボ
   ンドし、且つ外部導出用リードのボンディングエリアに
   も前記圧接部に対応する複数個所で圧着して第２ボンド
   とし、前記半導体ペレットを含む前記リードフレームの
   主要部をモールドしたことを特徴とする半導体装置。