JPH03127842A - ワイヤボンディング方法および装置 - Google Patents
ワイヤボンディング方法および装置Info
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- JPH03127842A JPH03127842A JP1266667A JP26666789A JPH03127842A JP H03127842 A JPH03127842 A JP H03127842A JP 1266667 A JP1266667 A JP 1266667A JP 26666789 A JP26666789 A JP 26666789A JP H03127842 A JPH03127842 A JP H03127842A
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- Wire Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概 要〕
本発明は複数の半導体チップを一つのパッケージに収容
する型の半導体集積回路に於けるワイヤボンディング処
理に関し、 ボンディングワイヤ材料とボンディング・バッド材料と
が反応して金属間化合物を形成するのを避けることを目
的とし、 集積回路パッケージの外部接続電極である金属リード片
の複数のステム部の各々に半導体チップを接着し、半導
体チップのボンディングパッドと前記金属リード片との
間をワイヤボンディングによって接続する際に、 ボンディング作業の終了した半導体チップは、ボンディ
ングパッド材料と前記ボンディングワイヤとの間に化学
反応が進行することのない温度まで、その他の半導体チ
ップとは独立に降温させる構成とする。
する型の半導体集積回路に於けるワイヤボンディング処
理に関し、 ボンディングワイヤ材料とボンディング・バッド材料と
が反応して金属間化合物を形成するのを避けることを目
的とし、 集積回路パッケージの外部接続電極である金属リード片
の複数のステム部の各々に半導体チップを接着し、半導
体チップのボンディングパッドと前記金属リード片との
間をワイヤボンディングによって接続する際に、 ボンディング作業の終了した半導体チップは、ボンディ
ングパッド材料と前記ボンディングワイヤとの間に化学
反応が進行することのない温度まで、その他の半導体チ
ップとは独立に降温させる構成とする。
また、半導体チップを個々に温度制御するための装置と
して、半導体チップが接着される複数のステム部を加熱
或いは冷却するための加熱ブロックが前記複数のステム
部の位置に合わせて配置され、この加熱ブロンクはその
各々が独立に温度制御されるものである装置が提供され
る。
して、半導体チップが接着される複数のステム部を加熱
或いは冷却するための加熱ブロックが前記複数のステム
部の位置に合わせて配置され、この加熱ブロンクはその
各々が独立に温度制御されるものである装置が提供され
る。
本発明はワイヤボンディングに於ける加熱／冷却の処理
に関わり、特に、複数の半導体チップから成る集積回路
のワイヤボンディングに於けるこの種の処理に関わる。
に関わり、特に、複数の半導体チップから成る集積回路
のワイヤボンディングに於けるこの種の処理に関わる。
半導体集積回路（ＩＣ）の構成が複雑化するに伴い、複
数のＩｃチップを組み合わせて一つのパ・７ケージに集
積するハイブリッド化が行われるようになり、ワイヤボ
ンディングによって外部リードと接続する箇所の数も大
幅に増加している。
数のＩｃチップを組み合わせて一つのパ・７ケージに集
積するハイブリッド化が行われるようになり、ワイヤボ
ンディングによって外部リードと接続する箇所の数も大
幅に増加している。
ワイヤボンディング作業では、ＩＣチップやリードフレ
ームのボンディング部を所定温度に加熱しておき、これ
にＡｕワイヤの先端を圧接すること、更に超音波振動を
併用することが行われる。
ームのボンディング部を所定温度に加熱しておき、これ
にＡｕワイヤの先端を圧接すること、更に超音波振動を
併用することが行われる。
加熱温度は圧接のみの場合３００°Ｃ程度、超音波併用
の場合２００°Ｃ程度である。
の場合２００°Ｃ程度である。
自動装置に於けるボンディングの所要時間は、バクーン
認識の時間を含めても、ワイヤ１本当たり０．５秒程度
であり、ワイヤ数が少ない場合はＩＣ１個当たりの処理
時間が短く、加熱の影響が不都合をもたらすことはない
が、ハイブリッドＩＣではワイヤ数が数十本或いはそれ
以上になることがあり、ＩＣ１個の処理時間が、昇温／
降温の時間を含めると１分を越える場合も生じている。
認識の時間を含めても、ワイヤ１本当たり０．５秒程度
であり、ワイヤ数が少ない場合はＩＣ１個当たりの処理
時間が短く、加熱の影響が不都合をもたらすことはない
が、ハイブリッドＩＣではワイヤ数が数十本或いはそれ
以上になることがあり、ＩＣ１個の処理時間が、昇温／
降温の時間を含めると１分を越える場合も生じている。
ＩＣチップのボンディングパッドは通常Ａｇであり、ワ
イヤはＡｕであるから、このように長時間Ａ ｌ ／
Ａ ｕ接触部が高温下に置かれると、ＡｕＡｌ！、２や
Ａ ｕ ５Ａ Ｅ ２のような金属間化合物が生成する
。ボンディング部に金属間化合物ができると、接続抵抗
が増加し接着強度が低下する等の不都合がもたらされる
ので、その生成は極力回避するようにしなければならな
い。
イヤはＡｕであるから、このように長時間Ａ ｌ ／
Ａ ｕ接触部が高温下に置かれると、ＡｕＡｌ！、２や
Ａ ｕ ５Ａ Ｅ ２のような金属間化合物が生成する
。ボンディング部に金属間化合物ができると、接続抵抗
が増加し接着強度が低下する等の不都合がもたらされる
ので、その生成は極力回避するようにしなければならな
い。
ワイヤボンディングの作業時間が長時間化することは、
初期にボンディングされたワイヤの接続部で金属間化合
物の生成する可能性が増すことであり、金属間化合物の
生成以外にも、チップ接着用のエポキシ・ペーストの熱
劣化といった問題が生しることにもなる。従って、ボン
ディングの所要時間が短縮し得ないのであれば、何らか
の方策を講して高温保持時間を実質的に短縮することが
必要になる。
初期にボンディングされたワイヤの接続部で金属間化合
物の生成する可能性が増すことであり、金属間化合物の
生成以外にも、チップ接着用のエポキシ・ペーストの熱
劣化といった問題が生しることにもなる。従って、ボン
ディングの所要時間が短縮し得ないのであれば、何らか
の方策を講して高温保持時間を実質的に短縮することが
必要になる。
（従来の技術と発明が解決しようとする課題〕従来この
ような問題に対処する特別な対策は講じられておらず、
処理温度をなるべく低くする他には、装置の放熱特性を
良好にし、全ワイヤのボンディングが終了した後、半導
体チップに熱応力を生しない範囲で速やかに降温するこ
とが行われている程度である。
ような問題に対処する特別な対策は講じられておらず、
処理温度をなるべく低くする他には、装置の放熱特性を
良好にし、全ワイヤのボンディングが終了した後、半導
体チップに熱応力を生しない範囲で速やかに降温するこ
とが行われている程度である。
このような対策は抜本的な解決策とはいえず、金属間化
合物を生しない時間内にボンディング出来るワイヤの本
数に限りがあるため、ワイヤ数の増加に追随し得ないと
いう問題がある。
合物を生しない時間内にボンディング出来るワイヤの本
数に限りがあるため、ワイヤ数の増加に追随し得ないと
いう問題がある。
本発明の目的は全ワイヤ数には無関係に、各ワイヤ毎の
加熱時間を短縮するボンディング処理法を提供すること
であり、そのための装置を提供することである。
加熱時間を短縮するボンディング処理法を提供すること
であり、そのための装置を提供することである。
上記目的を遠戚するため、本発明のボンディング法では
集積回路パッケージの外部接続電極である金属リード片
の複数のステム部の各々に半導体チップを鑞付けし、半
導体チップのボンディングパッドと前記金属リード片と
の間をワイヤボンディングによって接続する際に、 ボンディング作業の終了した半導体チップは、ボンディ
ングパッド材料と前記ボンディングワイヤとの間に化学
反応が進行することのない温度まで、その他の半導体チ
ップとは独立に降温させることか行われる。
の複数のステム部の各々に半導体チップを鑞付けし、半
導体チップのボンディングパッドと前記金属リード片と
の間をワイヤボンディングによって接続する際に、 ボンディング作業の終了した半導体チップは、ボンディ
ングパッド材料と前記ボンディングワイヤとの間に化学
反応が進行することのない温度まで、その他の半導体チ
ップとは独立に降温させることか行われる。
また、半導体チップを個々に温度制御するための装置と
して、半導体チップが接着される複数のステム部を加熱
するための加熱ブロックが前記複数のステム部の位置に
合わせて配置され、この加熱ブロックはその各々が独立
に温度制御されるものである。
して、半導体チップが接着される複数のステム部を加熱
するための加熱ブロックが前記複数のステム部の位置に
合わせて配置され、この加熱ブロックはその各々が独立
に温度制御されるものである。
本発明ではハイブリッドＩＣを構成するＩＣチップを個
々に昇温／ｌ！！温することが可能なので、一つのチッ
プのワイヤボンディングが終了すれば、他のチップのボ
ンディングには無関係に温度を下げる。その結果ボンデ
ィング後の高温保持時間が著しく短縮されるので金属間
化合物の生成は進行せず、他の熱的障害も発生しない。
々に昇温／ｌ！！温することが可能なので、一つのチッ
プのワイヤボンディングが終了すれば、他のチップのボ
ンディングには無関係に温度を下げる。その結果ボンデ
ィング後の高温保持時間が著しく短縮されるので金属間
化合物の生成は進行せず、他の熱的障害も発生しない。
また、本来単一チップに集積し得る回路であっても、複
数のチップに分割してハイブリッド化し、本発明を適用
することによって、接続ワイヤ数が多いことに起因する
金属間化合物生成の問題を解決することが出来る。
数のチップに分割してハイブリッド化し、本発明を適用
することによって、接続ワイヤ数が多いことに起因する
金属間化合物生成の問題を解決することが出来る。
第１図は本発明の実施例を示す模式図、第２図は実施例
の加熱ブロックの配置を示す図である。
の加熱ブロックの配置を示す図である。
以下、該図面を参照しながら本発明の詳細な説明する。
第１図に於いて、複数のＩＣチップ１は金属のリードフ
レーム２のステム部３にエポキシ・ペースト等によって
接着されている。この接着処理は公知の方法によって、
本発明に関わる工程の前に実施されたものである。リー
ドフレームがボンディング位置に送られて来ると、各ス
テム部は加熱ブロック６に当接した状態となる。リード
フレームを構成する各金属リード片はタイバー４で連結
され、相対位置が固定されている。
レーム２のステム部３にエポキシ・ペースト等によって
接着されている。この接着処理は公知の方法によって、
本発明に関わる工程の前に実施されたものである。リー
ドフレームがボンディング位置に送られて来ると、各ス
テム部は加熱ブロック６に当接した状態となる。リード
フレームを構成する各金属リード片はタイバー４で連結
され、相対位置が固定されている。
各加熱ブロックには図示されないヒータと温度センサが
設けられており、所定の温度例えば３００°Ｃに保持さ
れており、ＩＣチップ及びリードフレームのワイヤ接続
部は加熱ブロックにより加熱されて上記温度に達する。
設けられており、所定の温度例えば３００°Ｃに保持さ
れており、ＩＣチップ及びリードフレームのワイヤ接続
部は加熱ブロックにより加熱されて上記温度に達する。
加熱ブロックは同時にワイヤを圧接する支持台でもある
ので、Ａｕワイヤ５を所定位置に圧着してワイヤポンデ
ィングが行われる。
ので、Ａｕワイヤ５を所定位置に圧着してワイヤポンデ
ィングが行われる。
ボンディングを実行する順序を、最初に第２図のブロッ
クＡ６１上のチップに行い、次いでブロックＢ６２上の
チップに行うものとすると、ブロックＡ上のチップのワ
イヤポンディングが終了したところでブロックＡの加熱
を停止し、その上のチップの温度を下降させる。その間
、ボンディングはブロックＢ上のチップに対して行われ
、該デツプのボンディングが終了すれば、これも同様に
直ちに降温を開始する。以下同様に他のブロック６３を
逐次加熱し、後続チップのボンディングを実施する。ボ
ンディング終了後は直ちにそのブロックの加熱を停止し
て降温させる。
クＡ６１上のチップに行い、次いでブロックＢ６２上の
チップに行うものとすると、ブロックＡ上のチップのワ
イヤポンディングが終了したところでブロックＡの加熱
を停止し、その上のチップの温度を下降させる。その間
、ボンディングはブロックＢ上のチップに対して行われ
、該デツプのボンディングが終了すれば、これも同様に
直ちに降温を開始する。以下同様に他のブロック６３を
逐次加熱し、後続チップのボンディングを実施する。ボ
ンディング終了後は直ちにそのブロックの加熱を停止し
て降温させる。
第２図に６０で示したものは予備加熱用ブロックである
。先行するリードフレームに対しワイヤポンディングが
行われている間に、次のリードフレームの最初にボンデ
ィングされる部分がこのブロックによって予備加熱され
る。これは先行リードフレームのボンディングが終了す
れば直ちに次のリードフレームのボンディングが行える
ようにするための処理である。それ以後にボンディング
が行われる部分の加熱は、ボンディング位置に移されて
から開始しても間に合うので、予備加熱は行わない。昇
温速度が緩やかな場合は予備加熱ブロック数を増すこと
になる。ボンディング順が後の方のブロックの加熱は、
ボンディング実施の時刻を見込んで開始すればよい。
。先行するリードフレームに対しワイヤポンディングが
行われている間に、次のリードフレームの最初にボンデ
ィングされる部分がこのブロックによって予備加熱され
る。これは先行リードフレームのボンディングが終了す
れば直ちに次のリードフレームのボンディングが行える
ようにするための処理である。それ以後にボンディング
が行われる部分の加熱は、ボンディング位置に移されて
から開始しても間に合うので、予備加熱は行わない。昇
温速度が緩やかな場合は予備加熱ブロック数を増すこと
になる。ボンディング順が後の方のブロックの加熱は、
ボンディング実施の時刻を見込んで開始すればよい。
各ブロックの加熱開始／停止の時刻は、ボンディング作
業がＭＰＵの制御により行われるので、その作業ステッ
プに合わせて設定される。本発明に於いては加熱停止の
時刻は設定精度が高いほど金属間化合物生成抑止に有効
であるが、加熱開始時刻については遅れないようにする
ことが重要で、若干早すぎても問題はない。
業がＭＰＵの制御により行われるので、その作業ステッ
プに合わせて設定される。本発明に於いては加熱停止の
時刻は設定精度が高いほど金属間化合物生成抑止に有効
であるが、加熱開始時刻については遅れないようにする
ことが重要で、若干早すぎても問題はない。
冷却速度については、急冷し過ぎるとＩＣチップに熱応
力が発生し、ＩＣの特性を劣化させることがあるので、
加熱ブロックの熱容量をある程度大きく設定し、加熱を
停止するだけで所定の冷却速度が得られるようにしてお
けば、本発明の実施に有利である。
力が発生し、ＩＣの特性を劣化させることがあるので、
加熱ブロックの熱容量をある程度大きく設定し、加熱を
停止するだけで所定の冷却速度が得られるようにしてお
けば、本発明の実施に有利である。
（発明の効果〕
以上説明したように、本発明によればハイブリッドＩＣ
のワイヤポンディング数が多い場合でも、ポンディング
済のワイヤが長時間高温に置かれることがないので、ワ
イヤ材料とボンディングバンド材料の間に金属間化合物
を生成することがなく、ＩＣの特性劣化を来すことがな
い。
のワイヤポンディング数が多い場合でも、ポンディング
済のワイヤが長時間高温に置かれることがないので、ワ
イヤ材料とボンディングバンド材料の間に金属間化合物
を生成することがなく、ＩＣの特性劣化を来すことがな
い。
第１図は本発明の実施例を模式的に示す図、第２図は実
施例の加熱ブロックの配置を示す図であって、 図に於いて ｌはＩＣチップ、 ２はリードフレーム、 ３はステム部、 ４ばタイバー ５はＡｕワイヤ、 ６は加熱ブロック、 ６０は予備加熱ブロンク、 ６１は加熱ブロックＡ１ ６２は加熱ブロックＢ１ ６３はその他の加熱ブロック である。 も も
施例の加熱ブロックの配置を示す図であって、 図に於いて ｌはＩＣチップ、 ２はリードフレーム、 ３はステム部、 ４ばタイバー ５はＡｕワイヤ、 ６は加熱ブロック、 ６０は予備加熱ブロンク、 ６１は加熱ブロックＡ１ ６２は加熱ブロックＢ１ ６３はその他の加熱ブロック である。 も も
Claims (2)
- （１）集積回路パッケージの外部接続電極である金属リ
ード片の複数のステム部の各々に半導体チップを鑞付け
し、該半導体チップのボンディングパッドと前記金属リ
ード片との間をワイヤボンディングによって接続する処
理に於いて、 ボンディング作業の終了した前記半導体チップは、前記
ボンディングパッド材料と前記ボンディングワイヤ材料
との間に化学反応が進行することのない温度まで、その
他の半導体チップとは独立に降温させることを特徴とす
るワイヤボンディング方法。 - （２）請求項（１）のワイヤボンディング方法を実施す
るための装置であって、 前記半導体チップが接着される前記金属リード片の複数
のステム部を加熱するための加熱ブロックが、前記複数
のステム部の位置に合わせて配置され、 該加熱ブロックはその各々が独立に温度制御されるもの
であることを特徴とするワイヤボンディング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1266667A JPH03127842A (ja) | 1989-10-13 | 1989-10-13 | ワイヤボンディング方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1266667A JPH03127842A (ja) | 1989-10-13 | 1989-10-13 | ワイヤボンディング方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03127842A true JPH03127842A (ja) | 1991-05-30 |
Family
ID=17434018
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1266667A Pending JPH03127842A (ja) | 1989-10-13 | 1989-10-13 | ワイヤボンディング方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03127842A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030082337A (ko) * | 2002-04-17 | 2003-10-22 | 기아자동차주식회사 | 가스 리프터 |
-
1989
- 1989-10-13 JP JP1266667A patent/JPH03127842A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030082337A (ko) * | 2002-04-17 | 2003-10-22 | 기아자동차주식회사 | 가스 리프터 |
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