JPH05102228A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH05102228A
JPH05102228A JP25933291A JP25933291A JPH05102228A JP H05102228 A JPH05102228 A JP H05102228A JP 25933291 A JP25933291 A JP 25933291A JP 25933291 A JP25933291 A JP 25933291A JP H05102228 A JPH05102228 A JP H05102228A
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capillary
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昭浩 村田
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Abstract

(57)【要約】 【目的】半導体装置に於て、ワイヤ強度を上げ、かつワ
イヤショートを防ぐ。 【構成】半導体装置の製造方法の１つのワイヤボンディ
ング工程に於てキャピラリに複数の貫通孔を設けるこ
と、及びワイヤボンディング時にキャピラリを回転させ
ることにより導電性細線の周りに非導電性細線を巻き付
ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体集積回路の表面に
形成された電極パッドと、リードフレームのリードや、
セラミック基板あるいは樹脂基板表面に形成された配線
パターン（以下、リードフレームのリードや、セラミッ
ク基板あるいは樹脂基板表面に形成された配線パターン
を単に外部接続端子と称する。）とを導電性細線（以
下、ワイヤとする。）にて接続する半導体装置の製造方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体集積回路の表面に形成された電極
パッドと、外部接続端子とを導電性細線にて接続するワ
イヤボンディング技術には、主なもので、熱圧着ボンデ
ィング方式、超音波ボンディング方式、超音波併用熱圧
着ボンディング方式の３種類がある。
【０００３】熱圧着ボンディング方式、超音波併用熱圧
着ボンディング方式においては、貫通孔を有するキャピ
ラリと呼ばれるボンディングツールが使用され、超音波
ボンディング方式では貫通孔と圧着部からなるボンディ
ングウエッジと呼ばれるボンディングツールを使用す
る。前記ボンディングツールの貫通孔の中にワイヤを通
し、ワイヤボンディングが行なわれる。
【０００４】図４は従来のボンディング方法の説明図
で、２がキャピラリと呼ばれるボンディングツールであ
る、そして１１が半導体素子、１２がその保持台、１０
がボンディングパッド、７が外部接続端子である、９が
クランパーと呼ばれる、導電性細線を押さえる治具であ
る。
【０００５】ここでは図４を用いて熱圧着ボンディング
方式、超音波併用熱圧着ボンディング方式で用いられる
キャピラリと呼ばれるボンディングツールを用いたボー
ルボンディングの方法について説明する。
【０００６】まずワイヤ１をキャピラリ２に挿入保持し
ワイヤ１の下端をキャピラリ２の下端よりわずかに突出
させ、その突出端を電気放電により熱し、イニシャルボ
ール１３を形成する。この状態でキャピラリ２を半導体
集積回路１１の表面に形成された電極パッド１０の上方
に位置させた後、キャピラリ２を降下させ、圧着により
第１ボンディングを行う。次にキャピラリ２を上昇させ
た後、第２のボンディング位置である外部接続端子７の
方向に移動させ、第２ボンディング位置に向かって降下
させる。そして、キャピラリ２の下端縁でワイヤ１を押
しつぶして外部接続端子７にボンディングを行なう。そ
の後、キャピラリをわずかに上昇させた後、キャピラリ
２の上方のクランパー９でワイヤ１を保持し、キャピラ
リ２と共に上昇させる。この結果ワイヤ１には張力が加
わり、第２ボンディング部の近傍から破断する。これら
の一連の動作でループ８が形成される。その後再びキャ
ピラリ２の下端から突出しているワイヤ１の下端を球状
化した後、クランパー９を解放させて新たにボンディン
グ作業を行なう。
【０００７】ワイヤボンディングを行った後、前記半導
体装置はモールド工程と呼ばれる樹脂封止工程に移る。
以下、図５によりモールド工程の簡単な説明を行う。１
５は上金型、１６は下金型、１４は樹脂を流入させるた
めのゲートと呼ばれる注入孔、１１は半導体素子、１２
は半導体素子を保持するダイパットと呼ばれる保持台で
ある。まず上型１５及び下型１６を開き、半導体素子１
１及びその保持台１２を金型内部に設置し、その後、金
型１５、１６を閉じ、樹脂注入孔１４より熱硬化性ある
いは熱可塑性樹脂を注入し、モールドを行う。そして、
１分間〜５分間の硬化の後、金型１５、１６を開いて成
形された半導体装置をを取り出す。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】近年、半導体集積回路
の高集積化、多機能化により電極数や外部端子側の端子
数の増加が進んでいるわけであるが、周知の通り半導体
集積回路側の微細化よりも外部接続端子側の微細化は遅
れており半導体集積回路から遠ざかった位置に外部接続
端子を配置しなくてはならず半導体集積回路表面上に形
成された電極パッドと外部接続端子間を長いワイヤを用
いて接続しなければならない。そのため図５に示すよう
なワイヤボンディング工程後のモールド工程において、
ワイヤが長いために、熱硬化性あるいは熱可塑性の樹脂
を金型内に流入させたとき、ワイヤが樹脂で押し流さ
れ、ワイヤどうしが接触したり、樹脂の流入圧力により
ワイヤが切れたりする不具合を生じる。また、ワイヤボ
ンディング装置とワイヤの機械的接触抵抗のばらつきの
為に発生するループ形状のばらつきも大きな問題となっ
ている。従来のボンディング方法では、半導体集積回路
の表面からループのもっとも高いところまでの高さのば
らつきは１００ミクロン程度である、このためワイヤ強
度や、ワイヤの流れによるワイヤの接触等の不具合が更
に懸念されている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる半導体装
置は、キャピラリの貫通孔を複数設置し、中央部の貫通
孔に導電性細線、他の貫通孔に非導電性細線を配置し、
ワイヤボンディング時にキャピラリを回転させながらワ
イヤボンディングすることにより、中央部の貫通孔より
突出させた導電性細線の周りに絶縁性細線を適時巻き付
けてワイヤボンディングを行い、ワイヤの強度を保つと
共にワイヤを外部環境と電気的に絶縁する半導体装置を
製造することを特長とする。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例を図に基ずいて説明す
る。
【００１１】図１は、本発明の実施例を示すもので、熱
圧着ボンディング方式、及び超音波併用熱圧着ボンディ
ング方式用のボンディングツールであるキャピラリの図
である。本明細書ではキャピラリの貫通孔は３箇所のも
ので説明を行う。図１（ａ）は本発明のキャピラリの平
面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ’部分を切断し
た時の断面図、図１（ｃ）は本発明のボンディングツー
ルのセカンドクランパー部の詳細図である。
【００１２】ボンディングツール２には中央部に２つめ
のクランパーとしてセカンドクランパー３が装着してあ
り、その中心部には従来のキャピラリー通り貫通孔６が
設けられている、セカンドクランパー３は従来のクラン
パー９と違い、図１（ｃ）にあるように上方から下方に
移動させることによりキャピラリ２の内壁とにより貫通
孔５に導入されている非導電性細線４のみをクランプ、
あるいは切断することが出来るものである。そしてその
セカンドクランパー３内の貫通孔６内を導電性細線１が
通っており、適時キャピラリ上方のファーストクランパ
ーと呼ばれる９により押えることが出来る。そしてその
側面に複数の貫通孔５が配されており、その貫通孔５の
中を非導電性細線４が通っており、貫通孔の出口にあた
る８で合流している。これらは前記導電性細線同様にク
ランパー９により従来どうり押さえる事も可能である
し、また、先に述べたようにセカンドクランパー３を上
下に移動させることにより押え、あるいは切断すること
が可能である。本明細書では３箇所の貫通孔を持つキャ
ピラリーを図１及び図２に明示してある。
【００１３】これらに使用する導電性細線は、例えば金
線、アルミニウム線、銅線、またはそれらの合金等を使
用する。また、非導電性細線としてはポリエチレン線、
ビニール線、ポリイミド線、等があげられる。
【００１４】図２は、図１のボンディングツール２を実
際にワイヤボンディング装置に取り付けて使用した場合
の説明図である。まずファーストクランパー９及びセカ
ンドクランパー３を開放し導電性細線１を従来どうりに
溶融させイニシャルボール１３を形成させ、その状態で
キャピラリ２を半導体集積回路１１の表面に形成された
電極パッド１０の上方に位置させた後、キャピラリ２を
降下させ圧着させる。このとき非導電性細線４も一緒に
イニシャルボールへ付着させる。このとき合計３本の細
線がイニシャルボールより伸びていることになる。その
後、キャピラリ２を１ｍｍから１０ｍｍ程度上昇させ、
キャピラリ２を図２のごとく回転させる。このとき回転
方向は左右どちらでもよいが、回転数は１から３０まで
の間とすることが望ましい。これにより導電性細線１は
非導電性細線４に巻かれることにより事実上外部より電
気的に絶縁被覆されたこととなる。次にキャピラリ２を
第２ボンディング位置である外部接続端子７にもって行
き、そのまま外部接続端子７に向かって降下させる。そ
して、図３のごとくキャピラリ２と外部接続端子７が接
触した後、セカンドクランパー３を降ろす事により非導
電性細線４をカットする。その後、キャピラリ２をわず
かに上昇させた後、キャピラリ２の上方のファーストク
ランパー９でワイヤを保持し、キャピラリ２と共に上昇
させる。この結果ワイヤ１には張力が加わり、第２ボン
ディング部の近傍から破断する。これらの一連の動作で
ループ１４が形成される。その後再びキャピラリのファ
ーストクランパー及びセカンドクランパーを開放し、同
様の操作を行う。導電性細線として金線、非導電性細線
としてポリイミド系の物を使用した例をあげると、従来
の方法では金線の垂直引っ張り強度（一般にプル強度と
呼ばれる）は約１０ｇであった、しかし本発明の方法を
使用した場合には１００ｇ以上にもなるワイヤを張る事
が出来る製造方法である。
【００１５】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、ワイヤ
ーを通す貫通孔を持つボンディングツールにおいて、前
記貫通孔を複数個有し、かつそのキャピラリーを回転さ
せることによりワイヤの強度を上げると共に、モールド
工程に於てワイヤどうしが接触した時にワイヤが被覆し
てあることにより、電気的な接触を防ぐことが出来る。
従来の方法ではプル強度１０ｇ程度であったものが、本
発明により１００ｇを越える強度を出す半導体装置を製
造することが出来る。
【００１６】また、被覆することによって、接触回避が
容易になったため、ワイヤ長も従来のものより１ｍｍか
ら３ｍｍ伸長い半導体装置の製造が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる半導体装置の製造方法の実施例
を説明するための説明図。
【図２】本発明の実施例を示す詳細図。
【図３】本発明の実施例を示す詳細図。
【図４】従来の半導体装置の製造方法の１例を示す説明
図。
【図５】従来の半導体装置の製造方法の１例を示す説明
図。
【符号の説明】
１ 導電性細線 ２ キャピラリ ３ セカンドクランパー ４ 非導電性細線 ５ 非導電性細線用貫通孔 ６ 導電性細線用貫通孔 ７ 外部接続端子 ８ ワイヤループ ９ ファーストクランパー １０ 半導体素子パッド部 １１ 半導体素子 １２ 半導体素子保持部 １３ イニシャルボール部 １４ モールド金型樹脂注入部 １５ 上型 １６ 下型

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】少なくとも半導体集積回路とそれを支持す
    る支持部、前記支持部に向かって放射状に伸び前記半導
    体集積回路と前記支持部から電気的に離間している複数
    のリードまたは配線パターンを有し、半導体集積回路の
    表面に形成された電極パッドと、リードフレームのイン
    ナーリードや、セラミック基板あるいは樹脂基板表面に
    形成された配線パターンとを、貫通孔を持つボンディン
    グツールを用い、前記貫通孔の内部に導電性細線を通
    し、接続する半導体製造装置において、 前記の貫通孔を複数持つボンディングツールを使用し
    て、導電性細線に複数の非導電性細線をからませ被覆さ
    れた導電性細線を有する半導体装置を製造することを特
    徴とする半導体装置の製造方法。
JP25933291A 1991-10-07 1991-10-07 半導体装置の製造方法 Pending JPH05102228A (ja)

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