JPH0645408A - Method and apparatus for wire bonding semiconductor device - Google Patents
Method and apparatus for wire bonding semiconductor deviceInfo
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ICチップ電極へのボンディング時のダメー
ジを軽減し、インナリードへのボンディングの接合性を
向上させるために、第1のボンドと第2のボンドとの保
持温度を独立に設定可能にし、的確なボンディングを行
う。
【構成】 ICチップ5の電極9とボンディングワイヤ
3との接合を行う第1のボンドと、ボンディングワイヤ
3とインナリード10との接合を行う第2のボンドとを
行う熱圧着による半導体装置のワイヤボンディング方法
において、前記第1のボンドを低温の第1の温度で行
い、次に、前記第2のボンドを高温の第2の温度で行う
ようにしたものである。
(57) [Abstract] [Purpose] In order to reduce the damage at the time of bonding to the IC chip electrode and to improve the bondability of the bonding to the inner leads, the holding temperature of the first bond and the second bond is set. It is possible to set independently, and perform accurate bonding. A wire of a semiconductor device by thermocompression bonding which performs a first bond for joining an electrode 9 of an IC chip 5 and a bonding wire 3 and a second bond for joining a bonding wire 3 and an inner lead 10. In the bonding method, the first bonding is performed at a low first temperature, and then the second bonding is performed at a high second temperature.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造にお
けるワイヤボンドに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to wire bonding in the manufacture of semiconductor devices.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、このような分野の技術としては、
例えば以下に示すようなものがあった。金線によるワイ
ヤボンドは大きく分けて熱圧着方式と超音波併用熱圧着
方式に分かれる。2. Description of the Related Art Conventionally, as a technique in such a field,
For example, there were the following. Wire bonds using gold wires are roughly classified into a thermocompression bonding method and an ultrasonic combined thermocompression bonding method.
【0003】図3はかかる従来の超音波併用熱圧着方式
のワイヤボンド工程断面図である。まず、図3(a)に
示すように、電気トーチ1と金線3間の放電によりボン
ディングツール2より出ている金線3の先端を加熱す
る。すると、図3(b)に示すように、ボンディングツ
ール2より出ている金線3の先端に金球4が形成され
る。FIG. 3 is a sectional view of the wire bonding process of the conventional thermocompression bonding method using ultrasonic waves. First, as shown in FIG. 3A, the tip of the gold wire 3 protruding from the bonding tool 2 is heated by the electric discharge between the electric torch 1 and the gold wire 3. Then, as shown in FIG. 3B, a gold ball 4 is formed at the tip of the gold wire 3 protruding from the bonding tool 2.
【0004】次に、図3(c)に示すように、ボンディ
ングツール2が降下し、金球4は加熱されたICチップ
5の電極と接合される(超音波併用熱圧縮の場合にはこ
こで超音波が加わる)。次に、図3(d)に示すよう
に、ボンディングツール2を、加熱されたインナリード
6上に移動し降下させる。この時、金線3はループを形
成する。Next, as shown in FIG. 3 (c), the bonding tool 2 is lowered, and the gold ball 4 is bonded to the electrode of the heated IC chip 5 (in the case of ultrasonic combined thermal compression, here). Ultrasonic waves are added in). Next, as shown in FIG. 3D, the bonding tool 2 is moved onto the heated inner lead 6 and lowered. At this time, the gold wire 3 forms a loop.
【0005】次に、図3(e)に示すように、ループ形
成後、ボンディングツール2を上昇させ、ある高さでク
ランプ7を閉じ、さらに上昇を続けることにより接合部
に力が加わり金線3が切れる。上述の工程は第1のボン
ド(1st Bond)、即ちICチップ電極5と金線
3の先端との接合工程〔図3(c)参照〕及び第2のボ
ンド(2nd Band)、即ち金線3とインナリード
6との接合工程〔図3(d)参照〕に分けられるが、両
者共金線とボンディング部金属との合金形成(拡散)に
より、接合力を得ているものである。また、拡散は高温
である程加速され接合強度は得られるものである。現
在、第1のボンド、第2のボンドとも250C°程度に
保たれている。即ち、第1のボンドの場合、ICチップ
電極はAl蒸着膜による平坦な面(金球潰れ径とほぼ同
等の長さを1辺として持つ正方形電極)であり、金との
接合面積は、ほぼ潰れ金球面積にまで達する。従って、
拡散面積も得られるので接合は比較的容易であり、25
0C°程度で接合強度に問題はない。Next, as shown in FIG. 3 (e), after the loop is formed, the bonding tool 2 is raised, the clamp 7 is closed at a certain height, and the clamp 7 is further raised, so that a force is applied to the bonding portion and the gold wire is applied. 3 is cut. The above-mentioned steps are the first bond (1st Bond), that is, the step of joining the IC chip electrode 5 and the tip of the gold wire 3 (see FIG. 3C), and the second bond (2nd Band), that is, the gold wire 3. The process can be divided into a process of joining the inner lead 6 with the inner lead 6 (see FIG. 3D). Both of them obtain a joining force by forming an alloy (diffusion) of the gold wire and the metal of the bonding portion. Further, the diffusion is accelerated as the temperature becomes higher, and the bonding strength is obtained. Currently, both the first bond and the second bond are maintained at about 250 ° C. That is, in the case of the first bond, the IC chip electrode is a flat surface (a square electrode having a length almost equal to the crushed diameter of the gold ball as one side) formed by the Al vapor deposition film, and the bonding area with gold is almost the same. The area of a crushed gold ball is reached. Therefore,
Since a diffusion area can be obtained, joining is relatively easy.
There is no problem in bonding strength at about 0 ° C.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ICチ
ップ電極の下地(膜構造)へのボンディング時のダメー
ジは高温である程、大きくなる傾向にある。従って、よ
り低い温度でのボンディングが望まれるわけだが、現状
の250C°程度ではワイヤボンダのボンディング条件
や、チップ電極の下地(膜構造)の厚さ(膜厚)等の条
件によっては電極下にクラックが生じる可能性がある。However, the damage at the time of bonding the IC chip electrode to the base (film structure) tends to increase as the temperature increases. Therefore, it is desirable to bond at a lower temperature, but at the current temperature of about 250 ° C., cracks may occur under the electrodes depending on the bonding conditions of the wire bonder and the thickness (film thickness) of the underlayer (film structure) of the chip electrode. May occur.
【0007】第2のボンドの場合、インナリード6との
接合では、金との接合面積は、ボンディングツールの片
側で金線を押さえつける部分に限られ(ツールのほぼ半
円周上)、拡散面積も第1のボンドほどには得られず、
第1のボンドと同じボンディング条件であり、ループ形
成後にボンディングツールを引き上げる時、剥がれを生
じてしまう。In the case of the second bond, in the case of joining with the inner lead 6, the joining area with gold is limited to the portion which holds down the gold wire on one side of the bonding tool (on the semicircle of the tool), and the diffusion area. Is not as good as the first bond,
The bonding conditions are the same as those for the first bond, and peeling occurs when the bonding tool is pulled up after forming the loop.
【0008】従って、通常ボンディングを行なうときに
は、第1のボンド側よりも超音波を強くかけ、接合させ
る方法を採用している。しかしながら、通常の250C
°でのボンディングでは超多ピン等の先端形状の不安定
なエッチングフレームが配置される。図4は従来の超多
ピン等の先端形状の不安定なエッチングフレームを示す
図であり、図4(a)はその全体平面図、図4(b)は
図4(a)のA部拡大斜視図、図4(c)は図4(b)
のB−B線断面図である。Therefore, when performing normal bonding, a method of applying ultrasonic waves stronger than that of the first bond side is used. However, the normal 250C
In the bonding at °, an unstable etching frame with a tip shape such as an ultra-multi pin is arranged. 4A and 4B are views showing a conventional etching frame having an unstable tip shape such as a super-multi-pin structure. FIG. 4A is an overall plan view thereof, and FIG. 4B is an enlarged view of an A portion of FIG. 4A. FIG. 4B is a perspective view, and FIG.
FIG. 6 is a sectional view taken along line BB of FIG.
【0009】図4(a)に示すように、ダイパッド8に
隣接するインナリード6の先端部6aを拡大して示す
〔図4(b)及び図4(c)参照〕と、インナリードの
先端部6aにおいては側面6bが薬品により食刻加工さ
れ、底面6cは狭くなり、その底面6cが不安定とな
り、超音波伝達が安定せず、剥がれを生じる場合がある
(ボンディング条件で防ごうとして超音波を大きくする
とその波形のバラツキも大きくなり突発的な剥がれや、
ワイヤループ形状の異常を招く恐れがある)。なお、こ
こで、3は金線、4は金球である。As shown in FIG. 4A, the tip portion 6a of the inner lead 6 adjacent to the die pad 8 is enlarged and shown [see FIGS. 4B and 4C], and the tip of the inner lead is shown. In the portion 6a, the side surface 6b is etched by a chemical, the bottom surface 6c becomes narrow, the bottom surface 6c becomes unstable, and ultrasonic transmission may not be stable, and peeling may occur (it may be difficult to prevent it under bonding conditions. When the sound wave is increased, the variation in the waveform also increases and sudden peeling occurs,
It may lead to abnormal wire loop shape). Here, 3 is a gold wire and 4 is a gold ball.
【0010】図5は従来の熱圧着方式におけるプロセス
で使用する加熱装置の概略図である。ここで、3は金
線、5はICチップ、8はダイパッド、9はICチップ
電極、10はインナリード、11はヒータブロック、1
2はサーモカップルケーブル、13はヒータケーブル、
14はヒータユニット、15はコントロールユニットで
ある。FIG. 5 is a schematic view of a heating device used in a conventional thermocompression bonding process. Here, 3 is a gold wire, 5 is an IC chip, 8 is a die pad, 9 is an IC chip electrode, 10 is an inner lead, 11 is a heater block, 1
2 is a thermocouple cable, 13 is a heater cable,
Reference numeral 14 is a heater unit, and 15 is a control unit.
【0011】この図に示すように、ICチップ5及びそ
のICチップ電極9とインナリード10は、同一のヒー
タブロック11によって、同温度(250C°程度)に
保たれる。また、その熱源は、ヒータユニット14によ
って与えられ、その温度制御はコントロールユニット1
5によって行なわれる。As shown in this figure, the IC chip 5, the IC chip electrode 9 and the inner lead 10 are kept at the same temperature (about 250 ° C.) by the same heater block 11. The heat source is provided by the heater unit 14, and the temperature control is performed by the control unit 1.
Performed by 5.
【0012】ボンダビリティに関して、以下のような問
題がある。 (1)現状温度(〜250C°)でのボンディングにお
ける問題点 第1のボンド ワイヤボンダのボンディング条件やボンディングのバラ
ツキ、更に、ICチップの電極(その下の膜構造)の膜
厚条件等によってはボンディング時に電極がダメージを
受け、ついには電極下にクラックを生じ、電気的リーク
が発生、不良素子となる場合がある。There are the following problems regarding bondability. (1) Problems in bonding at the current temperature (up to 250 ° C) The first bond Depending on the bonding condition of the wire bonder, the variation in bonding, and the film thickness condition of the IC chip electrode (film structure thereunder), etc. At times, the electrodes may be damaged, and eventually cracks may occur under the electrodes, causing electrical leakage, which may result in defective elements.
【0013】 第2のボンド 超多ピン等の先端形状の不安定なエッチングフレームに
おいては、接合強度を得るために、超音波出力を上げる
と超音波伝達が安定して行なわれず、突発的な剥がれを
生じる場合がある。また、ワイヤループ形状も同様に変
形する場合がある。Second bond In an unstable etching frame having a tip shape such as an ultra-multi pin, when ultrasonic output is increased to obtain bonding strength, ultrasonic transmission is not stably performed and sudden peeling occurs. May occur. Further, the wire loop shape may be similarly deformed.
【0014】(2)第1のボンド、第2のボンドを同温
度に保つことによる問題点 上記(1)を考慮して、第1のボンドのダメージを軽減
するために、温度を下げると、第2のボンドの接合力が
低下し、剥がれが懸念され、第2のボンドの安定した接
合力を得るために温度を上げると、第1のボンドにおけ
るICチップ電極(その下の膜構造)のダメージが懸念
される。(2) Problems caused by keeping the first bond and the second bond at the same temperature In consideration of the above (1), if the temperature is lowered in order to reduce the damage of the first bond, The bonding force of the second bond is reduced and peeling is feared. When the temperature is raised to obtain a stable bonding force of the second bond, the IC chip electrode (film structure below) in the first bond There is concern about damage.
【0015】従って、両者のボンダビリティの向上には
「同温度」は大きな障害となる。 (3)装置について、図5に示す従来の装置では、IC
チップの電極とインナリードを同一温度にしか保持でき
ず、個別に温度設定することができない。本発明は、上
記問題点を除去し、ICチップ電極へのボンディング時
のダメージを軽減し、インナリードへのボンディングの
接合性を向上させるために、第1のボンドと第2のボン
ドとの保持温度を独立に設定可能にし、的確なボンディ
ングを行い得る半導体装置のワイヤボンディング方法及
びその装置を提供することを目的とする。Therefore, the "same temperature" is a major obstacle to improving the bondability of both. (3) Regarding the device, in the conventional device shown in FIG.
The electrodes of the chip and the inner leads can be held only at the same temperature, and the temperature cannot be set individually. The present invention eliminates the above-mentioned problems, reduces damage at the time of bonding to an IC chip electrode, and improves the bondability of bonding to an inner lead so as to maintain the first bond and the second bond. It is an object of the present invention to provide a wire bonding method for a semiconductor device and a device for the semiconductor device, in which the temperature can be independently set and accurate bonding can be performed.
【0016】[0016]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、半導体素子の電極と金属細線との接合を
行う第1のボンドと、金属細線とインナリードとの接合
を行う第2のボンドとを行う熱圧着による半導体装置の
ワイヤボンディング方法において、前記第1のボンドを
第1の温度で行い、次に、前記第2のボンドを前記第1
の温度よりも高温の第2の温度で行うようにしたもので
ある。In order to achieve the above object, the present invention provides a first bond for bonding an electrode of a semiconductor element and a thin metal wire, and a first bond for bonding a thin metal wire and an inner lead. In the wire bonding method for a semiconductor device by thermocompression bonding, the first bonding is performed at a first temperature, and then the second bonding is performed using the first bonding.
The second temperature, which is higher than the above temperature, is used.
【0017】また、前記第1の温度は略150°乃至2
10°であり、前記第2の温度は略250乃至300°
程度である。更に、半導体素子の電極と金属細線との接
合を行う第1のボンドと、金属細線とインナリードとの
接合を行う第2のボンドとを行う熱圧着による半導体装
置のワイヤボンディング装置において、前記第1のボン
ドを行うにあたり、ボンディングパッドを第1の温度に
設定するヒータと、該ヒータの温度を制御する第1のヒ
ータコントロールユニットと、前記第2のボンドを行う
にあたり、インナリードを前記第1の温度よりも高温の
第2の温度に設定するヒータと、該ヒータの温度を制御
する第2のヒータコントロールユニットとを設けるよう
にしたものである。The first temperature is approximately 150 ° to 2
10 ° and the second temperature is approximately 250 to 300 °
It is a degree. Furthermore, in a wire bonding apparatus for a semiconductor device by thermocompression bonding, a first bond for bonding an electrode of a semiconductor element and a metal thin wire and a second bond for bonding a metal thin wire and an inner lead are provided. When performing the first bonding, the heater that sets the bonding pad to the first temperature, the first heater control unit that controls the temperature of the heater, and the second inner bond, the inner lead is the first A heater that is set to a second temperature higher than the above temperature and a second heater control unit that controls the temperature of the heater are provided.
【0018】[0018]
【作用】本発明によれば、半導体素子の電極と金属細線
との接合を行う第1のボンドと、金属細線とインナリー
ドとの接合を行う第2のボンドとを行う熱圧着による半
導体装置のワイヤボンディング方法において、第1のボ
ンドにおいて、ICチップ電極(の下の膜構造)へのダ
メージの少ないボンディングを安定して行なえるよう
に、通常(250C°)よりも低い温度(150〜21
0C°程度)でボンディングを行なう。第2のボンドに
おいて、超多ピン等の先端形状の不安定なエッチングフ
レーム等において、超音波に大きく依存せずに安定した
接合力を得るために、通常(250C°)よりも高い温
度(〜300C°程度)でボンディングを行なう。According to the present invention, a semiconductor device by thermocompression bonding is used, in which a first bond for bonding an electrode of a semiconductor element and a metal thin wire and a second bond for bonding a metal thin wire and an inner lead are bonded. In the wire bonding method, in the first bond, a temperature (150 to 21 ° C.) lower than a normal temperature (250 to 21 ° C.) is set so that the IC chip electrode (underlying film structure) can be stably bonded with less damage.
Bonding is performed at 0 ° C. In the second bond, in order to obtain a stable bonding force without greatly depending on ultrasonic waves in an etching frame or the like having an unstable tip shape such as an ultra-multi pin, a temperature higher than normal (250 ° C) (~ Bonding is performed at about 300 ° C.
【0019】従って、ボンディング電極下の膜構造への
ダメージを低減することができる。また、ボンディング
のバラツキによる突発的なダメージもなくすことができ
る。また、インナリードと金線の接合力を大幅に向上さ
せることができる。更に、ヒータブロックにおいて、ダ
イパッド用ヒータブロックとインナリード用ヒータブロ
ックに分割し、各々に制御する方式をとるため、ダイパ
ッドとインナリードの温度設定を独立して的確に行うこ
とができる。Therefore, it is possible to reduce damage to the film structure under the bonding electrode. In addition, it is possible to eliminate sudden damage due to variations in bonding. Moreover, the joining force between the inner lead and the gold wire can be significantly improved. Further, since the heater block is divided into a die pad heater block and an inner lead heater block and each is controlled, the temperature of the die pad and the inner lead can be accurately set independently.
【0020】[0020]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
詳細に説明する。図1は本発明の実施例を示す熱圧着方
式のワイヤボンディングの加熱装置の斜視図、図2は図
1のA−A線の断面図である。これらの図に示すよう
に、16はインナリード用ヒータブロック、17はダイ
パッド用ヒータブロック、18はダイパッド用ヒータ、
19aはサーモカップル先端部、20は第2のヒータユ
ニット、21は第2のコントロールユニット、27は第
1のヒータユニット、28は第1のコントロールユニッ
トである。Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of a heating device for thermocompression bonding wire bonding showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG. As shown in these figures, 16 is an inner lead heater block, 17 is a die pad heater block, 18 is a die pad heater,
Reference numeral 19a is a thermocouple tip portion, 20 is a second heater unit, 21 is a second control unit, 27 is a first heater unit, and 28 is a first control unit.
【0021】これらの図に示すように、この実施例にお
いては、ヒータブロック11をダイパッド用ヒータブロ
ック17と、インナリード用ヒータブロック18に分割
したものであり、ダイパッド用ヒータブロック17は、
第2のコントロールユニット21によって、通常(従
来:250°程度)より、低温(150C°〜210C
°)に温度制御され、インナリード用ヒータブロック1
6は第1のコントロールユニット28によって、通常よ
り高温(250〜300C°程度)に温度制御するよう
にしている。As shown in these figures, in this embodiment, the heater block 11 is divided into a die pad heater block 17 and an inner lead heater block 18. The die pad heater block 17 is composed of:
By the second control unit 21, a lower temperature (150 ° C to 210 ° C) than usual (conventional: about 250 °).
Heater block 1 for inner leads
The first control unit 28 controls the temperature 6 to a temperature higher than usual (about 250 to 300 ° C.).
【0022】また、ダイパッド用ヒータブロック17は
かなり小さい(ダイパッドサイズに依存する)ことが予
想されるので、その限られたスペースを利用するにあた
って、ダイパッド用ヒータ18及びそのヒータの温度を
監視するサーモカップル19を下部から挿入するように
している。そこで、まず、ICチップ5の電極9とボン
ディングワイヤ3との接合を行う第1のボンドを、第2
のコントロールユニット21によって制御されるダイパ
ッド用ヒータブロック17によって、ダイパッド8上を
比較的低温の150C°〜210C°に温度制御して実
施する。Since the die pad heater block 17 is expected to be quite small (depending on the die pad size), the die pad heater 18 and a thermostat for monitoring the temperature of the heater are used in utilizing the limited space. The couple 19 is inserted from the bottom. Therefore, first, the first bond for joining the electrode 9 of the IC chip 5 and the bonding wire 3 is connected to the second bond.
The die pad heater block 17 controlled by the control unit 21 controls the temperature of the die pad 8 to a relatively low temperature of 150 ° C to 210 ° C.
【0023】次に、ボンディングワイヤ3とインナリー
ド10との接合を行う第2のボンドを、インナリード1
0上を比較的高温の300C°程度に温度制御して実施
する。ここで、各温度制御は、図2に示すように、第1
のボンドが行われるダイパッド用ヒータブロック17に
おいては、ダイパッド用ヒータ18の温度をその周囲に
配設されるサーモカップル19で検出して、その出力信
号を第1のコントロールユニット28に入力し、その第
1のコントロールユニット28において、基準値と比較
されて、設定温度になるように、第1のコントロールユ
ニット28からの出力制御信号によって、第1のヒータ
ユニット27が制御される。Next, the second bond for joining the bonding wire 3 and the inner lead 10 is connected to the inner lead 1.
0 is carried out by controlling the temperature to a relatively high temperature of about 300 ° C. Here, each temperature control is, as shown in FIG.
In the die pad heater block 17 in which the bonding is performed, the temperature of the die pad heater 18 is detected by the thermocouple 19 arranged around the die pad heater 18, and the output signal thereof is input to the first control unit 28. In the first control unit 28, the first heater unit 27 is controlled by the output control signal from the first control unit 28 so as to be compared with the reference value and reach the set temperature.
【0024】ここで、ダイパッド用ヒータ18及びサー
モカップル19は、ヒータブロック11の下方から挿入
されて取り付けられるようになっている。また、第2の
ボンドが行われるインナリード用ヒータブロック16に
おいては、図1に示すように、インナリード用ヒータ3
0の温度をその近傍に配設されるサーモカップル31で
検出して、その出力信号を第2のコントロールユニット
21に入力し、その第2のコントロールユニット21に
おいて、基準値と比較されて、設定温度になるように、
第2のコントロールユニット21からの出力制御信号に
よって、第2のヒータユニット20が制御される。Here, the die pad heater 18 and the thermocouple 19 are inserted and attached from below the heater block 11. Further, in the inner lead heater block 16 in which the second bonding is performed, as shown in FIG.
The temperature of 0 is detected by the thermocouple 31 arranged in the vicinity thereof, and the output signal thereof is inputted to the second control unit 21, which is compared with the reference value and set. To reach the temperature
The second heater unit 20 is controlled by the output control signal from the second control unit 21.
【0025】ここで、ダイパッド用ヒータブロック17
及びサーモカップル31は、ヒータブロック11の側方
から挿入されて取り付けられるようになっている。この
ように構成するために、ボンディング電極下の膜構造へ
のダメージを低減することができる。また、ボンディン
グのバラツキによる突発的なダメージもなくすことがで
きる。従って、第1のボンディングが行われる電極下の
ダメージが原因で生じる電気的リーク不良を低減させる
ことができる。Here, the die pad heater block 17 is used.
The thermocouple 31 is inserted from the side of the heater block 11 and attached. With this structure, damage to the film structure below the bonding electrode can be reduced. In addition, it is possible to eliminate sudden damage due to variations in bonding. Therefore, it is possible to reduce the electric leakage failure caused by the damage under the electrode where the first bonding is performed.
【0026】また、現在ICは高集積化時代を迎えてお
り、多層配線などにみられる様に膜構造が非常に薄く、
もろくなる傾向にある。従って、電極下へのダメージは
今まで以上に考慮に入れなくてはならず、低温ボンディ
ングによるダメージ低減は大きな効果を奏することがで
きる。低温ボンディングは、210°C近辺以下になる
と、クラックの発生が減少し、150°C程度までは熱
ストレスによる信頼性が保たれることが確認されてい
る。At the present time, ICs are in the age of high integration, and the film structure is very thin, as seen in multilayer wiring.
It tends to be brittle. Therefore, the damage under the electrode must be taken into consideration more than ever, and the damage reduction by low temperature bonding can exert a great effect. It has been confirmed that in the low temperature bonding, the occurrence of cracks decreases when the temperature is around 210 ° C or lower, and the reliability due to thermal stress is maintained up to approximately 150 ° C.
【0027】更に、インナリードへ通常(250C°程
度)より高温(300C°程度)でボンディング(第2
のボンド)することにより、インナリードと金線の接合
力を大幅に向上させることができる。従って、超多ピン
等先端形状の不安定なエッチングフレームの場合でも、
接合力を超音波に大きく依存することなく安定した接合
ができるようになり、第2のボンドの剥がれを防止する
ことができる。Further, the inner lead is bonded at a higher temperature (about 300 C °) than the normal (about 250 C °) (second
The bonding force between the inner lead and the gold wire can be significantly improved by the bonding. Therefore, even in the case of an unstable etching frame with a tip shape such as ultra-multi pins,
It becomes possible to perform stable bonding without greatly depending on the ultrasonic wave for the bonding force, and it is possible to prevent the second bond from peeling off.
【0028】また、通常のプレス加工リードフレームの
場合においても、接合性の向上により、インナリードメ
ッキ厚を薄くしたり、更にはめっきなしのダイレクトボ
ンディングが期待できる。更に、ヒータブロックにおい
て、ダイパッド用ヒータブロックとインナリード用ヒー
タブロックに分割し、各々に制御する方式をとるため、
ダイパッドとインナリードの温度設定を独立して行うこ
とができる。Also, in the case of a normal press-processed lead frame, improvement in bonding property can be expected to reduce the inner lead plating thickness and further direct bonding without plating. Further, in the heater block, it is divided into a die pad heater block and an inner lead heater block, and in order to control each of them,
The temperature of the die pad and the inner lead can be set independently.
【0029】なお、金属細線としては、金線に限らず、
例えばAl線やCu線等を用いるようにしてもよい。ま
た、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本
発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、それらを
本発明の範囲から排除するものではない。The thin metal wire is not limited to the gold wire,
For example, Al wire or Cu wire may be used. Further, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made based on the spirit of the present invention, and they are not excluded from the scope of the present invention.
【0030】[0030]
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、以下の効果を奏することができる。 (1)ICチップの電極へ通常(250C°程度)より
低温(150C°〜210C°程度)でボンディング
(第1のボンド)することにより、ボンディング電極下
の膜構造へのダメージを低減することができる。また、
ボンディングのバラツキによる突発的なダメージもなく
すことができる。As described above in detail, according to the present invention, the following effects can be obtained. (1) Bonding (first bond) to the electrode of the IC chip at a temperature lower than normal (about 250 ° C.) (about 150 ° C. to 210 ° C.) can reduce damage to the film structure below the bonding electrode. it can. Also,
It is possible to eliminate sudden damage due to variations in bonding.
【0031】従って、第1のボンディングが行われる電
極下のダメージが原因で生じる電気的リーク不良を低減
させることができる。 (2)インナリードへ通常(250C°程度)より高温
(300C°程度)でボンディング(第2のボンド)す
ることにより、インナリードと金線の接合力を大幅に向
上させることができる。Therefore, it is possible to reduce the electric leak failure caused by the damage under the electrode where the first bonding is performed. (2) Bonding (second bonding) to the inner leads at a higher temperature (about 300 ° C.) than normal (about 250 ° C.) can significantly improve the bonding force between the inner leads and the gold wire.
【0032】従って、超多ピン等先端形状の不安定なエ
ッチングフレームの場合でも、接合力を超音波に大きく
依存することなく、安定した接合ができるようになり、
第2のボンドの剥がれを防止することができる。また、
通常のプレス加工リードフレームの場合においても、接
合性の向上によりインナリードめっき厚を薄くしたり、
更にはめっきなしのダイレクトボンディングが期待でき
る。Therefore, even in the case of an unstable etching frame having a tip shape such as ultra-multi-pins, stable joining can be performed without largely depending on the ultrasonic wave.
The peeling of the second bond can be prevented. Also,
Even in the case of a normal press-processed lead frame, the inner lead plating thickness can be reduced by improving the bondability,
Furthermore, direct bonding without plating can be expected.
【0033】(3)ヒータブロックにおいて、ダイパッ
ド用ヒータブロックとインナリード用ヒータブロックに
分割し、各々に制御する方式をとるため、ダイパッドと
インナリードの温度設定を独立して的確に行うことがで
きる。(3) Since the heater block is divided into a die pad heater block and an inner lead heater block and each is controlled, the temperature of the die pad and the inner lead can be set independently and accurately. .
【図1】本発明の実施例を示す熱圧着方式のワイヤボン
ディングの加熱装置の斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a heating device for thermocompression bonding wire bonding showing an embodiment of the present invention.
【図2】図1のA−A線の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
【図3】従来の超音波併用熱圧着方式のワイヤボンド工
程断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a wire bonding process of a conventional thermocompression bonding method using ultrasonic waves.
【図4】従来の超多ピン等の先端形状の不安定なエッチ
ングフレームを示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a conventional unstable etching frame having a tip shape such as an ultra-multi pin.
【図5】従来の熱圧着方式におけるプロセスで使用する
加熱装置の概略図である。FIG. 5 is a schematic view of a heating device used in a conventional thermocompression bonding process.
3 ボンディングワイヤ 5 ICチップ 8 ダイパッド 9 ICチップの電極 10 インナリード 11 ヒータブロック 16 インナリード用ヒータブロック 17 ダイパッド用ヒータブロック 18 ダイパッド用ヒータ 19 サーモカップル 19a サーモカップル先端部 20 第2のヒータユニット 21 第2のコントロールユニット 27 第1のヒータユニット 28 第1のコントロールユニット 3 Bonding Wire 5 IC Chip 8 Die Pad 9 IC Chip Electrode 10 Inner Lead 11 Heater Block 16 Inner Lead Heater Block 17 Die Pad Heater Block 18 Die Pad Heater 19 Thermocouple 19a Thermocouple Tip 20 Second Heater Unit 21 No. 2 control unit 27 1st heater unit 28 1st control unit
Claims (4)
行う第1のボンドと、金属細線とインナリードとの接合
を行う第2のボンドとを行う熱圧着による半導体装置の
ワイヤボンディング方法において、 (a)前記第1のボンドを第1の温度で行い、 (b)次に、前記第2のボンドを前記第1の温度よりも
高温の第2の温度で行うことを特徴とする半導体装置の
ワイヤボンディング方法。1. A wire bonding method for a semiconductor device by thermocompression bonding, which comprises a first bond for bonding an electrode of a semiconductor element and a thin metal wire and a second bond for bonding a thin metal wire and an inner lead. (A) The first bonding is performed at a first temperature, (b) Next, the second bonding is performed at a second temperature higher than the first temperature. Wire bonding method for equipment.
°であり、前記第2の温度は略250°乃至300°程
度である請求項1記載の半導体装置のワイヤボンディン
グ方法。2. The first temperature is approximately 150 ° to 210 °.
2. The wire bonding method for a semiconductor device according to claim 1, wherein the second temperature is about 250 ° to 300 °.
行う第1のボンドと、金属細線とインナリードとの接合
を行う第2のボンドとを行う熱圧着による半導体装置の
ワイヤボンディング装置において、 (a)前記第1のボンドを行うにあたり、ボンディング
パッドを第1の温度に設定するヒータブロックと、 (b)該ヒータの温度を制御する第1のヒータコントロ
ールユニットと、 (c)前記第2のボンドを行うにあたり、インナリード
を前記第1の温度よりも高温の第2の温度に設定するヒ
ータブロックと、 (d)該ヒータの温度を制御する第2のヒータコントロ
ールユニットとを具備することを特徴とする半導体装置
のワイヤボンディング装置。3. A wire bonding apparatus for a semiconductor device by thermocompression bonding, which comprises a first bond for bonding an electrode of a semiconductor element and a thin metal wire and a second bond for bonding a thin metal wire and an inner lead. (A) a heater block that sets the bonding pad to a first temperature in performing the first bonding; (b) a first heater control unit that controls the temperature of the heater; and (c) the first heater control unit. In performing the bonding of No. 2, a heater block for setting the inner lead to a second temperature higher than the first temperature, and (d) a second heater control unit for controlling the temperature of the heater are provided. A wire bonding apparatus for a semiconductor device, which is characterized in that
温度を監視するサーモカップルを前記ヒータブロックの
下部から挿入することを特徴とする請求項3記載の半導
体装置のワイヤボンディング装置。4. The wire bonding apparatus for a semiconductor device according to claim 3, wherein a heater set to the first temperature and a thermocouple for monitoring the temperature are inserted from a lower portion of the heater block.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3154289A JPH0645408A (en) | 1991-06-26 | 1991-06-26 | Method and apparatus for wire bonding semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3154289A JPH0645408A (en) | 1991-06-26 | 1991-06-26 | Method and apparatus for wire bonding semiconductor device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0645408A true JPH0645408A (en) | 1994-02-18 |
Family
ID=15580892
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3154289A Withdrawn JPH0645408A (en) | 1991-06-26 | 1991-06-26 | Method and apparatus for wire bonding semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0645408A (en) |
-
1991
- 1991-06-26 JP JP3154289A patent/JPH0645408A/en not_active Withdrawn
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