JPH0748507B2 - ワイヤボンデイング方法 - Google Patents

ワイヤボンデイング方法

Info

Publication number
JPH0748507B2
JPH0748507B2 JP62205521A JP20552187A JPH0748507B2 JP H0748507 B2 JPH0748507 B2 JP H0748507B2 JP 62205521 A JP62205521 A JP 62205521A JP 20552187 A JP20552187 A JP 20552187A JP H0748507 B2 JPH0748507 B2 JP H0748507B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wire
tip
semiconductor element
capillary
bonding method
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP62205521A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS6447039A (en
Inventor
清昭 津村
仁士 藤本
修一 大坂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP62205521A priority Critical patent/JPH0748507B2/ja
Publication of JPS6447039A publication Critical patent/JPS6447039A/ja
Publication of JPH0748507B2 publication Critical patent/JPH0748507B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/071—Connecting or disconnecting
    • H10W72/0711—Apparatus therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/071—Connecting or disconnecting
    • H10W72/0711—Apparatus therefor
    • H10W72/07141—Means for applying energy, e.g. ovens or lasers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/071—Connecting or disconnecting
    • H10W72/075—Connecting or disconnecting of bond wires
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/071—Connecting or disconnecting
    • H10W72/075—Connecting or disconnecting of bond wires
    • H10W72/07521—Aligning
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/071—Connecting or disconnecting
    • H10W72/075—Connecting or disconnecting of bond wires
    • H10W72/07531—Techniques
    • H10W72/07532—Compression bonding, e.g. thermocompression bonding
    • H10W72/07533—Ultrasonic bonding, e.g. thermosonic bonding
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/071—Connecting or disconnecting
    • H10W72/075—Connecting or disconnecting of bond wires
    • H10W72/07551—Connecting or disconnecting of bond wires characterised by changes in properties of the bond wires during the connecting
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/50—Bond wires
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/50—Bond wires
    • H10W72/531—Shapes of wire connectors
    • H10W72/536—Shapes of wire connectors the connected ends being ball-shaped
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/50—Bond wires
    • H10W72/531—Shapes of wire connectors
    • H10W72/5363—Shapes of wire connectors the connected ends being wedge-shaped
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/50—Bond wires
    • H10W72/551—Materials of bond wires
    • H10W72/552—Materials of bond wires comprising metals or metalloids, e.g. silver
    • H10W72/5525—Materials of bond wires comprising metals or metalloids, e.g. silver comprising copper [Cu]
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/50—Bond wires
    • H10W72/59—Bond pads specially adapted therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/90—Bond pads, in general
    • H10W72/951—Materials of bond pads
    • H10W72/952—Materials of bond pads comprising metals or metalloids, e.g. PbSn, Ag or Cu
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W90/00—Package configurations
    • H10W90/701—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts
    • H10W90/751—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires
    • H10W90/756—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires between a chip and a stacked lead frame, conducting package substrate or heat sink

Landscapes

  • Wire Bonding (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体装置の製造工程で用いるワイヤボンデ
ィング方法に関する。
〔従来の技術〕
従来、この種のワイヤボンディング方法は第６図（ａ）
〜（ｅ）に示す手順を経て行うものが採用されている。
これを同図に基づいて説明する。
先ず、同図（ａ）に示すようにキャピラリチップ１を挿
通する銅ワイヤ２の先端部をトーチ３によって球状に形
成する。次に、同図（ｂ）に示すようにリードフレーム
４のダイスパッド５上にキャピラリチップ１を降下させ
ることにより、銅ワイヤ２の球状部2aを半導体素子６の
アルミニウム系電極6a（ワイヤ接続面）に圧接する。こ
のとき、半導体素子６は加熱され、キャピラリチップ１
には超音波振動が印加される。そして、同図（ｃ）に示
すようにキャピラリチップ１を上昇させることによりそ
の先端部1aから銅ワイヤ２を繰り出し、同図（ｄ）に示
すようにリードフレーム４のインナーリード７上にキャ
ピラリチップ１を降下させることにより銅ワイヤ２をイ
ンナーリード７のワイヤ接続面7aに圧接する。このと
き、リードフレーム４が加熱され、キャピラリチップ１
に超音波振動が印加される。しかる後、キャピラリチッ
プ１の上方でクランパ８によって固定し上昇させること
により銅ワイヤ２を分断する。
このようにして、ワイヤボンディングを行うことができ
る。
ところで、この種のワイヤボンディング方法において
は、ワイヤ球状部2aをワイヤ接続面（アルミニウム系電
極6a）に圧接した時に、第７図に示すようにキャピラリ
チップ１の先端部1aと半導体素子６のアルミニウム系電
極6aとの間で球状部2aを塑性変形させ、超音波振動の印
加によって銅ワイヤ２とアルミニウム系電極6aを振動さ
せることにより、両金属が相互拡散するものである。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところが、従来のワイヤボンディング方法においては、
キャピラリチップ１の先端部1aと半導体素子６のアルミ
ニウム系電極6a間の距離Ｈと、アルミニウム系電極6a上
のワイヤ径Ｄとの寸法比H/Dが許容寸法比の範囲外の寸
法比に設定されると、超音波振動を印加するにあたり半
導体素子６の素材（Si）が損傷し易く、またワイヤ接続
面（アルミニウム系電極）上で金属相互拡散が十分に行
われなかった。この結果、銅ワイヤ２がワイヤ接続面に
対して接続されない部分が多く残り、この接続部分の酸
化や腐食によって銅ワイヤ２が劣化するという問題があ
った。
ここで、ワイヤ径Ｄは、銅ワイヤ２をその軸線を含みワ
イヤ接続面に垂直な面によって断面した場合の幅方向寸
法のことである。
本発明はこのような事情に鑑みなされたもので、ワイヤ
をワイヤ接続面上に確実に接続することができ、もって
ワイヤ接続上の信頼性を向上させることができるワイヤ
ボンディング方法を提供するものである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明に係るワイヤボンディング方法は、超音波振動を
印加するにあたり、キャピラリチップの先端部と半導体
素子のワイヤ接続面間の距離Ｈと、ワイヤ接続面上のワ
イヤ径Ｄとの寸法比H/Dを1/6〜1/400の寸法比に設定す
るものである。
〔作用〕
本発明においては、半導体素子の損傷を抑制することが
でき、またワイヤ接続面上で各金属を互いに十分に拡散
させることができる。
〔実施例〕
第１図は本発明に係るワイヤボンディング方法を説明す
るための断面図で、同図以下において第６図および第７
図と同一の部材については同一の符号を付し、以下その
方法について説明する。
先ず、キャピラリチップ１を挿通する銅ワイヤ２の先端
部をトーチ３によって球状に形成する。次に、ダイスパ
ッド５上にキャピラリチップ１を降下させることによ
り、銅ワイヤ２の球状部2aを半導体素子６のアルミニウ
ム系電極6a（ワイヤ接続面）に圧接する。このとき、チ
ップ圧接力は静荷重で100gr〜130grに設定され、半導体
素子６は360°〜390°に加熱され、またキャピラリチッ
プ１に超音波振動が印加される。この際、キャピラリチ
ップ１の先端部1aと半導体素子６のアルミニウム系電極
6a間の距離Ｈと、アルミニウム系電極（ワイヤ接続面）
6a上のワイヤ径Ｄとの寸法比H/Dを1/6〜1/400の寸法比
に設定する。
このようにして、半導体素子６のアルミニウム系電極6a
に対するワイヤボンディングを行うことができる。
この後、キャピラリチップ１を上昇させることにより先
端部1aから銅ワイヤ２を繰り出し、リードフレーム４の
インナーリード７上にキャピラリチップ１を降下させる
ことにより銅ワイヤ２をインナーリード７のワイヤ接続
面7aに圧接する。そして、キャピラリチップ１の上方で
クランパ８によって固定し上昇させることにより銅ワイ
ヤ２を分断する。
本発明においては、超音波振動を印加するにあたり、キ
ャピラリチップ１の先端部1aと半導体素子６のアルミニ
ウム系電極6a間の距離Ｈと、半導体素子６のワイヤ接続
面（アルミニウム系電極6a）上のワイヤ径Ｄとの寸法比
H/Dを1/6〜1/400の寸法比に設定するから、半導体素子
６の素材（Si）の損傷を抑制することができ、またアル
ミニウム系電極6a上で各金属を互いに十分に拡散させる
ことができる。
このことは、実験によって得られた第２図および第３図
に示す図によって知ることができよう。すなわち、第２
図はキャピラリチップ，ワイヤ接続面間の距離Ｈとワイ
ヤ接続面上のワイヤ径Ｄの寸法比H/D−合金の均一度の
関係を示す図で、ワイヤ接続面に生成する合金層がワイ
ヤ接続面全体に占める割合が分る。
また、第３図はキャピラリチップ，ワイヤ接続面間の距
離Ｈとワイヤ接続面上のワイヤ径Ｄの寸法比H/D−合金
層の厚さの関係を示す図である。
ここで、Cuワイヤの場合にH/Dを1/6〜1/400の範囲の寸
法比に設定すると、高温保存（175°,2000Hr以上）後の
動作試験が規格に適合し、Auワイヤ場合にはH/D＞1/6で
も高温保存（175°,2000Hr以上）後の動作試験が規格に
適合する。
また、Cuワイヤの場合にH/Dを1/400以下の寸法比に設定
すると、ワイヤ接続が十分行われないことが立証されて
いる。
これから、キャピラリチップ１とワイヤ接続面間の距離
Ｈとワイヤ接続面上のワイヤ径Ｄの寸法比H/Dを1/6〜1/
400の寸法比に設定すると、超音波振動エネルギーを効
率よく作用して均一な合金層を得ることができる。
なお、本発明において使用するキャピラリチップ１は前
述した実施例に限定されず、第４図および第５図に示す
キャピラリチップ11,21を使用しても何等差し支えな
い。この場合、キャピラリチップ11,21の先端部11a,21a
と半導体素子６のアルミニウム系電極6a間の距離は各々
H1，H2とする。（これらH1，H2はワイヤ球状部の圧接厚
さと定義する。） 〔発明の効果〕 以上説明したように本発明によれば、超音波振動を印加
するにあたり、キャピラリチップの先端部と半導体素子
のワイヤ接続面間の距離Ｈと、ワイヤ接続面上のワイヤ
径Ｄとの寸法比H/Dを1/6〜1/400の寸法比に設定するの
で、半導体素子の損傷を抑制することができ、またワイ
ヤ接続面上で各金属を互いに十分に拡散させることがで
きる。したがって、ワイヤをワイヤ接続面上に確実に接
続することができるから、ワイヤ接続上の信頼性を向上
させることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に係るワイヤボンディング方法を説明す
るための断面図、第２図はワイヤ球状部の圧接厚さとワ
イヤ接続面上のワイヤ径Ｄの寸法比H/D−合金の均一度
の関係を示す図、第３図はワイヤ球状部の圧接厚さＨと
ワイヤ接続面上のワイヤ径Ｄの寸法比H/D−合金層の厚
さの関係を示す図、第４図および第５図は他のワイヤボ
ンディング方法におけるワイヤの接続状態を示す断面
図、第６図（ａ）〜（ｅ）および第７図は従来のワイヤ
ボンディング方法を説明するための図である。 １……キャピラリチップ、1a……先端部、２……銅ワイ
ヤ、2a……球状部、６……半導体素子、6a……アルミニ
ウム系電極。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】キャピラリチップを挿通するCuワイヤの先
    端部を球状に形成し、この球状部を前記キャピラリチッ
    プによってリードフレーム上の半導体素子に圧接した
    後、超音波振動を印加することにより前記Cuワイヤと前
    記半導体素子を接続するワイヤボンディング方法におい
    て、超音波振動を印加するにあたり、キャピラリチップ
    の先端部と半導体素子のワイヤ接続面間の距離Ｈと、ワ
    イヤ接続面上のワイヤ径Ｄとの寸法比H/Dを1/6〜1/400
    の寸法比に設定することを特徴とするワイヤボンディン
    グ方法。
JP62205521A 1987-08-18 1987-08-18 ワイヤボンデイング方法 Expired - Fee Related JPH0748507B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62205521A JPH0748507B2 (ja) 1987-08-18 1987-08-18 ワイヤボンデイング方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62205521A JPH0748507B2 (ja) 1987-08-18 1987-08-18 ワイヤボンデイング方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6447039A JPS6447039A (en) 1989-02-21
JPH0748507B2 true JPH0748507B2 (ja) 1995-05-24

Family

ID=16508256

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62205521A Expired - Fee Related JPH0748507B2 (ja) 1987-08-18 1987-08-18 ワイヤボンデイング方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0748507B2 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0817189B2 (ja) * 1989-01-13 1996-02-21 三菱電機株式会社 半導体装置の製造方法
US5229646A (en) * 1989-01-13 1993-07-20 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor device with a copper wires ball bonded to aluminum electrodes
JPH03208355A (ja) * 1990-01-10 1991-09-11 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置及びその製造方法
JP4168386B2 (ja) * 2003-03-25 2008-10-22 スズキ株式会社 エンジンの始動時制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6447039A (en) 1989-02-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5288006A (en) Method of bonding tab inner lead and bonding tool
CN103177979B (zh) 引线键合装置、工具及主体、半导体装置制造及键合方法
JPH01201934A (ja) ワイヤボンディング方法及びキャピラリチップ
US7064433B2 (en) Multiple-ball wire bonds
JPH0748507B2 (ja) ワイヤボンデイング方法
JP2606606B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP3347598B2 (ja) ワイヤボンディング装置用キャピラリ
JP3128718B2 (ja) ワイヤボンデイング方法
JP3384762B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JPH01273325A (ja) キャピラリ及び該キャピラリを使用する半導体装置の製造方法
JP3120267B2 (ja) シングルポイントボンディング方法
US5294828A (en) Plate for supporting a punched leadframe
JPS60120543A (ja) 半導体装置およびそれに用いるリ−ドフレ−ム
JPH0758155A (ja) ボンディングツール及びボンディング方法
JP2978673B2 (ja) 半導体装置のボンディング装置
JPH03228339A (ja) ボンディングツール
JP3202193B2 (ja) ワイヤボンディング方法
JP2500725B2 (ja) Ｔａｂインナ―リ―ドの接合方法
JPH09289276A (ja) リードフレームおよびそれを用いた半導体装置
JPH07240441A (ja) 半導体装置のボンディング方法
JP3455618B2 (ja) 半導体の製造方法
JPH02163951A (ja) キャピラリチップと半導体装置のワイヤボンド方法
JP2788885B2 (ja) 半導体装置用リードフレームおよび半導体装置
JPH05343461A (ja) ワイヤボンディング方法及びその装置
JPH05326609A (ja) 半導体装置のワイヤボンディング装置およびワイヤボンディング方法

Legal Events

Date Code Title Description
S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees