JPH0917821A - Capillary for bonding - Google Patents

Capillary for bonding

Info

Publication number
JPH0917821A
JPH0917821A JP7162197A JP16219795A JPH0917821A JP H0917821 A JPH0917821 A JP H0917821A JP 7162197 A JP7162197 A JP 7162197A JP 16219795 A JP16219795 A JP 16219795A JP H0917821 A JPH0917821 A JP H0917821A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
capillary
bonding
wire
surface area
ball
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.)
Pending
Application number
JP7162197A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Murai
博 村井
Toshinori Kogashiwa
俊典 小柏
Takatoshi Arikawa
孝俊 有川
Shin Takaura
伸 高浦
Hideyuki Akimoto
英行 秋元
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.)
Tanaka Denshi Kogyo KK
Original Assignee
Tanaka Denshi Kogyo KK
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 Tanaka Denshi Kogyo KK filed Critical Tanaka Denshi Kogyo KK
Priority to JP7162197A priority Critical patent/JPH0917821A/en
Publication of JPH0917821A publication Critical patent/JPH0917821A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/01Manufacture or treatment
    • H10W72/012Manufacture or treatment of bump connectors, dummy bumps or thermal bumps
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/01Manufacture or treatment
    • H10W72/012Manufacture or treatment of bump connectors, dummy bumps or thermal bumps
    • H10W72/01221Manufacture or treatment of bump connectors, dummy bumps or thermal bumps using local deposition
    • H10W72/01225Manufacture or treatment of bump connectors, dummy bumps or thermal bumps using local deposition in solid form, e.g. by using a powder or by stud bumping
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/071Connecting or disconnecting
    • H10W72/0711Apparatus therefor
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/071Connecting or disconnecting
    • H10W72/0711Apparatus therefor
    • H10W72/07141Means for applying energy, e.g. ovens or lasers
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/20Bump connectors, e.g. solder bumps or copper pillars; Dummy bumps; Thermal bumps
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/20Bump connectors, e.g. solder bumps or copper pillars; Dummy bumps; Thermal bumps
    • H10W72/251Materials

Landscapes

  • Wire Bonding (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】簡素な構造でありながら、ワイヤレスボンディ
ング法及びワイヤボンディング法における異常発生迄の
連続ボンディング回数を向上出来るボンディング用キャ
ピラリーを提供する。 【構成】キャピラリー1の外表面に溝11を形成してそ
の外表面を凹凸形状とすることで、同外表面が従来のキ
ャピラリーの如く凹凸形状を備えない平滑面である場合
の基準表面積よりも大きくし、ボンディング作業におい
てボール直上部分のワイヤーの結晶組織の粗大化領域を
短くすることを可能にする。
(57) [Summary] [Object] To provide a bonding capillary having a simple structure, which can improve the number of continuous bondings until an abnormality occurs in the wireless bonding method and the wire bonding method. [Structure] By forming a groove 11 on the outer surface of the capillary 1 and making the outer surface uneven, the surface area is larger than the reference surface area when the outer surface is a smooth surface having no unevenness unlike conventional capillaries. It is possible to increase the size and shorten the coarsening region of the crystal structure of the wire immediately above the ball in the bonding operation.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ICチップと基板又は
ICチップと外部リードを接続する際に用いる、放熱特
性に優れたボンディング用キャピラリーに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bonding capillary having excellent heat dissipation characteristics, which is used when connecting an IC chip and a substrate or an IC chip and an external lead.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置の実装において従来から、例
えばAu,Ag,Pb−Sn,Al,Cu等の金属から
なるワイヤーを用いて、ICチップと基板又はICチッ
プと外部リードを接続するボンディング方法が用いられ
ている。この方法は、接続材料としてワイヤーから形成
したバンプを用いたワイヤレスボンディング方法と、ワ
イヤーを用いたワイヤボンディング方法が知られてい
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, in mounting a semiconductor device, a bonding method for connecting an IC chip and a substrate or an IC chip and an external lead by using a wire made of a metal such as Au, Ag, Pb-Sn, Al or Cu. Is used. As this method, a wireless bonding method using a bump formed of a wire as a connecting material and a wire bonding method using a wire are known.

【0003】ここでまず、バンプを介したワイヤレスボ
ンディング方法について図3を用いて説明する。まず
(a)図の様に、キャピラリー1のワイヤ導通路1aに
導通され、その先端導出口1bから導出されたワイヤー
2先端をトーチ3を用いて加熱、溶融してボール4を形
成する。次に(b)図の様に、キャピラリー1を下降さ
せてキャピラリー1の先端面1cでボール4を圧着す
る。これによりICチップ5に形成されたAl電極6上
にボール4が圧着される。更に(c)図の様に、キャピ
ラリー1及びワイヤー2を上方に引き上げることにより
ワイヤー2は圧着されたボール4の上方で引きちぎら
れ、ワイヤーネック部7を残した状態でバンプ8が形成
される。そうして(d)図の様に、バンプ8にフラック
スを塗布してリフロー処理によりICチップ5と基板9
はそれぞれの電極6、10とバンプ8を介して接続され
る。
First, a wireless bonding method using bumps will be described with reference to FIG. First, as shown in FIG. 3A, the tip of the wire 2 which is conducted to the wire conducting path 1a of the capillary 1 and led out from the tip lead-out port 1b is heated and melted by using the torch 3 to form the ball 4. Next, as shown in FIG. 2B, the capillary 1 is lowered and the ball 4 is pressure-bonded to the tip surface 1c of the capillary 1. As a result, the ball 4 is pressure-bonded onto the Al electrode 6 formed on the IC chip 5. Further, as shown in (c), the wire 2 is torn off above the pressure-bonded ball 4 by pulling up the capillary 1 and the wire 2, and the bump 8 is formed with the wire neck portion 7 left. Then, as shown in (d), the flux is applied to the bumps 8 and the IC chip 5 and the substrate 9 are subjected to the reflow process.
Are connected to the respective electrodes 6 and 10 via bumps 8.

【0004】次に、ワイヤーを用いたワイヤボンディン
グ方法は図示しないが、図3(a)図、(b)図までの
工程は前記ワイヤレスボンディング方法と同様にしてボ
ール4の圧着を行い、(c)図の工程においてキャピラ
リー1のみを移動させてワイヤー2をループ状に外部リ
ード(図示せず)迄導いて圧着させた後に切断する。こ
の様にしてICチップ5と外部リード(図示せず)がル
ープ状ワイヤーを介して接続されるボンディング方法で
ある。
Next, although a wire bonding method using a wire is not shown, the ball 4 is pressure-bonded as shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b) in the same manner as the wireless bonding method described above. In the step shown in the figure, only the capillary 1 is moved to guide the wire 2 in a loop shape to an external lead (not shown), and the wire 2 is crimped and then cut. This is a bonding method in which the IC chip 5 and the external lead (not shown) are connected via the loop wire.

【0005】ここでいずれのボンディング方法において
も、前記キャピラリー1は、溶融した金属ボール4をキ
ャピラリー1の先端面1cで圧着する作業を連続して行
うため、キャピラリー1の温度が上昇する。このためキ
ャピラリー1は、耐熱強度を考慮して通常はセラミック
ス製のものが用いられ、更には放熱性を考慮してAl 2
3 が多用されている。しかしながら、キャピラリー材
質にこれらセラミックスを用いた場合、連続的にボンデ
ィング作業を行うにつれてキャピラリー1の温度が上昇
し、これに伴い、ワイヤレスボンディング法ではワイヤ
ー2を引っ張りボール4を切断してバンプ8を形成する
際、ボール4真上のワイヤー部分の残りであるネック部
7の長さ、所謂ワイヤーネック長さが長くなりはじめ、
連続操業ができなくなるという問題を有する。またワイ
ヤボンディング法ではワイヤーの腰の強さが弱くなり、
ループ状に張設されたワイヤーにたれや曲がりが生じて
来るという問題を有する。
In any of the bonding methods
In addition, the capillary 1 holds the molten metal balls 4
Continuously perform the crimping operation on the tip surface 1c of the capillary 1.
Therefore, the temperature of the capillary 1 rises. Because of this
The capillary 1 is usually ceramic in consideration of heat resistance strength.
Made of aluminum, and in consideration of heat dissipation, Al Two
OThreeIs often used. However, the capillary material
When these ceramics are used for quality, the bond
The temperature of the capillary 1 rises as you perform the
In line with this, the wire bonding method
-2 is pulled and the ball 4 is cut to form the bump 8.
At the time, the neck part which is the rest of the wire part just above the ball 4
7, the so-called wire neck length begins to increase,
There is a problem that continuous operation cannot be performed. See you again
The wire bonding method weakens the waist strength of the wire,
If the wire stretched in a loop shape is sagging or bending,
Have the problem of coming.

【0006】一方、キャピラリーの温度上昇を防ぐ手段
として、特開平6−196522号において本出願人
は、キャピラリーに水冷若しくは空冷冷却手段を設ける
ことを提案した。これらの手段は、水又は空気を冷媒と
したパイプ構造等の冷却手段を付設することを意図した
構造である。しかしながらこれらの冷媒用パイプ等を付
設した構造では、キャピラリーの冷却効果はあるもの
の、構造が複雑になるため高価になると共に、高速度で
作動するキャピラリーに故障が生じやすくなるという問
題を有している。
On the other hand, as a means for preventing the temperature rise of the capillaries, the applicant of the present invention proposed in JP-A-6-196522 to provide the capillaries with water cooling or air cooling means. These means are structures intended to be provided with cooling means such as a pipe structure using water or air as a refrigerant. However, in the structure provided with these refrigerant pipes and the like, although there is a cooling effect of the capillaries, there is a problem that the structure becomes complicated and expensive, and the capillaries that operate at high speed are prone to failure. There is.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような従
来事情に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、キャピラリーの構造に関してはキャピラリーに
冷媒用パイプ等を付設した構造と対比して簡素な構造で
ありながら、ワイヤレスボンディング方法においてはワ
イヤーネック長さにばらつきが生じ始める迄の連続ボン
ディング回数を向上出来、ワイヤボンディング方法にお
いてはループ状に張設したワイヤーにたれや曲がりが生
じ始める迄の連続ボンディング回数を向上出来るボンデ
ィング用キャピラリーを提供することにある。
The present invention has been made in view of such conventional circumstances, and its object is to compare the structure of the capillary with a structure in which a refrigerant pipe or the like is attached to the capillary. Although it has a simple structure, it can improve the number of continuous bonding until the wire neck length starts to vary in the wireless bonding method, and in the wire bonding method, the wire stretched in a loop shape is sagged or bent. It is to provide a capillary for bonding which can improve the number of continuous bondings before starting.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明者等は、前記した
本願の課題を達成するためにはボール直上部分のワイヤ
ーの結晶組織の粗大化領域を短くすることが効果的であ
るとの知見に基づき、鋭意検討の結果本発明に至った。
即ち、特開平6−196522号に開示された様に、キ
ャピラリーの導出口内面に形成した略半球状の凹部内で
ボールを作成する方法においては、キャピラリーへの伝
導熱量が大きいため、水又は空気を冷媒としたパイプ構
造等の冷却手段を付設することが効果的であるが、キャ
ピラリーの外(先端面)でボールを作成する通常のボー
ル形成方法においては、本発明が採用する構成によっ
て、ボール直上部分のワイヤーの結晶組織の粗大化領域
を短くすることが可能となり、これにより前述の課題を
達成することが出来ることを見出し、本発明に至った。
DISCLOSURE OF THE INVENTION In order to achieve the above-mentioned object of the present invention, the present inventors have found that it is effective to shorten the coarse region of the crystal structure of the wire immediately above the ball. Based on the above, the present invention has been accomplished as a result of intensive studies.
That is, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-196522, in the method of producing a ball in a substantially hemispherical concave portion formed on the inner surface of the outlet of the capillary, the amount of heat transferred to the capillary is large, It is effective to attach a cooling means such as a pipe structure using the refrigerant as a refrigerant. However, in a normal ball forming method of forming a ball outside the capillary (the tip surface), the structure adopted by the present invention makes the ball The inventors have found that it is possible to shorten the coarsened region of the crystal structure of the wire immediately above and thereby achieve the above-mentioned problems, and have reached the present invention.

【0009】すなわち本願第1発明(請求項1)は、キ
ャピラリーの外表面を凹凸形状とすることによってその
外表面の表面積を大きくしたことを特徴とするICチッ
プボンディング用キャピラリーである。また該第1発明
において、キャピラリー外表面の表面積を1.5〜10
倍大きくすることがより好ましい(請求項2)。さらに
該第1発明において、キャピラリー外表面の凹凸形状が
溝形状であることがより好ましい(請求項3)。
That is, the first invention of the present application (claim 1) is an IC chip bonding capillary characterized in that the surface area of the outer surface of the capillary is increased by making the outer surface of the capillary uneven. Further, in the first invention, the surface area of the outer surface of the capillary is 1.5 to 10
It is more preferable to double the size (claim 2). Furthermore, in the first invention, it is more preferable that the irregular shape of the outer surface of the capillary is a groove shape (claim 3).

【0010】また本願第2発明(請求項4)は、キャピ
ラリーの外表面に金属を被覆したことを特徴とするIC
チップボンディング用キャピラリーである。
A second invention of the present application (claim 4) is characterized in that the outer surface of the capillary is coated with a metal.
A capillary for chip bonding.

【0011】[0011]

【作用】本発明に用いるキャピラリー材質としてはセラ
ミックスを用いるが、熱伝導性に優れている材質である
ことが好ましい。このため、Al2 3 が好ましく用い
られる。本願の第1発明は、キャピラリーの外表面を凹
凸形状とすることによってその外表面の表面積を大きく
することであり、好ましくは1.5〜10倍大きくする
ことである。ここで外表面の表面積とは、セラミックで
構成されたキャピラリーの外表面を平滑面とみなしてこ
れを基準とした表面積である。すなわち外表面の表面積
を大きくするとは、セラミックスで構成されたキャピラ
リーの外表面が従来のキャピラリーの如く外表面に凹凸
形状を備えない平滑面である場合の表面積を基準とし、
該基準表面積よりも大きくすることをいう。
Although ceramics is used as the material of the capillary used in the present invention, it is preferable that the material has excellent thermal conductivity. Therefore, Al 2 O 3 is preferably used. The first invention of the present application is to increase the surface area of the outer surface of the capillary by making the outer surface of the capillary uneven, and preferably to increase it by 1.5 to 10 times. Here, the surface area of the outer surface is a surface area based on the outer surface of the capillary made of ceramic as a smooth surface. In other words, increasing the surface area of the outer surface is based on the surface area when the outer surface of the capillary made of ceramics is a smooth surface having no uneven shape on the outer surface like a conventional capillary,
It means making it larger than the reference surface area.

【0012】このような構成のキャピラリーの表面積に
することによって、ワイヤレスボンディグ方法において
はワイヤーネック長さにばらつきが生じ始める迄の連続
ボンディング回数を向上出来、またワイヤボンディング
方法においてはループ状に張設したワイヤーにたれや曲
がりが生じ始める迄の連続ボンディング回数を向上出
来、前述した本願の課題を達成することが出来る。また
前記構成にすることによって連続ボンディング回数を増
加させることが出来る理由は明らかではないが、ボンデ
ィングの各サイクルにおいて、ボールの圧着終了から次
の圧着開始迄の時間内に一旦キャピラリーに吸収された
熱を主体的には放出出来ており、これによりボール直上
部分のワイヤーの結晶組織の粗大化領域を短くすること
が可能となっているため、本願の課題に対して有利な効
果が得られたものと考えられる。
By making the surface area of the capillary having such a structure, in the wireless bonding method, it is possible to increase the number of continuous bondings until the variation in the wire neck length starts to occur, and in the wire bonding method, the number of continuous bonding is increased. It is possible to improve the number of times of continuous bonding until the set wire starts to sag or bend, and it is possible to achieve the above-described object of the present application. Further, it is not clear why the number of continuous bondings can be increased by adopting the above-mentioned configuration, but in each bonding cycle, the heat once absorbed by the capillaries in the time from the end of the pressure bonding of the ball to the start of the next pressure bonding. Since it is possible to shorten the area of coarsening of the crystal structure of the wire immediately above the ball, the advantageous effect for the problem of the present application was obtained. it is conceivable that.

【0013】ここで外表面の表面積が1.5倍以上の
時、本願の課題である連続ボンディング回数を大幅に向
上させる効果がある。また外表面の表面積が10倍以下
の時、凹凸形状が深くなったり溝の数が増えることによ
るキャピラリーの強度低下の問題が生じることも無いた
め、キャピラリーの外表面の表面積を1.5〜10倍大
きくすることが好ましい。さらに本願の課題を達成し、
且つキャピラリーの強度低下を防ぐためには、外表面の
表面積が2.0〜10倍であることが好ましい。
Here, when the surface area of the outer surface is 1.5 times or more, there is an effect that the number of continuous bondings, which is the subject of the present application, is significantly improved. Further, when the surface area of the outer surface is 10 times or less, there is no problem that the strength of the capillary is lowered due to the deepening of the uneven shape or the number of grooves, so that the surface area of the outer surface of the capillary is 1.5 to 10 It is preferable to double the size. Furthermore, achieving the subject of the present application,
In addition, the surface area of the outer surface is preferably 2.0 to 10 times in order to prevent the strength of the capillary from decreasing.

【0014】凹凸形状の形成方法としては、通常のキャ
ピラリーの外表面である凹凸形状を有しない曲面を基準
面とし、該基準面に溝を彫り込む方法と、該基準面に放
熱部を付着する方法がある。本発明でいう外表面の表面
積の大きさは、前記基準面の面積を基準として算出す
る。溝を彫り込む方法としては、図1に示す様に、キャ
ピラリー1の外表面において相互に平行な溝11,11
…を多数形成することや、図2に示す様に、キャピラリ
ー1の外表面において螺旋状に溝12を形成すること等
が例示出来る。この様な溝を形成することで、該溝の深
さと長さから、キャピラリー1の外表面の増加表面積を
容易に調整出来ると共に、周囲に対して均等に放熱部を
設けることが出来る。
As a method of forming the uneven shape, a curved surface which is the outer surface of a normal capillary and does not have the uneven shape is used as a reference surface, and a groove is engraved in the reference surface, or a heat dissipation portion is attached to the reference surface. There is a way. In the present invention, the surface area of the outer surface is calculated based on the area of the reference surface. As a method of engraving the grooves, as shown in FIG. 1, grooves 11 and 11 parallel to each other are formed on the outer surface of the capillary 1.
It is possible to exemplify forming a large number of ... And forming a groove 12 in a spiral shape on the outer surface of the capillary 1 as shown in FIG. By forming such a groove, it is possible to easily adjust the increased surface area of the outer surface of the capillary 1 from the depth and length of the groove, and it is possible to evenly dissipate the heat radiation portion to the surroundings.

【0015】本願の第2発明はキャピラリーの外表面に
金属成分を被覆することである。被覆する金属成分とし
ては、Cu,Al,Ni等いづれでも良いが、金属ワイ
ヤーより融点の高い金属を用いることが好ましい。被覆
方法としては無電解めっき、蒸着、スパッタリング等を
用いることが出来るが、無電解めっきを用いることが実
用的に好ましい。前記構成にすることによって連続ボン
ディング回数を増加させることが出来る理由は明らかで
はないが、上述した第1発明と同様、ボンディングの各
サイクルにおいて、ボールの圧着終了から次の圧着開始
迄の時間内に一旦キャピラリーに吸収された熱を主体的
には放出出来ており、これによりボール直上部分のワイ
ヤーの結晶組織の粗大化領域を短くすることが可能とな
っているため、本願の課題に対して有利な効果が得られ
たものと考えられる。
The second invention of the present application is to coat the outer surface of the capillary with a metal component. The metal component to be coated may be any of Cu, Al, Ni, etc., but it is preferable to use a metal having a higher melting point than the metal wire. As a coating method, electroless plating, vapor deposition, sputtering or the like can be used, but it is practically preferable to use electroless plating. It is not clear why the number of continuous bondings can be increased by adopting the above-mentioned configuration, but as in the first invention described above, in each bonding cycle, the time from the end of pressure bonding of the ball to the start of the next pressure bonding is reduced. The heat once absorbed in the capillaries can be mainly released, which makes it possible to shorten the coarse area of the crystal structure of the wire immediately above the ball, which is advantageous for the problems of the present application. It is considered that such an effect was obtained.

【0016】[0016]

【実施例】以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこ
れに限定されるものではない。 (実施例1)Al2 3 製キャピラリーに、凹凸形状と
して図1に示す様にキャラピラリー軸と垂直な円周方向
に平行な溝を適宜数形成し、且つ各溝の深さと本数を調
整して、キャピラリー外表面が凹凸形状を備えない平滑
面である場合の表面積(基準表面積)に対して1.3倍
となるように調整した。このように構成したキャピラリ
ーと、直径30μmの10重量ppmY含有金合金ワイ
ヤーを用いて、下記のようなワイヤレスボンディグ試験
とワイヤボンディング試験を行った。
The present invention will now be described by way of examples, which should not be construed as limiting the invention. (Example 1) As shown in FIG. 1, an Al 2 O 3 capillary is formed with an appropriate number of grooves parallel to the circumferential direction perpendicular to the axis of the capillary, and the depth and number of each groove are adjusted. Then, the outer surface of the capillary was adjusted to be 1.3 times as large as the surface area (reference surface area) in the case of a smooth surface having no uneven shape. The following wireless bonding test and wire bonding test were performed using the capillary thus configured and a 10 wt ppm Y-containing gold alloy wire having a diameter of 30 μm.

【0017】(ワイヤレスボンディング試験)図3
(a)〜(c)の要領で金属ボールを形成した。この
時、0.47Wの超音波出力を与えながら60gの荷重
で30ミリ秒、本実施例キャピラリーで圧着し、ICチ
ップ上に連続的にバンプを形成した。図3(a)〜
(c)の各サイクルを繰り返し行い、キャピラリーの温
度上昇に伴ってワイヤーネック長さがボール径と同じ長
さのものが発生する状態を異常ネックとし、該異常ネッ
クが発生する迄の連続ボンディング回数を測定した。そ
の測定結果を表1に示す。
(Wireless Bonding Test) FIG. 3
Metal balls were formed as in (a) to (c). At this time, bumps were continuously formed on the IC chip by pressure bonding with a capillary of this example for 30 milliseconds under a load of 60 g while applying an ultrasonic wave output of 0.47 W. FIG.
Repeating each cycle of (c), the state in which the wire neck length is the same as the ball diameter due to the temperature rise of the capillary is regarded as an abnormal neck, and the number of continuous bondings until the abnormal neck occurs Was measured. Table 1 shows the measurement results.

【0018】(ワイヤボンディング試験)図3(a)〜
(b)までは前記ワイヤレスボンディング試験方法と同
様にしてボールの圧着を行い、(c)図の工程において
本実施例キャピラリーのみを移動させてワイヤーをルー
プ状に外部リード迄導いて圧着させた後に切断した。こ
の様にしてICチップと外部リードをワイヤーで連続的
にボンディングした。各サイクルを繰り返し行い、キャ
ピラリーの温度上昇に伴って張設されたループにたれ、
曲がりが発生してショート異常が発生する迄の連続ボン
ディング回数を測定した。その測定結果を表1に示す。
(Wire bonding test) FIG. 3 (a)-
Up to (b), the ball was crimped in the same manner as in the wireless bonding test method, and in the step shown in (c), only the capillary of this example was moved to guide the wire in a loop shape to the external lead and crimped. Disconnected. In this way, the IC chip and the external leads were continuously bonded with wires. Repeat each cycle, lean on the loop stretched as the temperature of the capillary rises,
The number of times of continuous bonding until the occurrence of bending and the occurrence of short circuit abnormality was measured. Table 1 shows the measurement results.

【0019】(実施例2〜11)キャピラリー表面の凹
凸形状及び基準表面積に対する外表面の表面積倍率を表
1中記載の様にしたこと以外は、実施例1と同様にして
ワイヤレスボンディング試験とワイヤボンディング試験
を行った。その測定結果を表1に示す。
(Examples 2 to 11) A wireless bonding test and wire bonding were carried out in the same manner as in Example 1 except that the irregularities on the capillary surface and the surface area ratio of the outer surface to the reference surface area were set as shown in Table 1. The test was conducted. Table 1 shows the measurement results.

【0020】(実施例12〜16)ワイヤーの種類とし
て直径40μmの5重量%Sn−95重量%Pbを用い
ると共に、キャピラリーの表面積倍率を表1中記載の様
にし、且つワイヤレスボンディング試験とワイヤボンデ
ィング試験において、ボンディング条件が0.58Wの
超音波出力を与えながら28gの荷重で15ミリ秒、各
実施例キャピラリーで圧着したこと以外は実施例1と同
様にして試験を行った。その測定結果を表1に示す。
(Examples 12 to 16) 5 wt% Sn-95 wt% Pb having a diameter of 40 μm was used as the type of wire, the surface area ratio of the capillary was as shown in Table 1, and the wireless bonding test and wire bonding were performed. In the test, the test was performed in the same manner as in Example 1 except that the bonding conditions were such that an ultrasonic output of 0.58 W was applied and a load of 28 g was applied for 15 milliseconds for each of the capillaries of Examples. Table 1 shows the measurement results.

【0021】(実施例17)Al2 3 製キャピラリー
にNiを無電解めっきで被覆した。Ni無電解めっきは
Ni溶解浴をPH4〜5に調整し、温度90〜100℃
に加熱して還元剤として次亜リン酸塩を用いて行った。
このように構成したキャピラリーと、直径30μmの1
0重量ppmY含有金合金ワイヤーを用いて、実施例1
で採用したワイヤレスボンディング試験とワイヤボンデ
ィング試験と同様の試験を行った。その測定結果を表2
に示す。
(Example 17) An Al 2 O 3 capillary was coated with Ni by electroless plating. For Ni electroless plating, adjust the pH of the Ni bath to pH 4 to 5, and set the temperature to 90 to 100 ° C.
It was carried out by heating to 100 ° C. and using hypophosphite as a reducing agent.
A capillary with this structure and a 1 μm diameter 30 μm
Example 1 using 0 wt ppm Y-containing gold alloy wire
The same tests as the wireless bonding test and the wire bonding test adopted in 1. were performed. The measurement results are shown in Table 2.
Shown in

【0022】(実施例18)キャピラリーは実施例17
のものを用い、ワイヤーの種類及びワイヤレスボンディ
ング試験とワイヤボンディング試験におけるボンディン
グ条件を実施例12と同様にして試験を行った。その測
定結果を表2に示す。
(Embodiment 18) A capillary is used in Embodiment 17.
The same type of wire and the bonding conditions in the wireless bonding test and the wire bonding test as in Example 12 were used. Table 2 shows the measurement results.

【0023】(比較例1)Al2 3 製キャピラリーの
外表面を凹凸形状に形成しなかったこと以外は実施例1
と同様にして、ワイヤレスボンディング試験とワイヤボ
ンディング試験を行った。その測定結果を表3に示す。
(Comparative Example 1) Example 1 except that the outer surface of the Al 2 O 3 capillary was not formed to have an uneven shape.
A wireless bonding test and a wire bonding test were performed in the same manner as in. The measurement results are shown in Table 3.

【0024】(比較例2)ワイヤーの種類、キャピラリ
ー外表面の形状及び表面積倍率を表3中記載の様にした
こと以外は実施例1と同様にしてワイヤレスボンディン
グ試験とワイヤボンディング試験を行った。その測定結
果を表3に示す。
(Comparative Example 2) A wireless bonding test and a wire bonding test were conducted in the same manner as in Example 1 except that the type of wire, the shape of the outer surface of the capillary and the surface area ratio were as shown in Table 3. The measurement results are shown in Table 3.

【0025】[0025]

【表1】 [Table 1]

【0026】[0026]

【表2】 [Table 2]

【0027】[0027]

【表3】 [Table 3]

【0028】以上の測定結果から、キャピラリー外表面
を凹凸形状とせずその表面積が基準表面積である(すな
わち表面積倍率が1.0倍である)と共に、キャピラリ
ー外表面に金属を被覆しない比較例は、ワイヤーが5S
n−95Pbはんだである場合、ワイヤレスボンディン
グにおいて異常ネックが発生する迄、及びワイヤボンデ
ィングにおいてショート異常が発生する迄の夫々の連続
ボンディング回数が3×104 回程度であり、また、ま
たワイヤーがY含有金合金である場合は、前記夫々の連
続ボンディング回数が3×105 回程度であることが分
かる。
From the above measurement results, a comparative example in which the outer surface of the capillary is not made uneven and the surface area is the reference surface area (that is, the surface area magnification is 1.0 times) and the outer surface of the capillary is not coated with metal is as follows: Wire is 5S
In the case of n-95Pb solder, the number of continuous bondings is about 3 × 10 4 times until an abnormal neck occurs in wireless bonding and a short circuit abnormality occurs in wire bonding. It can be seen that in the case of the contained gold alloy, the number of times of continuous bonding is about 3 × 10 5 times.

【0029】これに対し、キャピラリー外表面を凹凸形
状としてその表面積を大きくした本願第1発明の実施例
では、ワイヤーがSn−Pbはんだである場合、Y含有
金合金である場合の夫々において、ワイヤレスボンディ
ングにおいて異常ネックが発生する迄、及びワイヤボン
ディングにおいてショート異常が発生する迄の夫々の連
続ボンディング回数が、比較例に比べほぼ倍増すること
が分かる。またその中でも表面積を1.5〜10倍大き
くした実施例では前記夫々の連続ボンディング回数がよ
り増加し、さらにその中でも表面積を2.0〜10倍大
きくした実施例では前記夫々の連続ボンディング回数が
さらに増加することが分かる。
On the other hand, in the embodiment of the first invention of the present application in which the outer surface of the capillary is made uneven to increase its surface area, the wire is made of Sn-Pb solder or Y-containing gold alloy, respectively, and is wireless. It can be seen that the number of continuous bondings until the abnormal neck occurs in the bonding and the short circuit abnormality occurs in the wire bonding is almost doubled as compared with the comparative example. In addition, among them, in the examples in which the surface area is increased by 1.5 to 10 times, the number of times of continuous bonding is increased, and in the embodiment in which the surface area is increased by 2.0 to 10 times, the number of times of continuous bonding is increased. It can be seen that it will increase further.

【0030】また、キャピラリー外表面に金属を被覆し
た本願第2発明の実施例では、ワイヤーがSn−Pbは
んだである場合、Y含有金合金である場合の夫々におい
て、前記夫々の連続ボンディング回数が、比較例に比べ
3倍以上に増加することが分かる。
In addition, in the embodiment of the second invention of the present invention in which the outer surface of the capillary is coated with a metal, the number of times of continuous bonding in each of the cases where the wire is Sn-Pb solder and the Y-containing gold alloy is It can be seen that the number increases three times or more as compared with the comparative example.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るボンデ
ィング用キャピラリーは、第1発明では外表面を凹凸形
状としてその表面積を大きくし、第2発明では外表面に
金属を被覆した各々新規な構成としたので、ボンディン
グ作業においてボール直上部分のワイヤーの結晶組織の
粗大化領域を短くすることが可能となり、ワイヤレスボ
ンディング方法においてはワイヤーネック長さにばらつ
きが生じ始める迄の連続ボンディング回数を向上出来、
ワイヤボンディング方法においてはループ状に張設した
ワイヤーにたれや曲がりが生じ始める迄の連続ボンディ
ング回数を向上出来る。従って、キャピラリーの冷却手
段を付設するような複雑な構成を採用することなく安価
に実施可能であると共に、キャピラリーの高速作動にも
何等影響を与えず、信頼性の高い半導体装置を低コスト
で製造するために用いて極めて有用なICチップボンデ
ィング用キャピラリーを提供し得た。
As described above, the bonding capillary according to the present invention has a novel structure in which the outer surface is made to have an uneven surface to increase the surface area in the first invention and the second surface is coated with a metal. Therefore, in the bonding work, it is possible to shorten the coarse area of the crystal structure of the wire immediately above the ball, and in the wireless bonding method, it is possible to improve the number of continuous bondings until the wire neck length starts to vary.
In the wire bonding method, it is possible to improve the number of times of continuous bonding until the wire stretched in a loop shape starts to sag or bend. Therefore, it can be implemented at low cost without adopting a complicated structure such as a cooling means for the capillaries, and does not affect the high-speed operation of the capillaries at all, so that a highly reliable semiconductor device can be manufactured at low cost. It has been possible to provide a capillary for IC chip bonding which is extremely useful for the purpose.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明に係るボンディング用キャピラリーの
一実施例を示す要部拡大正面図。
FIG. 1 is an enlarged front view of essential parts showing an embodiment of a bonding capillary according to the present invention.

【図2】 本発明に係るボンディング用キャピラリーの
他の実施例を示す要部拡大断面図。
FIG. 2 is an enlarged sectional view of an essential part showing another embodiment of the bonding capillary according to the present invention.

【図3】 バンプを介したワイヤレスボンディング方法
の概略を示す簡略図。
FIG. 3 is a simplified diagram showing an outline of a wireless bonding method using bumps.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:キャピラリー 11,12:溝 2:ワイヤー 4:ボール 5:ICチップ 7:ワイヤーネック部 8:バンプ 1: Capillary 11, 12: Groove 2: Wire 4: Ball 5: IC chip 7: Wire neck part 8: Bump

フロントページの続き (72)発明者 高浦 伸 東京都三鷹市下連雀8−5−1 田中電子 工業株式会社三鷹工場内 (72)発明者 秋元 英行 東京都三鷹市下連雀8−5−1 田中電子 工業株式会社三鷹工場内Front Page Continuation (72) Inventor Shin Takaura 8-5-1 Shimorenjaku, Mitaka City, Tokyo Tanaka Denshi Kogyo Co., Ltd. Mitaka Factory (72) Inventor Hideyuki Akimoto 8-5-1 Shimorenjaku, Mitaka City, Tokyo Tanaka Denshi Industrial Co., Ltd. Mitaka factory

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ボンディング用キャピラリーであってそ
の外表面を凹凸形状とすることによって外表面の表面積
を大きくしたことを特徴とするICチップボンディング
用キャピラリー。
1. A capillary for IC chip bonding, wherein the surface of the outer surface of the bonding capillary is increased by making the outer surface of the capillary irregular.
【請求項2】 上記外表面の表面積を1.5〜10倍大
きくしたことを特徴とする請求項1記載のICチップボ
ンディング用キャピラリー。
2. The capillary for IC chip bonding according to claim 1, wherein the surface area of the outer surface is increased by 1.5 to 10 times.
【請求項3】 上記凹凸形状が溝形状であることを特徴
とする請求項1又は請求項2記載のICチップボンディ
グ用キャピラリー。
3. The capillary for an IC chip bondig according to claim 1, wherein the uneven shape is a groove shape.
【請求項4】 ボンディング用キャピラリーであってそ
の外表面に金属を被覆したことを特徴とするICチップ
ボンディング用キャピラリー。
4. A capillary for bonding, wherein the outer surface of the capillary is coated with a metal, and the capillary for bonding an IC chip.
JP7162197A 1995-06-28 1995-06-28 Capillary for bonding Pending JPH0917821A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7162197A JPH0917821A (en) 1995-06-28 1995-06-28 Capillary for bonding

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7162197A JPH0917821A (en) 1995-06-28 1995-06-28 Capillary for bonding

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0917821A true JPH0917821A (en) 1997-01-17

Family

ID=15749842

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7162197A Pending JPH0917821A (en) 1995-06-28 1995-06-28 Capillary for bonding

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0917821A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4674671A (en) Thermosonic palladium lead wire bonding
JPS6238414B2 (en)
JP4204359B2 (en) Bonding wire and integrated circuit device using the same
EP0895281A1 (en) Two-step projecting bump for semiconductor chip and method for forming the same
JPH0951011A (en) Wire bonding method for semiconductor chips
US20040075168A1 (en) Semiconductor device bonded on circuit board via coil spring
KR910000154B1 (en) Semiconductor device and preparation there of and bonding wire used there of
JPS6117896B2 (en)
JPH0917821A (en) Capillary for bonding
JP3323185B2 (en) Gold wire for connecting semiconductor elements
JPS6097655A (en) Wire for bonding
JP3690902B2 (en) Gold alloy wire for wedge bonding
JPS60194543A (en) Forming method of bump electrode
JP2000150562A (en) Gold alloy wires for bonding semiconductor devices
JPH04255237A (en) Manufacture of semiconductor device
JPH0319702B2 (en)
JPH05235080A (en) Wire bonding device using solder wire
JPS5944836A (en) Wire bonding method
JPH07122562A (en) Bump forming method, wire bonding method, bump structure, and wire bonding structure
JP2003309142A (en) Semiconductor device and mounting method thereof
JPS63168037A (en) Connection of semiconductor material and applicable connecting material
JPS63168031A (en) Semiconductor device
JPS61231727A (en) Wire bonding method
CN105870313A (en) Novel LED encapsulating technological method
JPH08241950A (en) Semiconductor device and mounting method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040406