JPH1116934A - ワイヤボンディング方法 - Google Patents

ワイヤボンディング方法

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JPH1116934A
JPH1116934A JP9164622A JP16462297A JPH1116934A JP H1116934 A JPH1116934 A JP H1116934A JP 9164622 A JP9164622 A JP 9164622A JP 16462297 A JP16462297 A JP 16462297A JP H1116934 A JPH1116934 A JP H1116934A
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semiconductor element
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loop
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Kazuhiko Mori
和彦 森
Kenichi Yamada
謙一 山田
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は高低差を有するファーストボンディン
グ位置とセカンドボンディング位置との間にワイヤを配
設するワイヤボンディング方法に関し、ワイヤループの
低背化及びワイヤ接続の信頼性向上を図ることを課題と
する。 【解決手段】先ず、第１の接合工程において、電極パッ
ド１１にワイヤ１６を接合する。続いて、ワイヤ引き出
し工程を実施して、ワイヤ１６を少なくとも半導体素子
１０から離間する位置まで水平方向に引き出す。続い
て、ワイヤ折曲工程を実施して、ワイヤ１６を下方向に
降下させ、ワイヤ１６と半導体素子１０のエッジ部１７
とを係合させることによりワイヤ１６を折り曲げる。続
いて、第２の接合工程を実施し、ワイヤ１６を半導体素
子１０から離間するよう水平方向に引き出した後、この
ワイヤ１６をインナーリード部１３に接合する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はワイヤボンディング
方法に係り、特に高低差を有するファーストボンディン
グ位置とセカンドボンディング位置との間にワイヤを配
設するワイヤボンディング方法に関する。一般に、半導
体装置に設けられる半導体素子は、ワイヤにより外部接
続端子となるリードに電気的に接続された構成とされて
いる。このワイヤは、ワイヤボンディング装置を用いて
半導体素子に形成された電極パッドとリードのインナー
リード部との間に配設される。
【０００２】また、ワイヤは半導体素子に配設された電
極パッド数と略同数配設されるものであり、また近年の
半導体素子の高度化に伴い電極パッド数も増大する傾向
にある。よって、これに伴い電極パッドとインナーリー
ド部との間に配設されるワイヤ数も増大する傾向にあ
る。一方、近年では、半導体装置に対し高い信頼性を実
現すると共に、小型低背化を図ることが望まれている。
従って、ワイヤを配設するワイヤボンディング方法にお
いても、高い信頼性及び小型低背化を可能としうる方法
を採用する必要がある。
【０００３】
【従来の技術】図７及び図８は、従来のワイヤボンディ
ング方法を用いて配設されたワイヤが示されている。図
７は、最も一般的に行われているワイヤボンディング方
法を用いて配設されたワイヤ１を示している。尚、同図
においては、半導体素子２に形成された電極パッド２ａ
とリード３のインナーリード部３ａとの間にワイヤ１を
配設した構成を示している。
【０００４】同図に示されるようにワイヤ１を配設する
には、ワイヤボンディング装置に設けられているキャピ
ラリ（ワイヤ１となる金線が挿通されている）を用い、
先ずキャピラリ先端から突出しているワイヤ１にスパー
ク放電を用いてボール部４を形成し、次にボール部４を
電極パッド２ａにキャピラリを用いて押圧し、超音波溶
接法等により接合を行う。
【０００５】続いて、キャピラリを上動及び水平移動さ
せてインナーリード部３ａの上部までワイヤ１を引出
し、次にキャピラリをインナーリード部３ａに押圧して
ワイヤ１をステッチボンディングによりインナーリード
部３ａに接合する。図７は、上記のようにワイヤ１を半
導体素子２の電極パッド２ａとリード３のインナーリー
ド部３ａとの間に配設した状態を示している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、従来のワイ
ヤボンディング方法では、ワイヤ１を電極パッド２ａに
接合した後に、ワイヤ１を上方に引き上げた後にインナ
ーリード部３ａに接合する必要があるため、半導体素子
２の上面に対してワイヤ１のループの最上部が高くなっ
てしまう。図７に示す例では、ワイヤ１の最上部は半導
体素子２の上面に対して矢印Ｈで示す寸法だけ高くなっ
てしまう。このため、図７に示すワイヤボンディング方
法では、半導体装置の薄型化を図ることができないとい
う問題点があった。
【０００７】そこで、従来のワイヤボンディング方法に
おいて半導体装置の薄型化を図るには、ワイヤ１のルー
プを小さくする必要がある。図８は、ワイヤ１のループ
を小さくした例を示している。同図に示すように、従来
のワイヤボンディング方法において、単にワイヤ１のル
ープを小さくすると、電極パッド２ａの位置（ファース
トボンディング位置）と、インナーリード部３ａ（セカ
ンドボンディング位置）とには高低差が有るため、半導
体素子２のエッジ部５とワイヤ１とが接触して短絡して
しまう。
【０００８】このように半導体素子２とワイヤ１とが短
絡した場合、半導体素子２は正常が動作を行なうことが
できないおそれがあり、よって製造される半導体装置の
信頼性が低下するという問題点がある。本発明は上記の
点に鑑みてなされたものであり、ワイヤループの低背化
及びワイヤ接続の信頼性向上を図りうるワイヤボンディ
ング方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明では、下記の各手段を講じたことを特徴とする
ものである。請求項１記載の発明では、第１の被接続部
材上に設けられた第１のボンディング位置と、この第１
のボンディング位置より低位置に位置する第２の被接続
部材上に設けられた第２のボンディング位置との間にワ
イヤを配設するワイヤボンディング方法において、前記
第１のボンディング位置に前記ワイヤを接合する第１の
接合工程と、前記第１の接合工程の終了後、前記ワイヤ
を少なくとも前記第１の被接続部材から離間する位置ま
で水平方向に引き出すワイヤ引き出し工程と、前記ワイ
ヤ引き出し工程の終了後、前記ワイヤを下方向に降下さ
せ、前記ワイヤと前記第１の被接続部材のエッジとを係
合させることにより前記ワイヤを折り曲げるワイヤ折曲
工程と、前記ワイヤ折曲工程の終了後、前記ワイヤを前
記第１の被接続部材から離間するよう水平方向に引き出
した後、前記ワイヤを前記第２のボンディング位置に接
合する第２の接合工程とを有することを特徴とするもの
である。
【００１０】また、請求項２記載の発明では、前記請求
項１記載のワイヤボンディング方法において、前記第１
の被接続部材を半導体素子とし、前記第２の被接続部材
をリードとしてなることを特徴とするものである。上記
の各手段は、次のように作用する。
【００１１】請求項１記載の発明によれば、第１の接合
工程において、第１の被接続部材上に設けられた第１の
ボンディング位置にワイヤが接合される。この第１の接
合工程が終了すると、ワイヤ引き出し工程が実施され、
ワイヤは少なくとも第１の被接続部材から離間する位置
まで水平方向に引き出される。
【００１２】これにより、ワイヤは第１のボンディング
位置からその高さを殆ど変えずに第１の被接続部材から
離間する位置まで引き出されることとなり、よってワイ
ヤループの高さを小さくすることができる。このワイヤ
引き出し工程が終了すると、続いて実施されるワイヤ折
曲工程において、ワイヤを下方向に降下させる。前記の
ように、第１のボンディング位置と第２の被接続部材と
の間には高低差があるため、この高低差分だけワイヤを
下方向に降下させることができる。
【００１３】このように、ワイヤを下方向に降下させる
ことにより、ワイヤは第１の被接続部材のエッジと係合
し、これによりワイヤはエッジとの係合位置において折
り曲げられる。このように、ワイヤを折り曲げることに
より、ワイヤは折り曲げ部から鋭角に下方に向かうルー
プを形成する。また、本発明ではワイヤを積極的に折り
曲げる構成としているため、ワイヤが湾曲状のループを
形成するようなことはない。
【００１４】このワイヤ折曲工程が終了すると、続いて
第２の接合工程が実施され、ワイヤを第１の被接続部材
から離間するよう水平方向に引き出した上で、ワイヤを
第２のボンディング位置に接合する。この第２の接合工
程において、ワイヤを水平方向に引き出すことにより、
ワイヤは第１の被接続部材のエッジから離間し、ワイヤ
と第１の被接続部材とは電気的に絶縁された状態とな
る。
【００１５】また、第２の接合工程を実施することによ
り、ワイヤと第２のボンディング位置とは接合されるた
め、よって第１の被接続部材と第２の被接続部材とは電
気的に接続された状態となる。この接合状態において、
ワイヤは第１のボンディング位置から略水平方向に引き
出されると共に折り曲げ部から鋭角に下方に向かうルー
プを維持しているため、ワイヤループの低背化を図りつ
つ、ワイヤと第１の被接続部材とを確実に離間させるこ
とができる。
【００１６】また、請求項２記載の発明のように、第１
の被接続部材を半導体素子とし、また第２の被接続部材
をリードとした構成としてもよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態について
図面と共に説明する。図１乃至図６は、本発明の一実施
例であるワイヤボンディング方法を説明するための図で
ある。尚、本実施例では、ワイヤボンディング方法を半
導体製造工程に用いた例について説明するが、本発明の
適用は半導体製造工程に限定されるものではない。
【００１８】図１は本実施例に係るワイヤボンディング
方法により配設されたワイヤ１６を示しており、図２は
本実施例に係るワイヤボンディング方法により配設され
たワイヤ１６を内設する半導体装置２０を示しており、
また図３乃至図６はワイヤボンディング方法の各工程を
示している。先ず、各図を用いてワイヤボンディングが
行なわれる半導体装置２０の各構成要素、及びワイヤボ
ンディングに用いるワイヤボンディング装置の構成につ
いて説明する。各図において、１０は半導体素子であ
り、その上部には電極パッド１１が配設されている。こ
の半導体素子１０はステージ２３上に搭載されている。
また、半導体素子１０の近傍にはリード１２の一部を構
成するインナーリード部１３が延在している。
【００１９】通常、上記したリード１２とステージ２３
とは同一のリードフレームから形成されるため、リード
１２とステージ２３との高さは略等しくなっている。よ
って、り、ステージ２３に載置された半導体素子１０の
上面に形成された電極パッド１１は、リード１２に対し
て高所に位置した構成とされている。従って、ワイヤ１
６は、この高低差を有した電極パッド１１とインナーリ
ード部１３（リード１２）との間に配設されることとな
る。
【００２０】また、図３乃至図６において、１４はキャ
ピラリーでありワイヤボンディング装置の一部を構成す
るものである。このキャピラリー１４は、内部にワイヤ
１６となる金細線を挿通した構成とされており、図示し
ない移動装置により自在に移動しうる構成とされてい
る。また、このキャピラリー１４には超音波振動子が接
続されており、この超音波振動子が発生する超音波振動
により、ワイヤ１６を被接続部材（本実施例の場合に
は、電極パッド１１及びインナーリード部１３）に超音
波溶接しうる構成となっている。
【００２１】次に図１を用い、本実施例に係るワイヤボ
ンディング方法により配設されたワイヤ１６の特徴につ
いて説明する。本実施例に係るワイヤボンディング方法
を用いて配設されたワイヤ１６は、電極パッド１１から
インナーリード部１３に至る途中位置に折り曲げ部１５
を有しており、電極パッド１１から折り曲げ部１５まで
の間は略水平なワイヤループを形成し、この折り曲げ部
１５で鋭角的に折り曲げられてインナーリード部１３に
至るワイヤーループを形成している。また、折り曲げ部
１５は、半導体素子１０のエッジ部１７（角部）より外
側位置となるよう設けられている。
【００２２】ワイヤ１６が上記のようなワイヤループを
形成することにより、ワイヤループの低背化を図ること
ができ、よってワイヤ１６を内設する半導体装置２０に
おいても小型低背化を図ることができる。また、折り曲
げ部１５はエッジ部１７より外側に位置しているため、
ワイヤ１６と半導体素子１０とが接触することはなく、
よってワイヤ１６と半導体素子１０との絶縁を確実に取
ることができる。
【００２３】続いて、図３乃至図６を用い、上記ワイヤ
ループを形成するためのワイヤボンディング方法につい
て説明する。電極パッド１１とインナーリード部１３と
をワイヤ１６で接続するには、予めキャピラリー１４に
挿通されたワイヤ１６の先端部にスパーク放電によりボ
ール部１８を形成した上で、キャピラリー１４を移動装
置によりインナーリード部１３に近接するよう移動し、
図３に示されるようにボール部１８を電極パッド１１に
押圧する。
【００２４】続いて、超音波振動子が超音波振動を発生
させ、これによりキャピラリー１４はボール部１８を第
１の被接続部材となる電極パッド１１に超音波溶接す
る。これにより、ワイヤ１６は電極パッド１１に接合さ
れる（以上の処理を第１の接合工程という）。上記のよ
うに電極パッド１１にワイヤ１６が接合されると、図４
に示されるように、キャピラリー１４は半導体素子１０
の上面に沿って略水平方向に移動する。また、これに伴
いワイヤ１６も図中矢印Ｘで示す方向に引き出される
が、この際、ワイヤ１６は少なくとも半導体素子１０の
エッジ部１７から離間する位置まで水平方向に引き出さ
れるよう構成されている（以上の処理をワイヤ引き出し
工程という）。
【００２５】このように、ワイヤ１６を電極パッド１１
との接合位置からその高さを殆ど変えずにエッジ部１７
から離間する位置まで水平方向に引き出す構成とするこ
とにより、ワイヤ１６のワイヤループの高さを小さくす
ることができる（図４に、ワイヤループの高さを矢印ｈ
で示す）。上記のようにワイヤ１６がエッジ部１７から
離間する位置まで引き出されると、続いてキャピラリ１
４は図５に示されるように下方向（図中、矢印Ｙで示
す）に移動され、これに伴いワイヤ１６も矢印Ｙ方向に
下降する。尚、前記のように電極パッド１１とインナー
リード部１３（リード１２）との間には高低差があるた
め、この高低差分だけワイヤ１６を下方向に降下させる
ことができる。
【００２６】ところで、前記したようにワイヤ１６は、
ワイヤ引き出し工程を実施することにより、半導体素子
１０のエッジ部１７からＸ方向に離間する位置まで延出
している。従って、この状態のワイヤ１６を下降させる
と、ワイヤ１６は半導体素子１０のエッジ部１７と係合
する。図５は、ワイヤ１６とエッジ部１７とが係合した
状態を示している。
【００２７】このように、ワイヤ１６とエッジ部１７と
が係合することにより、金線により構成されたワイヤ１
６は折曲され、よってワイヤ１６がエッジ１７と係合し
た位置には折り曲げ部１５が形成される。また、上記の
ようにワイヤ１６を折り曲げることにより、ワイヤ１６
は折り曲げ部１５から鋭角に下方に向かうワイヤループ
を形成する（以上の処理をワイヤ折曲工程という）。
【００２８】このワイヤ折曲工程において、本実施例で
はワイヤ１６を下降させることにより、ワイヤ１６を積
極的に折り曲げる構成としているため、従来のようにワ
イヤ１６が湾曲状のループを形成するようなことはな
く、よってワイヤループの低背化を図ることができる。
上記のようにワイヤ１６が折り曲げられると、続いてキ
ャピラリ１４を図５における矢印Ｘ方向に移動させるこ
とにより、ワイヤ１６を半導体素子１０から離間するよ
う水平方向に引き出し、その上で、図６に示されるよう
にワイヤ１６を第２のボンディング位置となるインナー
リード部１３に接合する（以上の処理を第２の接合工程
という）。
【００２９】このように、第２の接合工程において、ワ
イヤ１６を図５に示されるエッジ部１７と係合した状態
から水平方向に引き出すことにより、ワイヤ１６はエッ
ジ部１７から離間し、よってワイヤ１６と半導体素子１
０とは電気的に絶縁された状態となる。また、第２の接
合工程を実施することにより、ワイヤ１６とインナーリ
ード部１３とは接合されるため、よって半導体素子１０
とリード１２はワイヤ１６を介して電気的に接続された
状態となる。
【００３０】この第２の接合工程が終了した時点におい
ても、図６に示されるように、ワイヤ１６は電極パッド
１１から略水平方向に引き出されると共に折り曲げ部１
５から鋭角に下方に向かうループ形状を維持しているた
め、ワイヤループの低背化を図りつつ、かつ、ワイヤ１
６と半導体素子１０との絶縁を確実に行なうことができ
る。
【００３１】図２は、上記したワイヤボンディング方法
により配設されたワイヤ１６を内設した半導体装置２０
を示している。半導体装置２０は、大略すると半導体素
子１０，リード１２，ワイヤ１６，封止樹脂２１等によ
り構成されている。半導体素子１０は、ステージ２３上
に搭載されている。また、半導体素子１０の上面に形成
された電極パッド１１とインナーリード部１３との間に
は、上記したワイヤボンディング方法によりワイヤ１６
が配設されている。
【００３２】また、封止樹脂２１は半導体素子１０及び
ワイヤ１６を内部に封止するよう配設されており、半導
体素子１０及びワイヤ１６を保護する機能を奏してい
る。従って、封止樹脂２１は少なくともワイヤ１６を覆
うように配設する必要があり、ワイヤのループが高いと
これに伴い封止樹脂２１の厚さも大となり、半導体装置
２０が大型化してしまう。
【００３３】しかるに、上記したように本実施例に係る
ワイヤボンディング方法を用いることにより、ワイヤ１
６のワイヤループは低背化が図られている。従って、封
止樹脂２１の厚さを小さくすることが可能となり、よっ
て半導体装置２０の低背化を図ることができる。また、
半導体素子１０とワイヤ１６が短絡するとがないため、
半導体装置２０としての信頼性を向上させることができ
る。
【００３４】尚、本実施例に係るワイヤボンディング方
法により配設されたワイヤの適用は、樹脂パッケージに
限定されるものではなく、セラミックパッケージ等の他
のパッケージ構造を有する半導体装置に対しても適用で
きるものである。
【００３５】
【発明の効果】上述の如く本発明によれば、第１の接合
工程，ワイヤ引き出し工程，ワイヤ折曲工程，及び第２
の接合工程が終了した状態において、ワイヤは第１のボ
ンディング位置から略水平方向に引き出されると共に折
り曲げ位置から鋭角に下方に向かうループを維持するた
め、ワイヤループの低背化を図りつつ、ワイヤと第１の
被接続部材とを確実に離間させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例によるワイヤボンディング方
法を用いて配設されたワイヤループを示す図である。
【図２】本発明の一実施例によるワイヤボンディング方
法を用いて配設されたワイヤを内装した半導体装置を示
す断面図である。
【図３】本発明の一実施例によるワイヤボンディング方
法を説明するための図であり、第１の接合工程を示す図
である。
【図４】本発明の一実施例によるワイヤボンディング方
法を説明するための図であり、ワイヤ引き出し工程を示
す図である。
【図５】本発明の一実施例によるワイヤボンディング方
法を説明するための図であり、ワイヤ折曲工程を示す図
である。
【図６】本発明の一実施例によるワイヤボンディング方
法を説明するための図であり、第２の接合工程を示す図
である。
【図７】従来のワイヤボンディング方法の一例を説明す
るための図である（その１）。
【図８】従来のワイヤボンディング方法の一例を説明す
るための図である（その２）。
【符号の説明】
１０ 半導体素子 １１ 電極パッド １２ リード １３ インナーリード部 １４ キャピラリ １５ 折り曲げ位置 １６ ワイヤ １７ エッジ部 ２０ 半導体装置 ２１ 封止樹脂 ２３ ステージ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１の被接続部材上に設けられた第１の
    ボンディング位置と、該第１のボンディング位置より低
    位置に位置する第２の被接続部材上に設けられた第２の
    ボンディング位置との間にワイヤを配設するワイヤボン
    ディング方法において、 前記第１のボンディング位置に前記ワイヤを接合する第
    １の接合工程と、 前記第１の接合工程の終了後、前記ワイヤを少なくとも
    前記第１の被接続部材から離間する位置まで水平方向に
    引き出すワイヤ引き出し工程と、 前記ワイヤ引き出し工程の終了後、前記ワイヤを下方向
    に降下させ、前記ワイヤと前記第１の被接続部材のエッ
    ジとを係合させることにより前記ワイヤを折り曲げるワ
    イヤ折曲工程と、 前記ワイヤ折曲工程の終了後、前記ワイヤを前記第１の
    被接続部材から離間するよう水平方向に引き出した後、
    前記ワイヤを前記第２のボンディング位置に接合する第
    ２の接合工程とを有することを特徴とするワイヤボンデ
    ィング方法。
  2. 【請求項２】 請求項１記載のワイヤボンディング方法
    において、 前記第１の被接続部材を半導体素子とし、前記第２の被
    接続部材をリードとしてなることを特徴とするワイヤボ
    ンディング方法。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100752664B1 (ko) 2006-06-15 2007-08-29 삼성전자주식회사 와이어 루프를 갖는 반도체 디바이스, 그 형성 방법 및와이어 루프를 형성하기 위한 와이어 본딩 장치
JP2008062565A (ja) * 2006-09-08 2008-03-21 Alps Electric Co Ltd サーマルヘッド及びそのワイヤーボンディング方法
JP2008160149A (ja) * 2003-06-27 2008-07-10 Shinkawa Ltd 半導体装置
WO2009076048A1 (en) * 2007-12-05 2009-06-18 Kulicke And Soffa Industries, Inc. Method of forming a wire loop including a bend
JP2012204558A (ja) * 2011-03-25 2012-10-22 Citizen Electronics Co Ltd ワイヤーボンディング構造

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