JPH1154539A - ワイヤーボンディング用キャピラリー - Google Patents
ワイヤーボンディング用キャピラリーInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体素子の組立工程のワイヤーボンディン
グにおいて、外部応力に対するワイヤーの抵抗力を増大
させて平均化し、半導体素子の性能を向上させ得るキャ
ピラリーを提供する。 【解決手段】 本発明のワイヤーボンディング用キャピ
ラリーは、円筒状の直胴部の先端に、中空部１ｂを有し
滑らかな曲面で形成されたフェイス面１ａを備えたテー
パー状のフェイス部１が設けられている。又、フェイス
面１ａの所定の方向のフェイス角αとその方向と垂直な
方向のフェイス角βとの大きさは異なっている。
グにおいて、外部応力に対するワイヤーの抵抗力を増大
させて平均化し、半導体素子の性能を向上させ得るキャ
ピラリーを提供する。 【解決手段】 本発明のワイヤーボンディング用キャピ
ラリーは、円筒状の直胴部の先端に、中空部１ｂを有し
滑らかな曲面で形成されたフェイス面１ａを備えたテー
パー状のフェイス部１が設けられている。又、フェイス
面１ａの所定の方向のフェイス角αとその方向と垂直な
方向のフェイス角βとの大きさは異なっている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子の組立
工程におけるワイヤーボンディングに使用されるキャピ
ラリーに関する。
工程におけるワイヤーボンディングに使用されるキャピ
ラリーに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、半導体素子の組立工程におい
て、アルミニウム等の金属で形成されたシリコンチップ
の電極パッドと電気信号を外部回路に伝達する金属リー
ドとを接合するために、ワイヤーボンディング技術が広
く採用されている。とりわけ、金ワイヤーを用いるボー
ル−ウエッジボンディング法においては、セラミック材
で作られたキャピラリーが用いられる。尚、ボール−ウ
エッジボンディング法とは、現在広く用いられている技
術であるが、ワイヤーボンディングの際に、ボンディン
グされるワイヤーの端部が一部溶解，固化されることに
よりボールが形成され、このボールが接合に利用される
ものである（ボールボンドと呼ばれる）。又、前記ワイ
ヤーの他端はそのまま対象物に押し付けられて接合され
る（ウエッジボンドと呼ばれる）。
て、アルミニウム等の金属で形成されたシリコンチップ
の電極パッドと電気信号を外部回路に伝達する金属リー
ドとを接合するために、ワイヤーボンディング技術が広
く採用されている。とりわけ、金ワイヤーを用いるボー
ル−ウエッジボンディング法においては、セラミック材
で作られたキャピラリーが用いられる。尚、ボール−ウ
エッジボンディング法とは、現在広く用いられている技
術であるが、ワイヤーボンディングの際に、ボンディン
グされるワイヤーの端部が一部溶解，固化されることに
よりボールが形成され、このボールが接合に利用される
ものである（ボールボンドと呼ばれる）。又、前記ワイ
ヤーの他端はそのまま対象物に押し付けられて接合され
る（ウエッジボンドと呼ばれる）。
【０００３】図５（ａ）は従来のワイヤーボンディング
用キャピラリーの外観を示す斜視図である。又、図５
（ｂ）は同図（ａ）に示された中心線Ｏに沿う断面図に
おけるキャピラリー先端のファイス部の構成を示す部分
拡大図である。このキャピラリー１１の先端のフェイス
部１２は、ボンディングの際に、実際にボールやワイヤ
ーをボンディング対象物に押し付け接合するためのもの
であるが、図示されているように、フェイス面１２ａは
一定のフェイス角θを有している。
用キャピラリーの外観を示す斜視図である。又、図５
（ｂ）は同図（ａ）に示された中心線Ｏに沿う断面図に
おけるキャピラリー先端のファイス部の構成を示す部分
拡大図である。このキャピラリー１１の先端のフェイス
部１２は、ボンディングの際に、実際にボールやワイヤ
ーをボンディング対象物に押し付け接合するためのもの
であるが、図示されているように、フェイス面１２ａは
一定のフェイス角θを有している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ボール−ウエッジボン
ディングでは、予めボンディング対象物を加熱してお
き、ボール又はワイヤーをボンディング対象物にボンデ
ィングするときにキャピラリーを介して超音波振動を前
記ボール又はワイヤーと対象物との接合面に印加し、そ
の超音波振動により接合が促進される。但し、この場
合、前記超音波振動は通常一つのトランスデューサーで
発振されるが、振動の方向は一方向のみである。
ディングでは、予めボンディング対象物を加熱してお
き、ボール又はワイヤーをボンディング対象物にボンデ
ィングするときにキャピラリーを介して超音波振動を前
記ボール又はワイヤーと対象物との接合面に印加し、そ
の超音波振動により接合が促進される。但し、この場
合、前記超音波振動は通常一つのトランスデューサーで
発振されるが、振動の方向は一方向のみである。
【０００５】ところが、実際にボンディング対象物にボ
ンディングされるワイヤーの方向は一方向に限られず、
シリコンチップの全周にわたってあらゆる方向にボンデ
ィングされるため、各ボンディング対象物とワイヤーと
の接合部においてワイヤーの長さ方向と超音波振動の方
向とにずれが生じることが多い。
ンディングされるワイヤーの方向は一方向に限られず、
シリコンチップの全周にわたってあらゆる方向にボンデ
ィングされるため、各ボンディング対象物とワイヤーと
の接合部においてワイヤーの長さ方向と超音波振動の方
向とにずれが生じることが多い。
【０００６】又、ワイヤーが外部電極のリードと接合さ
れる所謂セカンドボンドでは、通常ウエッジボンドされ
る。この場合、ワイヤーがキャピラリーのフェイス面で
潰されながら前記外部電極のリードに接合されていく
が、このときワイヤーの長さ方向と超音波振動の方向と
が同じ場合には、ワイヤーは超音波振動によってその長
さ方向にだけ押し伸ばされることになるため、ワイヤー
の潰れ幅はワイヤーの直径より少し拡がった程度とな
る。従って、図６（ａ）に示すように、ワイヤーの潰れ
幅γ1 は比較的小さくなる。一方、ワイヤーの長さ方向
と超音波振動の方向とが垂直である場合には、ワイヤー
の幅を押し拡げるように超音波振動が働くため、図６
（ｂ）に示すように、ワイヤーの潰れ幅γ2 は前記の場
合よりも大きくなる。尚、ワイヤーの長さ方向と超音波
振動の方向とが平行又は垂直となっていない場合には、
ワイヤーの潰れ幅は前記各場合の中間域の大きさにな
る。
れる所謂セカンドボンドでは、通常ウエッジボンドされ
る。この場合、ワイヤーがキャピラリーのフェイス面で
潰されながら前記外部電極のリードに接合されていく
が、このときワイヤーの長さ方向と超音波振動の方向と
が同じ場合には、ワイヤーは超音波振動によってその長
さ方向にだけ押し伸ばされることになるため、ワイヤー
の潰れ幅はワイヤーの直径より少し拡がった程度とな
る。従って、図６（ａ）に示すように、ワイヤーの潰れ
幅γ1 は比較的小さくなる。一方、ワイヤーの長さ方向
と超音波振動の方向とが垂直である場合には、ワイヤー
の幅を押し拡げるように超音波振動が働くため、図６
（ｂ）に示すように、ワイヤーの潰れ幅γ2 は前記の場
合よりも大きくなる。尚、ワイヤーの長さ方向と超音波
振動の方向とが平行又は垂直となっていない場合には、
ワイヤーの潰れ幅は前記各場合の中間域の大きさにな
る。
【０００７】又、図７（ａ），（ｂ）、図８（ａ），
（ｂ）は夫々キャピラリーのフェイス角の大きさとこの
キャピラリーによりボンディングされたワイヤーの潰れ
幅の大きさとの関係を示す図である。これらの図はキャ
ピラリーに超音波振動を与えずにキャピラリーを押し付
けたのみでワイヤーを潰した場合のワイヤーの潰れ幅の
大きさを説明するためのものである。図７（ａ）に示さ
れたキャピラリーのフェイス角θ1 の大きさは、図８
（ａ）に示されたキャピラリーのフェイス角θ2 よりも
小さく形成されており、超音波振動を与えずキャピラリ
ーの押し付けのみでワイヤーを潰した場合には、キャピ
ラリーのフェイス角が大きい程ワイヤーの潰れ幅が小さ
くなる傾向があることが分かる。
（ｂ）は夫々キャピラリーのフェイス角の大きさとこの
キャピラリーによりボンディングされたワイヤーの潰れ
幅の大きさとの関係を示す図である。これらの図はキャ
ピラリーに超音波振動を与えずにキャピラリーを押し付
けたのみでワイヤーを潰した場合のワイヤーの潰れ幅の
大きさを説明するためのものである。図７（ａ）に示さ
れたキャピラリーのフェイス角θ1 の大きさは、図８
（ａ）に示されたキャピラリーのフェイス角θ2 よりも
小さく形成されており、超音波振動を与えずキャピラリ
ーの押し付けのみでワイヤーを潰した場合には、キャピ
ラリーのフェイス角が大きい程ワイヤーの潰れ幅が小さ
くなる傾向があることが分かる。
【０００８】ところで、ワイヤーの潰れ幅はできるだけ
大きい方が好ましい。なぜなら、ワイヤーとリードとの
接合部分の端部（セカンドネックと呼ばれる）に位置す
る、ワイヤーが潰されて変形した部分の断面積が相対的
に大きくなり、ワイヤーの外力に対する抵抗力が大きく
なるからである。
大きい方が好ましい。なぜなら、ワイヤーとリードとの
接合部分の端部（セカンドネックと呼ばれる）に位置す
る、ワイヤーが潰されて変形した部分の断面積が相対的
に大きくなり、ワイヤーの外力に対する抵抗力が大きく
なるからである。
【０００９】実際の半導体素子組立工程においてワイヤ
ーに働く外力としては、まず、組立工程中の振動や樹脂
モールドのときに発生する応力が考えられる。又、半導
体素子として使用するときのはんだリフロー等の外部か
らの熱や、電気信号処理中のシリコンチップの自己発熱
による温度変化を原因とする半導体素子を構成する部材
の熱膨張等の影響により、応力が発生する場合もある。
そこで、このような応力がワイヤーに働く場合には、前
記リードとワイヤーとの接合部分の抵抗力を高めること
が半導体素子の性能を維持するうえで重要となる。
ーに働く外力としては、まず、組立工程中の振動や樹脂
モールドのときに発生する応力が考えられる。又、半導
体素子として使用するときのはんだリフロー等の外部か
らの熱や、電気信号処理中のシリコンチップの自己発熱
による温度変化を原因とする半導体素子を構成する部材
の熱膨張等の影響により、応力が発生する場合もある。
そこで、このような応力がワイヤーに働く場合には、前
記リードとワイヤーとの接合部分の抵抗力を高めること
が半導体素子の性能を維持するうえで重要となる。
【００１０】しかしながら、従来のキャピラリーにより
ワイヤーボンディングが行われた半導体素子では、超音
波振動の方向がワイヤーの長さ方向とほぼ同じ場合に
は、ワイヤーの潰れ幅が比較的小さく、破壊応力に対す
るワイヤーの抵抗力がセカンドネック部において低下し
てしまうために、組立工程中で断線してしまったり、半
導体素子として使用しているときに断線してしまうよう
なことがあった。
ワイヤーボンディングが行われた半導体素子では、超音
波振動の方向がワイヤーの長さ方向とほぼ同じ場合に
は、ワイヤーの潰れ幅が比較的小さく、破壊応力に対す
るワイヤーの抵抗力がセカンドネック部において低下し
てしまうために、組立工程中で断線してしまったり、半
導体素子として使用しているときに断線してしまうよう
なことがあった。
【００１１】ところで、超音波振動の方向とワイヤーの
長さ方向とが同一の場合に発生するワイヤーの外部応力
に対する抵抗力の低下を、キャピラリーのファイス面の
フェイス角を小さく設定してワイヤーの潰れ幅を大きく
して回避することは可能ではある。しかし、従来のキャ
ピラリーではフェイス面に全面にわたり同一のフェイス
角が形成されるため、長さ方向が超音波振動の方向と垂
直な方向にあるワイヤーをボンディングしたときにワイ
ヤーが潰れ過ぎてしまう。このような場合でも、やはり
ワイヤーのネック部の断面積が小さくなってしまって、
外部応力がワイヤーに作用した場合に断線を起こしてし
まうことになる。このように、従来のキャピラリーでは
一定の方向のワイヤーに対してだけの効果しか期待でき
ない。
長さ方向とが同一の場合に発生するワイヤーの外部応力
に対する抵抗力の低下を、キャピラリーのファイス面の
フェイス角を小さく設定してワイヤーの潰れ幅を大きく
して回避することは可能ではある。しかし、従来のキャ
ピラリーではフェイス面に全面にわたり同一のフェイス
角が形成されるため、長さ方向が超音波振動の方向と垂
直な方向にあるワイヤーをボンディングしたときにワイ
ヤーが潰れ過ぎてしまう。このような場合でも、やはり
ワイヤーのネック部の断面積が小さくなってしまって、
外部応力がワイヤーに作用した場合に断線を起こしてし
まうことになる。このように、従来のキャピラリーでは
一定の方向のワイヤーに対してだけの効果しか期待でき
ない。
【００１２】更に、近年のシリコンチップの配線構造の
微細化に伴い、ボンディングパッド同士の間隔が狭くな
ってきており、これに対応するためにボンディングワイ
ヤーも細線化されてきたために、セカンドボンドの接合
部の面積及びワイヤーの外部応力に対する抵抗力が相対
的に小さくなってきているので、従来のキャピラリーを
用いた場合には前述の欠点が更に大きな問題となる。
微細化に伴い、ボンディングパッド同士の間隔が狭くな
ってきており、これに対応するためにボンディングワイ
ヤーも細線化されてきたために、セカンドボンドの接合
部の面積及びワイヤーの外部応力に対する抵抗力が相対
的に小さくなってきているので、従来のキャピラリーを
用いた場合には前述の欠点が更に大きな問題となる。
【００１３】そこで、上記のような問題点を解決するた
め、本発明は、半導体素子の組立工程のワイヤーボンデ
ィングにおいて、外部応力に対するワイヤーの抵抗力を
増大させて平均化し、半導体素子の性能を向上させ得る
キャピラリーを提供することを目的とする。
め、本発明は、半導体素子の組立工程のワイヤーボンデ
ィングにおいて、外部応力に対するワイヤーの抵抗力を
増大させて平均化し、半導体素子の性能を向上させ得る
キャピラリーを提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は半導体素子の組立工程で用いられる円筒状
の直胴部の先端に中空部を有し滑らかな曲面で形成され
たフェイス面を備えたテーパー状のフェイス部が設けら
れたワイヤーボンディング用キャピラリーであって、前
記フェイス面の所定の方向のフェイス角の大きさとその
方向と垂直な方向のフェイス角の大きさとが異なってい
ることを特徴とする。特に、本発明のキャピラリーで
は、前記大きさの異なるフェイス角は夫々最大と最小に
設定され、フェイス面の最大のフェイス角が設定された
位置から最小のフェイス角が設定された位置に向けてフ
ェイス角がなだらかに変化していることが好ましい。
又、本発明のキャピラリーの直胴部には所定の大きさの
フェイス角が形成されたフェイス面の位置を示すマーク
又は切欠部が形成されていることを特徴とする。
め、本発明は半導体素子の組立工程で用いられる円筒状
の直胴部の先端に中空部を有し滑らかな曲面で形成され
たフェイス面を備えたテーパー状のフェイス部が設けら
れたワイヤーボンディング用キャピラリーであって、前
記フェイス面の所定の方向のフェイス角の大きさとその
方向と垂直な方向のフェイス角の大きさとが異なってい
ることを特徴とする。特に、本発明のキャピラリーで
は、前記大きさの異なるフェイス角は夫々最大と最小に
設定され、フェイス面の最大のフェイス角が設定された
位置から最小のフェイス角が設定された位置に向けてフ
ェイス角がなだらかに変化していることが好ましい。
又、本発明のキャピラリーの直胴部には所定の大きさの
フェイス角が形成されたフェイス面の位置を示すマーク
又は切欠部が形成されていることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】図１（ａ）は本発明によるワイヤ
ーボンディング用キャピラリーの先端フェイス部の構成
を示すキャピラリーの中心線上の断面図である。又、図
１（ｂ）は同図（ａ）の図面に垂直な方向でキャピラリ
ーの中心線上の断面図である。
ーボンディング用キャピラリーの先端フェイス部の構成
を示すキャピラリーの中心線上の断面図である。又、図
１（ｂ）は同図（ａ）の図面に垂直な方向でキャピラリ
ーの中心線上の断面図である。
【００１６】本発明のキャピラリーは、図示しない円筒
状の直胴部の先端に図１（ａ），（ｂ）に示されたよう
な中空部１ｂを有するテーパー状のフェイス部１が設け
られている。又、フェイス部１には滑らかなフェイス面
１ａが形成されている。図１（ａ）に示すように、フェ
イス面１ａの所定の位置には最小のフェイス角αが夫々
形成されている。一方、図１（ｂ）に示すように、ファ
イス角αが形成された位置とキャピラリーの中心線Ｏを
中心として９０度の位置のファイス面１ａには最大のフ
ェイス角βが夫々形成されている。又、フェイス面１ａ
において、フェイス角αが形成された位置からフェイス
角βが形成された位置にかけてのフェイス角の大きさ
は、αからβへなだらかに変化している。
状の直胴部の先端に図１（ａ），（ｂ）に示されたよう
な中空部１ｂを有するテーパー状のフェイス部１が設け
られている。又、フェイス部１には滑らかなフェイス面
１ａが形成されている。図１（ａ）に示すように、フェ
イス面１ａの所定の位置には最小のフェイス角αが夫々
形成されている。一方、図１（ｂ）に示すように、ファ
イス角αが形成された位置とキャピラリーの中心線Ｏを
中心として９０度の位置のファイス面１ａには最大のフ
ェイス角βが夫々形成されている。又、フェイス面１ａ
において、フェイス角αが形成された位置からフェイス
角βが形成された位置にかけてのフェイス角の大きさ
は、αからβへなだらかに変化している。
【００１７】従って、本発明のキャピラリーをワイヤー
ボンダーに取り付ける際に、超音波振動の方向とフェイ
ス角αが形成されているフェイス面１ａの位置とを一致
させて取り付けるだけで、前記超音波振動の方向と垂直
な方向のフェイス面１ａのフェイス角の大きさを前記α
よりも大きいものを配置させることが可能になる。即
ち、長さ方向が超音波振動の方向と一致するワイヤーに
対しては最小のフェイス角が形成されたファイス面によ
りボンディングが行われ、長さ方向が超音波振動の方向
と垂直になっているワイヤーに対しては最大のフェイス
角が形成されたフェイス面によりボンディングが行われ
ることになる。又、最大，最小のフェイス角が形成され
た面以外のフェイス面は、それらの値の間をなだらかに
変化する大きさのフェイス角が形成されており、これら
の面により長さ方向が前記超音波振動の方向に対して平
行又は垂直以外の方向にあるワイヤーのボンディングが
行われる。
ボンダーに取り付ける際に、超音波振動の方向とフェイ
ス角αが形成されているフェイス面１ａの位置とを一致
させて取り付けるだけで、前記超音波振動の方向と垂直
な方向のフェイス面１ａのフェイス角の大きさを前記α
よりも大きいものを配置させることが可能になる。即
ち、長さ方向が超音波振動の方向と一致するワイヤーに
対しては最小のフェイス角が形成されたファイス面によ
りボンディングが行われ、長さ方向が超音波振動の方向
と垂直になっているワイヤーに対しては最大のフェイス
角が形成されたフェイス面によりボンディングが行われ
ることになる。又、最大，最小のフェイス角が形成され
た面以外のフェイス面は、それらの値の間をなだらかに
変化する大きさのフェイス角が形成されており、これら
の面により長さ方向が前記超音波振動の方向に対して平
行又は垂直以外の方向にあるワイヤーのボンディングが
行われる。
【００１８】この結果、本発明のキャピラリーを用いて
ボール−ウエッジ方式のワイヤーボンディングを行え
ば、どのような方向にあるワイヤーに対しても一定の強
さでボンディングが行われるため、ワイヤーの潰れ幅も
一定に維持することができる。よって、ボンディングさ
れた全てのワイヤーのネック部が、当該ワイヤーにかか
る外部応力に対して同程度の大きさの抵抗力が得られる
ようになる。即ち、従来のキャピラリーを用いてワイヤ
ーボンディングを行った場合、ワイヤーのネック部の外
部応力（例えば引っ張り力等）に対する抵抗力は、ボン
ディングされるワイヤーの方向によって様々であった
が、本発明のキャピラリーを用いればそのような不具合
は生ぜず、どのような方向のワイヤーも同様の抵抗力が
得られるようになる。
ボール−ウエッジ方式のワイヤーボンディングを行え
ば、どのような方向にあるワイヤーに対しても一定の強
さでボンディングが行われるため、ワイヤーの潰れ幅も
一定に維持することができる。よって、ボンディングさ
れた全てのワイヤーのネック部が、当該ワイヤーにかか
る外部応力に対して同程度の大きさの抵抗力が得られる
ようになる。即ち、従来のキャピラリーを用いてワイヤ
ーボンディングを行った場合、ワイヤーのネック部の外
部応力（例えば引っ張り力等）に対する抵抗力は、ボン
ディングされるワイヤーの方向によって様々であった
が、本発明のキャピラリーを用いればそのような不具合
は生ぜず、どのような方向のワイヤーも同様の抵抗力が
得られるようになる。
【００１９】ところで、本発明のキャピラリーにおい
て、フェイス面のフェイス角を夫々どのような角度に設
定するかは、フェイス角以外のキャピラリーのデザイン
やワイヤーボンディングの際の接合条件等により、最適
値は異なってくるため一律には決定できない。しかし、
発明者の実験によれば、フェイス角は０〜１５°の間、
最小のフェイス角と最大のフェイス角との角度の差は２
°以上になるように設定すれば好ましい結果が得られる
ことが判明した。
て、フェイス面のフェイス角を夫々どのような角度に設
定するかは、フェイス角以外のキャピラリーのデザイン
やワイヤーボンディングの際の接合条件等により、最適
値は異なってくるため一律には決定できない。しかし、
発明者の実験によれば、フェイス角は０〜１５°の間、
最小のフェイス角と最大のフェイス角との角度の差は２
°以上になるように設定すれば好ましい結果が得られる
ことが判明した。
【００２０】更に、本発明のキャピラリーでは、図２
（ａ），（ｂ）に示すように、最小のフェイス角が設定
されているフェイス面の位置が容易に判別できるように
するため、最小のフェイス角が設定されているフェイス
面の位置と一致する直胴部１０の側面にマーク２が付さ
れている。従って、このマーク２が超音波振動の方向と
一致するように本発明のキャピラリーをワイヤーボンダ
ーに取り付ければ、容易に超音波振動の方向と最小のフ
ェイス角が設定されたフェイス面の方向とを一致させる
ことができる。
（ａ），（ｂ）に示すように、最小のフェイス角が設定
されているフェイス面の位置が容易に判別できるように
するため、最小のフェイス角が設定されているフェイス
面の位置と一致する直胴部１０の側面にマーク２が付さ
れている。従って、このマーク２が超音波振動の方向と
一致するように本発明のキャピラリーをワイヤーボンダ
ーに取り付ければ、容易に超音波振動の方向と最小のフ
ェイス角が設定されたフェイス面の方向とを一致させる
ことができる。
【００２１】又、本発明のキャピラリーにおいては、前
記フェイス角を判別するためのマーク２に代えて、図３
（ａ），（ｂ）に示すように、直胴部１０に所定のフェ
イス角が形成されている位置を判別するための切欠部３
を設けてもよい。詳しくは、この切欠部３を設けること
により形成される平面が最小のフェイス角が設定されて
いるフェイス面の方向と略平行になるように形成されて
いる。このような切欠部３を設けても、最小のフェイス
角が設定されているフェイス面の方向を容易に判別する
ことができる。尚、本発明のキャピラリーでは、前述の
ように、切欠部３が設けられることにより直胴部１０の
側面に小さな平面が形成されることになるが、この平面
はキャピラリーをワイヤーボンダーに取り付ける際に不
具合を生じさせる程大きいものではない。
記フェイス角を判別するためのマーク２に代えて、図３
（ａ），（ｂ）に示すように、直胴部１０に所定のフェ
イス角が形成されている位置を判別するための切欠部３
を設けてもよい。詳しくは、この切欠部３を設けること
により形成される平面が最小のフェイス角が設定されて
いるフェイス面の方向と略平行になるように形成されて
いる。このような切欠部３を設けても、最小のフェイス
角が設定されているフェイス面の方向を容易に判別する
ことができる。尚、本発明のキャピラリーでは、前述の
ように、切欠部３が設けられることにより直胴部１０の
側面に小さな平面が形成されることになるが、この平面
はキャピラリーをワイヤーボンダーに取り付ける際に不
具合を生じさせる程大きいものではない。
【００２２】更に、本発明のキャピラリーにおいて、図
４（ａ），（ｂ）に示すように、切欠部３を直胴部１０
の側面の対称な位置に二つ設けてもよい。こうすること
で、キャピラリーをワイヤーボンダーに取り付ける際
に、ピンセットで切欠部３として形成された平面を挟め
ば、ピンセットの延長方向に最小のフェイス角が設定さ
れているフェイス面が位置することになる。即ち、ピン
セットでキャピラリー直胴部１０の切欠部３を挟んだ状
態であっても、最小のフェイス角が設定されたフェイス
面の方向を容易に判別することができるようになる。従
って、本発明のキャピラリーをピンセットを用いてワイ
ヤーボンダーに取り付ける際に、フェイス角の方向の微
妙な調整も容易になり、ワイヤーボンダーへの取り付け
精度の向上も図れる。
４（ａ），（ｂ）に示すように、切欠部３を直胴部１０
の側面の対称な位置に二つ設けてもよい。こうすること
で、キャピラリーをワイヤーボンダーに取り付ける際
に、ピンセットで切欠部３として形成された平面を挟め
ば、ピンセットの延長方向に最小のフェイス角が設定さ
れているフェイス面が位置することになる。即ち、ピン
セットでキャピラリー直胴部１０の切欠部３を挟んだ状
態であっても、最小のフェイス角が設定されたフェイス
面の方向を容易に判別することができるようになる。従
って、本発明のキャピラリーをピンセットを用いてワイ
ヤーボンダーに取り付ける際に、フェイス角の方向の微
妙な調整も容易になり、ワイヤーボンダーへの取り付け
精度の向上も図れる。
【００２３】更に、本発明のキャピラリーは、ボンディ
ングすべき対象物のパッド及びリードの配置に従ってフ
ェイス面に夫々設定される異なるフェイス角の方向を９
０°ではない角度にしてもよい。又、直胴部１０のマー
ク２，切欠部３の形状やその位置を変えても、得られる
効果は変わらない。
ングすべき対象物のパッド及びリードの配置に従ってフ
ェイス面に夫々設定される異なるフェイス角の方向を９
０°ではない角度にしてもよい。又、直胴部１０のマー
ク２，切欠部３の形状やその位置を変えても、得られる
効果は変わらない。
【００２４】以下、本発明の実施例を示す。
【００２５】実施例 まず、一辺に２５個、４辺で合計１００個のボンディン
グパッドを有するシリコンチップと、これを搭載したや
はり４辺で合計１００本のリードを有するリードフレー
ムを用意した。そして、これを最小のフェイス角が４
°、最大のフェイス角が８°に設定され、滑らかな曲面
で形成されたフェイス面を有する本発明のキャピラリー
を用いて、前記シリコンチップのボンディングパッドと
リードフレームのリードとの間でワイヤーボンディング
を行った。使用したワイヤーの直径は３０μｍ、破断荷
重は１３．４ｇであった。又、ボンディングされた各ワ
イヤーはシリコンチップの中心から放射線状に延びてお
り、１００本でほぼ３６０°をカバーしていた。
グパッドを有するシリコンチップと、これを搭載したや
はり４辺で合計１００本のリードを有するリードフレー
ムを用意した。そして、これを最小のフェイス角が４
°、最大のフェイス角が８°に設定され、滑らかな曲面
で形成されたフェイス面を有する本発明のキャピラリー
を用いて、前記シリコンチップのボンディングパッドと
リードフレームのリードとの間でワイヤーボンディング
を行った。使用したワイヤーの直径は３０μｍ、破断荷
重は１３．４ｇであった。又、ボンディングされた各ワ
イヤーはシリコンチップの中心から放射線状に延びてお
り、１００本でほぼ３６０°をカバーしていた。
【００２６】次に、シリコンチップのボンディングパッ
ドに接合されたボールの真上のワイヤー部分を、ワイヤ
ーにできるだけ応力をかけないように鋭利なメスで切断
した。そして、ワイヤーをリード側の接合部分を起点に
してリードフレームに対して垂直に立ててから、そのワ
イヤーを治具で挟み、この治具をリードフレームに対し
て垂直な方向に引っ張り上げることによってワイヤーに
引っ張り力を与え、ワイヤーが破断したときの応力を測
定することによってリード側にウエッジボンドされたワ
イヤーのネック部の破断荷重を測定した。尚、この方法
は、一般にピール試験又はツィーザー試験といわれる方
法である。
ドに接合されたボールの真上のワイヤー部分を、ワイヤ
ーにできるだけ応力をかけないように鋭利なメスで切断
した。そして、ワイヤーをリード側の接合部分を起点に
してリードフレームに対して垂直に立ててから、そのワ
イヤーを治具で挟み、この治具をリードフレームに対し
て垂直な方向に引っ張り上げることによってワイヤーに
引っ張り力を与え、ワイヤーが破断したときの応力を測
定することによってリード側にウエッジボンドされたワ
イヤーのネック部の破断荷重を測定した。尚、この方法
は、一般にピール試験又はツィーザー試験といわれる方
法である。
【００２７】結果は、超音波振動の方向と平行にボンデ
ィングされたワイヤー２０本の破断荷重の平均値は９．
７ｇ、標準偏差は０．４４ｇであった。又、超音波振動
の方向と垂直な方向にボンディグされたワイヤー２０本
の破断荷重の平均値は９．９ｇ、標準偏差は０．４８ｇ
であった。この結果から、本発明のキャピラリーを用い
た場合、ボンディグされたワイヤーの方向による差は非
常に少ないことが分かった。
ィングされたワイヤー２０本の破断荷重の平均値は９．
７ｇ、標準偏差は０．４４ｇであった。又、超音波振動
の方向と垂直な方向にボンディグされたワイヤー２０本
の破断荷重の平均値は９．９ｇ、標準偏差は０．４８ｇ
であった。この結果から、本発明のキャピラリーを用い
た場合、ボンディグされたワイヤーの方向による差は非
常に少ないことが分かった。
【００２８】一方、本発明の効果を示すために、８°の
フェイス角が一様に設定されているフェイス面を有する
従来キャピラリーを用いて、前記と同様の方法を用いて
ワイヤーボンディングと破断荷重の測定を行った。この
結果は、超音波振動の方向と平行にボンディングされた
ワイヤー１０本の破断荷重の平均値は７．６ｇ、標準偏
差は０．６７ｇであった。又、超音波振動の方向と垂直
な方向にボンディングされたワイヤー１０本の破断荷重
の平均値は９．８ｇ、標準偏差は０．４５ｇであった。
このように、従来のキャピラリーを用いた場合、ボンデ
ィングされたワイヤー方向による破断強度の差は大きか
った。
フェイス角が一様に設定されているフェイス面を有する
従来キャピラリーを用いて、前記と同様の方法を用いて
ワイヤーボンディングと破断荷重の測定を行った。この
結果は、超音波振動の方向と平行にボンディングされた
ワイヤー１０本の破断荷重の平均値は７．６ｇ、標準偏
差は０．６７ｇであった。又、超音波振動の方向と垂直
な方向にボンディングされたワイヤー１０本の破断荷重
の平均値は９．８ｇ、標準偏差は０．４５ｇであった。
このように、従来のキャピラリーを用いた場合、ボンデ
ィングされたワイヤー方向による破断強度の差は大きか
った。
【００２９】
【発明の効果】上述のように、本発明のワイヤーボンデ
ィング用キャピラリーを用いてワイヤーボンディングを
行えば、外部応力に対するワイヤーの抵抗力を増大させ
平均化させることができる。特に、これを半導体素子の
製造工程で用いることにより、半導体素子の性能の向上
を図ることができる。
ィング用キャピラリーを用いてワイヤーボンディングを
行えば、外部応力に対するワイヤーの抵抗力を増大させ
平均化させることができる。特に、これを半導体素子の
製造工程で用いることにより、半導体素子の性能の向上
を図ることができる。
【図１】（ａ）は本発明によるワイヤーボンディング用
キャピラリーの先端フェイス部の構成を示すキャピラリ
ーの中心線上の断面図である。（ｂ）は（ａ）の図面に
垂直な方向でキャピラリーの中心線上の断面図である。
キャピラリーの先端フェイス部の構成を示すキャピラリ
ーの中心線上の断面図である。（ｂ）は（ａ）の図面に
垂直な方向でキャピラリーの中心線上の断面図である。
【図２】（ａ），（ｂ）は本発明のワイヤーボンディン
グ用キャピラリーの外観を示す斜視図である。
グ用キャピラリーの外観を示す斜視図である。
【図３】（ａ），（ｂ）は本発明のワイヤーボンディン
グ用キャピラリーの外観を示す斜視図である。
グ用キャピラリーの外観を示す斜視図である。
【図４】（ａ），（ｂ）は本発明のワイヤーボンディン
グ用キャピラリーの外観を示す斜視図である。
グ用キャピラリーの外観を示す斜視図である。
【図５】（ａ）は従来のワイヤーボンディング用キャピ
ラリーの外観を示す斜視図である。（ｂ）は（ａ）に示
された中心線Ｏに沿う断面図におけるキャピラリーの先
端ファイス部の構成を示す部分拡大図である。
ラリーの外観を示す斜視図である。（ｂ）は（ａ）に示
された中心線Ｏに沿う断面図におけるキャピラリーの先
端ファイス部の構成を示す部分拡大図である。
【図６】（ａ）はワイヤーの長さ方向と超音波振動の方
向とを一致させた状態でボンディングされたワイヤーの
潰れ幅を示す図である。（ｂ）はワイヤーの長さ方向と
超音波振動の方向とを垂直にした状態でボンディングさ
れたワイヤーの潰れ幅を示す図である。
向とを一致させた状態でボンディングされたワイヤーの
潰れ幅を示す図である。（ｂ）はワイヤーの長さ方向と
超音波振動の方向とを垂直にした状態でボンディングさ
れたワイヤーの潰れ幅を示す図である。
【図７】（ａ），（ｂ）は夫々キャピラリーのフェイス
角の大きさとこのキャピラリーによりボンディングされ
たワイヤーの潰れ幅の大きさとの関係を示す図である。
角の大きさとこのキャピラリーによりボンディングされ
たワイヤーの潰れ幅の大きさとの関係を示す図である。
【図８】（ａ），（ｂ）は夫々キャピラリーのフェイス
角の大きさとこのキャピラリーによりボンディングされ
たワイヤーの潰れ幅の大きさとの関係を示す図である。
角の大きさとこのキャピラリーによりボンディングされ
たワイヤーの潰れ幅の大きさとの関係を示す図である。
１，１２ フェイス部 １ａ，１２ａ フェイス面 ２ マーク ３ 切欠部 １０ 直胴部 １１ キャピラリー
Claims (3)
- 【請求項１】 半導体素子の組立工程で用いられる円筒
状の直胴部の先端に中空部を有し滑らかな曲面で形成さ
れたフェイス面を備えたテーパー状のフェイス部が設け
られたワイヤーボンディング用キャピラリーにおいて、 前記フェイス面の所定の方向のフェイス角の大きさとそ
の方向と垂直な方向のフェイス角の大きさとが異なって
いることを特徴とするキャピラリー。 - 【請求項２】 前記大きさの異なるフェイス角は夫々最
大と最小に設定され、フェイス面の最大のフェイス角が
設定された位置から最小のフェイス角が設定された位置
に向けてフェイス角がなだらかに変化していることを特
徴とする請求項１に記載のキャピラリー。 - 【請求項３】 前記キャピラリーの直胴部には所定の大
きさのフェイス角が形成されたフェイス面の位置を示す
マーク又は切欠部が形成されていることを特徴とする請
求項１又は２に記載のキャピラリー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9210801A JPH1154539A (ja) | 1997-08-05 | 1997-08-05 | ワイヤーボンディング用キャピラリー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9210801A JPH1154539A (ja) | 1997-08-05 | 1997-08-05 | ワイヤーボンディング用キャピラリー |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1154539A true JPH1154539A (ja) | 1999-02-26 |
Family
ID=16595368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9210801A Pending JPH1154539A (ja) | 1997-08-05 | 1997-08-05 | ワイヤーボンディング用キャピラリー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1154539A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7051915B2 (en) * | 2002-08-29 | 2006-05-30 | Rohm Co., Ltd. | Capillary for wire bonding and method of wire bonding using it |
| EP3408864A4 (en) * | 2016-01-26 | 2019-07-31 | Kulicke and Soffa Industries, Inc. | WEDGEBONDING TOOLS, WEDGEBONDING SYSTEMS AND RELATED METHODS |
-
1997
- 1997-08-05 JP JP9210801A patent/JPH1154539A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7051915B2 (en) * | 2002-08-29 | 2006-05-30 | Rohm Co., Ltd. | Capillary for wire bonding and method of wire bonding using it |
| EP3408864A4 (en) * | 2016-01-26 | 2019-07-31 | Kulicke and Soffa Industries, Inc. | WEDGEBONDING TOOLS, WEDGEBONDING SYSTEMS AND RELATED METHODS |
| US10987753B2 (en) | 2016-01-26 | 2021-04-27 | Kulicke And Soffa Industries, Inc. | Wedge bonding tools, wedge bonding systems, and related methods |
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