JPS60202948A - ワイヤボンデイング方法 - Google Patents

ワイヤボンデイング方法

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JPS60202948A
JPS60202948A JP59061381A JP6138184A JPS60202948A JP S60202948 A JPS60202948 A JP S60202948A JP 59061381 A JP59061381 A JP 59061381A JP 6138184 A JP6138184 A JP 6138184A JP S60202948 A JPS60202948 A JP S60202948A
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JP
Japan
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copper wire
wire
bonding
semiconductor chip
chip
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JP59061381A
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Saneyasu Hirota
弘田　実保
Kazumichi Machida
一道 町田
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野〕 この発明は、工Ｃやトランジスタなどの製造において、
金属細線を接続するワイヤボンディング方法、特にボー
ルボンディング方法に関するものである。
〔従来技術〕
従来ボンディング用金属細線としては金線が使用されて
いるが、コストが高くつくという欠点があるため、金に
替えて銅ワイヤを用いることが考えられる。なお、ワイ
ヤボンディングにおいては、超音波併用熱圧着方式のボ
ールボンディングが主に用いられる。第１図にはボンデ
ィング部分の部分正面図を示す。図において（１）は銅
ワイヤ、（２）はアルミ電極、（３）は、半導体チップ
この場合はＳｉチップ、（４）はリード、（５）はボー
ルポンド部、（６）はステッチボンド部を示す。この方
式はワイヤの先端をアーク入熱で溶融、凝固させた時形
成される球状部をアルミ電極（２）に接合させる事を特
徴としているが、銅ワイヤ（１）を用いた場合、硬度お
よび加工硬化指数が金に比べて高いため、所望のボンデ
ィング強度を得ようとすれば上記過程において、超音波
の出力すなわち振動振幅を金に比べて大きく設定するこ
とが必要となる。ところが、超音波の振動振幅を大きく
することは、Ｓｉチップ（３）にクラックを発生させる
要因となる。第２図は円筒状キャピラリチップの軸に浴
って貫通孔が囲いており貫通孔から銅ワイヤが供給され
ている図でポンディング時のクラックの発生状況を示す
。第２図（ａ）は銅ワイヤ接合前、第２図（ｂ）は銅ワ
イヤ接合後を示している。図において、（７）はキャピ
ラリチップ、（８）は銅ワイヤの球状部、（９）は発生
したクラックである。このクラック（９）は半導体素子
の電気特性劣化の原因となる懸念があシ、また焼鈍され
た純銅ワイヤを使用しても、必要な接合強度を得ようと
すると、５〜１０％の確率で発生していた。
〔発明の概要〕
この発明は、上記のような欠点を除去するためになされ
たもので、半導体チップ上に設けられた電極にワイヤボ
ンダのキャピラリチップを用いて銅ワイヤを超音波振動
で接合させるものにおいて、上記銅ワイヤを電極に接合
する際上記キャピラリチップ先端部を加熱することによ
って、銅ワイヤの強度すなわち硬度を低下させ、半導体
チップにクラックを発生させずに健全な接合状態の得ら
れるワイヤポンディング方法を提供することを目的とし
ている。
〔発明の実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第３
図は、この発明のポンディング方法の一実施例を示す正
面図で、図において（１０）はキャピラリチップ加熱用
のヒータである。また第４図は銅ワイヤ（１）のビッカ
ース硬さくＨｖ）の温度（’［’）による変化を示した
特性図であり、加熱温度を高くするに伴なって硬さが低
下しＴ＝１００℃において室温での硬さくＨｖ）の９０
％、１５０℃で８０％程度に低下することが判る。また
点線は銅ワイヤの断線を示し、１５０℃以上の温度に加
熱することは銅ワイヤ（１）の表面酸化が故しくなるこ
と、およびキャピラリチップ（７）、内面と銅ワイヤ（
１）との間の摩擦係数が大きくなり銅ワイヤ（１）の強
度低下とあいまって破断が相栄的に発生し易くなること
から好ましくない。第５図は必要な接合強度を得るため
に必要なキャピラリチップ（７）先端の温度（Ｔ）と超
音波振動の振幅（ロ）の関係を示す特性図である。温度
Ｔ＝１００℃で超音波振動の振幅に）を常温の８７−に
下げることができ、Ｔ＝１００℃以上に設定すると、Ｓ
ｌのクラック（９）は発生しなかった。しかしＴ＝１０
０℃以下、α＝　１．７　Ｍｍ以上の条件では最大で１
０％位の確率でクラック（９）が発生し、Ｔ＝１５０℃
以上に設定するとクラック（９）は発生しないが、上記
のような、銅ワイヤ（１）の酸化、破断という不良を発
生する。
以上の結果からキャピラリチップ先端（７）の温度（Ｔ
Ｊを１００℃〜１５０℃の温度範囲に加熱することが最
も実用的であることが判明した。
なお、上記実施例においては、加熱手段としてヒータ（
ｌＯ）を用いた例を示したが、レーデ、熱風などの別の
熱源を用いてキャピラリチップ（７）先端を加熱しても
よい。
［発明の効果〕 以上のように、この発明によれば半導体チップ上に設け
られた電極にワイヤボンダのキャピラリチップを用いて
銅ワイヤを超音波振動で接合させるものにおいて、上記
銅ワイヤを電極に接合する際、上記キャピラリチップ先
端部を加熱するようにしたので、銅ワイヤの強度すなわ
ち硬度を低下させ、半導体チップにクラックをほとんど
発生させずに健全な接合状態を得ることが出来るように
なり、現在ワイヤポンディング方法に用いられている金
ワイヤに代わって銅ワイヤの使用がり能になり、大幅な
材料原紙が実現できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は半導体チップのワイヤポンディング部の部分正
面図、第２図はポンディング時のクランク発生状況を示
す断面図、第３図はこの発明の一実施例を示す正面図、
第４図は銅ワイヤのビッカース強度の湿度による変化を
示す特性図、第５図は必要な接合強度を得るための温度
と超音波振幅並びにクラック発生率の関係を示す特性図
である。 （１）・・・銅ワイヤ、（２）・・・電極、（３）・・
・半導体チップ、（４）・・・リード、　（５）・・・
ポールボンド部、（６）・・・ステッチボンド部、（７
）・・・キャビクリチップ、（８）・・・銅ポール、（
９）・・・クラック、（ｌＯ５）・・・ヒータなお図中
同一符号は同−又は相当部分を示す。 第１図 第２図 （１２）　（１） 第３図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）半導体チップ上に設けられた電極にワイヤボンダ
    のキャピラリチップを用いて銅ワイヤを超音波振動で接
    合させるものにおいて、上記銅ワイヤを電極に接合する
    際上記亡ヤピラリチップ先端部を加熱することを特徴と
    するワイヤボンディング方法。
  2. （２）キャピラリチップ先端部を１００’Ｃ〜１５０℃
    の温度範囲で加熱するようにした特許請求の範囲第１項
    記載のワイヤボンディング方法。
JP59061381A 1984-03-27 1984-03-27 ワイヤボンデイング方法 Pending JPS60202948A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013171964A (ja) * 2012-02-21 2013-09-02 Ultrasonic Engineering Co Ltd 超音波ワイヤボンディング装置および超音波ワイヤボンディング方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013171964A (ja) * 2012-02-21 2013-09-02 Ultrasonic Engineering Co Ltd 超音波ワイヤボンディング装置および超音波ワイヤボンディング方法

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