JP3476643B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体チップと
リードフレームの電極パッドを熱圧着ワイヤボンディン
グ方式によって結合する半導体装置の製造方法に関する
ものである。 【０００２】 【従来の技術】従来の半導体装置におけるワイヤのワイ
ヤボンディング部の側面図を図７に示す。図７のように
形成するためのワイヤボンディング直前の状態を図８、
ワイヤボンディング後の断面図を図９に示す。図におい
て、１は半導体チップ、２はアルミまたはアルミ合金の
電極パッド、３はワイヤ、４はワイヤ３の端部の圧着部
であり、圧着前のワイヤ３は図８に示すように放電等に
より端部を溶融して略球状の圧着ボール３ａを形成して
いる。５はワイヤ３の端部の圧着部４と電極パッド２が
結合された凝着部、６は中心部にワイヤ３が挿通される
挿通孔６ａが設けられたキャピラリーツールであり、こ
のキャピラリーツール６下端の挿通孔６ａの角部は面取
り等により圧着ボールの装着空間が設けられている。 【０００３】半導体装置の半導体チップとリードフレー
ム間の接続は、主に金や金合金等で構成されたワイヤ３
の端部に放電等によって略球状の圧着ボール３ａを形成
し、ワイヤ３をキャピラリツール６の挿通孔６ａに挿通
し、超音波振動等のエネルギを加えながら圧着ボール３
ａを半導体チップ１の電極パッド２に押圧し、圧着ボー
ル３ａは外周方向へ塑性流動させて、図９のように変形
させ、電極パッド２とキャピラリツール６下端との間に
はみ出させ、このはみ出し部においてワイヤ端と電極パ
ッド２とが一体に結合し凝着部５が形成される。 【０００４】このように従来のワイヤボンディング方式
では、中央部の変形時には押圧力が弱く凝着するに至ら
ず、凝着しているのは外周部のみであり、凝着部の面積
を確保するにはある程度外径を大きくしておくことが必
要であり、ワイヤの間隔を小さくするのに限度があっ
た。 【０００５】凝着面積を確保し、ワイヤ間隔を小さくす
る手段として、特開平５−２６７３８２号公報に示され
たものがある。この方法は凝着部の外形が楕円形になる
ようにキャピラリツールの先端の押圧部の形状を楕円形
に形成し押圧するようにし、ワイヤ端の凝着部を短径方
向に整列させて間隔が大きくならないようにしたもので
ある。この方法では、キャピラリツールの先端の加工が
複雑であり、ワイヤボンディング時には方向を正確に制
御する必要があり、作業が煩雑になる。 【０００６】また、特開平４−２８２４１号公報「半導
体装置の製造方法」には、圧着ボールをキャピラリツー
ルの超音波の振動方向に対して平行な方向に長い楕円形
になることを利用した方法が示されている。図１０に特
開平２ー２８２４１号公報のワイヤボンディング部の平
面図、図１１に半導体装置の平面図を示す。図におい
て、１２は半導体装置の電極パッド、１３はワイヤ、１
４はワイヤ端の圧着部である。 【０００７】この方法では、キャピラリツールの超音波
の振動方向を半導体装置の辺毎に変えて押圧する方法が
とられる。図１０のように圧着部１４が楕円形であり、
凝着部の面積を大きくし、電極パッド１２の圧着部１４
の間隔を狭めて配置することができる。ただし、図１１
のように、４辺に圧着部１４を配置する形態の半導体チ
ップにおいては、縦の辺に配列される電極パッド１３と
横の辺に配列される電極パッド１３の電極の間隔を両方
とも小さくするためには、縦の辺に配置された圧着部と
横の辺に配置された圧着部の配置ピッチが異なり、これ
に対応するために、縦、横の向きの異なる２台のボンダ
により行うか、または縦横の方向毎に向きを変えるかし
てワイヤボンディングが行われ、ワイヤ間隔を小さくで
きる利点があるが、四辺にパッドを有するチップに対し
ては、ボンディング時のキャピラリツールの振動方向を
辺毎に方向を変える煩雑な制御が必要であり、ボンディ
ング装置のコストが高くなる。 【０００８】また、特開平１−２７３３２５号公報「キ
ャピラリ及びキャピラリを使用する半導体装置の製造方
法」には、キャピラリ先端の圧着に必要な直径より外周
部の半径を外周側で小さくして圧着部の外形が大きくな
るのを抑制した方法が示されている。 【０００９】 【発明が解決しようとする課題】半導体装置の寸法を縮
小するためにはワイヤボンディング部の寸法を小さくす
ることが重要であるが、上記の従来の半導体装置の熱圧
着ワイヤボンディングでは、キャピラリツールの下端面
に押し付けられる部分に凝着部がリング状に形成される
ので、振動や引張荷重などの外力に対して、変形や破断
が生じないように必要な面積を確保すると、外形が大き
くなり半導体装置の小形化のネックになっている。凝着
部を楕円形に形成する方法では、キャピラリツールの加
工、押圧時の制御が煩雑であり、生産性に難があるとい
う問題点があった。 【００１０】この発明は、半導体装置の電極パッドとワ
イヤとの圧着部の凝着部面積を確保し、且つ圧着部の外
形が小さく、ワイヤ引出方向に対する横幅が縮小され
て、電極パッドの間隔が狭められると共に、ワイヤに加
わる荷重に対して強度が確保された半導体装置を製造す
る半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。 【００１１】 【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る半導体装置の製造方法は、圧着ボールを圧着するキャ
ピラリツールは、中心部に上記ワイヤが挿通される挿通
孔を設け、この挿通孔の下端に圧着ボールが装着される
装着空間を形成し、この装着空間の容積は圧着ボールの
体積の４０乃至６０パーセントとし、挿通されたワイヤ
の先端に圧着ボールを形成し、圧着ボールを電極パッド
に接触させ、圧着初期段階からキャピラリーツールに超
音波振動を与え、電極パッドに、圧着ボールが装着され
たキャピラリツールを半導体装置の外縁側へずらせて圧
着する半導体装置の製造方法である。 【００１２】 【発明の実施の形態】実施の形態１． この発明の実施の形態１．の構成を、図１、図２、図３
に示す。図１は半導体装置のワイヤボンディング部の側
断面図であり、図２はワイヤボンディング部の圧着初期
段階における側断面図、図３はワイヤボンディング部の
圧着後の凝着部の凝着状況を示す側面図である。図にお
いて、２１は半導体チップ、２２はアルミまたはアルミ
合金の電極パッド、２３はワイヤ、２３ａはワイヤ２３
の端部に形成された圧着ボール、２４はワイヤ３の圧着
後の圧着部、２４ａは圧着部のキャピラリツールの下端
面と電極パッドとの間にはみ出たはみ出し部である。２
６は中心部にワイヤの挿通孔２６ａが設けられたキャピ
ラリツール、２６ｂはキャピラリーツールの端部に設け
られた装着空間である。 【００１３】実際のワイヤボンディングでは、ワイヤ２
３は直径約３０μｍの金または金合金が使用され、この
ワイヤ２３の先端に例えば放電等によって約５０μｍの
圧着ボール２３ａを形成する。キャピラリツール２６の
ワイヤの挿通孔２６ａは約４０μｍに加工され、下端に
は挿通孔２６ａの内側角部を面取りして圧着ボール２３
ａが装着される装着空間２６ｂが設けられている。 【００１４】圧着動作は、圧着ボール２３ａを形成した
ワイヤ３をキャピラリツール２６の挿通孔２６ａに挿入
し、圧着ボール２３ａを装着空間２６ｂに装着して、キ
ャピラリツール２６を電極パッド２２の所定の位置に移
動して、圧着ボール２３ａを電極パッド２２に押し付け
る。この時のボンディング荷重は、ボールの変形が生じ
て接触面積が、初期の圧着ボール２３ａの直径を越えな
いように約１０ｇｆとする。この時の変形状態を図２に
示す。図のように圧着ボール２３ａを、キャピラリツー
ル２６で、圧着ボール２３ａに約１０ｇｆの荷重を加え
て電極パッド２２に押しつける。そして、圧着ボール２
３ａの電極パッド２２に押しつけ開始から１ｍｓ以内に
発振振幅が設定値の１／２以上になるような立ち上がり
が急峻な超音波振動を、キャピラリツール２６からボー
ル２３ａに与えて図１の状態になるように圧着する。 【００１５】このように従来に比較してあまり強くない
押圧力で押し付け、押し付けの初期段階から超音波振動
を加えることにより、図３に示すように、接触面の中央
部から凝着部が生成され、さらに押圧を継続することに
より、図３に示す通りに塑性流動によって圧着ボール２
３ａと電極パッド２２の接合面の全面に凝着部が形成さ
れ、小さな接合面で強い密着強度が得られる。 【００１６】超音波振動の立ち上がり特性が緩慢である
と、圧着ボールの変形が進行してから凝着が開始され、
中央部に凝着部が生成しないため、超音波振動の立ち上
がりは速やかであることが望ましい。この実施例では超
音波振動の立ち上がりを１ｍｓ以内に与える振幅は設定
値の少なくとも１／２以上で加振したが、より急峻な立
ち上がりの超音波振動を与えることが、より中央部から
密着力の強い凝着部を形成できる。 【００１７】この発明は、キャピラリツール２６に装着
された圧着ボール２３ａを電極パッド２２に押圧して変
形したときに、キャピラリツール２６の端面と電極パッ
ドの間にはみ出す平板部分の容積を小さくすることが重
要であり、圧着ボール２３ａの体積に対する装着空間２
６ｂの容積の割合を変えて圧着ボール２３ａの電極パッ
ドに接合強度を求めた結果を図４に示す。この結果よ
り、圧着部のせん断強度は、装着空間２６ｂの容積が圧
着ボール体積の２０〜６０パーセントの範囲で強い値が
得られている。ワイヤ２３の太さは約３０μｍの微細な
単位を対象とするものでありキャピラリツール２６の装
着空間を精度よく加工することは困難であり、この点を
考慮すると圧着ボールの体積に対する装着空間の容積は
４０〜６０パーセントが妥当な値である。 【００１８】また、圧着後のキャピラリツール２６の端
面と電極パッド２２との間にはみ出した平坦部の接合界
面の端部に応力集中が生じる。この応力集中の度合いを
知るために、はみ出し部の厚さと長さの異なる試料を製
作し、ワイヤに荷重をかけて平坦部の縁部応力を求めた
結果を図５に示す。この結果から、平坦部は薄いほど応
力集中の度合いは少なく、長さが長い程応力集中度合い
は小さくなっており、厚さと長さがほぼ等しくなる点で
応力が飽和している。 【００１９】以上のことから、半導体装置のワイヤボン
ディングの寸法を小さくするためには、キャピラリツー
ルの端部に設けられた装着空間２６ａは、圧着ボール２
３ａの体積に対し４０〜６０パーセントにし、圧着ボー
ル２３ａが電極パッドに接触して１ｍｓ以内に超音波振
動を加えて圧着することにより、圧着部の全面が凝着部
となり、図５に示す傾向から圧着部のキャピラリツール
からはみ出した平坦部の長さは平坦部厚さ前後になるよ
うに圧着部を押圧することで、小さな寸法の圧着部が形
成できる。 【００２０】また、この実施の形態１．ではボンディン
グ荷重は１０ｇｆとしたが、装置上ワイヤの送給抵抗な
どの影響を受けない範囲で圧着ボールの電極パッドへの
接触を検出できるならば、より小さいボンディング荷重
とすることで、より中央部から密着力の強い凝着部が形
成できる。 【００２１】以上は、金を用いた場合について述べた
が、より弾性限度の高い材料とすることでボールの変形
を抑制できるため、さらに強い密着力の凝着部が形成で
きる。 【００２２】このように、ワイヤ２３の圧着ボール２３
ａの押圧の初期段階から超音波振動を与えることによ
り、押圧力を低い値に設定して押圧することで、形成さ
れた凝着部は、小さな面積で所望の密着強度が得られ、
且つ、電極パッドが小さくできるので、半導体装置が小
形にできる。 【００２３】実施の形態２． 図６に実施の形態２のワイヤボンディング部の形状を示
す。実施の形態２は、ボンディング部の横幅方向のはみ
出し量を少なくし、応力集中する部分に必要なはみ出し
量を確保したものである。図において、４３はワイヤ、
４４は圧着部、４４ａは平坦部である。この構成は、ボ
ンディング時のキャピラリツールの最終停止位置を半導
体装置の外縁側に所定量移動させた位置とする製造方法
とすることで実現できる。 【００２４】このような製造方法により半導体装置を製
造すると、ボンディング部からワイヤ４３が半導体装置
の外周部の接続部の方向に延線される延線方向の背面側
のみに平坦部４４ａが確保され、横幅方向のはみ出し幅
が小さくなり、電極パッドの横幅は小さく、ワイヤによ
る応力集中が回避されたボンディング部となり、寸法が
縮小された半導体装置が得られる。 【００２５】 【発明の効果】この発明の請求項１に係る半導体装置の
製造方法はは、圧着ボールを圧着するキャピラリツール
は、中心部に上記ワイヤが挿通される挿通孔を設け、こ
の挿通孔の下端に圧着ボールが装着される装着空間を形
成し、この装着空間の容積は圧着ボールの体積の４０乃
至６０パーセントとし、挿通されたワイヤの先端に圧着
ボールを形成し、圧着ボールを電極パッドに接触させ、
圧着初期段階からキャピラリーツールに超音波振動を与
え、キャピラリツールの最終停止位置を半導体装置の外
縁側に所定量移動させた位置とする製造方法であって、
ボンディング部からワイヤが半導体装置の外周部の接続
部の方向に延線される延線方向の背面側のみに平坦部が
確保されて応力集中が小さくなり、横幅方向のはみ出し
幅が小さいボンディング部となって縮小された半導体装
置が製造できる。
リードフレームの電極パッドを熱圧着ワイヤボンディン
グ方式によって結合する半導体装置の製造方法に関する
ものである。 【０００２】 【従来の技術】従来の半導体装置におけるワイヤのワイ
ヤボンディング部の側面図を図７に示す。図７のように
形成するためのワイヤボンディング直前の状態を図８、
ワイヤボンディング後の断面図を図９に示す。図におい
て、１は半導体チップ、２はアルミまたはアルミ合金の
電極パッド、３はワイヤ、４はワイヤ３の端部の圧着部
であり、圧着前のワイヤ３は図８に示すように放電等に
より端部を溶融して略球状の圧着ボール３ａを形成して
いる。５はワイヤ３の端部の圧着部４と電極パッド２が
結合された凝着部、６は中心部にワイヤ３が挿通される
挿通孔６ａが設けられたキャピラリーツールであり、こ
のキャピラリーツール６下端の挿通孔６ａの角部は面取
り等により圧着ボールの装着空間が設けられている。 【０００３】半導体装置の半導体チップとリードフレー
ム間の接続は、主に金や金合金等で構成されたワイヤ３
の端部に放電等によって略球状の圧着ボール３ａを形成
し、ワイヤ３をキャピラリツール６の挿通孔６ａに挿通
し、超音波振動等のエネルギを加えながら圧着ボール３
ａを半導体チップ１の電極パッド２に押圧し、圧着ボー
ル３ａは外周方向へ塑性流動させて、図９のように変形
させ、電極パッド２とキャピラリツール６下端との間に
はみ出させ、このはみ出し部においてワイヤ端と電極パ
ッド２とが一体に結合し凝着部５が形成される。 【０００４】このように従来のワイヤボンディング方式
では、中央部の変形時には押圧力が弱く凝着するに至ら
ず、凝着しているのは外周部のみであり、凝着部の面積
を確保するにはある程度外径を大きくしておくことが必
要であり、ワイヤの間隔を小さくするのに限度があっ
た。 【０００５】凝着面積を確保し、ワイヤ間隔を小さくす
る手段として、特開平５−２６７３８２号公報に示され
たものがある。この方法は凝着部の外形が楕円形になる
ようにキャピラリツールの先端の押圧部の形状を楕円形
に形成し押圧するようにし、ワイヤ端の凝着部を短径方
向に整列させて間隔が大きくならないようにしたもので
ある。この方法では、キャピラリツールの先端の加工が
複雑であり、ワイヤボンディング時には方向を正確に制
御する必要があり、作業が煩雑になる。 【０００６】また、特開平４−２８２４１号公報「半導
体装置の製造方法」には、圧着ボールをキャピラリツー
ルの超音波の振動方向に対して平行な方向に長い楕円形
になることを利用した方法が示されている。図１０に特
開平２ー２８２４１号公報のワイヤボンディング部の平
面図、図１１に半導体装置の平面図を示す。図におい
て、１２は半導体装置の電極パッド、１３はワイヤ、１
４はワイヤ端の圧着部である。 【０００７】この方法では、キャピラリツールの超音波
の振動方向を半導体装置の辺毎に変えて押圧する方法が
とられる。図１０のように圧着部１４が楕円形であり、
凝着部の面積を大きくし、電極パッド１２の圧着部１４
の間隔を狭めて配置することができる。ただし、図１１
のように、４辺に圧着部１４を配置する形態の半導体チ
ップにおいては、縦の辺に配列される電極パッド１３と
横の辺に配列される電極パッド１３の電極の間隔を両方
とも小さくするためには、縦の辺に配置された圧着部と
横の辺に配置された圧着部の配置ピッチが異なり、これ
に対応するために、縦、横の向きの異なる２台のボンダ
により行うか、または縦横の方向毎に向きを変えるかし
てワイヤボンディングが行われ、ワイヤ間隔を小さくで
きる利点があるが、四辺にパッドを有するチップに対し
ては、ボンディング時のキャピラリツールの振動方向を
辺毎に方向を変える煩雑な制御が必要であり、ボンディ
ング装置のコストが高くなる。 【０００８】また、特開平１−２７３３２５号公報「キ
ャピラリ及びキャピラリを使用する半導体装置の製造方
法」には、キャピラリ先端の圧着に必要な直径より外周
部の半径を外周側で小さくして圧着部の外形が大きくな
るのを抑制した方法が示されている。 【０００９】 【発明が解決しようとする課題】半導体装置の寸法を縮
小するためにはワイヤボンディング部の寸法を小さくす
ることが重要であるが、上記の従来の半導体装置の熱圧
着ワイヤボンディングでは、キャピラリツールの下端面
に押し付けられる部分に凝着部がリング状に形成される
ので、振動や引張荷重などの外力に対して、変形や破断
が生じないように必要な面積を確保すると、外形が大き
くなり半導体装置の小形化のネックになっている。凝着
部を楕円形に形成する方法では、キャピラリツールの加
工、押圧時の制御が煩雑であり、生産性に難があるとい
う問題点があった。 【００１０】この発明は、半導体装置の電極パッドとワ
イヤとの圧着部の凝着部面積を確保し、且つ圧着部の外
形が小さく、ワイヤ引出方向に対する横幅が縮小され
て、電極パッドの間隔が狭められると共に、ワイヤに加
わる荷重に対して強度が確保された半導体装置を製造す
る半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。 【００１１】 【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る半導体装置の製造方法は、圧着ボールを圧着するキャ
ピラリツールは、中心部に上記ワイヤが挿通される挿通
孔を設け、この挿通孔の下端に圧着ボールが装着される
装着空間を形成し、この装着空間の容積は圧着ボールの
体積の４０乃至６０パーセントとし、挿通されたワイヤ
の先端に圧着ボールを形成し、圧着ボールを電極パッド
に接触させ、圧着初期段階からキャピラリーツールに超
音波振動を与え、電極パッドに、圧着ボールが装着され
たキャピラリツールを半導体装置の外縁側へずらせて圧
着する半導体装置の製造方法である。 【００１２】 【発明の実施の形態】実施の形態１． この発明の実施の形態１．の構成を、図１、図２、図３
に示す。図１は半導体装置のワイヤボンディング部の側
断面図であり、図２はワイヤボンディング部の圧着初期
段階における側断面図、図３はワイヤボンディング部の
圧着後の凝着部の凝着状況を示す側面図である。図にお
いて、２１は半導体チップ、２２はアルミまたはアルミ
合金の電極パッド、２３はワイヤ、２３ａはワイヤ２３
の端部に形成された圧着ボール、２４はワイヤ３の圧着
後の圧着部、２４ａは圧着部のキャピラリツールの下端
面と電極パッドとの間にはみ出たはみ出し部である。２
６は中心部にワイヤの挿通孔２６ａが設けられたキャピ
ラリツール、２６ｂはキャピラリーツールの端部に設け
られた装着空間である。 【００１３】実際のワイヤボンディングでは、ワイヤ２
３は直径約３０μｍの金または金合金が使用され、この
ワイヤ２３の先端に例えば放電等によって約５０μｍの
圧着ボール２３ａを形成する。キャピラリツール２６の
ワイヤの挿通孔２６ａは約４０μｍに加工され、下端に
は挿通孔２６ａの内側角部を面取りして圧着ボール２３
ａが装着される装着空間２６ｂが設けられている。 【００１４】圧着動作は、圧着ボール２３ａを形成した
ワイヤ３をキャピラリツール２６の挿通孔２６ａに挿入
し、圧着ボール２３ａを装着空間２６ｂに装着して、キ
ャピラリツール２６を電極パッド２２の所定の位置に移
動して、圧着ボール２３ａを電極パッド２２に押し付け
る。この時のボンディング荷重は、ボールの変形が生じ
て接触面積が、初期の圧着ボール２３ａの直径を越えな
いように約１０ｇｆとする。この時の変形状態を図２に
示す。図のように圧着ボール２３ａを、キャピラリツー
ル２６で、圧着ボール２３ａに約１０ｇｆの荷重を加え
て電極パッド２２に押しつける。そして、圧着ボール２
３ａの電極パッド２２に押しつけ開始から１ｍｓ以内に
発振振幅が設定値の１／２以上になるような立ち上がり
が急峻な超音波振動を、キャピラリツール２６からボー
ル２３ａに与えて図１の状態になるように圧着する。 【００１５】このように従来に比較してあまり強くない
押圧力で押し付け、押し付けの初期段階から超音波振動
を加えることにより、図３に示すように、接触面の中央
部から凝着部が生成され、さらに押圧を継続することに
より、図３に示す通りに塑性流動によって圧着ボール２
３ａと電極パッド２２の接合面の全面に凝着部が形成さ
れ、小さな接合面で強い密着強度が得られる。 【００１６】超音波振動の立ち上がり特性が緩慢である
と、圧着ボールの変形が進行してから凝着が開始され、
中央部に凝着部が生成しないため、超音波振動の立ち上
がりは速やかであることが望ましい。この実施例では超
音波振動の立ち上がりを１ｍｓ以内に与える振幅は設定
値の少なくとも１／２以上で加振したが、より急峻な立
ち上がりの超音波振動を与えることが、より中央部から
密着力の強い凝着部を形成できる。 【００１７】この発明は、キャピラリツール２６に装着
された圧着ボール２３ａを電極パッド２２に押圧して変
形したときに、キャピラリツール２６の端面と電極パッ
ドの間にはみ出す平板部分の容積を小さくすることが重
要であり、圧着ボール２３ａの体積に対する装着空間２
６ｂの容積の割合を変えて圧着ボール２３ａの電極パッ
ドに接合強度を求めた結果を図４に示す。この結果よ
り、圧着部のせん断強度は、装着空間２６ｂの容積が圧
着ボール体積の２０〜６０パーセントの範囲で強い値が
得られている。ワイヤ２３の太さは約３０μｍの微細な
単位を対象とするものでありキャピラリツール２６の装
着空間を精度よく加工することは困難であり、この点を
考慮すると圧着ボールの体積に対する装着空間の容積は
４０〜６０パーセントが妥当な値である。 【００１８】また、圧着後のキャピラリツール２６の端
面と電極パッド２２との間にはみ出した平坦部の接合界
面の端部に応力集中が生じる。この応力集中の度合いを
知るために、はみ出し部の厚さと長さの異なる試料を製
作し、ワイヤに荷重をかけて平坦部の縁部応力を求めた
結果を図５に示す。この結果から、平坦部は薄いほど応
力集中の度合いは少なく、長さが長い程応力集中度合い
は小さくなっており、厚さと長さがほぼ等しくなる点で
応力が飽和している。 【００１９】以上のことから、半導体装置のワイヤボン
ディングの寸法を小さくするためには、キャピラリツー
ルの端部に設けられた装着空間２６ａは、圧着ボール２
３ａの体積に対し４０〜６０パーセントにし、圧着ボー
ル２３ａが電極パッドに接触して１ｍｓ以内に超音波振
動を加えて圧着することにより、圧着部の全面が凝着部
となり、図５に示す傾向から圧着部のキャピラリツール
からはみ出した平坦部の長さは平坦部厚さ前後になるよ
うに圧着部を押圧することで、小さな寸法の圧着部が形
成できる。 【００２０】また、この実施の形態１．ではボンディン
グ荷重は１０ｇｆとしたが、装置上ワイヤの送給抵抗な
どの影響を受けない範囲で圧着ボールの電極パッドへの
接触を検出できるならば、より小さいボンディング荷重
とすることで、より中央部から密着力の強い凝着部が形
成できる。 【００２１】以上は、金を用いた場合について述べた
が、より弾性限度の高い材料とすることでボールの変形
を抑制できるため、さらに強い密着力の凝着部が形成で
きる。 【００２２】このように、ワイヤ２３の圧着ボール２３
ａの押圧の初期段階から超音波振動を与えることによ
り、押圧力を低い値に設定して押圧することで、形成さ
れた凝着部は、小さな面積で所望の密着強度が得られ、
且つ、電極パッドが小さくできるので、半導体装置が小
形にできる。 【００２３】実施の形態２． 図６に実施の形態２のワイヤボンディング部の形状を示
す。実施の形態２は、ボンディング部の横幅方向のはみ
出し量を少なくし、応力集中する部分に必要なはみ出し
量を確保したものである。図において、４３はワイヤ、
４４は圧着部、４４ａは平坦部である。この構成は、ボ
ンディング時のキャピラリツールの最終停止位置を半導
体装置の外縁側に所定量移動させた位置とする製造方法
とすることで実現できる。 【００２４】このような製造方法により半導体装置を製
造すると、ボンディング部からワイヤ４３が半導体装置
の外周部の接続部の方向に延線される延線方向の背面側
のみに平坦部４４ａが確保され、横幅方向のはみ出し幅
が小さくなり、電極パッドの横幅は小さく、ワイヤによ
る応力集中が回避されたボンディング部となり、寸法が
縮小された半導体装置が得られる。 【００２５】 【発明の効果】この発明の請求項１に係る半導体装置の
製造方法はは、圧着ボールを圧着するキャピラリツール
は、中心部に上記ワイヤが挿通される挿通孔を設け、こ
の挿通孔の下端に圧着ボールが装着される装着空間を形
成し、この装着空間の容積は圧着ボールの体積の４０乃
至６０パーセントとし、挿通されたワイヤの先端に圧着
ボールを形成し、圧着ボールを電極パッドに接触させ、
圧着初期段階からキャピラリーツールに超音波振動を与
え、キャピラリツールの最終停止位置を半導体装置の外
縁側に所定量移動させた位置とする製造方法であって、
ボンディング部からワイヤが半導体装置の外周部の接続
部の方向に延線される延線方向の背面側のみに平坦部が
確保されて応力集中が小さくなり、横幅方向のはみ出し
幅が小さいボンディング部となって縮小された半導体装
置が製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１．の半導体装置の圧
着部の側断面図である。 【図２】 この発明の図１の実施の形態１．の半導体装
置の圧着部の押圧直後の側面図である。 【図３】 この発明の実施の形態１．の圧着状態の形状
及び接合部の凝着状況を示す断面図である。 【図４】 この発明の実施の形態１．圧着部の圧着ボー
ルの体積と装着空間の容積の比と凝着部のせん弾せん断
強度の関係を示すグラフである。 【図５】 圧着部の外周平坦部の厚さに対する幅と電極
パッドの接合界面端部の引張応力の関係を示すグラフで
ある。 【図６】 この発明の実施の形態２．の圧着部の斜視図
である。 【図７】 従来の半導体装置の圧着部の側面図である。 【図８】 従来の半導体装置圧着部の圧着直前の状態を
示す側面図である。 【図９】 従来の半導体装置の圧着部の接合状態を示す
断面図である。 【図１０】 従来の他の半導体装置の圧着部の平面図で
ある。 【図１１】 従来の図１０の圧着部を半導体装置に装着
された状態を示す平面図である。 【符号の説明】 ２１ 半導体チップ、２２ 電極パッド、２３ ワイ
ヤ、２３ａ 圧着空間、２４ 圧着部、２４ａ 平坦
部、２５ 凝着部、２６ キャピラリツール、２６ａ
挿通孔、２６ｂ 装着空間、４３ ワイヤ、４４ 圧着
部、４４ａ 平坦部。
着部の側断面図である。 【図２】 この発明の図１の実施の形態１．の半導体装
置の圧着部の押圧直後の側面図である。 【図３】 この発明の実施の形態１．の圧着状態の形状
及び接合部の凝着状況を示す断面図である。 【図４】 この発明の実施の形態１．圧着部の圧着ボー
ルの体積と装着空間の容積の比と凝着部のせん弾せん断
強度の関係を示すグラフである。 【図５】 圧着部の外周平坦部の厚さに対する幅と電極
パッドの接合界面端部の引張応力の関係を示すグラフで
ある。 【図６】 この発明の実施の形態２．の圧着部の斜視図
である。 【図７】 従来の半導体装置の圧着部の側面図である。 【図８】 従来の半導体装置圧着部の圧着直前の状態を
示す側面図である。 【図９】 従来の半導体装置の圧着部の接合状態を示す
断面図である。 【図１０】 従来の他の半導体装置の圧着部の平面図で
ある。 【図１１】 従来の図１０の圧着部を半導体装置に装着
された状態を示す平面図である。 【符号の説明】 ２１ 半導体チップ、２２ 電極パッド、２３ ワイ
ヤ、２３ａ 圧着空間、２４ 圧着部、２４ａ 平坦
部、２５ 凝着部、２６ キャピラリツール、２６ａ
挿通孔、２６ｂ 装着空間、４３ ワイヤ、４４ 圧着
部、４４ａ 平坦部。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平６−45392（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−43747（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−218147（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−48742（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−8308（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−4097（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/60
H01L 21/607
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 金属細線からなるワイヤの先端に略球状
の圧着ボールを形成し、該圧着ボールを半導体チップの
電極パッドに熱圧着する半導体装置の製造方法におい
て、上記圧着ボールを圧着するキャピラリツールは、中
心部に上記ワイヤが挿通される挿通孔が設けられ、該挿
通孔の下端に圧着ボールが装着される装着空間が形成さ
れ、該装着空間の容積は上記圧着ボールの体積の４０乃
至６０パーセントとし、上記キャピラリツールの挿通孔
に挿通されたワイヤの先端に圧着ボールを形成し、該圧
着ボールを上記電極パッドに接触させ、圧着初期段階か
らキャピラリーツールに超音波振動を与え、電極パッド
に、圧着ボールが装着されたキャピラリツールを半導体
装置の外縁側へずらし、圧着することを特徴とする半導
体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01685797A JP3476643B2 (ja) | 1997-01-30 | 1997-01-30 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01685797A JP3476643B2 (ja) | 1997-01-30 | 1997-01-30 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10214856A JPH10214856A (ja) | 1998-08-11 |
| JP3476643B2 true JP3476643B2 (ja) | 2003-12-10 |
Family
ID=11927899
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01685797A Expired - Fee Related JP3476643B2 (ja) | 1997-01-30 | 1997-01-30 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3476643B2 (ja) |
-
1997
- 1997-01-30 JP JP01685797A patent/JP3476643B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10214856A (ja) | 1998-08-11 |
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