JP5768675B2 - ワイヤボンディング方法 - Google Patents

Description

本発明は、シリコンよりなるシリコン部品の一面側に設けられたワイヤボンディング用のパッドに、ウェッジボンディングによりワイヤを接続するワイヤボンディング方法に関する。

従来、この種の一般的なウェッジボンディングによるワイヤボンディング方法は、次の通りである（たとえば、特許文献１参照）。まず、シリコンよりなる基部と基部の一面の直上に設けられたワイヤボンディング用のパッドとを備えるシリコン部品を用意する（用意工程）。

そして、基部の一面の上方からパッドに対してボンディングツールによってワイヤを押し付けて、超音波などを印加しながら接合し（接合工程）、その後、ワイヤにおけるパッドとの接合部から外れた部位である外れ部にて、ワイヤをカットする（ワイヤカット工程）ものである（特開昭６３−１６０２３７号公報）。このような工程を行うウェッジボンディングは、たとえば、アルミニウムなどの比較的太線における２ｎｄボンディング等にて行われる。

特開昭６３−１６０２３７号公報

本発明者は、上記従来のウェッジボンディングについて、特にワイヤカット工程について鋭意検討を行った。図１２（ａ）、（ｂ）は、それぞれ一般的な方法に準じて、本発明者が行った試作としてのワイヤボンディングにおけるワイヤカット方法を示す概略側面図である。

図１２では、シリコン部品２０は、シリコンよりなる基部２１と基部２１の一面２１ａに直接設けられたワイヤボンディング用のパッド２２を有する。このようなシリコン部品２０では、たとえば基部２１は、ＩＧＢＴやＭＯＳトランジスタ等が形成されているシリコン素子であり、素子小型化のために、基部２１の直上に設けられたアルミ等よりなるパッド２２に、直接ワイヤボンディングがなされる。

ここで、図１２においては、一般のワイヤボンディング装置と同様、ボンディングツール１００は、超音波振動等を伴いながらワイヤ３０の押し付けを行うものであり、ワイヤガイド１０１はワイヤ３０の移動を行うものであり、ワイヤカッタ１０２はワイヤ３０をカットするものであり、これらボンディングツール１００、ワイヤガイド１０１およびワイヤカッタ１０２は、図示しないアクチュエータ等により所望の位置に移動可能とされている。

まず、図１２（ａ）に示されるように、ワイヤガイド１０１により、基部２１の一面２１ａのパッド２２上方にワイヤ３０を位置させ、そこからパッド２２に対してボンディングツール１００によってワイヤ３０を押し付けて、超音波などを印加しながら接合する。ここで、ワイヤ３０におけるパッド２２との接合部３０ａは、ボンディングツール１００の押し付け荷重により、広がるように潰れ変形した部位となる。

その後、ワイヤ３０におけるパッド２２との接合部３０ａから外れた部位である外れ部３０ｂにて、ワイヤ３０をカットするが、一般にはハーフカットによりワイヤカットを行う。すなわち、図１２（ａ）に示されるように、ボンディングツール１００によって、パッド２２上における接合部３０ａの隣の部位に当該外れ部３０ｂを押し付け、ワイヤカッタ１０２により、押し付けられた外れ部３０ｂをハーフカットする。

次に、図１２（ｂ）に示されるように、ボンディングツール１００を上昇させるとともに、ワイヤガイド１０１によってワイヤ３０を上昇させることにより、ハーフカット部分にてワイヤ３０を引きちぎる。こうしてワイヤカットが完了する。

しかしながら、本発明者の検討によれば、まずは、図１２（ａ）においてワイヤカッタ１０２をワイヤ３０に押し付けることから、ワイヤカッタ１０２とパッド２２との接触による基部２１へのダメージが懸念される。また、図１２（ｂ）においては、ハーフカットが不十分な場合、ハーフカット部分で適切に切れにくくなることがあり、たとえばカット後のワイヤ形状が異形のものになってしまう可能性がある。

特に、近年、トランジスタ等のシリコン部品２０では、大電流化が必要になり、それに伴って、たとえば従来のφ３００μｍ以下のＡｌワイヤ３０から、φ４００μｍ、φ５００μｍ等のＡｌワイヤ３０といった、より太いワイヤ３０が要求されており、上記問題が顕著になってくる。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、シリコンよりなるシリコン部品の一面側に設けられたワイヤボンディング用のパッドに、ウェッジボンディングによりワイヤを接続するワイヤボンディング方法において、パッドの下地であるシリコンよりなる基部を傷つけることなく、接合後のワイヤに対して確実にワイヤカットを行えるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、シリコンよりなる基部（２１）と基部（２１）の一面（２１ａ）の直上に設けられたワイヤボンディング用のパッド（２２）とを備えるシリコン部品（２０）を用意する用意工程と、基部（２１）の一面（２１ａ）の上方からパッド（２２）に対してボンディングツール（１００）によってワイヤ（３０）を押し付けて接合する接合工程と、ワイヤ（３０）におけるパッド（２２）との接合部（３０ａ）から外れた部位である外れ部（３０ｂ）にて、ワイヤ（３０）をカットするワイヤカット工程とを備えるウェッジボンディングによるワイヤボンディング方法において、
ワイヤカット工程では、ワイヤ（３０）を加熱して溶融させるワイヤ加熱手段を用い、外れ部（３０ｂ）が基部（２１）の一面（２１ａ）から浮いた状態となるように、外れ部（３０ｂ）を接合部（３０ａ）よりも上方に引っ張り上げつつ、ワイヤ加熱手段によって外れ部（３０ｂ）に対して基部（２１）の一面（２１ａ）と平行な方向から加熱を続けながら、外れ部（３０ｂ）を溶融させて接合部（３０ａ）から引きちぎるようにするものであり、
ワイヤ加熱手段は、プラズマを照射するプラズマ照射手段（２００）であり、ワイヤカット工程では、プラズマ照射手段（２００）によって、外れ部（３０ｂ）に対して基部（２１）の一面（２１ａ）と平行な方向であって、且つ外れ部（３０ｂ）が接合部（３０ａ）から延びる方向と直交する方向（Ｙ）から、プラズマを照射することでワイヤ（３０）の加熱を行うことを特徴とする。

それによれば、カットすべきワイヤ（３０）の外れ部（３０ｂ）を基部（２１）の一面（２１ａ）から浮かせ、この状態で、加熱方向であるプラズマの照射方向を基部（２１）の一面（２１ａ）と平行な方向として加熱溶融させて引きちぎるから、ワイヤ（３０）に加わる熱が基部（２１）に及ぶことは極力抑制される。

よって、本発明によれば、パッド（２２）の下地であるシリコンよりなる基部（２１）を傷つけることなく、接合後のワイヤ（３０）に対して確実にワイヤカットを行うことができる。

また、請求項２に記載の発明では、シリコンよりなる基部（２１）と基部（２１）の一面（２１ａ）の直上に設けられたワイヤボンディング用のパッド（２２）とを備えるシリコン部品（２０）を用意する用意工程と、基部（２１）の一面（２１ａ）の上方からパッド（２２）に対してボンディングツール（１００）によってワイヤ（３０）を押し付けて接合する接合工程と、ワイヤ（３０）におけるパッド（２２）との接合部（３０ａ）から外れた部位である外れ部（３０ｂ）にて、ワイヤ（３０）をカットするワイヤカット工程とを備えるウェッジボンディングによるワイヤボンディング方法において、
ワイヤカット工程では、ワイヤ（３０）を加熱して溶融させるワイヤ加熱手段を用い、外れ部（３０ｂ）が基部（２１）の一面（２１ａ）から浮いた状態となるように、外れ部（３０ｂ）を接合部（３０ａ）よりも上方に引っ張り上げつつ、ワイヤ加熱手段によって外れ部（３０ｂ）に対して基部（２１）の一面（２１ａ）と平行な方向から加熱を続けながら、外れ部（３０ｂ）を溶融させて接合部（３０ａ）から引きちぎるようにするものであり、
ワイヤ加熱手段は、レーザを照射するレーザ照射手段（４００）であり、ワイヤカット工程では、レーザ照射手段（４００）によって、外れ部（３０ｂ）に対して基部（２１）の一面（２１ａ）と平行な方向であって、且つ外れ部（３０ｂ）が接合部（３０ａ）から延びる方向と直交する方向（Ｙ）から前記レーザを照射することでワイヤ（３０）の加熱を行うことを特徴とする。この場合、レーザの照射方向が加熱方向に相当する。そして、本発明によっても、ワイヤ（３０）に加わる熱が基部（２１）に及ぶことは極力抑制され、パッド（２２）の下地であるシリコンよりなる基部（２１）を傷つけることなく、接合後のワイヤ（３０）に対して確実にワイヤカットを行うことができる。

なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

本発明の第１実施形態に係る電子装置の概略側面図である。 図１における２ｎｄボンディング部分のＡ矢視概略平面図である。 第1実施形態に係るワイヤボンディング方法における２ｎｄボンディング工程を示す概略側面図である。 図３に続く２ｎｄボンディング工程を示す概略側面図である。 図４に示されるプラズマ照射手段の要部構成を示す概略断面図である。 図４に示されるワイヤの上視概略平面図である。 本発明の第２実施形態に係るワイヤボンディング方法における２ｎｄボンディングのワイヤカット工程を示す概略斜視図である。 図７に示されるワイヤの上視概略平面図である。 本発明の第３実施形態に係るワイヤボンディング方法における２ｎｄボンディングのワイヤカット工程を示す概略斜視図である。 図９に示されるワイヤの上視概略平面図である。 本発明の参考例を示す図である。 本発明者の試作としてのワイヤボンディングにおけるワイヤカット方法を示す概略側面図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る電子装置の概略構成を示す側面図である。この電子装置は、基板１上に搭載された２個のシリコンチップ１０、２０間をボンディングワイヤ３０で結線して電気的に接続してなる。

基板１は、プリント基板、セラミック基板などの配線基板、あるいはリードフレームなどよりなる。第１のシリコンチップ１０およびシリコン部品としての第２のシリコンチップ２０は、基板１に対して、一般的な接着剤、あるいは、はんだや導電性接着剤などを介して接着され固定されている。

これら第１のシリコンチップ１０、第２のシリコンチップ２０は、それぞれシリコンよりなる基部１１、２１と基部１１、２１の一面１１ａ、２１ａの直上に設けられたワイヤボンディング用のパッド１２、２２とを備える。基部１１、２１はチップの典型として矩形板状をなし、図示しないトランジスタ等の能動素子が形成されたものである。

そして、パッド１２、２２は、アルミなどよりなり、各基部１１、２１において、基板１とは反対側の面である一面１１ａ、２１ａに設けられている。このようなパッド１２、２２は、典型的には基部１１、２１における上記能動素子の直上に設けられている。

より具体的には、各基部１１、２１の一面１１ａ、２１ａには、上記能動素子を保護する図示しない絶縁膜が形成されており、パッド１２、２２は、この絶縁膜の開口部より露出した状態とされている。

そして、両シリコンチップ１０、２０のパッド１２、２２に対してワイヤボンディングされたワイヤ３０が接続されているが、本実施形態では、第１のシリコンチップ１０のパッド１２を１ｓｔボンディング、第２のシリコンチップ２０のパッド２２を２ｎｄボンディングとしてウェッジボンディングによるワイヤボンディングが行われ、ワイヤ３０が形成されている。

このワイヤ３０は、１本でもよいが、ここでは通常のものと同様、両シリコンチップ１０、２０間で複数本形成されている。また、このワイヤ３０はアルミなどよりなるものであり、線径（つまり直径φ）は特に限定されるものではないが、大電流化に好適なものとしては、たとえばφ４００μｍ、φ５００μｍ程度の一般に言う太線に分類されるものが採用されている。

本実施形態では、２ｎｄボンディング側について、そのボンディング方法を工夫したものであり、第２のシリコンチップ２０が本発明でいうシリコン部品に相当する。ここで、図２は、図１の電子装置における２ｎｄボンディング部分を図１中の矢印Ａ方向から視て示す概略平面図である。

この図２に示されるように、２ｎｄボンディング側において、ワイヤ３０におけるパッド２２との接合部３０ａは、後述するボンディングツールの押し付け荷重により、初期形状よりも広がるように潰れ変形した部位となる。ここでは、図２中の略楕円形状の部位が接合部３０ａである。

そして、ワイヤ３０におけるパッド２２との接合部３０ａから外れた部位である外れ部３０ｂにて、ワイヤ３０がカットされている。さらに言えば、この外れ部３０ｂは、接合部３０ａよりも１ｓｔボンディングとは反対側に外れている部位であり、パッド２２および基部２１の一面から浮いて離れている部位である。ここでは、外れ部３０ｂは、パッド２２に接触する接合部３０ａから斜め上方に延び、パッド２２から浮いている。

次に、本実施形態に係るワイヤボンディング方法について、２ｎｄボンディングを中心に図３（ａ）、（ｂ）、図４〜図６等も参照して述べる。

図３は、本ワイヤボンディング方法における２ｎｄボンディング工程を示す概略側面図であり、図４は、図３に続く２ｎｄボンディング工程を示す概略側面図である。また、図５は、図４に示されるワイヤ加熱手段としてのプラズマ照射手段２００の要部構成を示す概略断面図であり、図６は、図４に示されるワイヤ３０を図４中の上方から視たときの概略平面図である。

本実施形態のワイヤボンディングは、一般的なウェッジボンディングによるボンディング装置と同様、ボンディングツール１００およびワイヤガイド１０１を備えるものである。そして、本実施形態では、独自のワイヤカット手段としてプラズマ照射手段２００を備えたものとされている。

ボンディングツール１００は、ワイヤ３０をパッド１２、２２に押さえ付け、ワイヤ３０に対して荷重を印加しながら超音波を印加することで接合を行うものである。また、ワイヤガイド１０１はワイヤ３０の移動や送りを行うものであり、プラズマ照射手段２００は、ワイヤカットを行うものである。

そして、これらボンディングツール１００、ワイヤガイド１０１、プラズマ照射手段２００は、図示しないアクチュエータ等により、所望の位置に適宜移動されるようになっている。なお、プラズマ照射手段２００は、たとえば図示しないアーム等で支持され、このアームを介して上記アクチュエータ等に連結されて、移動可能とされている。

まず、本ワイヤボンディングにおいては、第１のシリコンチップ１０のパッド１２に、ワイヤ３０を接触させるとともに、ボンディングツール１００によって超音波振動を伴いながらワイヤ３０の押し付けを行うことで、１ｓｔボンディングを行う。これにより、ワイヤ３０が第１のシリコンチップ１０のパッド１２に接合される。

次に、この１ｓｔボンディング部からワイヤガイド１０１によって、ワイヤ３０を繰り出しながら、ボンディングツール１００とともに当該ワイヤ３０を第２のシリコンチップ２０のパッド２２上まで引き回す。

そして、図３（ａ）に示されるように、第２のシリコンチップ２０の基部２１の一面２１ａの上方からパッド２２に対してボンディングツール１００によってワイヤ３０を押し付けて接合する（接合工程）ことで、２ｎｄボンディングを行う。

具体的に、この接合工程では、ボンディングツール１００によって、第２のシリコンチップ２０のパッド２２に対してボンディングワイヤ３０の先端部を押し付けて、荷重および超音波を印加して接合する。ここで、ワイヤ３０におけるパッド２２との接合部３０ａは、ボンディングツール１００の押し付け荷重によって、上記したように潰れ変形して広がった部位となる。

その後、図３（ｂ）、図４に示されるワイヤカット工程を行うが、本実施形態では、従来の一般的なワイヤカッタを用いずに、ワイヤ加熱手段としての上記プラズマ照射手段２００を用いて、ワイヤ３０の外れ部３０ｂにて、ワイヤ３０をカットする。

具体的にワイヤカット工程では、まず、図３（ｂ）に示されるように、ボンディングツール１００およびワイヤガイド１０１を上昇させることにより、ワイヤ３０の外れ部３０ｂが基部２１の一面２１ａから浮いた状態となるように、外れ部３０ｂを接合部３０ａよりも上方に引っ張り上げる。以下、この動作を、外れ部３０ｂの引っ張り上げ動作ということにする。

そして、この外れ部３０ｂの引っ張り上げ動作と同時、もしくは当該動作の後に、図４に示されるように、プラズマ照射手段２００のトーチ２１０を下降させてワイヤ３０の外れ部３０ｂの側方に位置させる。ここで、プラズマ照射手段２００は、電源２２０からの電圧印加によりプラズマジェットを発生するプラズマジェット方式のものが採用される。

具体的には、図５に示されるように、トーチ２１０は、陽極となるノズル部２１１と、ノズル部２１１に挿入された陰極となる電極部２１２とを備えている。そして、電源２２０からノズル部２１１と電極部２１２に印加される電圧によってアークを発生させ、このアークを、ノズル部２１１に導入されるアルゴンガス、あるいは、水素入りのアルゴンガス等よりなるガスによりプラズマジェットとして、ノズル部２１１から射出するようになっている。

なお、図４には、上記ガスをノズル部２１１に供給する供給管２３０が示されており、また、図５に示されるように、ノズル部２１１には、図示しないライン等により冷却水が流れるようになっている。

このワイヤ加熱手段としてのプラズマ照射手段２００は、ワイヤ３０を加熱して溶融させる、換言すれば、ワイヤ３０に熱エネルギーを印加して溶融させるものである。そして、図４、図５には、トーチ２１０を下降させてワイヤ３０の外れ部３０ｂの側方に位置させた状態が示されている。

この図５に示される状態では、プラズマ照射手段２００から照射されるプラズマの照射方向すなわち上記トーチ２１０から射出されるプラズマジェットの射出方向が、第２のシリコンチップ２０の基部２１の一面２１ａと平行な方向Ｙ、すなわち第２のシリコンチップ２０の平面方向Ｙとされる。つまり、プラズマ照射手段２００によるワイヤ３０の加熱方向は、当該平面方向Ｙとされている。

そして、図４、図５に示されるように、本実施形態のワイヤカット工程では、上記外れ部３０ｂの上方に引っ張り上げ動作を行いつつ、プラズマ照射手段２００によって、外れ部３０ｂに対し、上記平面方向Ｙからプラズマを照射して加熱を続けながら、外れ部３０ｂを溶融させて接合部３０ａから引きちぎる。

つまり、本実施形態のワイヤカット工程では、ワイヤ３０の外れ部３０ｂの側面のうち上記平面方向Ｙを向く側面に対して熱エネルギーとしてのプラズマを印加する。そして、この熱と上記引っ張り動作の引っ張り力との両方を印加し続けることによって、溶融部にてワイヤ３０がカットされるのである。

こうして、ワイヤカット工程が完了し、ワイヤ３０が外れ部３０ｂにてカットされると、１本のワイヤ３０の結線が完了する。その後は、上記トーチ２１０を上昇させ、続いて、ワイヤガイド１０１によってワイヤ３０を次の１ｓｔボンディング地点である第１のシリコンチップ１０のパッド１１まで移動させ、上記同様のサイクルを繰り返すことで、２本目、３本目の各ワイヤ３０を形成していけばよい。

ところで、本実施形態によれば、カットすべきワイヤ３０の外れ部３０ｂを基部２１の一面２１ａから浮かせ、この状態で、加熱方向（つまり、ワイヤ３０を熱するためのエネルギーであるプラズマを印加する方向）を基部２１の一面２１ａと平行な方向Ｙとして加熱溶融させて引きちぎるから、ワイヤ３０に加わる熱が基部２１に及ぶことは極力抑制される。

よって、本実施形態のワイヤボンディング方法によれば、パッド２２の下地であるシリコンよりなる基部２１を傷つけることなく、接合後のワイヤ３０に対して確実にワイヤカットを行うことができる。

（第２実施形態）
図７は、本発明の第２実施形態に係るワイヤボンディング方法における２ｎｄボンディングのワイヤカット工程を示す概略斜視図であり、図８は、図７に示されるワイヤ３０を図７中の上方から視たときの概略平面図である。本実施形態は、上記第１実施形態に比べて、ワイヤカット手段としてのワイヤ加熱手段３００が相違するものであり、ここでは、その相違点を中心に述べることとする。

図７、図８に示されるように、本実施形態においても、上記第１実施形態と同様に、第２のシリコンチップ２０の基部２１の一面２１ａの上方からパッド２２に対してボンディングツール１００によってワイヤ３０を押し付けて接合する接合工程を行う。

その後、本実施形態では、ワイヤカット工程にて、ワイヤ加熱手段としての通電加熱手段３００を用いて、ワイヤ３０におけるパッド２２との接合部３０ａから外れた部位である外れ部３０ｂにて、ワイヤ３０をカットする。

この通電加熱手段３００は、図７、図８に示されるように、第２のシリコンチップ２０の基部２１の一面２１ａと平行な方向Ｙすなわち上記平面方向Ｙに配置された一対の電極３０１、３０２間にワイヤ３０を挟んでワイヤ３０に電流を流し、ワイヤ３０を加熱するものである。この場合、電極３０１、３０２間の電流の流れる方向が加熱方向に相当し、この電流の流れ方向が上記平面方向Ｙとされている。

ここで、通電加熱手段３００は、一般的な抵抗溶接装置に準じた構成を採用できる。電極３０１、３０２は、たとえば銅合金電極の先端にタングステンを挿入し、ろう付けした複合電極等を採用できる。

そして、これら電極３０１、３０２は、上記アクチュエータ等で所望位置に移動可能となっているとともに、電源３１０からの電圧印加により電極３０１、３０２間に電流を流せるようになっている。

具体的に、本実施形態のワイヤカット工程では、上記外れ部３０ｂの引っ張り上げ動作と同時、もしくは当該動作の後に、図７中の白矢印および図８に示されるように、通電加熱手段３００の一対の電極３０１、３０２を下降させてワイヤ３０の外れ部３０ｂの側方に位置させる。これにより、一対の電極３０１、３０２間にワイヤ３０が挟まれた状態で、当該一対の電極３０１、３０２が上記平面方向Ｙに配置される。

そして、この状態で電源３１０から一対の電極３０１、３０２間に電流を流すと、当該両電極３０１、３０２に接して挟まれている外れ部３０ｂが通電されて加熱される。このとき、電流の流れ方向、つまり通電加熱手段３００によるワイヤ３０の加熱方向は、上記平面方向Ｙとされている。

そして、図７、図８に示されるように、本実施形態のワイヤカット工程では、上記外れ部３０ｂの上方に引っ張り上げ動作を行いつつ、この通電加熱手段３００によって、外れ部３０ｂに対し、上記平面方向Ｙから電流を流して加熱を続けながら、外れ部３０ｂを溶融させて接合部３０ａから引きちぎる。

つまり、本実施形態のワイヤカット工程では、接合後のワイヤ３０の側面のうち上記平面方向Ｙを向く側面に対して熱エネルギーとしての電流を印加する。そして、その電流で発生する熱と上記引っ張り動作の引っ張り力との両方を印加し続けることによって、溶融部にてワイヤ３０がカットされるのである。

こうして、本実施形態のワイヤカット工程が完了する。その後は、一対の電極３０１、３０２を上昇させ、上記同様のサイクルを繰り返すことで、２本目、３本目の各ワイヤ３０を形成していく。

ところで、本実施形態によれば、ワイヤ３０の外れ部３０ｂを基部２１の一面２１ａから浮かせた状態で、熱エネルギーとしての電流の流れ方向つまり加熱方向を上記平面方向Ｙとして加熱溶融させて引きちぎるから、ワイヤ３０に加わる熱が基部２１に及ぶことは極力抑制される。

よって、本実施形態のワイヤボンディング方法によっても、パッド２２の下地であるシリコンよりなる基部２１を傷つけることなく、接合後のワイヤ３０に対して確実にワイヤカットを行うことができる。

（第３実施形態）
図９は、本発明の第３実施形態に係るワイヤボンディング方法における２ｎｄボンディングにおけるワイヤカット工程を示す概略斜視図であり、図１０は、図９に示されるワイヤ３０を図９中の上方から視たときの概略平面図である。本実施形態は、上記第１実施形態に比べて、ワイヤカット手段としてのワイヤ加熱手段４００が相違するものであり、ここでは、その相違点を中心に述べることとする。

本実施形態においても、上記第１実施形態と同様に、接合工程を行うが、その後、図９、図１０に示されるように、本実施形態では、ワイヤカット工程にて、ワイヤ加熱手段としてのレーザ照射手段４００を用いて、ワイヤ３０におけるパッド２２との接合部３０ａから外れた部位である外れ部３０ｂにて、ワイヤ３０をカットする。

このレーザ照射手段４００は、ＹＡＧレーザ等の一般的なレーザ照射装置に準じた構成を有するものである。そして、図９、図１０に示されるように、ワイヤカット工程では、レーザ照射手段４００によって、外れ部３０ｂに対して基部２１の一面２１ａと平行な方向Ｙすなわち上記平面方向ＹからレーザＬを照射することでワイヤ３０の加熱を行うようになっている。つまり、この場合、レーザＬの照射方向が加熱方向に相当し、その加熱方向が上記平面方向Ｙとされている。

具体的に、レーザ照射手段４００は、集光レンズ４０１、光ファイバー４０２、レーザ発振源４０３を備えており、レーザ発振源４０３によって光ファイバー４０２から射出されるレーザＬを集光レンズ４０１で集光して、ワイヤ３０に照射するようになっている。ここでは、集光レンズ４０１および光ファイバー４０２の組は、ワイヤ３０の両側面に位置する２組のものであるが、片方の側面のみに位置する１組のものでもよい。

そして、本実施形態のワイヤカット工程では、上記外れ部３０ｂの引っ張り上げ動作と同時、もしくは当該動作の後に、図９、図１０に示されるように、レーザ照射手段４００の集光レンズ４０１および光ファイバー４０２を下降させてワイヤ３０の外れ部３０ｂの側方に位置させる。これにより、集光レンズ４０１および光ファイバー４０２が上記平面方向Ｙに配置される。

そして、この状態でレーザＬの照射を行うと、照射された外れ部３０ｂが加熱される。このとき、レーザＬの照射方向、つまりレーザ照射手段４００によるワイヤ３０の加熱方向は、上記平面方向Ｙとされている。

そして、図９、図１０に示されるように、本実施形態のワイヤカット工程では、上記外れ部３０ｂの上方に引っ張り上げ動作を行いつつ、このレーザ照射手段４００によって、外れ部３０ｂに対し、上記平面方向ＹからレーザＬを照射して加熱を続けながら、外れ部３０ｂを溶融させて接合部３０ａから引きちぎる。

つまり、本実施形態のワイヤカット工程では、接合後のワイヤ３０の側面のうち上記平面方向Ｙを向く側面に対して熱エネルギーとしてのレーザＬを印加する。そして、その熱と上記引っ張り動作の引っ張り力との両方を印加し続けることによって、溶融部にてワイヤ３０がカットされるのである。

こうして、本実施形態のワイヤカット工程が完了する。その後は、集光レンズ４０１および光ファイバー４０２を上昇させ、上記同様のサイクルを繰り返すことで、２本目、３本目の各ワイヤ３０を形成していく。

ところで、本実施形態によれば、ワイヤ３０の外れ部３０ｂを基部２１の一面２１ａから浮かせた状態で、熱エネルギーとしてのレーザＬの照射方向つまり加熱方向を上記平面方向Ｙとして加熱溶融させて引きちぎるから、ワイヤ３０に加わる熱が基部２１に及ぶことは極力抑制される。

よって、本実施形態のワイヤボンディング方法によっても、パッド２２の下地であるシリコンよりなる基部２１を傷つけることなく、接合後のワイヤ３０に対して確実にワイヤカットを行うことができる。

また、上記第１〜第３実施形態によれば、ボンディングツール１００とワイヤカット手段とを備えるウェッジボンディング用のワイヤボンディング装置において、ワイヤカット手段は、ワイヤ加熱手段２００、３００、４００よりなり、外れ部３０ｂが基部２１の一面２１ａから浮いた状態となるように、外れ部３０ｂを接合部３０ａよりも上方に引っ張り上げつつ、ワイヤ加熱手段２００、３００、４００によって外れ部３０ｂに対して基部２１の一面２１ａと平行な方向Ｙから加熱を続けながら、外れ部３０ｂを溶融させて接合部３０ａから引きちぎることによりワイヤ３０のカットを行うようにしたワイヤボンディング装置が提供される。

そして、このワイヤボンディング装置を用いて、上記第１〜第３の実施形態のワイヤボンディング方法を行うことにより、下地であるシリコンよりなる基部２１を傷つけることなく、接合後のワイヤ３０に対して確実にワイヤカットを行うことができる。

（参考例）
図１１は、本発明の参考例を示す図であり、図１１において、（ａ）は、本参考例に係るワイヤボンディング方法における２ｎｄボンディングにおけるワイヤカット工程を示す概略斜視図、（ｂ）は（ａ）中のワイヤ掴み部１０３の拡大断面図である。

本例では、ワイヤカット手段として、従来と同様のワイヤカッタ１０２を用いるが、従来（上記図１２参照）のように、ワイヤ３０の外れ部３０ｂをパッド２２に押し付けてハーフカットするものではない。

本例では、図１１（ａ）に示されるように、外れ部３０ｂが基部２１の一面２１ａから浮いた状態となるように、外れ部３０ｂを接合部３０ａよりも上方に引っ張り上げつつ、ワイヤカッタ１０２により当該浮いた外れ部３０ｂをハーフカットするものである。このとき、カット時の荷重による接合部３０ａへの影響を抑制するために、ワイヤ掴み部１０３で外れ部３０ｂを掴んで支持した状態でハーフカットを行う。

これらワイヤカッタ１０２およびワイヤ掴み部１０３は、上記したアクチュエータ等により所望位置に移動されるものである。ここで、ワイヤ掴み部１０３は、ワイヤ３０の外れ部３０ｂを両側から挟んで支持するものである。

そして、上記接合工程後のワイヤカット工程では、ボンディングツール１００およびワイヤガイド１０１を上昇させて外れ部３０ｂをパッド２２から浮かすとともに、ワイヤ掴み部１０３を上方からパッド２２方向へ下降させ、ワイヤ掴み部１０３で外れ部３０ｂを掴んで支持する。

続いて、上記外れ部３０ｂの引っ張り上げ動作を行い、外れ部３０ｂを引っ張り上げられた状態としつつ、外れ部３０ｂのうち掴み部１０３よりも接合部３０ａから遠い部位を、ワイヤカッタ１０２によってハーフカットする。その後、ワイヤガイド１０１により、さらに外れ部３０ｂを引っ張ることで、ワイヤ摘み部１０３からワイヤ３０を引きちぎる。以上が、本例のワイヤカット工程である。

ここで、ワイヤ掴み部１０３は、両側からワイヤ３０を挟んで掴むものであり、典型的には図１１（ｂ）に示されるようなワイヤ３０の断面形状に対応して湾曲する内面を有するものであればよい。また、図１１（ｃ）に示されるように、ワイヤ掴み部１０３の内面を、たとえば鋸歯のようなギザギザの形状とすれば、ワイヤ３０を掴んだときに当該内面がワイヤ３０に食い込むため、支持が安定し、引きちぎりやすくなる。

本例の場合、ワイヤ３０の外れ部３０ｂをパッド２２および基部２１より浮かせた状態で、ハーフカットを行うため、ワイヤカッタ１０２がパッド２２に接触してパッドや基部２１にダメージを与えることが大幅に抑制される。ただし、ハーフカットが不十分な場合にワイヤ３０が適切に切れなくなる点については、可能性が残る。

（他の実施形態）
なお、上記各実施形態では、２個のシリコンチップ１０、２０間のワイヤボンディングの例を示したが、ワイヤカットを行う２ｎｄボンディングが、基部直上にパッドを設けたシリコン部品に対して行われるものならばよく、たとえば１ｓｔボンディングはシリコンチップ以外の部品であってもよい。

また、３個以上の部材間を順次接続していくステッチボンディングの場合でも、最後にボンディングされる部材が上記シリコン部品であれば、本ワイヤボンディング方法は適用が可能である。

さらには、本ワイヤボンディング方法は、部品間を結線するボンディング以外にも、たとえばウェッジボンディングでワイヤカットしてシリコン部品のパッド上にバンプを形成する場合等にも適用してよい。

また、ワイヤ加熱手段としては、外れ部３０ｂに対する加熱方向を基部２１の一面２１ａと平行な方向Ｙとして加熱できるものであれば、上記したプラズマ照射手段２００、通電加熱手段３００、レーザ照射手段４００に限定されるものではなく、これら以外の熱エネルギーを印加するものであってもよい。

また、上記した各実施形態同士は、可能な範囲で適宜組み合わせてもよい。たとえば、ワイヤボンディングを行うときに、１本目のワイヤ３０と２本目のワイヤ３０とで、上記したプラズマ照射手段２００、通電加熱手段３００、レーザ照射手段４００の中からワイヤ加熱手段を変更してもよい。

２０ シリコン部品としての第２のシリコンチップ
２１ 第２のシリコンチップの基部
２１ａ 第２のシリコンチップの基部の一面
２２ 第２のシリコンチップのパッド
３０ ワイヤ
３０ａ ワイヤにおける接合部
３０ｂ ワイヤにおける外れ部
１００ ボンディングツール
２００ プラズマ照射手段
３００ 通電加熱手段
３０１ 電極
３０２ 電極
４００ レーザ照射手段

Claims (2)

1. シリコンよりなる基部（２１）と前記基部（２１）の一面（２１ａ）の直上に設けられたワイヤボンディング用のパッド（２２）とを備えるシリコン部品（２０）を用意する用意工程と、
   前記基部（２１）の一面（２１ａ）の上方から前記パッド（２２）に対してボンディングツール（１００）によってワイヤ（３０）を押し付けて接合する接合工程と、
   前記ワイヤ（３０）における前記パッド（２２）との接合部（３０ａ）から外れた部位である外れ部（３０ｂ）にて、前記ワイヤ（３０）をカットするワイヤカット工程とを備えるウェッジボンディングによるワイヤボンディング方法において、
   前記ワイヤカット工程では、前記ワイヤ（３０）を加熱して溶融させるワイヤ加熱手段を用い、
   前記外れ部（３０ｂ）が前記基部（２１）の一面（２１ａ）から浮いた状態となるように、前記外れ部（３０ｂ）を前記接合部（３０ａ）よりも上方に引っ張り上げつつ、
   前記ワイヤ加熱手段によって前記外れ部（３０ｂ）に対して加熱を続けながら、前記外れ部（３０ｂ）を溶融させて前記接合部（３０ａ）から引きちぎるようにするものであり、
   前記ワイヤ加熱手段は、プラズマを照射するプラズマ照射手段（２００）であり、
   前記ワイヤカット工程では、前記プラズマ照射手段（２００）によって、前記外れ部（３０ｂ）に対して前記基部（２１）の一面（２１ａ）と平行な方向であって、且つ前記外れ部（３０ｂ）が前記接合部（３０ａ）から延びる方向と直交する方向（Ｙ）から、前記プラズマを照射することで前記ワイヤ（３０）の加熱を行うことを特徴とするワイヤボンディング方法。
2. シリコンよりなる基部（２１）と前記基部（２１）の一面（２１ａ）の直上に設けられたワイヤボンディング用のパッド（２２）とを備えるシリコン部品（２０）を用意する用意工程と、
   前記基部（２１）の一面（２１ａ）の上方から前記パッド（２２）に対してボンディングツール（１００）によってワイヤ（３０）を押し付けて接合する接合工程と、
   前記ワイヤ（３０）における前記パッド（２２）との接合部（３０ａ）から外れた部位である外れ部（３０ｂ）にて、前記ワイヤ（３０）をカットするワイヤカット工程とを備えるウェッジボンディングによるワイヤボンディング方法において、
   前記ワイヤカット工程では、前記ワイヤ（３０）を加熱して溶融させるワイヤ加熱手段を用い、
   前記外れ部（３０ｂ）が前記基部（２１）の一面（２１ａ）から浮いた状態となるように、前記外れ部（３０ｂ）を前記接合部（３０ａ）よりも上方に引っ張り上げつつ、
   前記ワイヤ加熱手段によって前記外れ部（３０ｂ）に対して加熱を続けながら、前記外れ部（３０ｂ）を溶融させて前記接合部（３０ａ）から引きちぎるようにするものであり、
   前記ワイヤ加熱手段は、レーザを照射するレーザ照射手段（４００）であり、
   前記ワイヤカット工程では、前記レーザ照射手段（４００）によって、前記外れ部（３０ｂ）に対して前記基部（２１）の一面（２１ａ）と平行な方向であって、且つ前記外れ部（３０ｂ）が前記接合部（３０ａ）から延びる方向と直交する方向（Ｙ）から前記レーザを照射することで前記ワイヤ（３０）の加熱を行うことを特徴とするワイヤボンディング方法。

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