JPH0316779B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0316779B2 JPH0316779B2 JP61044964A JP4496486A JPH0316779B2 JP H0316779 B2 JPH0316779 B2 JP H0316779B2 JP 61044964 A JP61044964 A JP 61044964A JP 4496486 A JP4496486 A JP 4496486A JP H0316779 B2 JPH0316779 B2 JP H0316779B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- capillary
- alumina
- purity
- tip
- less
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/071—Connecting or disconnecting
- H10W72/0711—Apparatus therefor
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/071—Connecting or disconnecting
- H10W72/0711—Apparatus therefor
- H10W72/07141—Means for applying energy, e.g. ovens or lasers
Landscapes
- Wire Bonding (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、LSIやICなどの半導体装置のワイヤ
ボンデイングに使用するキヤピラリーに関するも
のである。 〔従来の技術〕 半導体装置において、半導体チツプの電極とパ
ツケージのリード電極との接続には金またはアル
ミニウムよりなる直径0.015〜0.1mm程度の細い導
線を用いているが、この接続工程（ワイヤボンデ
イング）には、第３図に先端部を示すように導線
を先端に送出する直径0.025〜0.1mm程度の細孔１
ａを備えたキヤピラリー１を使用していた。 このキヤピラリー１は、全体を純度98％程度の
アルミナ多結晶セラミツクスまたはルビー、サフ
アイアなどのアルミナ単結晶で形成したものが広
く用いられていた。 〔従来技術の問題点〕 ところが、従来のアルミナ多結晶セラミツクス
製キヤピラリーの場合、表面に存在する1μm以上
のボイドやピンホール等のため、先端部に導線や
電極の粉が付着しやすく、この付着部が多くたま
ると細孔１ａの穴詰まりや導線切れ、ループ異常
等を引き起こしていた。さらに、このキヤピラリ
ー先端部は常に300℃程度となつており、１秒間
に14回程度の高速で導線を電極上に圧着する際
に、電極に打ちつけられた瞬間的に約1000℃の高
温に達することがあるため、ヒートシヨツクによ
る先端部の欠けや摩耗が激しく、比較的短期間で
使用不能となつていた。 また、ルビー、サフアイア等のアルミナ単結晶
で形成したキヤピラリーの場合は、先端部への導
線や電極粉の付着や摩耗は少ないが、キヤピラリ
ー自体を製造する加工工程中に発生したマイクロ
クラツクに基づき、キヤピラリーをボンデイング
装置に取り着ける際などの取り扱い中に欠けや折
れが発生することが多く、ボンデイングにより寿
命を全うするものに対し途中で使用不能となるも
のが約50％あつた。さらにルビーやサフアイア
は、アルミナ多結晶セラミツクスに比べコストが
高いという問題点もあつた。 〔問題点を解決するための手段〕 上記に鑑みて、本発明はワイヤボンデイング用
キヤピラリーの少なくとも先端部を、純度99.9％
以上で、かつ平均気孔径が1μm以下のアルミナ多
結晶セラミツクスにより形成したものである。 〔実施例〕 本発明に係るキヤピラリー１は、第１図に示す
ように、導線を先端に送出する細孔１ａを備えて
いる。このキヤピラリー１は、全体を純度99.9％
以上のアルミナ多結晶セラミツクスにより形成し
ており、また平均気孔径が1μm以下となつてい
る。 このようなキヤピラリー１の実施例として、ア
ルミナ純度が99.90％のものと、アルミナ純度が
99.93％のものを試作した。従来のアルミナ純度
が98％で平均気孔径が1μm以上であるキヤピラリ
ーとの特性の比較は、第１表の通りである。
ボンデイングに使用するキヤピラリーに関するも
のである。 〔従来の技術〕 半導体装置において、半導体チツプの電極とパ
ツケージのリード電極との接続には金またはアル
ミニウムよりなる直径0.015〜0.1mm程度の細い導
線を用いているが、この接続工程（ワイヤボンデ
イング）には、第３図に先端部を示すように導線
を先端に送出する直径0.025〜0.1mm程度の細孔１
ａを備えたキヤピラリー１を使用していた。 このキヤピラリー１は、全体を純度98％程度の
アルミナ多結晶セラミツクスまたはルビー、サフ
アイアなどのアルミナ単結晶で形成したものが広
く用いられていた。 〔従来技術の問題点〕 ところが、従来のアルミナ多結晶セラミツクス
製キヤピラリーの場合、表面に存在する1μm以上
のボイドやピンホール等のため、先端部に導線や
電極の粉が付着しやすく、この付着部が多くたま
ると細孔１ａの穴詰まりや導線切れ、ループ異常
等を引き起こしていた。さらに、このキヤピラリ
ー先端部は常に300℃程度となつており、１秒間
に14回程度の高速で導線を電極上に圧着する際
に、電極に打ちつけられた瞬間的に約1000℃の高
温に達することがあるため、ヒートシヨツクによ
る先端部の欠けや摩耗が激しく、比較的短期間で
使用不能となつていた。 また、ルビー、サフアイア等のアルミナ単結晶
で形成したキヤピラリーの場合は、先端部への導
線や電極粉の付着や摩耗は少ないが、キヤピラリ
ー自体を製造する加工工程中に発生したマイクロ
クラツクに基づき、キヤピラリーをボンデイング
装置に取り着ける際などの取り扱い中に欠けや折
れが発生することが多く、ボンデイングにより寿
命を全うするものに対し途中で使用不能となるも
のが約50％あつた。さらにルビーやサフアイア
は、アルミナ多結晶セラミツクスに比べコストが
高いという問題点もあつた。 〔問題点を解決するための手段〕 上記に鑑みて、本発明はワイヤボンデイング用
キヤピラリーの少なくとも先端部を、純度99.9％
以上で、かつ平均気孔径が1μm以下のアルミナ多
結晶セラミツクスにより形成したものである。 〔実施例〕 本発明に係るキヤピラリー１は、第１図に示す
ように、導線を先端に送出する細孔１ａを備えて
いる。このキヤピラリー１は、全体を純度99.9％
以上のアルミナ多結晶セラミツクスにより形成し
ており、また平均気孔径が1μm以下となつてい
る。 このようなキヤピラリー１の実施例として、ア
ルミナ純度が99.90％のものと、アルミナ純度が
99.93％のものを試作した。従来のアルミナ純度
が98％で平均気孔径が1μm以上であるキヤピラリ
ーとの特性の比較は、第１表の通りである。
【表】
第１表から明らかなように、本発明実施例であ
るNo.１，No.２のキヤピラリーは、従来例であるNo.
３のキヤピラリーに比べ、ビツカース硬度、抗折
強度が大きく、また熱伝導率も高いことがわか
る。さらに、アルミナ純度が最も高いNo.１のキヤ
ピラリーは、かさ比重が3.98とアルミナ単結晶
（かさ比重3.99）により近く、性質的にもアルミ
ナ単結晶に近いものである。 次に、これらのキヤピラリーおよび他の材質に
より形成したキヤピラリーを用いてワイヤボンデ
イング試験を行なつた。それぞれのキヤピラリー
を10個用意し、同一条件のもとに金線でボンデイ
ングを行ない、ボンデイング回数と導線の接続状
態の関係を調べた結果、それぞれの平均値は第２
表の通りであつた。
るNo.１，No.２のキヤピラリーは、従来例であるNo.
３のキヤピラリーに比べ、ビツカース硬度、抗折
強度が大きく、また熱伝導率も高いことがわか
る。さらに、アルミナ純度が最も高いNo.１のキヤ
ピラリーは、かさ比重が3.98とアルミナ単結晶
（かさ比重3.99）により近く、性質的にもアルミ
ナ単結晶に近いものである。 次に、これらのキヤピラリーおよび他の材質に
より形成したキヤピラリーを用いてワイヤボンデ
イング試験を行なつた。それぞれのキヤピラリー
を10個用意し、同一条件のもとに金線でボンデイ
ングを行ない、ボンデイング回数と導線の接続状
態の関係を調べた結果、それぞれの平均値は第２
表の通りであつた。
【表】
△…ワイヤの接続不良が若干発生
×…ワイヤの接続不良が多発し、使用不能
この第２表からわかるように、No.１の超硬質材
よりなるキヤピラリーは30万回適度で、またNo.２
のアルミナ多結晶セラミツクス（純度98％）より
なるキヤピラリーは60万回程度のボンデイング
で、それぞれワイヤの接続不良が多く発生し、使
用不能となつた。No.２のアルミナ多結晶セラミツ
クス（純度98％）よりなるキヤピラリーは、付着
部による穴詰まりが多く、途中で付着部を洗浄し
てやると再使用できるが、それでも100万回程度
で、摩耗のため完全に使用不能となつた。また、
No.３のルビーよりなるキヤピラリーは、400万回
程度のボンデイングを行うことができるが、ボン
デイング装置に取り付けるときに欠けや折れが発
生して使用不能となつたものが３本あつた。それ
に対し、本発明の実施例であるNo.４のアルミナ多
結晶セラミツクス（純度99.9％）よりなるキヤピ
ラリーおよびNo.５のアルミナ多結晶セラミツクス
（純度99.3％）よりなるキヤピラリーおよびNo.５
のアルミナ多結晶セラミツクス（純度99、93％）
よりなるキヤピラリーは、それぞれ240万回、400
万回程度迄ボンデイングを行うことができ、しか
もボンデイング装置に取り付けるときに欠けや折
れが発生するものはなかつた。 このように本発明に係るキヤピラリーは、導線
や電極粉の付着が少なく、また硬度、耐摩耗性が
大きく放熱特性が良いため、ヒートシヨツクによ
る欠けや摩耗が少なく、寿命が長い。さらにルビ
ーのような単結晶構造でないために、マイクロク
ラツクがあつてもある程度以上大きくならず、取
り扱い中に折れや欠けが発生する恐れが少ない。 上記実施例におけるキヤピラリーは、99.9％以
上のアルミナにMgO等の焼結助剤を加えたもの
を成形し、ホツトプレス法、HIP（熱間静水圧加
圧）処理、真空焼成等のうちのいずれかを行うこ
とによつて非常に緻密な構造となり、平均気孔径
を1μm以下とすることができる。この他、アルミ
ナ純度が平均気孔径の大きさをさまざまに変化さ
せたアルミナ多結晶セラミツクスよりなるキヤピ
ラリーを試作し、上記と同様のボンデイング試験
を行つた結果、アルミナ純度が99.9％より低いも
のは先端部の欠けや摩耗が大きく、また平均気孔
径が1μmより大きいものでは導線が電極粉の付着
が大きく、いずれも寿命が短いものであつた。 また、上記実施例においては、キヤピラリー全
体を純度が99.9％以上でかつ平均気孔径が1μm以
下のアルミナ多結晶セラミツクスにより形成した
ものを示したが、これに限らず第２図に示すよう
に先端部分Ｓのみを純度が99.9％以上で、かつ平
均気孔径が1μm以下のアルミナ多結晶セラミツク
スにより形成し、他の部分は別の材質としたもの
であつてもよい。 〔発明の効果〕 叙上のように、本発明によれば、ワイヤボンデ
イング用キヤピラリーの少なくとも先端部を純度
が99.9％以上で、かつ平均気孔径が1μm以下のア
ルミナ多結晶セラミツクスにより形成したことに
よつて、先端部への導線や電極粉の付着が少ない
ため、ワイヤの接続不良が起こりにくく、また強
度、耐摩耗性が大きく放熱特性が良いため先端の
欠けや摩耗が少なく、寿命が長くなるだけでな
く、安定したワイヤボンデイングを行うことがで
き、半導体装置の品質を安定させることができ
る。 さらに、ルビー、サフアイアにくらべてコスト
を低くできるなどの多くの特長を有したワイヤボ
ンデイング用キヤピラリーを提供することができ
る。
×…ワイヤの接続不良が多発し、使用不能
この第２表からわかるように、No.１の超硬質材
よりなるキヤピラリーは30万回適度で、またNo.２
のアルミナ多結晶セラミツクス（純度98％）より
なるキヤピラリーは60万回程度のボンデイング
で、それぞれワイヤの接続不良が多く発生し、使
用不能となつた。No.２のアルミナ多結晶セラミツ
クス（純度98％）よりなるキヤピラリーは、付着
部による穴詰まりが多く、途中で付着部を洗浄し
てやると再使用できるが、それでも100万回程度
で、摩耗のため完全に使用不能となつた。また、
No.３のルビーよりなるキヤピラリーは、400万回
程度のボンデイングを行うことができるが、ボン
デイング装置に取り付けるときに欠けや折れが発
生して使用不能となつたものが３本あつた。それ
に対し、本発明の実施例であるNo.４のアルミナ多
結晶セラミツクス（純度99.9％）よりなるキヤピ
ラリーおよびNo.５のアルミナ多結晶セラミツクス
（純度99.3％）よりなるキヤピラリーおよびNo.５
のアルミナ多結晶セラミツクス（純度99、93％）
よりなるキヤピラリーは、それぞれ240万回、400
万回程度迄ボンデイングを行うことができ、しか
もボンデイング装置に取り付けるときに欠けや折
れが発生するものはなかつた。 このように本発明に係るキヤピラリーは、導線
や電極粉の付着が少なく、また硬度、耐摩耗性が
大きく放熱特性が良いため、ヒートシヨツクによ
る欠けや摩耗が少なく、寿命が長い。さらにルビ
ーのような単結晶構造でないために、マイクロク
ラツクがあつてもある程度以上大きくならず、取
り扱い中に折れや欠けが発生する恐れが少ない。 上記実施例におけるキヤピラリーは、99.9％以
上のアルミナにMgO等の焼結助剤を加えたもの
を成形し、ホツトプレス法、HIP（熱間静水圧加
圧）処理、真空焼成等のうちのいずれかを行うこ
とによつて非常に緻密な構造となり、平均気孔径
を1μm以下とすることができる。この他、アルミ
ナ純度が平均気孔径の大きさをさまざまに変化さ
せたアルミナ多結晶セラミツクスよりなるキヤピ
ラリーを試作し、上記と同様のボンデイング試験
を行つた結果、アルミナ純度が99.9％より低いも
のは先端部の欠けや摩耗が大きく、また平均気孔
径が1μmより大きいものでは導線が電極粉の付着
が大きく、いずれも寿命が短いものであつた。 また、上記実施例においては、キヤピラリー全
体を純度が99.9％以上でかつ平均気孔径が1μm以
下のアルミナ多結晶セラミツクスにより形成した
ものを示したが、これに限らず第２図に示すよう
に先端部分Ｓのみを純度が99.9％以上で、かつ平
均気孔径が1μm以下のアルミナ多結晶セラミツク
スにより形成し、他の部分は別の材質としたもの
であつてもよい。 〔発明の効果〕 叙上のように、本発明によれば、ワイヤボンデ
イング用キヤピラリーの少なくとも先端部を純度
が99.9％以上で、かつ平均気孔径が1μm以下のア
ルミナ多結晶セラミツクスにより形成したことに
よつて、先端部への導線や電極粉の付着が少ない
ため、ワイヤの接続不良が起こりにくく、また強
度、耐摩耗性が大きく放熱特性が良いため先端の
欠けや摩耗が少なく、寿命が長くなるだけでな
く、安定したワイヤボンデイングを行うことがで
き、半導体装置の品質を安定させることができ
る。 さらに、ルビー、サフアイアにくらべてコスト
を低くできるなどの多くの特長を有したワイヤボ
ンデイング用キヤピラリーを提供することができ
る。
第１図は本発明に係るワイヤボンデイング用キ
ヤピラリーを示す一部破断面図、第２図は本発明
に係るワイヤボンデイング用キヤピラリーの他の
実施例を示す一部破断面図、第３図は従来のワイ
ヤボンデイング用キヤピラリーの先端部を示す拡
大断面図である。 １：キヤピラリー、１ａ：細孔、Ｆ：付着部。
ヤピラリーを示す一部破断面図、第２図は本発明
に係るワイヤボンデイング用キヤピラリーの他の
実施例を示す一部破断面図、第３図は従来のワイ
ヤボンデイング用キヤピラリーの先端部を示す拡
大断面図である。 １：キヤピラリー、１ａ：細孔、Ｆ：付着部。
Claims (1)
- １ 少なくとも先端部を、純度が99.9％以上で、
かつ平均気孔径が1μm以下のアルミナ多結晶セラ
ミツクスにより形成したことを特徴とするワイヤ
ボンデイング用キヤピラリー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61044964A JPS62202534A (ja) | 1986-02-28 | 1986-02-28 | ワイヤボンデイング用キヤピラリ− |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61044964A JPS62202534A (ja) | 1986-02-28 | 1986-02-28 | ワイヤボンデイング用キヤピラリ− |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62202534A JPS62202534A (ja) | 1987-09-07 |
| JPH0316779B2 true JPH0316779B2 (ja) | 1991-03-06 |
Family
ID=12706169
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61044964A Granted JPS62202534A (ja) | 1986-02-28 | 1986-02-28 | ワイヤボンデイング用キヤピラリ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62202534A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02101754A (ja) * | 1988-10-11 | 1990-04-13 | Hitachi Ltd | ボンディング方法及びボンディング装置 |
-
1986
- 1986-02-28 JP JP61044964A patent/JPS62202534A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62202534A (ja) | 1987-09-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |