【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
〔産業上の利用分野〕
本発明はLIS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Ｈを
備えたキヤピラリーＣを使用している。
このキヤピラリーＣの材質としては、当初ガラ
スや超硬質剤を用いていたが、耐摩耗性等の点か
ら、最近はアルミナ多結晶セラミツク製のもの
や、アルミナを原料にし、単結晶としたルビー、
サフアイアなどで形成したものが広く用いられて
きた。
特に低コストのアルミナ多結晶セラミツク製キ
ヤピラリーが最も多く使用されていた。
〔従来技術の問題点〕
ところが、アルミナ多結晶セラミツク製のキヤ
ピラリーの場合、金属の付着性が大きく、また表
面に存在するボンドやピンホール等のため、第３
図に示すように先端部に導線や電極の粉が付着し
やすく、この付着物Ｆが多くたまると細孔Ｈ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
けられて瞬間的に約1000℃の高温に達することが
あるため、熱伝導率の低いアルミナ多結晶セラミ
ツク製のキヤピラリーは、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、サフアイヤ等のアルミナ単結晶
で形成したキヤピラリーの場合は、先端部に導線
や電極の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
装置に取り付ける際などの取ら扱い中に欠けや折
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％があつた。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製に比べコストが
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、炭化珪素を
主成分とし、焼結助剤として炭素、硼素、酸化ア
ルミニウム、酸化ベリリウムなどの少なくとも一
種を含有した炭化珪素質セラミツクで形成したも
のである。
〔実施例〕
本発明に係るキヤピラリーＣは第１図に示すよ
うに、導線を先端部に送出する細孔Ｈを備えてお
り、全体を炭化珪素質セラミツクより形成してい
る。このようなキヤピラリーを試作し、従来の超
硬質剤、アルミナ多結晶セラミツク、ルビーより
なるキヤピラリーと共にワイヤボンデイング試験
を行つた。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１表のようになつ
た。
[Industrial Application Field] The present invention relates to a capillary used for wire bonding of semiconductor devices such as LIS and IC. [Prior Art] In semiconductor devices, thin conductive wires made of gold or aluminum and having a diameter of about 0.015 to 0.1 mm are used to connect the electrodes of the semiconductor chip and the lead electrodes of the package.This connection process (wire bonding) As shown in FIG. 3, a capillary C is used which is equipped with a pore H having a diameter of about 0.025 to 0.1 mm through which the conductive wire is delivered to the tip. Initially, glass and super hard materials were used for the material of this capillary C, but from the viewpoint of wear resistance, it has recently been made of alumina polycrystalline ceramic, ruby made from alumina as a raw material, and single crystal ruby.
Those made of saphire etc. have been widely used. In particular, low-cost alumina polycrystalline ceramic capillaries were most commonly used. [Problems with the prior art] However, in the case of a capillary made of alumina polycrystalline ceramic, the adhesion of metal is large, and the presence of bonds and pinholes on the surface makes it difficult to
As shown in the figure, powder from the conductor and electrodes tends to adhere to the tip, and when a large amount of this deposit F accumulates, it causes clogging of the pore H, breakage of the conductor, abnormal loops, etc. Furthermore, this capillary tip is always
The temperature is around 300℃, and when the conductor is crimped onto the electrode at a high speed of about 14 times per second, it can hit the electrode and reach a high temperature of about 1000℃ instantaneously, so the thermal conductivity Capillaries made of alumina polycrystalline ceramic with low heat shocks suffered from severe chipping and wear at the tips, making them unusable in a relatively short period of time. In addition, in the case of capillaries made of alumina single crystals such as ruby and sapphire, there is less adhesion of conductor and electrode powder to the tip and less wear, but micro-cracks that occur during the manufacturing process of the capillary itself Chips and bends often occur during handling, such as when attaching the capillary to a bonding device, and approximately 50% of the capillary capillaries become unusable during the bonding process, even though they last their entire lifespan. Another problem was that ruby and sapphire were more expensive than alumina polycrystalline ceramic. [Means for Solving the Problems] In view of the above, the present invention provides that at least the tip of a capillary for wire bonding is made of silicon carbide as a main component, and carbon, boron, aluminum oxide, beryllium oxide, etc. are used as a sintering aid. It is made of silicon carbide ceramic containing at least one of the following. [Embodiment] As shown in FIG. 1, a capillary C according to the present invention is provided with a pore H through which a conducting wire is delivered to the tip, and is entirely made of silicon carbide ceramic. We prototyped such a capillary and conducted a wire bonding test with a conventional capillary made of ultra-hard material, alumina polycrystalline ceramic, and ruby. Ten capillaries of each type were prepared and bonded with gold wire under the same conditions, and the relationship between the number of bonding cycles and the connection state of the conductor wires was investigated, and the average values for each were as shown in Table 1.
〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕
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分を炭化
珪素質セラミツクより形成したこにより、先端部
への導線や電極粉の付着やヒートシヨツクによる
欠け、摩耗が少ないため、長寿命化を図ることが
できるだけでなく、安定したワイヤボンデイング
が行え、IC等の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、サフアイアに比べてコストを低
くできるなどの特長を有した優れたキヤピラリー
を提供できる。
As mentioned above, according to the present invention, at least the tip portion of the wire bonding capillary is made of silicon carbide ceramic, which reduces adhesion of conductive wires and electrode powder to the tip portion, and reduces chipping and wear due to heat shock. In addition to prolonging the lifespan, it also enables stable wire bonding and stabilizes the quality of semiconductor devices such as ICs. Furthermore, it is possible to provide an excellent capillary with features such as lower cost than ruby and sapphire.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]
第１図は本発明に係るワイヤボンデイング用キ
ヤピラリーの実施例を表す一部破断面図、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
ーの他の実施例を表す一部断面図、第３図は従来
のワイヤボンデイング用キヤピラリー先端部の一
部断面図である。
Ｃ：キヤピラリー、Ｈ：細孔、Ｆ：付着物。
FIG. 1 is a partially broken sectional view showing an embodiment of the capillary for wire bonding according to the present invention, FIG. 2 is a partially sectional view showing another embodiment of the capillary for wire bonding according to the present invention, and FIG. 1 is a partial cross-sectional view of the tip of a conventional wire bonding capillary. C: capillary, H: pore, F: deposit.