JP2015146393A - 超音波ウェッジボンディング構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】超音波ウェッジボンディングにおいて、上層ボンディングワイヤの切断に対する安定性や信頼性を高めるようにする。
【解決手段】被接合部材(電極12や配線パターン14)に、下層ボンディングワイヤ15(L)を超音波接合して下層超音波接合部26(L)を形成する。更に、この下層超音波接合部26(L)の上側に、上層ボンディングワイヤ15(H)を重ねて超音波接合し、上層超音波接合部26(H)を形成する。
そして、上層超音波接合部26(H)のワイヤ配線方向下流側に、上層ボンディングワイヤ15(H)を切断して成る切断部31を形成する。
この際、切断部31の下方に、切断部31を下側から支持する切断用支持部32を設けるようにする。
【選択図】図1
【解決手段】被接合部材(電極12や配線パターン14)に、下層ボンディングワイヤ15(L)を超音波接合して下層超音波接合部26(L)を形成する。更に、この下層超音波接合部26(L)の上側に、上層ボンディングワイヤ15(H)を重ねて超音波接合し、上層超音波接合部26(H)を形成する。
そして、上層超音波接合部26(H)のワイヤ配線方向下流側に、上層ボンディングワイヤ15(H)を切断して成る切断部31を形成する。
この際、切断部31の下方に、切断部31を下側から支持する切断用支持部32を設けるようにする。
【選択図】図1
Description
この発明は、超音波ウェッジボンディング構造に関するものである。
例えば、半導体チップ上の電極と配線基板上の配線パターンとの間を、ボンディングワイヤによって電気的に接続(ボンディング)するのに、超音波ウェッジボンディングが行われている。
図9に示すように、この超音波ウェッジボンディングを行うための超音波接合装置1は、上記した電極や配線パターンなどの被接合部材2に対しボンディングワイヤ4を上方から線接触状態に押さえて超音波接合を行う加圧接合治具5と、この加圧接合治具5の下側へボンディングワイヤ4を送給するノズル状のワイヤガイド部材6と、上記した加圧接合治具5によって超音波接合されたボンディングワイヤ4を上方からの下降動によって切断可能なカッター7と、を一体的に移動・進行させ得るようにしたものとされる。
ここで、ボンディングワイヤ4は、ボンディング終了位置Eに形成された超音波接合部8のワイヤ配線方向下流側(ワイヤガイド部材6側または図中右側)の位置にて切断される。ボンディングワイヤ4を切断する処理は、被接合部材2を傷付けないようにするために、ボンディングワイヤ4をカッター7で1/2〜2/3程度の深さにハーフカットした後、超音波接合装置1全体を下流側へ移動して引きちぎる(プルカットする)ものとされる。このようなボンディングワイヤ4の配線処理は、1秒間に数回程度の比較的速い速度で連続して行われる。
そして、上記した半導体チップが、例えば、電気自動車のモーター(電動機)などを制御するためのパワーモジュールなどと呼ばれる大電力の半導体装置を構成するものである場合、ボンディングワイヤ4の部分に大きな電流を流せるようにする必要が生じる。そのために、ボンディングワイヤ4を上下方向に多層化することが検討されている。
なお、ボンディングワイヤ4の先端部を球状に溶かして被接合部材2に接続させるようにしたボールボンディングの技術においては、ボンディングワイヤ4を上下方向に多層化することは既に行われている(例えば、特許文献1参照)。この場合に、上層のボンディングワイヤ4が、下層のボンディングワイヤ4と干渉することによって、下層のボンディングワイヤ4や下層の接合部に、変形や損傷などを起こさせないようにするために、ボンディング終了位置Eにおいて、上層の接合部を下層の接合部に対し、外側(ワイヤ配線方向下流側)へずらして重ねるようにすることも行われている。なお、超音波ウェッジボンディングでは、円形断面を有するボンディングワイヤ4を、先端部を球状に溶かすことなく、横向きの線接触状態にして上方へ重ねて行くことになるので、ボールボンディングの場合よりも、多層化に対する難易度が高く、実施するまでに至っていないのが現状である。
しかしながら、上記した超音波ウェッジボンディングを、上下方向に多層に形成しようとした場合には、以下のような問題が生じる。
即ち、上記したボールボンディングの場合と同じように、上層の超音波接合部8(H)を下層の超音波接合部8(L)に対し外側(ワイヤ配線方向下流側または図中右側)へずらして重ねるようした場合、上層の超音波接合部8(H)のワイヤ配線方向下流側の端部近傍におけるカッター7での切断位置の下側に、下層の超音波接合部8(L)が存在していないことになるので、即ち、上層のボンディングワイヤ4(H)の切断位置には下から受けるものが何もないため(または空間部9が生じるため)、カッター7でハーフカットする際に上層のボンディングワイヤ4(H)が大きく変形されて(逃げて)しまい、以下のような不具合が発生するおそれがある。
(不具合パターンその1)ハーフカット時の上層のボンディングワイヤ4(H)の変形により、ハーフカット深さに左右の差が生じる。この場合には、プルカット時に、上層のボンディングワイヤ4(H)がテンションの強い側へ引っ張られて横へ傾くように変形するため、上層のボンディングワイヤ4(H)が加圧接合治具5の中心からズレた状態になってしまう。すると、次のボンディングを行う際に、上層のボンディングワイヤ4(H)が下層のボンディングワイヤ4(L)の中心から左右にズレた位置に供給された状態で超音波接合されることになるため、接合ズレや接合不能状態が発生する。よって、安定したボンディングができない事態が生じる。
(不具合パターンその2)ハーフカット時の上層のボンディングワイヤ4(H)の変形により、ハーフカット深さにバラ付きやカット不足が生じる。この場合には、プルカット時に、上層のボンディングワイヤ4(H)が切断できずに、超音波接合装置1が停止してしまう事態が発生する。また、上層のボンディングワイヤ4(H)が切断できたとしても、ハーフカットの際に上層のボンディングワイヤ4(H)が下側へ傾くように変形されるため、上層のボンディングワイヤ4(H)が加圧接合治具5から外れた状態になる。すると、次のボンディングを行う際に、上層のボンディングワイヤ4(H)が加圧接合治具5内に収まらないため、下層のボンディングワイヤ4(L)に対して大きな位置ズレが生じ、接合不能状態が発生する。よって、安定したボンディングができない事態が生じる。
そして、これらのように、積層形成された超音波接合部8を安定して切断することができない状況が頻発するのであれば、超音波ウェッジボンディングでは、ボンディングワイヤ4の多層化が実現できないことになる。
そこで、本発明は、上記した問題点を解決し、上層のボンディングワイヤの切断に対する安定性や信頼性を高めることにより、ボンディングワイヤの多層化を実現し得るようにした超音波ウェッジボンディングを提供することを、主な目的としている。
上記課題を解決するために、本発明は、
被接合部材に、下層ボンディングワイヤを超音波接合して下層超音波接合部を形成すると共に、
該下層超音波接合部の上側に、上層ボンディングワイヤを重ねて超音波接合することにより上層超音波接合部を形成した超音波ウェッジボンディング構造であって、
前記上層超音波接合部のワイヤ配線方向下流側に、上層ボンディングワイヤを切断して成る切断部が形成されると共に、
該切断部の下方に、切断部を下側から支持する切断用支持部を設けたことを特徴とする。
被接合部材に、下層ボンディングワイヤを超音波接合して下層超音波接合部を形成すると共に、
該下層超音波接合部の上側に、上層ボンディングワイヤを重ねて超音波接合することにより上層超音波接合部を形成した超音波ウェッジボンディング構造であって、
前記上層超音波接合部のワイヤ配線方向下流側に、上層ボンディングワイヤを切断して成る切断部が形成されると共に、
該切断部の下方に、切断部を下側から支持する切断用支持部を設けたことを特徴とする。
本発明によれば、上記構成によって、以下のような作用効果を得ることができる。
即ち、上層ボンディングワイヤの切断部の下方に切断用支持部を設けて、切断部を下側から支持させるようにした。これにより、切断用支持部によって下側を確実に支持した状態で上層ボンディングワイヤの切断処理を行わせることができるので、カッターの刃を確実に上層ボンディングワイヤへ食い込ませることができる。これにより、上層ボンディングワイヤを正常な状態でカットすることができ、切断による不具合の発生を防止することができる。よって、超音波接合部の多層化に対する信頼性や安定性が高められて、ボンディングワイヤの多層化を実用化することが可能となる。
即ち、上層ボンディングワイヤの切断部の下方に切断用支持部を設けて、切断部を下側から支持させるようにした。これにより、切断用支持部によって下側を確実に支持した状態で上層ボンディングワイヤの切断処理を行わせることができるので、カッターの刃を確実に上層ボンディングワイヤへ食い込ませることができる。これにより、上層ボンディングワイヤを正常な状態でカットすることができ、切断による不具合の発生を防止することができる。よって、超音波接合部の多層化に対する信頼性や安定性が高められて、ボンディングワイヤの多層化を実用化することが可能となる。
以下、本実施の形態を、図面を用いて詳細に説明する。
図1〜図8は、この実施の形態を説明するためのものである。このうち、図1〜図3は実施例1、図4〜図8は実施例2である。
図1〜図8は、この実施の形態を説明するためのものである。このうち、図1〜図3は実施例1、図4〜図8は実施例2である。
<構成>以下、この実施の形態の構成について説明する。
例えば、図1の全体図および図2の部分拡大図に示すように、半導体チップ11上の電極12と配線基板13上の配線パターン14との間を、ボンディングワイヤ15によって電気的に接続(ボンディング)するのに、超音波ウェッジボンディングを行う。
例えば、図1の全体図および図2の部分拡大図に示すように、半導体チップ11上の電極12と配線基板13上の配線パターン14との間を、ボンディングワイヤ15によって電気的に接続(ボンディング)するのに、超音波ウェッジボンディングを行う。
この超音波ウェッジボンディングを行うための超音波接合装置21は、上記した電極12や配線パターン14などの被接合部材に対しボンディングワイヤ15を上方から線接触状態に押さえて超音波接合を行う加圧接合治具22と、この加圧接合治具22の下側へボンディングワイヤ15を送給するノズル状のワイヤガイド部材23と、上記した加圧接合治具22によって超音波接合されたボンディングワイヤ15を上方からの下降動によって切断可能なカッター24(切断用工具)と、を一体的に移動・進行させ得るようにしたものとされる。
ここで、半導体チップ11は、配線基板13上の別の配線パターン14に対して電気的に接続される。ボンディングワイヤ15は、特に図示しないが、円形断面を有するものとされている。また、超音波接合によって形成された超音波接合部26は、少なくともボンディング開始位置Sとボンディング終了位置Eとの二箇所の位置に形成される。二箇所の超音波接合部26の間には、ボンディングワイヤ15を超音波接合部26よりも高い位置に取り回して配線するようにしたアーチ状の持上部27が形成される。ボンディングワイヤ15は、ボンディング終了位置Eに形成された超音波接合部26のワイヤ配線方向下流側(ワイヤガイド部材23側または図中右側)の位置にて切断される。ボンディングワイヤ15を切断する処理は、被接合部材を傷付けないようにするために、ボンディングワイヤ15をカッター24で1/2〜2/3程度の深さにハーフカットした後、超音波接合装置21全体を下流側へ移動して引きちぎる(プルカットする)ものとされる。このようなボンディングワイヤ15の配線処理は、1秒間に数回程度の比較的速い速度で連続して行われる。
また、加圧接合治具22の下面側には、ボンディングワイヤ15の上部を収容可能な凹溝部28が形成されている。超音波接合部26は、この凹溝部28とほぼ同じ長さに形成される。なお、上記したアーチ状の持上部27は、予め設定されたワイヤガイド部材23の角度と、コンピューター制御によって移動される超音波接合装置21の動きとによって、その形状が決められる。
そして、上記した半導体チップ11が、例えば、電気自動車のモーター(電動機)などを制御するためのパワーモジュールなどと呼ばれる大電力の半導体装置を構成するものである場合、ボンディングワイヤ15の部分に大きな電流を流せるようにする必要が生じる。そのために、ボンディングワイヤ15を上下方向に多層化(例えば、2層〜6層程度またはそれ以上に)する。
超音波ウェッジボンディングを多層化するための構造は、被接合部材(電極12や配線パターン14)に、下層ボンディングワイヤ15(L)を超音波接合して下層超音波接合部26(L)を形成する。そして、この下層超音波接合部26(L)の上側に、上層ボンディングワイヤ15(H)を重ねて超音波接合することにより上層超音波接合部26(H)を形成したものとされる(積層超音波接合部)。なお、横向きにした円形断面の下層ボンディングワイヤ15(L)の上に、横向きにした円形断面の上層ボンディングワイヤ15(H)を線接触状態に重ねて超音波接合するのは、実用化レベルではかなり難しいものとなっている。
この際、ボンディング終了位置Eでは、下層超音波接合部26(L)におけるワイヤ配線方向下流側の端部に、下層ボンディングワイヤ15(L)を切断して成る下層側切断部29が形成される。この下層側切断部29については、被接合部材(電極12や配線パターン14)によって下側から支持された状態で切断が行われることになるので、安定した切断が可能である。
そして、この実施の形態では、ボンディング終了位置Eにおける、上記上層超音波接合部26(H)のワイヤ配線方向下流側に、上層ボンディングワイヤ15(H)を切断して成る切断部31が形成される。この際、この切断部31の下方に、切断部31を下側から支持するための切断用支持部32が設けられるようにする。
なお、ボンディングワイヤ15を多層化する場合、アーチ状の各持上部27(下層の持上部27(L)、上層の持上部27(H))は、互いに干渉し難いように、上層側のものほど高く取り回されるように形成する。
<作用>この実施の形態によれば、以下のような作用を得ることができる。
複数本のボンディングワイヤ15を上下方向に多線化して、下層ボンディングワイヤ15(L)や上層ボンディングワイヤ15(H)などを設ける場合に、下層超音波接合部26(L)の上側に上層超音波接合部26(H)を重ねて形成させるようにする。
複数本のボンディングワイヤ15を上下方向に多線化して、下層ボンディングワイヤ15(L)や上層ボンディングワイヤ15(H)などを設ける場合に、下層超音波接合部26(L)の上側に上層超音波接合部26(H)を重ねて形成させるようにする。
これにより、例えば、ボンディング終了位置Eにおける、下層超音波接合部26(L)の上側に上層超音波接合部26(H)を重ねずに、上層超音波接合部26(H)を下層超音波接合部26(L)からワイヤ配線方向下流側に離して設けるようにした場合(ケース1)と比べて、上層ボンディングワイヤ15(H)の電流が流れる部分の距離を短くすることができる。以って、上層ボンディングワイヤ15(H)を不必要に長くせずに済み、通電の効率や信頼性の低下を防止することが可能となる。
より具体的には、この実施の形態のようにボンディング終了位置Eで超音波接合部26を重ねて形成した場合、例えば、位置Sと位置Eとの中心間距離を6mmとした場合、
1層目のボンディングワイヤ15に流せる溶断電流を100%とすると、
2層目のボンディングワイヤ15に流せる溶断電流は98%程度となり、
3層目のボンディングワイヤ15に流せる溶断電流は94%程度となって、多層化が進んでもほとんど溶断電流が低下しないのに対し、
上記したケース1のようにボンディング終了位置Eの超音波接合部26を重ねないで形成した場合には、
1層目のボンディングワイヤ15に流せる溶断電流を100%とすると、
2層目のボンディングワイヤ15に流せる溶断電流は71%程度となり、
3層目のボンディングワイヤ15に流せる溶断電流は57%程度となって、多層化が進むに従い溶断電流が大きく低下してしまうので、通電効率を上げるのが難しく、性能的にもケース1の方が不利である。
1層目のボンディングワイヤ15に流せる溶断電流を100%とすると、
2層目のボンディングワイヤ15に流せる溶断電流は98%程度となり、
3層目のボンディングワイヤ15に流せる溶断電流は94%程度となって、多層化が進んでもほとんど溶断電流が低下しないのに対し、
上記したケース1のようにボンディング終了位置Eの超音波接合部26を重ねないで形成した場合には、
1層目のボンディングワイヤ15に流せる溶断電流を100%とすると、
2層目のボンディングワイヤ15に流せる溶断電流は71%程度となり、
3層目のボンディングワイヤ15に流せる溶断電流は57%程度となって、多層化が進むに従い溶断電流が大きく低下してしまうので、通電効率を上げるのが難しく、性能的にもケース1の方が不利である。
また、例えば、下層超音波接合部26(L)の上側に上層ボンディングワイヤ15(H)を重ねずに、下層超音波接合部26(L)の隣に上層超音波接合部26(H)を並設した場合(ケース2)と比べて、被接合部材(電極12や配線パターン14)における下層超音波接合部26(L)および上層超音波接合部26(H)を形成する部分の幅寸法を狭くすることができる。以って、被接合部材(電極12や配線パターン14)の超音波接合部26周辺をスッキリさせることができる。
そして、この実施の形態のように、下層超音波接合部26(L)の上側に上層ボンディングワイヤ15(H)を重ねるようにボンディングワイヤ15を多層化して行くことによって、半導体チップ11の小型・高性能化が進んだ場合であっても、十分に適用が可能な構造となる。
更に、この実施の形態では、ボンディング終了位置Eにおける、上層超音波接合部26(H)のワイヤ配線方向下流側に形成される切断部31の下方に、上層ボンディングワイヤ15(H)の切断部31を下側から支持する切断用支持部32を設けるようにした。
これにより、切断用支持部32によって下側を確実に支持した状態で上層ボンディングワイヤ15(H)の切断処理を行わせることができるので、カッター24の刃を確実に上層ボンディングワイヤ15(H)へ食い込ませることができる。これにより、上層ボンディングワイヤ15(H)を正常な状態でカットする(即ち、カッター24の刃をしっかりと食い込ませて左右均等で且つ十分な深さにハーフカットすると共に、安定した形状にプルカットする)ことができ、切断による不具合(上記した不具合パターンその1、および、不具合パターンその2の接合ズレや接合不能を参照)の発生を防止することができる。よって、超音波接合部26の多層化に対する信頼性や安定性が高められて、ボンディングワイヤ15の多層化を実用化することが可能となる。
以下、より具体的な実施例について説明する。
図1〜図3は、この実施例1を示すものである。
<構成>以下、この実施例の構成について説明する。
上記切断用支持部32が、上記被接合部材(電極12や配線パターン14)における、上記下層超音波接合部26(L)および上層超音波接合部26(H)が多層に形成された位置(積層超音波接合部)から離して設けられたカット用ボンディングポイント41とされる。
そして、上記上層ボンディングワイヤ15(H)は、上記上層超音波接合部26(H)からワイヤ配線方向下流側へ延びる延長部42に、上記カット用ボンディングポイント41に対する切断用超音波接合部43が形成されると共に、この切断用超音波接合部43のワイヤ配線方向下流側の端部近傍に上記切断部31が形成されるようにする。
<構成>以下、この実施例の構成について説明する。
上記切断用支持部32が、上記被接合部材(電極12や配線パターン14)における、上記下層超音波接合部26(L)および上層超音波接合部26(H)が多層に形成された位置(積層超音波接合部)から離して設けられたカット用ボンディングポイント41とされる。
そして、上記上層ボンディングワイヤ15(H)は、上記上層超音波接合部26(H)からワイヤ配線方向下流側へ延びる延長部42に、上記カット用ボンディングポイント41に対する切断用超音波接合部43が形成されると共に、この切断用超音波接合部43のワイヤ配線方向下流側の端部近傍に上記切断部31が形成されるようにする。
ここで、切断部31は、ボンディング終了位置Eに形成された上層超音波接合部26(H)のワイヤ配線方向下流側の端部近傍に設けられる。この場合、下層超音波接合部26(L)および上層超音波接合部26(H)の形成には、同じ大きさの加圧接合治具22が使用される。そして、下層超音波接合部26(L)に対して、上層超音波接合部26(H)は、ワイヤ配線方向下流側(図中右側)へずらして形成される。そして、カット用ボンディングポイント41は、下層超音波接合部26(L)および上層超音波接合部26(H)が多層に形成された積層超音波接合部に対して、ワイヤ配線方向下流側へ所要量(例えば、1mm〜3mm程度)離した位置に設定される。カット用ボンディングポイント41は、積層超音波接合部が形成される配線パターン14を拡張した部分などに形成される。延長部42は、ワイヤガイド部材23から上層ボンディングワイヤ15(H)を所要量繰り出すことによって形成される。
なお、図3に示すように、ボンディングワイヤ15を3層以上に積層することもできる。上記した上層ボンディングワイヤ15(H)および下層ボンディングワイヤ15(L)は、上下2本のボンディングワイヤ15間の相対的な位置関係を表したものであるため、3層以上の場合にも、上記関係は成立する(この場合、3層目のボンディングワイヤ15には、便宜的にThirdを意味する(T)を付して識別できるようにしている)。そして、ボンディングワイヤ15を3層以上に積層する場合、複数の切断用超音波接合部43ができることになる(例えば、切断用超音波接合部43(H)、切断用超音波接合部43(T))が、これらは、重ねずに、互いに位置を異ならせるようにする。特に、上層側のものほどワイヤ配線方向下流側に位置させるようにする。
<作用効果>この実施例によれば、以下のような作用効果を得ることができる。
下層超音波接合部26(L)の上に上層超音波接合部26(H)を多層に設けると共に、被接合部材(電極12や配線パターン14)の、上層超音波接合部26(H)から離れた位置に切断用支持部32としてのカット用ボンディングポイント41を別に設定するようにした。そして、上層ボンディングワイヤ15(H)の延長部42に、カット用ボンディングポイント41に対する切断用超音波接合部43および切断部31を設けるようにした。これにより、切断用超音波接合部43のワイヤ配線方向下流側の端部近傍を、被接合部材(電極12や配線パターン14)のカット用ボンディングポイント41で下側から支持した状態で切断することが可能となり、上記した作用効果に加えて、上層超音波接合部26(H)に影響を与えることなく、上層ボンディングワイヤ15(H)を正常な状態でカットする(即ち、カッター24の刃をしっかりと食い込ませてハーフカットすると共に、安定した形状にプルカットする)ことができる。また、同一の加圧接合治具22によって、下層ボンディングワイヤ15(L)および上層ボンディングワイヤ15(H)の超音波接合と切断とを連続して行うことができるので、高い生産効率を得ることができる。
下層超音波接合部26(L)の上に上層超音波接合部26(H)を多層に設けると共に、被接合部材(電極12や配線パターン14)の、上層超音波接合部26(H)から離れた位置に切断用支持部32としてのカット用ボンディングポイント41を別に設定するようにした。そして、上層ボンディングワイヤ15(H)の延長部42に、カット用ボンディングポイント41に対する切断用超音波接合部43および切断部31を設けるようにした。これにより、切断用超音波接合部43のワイヤ配線方向下流側の端部近傍を、被接合部材(電極12や配線パターン14)のカット用ボンディングポイント41で下側から支持した状態で切断することが可能となり、上記した作用効果に加えて、上層超音波接合部26(H)に影響を与えることなく、上層ボンディングワイヤ15(H)を正常な状態でカットする(即ち、カッター24の刃をしっかりと食い込ませてハーフカットすると共に、安定した形状にプルカットする)ことができる。また、同一の加圧接合治具22によって、下層ボンディングワイヤ15(L)および上層ボンディングワイヤ15(H)の超音波接合と切断とを連続して行うことができるので、高い生産効率を得ることができる。
図4〜図8は、この実施例2を示すものである。
<構成>以下、この実施例の構成について説明する。
(2−1)上記切断用支持部32が、上記下層超音波接合部26(L)を、上記上層超音波接合部26(H)よりも長くして、上記下層超音波接合部26(L)のワイヤ配線方向下流側の端部を、上記上層超音波接合部26(H)のワイヤ配線方向下流側の端部よりも張り出させることによって形成された切断用張出端部51とされる。
<構成>以下、この実施例の構成について説明する。
(2−1)上記切断用支持部32が、上記下層超音波接合部26(L)を、上記上層超音波接合部26(H)よりも長くして、上記下層超音波接合部26(L)のワイヤ配線方向下流側の端部を、上記上層超音波接合部26(H)のワイヤ配線方向下流側の端部よりも張り出させることによって形成された切断用張出端部51とされる。
ここで、切断部31は、ボンディング終了位置Eに形成された上層超音波接合部26(H)のワイヤ配線方向下流側端部(図中右側)に対して設けられる。「下層超音波接合部26(L)を、上層超音波接合部26(H)よりも長く」は、相対的な関係を示したものであり、上層超音波接合部26(H)を、下層超音波接合部26(L)よりも短くすることも含まれる。このように長さを変えるために、例えば、上層超音波接合部26(H)を形成する加圧接合治具22b(図6参照)を、下層超音波接合部26(L)を形成する加圧接合治具22a(図5参照)よりも、上記した凹溝部28のワイヤ配線方向の長さが相対的に短いものとする。このように、凹溝部28の長さが異なる複数本の加圧接合治具22a,22bは、1台の超音波接合装置21に対して付け替えながら使用するようにしても良いし、または、使用する加圧接合治具22a,22bごとにそれぞれ異なる超音波接合装置21を用いるようにしても良い。
なお、上層超音波接合部26(H)を形成する加圧溶接合治具22bを、下層超音波接合部26(L)を形成する加圧接合治具22aよりも短いものにした場合、下層超音波接合部26(L)のワイヤ配線方向上流側の端部を、上層超音波接合部26(H)のワイヤ配線方向上流側の端部よりも張り出させることが可能となる(終了部上流側張出端部52)。この終了部上流側張出端部52は、後述するものと同様に、干渉防止部として利用することが可能である。
この実施例では、更に、以下のようにすることができる。
(2−2)図4に示すように、上記下層超音波接合部26(L)および上層超音波接合部26(H)が、ワイヤ配線方向に対し少なくとも2箇所の位置(ボンディング開始位置Sおよびボンディング終了位置E)に設けられる。
そして、ボンディング開始位置Sにおける、上記下層超音波接合部26(L)を上記上層超音波接合部26(H)よりも長くすると共に、上記下層超音波接合部26(L)の少なくともワイヤ配線方向下流側の端部を、上記上層超音波接合部26(H)の少なくともワイヤ配線方向下流側の端部よりも張り出させることによって、上記下層超音波接合部26(L)の少なくともワイヤ配線方向下流側の端部に上層ボンディングワイヤ15(H)との干渉を防止可能な開始部張出端部54を設けるようにする。
そして、ボンディング開始位置Sにおける、上記下層超音波接合部26(L)を上記上層超音波接合部26(H)よりも長くすると共に、上記下層超音波接合部26(L)の少なくともワイヤ配線方向下流側の端部を、上記上層超音波接合部26(H)の少なくともワイヤ配線方向下流側の端部よりも張り出させることによって、上記下層超音波接合部26(L)の少なくともワイヤ配線方向下流側の端部に上層ボンディングワイヤ15(H)との干渉を防止可能な開始部張出端部54を設けるようにする。
ここで、開始部張出端部54は、ボンディング開始位置Sにおける、ワイヤ配線方向上流側の端部に対しても設けることができる。
(2−3)また、図7に示すように、上記下層超音波接合部26(L)および上層超音波接合部26(H)は、ワイヤ配線方向に対し少なくとも3箇所以上の位置(ボンディング開始位置S、ボンディング中間位置M、並びにボンディング終了位置E)に設けることができる(いわゆる、スティッチボンディング)。
そして、このような場合に、ボンディング中間位置Mにおける、上記下層超音波接合部26(L)を上記上層超音波接合部26(H)よりも長くすると共に、上記下層超音波接合部26(L)の少なくとも一方の端部を、上記上層超音波接合部26(H)の同じ側の端部よりも張り出させることによって、上記下層超音波接合部26(L)の少なくとも一方の端部に上層ボンディングワイヤ15(H)との干渉を防止可能な中間部張出端部56を設けるようにする。
そして、このような場合に、ボンディング中間位置Mにおける、上記下層超音波接合部26(L)を上記上層超音波接合部26(H)よりも長くすると共に、上記下層超音波接合部26(L)の少なくとも一方の端部を、上記上層超音波接合部26(H)の同じ側の端部よりも張り出させることによって、上記下層超音波接合部26(L)の少なくとも一方の端部に上層ボンディングワイヤ15(H)との干渉を防止可能な中間部張出端部56を設けるようにする。
なお、この実施例においても、図8に示すように、ボンディングワイヤ15を3層以上に積層することができる。上記した上層ボンディングワイヤ15(H)および下層ボンディングワイヤ15(L)は、上下2本のボンディングワイヤ15間の相対的な位置関係を表したものであるため、3層以上の場合にも、上記関係は成立する(この場合、3層目のボンディングワイヤ15には、便宜的にThirdを意味する(T)を付して識別できるようにしている)。
<作用効果>この実施例によれば、以下のような作用効果を得ることができる。
(2−1)下層超音波接合部26(L)を上層超音波接合部26(H)よりも相対的に長くして、下層超音波接合部26(L)のワイヤ配線方向下流側の端部に切断用支持部32としての切断用張出端部51を形成した。これにより、上記した作用効果に加えて、上層超音波接合部26(H)よりも長い下層超音波接合部26(L)によって、上層超音波接合部26(H)の全体が下側から支持されるので、上層超音波接合部26(H)を安定して形成することが可能となる。また、上層超音波接合部26(H)の切断部31が下層超音波接合部26(L)の切断用張出端部51によって下側から支持されることになるので、切断部31を安定して形成することが可能となる。
(2−1)下層超音波接合部26(L)を上層超音波接合部26(H)よりも相対的に長くして、下層超音波接合部26(L)のワイヤ配線方向下流側の端部に切断用支持部32としての切断用張出端部51を形成した。これにより、上記した作用効果に加えて、上層超音波接合部26(H)よりも長い下層超音波接合部26(L)によって、上層超音波接合部26(H)の全体が下側から支持されるので、上層超音波接合部26(H)を安定して形成することが可能となる。また、上層超音波接合部26(H)の切断部31が下層超音波接合部26(L)の切断用張出端部51によって下側から支持されることになるので、切断部31を安定して形成することが可能となる。
そして、下層超音波接合部26(L)に対して、切断用支持部32としての切断用張出端部51を形成することにより、被接合部材(電極12や配線パターン14)などに別の切断用支持部32を設ける必要がなくなるので、上層超音波接合部26(H)周辺の構造を簡略化することができる。即ち、上層ボンディングワイヤ15(H)の全長を短くしたり、超音波接合部26の形成点数を削減したり、超音波接合部26を形成する被接合部材を小さくしたりすることなどが可能となる。これにより、超音波接合を容易且つ確実に行って超音波接合部26を多層化することができる。
なお、下層超音波接合部26(L)のワイヤ配線方向上流側の端部については、干渉防止用の終了部上流側張出端部52となることにより、上層ボンディングワイヤ15(H)の、下層ボンディングワイヤ15(L)の下層の持上部27(L)などに対する干渉を防止することができる。
(2−2)上記に加えて、ボンディング開始位置Sにおける、下層超音波接合部26(L)の少なくともワイヤ配線方向下流側の端部に、干渉防止用の開始部張出端部54を形成した。これにより、ボンディング開始位置Sにおいても、下層超音波接合部26(L)の上に上層超音波接合部26(H)を安定して形成することが可能となると共に、上層超音波接合部26(H)周辺の構造を簡略化しつつ、上層ボンディングワイヤ15(H)の、下層ボンディングワイヤ15(L)の下層の持上部27(L)などに対する干渉を防止することができる。
(2−3)上記に加えて、ボンディング中間位置Mにおける、下層超音波接合部26(L)の少なくとも一方の端部に、干渉防止用の中間部張出端部56を形成した。これにより、ボンディング中間位置Mにおいても、下層超音波接合部26(L)の上に上層超音波接合部26(H)を安定して形成することが可能となると共に、上層超音波接合部26(H)周辺の構造を簡略化しつつ、上層ボンディングワイヤ15(H)の、下層ボンディングワイヤ15(L)の下層の持上部27(L)などに対する干渉を防止することができる。
以上、この発明の実施例を図面により詳述してきたが、実施例はこの発明の例示にしか過ぎないものである。よって、この発明は実施例の構成にのみ限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれることは勿論である。また、例えば、各実施例に複数の構成が含まれている場合には、特に記載がなくとも、これらの構成の可能な組合せが含まれることは勿論である。また、複数の実施例や変形例がこの発明のものとして開示されている場合には、特に記載がなくとも、これらに跨がった構成の組合せのうちの可能なものが含まれることは勿論である。また、図面に描かれている構成については、特に記載がなくとも、含まれることは勿論である。更に、「等」の用語がある場合には、同等のものを含むという意味で用いられている。また、「ほぼ」「約」「程度」などの用語がある場合には、常識的に認められる範囲や精度のものを含むという意味で用いられている。
12 電極(被接合部材)
14 配線パターン(被接合部材)
15(L) 下層ボンディングワイヤ
15(H) 上層ボンディングワイヤ
15(T) 三層目の上層ボンディングワイヤ
26(L) 下層超音波接合部
26(H) 上層超音波接合部
26(T) 三層目の上層超音波接合部
31 切断部
32 切断用支持部
41 カット用ボンディングポイント
42 延長部
43 切断用超音波接合部
51 切断用張出端部
54 開始部張出端部
56 中間部張出端部
14 配線パターン(被接合部材)
15(L) 下層ボンディングワイヤ
15(H) 上層ボンディングワイヤ
15(T) 三層目の上層ボンディングワイヤ
26(L) 下層超音波接合部
26(H) 上層超音波接合部
26(T) 三層目の上層超音波接合部
31 切断部
32 切断用支持部
41 カット用ボンディングポイント
42 延長部
43 切断用超音波接合部
51 切断用張出端部
54 開始部張出端部
56 中間部張出端部
Claims (5)
- 被接合部材に、下層ボンディングワイヤを超音波接合して下層超音波接合部を形成すると共に、
該下層超音波接合部の上側に、上層ボンディングワイヤを重ねて超音波接合することにより上層超音波接合部を形成した超音波ウェッジボンディング構造であって、
前記上層超音波接合部のワイヤ配線方向下流側に、上層ボンディングワイヤを切断して成る切断部が形成されると共に、
該切断部の下方に、切断部を下側から支持する切断用支持部を設けたことを特徴とする超音波ウェッジボンディング構造。 - 請求項1に記載の超音波ウェッジボンディング構造であって、
前記切断用支持部が、前記被接合部材における、前記下層超音波接合部および上層超音波接合部が多層に形成された位置から離して設けられたカット用ボンディングポイントとされ、
前記上層ボンディングワイヤは、前記上層超音波接合部からワイヤ配線方向下流側へ延びる延長部に、前記カット用ボンディングポイントに対する切断用超音波接合部が形成されると共に、該切断用超音波接合部のワイヤ配線方向下流側の端部近傍に前記切断部が形成されたことを特徴とする超音波ウェッジボンディング構造。 - 請求項1に記載の超音波ウェッジボンディング構造であって、
前記切断用支持部が、前記下層超音波接合部を、前記上層超音波接合部よりも長くして、前記下層超音波接合部のワイヤ配線方向下流側の端部を、前記上層超音波接合部のワイヤ配線方向下流側の端部よりも張り出させることによって形成された切断用張出端部であることを特徴とする超音波ウェッジボンディング構造。 - 請求項3に記載の超音波ウェッジボンディング構造であって、
前記下層超音波接合部および上層超音波接合部が、ワイヤ配線方向に対し少なくとも2箇所の位置に設けられ、
ボンディング開始位置における、前記下層超音波接合部を前記上層超音波接合部よりも長くすると共に、前記下層超音波接合部の少なくともワイヤ配線方向下流側の端部を、前記上層超音波接合部の少なくともワイヤ配線方向下流側の端部よりも張り出させることによって、前記下層超音波接合部の少なくともワイヤ配線方向下流側の端部に上層ボンディングワイヤとの干渉を防止可能な開始部張出端部を設けたことを特徴とする超音波ウェッジボンディング構造。 - 請求項3または請求項4に記載の超音波ウェッジボンディング構造であって、
前記下層超音波接合部および上層超音波接合部が、ワイヤ配線方向に対し少なくとも3箇所以上の位置に設けられ、
ボンディング中間位置における、前記下層超音波接合部を前記上層超音波接合部よりも長くすると共に、前記下層超音波接合部の少なくとも一方の端部を、前記上層超音波接合部の同じ側の端部よりも張り出させることによって、前記下層超音波接合部の少なくとも一方の端部に上層ボンディングワイヤとの干渉を防止可能な中間部張出端部を設けたことを特徴とする超音波ウェッジボンディング構造。
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