JPS58169918A - ワイヤボンダ - Google Patents
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- JPS58169918A JPS58169918A JP57051237A JP5123782A JPS58169918A JP S58169918 A JPS58169918 A JP S58169918A JP 57051237 A JP57051237 A JP 57051237A JP 5123782 A JP5123782 A JP 5123782A JP S58169918 A JPS58169918 A JP S58169918A
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- H01L2224/32245—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
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- H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
- H01L2224/48247—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
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- H01L2224/48463—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond
- H01L2224/48465—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond the other connecting portion not on the bonding area being a wedge bond, i.e. ball-to-wedge, regular stitch
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- H01L2224/48505—Material at the bonding interface
- H01L2224/48599—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Gold (Au)
- H01L2224/486—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Gold (Au) with a principal constituent of the bonding area being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
- H01L2224/48617—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Gold (Au) with a principal constituent of the bonding area being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 400°C and less than 950 °C
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- H01L2224/48699—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Aluminium (Al)
- H01L2224/487—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Aluminium (Al) with a principal constituent of the bonding area being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
- H01L2224/48717—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Aluminium (Al) with a principal constituent of the bonding area being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 400°C and less than 950 °C
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- H01L2224/85201—Compression bonding
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- H01L2224/8538—Bonding interfaces outside the semiconductor or solid-state body
- H01L2224/85399—Material
- H01L2224/854—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
- H01L2224/85438—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
- H01L2224/85439—Silver (Ag) as principal constituent
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- H01L2224/8538—Bonding interfaces outside the semiconductor or solid-state body
- H01L2224/85399—Material
- H01L2224/854—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
- H01L2224/85438—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
- H01L2224/85444—Gold (Au) as principal constituent
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- H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
- H01L24/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
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- H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
- H01L24/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
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- H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
- H01L24/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
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- H01L2924/01032—Germanium [Ge]
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- H01L2924/01047—Silver [Ag]
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- H01L2924/01052—Tellurium [Te]
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- H01L2924/01057—Lanthanum [La]
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- H01L2924/01058—Cerium [Ce]
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- H01L2924/01074—Tungsten [W]
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- H01L2924/01075—Rhenium [Re]
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- H01L2924/01079—Gold [Au]
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- H01L2924/01084—Polonium [Po]
-
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はワイヤボンダに関し、特にアルミニウム線など
の酸化しやすい金属の細線を熱圧着法でボンディングで
きるようKしたワイヤボンダに関するものである。
の酸化しやすい金属の細線を熱圧着法でボンディングで
きるようKしたワイヤボンダに関するものである。
半導体装置の製造工程のひとつに素子ペレットの電極パ
ッドとパッケージ側のリードとをワイヤにて接続するワ
イヤボンディング工程があり、現在では金線(Auワイ
ヤ)を用いた熱圧着法と、アルミニウム# (11ワイ
ヤ)を用いた超音波法が多く使用されている。Au ワ
イヤの熱圧着法は、所闘ネイルヘッドポンディ/グと称
し、Auワイヤの先端を水素トーチや放電アークにて加
熱溶融して金ボールを形成し、この金ボールをボンディ
ング部位に押圧させながら圧着させるもので、強固なボ
ンディングを可能にすると共にボンディングの方向性が
存在しないという利点を有するものの、ボンディング部
位がベレッ)を極バッドのようなアルミニウム材のとき
にはパープルブレーグ現象が生じてボンディング強度が
低下したり、金価格の高騰によってコスト嵩になる郷の
問題がある。一方、A1ワイヤの超音波法はA!ワイヤ
を超音波振動によって固着させるため、低価格にできる
という利点を有するものの、ボンディングの方向性が存
在するためにワイヤボンダの構造が複雑になると共にボ
ンディングスピードが低いという問題がある。
ッドとパッケージ側のリードとをワイヤにて接続するワ
イヤボンディング工程があり、現在では金線(Auワイ
ヤ)を用いた熱圧着法と、アルミニウム# (11ワイ
ヤ)を用いた超音波法が多く使用されている。Au ワ
イヤの熱圧着法は、所闘ネイルヘッドポンディ/グと称
し、Auワイヤの先端を水素トーチや放電アークにて加
熱溶融して金ボールを形成し、この金ボールをボンディ
ング部位に押圧させながら圧着させるもので、強固なボ
ンディングを可能にすると共にボンディングの方向性が
存在しないという利点を有するものの、ボンディング部
位がベレッ)を極バッドのようなアルミニウム材のとき
にはパープルブレーグ現象が生じてボンディング強度が
低下したり、金価格の高騰によってコスト嵩になる郷の
問題がある。一方、A1ワイヤの超音波法はA!ワイヤ
を超音波振動によって固着させるため、低価格にできる
という利点を有するものの、ボンディングの方向性が存
在するためにワイヤボンダの構造が複雑になると共にボ
ンディングスピードが低いという問題がある。
このため、近年では両ボンディング法の夫々の利点を生
かし得るように、AJワイヤを用いた熱圧着法、即ちA
1ワイヤの先端にボールを形成してネイルヘッドボンデ
ィングを行なう方法が考えられている。しかしながら、
従来のAuワイヤを使用して(・るワイヤボンダをその
まま用いて^pワイヤでネイルヘッドボンディングを行
なってもAJワイヤの先端に良好なボールを形成するこ
とはできず、したがって高信頼性のワイヤボンディング
を行なうことは困難である。
かし得るように、AJワイヤを用いた熱圧着法、即ちA
1ワイヤの先端にボールを形成してネイルヘッドボンデ
ィングを行なう方法が考えられている。しかしながら、
従来のAuワイヤを使用して(・るワイヤボンダをその
まま用いて^pワイヤでネイルヘッドボンディングを行
なってもAJワイヤの先端に良好なボールを形成するこ
とはできず、したがって高信頼性のワイヤボンディング
を行なうことは困難である。
【
即ち、本発明者が、第1図に示すように、A1ワイヤー
と放電用の電@2とに夫々高電圧、源3の負電位と正電
位を加え、かつA4ワイヤ先端をArガス雰囲気に保っ
た状態で両者間に放電アークを発生させてA4のボール
を形成したところ、形成されたボールの真球度は悪くか
つボール直上のネック部位〈びれが生じた。このため、
このような状態でワイヤボンディングを行なうと圧着さ
れたボールの円形状が悪くかつ正しい位置へのボンディ
ングが困難になると共に前述したくびれの部分から断線
され易くなり、結果的にボンディングの信頼性が低下す
ることになる。
と放電用の電@2とに夫々高電圧、源3の負電位と正電
位を加え、かつA4ワイヤ先端をArガス雰囲気に保っ
た状態で両者間に放電アークを発生させてA4のボール
を形成したところ、形成されたボールの真球度は悪くか
つボール直上のネック部位〈びれが生じた。このため、
このような状態でワイヤボンディングを行なうと圧着さ
れたボールの円形状が悪くかつ正しい位置へのボンディ
ングが困難になると共に前述したくびれの部分から断線
され易くなり、結果的にボンディングの信頼性が低下す
ることになる。
このように、A1ワイヤのボールの真球度が悪くかつく
びれが生ずる原因としては、A1ワイヤの表面に形成さ
れているアルミナ(A IJt Oq )がAeワイヤ
の溶融およびボール形成の障害になること、また、放電
アークがAI3ワイヤの先端近傍に式がってエネルギ分
散が生じてしまうこと等が大傘な原因になると考えられ
【いる。
びれが生ずる原因としては、A1ワイヤの表面に形成さ
れているアルミナ(A IJt Oq )がAeワイヤ
の溶融およびボール形成の障害になること、また、放電
アークがAI3ワイヤの先端近傍に式がってエネルギ分
散が生じてしまうこと等が大傘な原因になると考えられ
【いる。
したがって本発明の目的は、A1などの酸化しやすい金
属からなるワイヤと放電用電極との間を還元性雰囲気に
保って両者間に放電アークを生成せしめるよう構成する
ことにより、金属ワイヤ表面の酸化物の影響をなくして
良好な球形のボールを形成することができるワイヤボン
ダを提供することにある。
属からなるワイヤと放電用電極との間を還元性雰囲気に
保って両者間に放電アークを生成せしめるよう構成する
ことにより、金属ワイヤ表面の酸化物の影響をなくして
良好な球形のボールを形成することができるワイヤボン
ダを提供することにある。
また、本発明の他の目的は、ワイヤと放電電極との間の
放電にサーマルピンチ作用が生ずるように両者間のガス
雰囲気を構成し、更に好ましくはクリーニング作用が生
じないように両者の極性を設定することkより、真球度
のよいボールの形成と共K〈びれのないボールの形成を
可能圧したワイヤボンダを提供することに41ある。
放電にサーマルピンチ作用が生ずるように両者間のガス
雰囲気を構成し、更に好ましくはクリーニング作用が生
じないように両者の極性を設定することkより、真球度
のよいボールの形成と共K〈びれのないボールの形成を
可能圧したワイヤボンダを提供することに41ある。
以下1本発明を図示の実施例により説明する。
第2図は本発明のワイヤボンダの要部の構成図であり、
XYテーブルll上上搭載したボンディングヘッドII
Kはボンディングアーム12をその基端において枢支し
、キャピラリ13を固設した先端を図外のカム磯構によ
って上下に揺動できるよ5KL、ている。前記ボンディ
ングアーム12のよ@には1例えば電磁ソ・レノイド1
4にて作動される一対のクランパアーム15.16を設
置し、これらアーム15.16の各先端を前記キャピラ
リ13の直上位fK配設してクランパ17を形成してい
る。1はへ1ワイヤであり、図外のスプールから引き出
され、ガイド18を挿通(7た後はクランパ17間を通
ってキャピラリ13に挿通されろ。なお、ワイヤとして
は、A1ワイヤに限定されずSi入り人1などの酸化し
やす(・金属ワイヤであってもよいことは勿論である。
XYテーブルll上上搭載したボンディングヘッドII
Kはボンディングアーム12をその基端において枢支し
、キャピラリ13を固設した先端を図外のカム磯構によ
って上下に揺動できるよ5KL、ている。前記ボンディ
ングアーム12のよ@には1例えば電磁ソ・レノイド1
4にて作動される一対のクランパアーム15.16を設
置し、これらアーム15.16の各先端を前記キャピラ
リ13の直上位fK配設してクランパ17を形成してい
る。1はへ1ワイヤであり、図外のスプールから引き出
され、ガイド18を挿通(7た後はクランパ17間を通
ってキャピラリ13に挿通されろ。なお、ワイヤとして
は、A1ワイヤに限定されずSi入り人1などの酸化し
やす(・金属ワイヤであってもよいことは勿論である。
一方、19はボンディングステージであり、被ボンデイ
ング体としての半導体構体20を載置し、前記キャピラ
リ13の上下動くよってリードフレーム21と素子ベレ
ット22との間にA6ワイヤ1を接続させる。
ング体としての半導体構体20を載置し、前記キャピラ
リ13の上下動くよってリードフレーム21と素子ベレ
ット22との間にA6ワイヤ1を接続させる。
更に、23は本発明の特徴とする放電電極部であり、前
記キャピラリ13の近傍に独立12て設けている。この
放電電極部23は、第3図および第4図に合わせて示す
ように1、全体を略l、字状に形成した中空の電極24
を有駿、、その上側の端部に一体的に設けた枢軸25を
装置固定部の軸受26に軸支させることにより、電極2
4全体を図示矢印方向に揺動でき、これにより電極24
の下側部241を前記キャピラリ13の下方位置、つま
りAnワイヤ1の先端の直下位置とキャピラリ130側
方位置(退避位置)との間で移動させることができる。
記キャピラリ13の近傍に独立12て設けている。この
放電電極部23は、第3図および第4図に合わせて示す
ように1、全体を略l、字状に形成した中空の電極24
を有駿、、その上側の端部に一体的に設けた枢軸25を
装置固定部の軸受26に軸支させることにより、電極2
4全体を図示矢印方向に揺動でき、これにより電極24
の下側部241を前記キャピラリ13の下方位置、つま
りAnワイヤ1の先端の直下位置とキャピラリ130側
方位置(退避位置)との間で移動させることができる。
この場合、前記枢軸25の一部にクランク27を形成し
、このクランク27と新たに設けた電磁ソレノイド28
とを連結杆29にて連結することにより、ンレノイド2
8の往復移動を電極24の前記した揺動に変化で舞る。
、このクランク27と新たに設けた電磁ソレノイド28
とを連結杆29にて連結することにより、ンレノイド2
8の往復移動を電極24の前記した揺動に変化で舞る。
更K、前記電極24の下側部24m上面には複数個の透
孔30を形成してその中空内部と連通させると共に、こ
の下側部24mを包囲するよう圧して円筒状のカバー3
1を取着している。このカバー31は上側一部に略円周
の4分の1の切欠き32を形成し、電極24が下動した
ときKAJA1ワイヤ1端がこの切欠き32を通してカ
バー31内に侵入位置されるようWCしている。一方、
前記電極240基端には中空内部に連通するチェーブ3
3を連設し、このチ凰−プ33を通して前記電極24内
Kuk述するガスを供給する。また、この電1に24と
前記クランパ17との関には、図示のような電源回路3
4を接続し、これによりクランパ17、即ちこれに導通
されるA1ワイヤlを陽極とすると共に電極24を陽極
とし、電極24からAIワイヤIK向かって放電アーク
を生成させるようKして(・る。
孔30を形成してその中空内部と連通させると共に、こ
の下側部24mを包囲するよう圧して円筒状のカバー3
1を取着している。このカバー31は上側一部に略円周
の4分の1の切欠き32を形成し、電極24が下動した
ときKAJA1ワイヤ1端がこの切欠き32を通してカ
バー31内に侵入位置されるようWCしている。一方、
前記電極240基端には中空内部に連通するチェーブ3
3を連設し、このチ凰−プ33を通して前記電極24内
Kuk述するガスを供給する。また、この電1に24と
前記クランパ17との関には、図示のような電源回路3
4を接続し、これによりクランパ17、即ちこれに導通
されるA1ワイヤlを陽極とすると共に電極24を陽極
とし、電極24からAIワイヤIK向かって放電アーク
を生成させるようKして(・る。
そして、本実施例においては前記したガスとして還元作
用のあるガス、例えばH,、CO,N、0゜CH,等の
ガスを使用し、これらのガスを電4il124の下側部
24mの透孔30からカバー31内に噴出させ、カバー
内つまり電極24とA1ワイヤ1との間を還元性ガス雰
囲気に保つよ5Kしているのである。
用のあるガス、例えばH,、CO,N、0゜CH,等の
ガスを使用し、これらのガスを電4il124の下側部
24mの透孔30からカバー31内に噴出させ、カバー
内つまり電極24とA1ワイヤ1との間を還元性ガス雰
囲気に保つよ5Kしているのである。
以上の構成によれば、最初に電磁ルノイド28の伸長作
用によってクランク27および枢軸25を揺動すれば、
電極下側部24mは下方へ揺動してAgワイヤ1の直下
位置に揺動位置され、jlワイヤ1の先端をカバー31
内に侵入させる。そして、電極24の中空内部を通して
透孔30から噴出された還元性ガスにより、カバー31
内、つまりA1ワイヤ1と電極24との間を還元性ガス
雰囲気に保持した上で電源回路34をオン作動すれば、
A1ワイヤlと電fi24との間で放電アークが発生し
、このアークのエネルギによってA1ワイヤ1先端が溶
融してボールが形成されることkなる。このとき、本例
ではAJワイヤ1は還元性ガス雰非気でポール形成が行
なわれるため、A1741表面のアルミナが還元されて
アルミニウムとなりこの状態で溶融されるので、AJワ
イヤ先端は内部および表面の全体が均一に溶融されるこ
とになり、したがって均一な表面張力が発生して真球度
の高いボールが形成されることになるのであろう また、このとき生成される放電アークは、A6ワイヤと
電極の極性に基づき、礪1k24からAAワイヤ1に向
かつそ生ずるので、新組クリーニング作用(アークがA
4741表面の新しい配化膜を求めて走り回る現象、l
ワイヤ先端からその近傍の広い範囲にわたってアークが
生じる作用)が生じることはなく、これによりA8ワイ
ヤのボール形成−所以外に熱の形番をおよばすことはな
い。したがって、ボール直上部にくびれを生成させるこ
ともない。
用によってクランク27および枢軸25を揺動すれば、
電極下側部24mは下方へ揺動してAgワイヤ1の直下
位置に揺動位置され、jlワイヤ1の先端をカバー31
内に侵入させる。そして、電極24の中空内部を通して
透孔30から噴出された還元性ガスにより、カバー31
内、つまりA1ワイヤ1と電極24との間を還元性ガス
雰囲気に保持した上で電源回路34をオン作動すれば、
A1ワイヤlと電fi24との間で放電アークが発生し
、このアークのエネルギによってA1ワイヤ1先端が溶
融してボールが形成されることkなる。このとき、本例
ではAJワイヤ1は還元性ガス雰非気でポール形成が行
なわれるため、A1741表面のアルミナが還元されて
アルミニウムとなりこの状態で溶融されるので、AJワ
イヤ先端は内部および表面の全体が均一に溶融されるこ
とになり、したがって均一な表面張力が発生して真球度
の高いボールが形成されることになるのであろう また、このとき生成される放電アークは、A6ワイヤと
電極の極性に基づき、礪1k24からAAワイヤ1に向
かつそ生ずるので、新組クリーニング作用(アークがA
4741表面の新しい配化膜を求めて走り回る現象、l
ワイヤ先端からその近傍の広い範囲にわたってアークが
生じる作用)が生じることはなく、これによりA8ワイ
ヤのボール形成−所以外に熱の形番をおよばすことはな
い。したがって、ボール直上部にくびれを生成させるこ
ともない。
ボールの形成後は、電磁ソレノイド28の短縮によって
枢軸25および電極24は上方へ向かって揺動され、電
極下側部24aはfiljワイヤlの直下位置から退避
される。したがって、ポジディングアーム12の揺動に
伴なってキャピラリ13を下動させれば、A4ワイヤ1
を半導体構体20のペレット22上に熱圧着させること
ができ米のであり、形成したボールの真球度の向上によ
って信頼性の高いワイヤポンディレグを行なうことがで
きるのである。
枢軸25および電極24は上方へ向かって揺動され、電
極下側部24aはfiljワイヤlの直下位置から退避
される。したがって、ポジディングアーム12の揺動に
伴なってキャピラリ13を下動させれば、A4ワイヤ1
を半導体構体20のペレット22上に熱圧着させること
ができ米のであり、形成したボールの真球度の向上によ
って信頼性の高いワイヤポンディレグを行なうことがで
きるのである。
次に本発明の他の実施例を説明する。他の例は電極24
内に供給するガスとして、前例の還元性ガスに加えてサ
ーマルピンチ作用のあるガスを添加したガスを使用する
点に特徴を有する。この種□、:1・。
内に供給するガスとして、前例の還元性ガスに加えてサ
ーマルピンチ作用のあるガスを添加したガスを使用する
点に特徴を有する。この種□、:1・。
のガスとしてはH,、Ha 、CH4、N、勢があり
、このガスがAlワイヤlと電4124との間の雰囲気
中に存在すれば、放電アークがA4ワイヤ1の先端部に
集中するという新組サーマルピンチ作用が得られ、これ
により放電エネルギがA1ワイヤ先端に集中してボール
形成に有効に利用され。
、このガスがAlワイヤlと電4124との間の雰囲気
中に存在すれば、放電アークがA4ワイヤ1の先端部に
集中するという新組サーマルピンチ作用が得られ、これ
により放電エネルギがA1ワイヤ先端に集中してボール
形成に有効に利用され。
真球度の向上と共に省エネルギの点でも有効である。な
お、このサーマルピンチ作用はAJワイヤと電極の極性
に拘らず発生するので、電源回路34が図示のものに限
定されることはない。また、ガス[H,、CH,、CO
を使用すれば、H,、C’桟。
お、このサーマルピンチ作用はAJワイヤと電極の極性
に拘らず発生するので、電源回路34が図示のものに限
定されることはない。また、ガス[H,、CH,、CO
を使用すれば、H,、C’桟。
COは両方の作用を有しているので単独で両方の効果を
得ることができる。
得ることができる。
以上のよう圧して形成された半導体装置の一例を115
図に示すうこの半導体装置4()けり一ド7v−ム21
上にべL/フット2をAu−8i共晶41勢にて固着し
た上で、A4ワイヤIKでベレット22のパッド42と
リードフレーム21のインナリード43をワイヤ接続し
、レジ744にてモールド刺止して(・る。AJワイヤ
1は前述のようにボール形成した上で熱圧着により接続
を行なう。
図に示すうこの半導体装置4()けり一ド7v−ム21
上にべL/フット2をAu−8i共晶41勢にて固着し
た上で、A4ワイヤIKでベレット22のパッド42と
リードフレーム21のインナリード43をワイヤ接続し
、レジ744にてモールド刺止して(・る。AJワイヤ
1は前述のようにボール形成した上で熱圧着により接続
を行なう。
また、AJワ”イヤ1とインナリード43との接続を良
好なものにするためにインナリード43の表llCAg
またはAuのめっき−45を形成している。
好なものにするためにインナリード43の表llCAg
またはAuのめっき−45を形成している。
このような半導体装置では、Agワイヤに代えてAβワ
イヤを使用するので低価格に製作できる。
イヤを使用するので低価格に製作できる。
また、熱圧着法を用いているのでボンディングの方向性
がなく、ワイヤボンダの構成(特にボンディングステー
ジやボンディングヘッドの構成)を簡単化することがで
き、かつボンディングスピードが向上で舞る。また、ボ
ールの真球度が向上したことにより、ボンディングの信
頼性を向上することもで良る。
がなく、ワイヤボンダの構成(特にボンディングステー
ジやボンディングヘッドの構成)を簡単化することがで
き、かつボンディングスピードが向上で舞る。また、ボ
ールの真球度が向上したことにより、ボンディングの信
頼性を向上することもで良る。
ここで、電極部23の構成としては、第6図ないし第8
図に示すよ5な構成としてもよい。第6図のものは、電
極24の下側部2jlK取着するカバー31Aの一端を
開放する一方、カバー31Aの一部忙ガス供給口35を
形成し、この供給口35を通してカバー31A内にガス
を満たそうとするものであり、A1ワイヤlの先端にガ
スを吹舞かける方式である。第7図のものは、カバー3
18の両端を閉塞する点では第3図のものと同時である
が、ガス供給口36をカバー31BK直接設けてガスを
切欠ll32へ向けて直接的に直流させ、AJ ’ツイ
ヤlの近傍でガスを噴きEげるよう忙した方式である。
図に示すよ5な構成としてもよい。第6図のものは、電
極24の下側部2jlK取着するカバー31Aの一端を
開放する一方、カバー31Aの一部忙ガス供給口35を
形成し、この供給口35を通してカバー31A内にガス
を満たそうとするものであり、A1ワイヤlの先端にガ
スを吹舞かける方式である。第7図のものは、カバー3
18の両端を閉塞する点では第3図のものと同時である
が、ガス供給口36をカバー31BK直接設けてガスを
切欠ll32へ向けて直接的に直流させ、AJ ’ツイ
ヤlの近傍でガスを噴きEげるよう忙した方式である。
、第8図のものは、前述の各側のものとは全く異なりキ
ャピラリ13の外周にカバー37を一体に8着し、キャ
ピラリ13とカバー37との間にガスを供給することに
より、ガスをカバー37の下端開口38からAI3ワイ
ヤ1の先端に吹き下げるようKした方式である。
ャピラリ13の外周にカバー37を一体に8着し、キャ
ピラリ13とカバー37との間にガスを供給することに
より、ガスをカバー37の下端開口38からAI3ワイ
ヤ1の先端に吹き下げるようKした方式である。
これらの各側においても、A1ワイヤの先端を所定のガ
ス雰囲気に保持する点では全て共通しており、このガス
Kl1元性ガスを使用すること、または還元性ガスとサ
ーマルピンチ作用のあるガスとの混合ガスを使用するこ
とは必要に応じて選択できる。
ス雰囲気に保持する点では全て共通しており、このガス
Kl1元性ガスを使用すること、または還元性ガスとサ
ーマルピンチ作用のあるガスとの混合ガスを使用するこ
とは必要に応じて選択できる。
なお1本Q明においては、放電用電源の電圧。
電流1時間等の電気的要因やlワイヤと電極との距離等
の機械的′要因、更にはガス濃度等の化学的要因等圧よ
ってボールの真球度やその寸法等に若干の影響を受ける
ことがあり、これらの要因は要求されるボールの寸法等
に合わせて適宜設定することか肝要である。因みに、H
1濃度変化によるボール径/ワイヤ径の特性変化を第9
図に示す。
の機械的′要因、更にはガス濃度等の化学的要因等圧よ
ってボールの真球度やその寸法等に若干の影響を受ける
ことがあり、これらの要因は要求されるボールの寸法等
に合わせて適宜設定することか肝要である。因みに、H
1濃度変化によるボール径/ワイヤ径の特性変化を第9
図に示す。
この特性はN、ガス中に含まれるHt湊度で示しており
、H!濃度が高い程ポールが真球に近づくことがわかる
。したがって、H2消費量をコスト等を比較した上で満
足で舞るボールの得られるH7濃度に設定すればよい。
、H!濃度が高い程ポールが真球に近づくことがわかる
。したがって、H2消費量をコスト等を比較した上で満
足で舞るボールの得られるH7濃度に設定すればよい。
以上のように本発明のワイヤボンダによれば、ワイヤと
電極との間、更に首えばワイヤ先端の雰囲気を還元性雰
囲気に保って両者間に放電アークを生成せしめるよう構
成し、更にサーマルピンチ作用が生ずるようなガス雰囲
気に保つように構成しているので、A1などの酸化容易
な金jI&製ワイヤ先端に形成するボールの真球度を向
上すると共にワイヤのくびれを防止し、更にワイヤと電
極との極性を考慮することにより前述した真球度やくび
れを更に向上し、AAなμの酸化容易な金属製ワイヤを
使用したワイヤボンディングの信頼性を一層向上するこ
とができるという効果を奏する。
電極との間、更に首えばワイヤ先端の雰囲気を還元性雰
囲気に保って両者間に放電アークを生成せしめるよう構
成し、更にサーマルピンチ作用が生ずるようなガス雰囲
気に保つように構成しているので、A1などの酸化容易
な金jI&製ワイヤ先端に形成するボールの真球度を向
上すると共にワイヤのくびれを防止し、更にワイヤと電
極との極性を考慮することにより前述した真球度やくび
れを更に向上し、AAなμの酸化容易な金属製ワイヤを
使用したワイヤボンディングの信頼性を一層向上するこ
とができるという効果を奏する。
第1図は従来装置の一部の概略構成図、第2図は本発明
のワイヤボンダの一部の正面図、第3図はその要部の拡
大斜視図、第4図は第3図の八−A線断面図、1s5図
は半導体装置の断面図、第6図ないし第8図は夫々異な
る変形例を示す斜視図および正面断面図、第9図はH,
濃度とボール形状の関係を示す特性図である。 1 ・AJ ワイヤ、10・・XYテーブル、11・・
・ボンディングヘッド、12・・ボンディングアーム、
13・・キャピラリ、17・・クランパ、19・・・ボ
ンディングステージ、20・・・半導体構体、21 ・
リードフレーム、22・・・ベレット、23・・・放t
t極部、24・・・電極、24a・・・下側部、30・
・・透孔、31.31A、31B・・・カバー、32・
・・切欠き、34・・電源、35.36・・・供給口、
37・・・カバー、40・・・半導体装置、42・・・
パッド、43・・・インナリード、44・・・レジン。 代理人 弁場士 薄 1)利、jli 、、’:、−
ヘ第 3 [”4 2.、?” ” ’ 第d図
のワイヤボンダの一部の正面図、第3図はその要部の拡
大斜視図、第4図は第3図の八−A線断面図、1s5図
は半導体装置の断面図、第6図ないし第8図は夫々異な
る変形例を示す斜視図および正面断面図、第9図はH,
濃度とボール形状の関係を示す特性図である。 1 ・AJ ワイヤ、10・・XYテーブル、11・・
・ボンディングヘッド、12・・ボンディングアーム、
13・・キャピラリ、17・・クランパ、19・・・ボ
ンディングステージ、20・・・半導体構体、21 ・
リードフレーム、22・・・ベレット、23・・・放t
t極部、24・・・電極、24a・・・下側部、30・
・・透孔、31.31A、31B・・・カバー、32・
・・切欠き、34・・電源、35.36・・・供給口、
37・・・カバー、40・・・半導体装置、42・・・
パッド、43・・・インナリード、44・・・レジン。 代理人 弁場士 薄 1)利、jli 、、’:、−
ヘ第 3 [”4 2.、?” ” ’ 第d図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 ワイヤの先端に放電アークを利用してボールを形成
し、このボールを被ボンデイング体に熱圧着してワイヤ
の接続を行frうようKしたワイヤボンダにおいて、前
記ワイヤの先端と、これに対向配置される放電用の電極
との間の雰囲気を還元性ガス雰囲気に保持できるように
構成したことを特徴とするワイヤボンダ。 2、 ワイヤを陽極に、電極を陰極として放電アークを
発生させるよう構成してなる特許請求の範囲第1項記載
のワイヤボンダ。 3、電極をワイヤの先端直下位置から退避で伴るように
構成してなる特許請求の範囲第1項又は第2項記載のワ
イヤボンダ。 4、電極を中空に形成すると共Ktfi下側部にはワイ
ヤ先端を包囲し得るカバーを付設し、かつカバー内の電
極下側部には中空内部に連通する透孔を形成してなる特
許請求の範囲第1項乃至第3項のいずれかに記載のワイ
ヤボンダ。 5、 ワイヤの先端に放電、アークを利用してボールを
形成し、このボールを被ボンデイング体に熱圧着してワ
イヤの接続を行なうよ5Kしたワイヤボンダにおいて、
前記ワイヤの先端と、これに対向配置される放電用の電
極との間の雰囲気を還元性ガスおよびサーマルピンチ作
用を有するガスの混合ガス雰囲気に保持できるように構
成したことな特徴とするワイヤボンダ。 6、 ワイヤを陽極に、電極を陰極として放電アークを
発生させるよう構成してなる特許請求の範囲第5項記載
のワイヤボンダう 7、 電極をワイヤの先端直下位置から退避できるよう
に構成してなる特許請求の範囲第5項又は第6項記載の
ワイヤボンダ。 8、電極を中空に形成すると共に電極下側部にはワイヤ
先端を包囲し得るカバーを付設し、かつカバー内の電極
下側部には中空内部に連通する透孔を形成してなる特許
請求の範囲第5項乃至第7項のいずれかに記載のワイヤ
ボンダ。
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