JPS6119136A - 半導体装置のワイヤボンデイング方法およびこれに用いるボンデイングパツド - Google Patents

半導体装置のワイヤボンデイング方法およびこれに用いるボンデイングパツド

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JPS6119136A
JPS6119136A JP59139337A JP13933784A JPS6119136A JP S6119136 A JPS6119136 A JP S6119136A JP 59139337 A JP59139337 A JP 59139337A JP 13933784 A JP13933784 A JP 13933784A JP S6119136 A JPS6119136 A JP S6119136A
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和秀 佐藤
Akira Kuromaru
黒丸　明
Seiichi Hirata
誠一 平田
Koichiro Atsumi
幸一郎 渥美
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は半導体装置のワイヤボンディング、特にボンデ
ィング時の応力を緩和させるようなワイヤボンディング
方法およびボンディングパッドに関する。
（発明の技術的背景） 半導体ペレット上の各素子をインナーリードと電気的に
接続するためのワイヤボンディングは、通常、半導体ベ
レット上に正方形のボンディングパッドを形成し、この
ボンディングパッドにボンディングワイヤをボンディン
グすることによって行われる。一般にこのボンディング
パッドはｓｉｏ、、上に設けられたＡＩ、Ａｕ等の金属
で、ボンディングワイヤにもＡＩ、Ａｕ等の金属が用い
られている。ボンディングは、ボンディングワイヤの先
端をボール状にし、ボンディングパッドに４０〜６０ｇ
の荷重をかけて接触させ、３５０℃程度の温度で熱圧着
させるのが一般的である。また、最近では圧力と熱の他
に、超音波による振動を加える方法も行われており、こ
の方法では２５０℃程度の温度でボンディングが可能で
ある。
〔前頭技術の問題点〕 上述のようにワイヤボンディングは一般に圧力、熱、振
動を加えるため、ワイヤボンディング時の応力歪みによ
り、ボンディングパッドの下地となるＳｔＯ，、等の絶
縁層、更にはその下のシリコン層にまでクラックが生じ
ることがある。このようなりラックはリーク電流を誘引
する原因となり、また、素子領域にボンディングパッド
が配置されている場合には、素子自体が破壊されること
になる。このようなりラックの発生をおさえる主な手段
として以下の４つの方法があるが、いずれもそれぞれ欠
点をもっている。
まず第１の方法はボンディングパッド面積を増大さぜで
やる方法である。圧力が広範囲に分散するため単位面積
あたりの応力は小さくなる。しかし近年ＶＬＳＩ等の高
集積化が進んでおり、ボンディングパッドの大きさを増
大させることは、この高集積化技術に逆行し好ましくな
い。
第２の方法はボンディング速度を遅くしてやる方法であ
る。ボンディングワイヤをボンディングパッドに接触さ
せる加速度を小さくすれば、それだけ動的荷重が減り、
加わる応力も減少する。しかし近年半導体素子の需要が
急速に増大し、また、１チツプあたりの端子数増大を考
えると、生産工程の速度を遅延させる方法は好ましくな
い。
第３の方法はボンディングパッドの厚みに比較して、そ
の下地となる絶縁層の厚みを厚くしてやる方法である。
熱に起因するクラックは、主として熱膨張率の相違によ
るものである。例えばＡｌｄｅｇ　〕のオーダである。
従ってボンディング後の冷却時に５ｈｏ２層とＡ１層と
の間に応力歪みを生じクラックが発生する原因となる。
そこで５ｈｏ２層の厚みをＡ１層の厚みに比べて十分厚
くしてやれば応力分散が図れる。しかし、Ｓ　ｉ　０２
層の厚みを増大させることはチップサイズの増大、生産
工程時間の増大につながり好ましくない。
第４の方法はボンディングパッドの下地となる層にポリ
シリコン層等の衝撃緩和層を設ける方法である。しかし
この方法は、生産工程の増加、生産コストの増加を招き
好ましくない。
〔発明の目的〕
そこで本発明は集積度、ボンディング速度を低下させる
ことなく、簡易な工程でクラックの発生を防ぐことので
きる半導体装置のワイヤボンディング方法およびこれに
用いるボンディングパッドを提供することを目的とする
。
〔発明の概要〕
本発明の特徴は、ボンディングパッドに、ワイヤボンデ
ィング時に加わる応力を緩和するための切欠き部、溝、
または開口部を設けてワイヤボンディングを付い、クラ
ックの発生を防止したことにある。
〔発明の実加例〕
以下本発明を図示する実施例に基づいて説明する。第１
図（ａ）、（ｂ）は切欠き部、同（Ｃ）は溝、同（（１
）は開口部をそれぞれボンディングパッド１に設けた実
施例である。第１図（ａ）はボンディングパッド１の周
縁の輪郭が凹凸をなすように切欠き部２を設けたもので
ある。応力歪みによるクラックは主にボンディングパッ
ドの周縁部に生ずるため、周縁部にこのような切欠き部
を設けることはきわめて効果的である。１１図（ｂ）は
ボンデインクバッド１の隅部に切欠き部３を設けたもの
であ−る。一般に正方形のボンディングパッドの場合、
隅部に応力が集中するため、このような切欠き部３も応
力分散に有効に作用する。第１図（Ｃ）はボンディング
パッド１に溝４を設けた例である。応力歪みはボンディ
ングパッド１の中心から周囲に向けて生じるため、この
溝４はボンディングパッド１の周縁の輪郭とほぼ相似形
をなすように形成１゛るのが好ましい。第１図（ｄ）は
ボンディングパッド１の周縁部に開口部５を設けだもの
である。前述の理由から開口部５は周縁部、特に隅部に
設けるのが最も効果的である。
第２図は第１図（ｄ）に示す実施例のボンディング状態
を示す断面図である。シリコン基板６の上にＳｉＯ□層
７が形成され、その上にボンディングパッド１が形成さ
れる。開口部５は第２図（ａ）に示すようにボンディン
グパッド１を貫くように形成してもよく、また第２図（
ｂ）に示すようにボンディングパッド１の厚みより浅く
形成してもよい。前者の場合は、応力緩和機能は向上す
るが、ボンディング力は弱まる。後者の場合はこれと逆
になる。ボンディングワイヤ８は従来と同様に圧力、熱
振動が加えられてボンディングパッド１に熱圧着される
。
〔発明の効果〕
以上のとおり本発明によれば、ボンディングパッドに、
ワイヤボンディング時に加わる応力を緩和するための切
欠き部、溝、または開口部を設け、ボンディングパッド
自体に応力緩和機能をもたせるようにしたため、集積度
、ボンディング速僚を低下させることなく、簡易な工程
でワイヤボンディング時のクラックの発生を防止するこ
とができ、また、半導体素子領域にボンディングパッド
を設けることも可能となる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に係るボンディングパッドの上面図、第
２図は本発明に係るボンディングパッドの縦断面図であ
る。 １・・・ボンディングパッド、２．３・・・切欠き部、
４・・・漏、５・・・開口部、６・・・シリコン基板、
７・・・Ｓ　ｉ　Ｏ２層、８・・・ボンディングワイヤ
。 ６１　圀 （ａ）　　　　　　（ｂ）　　　　　（Ｃ）　　　　　
（ｄ）色２　図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、半導体ペレットにボンディングパッドを形成し、前
    記ボンディングパッドに、ワイヤボンディング時に加わ
    る応力を緩和するための切欠き部、溝、または開口部を
    設け、ボンディングワイヤを前記ボンディングパッドに
    ボンディングすることを特徴とする半導体装置のワイヤ
    ボンディング方法。 ２、切欠き部、溝、または開口部をエッチングにより設
    けることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導
    体装置のワイヤボンディング方法。 ３、ワイヤボンディング時に加わる応力を緩和するため
    の切欠き部、溝、または開口部を有することを特徴とす
    るボンディングパッド。 ４、周縁の輪郭が凹凸をなすように切欠き部を形成した
    ことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載のボンディ
    ングパッド。 ５、隅部に切欠き部を形成したことを特徴とする特許請
    求の範囲第３項記載のボンディングパッド。 ６、周縁の輪郭とほぼ相似形をなすように溝を形成した
    ことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載のボンディ
    ングパッド。 ７、周縁部に開口部を形成したことを特徴とする特許請
    求の範囲第３項記載のボンディングパッド。 ８、開口部の深さがボンディングパッドの厚みに等しい
    ことを特徴とする特許請求の範囲第３項目または第７項
    記載のボンディングパッド。 ９、開口部の深さがボンディングパッドの厚みより小さ
    いことを特徴とする特許請求の範囲第３項目または第７
    項記載のボンディングパッド。
JP59139337A 1984-07-05 1984-07-05 半導体装置のワイヤボンデイング方法およびこれに用いるボンデイングパツド Pending JPS6119136A (ja)

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