三井 竜成 (〒85 東京都武蔵村山市伊奈平２丁目５１番地の１ 株式会社新川内 Tokyo, 20885, JP)
TEI, Shinsuke (Inadaira 2-chome Musashimurayama-sh, Tokyo 85, 20885, JP)
株式会社新川 (〒85 東京都武蔵村山市伊奈平２丁目５１番地の１ Tokyo, 20885, JP)
MII, Tatsunari (Inadaira 2-chome Musashimurayama-sh, Tokyo 85, 20885, JP)
三井 竜成 (〒85 東京都武蔵村山市伊奈平２丁目５１番地の１ 株式会社新川内 Tokyo, 20885, JP)
| 第1ボンド点と第2ボンド点との間をワイヤで接続するワイヤボンディング方法であって、 ワイヤの先端に形成したイニシャルボールをキャピラリによって第1ボンド点に接合させて圧着ボールを形成する第1ボンディング工程と、 第1ボンディング工程の後、キャピラリを略垂直に上昇させてからキャピラリを第2ボンド点の方向に向かって斜め下方にキャピラリの上昇量よりも少ない量だけ下降させるという連続動作を複数回繰り返して行い、複数の位置でワイヤを斜め下方に向かって押し込むワイヤ押込み工程と、 ワイヤ押し込み工程の後、キャピラリを上昇させ、続いてキャピラリを第2ボンド点の方向に移動させてワイヤを第2ボンド点に圧着させることにより接合する第2ボンディング工程と、 を含むワイヤボンディング方法。 |
| 請求の範囲1に記載のワイヤボンディング方法であって、 連続動作の第1回目のキャピラリの上昇量は、第2回目のキャピラリの上昇量よりも大きいワイヤボンディング方法。 |
| 請求の範囲2に記載のワイヤボンディング方法であって、 連続動作は、第1ボンディング工程の後、キャピラリを略垂直に上昇させ、続いてキャピラリの上昇量を半径としてキャピラリを第2ボンド点の方向に向かって円弧状に移動させる上昇円弧状動作であるワイヤボンディング方法。 |
| 請求の範囲3に記載のワイヤボンディング方法であって、 連続動作のキャピラリの円弧状移動は、前回連続動作のキャピラリの円弧状移動の終了点を中心とする円弧動作であるワイヤボンディング方法。 |
| 請求の範囲4に記載のワイヤボンディング方法であって、 連続動作の第1回目のキャピラリの円弧状移動の際の移動角度は、第2回目のキャピラリの円弧状移動の際の移動角度よりも大きいワイヤボンディング方法。 |
| 請求の範囲2に記載のワイヤボンディング方法であって、 上昇円弧状動作の円弧状の移動は、円弧を複数の直線で近似した近似折線に沿ってキャピラリが移動するワイヤボンディング方法。 |
| 請求の範囲2に記載のワイヤボンディング方法であって、 連続動作の第3回目以降のキャピラリの上昇量は、第1回目及び第2回目のキャピラリの上昇量よりも大きいワイヤボンディング方法。 |
| 請求の範囲2に記載のワイヤボンディング方法であって、 ワイヤ押し込み工程と第2ボンディング工程との間に、キャピラリを上昇させ、続いてキャピラリを第2ボンド点と反対方向に移動させるリバース動作を少なくとも1回行い、ワイヤにキンクを形成するキンク形成工程を含むワイヤボンディング方法。 |
| 第1ボンド点と第2ボンド点との間をワイヤで接続するワイヤループ形状を有する半導体装置であって、 ワイヤの先端に形成したイニシャルボールをキャピラリによって第1ボンド点に接合させて圧着ボールを形成する第1ボンディング工程と、 第1ボンディング工程の後、キャピラリを略垂直に上昇させてからキャピラリを第2ボンド点の方向に向かって斜め下方にキャピラリの上昇量よりも少ない量だけ下降させるという連続動作を複数回繰り返して行い、複数の位置でワイヤを斜め下方に向かって押し込むワイヤ押込み工程と、 ワイヤ押し込み工程の後、キャピラリを上昇させ、続いてキャピラリを第2ボンド点の方向に移動させてワイヤを第2ボンド点に圧着させることにより接合する第2ボンディング工程と、 により形成するワイヤループ形状を有する半導体装置。 |
| 請求の範囲9に記載の半導体装置であって、 連続動作の第1回目のキャピラリの上昇量は、第2回目のキャピラリの上昇量よりも大きい半導体装置。 |
| 請求の範囲10に記載の半導体装置であって、 連続動作は、第1ボンディング工程の後、キャピラリを略垂直に上昇させ、続いてキャピラリの上昇量を半径としてキャピラリを第2ボンド点の方向に向かって円弧状に移動させる上昇円弧状動作である半導体装置。 |
本発明は、第1ボンド点と第2ボンド点と ワイヤで接続するワイヤボンディング方法 び第1ボンド点と第2ボンド点とをワイヤで接 続するワイヤループ形状を有する半導体装置 に関する。
半導体装置の組立には、リードフレーム 取り付けられた半導体チップのパッドとリ ドフレームのリードとの間を金属の細線で 続するワイヤボンディングが用いられてい 。ワイヤボンディングはワイヤボンディン 装置を用い、最初にワイヤ先端にイニシャ ボールを形成し、キャピラリによってその ニシャルボールを半導体チップのパッドに 着させて圧着ボールを形成する。そして、 ャピラリを上昇させて第2ボンド点と反対側 に向かってリバース動作させた後、更にキャ ピラリを所定の高さまで上昇させてからキャ ピラリを第2ボンド点の方向に移動させて第2 ンド点にワイヤを接続する方法が用いられ いる(例えば、特許文献1の図4から図6参照)
このように、キャピラリを動作させてワ ヤをボンディングし、ワイヤループの形状 半導体チップのパッドに圧着した圧着ボー から上に伸びるワイヤネックと、ワイヤネ クから第2ボンド点に向かって折り曲げられ た傾斜部分とを含む三角形状或いは、ワイヤ ネックから第2ボンド点に向かって略水平に びる水平部分と水平部分から第2ボンド点に かって伸びる傾斜部分とを含む台形形状と ることが多かった。これは、圧着ボールに い部分を第2ボンド点に向かってキャピラリ の水平方向に移動させると、移動中に発生す るキャピラリと金属細線との間で発生する摩 擦により、ネック部分にダメージを与えてし まう場合があるためでる。
しかし、このワイヤループ形状は、圧着 ールから上方に立ち上がったワイヤネック 含むため、ワイヤループの高さが高くなっ しまい、ワイヤボンディングによって組み てられた半導体装置全体の高さ或いは厚さ 小さく出来ないという問題があった。
そこで、第1ボンド点にボンディングした 後、キャピラリを若干上昇させて第2ボンド と反対側に動かすリバース動作を行い、更 キャピラリを若干上昇させて第2ボンド点側 動かすフォワード動作させた後、キャピラ を降下させてワイヤネック部分を圧着ボー の上に折り返して押し付け、ワイヤの伸び 方向を水平或いは水平よりも若干上方向に いた位置とした後、キャピラリの先端から イヤを繰り出しながらキャピラリを上昇さ 、続いてキャピラリを第2ボンド点に移動さ せてワイヤを第2ボンド点に接続する方法が 案されている。(例えば、特許文献1の図1か 図3または特許文献2の図1から図3参照)。
また、第1ボンド点と第2ボンド点とをボ ディングするボンディング方法において、 1ボンド点に圧着ボールを形成した後、キャ ラリを少し上昇させて第2ボンド点に向かっ て移動させ、キャピラリの上昇量よりも少な い量だけキャピラリを降下させてワイヤを押 し下げ、次にキャピラリを上昇させてワイヤ を繰り出しながらキャピラリを第2ボンド点 方向に移動させてワイヤを第2ボンド点に接 する方法が提案されている(例えば、特許文 献3の図1及び図2参照)。
また、ワイヤループのアーチ高さがおよ 100μmの低ループを形成するワイヤボンディ グ方法として、第1ボンド点にボンディング して圧着ボールを形成した後、第1の上昇、 1の下降かつ平行移動、第2の上昇、第2の下 かつ平行移動を行った後、第2ボンド点にボ ディングする方法が提案されている。この 法では、第1の上昇で必要とするワイヤルー プのアーチ高さの数倍の高さまで上昇させた 後さらに第2の上昇でワイヤループの長さ分 け動作させると共に第1、第2の下降かつ平行 移動を弧状とすることが提案されている(例 ば、特許文献4の図3参照)。
また、第1ボンド点と第2ボンド点とをボ ディングするボンディング方法において、 1ボンド点にボンディングして圧着ボールと ールネックを形成した後、キャピラリを第2 ボンド点に向かって斜め上方に移動させてボ ールネックを斜めに傾斜させた後、キャピラ リの上昇、水平移動によりワイヤを屈曲させ る屈曲工程を複数回行った後、キャピラリを 上昇させて第2ボンド点にルーピングし、第2 ンド点にボンディングを行う方法が提案さ ている(例えば、特許文献5の図1から図4参照 )。
特許文献1または2に記載された従来技術 よるボンディング方法では、圧着ボールの にワイヤを折り返してヘッド部分を成形す ため、第1ボンド点付近のワイヤを損傷する 合があるという問題があった。また、ヘッ 部分の高さがさほど低くならず、全体のワ ヤループ高さをより低くするという要求に 応することが出来ない場合があった。
一方、特許文献3に記載された従来技術に よるボンディング方法は、特許文献1または2 記載された方法のように圧着ボールの上に イヤを折り返したヘッド部分を形成せず、 着ボールに接続する部分のワイヤを第2ボン ド点に向かって曲げてワイヤを第2ボンド点 接続するものであることから、特許文献1ま は2に記載された方法よりもワイヤループ全 体の高さを低くすることができる。また、特 許文献5に記載された従来技術によるボンデ ング方法は、第1ボンド点付近のワイヤに与 る損傷を抑制してワイヤループ高さを低く ることが出来る。
しかし、特許文献3に記載された従来技術 のボンディング方法は、圧着ボールに接続さ れる部分のワイヤをキャピラリによって第2 ンド点に向かって水平方向に押した後、キ ピラリをキャピラリの上昇量よりも少ない だけ押し下げることとしていることから、 ャピラリを水平移動させる際にキャピラリ ワイヤとの摩擦力によって、圧着ボールに 続されている部分のワイヤをワイヤの軸方 に引っ張ってしまう場合がある。そして、 のようにワイヤが引っ張られると、圧着ボ ルに接続されている部分のワイヤの断面積 小さくなり、ワイヤの強度が低下してしま 、ワイヤの断線につながる場合があるとい 問題があった。同様に、特許文献5に記載さ た従来技術のボンディング方法でも、キャ ラリを第2ボンド点の方向に向かって水平移 動させるので、キャピラリとワイヤとの摩擦 力によって、圧着ボールに接続されている部 分のワイヤを引っ張ってしまい、ワイヤ強度 が低下するという問題があった。
また、特許文献4に記載されている従来技 術のボンディング方法は、上昇させたキャピ ラリを弧状軌跡で下降かつ平行移動させるよ うにしていることから、特許文献3及び特許 献5に記載された従来技術のようなワイヤの 度の低下は抑制することができるが、ワイ ループの高さがおよそ100μm程度の低ループ か形成できず、より低いワイヤループを形 することが困難であるという問題があった
そこで、本発明は、第1ボンド点と第2ボ ド点との接続において、ワイヤの強度低下 抑制しつつワイヤループの高さをより低く ることを目的とする。
本発明のワイヤボンディング方法は、第1 ボンド点と第2ボンド点との間をワイヤで接 するワイヤボンディング方法であって、ワ ヤの先端に形成したイニシャルボールをキ ピラリによって第1ボンド点に接合させて圧 ボールを形成する第1ボンディング工程と、 第1ボンディング工程の後、キャピラリを略 直に上昇させてからキャピラリを第2ボンド の方向に向かって斜め下方にキャピラリの 昇量よりも少ない量だけ下降させるという 続動作を複数回繰り返して行い、複数の位 でワイヤを斜め下方に向かって押し込むワ ヤ押込み工程と、ワイヤ押し込み工程の後 キャピラリを上昇させ、続いてキャピラリ 第2ボンド点の方向に移動させてワイヤを第 2ボンド点に圧着させることにより接合する 2ボンディング工程と、を含む。
本発明のワイヤボンディング方法におい 、連続動作の第1回目のキャピラリの上昇量 は、第2回目のキャピラリの上昇量よりも大 いこと、としても好適であるし、連続動作 、第1ボンディング工程の後、キャピラリを 垂直に上昇させ、続いてキャピラリの上昇 を半径としてキャピラリを第2ボンド点の方 向に向かって円弧状に移動させる上昇円弧状 動作であること、としても好適である。
また、本発明のワイヤボンディング方法 おいて、連続動作のキャピラリの円弧状移 は、前回連続動作のキャピラリの円弧状移 の終了点を中心とする円弧動作であること としても好適であるし、連続動作の第1回目 のキャピラリの円弧状移動の際の移動角度は 、第2回目のキャピラリの円弧状移動の際の 動角度よりも大きいこと、としても好適で る。
また、本発明のワイヤボンディング方法 おいて、上昇円弧状動作の円弧状の移動は 円弧を複数の直線で近似した近似折線に沿 てキャピラリが移動すること、としても好 であるし、連続動作の第3回目以降のキャピ ラリの上昇量は、第1回目及び第2回目のキャ ラリの上昇量よりも大きいこと、としても 適である。
また、本発明のワイヤボンディング方法 おいて、ワイヤ押し込み工程と第2ボンディ ング工程との間に、キャピラリを上昇させ、 続いてキャピラリを第2ボンド点と反対方向 移動させるリバース動作を少なくとも1回行 、ワイヤにキンクを形成するキンク形成工 を含むこと、としても好適である。
本発明の半導体装置は、第1ボンド点と第 2ボンド点との間をワイヤで接続するワイヤ ープ形状を有する半導体装置であって、ワ ヤの先端に形成したイニシャルボールをキ ピラリによって第1ボンド点に接合させて圧 ボールを形成する第1ボンディング工程と、 第1ボンディング工程の後、キャピラリを略 直に上昇させてからキャピラリを第2ボンド の方向に向かって斜め下方にキャピラリの 昇量よりも少ない量だけ下降させるという 続動作を複数回繰り返して行い、複数の位 でワイヤを斜め下方に向かって押し込むワ ヤ押込み工程と、ワイヤ押し込み工程の後 キャピラリを上昇させ、続いてキャピラリ 第2ボンド点の方向に移動させてワイヤを第 2ボンド点に圧着させることにより接合する 2ボンディング工程と、により形成するワイ ループ形状を有する。
本発明の半導体装置において、連続動作 第1回目のキャピラリの上昇量は、第2回目 キャピラリの上昇量よりも大きいこと、と ても好適であるし、連続動作は、第1ボンデ ング工程の後、キャピラリを略垂直に上昇 せ、続いてキャピラリの上昇量を半径とし キャピラリを第2ボンド点の方向に向かって 円弧状に移動させる上昇円弧状動作であるこ と、としても好適である。
本発明は、第1ボンド点と第2ボンド点と 接続において、ワイヤの強度の低下を抑制 つつワイヤループの高さをより低くするこ が出来るという効果を奏する。
10 中心線、11 第1ボンド点、12 圧着ボー ル、13 ワイヤ、14 キャピラリ、15 インナチ ャンファ部、16 フェイス部、19 第2ボンド点 、21 ワイヤループ、22 イニシャルボール、2 3 ネックワイヤ、24 屈曲部、31 円弧、32 近 似折線。
以下、本発明のボンディング方法とその ンディング方法によって形成したワイヤル プを有する半導体装置の好適な実施形態に いて図面を参照しながら説明する。半導体 置には複数の第1ボンド点と第2ボンド点と 接続するワイヤループが形成されるが、以 の説明では、1つの第1ボンド点と1つの第2ボ ド点との接続について説明する。図1に示す ように、キャピラリ14に挿通したワイヤ13の 端に図示しないトーチ等によってイニシャ ボール22を形成した後、図1に示す矢印のよ に第1ボンド点11の中心線10に沿ってキャピラ リ14を降下させる。そして、キャピラリ14の 端のフェイス部16とインナチャンファ部15に ってイニシャルボール22を第1ボンド点11に し付けて接合させて、第1ボンド点11の上に 着ボール12を形成する。圧着ボール12はキャ ラリ14の押し付けによって第1ボンド点11に 着されている(第1ボンディング工程)。
図2及び図12に示すように、キャピラリ14を さH 1 だけ中心線10に沿って垂直に上昇させて第1回 目の連続動作を開始する。キャピラリ14が上 し終わると、キャピラリ14の先端は圧着ボ ル12の上面から高さH 1 の点U 1 に位置している。
図3及び図12に示すように、圧着ボール12の 面と中心線10との交点にある点C 1 を中心とし、図2に示した高さH 1 を半径r 1 とする円弧に沿ってキャピラリ14を第2ボンド 点19の方向に向かって角度θ 1 だけ円弧状に移動させる。角度θ 1 は90度よりも小さく、例えば45度程度の角度 ある。キャピラリ14の第1回目の円弧移動が 了すると、キャピラリ14の先端は、点U 1 よりも第2ボンド点19側で、点U 1 と点C 1 との間の高さにある点C 2 に位置している。つまり、キャピラリ14は円 移動によって点U 1 と点C 2 との高さの差の分だけ点U 1 から降下し、点U 1 から第2ボンド点19の方向に移動している。点 U 1 と点C 2 との高さの差は図2に示したキャピラリ14の上 昇高さH 1 よりも小さいので、キャピラリ14の先端は、 1回目の円弧動作によってキャピラリ14の上 量H 1 よりも少ない量だけ降下すると共に第2ボン 点19の方向に向かって斜め下向きに移動する こととなる。この動作によってネックワイヤ 23を第2ボンド点19に向かって緩やかに曲げる 共に、ネックワイヤ23を斜め下向きに押込 で水平方向へルーピングするための1つ目の をつける(ワイヤ押込み工程)。
キャピラリ14が第1回目の円弧動作を行う際 図3Aに示すように、ネックワイヤ23はキャピ ラリ14のインナチャンファ部15のテーパ部分 よって横方向に移動させられると共に、キ ピラリ14のフェイス部16によって下向きに押 まれる。この際、キャピラリ14は点C 1 を中心に円弧状に移動しているので、点C 1 とキャピラリ14の先端との間の距離はほとん 変化せず一定に保持される。このため、キ ピラリ14を点U 1 から点C 2 に向かって斜め下向きに移動させる際に、キ ャピラリ14によってネックワイヤ23をその軸 向に引っ張ってしまうことが無くなり、図2 示すネックワイヤ23に引っ張り荷重が掛か ことが抑制される。そして、ネックワイヤ23 が引っ張り荷重によって細くなってしまい、 ネックワイヤ23の強度が低下することを抑制 ることが出来る。
また、ワイヤ13の先端にイニシャルボール22 を形成する際にはワイヤ13の先端をトーチ等 より放電して加熱するため、その熱によっ ワイヤ13が熱硬化する場合が多く、ネック イヤ23にはこの熱硬化が残ることが多い。熱 硬化する長さはワイヤ13の径やイニシャルボ ル22の径等によって異なることが多いが、 着ボール12の上面から50から100μm程度のこと 多い。第1回目の円弧動作によってキャピラ リ14によってネックワイヤ23の押込みを行う 、ネックワイヤ23の熱硬化部分を押込むと、 押込み深さが大きすぎるとネックワイヤ23の 化部分に損傷が発生する場合があり、逆に 込み深さが小さすぎると、ネックワイヤ23 押込んでも、硬化部分が水平方向になじま 、上方向に向かって反発してしまい、ワイ ループ全体の高さを低く出来ないことがあ 。そこで、第1回目の連続動作の際のキャピ リ14の上昇高さH 1 をネックワイヤ23の熱硬化部分より少し上ま とし、円弧動作の半径r 1 を大きくして、ネックワイヤ23を緩やかに曲 て損傷を抑制すると共に、キャピラリ14の 1回目の円弧動作によってネックワイヤ23の 化部分の上の硬化していない部分が水平方 に向かって伸びるようにしてもよい。これ よって、ネックワイヤ23の損傷を抑制すると 共に、ワイヤループ全体の高さを低くするこ とができる。
図2、図3に示した第1回目のキャピラリ14の 昇動作と円弧動作の連続動作が終了すると 図4、図5に示すように、第2回目の連続動作 開始する。図4に示すように、キャピラリ14 先端を第1回目のキャピラリ14の円弧動作が 了する点C 2 から略垂直に高さH 2 だけ上昇させる。キャピラリ14が上昇し終わ と、キャピラリ14の軸方向中心の先端は点C 2 から高さH 2 の点U 2 に位置している。この際、キャピラリ14の上 高さH 2 は第1回目のキャピラリ14の上昇高さH 1 よりも小さくしてもよい。
図5及び図12に示すように、第1回目のキャピ ラリ14の円弧動作が終了する点C 2 を中心とし、図4に示した高さH 2 を半径r 2 とする円弧に沿ってキャピラリ14を第2ボンド 点19の方向に向かって角度θ 2 だけ円弧状に移動させる。角度θ 2 は90度よりも小さく、例えば45度程度の角度 ある。また、角度θ 2 は角度θ 1 よりも小さい角度であってもよい。キャピラ リ14の第2回目の円弧移動が終了すると、キャ ピラリ14の軸方向中心の先端は、点U 2 よりも第2ボンド点19側で、点U 2 と点C 2 との間の高さにある点C 3 に位置している。つまり、キャピラリ14は円 移動によって点U 2 と点C 3 との高さの差の分だけ点U 2 から降下し、点U 2 から第2ボンド点19の方向に移動している。点 U 2 と点C 3 との高さの差は図4に示したキャピラリ14の上 昇高さH 2 よりも小さいので、キャピラリ14の先端は、 弧動作によってキャピラリ14の上昇量H 2 よりも少ない量だけ降下すると共に第2ボン 点19の方向に向かって斜め下向きに移動する こととなる。この動作によってワイヤ13を再 第2ボンド点19に向かって曲げると共に、ワ ヤ13を下向きに押込んで水平方向へルーピ グするための2つ目の癖をつける。キャピラ 14の上昇高さH 2 を第1回目のキャピラリ14の上昇高さH 1 よりも小さくした場合には、曲げ半径r 2 も小さくなり、ワイヤ13への押し付け力を大 くすることができる。第2回目の円弧動作で は、ワイヤ13が硬化していない部分を第2ボン ド点19に向かって曲げると共にワイヤ13を斜 下向きに押込むので、曲げ半径r 2 を小さくして押し付け力を大きくすることに よってワイヤ13に水平方向に伸びる癖を効果 につけることが出来る(ワイヤ押込み工程)
キャピラリ14が第2回目の円弧動作を行う際 図5Aに示すように、ワイヤ13はキャピラリ14 インナチャンファ部15のテーパ部分によっ 横方向に移動させられると共に下向きに押 まれる。第1回目の円弧動作と同様、キャピ リ14は点C 2 を中心に円弧状に移動しているので、点C 2 とキャピラリ14の軸方向の中心の先端と点C 2 との間の距離はほとんど変化せず一定に保持 される。このため、キャピラリ14を点U 2 から点C 3 に向かって斜め下向きに移動させる際に、キ ャピラリ14によってワイヤ13をその軸方向に っ張ってしまうことが無くなり、ワイヤ13が 引っ張り荷重によって細くなり、その強度が 低下することを抑制することができる。
図4、図5に示した第2回目のキャピラリ14の 昇動作と円弧動作の連続動作が終了すると 図6、図7に示すように、第3回目の連続動作 開始する。図6に示すように、キャピラリ14 先端を第2回目のキャピラリ14の円弧動作が 了する点C 3 から略垂直に高さH 3 だけ上昇させる。キャピラリ14が上昇し終わ と、キャピラリ14の軸方向中心の先端は点C 3 から高さH 3 の点U 3 に位置している。第3回目の連続動作は圧着 ール12から離れた位置で少しだけワイヤ13を め下向きに押込めばよいので、キャピラリ1 4の上昇高さH 3 は、ワイヤループ21の全体形状によって決ま 長さであるが、第1回目のキャピラリ14の上 高さH 1 、第2回目の上昇高さH 2 よりも大きくしてもよい。
図7及び図12に示すように、第2回目のキャピ ラリ14の円弧動作が終了する点C 3 を中心とし、図6に示した高さH 3 を半径r 3 とする円弧に沿ってキャピラリ14を第2ボンド 点19の方向に向かって角度θ 3 だけ円弧状に移動させる。角度θ 3 は90度よりも小さく、例えば45度程度の角度 ある。また、角度θ 3 は角度θ 1 、角度θ 2 よりも小さい角度であってもよい。キャピラ リ14の第3回目の円弧移動が終了すると、キャ ピラリ14の軸方向中心の先端は、点U 3 よりも第2ボンド点19側で、点U 3 と点C 3 との間の高さにある点C 4 に位置している。キャピラリ14は円弧移動に って点U 3 と点C 4 との高さの差の分だけ点U 3 から降下し、点U 3 から第2ボンド点19の方向に移動している。点 U 3 と点C 4 との高さの差は図6に示したキャピラリ14の上 昇高さH 3 よりも小さいので、キャピラリ14の先端は、 弧動作によってキャピラリ14の上昇量H 3 よりも少ない量だけ降下すると共に第2ボン 点19の方向に向かって斜め下向きに移動する こととなる。この動作によってワイヤ13を再 第2ボンド点19に向かって緩やかに曲げると に、ワイヤ13を斜め下向きに押込んで水平 向へルーピングするための3つ目の癖をつけ 。この3つ目の癖は、1つ目、2つ目の癖より 小さな癖でよい(ワイヤ押込み工程)。
キャピラリ14が第3回目の円弧動作を行う際 は第2回目の円弧動作と同様、ワイヤ13はキ ピラリ14のインナチャンファ部15のテーパ部 分によって横方向に移動させられると共に下 向きに押込まれる。第1回目、第2回目の円弧 作と同様、キャピラリ14は点C 3 を中心に円弧状に移動しているので、キャピ ラリ14によってワイヤ13をその軸方向に引っ ってしまうことが無くなり、ワイヤ13が引っ 張り荷重によって細くなり、その強度が低下 することを抑制することができる。
以上、説明した第1回目の連続動作から第3 目の連続動作が終了すると、図8に示すよう 、キャピラリ14の先端を点C 4 の位置から略垂直に上昇させる。上昇が終了 すると、キャピラリ14の先端の位置は点U 4 に上昇している。そして、図9に示すように キャピラリ14の先端を点U 4 から第2ボンド点19に向かって移動させ、キャ ピラリ14のフェイス部16によってワイヤ13を第 2ボンド点19に圧着させることにより接合する 。そして、キャピラリ14と共にワイヤ13を引 上げることによって、第2ボンド点19でワイ 13を切断し、第1ボンド点11と第2ボンド点19と を結ぶワイヤループ21を形成する(第2ボンデ ング工程)。複数の第1ボンド点11と第2ボンド 点19との接続が全て終了し、各第1ボンド点11 第2ボンド点19との間のワイヤループ21が形 されると半導体装置の組みたてが終了する
図9に示すように、本実施形態のワイヤボン ディング方法によって形成された半導体装置 のワイヤループ21は、ネックワイヤ23の部分 圧着ボール12の上面から第2ボンド点19に向か って水平方向よりやや下向きまで曲がり、第 1回目の連続動作によってつけた癖の位置P 1 からわずかに上に向かって伸びた後第2回目 連続動作によってつけた癖の位置P 2 までわずかに下向きに伸び、第2回目の連続 作によってつけた癖の位置P 2 からわずかに上に向かって伸びた後第3回目 連続動作によってつけた癖の位置P 3 までわずかに下向きに伸びて第2ボンド点19に つながっている。このように、本実施形態の ワイヤボンディング方法では、圧着ボール12 続くネックワイヤ23またはワイヤ13を第2ボ ド点19に向かって曲げると共に、ワイヤを斜 め下向きに押込んで、曲げの後のワイヤの跳 ね上がりを押さえ、ワイヤループ21全体の高 を低くすることができる。また、先に述べ ように、キャピラリ14を第2ボンド点19に向 って斜め下方向に移動させる際に、キャピ リ14を円弧移動させているので、ネックワイ ヤ23やワイヤ13を引っ張って細く変形させる とを抑制できるので、半導体装置のワイヤ ープ21の強度の低下を抑制することができる 。
また、本実施形態では、連続動作は3回と して説明したが、連続動作は複数回であれば 、3回に限らず、2回でも4回以上であってもよ い。
図13を参照して連続動作が2回の場合の実施 態について説明する。図1から図9、図12を参 照して説明した実施形態と同様の部分には同 様の符号を付して説明は省略する。図13に示 ように、本実施形態では、先に説明した実 形態と同様に第1ボンド点11に圧着ボール12 形成した後、キャピラリ14の先端を点C 1 から点U 1 、点C 2 、点U 2 、点C 3 、と移動させた後、点C 3 から点U 3 ´に向けてキャピラリ14を第2ボンド点19に向 って斜め上方に移動させた後、点U 3 ´から点U 4 に向かってキャピラリ14を略垂直に上昇させ 第2ボンド点19に向かってルーピングし、第2 ボンド点19にボンディングを行う。
本実施形態では、連続動作を2回とし、2 目の連続動作の終了後キャピラリ14を斜め上 方に移動させている。先に説明した実施形態 では連続動作を3回行ってワイヤ13を3回押し けているが、本実施形態のように、2回目の 続動作の後キャピラリ14を斜め上方に移動 せ、その後、略垂直に上昇させることでも る程度ワイヤ13に3つ目の癖をつけることが きるため、半導体装置のワイヤループ21の長 さによっては同様の形状のループを形成する ことが出来るためである。また、半導体装置 のワイヤループ21の全体長さが短い場合など 、本実施形態のようにキャピラリ14を斜め 方に移動させず、2回目の連続動作の後すぐ 略垂直に上昇させた後、第2ボンド点19に向 ってルーピングするようにしてもよい。
図10、図11、図14を参照して他の実施形態に いて説明する。先に説明した実施形態と同 の部分については、同様の符号を付して説 は省略する。図10、図14に示すように、本実 施形態のワイヤボンディング方法は、先に説 明した実施形態と同様に、第1回から第3回の 続動作を行った後、図10及び図14に示すよう に、キャピラリ14の先端を略垂直に点U´ 4 まで上昇させた後、第1ボンド点11の中心線10 りも第2ボンド点19と反対側の点U 5 までキャピラリ14をリバース動作させる(キン ク形成工程)。そして、再びキャピラリ14の先 端を点U 6 まで上昇させる。そして、その後キャピラリ 14を第2ボンド点19に向かって移動させてワイ 13を第2ボンド点19に圧着させることによっ 接合するものである。
本実施形態は先に説明した実施形態と同様 半導体装置のワイヤループ21の強度の低下 抑制すると同時に半導体装置のワイヤルー 全体の高さを低くすることが出来ると共に リバース動作によってワイヤ13にキンクKを けることができる。このキンクKはワイヤ13 第2ボンド点19にボンディングしてワイヤル プ21を形成した際、図11に示すように、位置P 3 から略水平に伸びるワイヤ13を第2ボンド点19 向かって斜め下向きに屈曲させる屈曲部24 形成する。この屈曲部24は、ワイヤループ21 形状を台形状にして、第1ボンド点11と第2ボ ンド点19との間に段差がある場合、ワイヤル プ21が段差に接触して短絡を起こさないよ にすると共に、ワイヤループ21の変形に対す る強度を大きくすることが出来るため、例え ば、樹脂注入の際のワイヤループ21の変形、 断或いはワイヤボンディングの際の冷却空 によるワイヤループ21の変形、ショートな を抑制することが出来、ボンディング品質 向上させることができる。本実施形態では 1つのキンクKを形成することとして説明した が、上昇、リバース動作を複数回行って、キ ンクKを複数設け、ワイヤループ21に複数の屈 曲部24を形成するようにしてもよい。
図15、図16を参照して他の実施形態について 説明する。本実施形態は先に説明した実施形 態よりも長いワイヤループ21を形成するもの ある。先に説明した実施形態と同様の部分 ついては、同様の符号を付して説明は省略 る。図15に示すように、本実施形態のワイ ボンディング方法は、先に説明した実施形 と同様に、第1回から第3回の連続動作を行っ た後、更に第4回目の連続動作を行い、キャ ラリ14の先端をC 4 から点U 4 に上昇させ、点U 4 から点C 5 まで角度θ 4 だけ円弧状に移動させ、ワイヤ13を4回押し付 けてから、図15に示すように、キャピラリ14 先端を略垂直に点U 5 まで上昇させた後、第1ボンド点11の中心線10 りも第2ボンド点19と反対側の点U 6 までキャピラリ14をリバース動作させる(キン ク形成工程)。そして、再びキャピラリ14の先 端をボンディングの中心軸10の上に位置して る点U 7 まで斜め上方に第2ボンド点19に向かって移動 させた後、キャピラリ14を点U 7 から第2ボンド点19に向かって移動させてワイ ヤ13を第2ボンド点19に圧着させることによっ 接合するものである。
図15に示した実施形態では、キャピラリ14の 先端を点U 6 から斜め上方に点U 7 に移動させた後、点U 7 から第2ボンド点19に向かって移動させること として説明したが、図15の点線に示すように キャピラリ14の先端を点U 6 から点U 6 ´まで略垂直に上昇させ、その後キャピラリ1 4を第2ボンド点19に向かって移動させてワイ 13を第2ボンド点19に圧着させることによって 接合するようにしてもよい。
図16に示すように、本実施形態によって形 した半導体装置のワイヤループ21は、先の実 施形態と同様に位置P 1 から位置P 3 の3つの位置の癖と、屈曲部24が形成されてい る他、P 3 と第2ボンド点19との間の位置P 4 に第4回目の連続動作によってつけた癖がつ ている。図16に示すように、ワイヤループ21 長さが長い場合には、位置P 3 に3つ目の癖をつけてもワイヤの上方への跳 上がりによりワイヤループ21の全体高さを低 くできない場合があるが、跳ね上がりにより ループ高さが高くなると想定される位置P 4 に4つ目の癖をつけることで位置P 3 につけた3つ目の癖の第2ボンド点19側にある イヤが上方に跳ね上がることを抑制できる で、ワイヤループ21の長さが長い場合でもワ イヤループ21の全体高さを均一に低くするこ ができる。
図17を参照しながら本発明の他の実施形態 ついて説明する。先に図1から図9、図12を参 して説明した実施形態では、キャピラリ14 第2ボンド点19に向かって斜め下向きに移動 せる際にキャピラリ14の先端を円弧状に移動 させることとして説明したが、キャピラリ14 上昇高さH 1 ~H 3 があまり大きくない場合、或いは円弧移動の 際の回転角度θ 1 からθ 3 があまり大きくない場合には、キャピラリ14 先端を円弧動作させずに、図17に示すよう 、点U 1 から点C 2 まで直線動作させることとしてもよい。キャ ピラリ14の上昇高さH 1 ~H 3 が小さく円弧移動の際の回転角度θ 1 からθ 3 が小さい場合には、斜め移動の際の点C 1 とキャピラリ14の先端との距離の差が小さく キャピラリ14によってネックワイヤ23或いは ワイヤ13に掛かる軸方向の力が大きくならず その変形による強度の低下も小さいためで る。本実施形態は先に説明した実施形態の うにキャピラリ14の先端を円弧状に移動さ なくともよいことからボンディング装置の 御を簡便にすることができる。
また、図18に示すように、点U 1 から点C 2 までキャピラリ14の先端を移動させる場合に キャピラリ14の上昇高さH 1 と同様の半径r 1 の円弧31の弦を結んだ近似折線32に沿ってキ ピラリ14の先端を移動させてもよい。この際 キャピラリ14の先端は、点U 1 から点Q 1 、点C 2 と順次直線的に移動していく。本実施形態も 先に説明した実施形態同様、ボンディング装 置を簡便にすることが出来る。