(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一面（１２、２２）にボンディングパッド（１１、２１）を有する被ボンディング部材（１０、２０）を用意し、前記ボンディングパッド（１１、２１）にワイヤボンディングを行ってワイヤ（３０）を接続してなるワイヤボンディング構造体の製造方法において、
前記ボンディングパッド（１１、２１）を避けるように、前記被ボンディング部材（１０、２０）における前記一面（１２、２２）もしくは前記一面（１２、２２）寄りの部位に、加熱された加熱物（５０、５３）を接触させた状態とし、
この状態にて、前記加熱物（５０、５３）から前記被ボンディング部材（１０、２０）を介して前記ボンディングパッド（１１、２１）に熱を伝えながら、前記ワイヤボンディングを行うものであって、
前記加熱物として、棒状をなす棒部材（５３）を用い、
この棒部材（５３）を前記被ボンディング部材（１０、２０）の前記一面（１２、２２）の外郭に位置する側面（１３、２３）のうち前記一面（１２、２２）寄りの部位のみに接触させた状態で、前記ボンディングパッド（１１、２１）に前記ワイヤボンディングを行うことを特徴とするワイヤボンディング構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被ボンディング部材のボンディングパッドにワイヤボンディングしてなるワイヤボンディング構造体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、この種の製造方法では、一面にボンディングパッドを有する半導体チップや配線基板などの被ボンディング部材を用意し、ボンディングパッドにワイヤボンディングを行ってワイヤを接続することにより、ワイヤボンディング構造体を製造する。
【０００３】
ここで、ボンディングを行う際、接合性を得るためにボンディングパッドの温度を上げておく必要があるが、従来では、ボンディングパッドが存在する一面を上に向けた状態で被ボンディング部材を熱板上に搭載し、被ボンディング部材の全体を加熱することでボンディングパッドの加熱を行うようにしている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、この方法では、被ボンディング部材において、ボンディングパッドが位置する一面は熱板との接触面に対向する位置にあり、熱板上における被ボンディング部材の高さが高い場合や、被ボンディング部材が熱伝導性の小さいもの（たとえばセラミック等）である場合には、ボンディングパッドまで十分に熱が伝わらない可能性が出てくる。また、十分に加熱するには、時間がかかるし、また、被ボンディング部材全体が加熱されるため、過熱を嫌う部材の場合には、温度や時間の制約が発生する。
【０００５】
一方で、熱板を用いない方法として、ボンディングパッドに高周波電流を流してパッドをその表層から加熱する方法（特許文献２参照）や、ボンディングパッドに赤外線を放射して所望の温度まで加熱する方法（特許文献３参照）が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１７６０７３号公報
【特許文献２】特開平５−９０３５５号公報
【特許文献３】特表２００４−５０３９３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記高周波電流による加熱方法では、電流による被ボンディング部材へのダメージが懸念されるし、電流による間接的な加熱であるため熱板を用いる場合に比べて温度調整が困難である。また、上記赤外線放射による加熱方法では、熱板による方法に比べて赤外線出力や照射時間により温度が変動しやすく、過昇温によるダメージも懸念される。
【０００８】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、被ボンディング部材の一面に位置するボンディングパッドにワイヤボンディングしてワイヤボンディング構造体を製造するにあたって、被ボンディング部材の過熱を抑制しつつボンディングランドの加熱を適切に行えるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、一面（１２、２２）にボンディングパッド（１１、２１）を有する被ボンディング部材（１０、２０）を用意し、ボンディングパッド（１１、２１）にワイヤボンディングを行ってワイヤ（３０）を接続してなるワイヤボンディング構造体の製造方法において、ボンディングパッド（１１、２１）を避けるように、被ボンディング部材（１０、２０）における一面（１２、２２）もしくは一面（１２、２２）寄りの部位に、加熱された加熱物（５０、５３）を接触させた状態とし、この状態にて、加熱物（５０、５３）から被ボンディング部材（１０、２０）を介してボンディングパッド（１１、２１）に熱を伝えながら、ワイヤボンディングを行うものであって、
加熱物として、棒状をなす棒部材（５３）を用い、この棒部材（５３）を被ボンディング部材（１０、２０）の一面（１２、２２）の外郭に位置する側面（１３、２３）のうち一面（１２、２２）寄りの部位のみに接触させた状態で、ボンディングパッド（１１、２１）に前記ワイヤボンディングを行うことを特徴とする。
【００１０】
それによれば、被ボンディング部材（１０、２０）のうちボンディングパッド（１１、２１）およびその周辺部を部分的に加熱することができるから、被ボンディング部材（１０、２０）の過熱を抑制しつつボンディングパッド（１１、２１）の加熱を適切に行うことができる。また、この場合、被ボンディング部材（１０、２０）の一面（１２、２２）に凹凸などがあって、当該一面（１２、２２）に加熱物を接触させにくい場合でも側面（１３、２３）に接触できるから、加熱物である棒部材（５３）と被ボンディング部材（１０、２０）との接触を適切に確保できる。
【００１８】
なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態に係るワイヤボンディング構造体の概略断面図である。
【図２】第１実施形態のワイヤボンディング工程に用いる熱板を示す概略平面図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、ワイヤボンディング前の配線基板およびケースの概略平面図、概略断面図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、ワイヤボンディング中の配線基板およびケースの概略平面図、概略断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係るワイヤボンディング工程を示す工程図であり、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係るワイヤボンディング工程を示す工程図であり、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略断面図である。
【図７】本発明の第４実施形態に係るワイヤボンディング工程を示す工程図であり、（ａ）は本工程に用いる棒部材の概略平面図、（ｂ）は（ａ）中のＡ矢視側面図、（ｃ）は、棒部材の取り付け状態を示す概略断面図である。
【図８】本発明の第５実施形態に係るワイヤボンディング工程を示す工程図である。
【図９】本発明の他の実施形態を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。
【００２１】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るワイヤボンディング構造体の概略断面構成を示す図である。本実施形態のワイヤボンディング構造体は、大きくは、配線基板１０をケース２０に搭載し、配線基板１０のボンディングパッド１１とケース２０のボンディングパッド２１とを、ボンディングワイヤ３０で結線して電気的に接続したものである。
【００２２】
配線基板１０は、セラミック基板やプリント基板などよりなり、多層、単層を問わない。また、この配線基板１０の一方の主面である一面１２には、半導体チップやコンデンサなどの図示しない電子部品が実装されていてもよい。
【００２３】
そして、配線基板１０は、その一面１２をケース２０の上方に向けた状態にて、ケース２０の底部に接着剤４０を介して搭載され、接着固定されている。ここで、接着剤４０は、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂などよりなる一般的なものである。
【００２４】
このケース２０は、たとえばセラミックパッケージなどよりなるもので、その一面２２にボンディングパッド２１を備えている。これら配線基板１０およびケース２０におけるボンディングパッド１１、２１は、ワイヤボンディング可能なものであればよく、たとえばアルミニウムや銅などの金属などよりなる薄膜や板状のチップ、あるいはリードフレームの一部などでもよい。
【００２５】
こうして、配線基板１０およびケース２０は、一面１２、２２にボンディングパッド１１、２１を有する部材、すなわち被ボンディング部材として構成されており、これら両被ボンディング部材１０、２０のボンディングパッド１１、２１が、ワイヤボンディングにより形成されたボンディングワイヤ３０により接続されている。
【００２６】
次に、このワイヤボンディング構造体の製造方法について述べる。この構造体は、ケース２０に接着剤４０を介して配線基板１０を搭載、接着した後、ワイヤボンディングを行って、両被ボンディング部材１０、２０のボンディングパッド１１、２１同士を接続することにより製造される。このワイヤボンディング工程について、図２、図３、図４を参照して、より具体的に述べる。
【００２７】
図２は、本工程に用いる加熱物としての熱板５０を示す概略平面図であり、図３（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、ワイヤボンディング前の配線基板１０およびケース２０の概略平面図、概略断面図であり、図４（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、ワイヤボンディング中の配線基板１０およびケース２０の概略平面図、概略断面図である。
【００２８】
まず、図３に示されるように、互いに組み付けられた配線基板１０およびケース２０を用意する。また、ワイヤボンディングは、図４に示される一般的なキャピラリ６０を有するワイヤボンディング装置により行われる。
【００２９】
そして、本ワイヤボンディング工程では、図４に示されるように、ボンディングパッド１１、２１を避けるように、被ボンディング部材１０、２０における一面１２、２２に、加熱された熱板５０を接触させた状態とし、この状態にて、熱板５０から被ボンディング部材１０、２０を介してボンディングパッド１１、２１に熱を伝えながら、ワイヤボンディングを行う。
【００３０】
ここで、熱板５０は、図２および図４に示されるように、ボンディングパッド１１、２１に対応する位置に開口部５１を有し、各被ボンディング部材１０、２０の一面１２、２２のうちボンディングパッド１１、２１の近傍部位を部分的に被覆する板状をなすものである。ここでは、熱板５０は、鉄やアルミニウム、銅などよりなるとともに、当該熱板５０を通電により加熱する電源５２を有するものである。
【００３１】
また、ここでは、ボンディングパッド１１、２１が位置する配線基板１０、ケース２０の各一面１２、２２は、同一平面であり、これら両一面１２、２２を跨ぐ熱板５０も平板形状をなすことで、両一面１２、２２に接触している。
【００３２】
なお、これら両一面１２、２２が段差をもって位置している場合、熱板５０を当該段差に対応して曲げられた板形状、もしくは段差面形状のものとすれば、両一面１２、２２と熱板５０との接触が確保できることはもちろんである。
【００３３】
そして、図４に示されるように、この熱板５０を配線基板１０、ケース２０の各一面１２、２２に搭載して接触させる。このとき熱板５０は、電源５２によって通電され加熱されているので、熱板５０の熱は配線基板１０、ケース２０を介して、各ボンディングパッド１１、２１に伝わり、当該各パッド１１、２１はワイヤボンディングに適した温度に加熱されている。
【００３４】
そして、この状態で、開口部５１を介してボンディングパッド１１、２１にワイヤボンディングを行い、ボンディングワイヤ３０を形成する。その後は、被ボンディング部材１０、２０から熱板５０を取り外すことによって、本実施形態のワイヤボンディング構造体ができあがる。
【００３５】
なお、ここでは、個々の開口部５１は、両ボンディングパッド１１、２１およびこれら両パッド１１、２１の間の部分にて連続して開口する１個の貫通穴であり、熱板５０の取り外しにあたっては、熱板５０とワイヤ３０とが干渉することはない。
【００３６】
このように、本実施形態によれば、配線基板１０およびケース２０のうちボンディングパッド１１、２１およびその周辺部を部分的に加熱することができるから、配線基板１０およびケース２０の過熱を抑制しつつボンディングパッド１１、２１の加熱を適切に行うことができる。
【００３７】
また、本実施形態の構造体について、仮に従来方法でワイヤボンディングする場合、たとえば上記図３に示されるものにおいて、ケース２０の底部側の外面にヒータを接触させて、配線基板１０およびケース２０を加熱しながら、ワイヤボンディングを行うこととなる。
【００３８】
しかし、この場合、当該ヒータ上における配線基板１０およびケース２０の高さが高い場合や、これらの材質が熱伝導性の小さいものである場合、ボンディングパッド１１、２１まで熱が十分に伝わりにくいものとなる。その点、本実施形態によれば、ボンディングパッド１１、２１が位置する一面１２、２２に熱源である熱板５０を接触させるから、効率良く、パッドの加熱が行える。
【００３９】
なお、熱板５０の開口部５１は、ボンディングパッド１１、２１が挿入可能であって且つワイヤボンディング後にワイヤ３０に干渉することなく熱板５０を取り外すことが可能なサイズ、形状であればよく、図２に示される開口部５１に限定されるものではない。
【００４０】
また、熱板５０としては、上記電源５２を有する通電加熱されるもの以外にも、たとえば上記電源を持たない熱板５０であって当該熱板５０を予めヒータなどで加熱しておくものとしてもよい。
【００４１】
（第２実施形態）
図５は、本発明の第２実施形態に係るワイヤボンディング工程を示す工程図であり、（ａ）はボンディング前の配線基板１０、ケース２０および熱板５０の概略平面図、（ｂ）はワイヤボンディング中の配線基板１０およびケース２０の概略断面図である。ここでは、第１実施形態との相違点を中心に述べることとする。
【００４２】
上記第１実施形態では、複数枚の熱板５０を分けて配置する方法としたが、図５に示されるように、本実施形態では、１枚の熱板５０によって配線基板１０およびケース２０の一面１２、２２を被覆するようにしたものである。この場合、熱板５０の外郭サイズは、配線基板１０の一面１２およびケース２０の一面２２の両方にわたって連続して広がるサイズとされている。
【００４３】
なお、上記第１実施形態では、ワイヤボンディング工程の前に、たとえば配線基板１０の一面１２に電子部品などが実装されている場合には、熱板５０間に当該電子部品を位置させるようにすればよい。
【００４４】
しかし、本実施形態のように一枚の熱板５０で被覆する場合には、たとえば配線基板１０の一面１１に電子部品を実装する前に、ワイヤボンディングを行うことが望ましい。または、当該電子部品実装後にワイヤボンディングする場合には、この熱板５０に当該電子部品を回避する開口部を設けてやればよい。
【００４５】
（第３実施形態）
図６は、本発明の第３実施形態に係るワイヤボンディング工程を示す工程図であり、（ａ）はボンディング前の配線基板１０、ケース２０および棒部材５３の概略平面図、（ｂ）はワイヤボンディング中の配線基板１０およびケース２０の概略断面図である。ここでは、第１実施形態との相違点を中心に述べることとする。
【００４６】
上記第１、第２実施形態では、加熱物として熱板５０を用いる方法としたが、図５に示されるように、本実施形態では、熱板５０に代えて、加熱物として棒状をなす棒部材５３を用いるようにしたものである。
【００４７】
この場合、図５に示されるように、被ボンディング部材１０、２０の一面１２、２２の外郭に位置し当該一面１２、２２と交差する側面１３、２３のうち一面１２、２２寄りの部位に接触させた状態で、ボンディングパッド１１、２１にワイヤボンディングを行うようにする。
【００４８】
ここでは、配線基板１０は矩形板状をなし、その配線基板１０の対向する側面１３の外側には、ケース２０の側面２３が隙間を有して対向している。そして、棒部材５３は、この配線基板１０の対向する側面１３に沿って延びる２本のものよりなり、上記両側面１３、２３間の隙間に挿入されて、当該両側面１３、２３に接触するものである。
【００４９】
この場合、棒部材５３の熱は、当該側面１３、２３から配線基板１０、ケース２０を介してボンディングパッド１１、２１に伝わり、ボンディングパッド１１、２１は適切に加熱・昇温される。
【００５０】
このように、本実施形態によっても、配線基板１０およびケース２０のうちボンディングパッド１１、２１およびその周辺部を部分的に加熱することができるから、配線基板１０およびケース２０の過熱を抑制しつつボンディングパッド１１、２１の加熱を適切に行うことができる。
【００５１】
なお、この棒部材５３においても、上記熱板５０と同様に、加熱方法としては、電源５２を有する通電加熱以外に、たとえば棒部材５３を予めヒータなどで加熱しておく方法としてもよい。
【００５２】
（第４実施形態）
図７は、本発明の第４実施形態に係るワイヤボンディング工程を示す工程図であり、（ａ）は本工程に用いる棒部材５３の概略平面図、（ｂ）は（ａ）中の矢印Ａ方向から見た側面図、（ｃ）は、この棒部材５３を配線基板１０およびケース２０に取り付けた状態を示す概略断面図である。本実施形態は、上記第３実施形態の棒部材５３を一部変形したものである。
【００５３】
本実施形態では、図７に示されるように、棒部材５３として、配線基板１０およびケース２０の各一面１１、２１に引っ掛かる引っ掛かり部５３ａを有するものを用いる。ここでは、棒部材５３の幅方向（長手方向と直交する方向）に張り出した部分が引っ掛かり部５３ａとされている。
【００５４】
それによれば、図７（ｃ）に示されるように、棒部材５３を被ボンディング部材１０、２０の一面１１、２１に引っ掛けて支持させることができ、棒部材５３と被ボンディング部材１０、２０との接触状態が安定する。
【００５５】
（第５実施形態）
図８は、本発明の第５実施形態に係るワイヤボンディング工程を示す工程図である。本実施形態は、複数個の被ボンディング部材１０、２０に対して順番にワイヤボンディングを行うものである。
【００５６】
そして、この場合、加熱物としての熱板５０を複数個用意し、１個の被ボンディング部材１０、２０毎に、熱板５０を取り替えながらワイヤボンディングを行うものである。この場合、熱板５０は、上記同様、電源５２によって通電加熱するものであってもよいし、予めヒータなどで加熱されたものでもよい。
【００５７】
複数個の被ボンディング部材１０、２０のワイヤボンディングを、１個の熱板５０で行う場合、１回のワイヤボンディング工程ごとに熱板５０を加熱しなおす必要が出てくるが、それに比べて、本実施形態では、予め熱板５０を十分に加熱しておくことで、加熱に要する時間の短縮が図れる。特に、通電加熱よりもヒータで加熱しておくタイプの場合に効果的である。
【００５８】
なお、図８では加熱物として熱板５０を用いたが、棒部材５３であっても本実施形態は同様に行えることは言うまでもない。
【００５９】
（他の実施形態）
上述したように、ワイヤボンディング時に、被ボンディング部材１０、２０の一面１２、２２上には、ボンディングパッド１１、２１以外に、実装された電子部品などによる凸部分が存在する場合があるが、この場合、上記第１実施形態のように分割された複数の熱板５０を部分的に配置したり、または、熱板５０における凸部分に対応した位置に開口部を設けたりすれば、この凸部分と熱板５０との干渉を回避することができる。
【００６０】
さらに、図９に示されるように、その凸部分（ここでは電子部品に相当）１４にて熱板５０にプレスなどにより凹部５０ａを形成することによっても、当該干渉の回避が可能である。
【００６１】
また、上記各実施形態では、配線基板１０とケース２０との両方に接触する共通の熱板５０、棒部材５３を用いたが、配線基板１０用、ケース２０用とで別々の加熱物を用いてもよい。つまり、たとえば配線基板１０のみに接触する加熱物と、これとは別体にケース２０のみに接触する加熱物とを用いるようにしてもよい。
【００６２】
また、被ボンディング部材としては、一面にボンディングパッドを有するものであれば上記した配線基板１０やケース２０に限定されるものではなく、たとえば半導体チップやパッケージ、あるいはリードフレームの一部がボンディングパッドとして構成されたものなどであってもよい。
【符号の説明】
【００６３】
１０    被ボンディング部材としての配線基板
１１    配線基板のボンディングパッド
１２    配線基板の一面
１３    配線基板の側面
２０    被ボンディング部材としてのケース
２１    ケースのボンディングパッド
２２    ケースの一面
２３    ケースの側面
５０    加熱物としての熱板
５１    熱板の開口部
５３    加熱物としての棒部材
５３ａ  引っ掛かり部
【図１】
0005578101.tif 000002
【図２】
0005578101.tif 000003
【図３】
0005578101.tif 000004
【図４】
0005578101.tif 000005
【図５】
0005578101.tif 000006
【図６】
0005578101.tif 000007
【図７】
0005578101.tif 000008
【図８】
0005578101.tif 000009
【図９】
0005578101.tif 000010