(57)【要約】【課題】高い接合強度を得ることができるボンディングキャピラリを提供する。【解決手段】軸方向に延びる第１本体部と、第１本体部の軸方向の一端側に設けられ、第１本体部と反対側に向かって断面積が小さくなる第２本体部と、第２本体部の第１本体部と反対側の端部に設けられたボトルネック部と、軸方向に延び、第１本体部、第２本体部、及びボトルネック部を貫通してワイヤの挿通を可能とする挿通孔と、を備え、ボトルネック部は、第１部分と第２部分とを有し、第１部分は、軸方向において第２本体部と第２部分との間に設けられ、第２部分は、第１部分と反対側の端部にワイヤを押圧する押圧面を有し、第１部分の軸方向における単位長さあたりの熱抵抗は、第２部分の軸方向における単位長さあたりの熱抵抗よりも高いことを特徴とするボンディングキャピラリである。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に延びる第１本体部と、
前記第１本体部の前記軸方向の一端側に設けられ、前記第１本体部と反対側に向かって断面積が小さくなる第２本体部と、
前記第２本体部の前記第１本体部と反対側の端部に設けられたボトルネック部と、
前記軸方向に延び、前記第１本体部、前記第２本体部、及び前記ボトルネック部を貫通してワイヤの挿通を可能とする挿通孔と、
を備え、
前記ボトルネック部は、第１部分と第２部分とを有し、
前記第１部分は、前記軸方向において前記第２本体部と前記第２部分との間に設けられ、
前記第２部分は、前記第１部分と反対側の端部に前記ワイヤを押圧する押圧面を有し、
前記第１部分の前記軸方向における単位長さあたりの熱抵抗は、前記第２部分の前記軸方向における単位長さあたりの熱抵抗よりも高いことを特徴とするボンディングキャピラリ。
【請求項２】
前記第１部分の熱伝導率は、前記第２部分の熱伝導率よりも低いことを特徴とする請求項１記載のボンディングキャピラリ。
【請求項３】
前記第１部分の熱拡散率は、前記第２部分の熱拡散率よりも低いことを特徴とする請求項１又は２に記載のボンディングキャピラリ。
【請求項４】
前記第１部分の見掛密度は、前記第２部分の見掛密度よりも低いことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のボンディングキャピラリ。
【請求項５】
前記第１部分の真密度は、前記第２部分の真密度よりも低いことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のボンディングキャピラリ。
【請求項６】
前記第１部分の前記軸方向の長さは、前記第２部分の前記軸方向の長さよりも長いことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載のボンディングキャピラリ。
【請求項７】
前記第２部分の前記軸方向の長さに対する前記第１部分の前記軸方向の長さの比は、３．２０以上７．７６以下であることを特徴とする請求項６記載のボンディングキャピラリ。
【請求項８】
前記第１本体部の前記軸方向における単位長さあたりの熱抵抗及び前記第２本体部の前記軸方向における単位長さあたりの熱抵抗は、前記第２部分の前記軸方向における単位長さあたりの熱抵抗よりも高いことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載のボンディングキャピラリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の態様は、一般的に、ボンディングキャピラリに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程において、半導体素子とリードフレームとをボンディングワイヤ（以下、「ワイヤ」と称す）によって接続するワイヤボンディングが行われている（例えば、特許文献１〜３）。ワイヤボンディングにおいては、ボンディングキャピラリを用いてワイヤの一端を半導体素子の電極（電極パッド）に接合する（ファーストボンド）。次いで、ワイヤを引き回して別の電極（リード）に接合する（セカンドボンド）。
【０００３】
セカンドボンドにおいては、例えば、ワイヤとリードとの本接合部（スティッチボンド）と、ワイヤとリードとの仮接合部（テールボンド）と、が形成される。このようなセカンドボンドの後に、テールボンドから延びるワイヤが分断（切断）される。その後、ワイヤで接続された半導体素子とリードフレームとを封止樹脂によって封止することによって、半導体装置が製造される。
【０００４】
また、ワイヤボンディングでは、ボンディングキャピラリによってワイヤを電極パッドやリードに押し付け、荷重を加えながらボンディングキャピラリに超音波を印加することが行われている。これにより、高速で接合を行った場合にも、強固な接合強度を得ることができ、ボンディングサイクルを短縮することができる。
【０００５】
しかしながら、半導体素子においては、配線間隔の微細化や層間絶縁膜の薄膜化などが進められており、ワイヤボンディング時に半導体素子に加わる応力により、半導体素子を損傷させてしまう可能性が高まっている。特に、電極パッドの直下にＩＣ（Integrated Circuit）があるＢＯＡＣ（Bond Over Active Circuit）デバイスでは、電極パッドの直下のＩＬＤ（Inter Layer Dielectric）層（層間絶縁膜）にクラックが生じてしまう可能性が高まっている。
【０００６】
このため、ボンディングキャピラリでは、半導体素子に加わる応力を低減させつつ、高い接合強度を得られるようにすることが望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−９９２０２号公報
【特許文献２】特表２００３−５３１７２９号公報
【特許文献３】特開２０１１−９７０４２号公報
【特許文献４】特開昭６２−１５８３３５号公報
【特許文献５】特開昭６３−０９０８３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、かかる課題の認識に基づいてなされたものであり、高い接合強度を得ることができるボンディングキャピラリを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明は、軸方向に延びる第１本体部と、前記第１本体部の前記軸方向の一端側に設けられ、前記第１本体部と反対側に向かって断面積が小さくなる第２本体部と、前記第２本体部の前記第１本体部と反対側の端部に設けられたボトルネック部と、前記軸方向に延び、前記第１本体部、前記第２本体部、及び前記ボトルネック部を貫通してワイヤの挿通を可能とする挿通孔と、を備え、前記ボトルネック部は、第１部分と第２部分とを有し、前記第１部分は、前記軸方向において前記第２本体部と前記第２部分との間に設けられ、前記第２部分は、前記第１部分と反対側の端部に前記ワイヤを押圧する押圧面を有し、前記第１部分の前記軸方向における単位長さあたりの熱抵抗は、前記第２部分の前記軸方向における単位長さあたりの熱抵抗よりも高いことを特徴とするボンディングキャピラリである。
【００１０】
ワイヤボンディングにおいては、半導体素子を加熱し、熱と超音波で拡散接合を行う。この際、このボンディングキャピラリによれば、第１部分の軸方向における単位長さあたりの熱抵抗が、第２部分の軸方向における単位長さあたりの熱抵抗よりも高いことにより、第２部分に適切に熱を留めることができる。すなわち、ボンディング時のキャピラリ先端における熱滞留効果を促進することができる。これにより、ワイヤと電極との間の温度を高くし、接合強度を向上させることができる。従って、半導体素子に加わる応力を低減させつつ、高い接合強度を得ることができる。
【００１１】
第２の発明は、第１の発明において、前記第１部分の熱伝導率は、前記第２部分の熱伝導率よりも低いことを特徴とするボンディングキャピラリである。
【００１２】
このボンディングキャピラリによれば、第２部分により適切に熱を留めることができ、半導体素子に加わる応力を低減させつつ、より高い接合強度を得ることができる。
【００１３】
第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記第１部分の熱拡散率は、前記第２部分の熱拡散率よりも低いことを特徴とするボンディングキャピラリである。
【００１４】
このボンディングキャピラリによれば、第２部分により適切に熱を留めることができ、半導体素子に加わる応力を低減させつつ、より高い接合強度を得ることができる。
【００１５】
第４の発明は、第１〜第３のいずれか１つの発明において、前記第１部分の見掛密度は、前記第２部分の見掛密度よりも低いことを特徴とするボンディングキャピラリである。
【００１６】
このボンディングキャピラリによれば、第２部分により適切に熱を留めることができ、半導体素子に加わる応力を低減させつつ、より高い接合強度を得ることができる。
【００１７】
第５の発明は、第１〜第４のいずれか１つの発明において、前記第１部分の真密度は、前記第２部分の真密度よりも低いことを特徴とするボンディングキャピラリである。
【００１８】
このボンディングキャピラリによれば、第２部分により適切に熱を留めることができ、半導体素子に加わる応力を低減させつつ、より高い接合強度を得ることができる。
【００１９】
第６の発明は、第１〜第５のいずれか１つの発明において、前記第１部分の前記軸方向の長さは、前記第２部分の前記軸方向の長さよりも長いことを特徴とするボンディングキャピラリである。
【００２０】
このボンディングキャピラリによれば、第１部分が長いことにより、熱が第２部分から第１部分を介して第２本体部へ伝達することを抑制できる。これにより、第２部分に熱をより適切に溜めやすくなり、接合強度をより向上させることができる。
【００２１】
第７の発明は、第６の発明において、前記第２部分の前記軸方向の長さに対する前記第１部分の前記軸方向の長さの比は、３．２０以上７．７６以下であることを特徴とするボンディングキャピラリである。
【００２２】
このボンディングキャピラリによれば、第２部分の軸方向の長さに対する第１部分の軸方向の長さの比が３．２０以上であることにより、第２部分が長くなることが抑えられ、キャピラリ先端の熱が拡散することを抑制できる。これにより、第２部分に熱をより適切に溜めやすくなり、接合強度をより向上させることができる。また、第２部分の軸方向の長さに対する第１部分の軸方向の長さの比が７．７６以下であることにより、第２部分が短くなることを抑えられ、キャピラリ先端における総蓄熱量を確保できる。これにより、第２部分に熱をより適切に溜めやすくなり、接合強度をより向上させることができる。
【００２３】
第８の発明は、第１〜第７のいずれか１つの発明において、前記第１本体部の前記軸方向における単位長さあたりの熱抵抗及び前記第２本体部の前記軸方向における単位長さあたりの熱抵抗は、前記第２部分の前記軸方向における単位長さあたりの熱抵抗よりも高いことを特徴とするボンディングキャピラリである。
【００２４】
このボンディングキャピラリによれば、第２部分により適切に熱を留めることができ、半導体素子に加わる応力を低減させつつ、より高い接合強度を得ることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の態様によれば、高い接合強度を得ることができるボンディングキャピラリが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本実施形態に係るボンディングキャピラリを表す正面図である。
【図２】本実施形態に係るボンディングキャピラリの先端形状を拡大して表す拡大断面図である。
【図３】シミュレーション結果の一例を表す説明図である。
【図４】シミュレーション結果の一例を表す説明図である。
【図５】ボンディングキャピラリの評価結果を表す表である。
【図６】ボンディングキャピラリの評価結果を表す表である。
【図７】ボンディングキャピラリの評価結果を表す表である。
【図８】ボンディングキャピラリの評価結果を表す表である。
【図９】ボンディングキャピラリの評価結果を表す表である。
【図１０】ボンディングキャピラリの評価結果を表す表である。
【図１１】ボンディングキャピラリの評価結果を表す表である。
【図１２】ボンディングキャピラリの評価結果を表す表である。
【図１３】ボンディングキャピラリの評価結果を表す表である。
【図１４】ボンディングキャピラリの評価結果を表す表である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【００２８】
図１は、本実施形態に係るボンディングキャピラリを表す正面図である。  
図１に表したように、ボンディングキャピラリ１０は、第１本体部１１と、第２本体部１２と、ボトルネック部１３と、挿通孔１４と、を備える。
【００２９】
ボンディングキャピラリ１０は、例えば、ボールボンディングに用いられる。ボンディングキャピラリ１０は、例えば、銅を含むワイヤを用いたボールボンディングに用いることができる。ボンディングキャピラリ１０は、例えば、銅線用のボンディングキャピラリとして用いることができる。
【００３０】
ボンディングキャピラリ１０の各部には、例えば、セラミックが用いられる。第１本体部１１、第２本体部１２、ボトルネック部１３、及び挿通孔１４の各部は、例えば、一体的に形成される。第１本体部１１、第２本体部１２、及びボトルネック部１３のそれぞれの材料には、例えば、アルミナなどの材料が用いられる。ボンディングキャピラリ１０の各部の材料は、例えば、アルミナ、ジルコニア、及びクロミアの少なくともいずれかを含む複合材料などでもよい。
【００３１】
第１本体部１１は、軸方向Ｄａに延びる。第１本体部１１の軸方向Ｄａと直交する断面における断面形状は、円形状である。すなわち、第１本体部１１の外形形状は、円柱形状である。第１本体部１１の断面形状は、円形状に限ることなく、楕円形状や多角形状などでもよい。第１本体部１１の外形形状は、円柱形状に限ることなく、軸方向Ｄａに延びる任意の形状でよい。
【００３２】
ボンディングキャピラリ１０の軸方向Ｄａの長さは、例えば、１１ｍｍ（７ｍｍ以上１５ｍｍ以下）である。第１本体部１１の直径（軸方向Ｄａと直交する方向の幅）は、例えば、１．６ｍｍ（１ｍｍ以上２ｍｍ以下）である。また、第１本体部１１において「円形状」とは、例えば、真円度公差において０．１ｍｍ以下の状態である。
【００３３】
第２本体部１２は、第１本体部１１の軸方向Ｄａの一端側に設けられる。換言すれば、第２本体部１２は、第１本体部１１の先端側（図１における下側）に設けられる。この例において、第２本体部１２は、第１本体部１１の先端に連続して設けられている。換言すれば、第２本体部１２は、第１本体部１１の先端に接している。第２本体部１２の軸方向Ｄａと直交する断面の断面積は、第２本体部１２の先端（第１本体部１１と反対側）に向かって小さくなる。第２本体部１２の外形形状は、円錐状である。従って、第２本体部１２の直径は、第２部分１２の先端に向かって小さくなる。第２本体部１２の外形形状は、楕円錐状や角錐状などでもよい。第２本体部１２の断面形状は、例えば、第１本体部１１の断面形状に対応した任意の形状でよい。
【００３４】
第２本体部１２の断面積は、第２本体部１２の先端に向かって連続的に減少する。第２本体部１２の外側面は、第２本体部１２の先端に向かって実質的に一定の傾きで傾斜した傾斜面である。第２本体部１２の外側面は、上記に限ることなく、例えば、凸曲面状あるいは凹曲面状に湾曲していてもよい。第２本体部１２の断面積は、第２本体部１２の先端に向かって段階的に減少してもよい。第２本体部１２の外側面は、階段状の形状を有していてもよい。
【００３５】
ボトルネック部１３は、第２本体部１２において第１本体部１１と反対側の第２本体部１２の端部に設けられる。換言すれば、ボトルネック部１３は、第２本体部１２の先端側に設けられる。ボトルネック部１３は、例えば、第２本体部１２の先端に連続して設けられる。「ボトルネック部」とは、本実施形態に係る技術の分野において、電極間ピッチが狭い場合に、主に隣接ワイヤとの干渉の回避や超音波伝達性の調整などの目的で、第２本体部１２の先端側に設けられるくびれ部である。ボトルネック部１３の軸方向Ｄａの長さは、０．１ｍｍ以上０．４ｍｍ以下程度である。ボトルネック部１３の径（例えば後述する第１部分の径）は、０．０４ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下程度である。
【００３６】
ボトルネック部１３の軸方向Ｄａと直交する断面の断面積（最大断面積）は、第２本体部１２の軸方向Ｄａと直交する断面の断面積（最小断面積）よりも小さい。ボトルネック部１３の直径は、第２本体部１２の直径よりも小さい。なお、ボンディングキャピラリ１０の各部の断面積とは、軸方向Ｄａと直交する断面の形状において、外郭面積（外周で囲まれた面積）から内郭面積（内周で囲まれた面積）を差し引いた面積である。
【００３７】
挿通孔１４は、軸方向Ｄａに延びる。挿通孔１４は、第１本体部１１、第２本体部１２、及びボトルネック部１３のそれぞれを貫通し、ワイヤの挿通を可能とする。挿通孔１４は、軸方向Ｄａに沿って一直線状に延び、第１本体部１１の基端面からボトルネック部１３の先端面まで一直線状に貫通する。
【００３８】
挿通孔１４の軸方向Ｄａと直交する断面の断面形状は、例えば、円形状である。また、挿通孔１４の中心軸は、第１本体部１１、第２本体部１２、及びボトルネック部１３のそれぞれの中心軸と実質的に同軸である。すなわち、第１本体部１１は、円筒状であり、第２本体部１２は、円錐筒状である。第１本体部１１は、換言すれば、円筒部である。第２本体部１２は、換言すれば、円錐部（コーン部）である。
【００３９】
挿通孔１４の直径は、例えば、１５μｍ（マイクロメートル）以上８０μｍ以下である。挿通孔１４の直径は、挿通されるワイヤの直径よりも大きく設定される。例えば、ワイヤの直径が２５μｍである場合、挿通孔１４の直径は、３０μｍ程度に設定される。
【００４０】
挿通孔１４の断面形状は、円形に限ることなく、任意の形状でよい。挿通孔１４の断面形状は、第１本体部１１の断面形状や第２本体部１２の断面形状と同じでもよいし、異なってもよい。
【００４１】
図２は、本実施形態に係るボンディングキャピラリの先端形状を拡大して表す拡大断面図である。  
図２は、図１のＡ１−Ａ２線断面を表す。すなわち、図２は、軸方向Ｄａと平行かつ各部の中心軸を通る平面で切断したボンディングキャピラリ１０の断面を表す。
【００４２】
図２に表したように、ボトルネック部１３は、第１部分２１と、第２部分２２と、を有する。第２部分２２は、第１部分２１の先端側に設けられる。換言すれば、第１部分２１は、軸方向Ｄａにおいて第２本体部１２と第２部分２２との間に設けられる。第１部分２１は、第１部分２１の先端と第１部分２１の後端とを備える。第２部分２２は、第２部分２２の先端と第２部分２２の後端とを備える。第１部分２１は、例えば、第２本体部１２の先端に連続して設けられる。第２部分２２は、例えば、第１部分２１の先端に連続して設けられる。
【００４３】
第２部分２２は、ワイヤを押圧する押圧面２２ａを先端（第１部分２１と反対側の端部）に有する。押圧面２２ａは、換言すれば、ボトルネック部１３の先端面である。挿通孔１４の一端は、押圧面２２ａに設けられる。
【００４４】
ボンディングキャピラリ１０においては、第１本体部１１側から挿通孔１４にワイヤを挿通し、ボトルネック部１３の押圧面２２ａからワイヤの先端を露出させる。そして、放電などによってワイヤ先端を溶融させることにより、ワイヤ先端にボールを形成する。この際、ボールの直径は、挿通孔１４の開口端の直径よりも大きくする。ボンディングキャピラリ１０は、押圧面２２ａでボールを電極に押圧し、熱、超音波、圧力によってボール（ワイヤ）を電極に接合する。これにより、ワイヤと半導体素子の電極との接合（ファーストボンド）が完了する。ワイヤの直径が２５μｍである場合、押圧した後のボールの直径は、５０μｍ程度である。
【００４５】
第１部分２１は、第２本体部１２の接線ＴＬよりも内側に凹んでいる。換言すれば、第１部分２１は、第２本体部１２の延長線よりも内側に凹んでいる。接線ＴＬは、例えば、軸方向Ｄａと平行かつ挿通孔１４の中心軸を通る平面における第２本体部１２の接線である。また、接線ＴＬは、例えば、第２本体部１２の外側面において、軸方向Ｄａの位置の変化に対する傾きの変化が最も小さい位置における接線である。接線ＴＬは、例えば、第２本体部１２の軸方向Ｄａの中央の位置における接線である。第１部分２１は、例えば、軸方向Ｄａと平行かつ挿通孔１４の中心軸を通る平面において、第２本体部１２の基端（後端）と先端とを結ぶ線分の延長線よりも内側に凹んでいるとしてもよい。
【００４６】
第１部分２１の先端と、第２部分２２の後端との区別は、例えば次のように行うことができる。第１部分２１と第２部分２２との組成や見掛密度が異なる場合、例えばＳＥＭ-ＥＤＸの組成分析やＳＥＭ断面観察などにより、第１部分２１の先端と、第２部分２２の後端とを区別することができる。なお、傾斜組成や密度が連続的に変化する部分を有する場合には、軸方向におけるその領域の中間付近を第１部分２１の先端と第２部分２２の後端とに区別してもよい。第１部分の後端は、例えば、図２に示すように、ボトルネック部１３の最後端（くびれが始まる部分）としてもよい。
【００４７】
第１部分２１の軸方向Ｄａと直交する断面における断面形状は、円形状である。第２部分２２の軸方向Ｄａと直交する断面における断面形状は、円形状である。第１部分２１及び第２部分２２は、円筒形状である。第１部分２１の断面形状及び第２部分２２の断面形状は、円形状に限ることなく、第２本体部１２の断面形状などに応じた任意の形状でよい。また、第１部分２１の直径は、先端に向かって小さくなる。第１部分２１の外形形状は、円錐台状である。第１部分２１の直径は、基端から先端まで実質的に一定でもよい。また、第２部分２２の直径は、先端に向かって小さくなる。第２部分２２の外径形状は、円錐台状である。第２部分２２の直径は、基端から先端まで実質的に一定でもよい。なお、第１部分２１及び第２部分２２において「円形状」とは、例えば、真円度公差において２０μｍ以下の状態である。
【００４８】
この例では、ボトルネック部１３の直径は、第１部分２１から第２部分２２にわたって連続的であり、第２部分２２の断面積は、第１部分２１の断面積以下である。例えば、第１部分２１と第２部分２２との境界Ｂにおける第１部分２１の直径は、境界Ｂにおける第２部分２２の直径と同じである。換言すれば、境界Ｂにおける第１部分２１の断面積は、境界Ｂにおける第２部分２２の断面積と同じである。ただし、実施形態においては、ボトルネック部１３の直径は、境界Ｂにおいて不連続であってもよい。例えば、第２部分２２の最大の断面積は、第１部分２１の最小の断面積よりも大きくてもよい。第２部分の最大の直径は、第１部分の最小の直径よりも大きくてもよい。
【００４９】
第１部分２１の軸方向Ｄａの長さＬ１は、第２部分２２の軸方向Ｄａの長さＬ２よりも長い。第１部分２１の長さＬ１は、例えば、第２部分２２の長さＬ２の２倍以上２０倍以下である。
【００５０】
ボトルネック部１３の軸方向Ｄａの長さ（Ｌ１＋Ｌ２）は、例えば、１５０μｍ（１００μｍ以上４００μｍ以下）である。第１部分２１の長さＬ１は、例えば、１２５μｍ（１００μｍ以上３５０μｍ以下）である。第２部分２２の長さＬ２は、例えば、２５μｍ（１５μｍ以上５０μｍ以下）である。
【００５１】
第１部分２１の軸方向Ｄａにおける単位長さあたりの熱抵抗（度／ワット：℃／Ｗ・ｃｍ）は、第２部分２２の軸方向Ｄａにおける単位長さあたりの熱抵抗（℃／Ｗ・ｃｍ）よりも高い。第１本体部１１の軸方向Ｄａにおける単位長さあたりの熱抵抗（℃／Ｗ・ｃｍ）、第２本体部１２の軸方向Ｄａにおける単位長さあたりの熱抵抗（℃／Ｗ・ｃｍ）、及び第１部分２１の軸方向Ｄａにおける単位長さあたりの熱抵抗（℃／Ｗ・ｃｍ）のそれぞれは、第２部分２２の軸方向Ｄａにおける単位長さあたりの熱抵抗（℃／Ｗ・ｃｍ）よりも高い。
【００５２】
ここで、熱抵抗（℃／Ｗ）とは、物体に熱を与えた時に生じる熱移動において、熱の流れ難さを表す係数である。より具体的には、第２部分２２の軸方向Ｄａにおける単位長さあたりの熱抵抗とは、第２部分２２の後端側と第２部分２２の先端側との温度差を、ボールから与えられる熱量で除した値（熱抵抗）を、第２部分２２の軸方向Ｄａにおける長さで除した値である。第１部分２１の軸方向Ｄａにおける単位長さあたりの熱抵抗とは、第１部分２１の後端側と第２部分２２の先端側との温度差を、ボールから与えられる熱量で除した値（熱抵抗）を、第１部分２１の軸方向Ｄａにおける長さで除した値である。
【００５３】
例えば、第１部分２１の熱伝導率（ワット毎メートル毎ケルビン：Ｗ／ｍＫ）は、第２部分２２の熱伝導率（Ｗ／ｍＫ）よりも低い。これにより、第１部分２１の軸方向Ｄａにおける単位長さあたりの熱抵抗を、第２部分２２の軸方向Ｄａにおける単位長さあたりの熱抵抗よりも高くすることができる。さらには、第１本体部１１、第２本体部１２及び第１部分２１のそれぞれの熱伝導率（Ｗ／ｍＫ）は、第２部分２２の熱伝導率（Ｗ／ｍＫ）よりも低い。ここで、熱伝導率とは、単位長さ（１ｍ）あたり（１℃）の温度差があるときに、単位断面積（１ｍ２）を単位時間（１ｓｅｃ）で移動する熱量（Ｗ／ｍＫ）である。
【００５４】
例えば、第１部分２１における熱拡散率（平方メートル／秒：ｍ２／ｓ）は、第２部分２２における熱拡散率（ｍ２／ｓ）よりも低い。これにより、第１部分２１の軸方向Ｄａにおける単位長さあたりの熱抵抗を、第２部分２２の軸方向Ｄａにおける単位長さあたりの熱抵抗よりも高くすることができる。第１本体部１１における熱拡散率（ｍ２／ｓ）、第２本体部１２における熱拡散率（ｍ２／ｓ）、及び第１部分２１における熱拡散率（ｍ２／ｓ）のそれぞれは、第２部分２２における熱拡散率（ｍ２／ｓ）よりも低い。なお、熱拡散率は、物体の熱伝導率を、密度及び比熱で除した値であり、温度拡散率、温度伝導率などと呼ばれる場合もある。
【００５５】
また、例えば、第２部分２２の材料が、第１部分２１の材料と実質的に同じである場合、第１部分２１の見掛密度（ｋｇ／ｃｍ３）は、第２部分２２の見掛密度（ｋｇ／ｃｍ３）よりも低い。これにより、第１部分２１の軸方向Ｄａにおける単位長さあたりの熱抵抗を、第２部分２２の軸方向Ｄａにおける単位長さあたりの熱抵抗よりも高くすることができる。さらには、第１本体部１１、第２本体部１２及び第１部分２１のそれぞれの見掛密度（ｋｇ／ｃｍ３）は、第２部分２２の見掛密度（ｋｇ／ｃｍ３）よりも低い。ここで、見掛密度とは、物質自身と閉細孔が占める体積を算定用の体積とする密度である。換言すれば、物体の表面の気孔の体積は除くが、内部の気孔の体積は含めて求めた密度である。
【００５６】
また、例えば、第２部分２２の材料が、第１部分２１の材料と異なる場合、第１部分２１の真密度（ｋｇ／ｃｍ３）は、第２部分２２の真密度（ｋｇ／ｃｍ３）よりも低い。これにより、第１部分２１の軸方向Ｄａにおける単位長さあたりの熱抵抗を、第２部分２２の軸方向Ｄａにおける単位長さあたりの熱抵抗よりも高くすることができる。さらには、第１本体部１１、第２本体部１２及び第１部分２１のそれぞれの真密度（ｋｇ／ｃｍ３）は、第２部分２２の真密度（ｋｇ／ｃｍ３）よりも低い。ここで、真密度とは、物質自身が占める体積のみを算定用の体積とする密度である。換言すれば、物体の表面や内部の気孔の部分を除いた物体そのものの体積で、物体の質量を割った値である。
【００５７】
ワイヤボンディングにおいては、半導体素子を加熱し、熱と超音波で拡散接合を行う。この際、第１部分２１の軸方向Ｄａにおける単位長さあたりの熱抵抗が、第２部分２２の軸方向Ｄａにおける単位長さあたりの熱抵抗よりも高いことにより、第２部分２２に適切に熱を留めることができる。第１本体部１１の軸方向Ｄａにおける単位長さあたりの熱抵抗、第２本体部１２の軸方向Ｄａにおける単位長さあたりの熱抵抗、及び第１部分２１の軸方向Ｄａにおける単位長さあたりの熱抵抗のそれぞれが、第２部分２２の軸方向Ｄａにおける単位長さあたりの熱抵抗よりも高いことにより、第２部分２２により適切に熱を留めることができる。すなわち、ボンディング時のキャピラリ先端における熱滞留効果を促進することができる。これにより、ワイヤと電極との間の温度を高くし、接合強度を向上させることができる。従って、半導体素子に加わる応力を低減させつつ、高い接合強度を得ることができる。
【００５８】
熱抵抗は、例えば、熱抵抗をＲとし、評価部の面積をＡとし、評価部の厚みをＬとし、評価部の熱伝導率をλとするとき、Ｒ＝Ｌ／（λ×Ａ）にて求めることができる。
【００５９】
熱伝導率は、例えば、評価部の比熱をｃとし、評価部の密度をρとし、評価部の熱拡散率をａとするとき、λ＝ρｃａにて求めることができる。
【００６０】
熱拡散率は、例えば、レーザフラッシュ法によって算出することができる。レーザフラッシュ法による熱拡散率の測定方法は、例えば、ＪＩＳＲ１６１１に従って行えばよい。また、熱拡散率は、例えば、ａ＝λ／ρｃによって算出してもよい。この時の熱伝導率は、例えば、材料データベースの値を利用すればよい。
【００６１】
真密度は、物質固有の値なので、例えば、電子プローブマイクロアナライザー（ＥＰＭＡ）により材料を同定することで求めることができる。例えば、ボンディングキャピラリ１０の第１部分２１及び第２部分２２が含まれるような形状に試料を切り出す。この後、作成した試料をＥＰＭＡにセットし、一定の加速電圧で電子線を照射したときに発生する特性Ｘ線を計測することにより、元素分析を行い、比較検証する。特性Ｘ線とは、入射電子が試料を構成する原子の軌道電子を原子外に弾き出し、空になった軌道にその外殻から電子が落ち込んでくるとき、その軌道間のエネルギー差で放出されるＸ線である。特性Ｘ線のエネルギーは、元素毎に固有の値であるため、これを計測することで元素分析を行うことができる。この際、ＥＰＭＡの倍率は、例えば、５０００倍〜１００００倍である。加速電圧は、例えば、１０ｋＶ〜２５ｋＶである。例えば１５ｋＶである。
【００６２】
見掛密度は、例えば、真密度×（１−気孔率／１００）の式により、算出することができる。すなわち、見掛密度は、真密度と気孔率とを求めることで、算出することができる。気孔率とは、固体物質が小孔や割れ目、粒子間空隙などの空間を含む量を表す尺度であり、物質の全体積に占める空間の体積の割合で定義される。
【００６３】
気孔率の測定においては、まず、ボンディングキャピラリ１０の第１部分２１及び第２部分２２が含まれるような形状に試料を切り出す。この後、作成した試料を走査型電子顕微鏡（例えば、日立製作所製Ｓ−４１００）にセットし、走査型電子顕微鏡よって二次電子像を観察する。この際、走査型電子顕微鏡の倍率は、例えば、１５０００倍〜５００００倍である。加速電圧は、例えば、１０ｋＶ〜２５ｋＶであり、例えば１５ｋＶである。
【００６４】
二次電子は、試料に電子が入射したときに、試料を構成する原子の価電子が放出されたものを指す。エネルギーが極めて小さいため、試料の奥深い場所で生成されたものは、すぐに試料中で吸収され、試料の表面近くで生成されたものだけが、試料外に放出される。また、電子線が試料に対して垂直に入射した場合に比べて、斜めに入射した方が放出量が多くなる。故にボンディングキャピラリ１０に閉細孔（気孔）が存在する場合、物質で占められる部分と気孔部分とでは、輝度が変わってくる。
【００６５】
二次電子像を取得後、画像解析ソフト（例えば、Winroof ver 6.5.1、MITANI CORPORATION製）により、評価する。これにより、横軸が輝度、縦軸が出現頻度であるヒストグラムを得る。このヒストグラムにおいて、輝度の最小値と最大値の平均値より輝度が低い領域を低輝度領域、平均値より輝度が高い領域を高輝度領域とする。この低輝度領域を気孔と判定し、気孔以外の高輝度領域を物質自身と判定することで２値化処理する。その後、下記式から気孔率を得ることができる。  
気孔率(％)＝低輝度領域の積分値÷全体の出現頻度の積分値×１００
【００６６】
図３は、シミュレーション結果の一例を表す説明図である。  
図３に表したように、シミュレーションでは、本実施形態に係るボンディングキャピラリ１０と、参考例のボンディングキャピラリＲＥＦ１について、特性の比較検討を行った。
【００６７】
図３に示すシミュレーションに用いたボンディングキャピラリ１０ａには、図１及び図２に関して説明したボンディングキャピラリ１０と同様の説明を適用できる。また、ボンディングキャピラリ１０ａおいては、第２部分２２の材料は、第１本体部１１の材料、第２本体部１２の材料及び第１部分２１の材料のそれぞれと同じである。第１本体部１１、第２本体部１２、第１部分２１及び第２部分２２は、同一のセラミック材料（例えばアルミナ等の化合物）によって一体に構成されている。
【００６８】
また、第１本体部１１の見掛密度（グラム／立方センチメートル：ｇ／ｃｍ３）、第２本体部１２の見掛密度（ｇ／ｃｍ３）、及び第１部分２１の見掛密度（ｇ／ｃｍ３）のそれぞれは、第２部分２２の見掛密度（ｇ／ｃｍ３）よりも低い。この例では、第１本体部１１の見掛密度、第２本体部１２の見掛密度、及び第１部分２１の見掛密度は、互いに同じである。例えば、第１本体部１１の気孔率、第２本体部１２の気孔率、及び第１部分２１の気孔率のそれぞれは、第２部分２２の気孔率よりも高い。なお、各部の見掛密度は、例えば、ボンディングキャピラリを成形する際に、原料に含めるバインダーの量などによって調整することができる。
【００６９】
参考例のボンディングキャピラリＲＥＦ１においては、第２部分２２の見掛密度は、第１本体部１１の見掛密度、第２本体部１２の見掛密度、及び第１部分２１の見掛密度のそれぞれと同じである。これ以外については、参考例のボンディングキャピラリＲＥＦ１の構成は、図３に示すボンディングキャピラリ１０ａの構成と実質的に同じである。
【００７０】
シミュレーションは、ＣＡＥ（Computer Aided Engineering）解析によって行った。このシミュレーションでは、本実施形態に係るボンディングキャピラリ１０、参考例のボンディングキャピラリＲＥＦ１について、同じ圧力でボールを押圧し、同じ強さの超音波を印加した時に、電極とボールとの間に生じる温度を求めた。シミュレーションでは、ワイヤ（ボール）に銅線を用いた。
【００７１】
図３に表したように、参考例のボンディングキャピラリＲＥＦ１では、電極とボールとの間に生じる温度が、１４０．６℃であった。これに対して、本実施形態に係るボンディングキャピラリ１０ａでは、電極とボールとの間に生じる温度が、１８６．２℃であった。
【００７２】
このように、本実施形態に係るボンディングキャピラリ１０ａでは、参考例のボンディングキャピラリＲＥＦ１と比べて、電極とボールとの間に生じる温度を高くすることができる。これにより、本実施形態に係るボンディングキャピラリ１０ａでは、参考例のボンディングキャピラリＲＥＦ１と比べて、拡散接合を促進し、接合強度を向上させることができる。
【００７３】
ワイヤボンディング時には、半導体素子を加熱し、この熱と超音波で拡散接合を行う。熱は、ボンディングキャピラリを通じて拡散していく。この際、本実施形態に係るボンディングキャピラリ１０ａでは、第１本体部１１の見掛密度、第２本体部１２の見掛密度、及び第１部分２１の見掛密度のそれぞれが、第２部分２２の見掛密度よりも低いことにより、熱の拡散を抑制し、電極とボールとの間に熱を留めることができると推察される。従って、本実施形態に係るボンディングキャピラリ１０ａでは、参考例のボンディングキャピラリＲＥＦ１と比べて、電極とボールとの間に生じる温度を高くすることができたと推察される。
【００７４】
図４は、シミュレーション結果の一例を表す説明図である。  
このシミュレーションでは、本実施形態に係るボンディングキャピラリ１０ｂと参考例のボンディングキャピラリＲＥＦ２とについて、上記と同様に、電極とボールとの間に生じる温度を求めた。
【００７５】
図４に示すシミュレーションに用いたボンディングキャピラリ１０ｂには、図１及び図２に関して説明したボンディングキャピラリ１０と同様の説明を適用できる。また、ボンディングキャピラリ１０ｂにおいては、第２部分２２の材料は、第１本体部１１の材料、第２本体部１２の材料及び第１部分２１の材料のそれぞれと異なる。第１本体部１１、第２本体部１２、及び第１部分２１は、同一のセラミック材料で構成されており、第２部分２２は、別のセラミック材料で構成されている。
【００７６】
また、第１本体部１１の熱伝導率（ワット／（メートル・ケルビン）：Ｗ／（ｍ・Ｋ））、第２本体部１２の熱伝導率（Ｗ／（ｍ・Ｋ））、及び第１部分２１の熱伝導率（Ｗ／（ｍ・Ｋ））のそれぞれは、第２部分２２の熱伝導率（Ｗ／（ｍ・Ｋ））よりも低い。この例では、第１本体部１１の熱伝導率、第２本体部１２の熱伝導率、及び第１部分２１の熱伝導率は、互いに同じである。
【００７７】
換言すれば、ボンディングキャピラリ１０ｂにおいては、第１本体部１１の真密度（グラム／立方センチメートル：ｇ／ｃｍ３）、第２本体部１２の真密度（ｇ／ｃｍ３）、及び第１部分２１の真密度（ｇ／ｃｍ３）のそれぞれは、第２部分２２の真密度（ｇ／ｃｍ３）よりも低い。この例では、第１本体部１１の真密度、第２本体部１２の真密度、及び第１部分２１の真密度は、互いに同じである。
【００７８】
参考例のボンディングキャピラリＲＥＦ２においては、第２部分２２の熱伝導率は、第１本体部１１の熱伝導率、第２本体部１２の熱伝導率、及び第１部分２１の熱伝導率のそれぞれと同じである。換言すれば、ボンディングキャピラリＲＥＦ２においては、第２部分２２の真密度は、第１本体部１１の真密度、第２本体部１２の真密度、及び第１部分２１の真密度のそれぞれと同じである。これ以外については、参考例のボンディングキャピラリＲＥＦ２の構成は、図４に示すボンディングキャピラリ１０ｂの構成と実質的に同じである。
【００７９】
図４に表したように、参考例のボンディングキャピラリＲＥＦ２では、電極とボールとの間に生じる温度が、１４０．６℃であった。これに対して、本実施形態に係るボンディングキャピラリ１０ｂでは、電極とボールとの間に生じる温度が、２０６．７℃であった。
【００８０】
このように、本実施形態に係るボンディングキャピラリ１０ｂでは、第１本体部１１の熱伝導率、第２本体部１２の熱伝導率、及び、第１部分２１の熱伝導率のそれぞれが、第２部分２２の熱伝導率よりも低いことにより、ボンディング時において、第２部分２２に適切に熱を留めることができる。換言すれば、ボンディングキャピラリ１０ｂでは、第１本体部１１の真密度、第２本体部１２の真密度、及び、第１部分２１の真密度のそれぞれが、第２部分２２の真密度よりも低いことにより、ボンディング時において、第２部分２２に適切に熱を留めることができる。すなわち、ボンディング時のキャピラリ先端における熱滞留効果を促進することができる。これにより、ワイヤと電極との間の温度を高くし、接合強度を向上させることができる。従って、半導体素子に加わる応力を低減させつつ、高い接合強度を得ることができる。
【００８１】
また、ボンディングキャピラリ１０では、第１部分２１の軸方向Ｄａの長さＬ１が、第２部分２２の軸方向Ｄａの長さＬ２よりも長い。これにより、第２部分２２が過度に長くなることが抑えられ、キャピラリ先端における熱の拡散を抑制できる。これにより、第２部分２２に熱をより溜めやすくなり、接合強度をより向上させることができる。
【００８２】
図５は、ボンディングキャピラリの評価結果を表す表である。  
この評価では、本実施形態及び参考例に係るボンディングキャピラリについて、第１本体部１１、第２本体部１２及び第１部分２１の見掛密度を変化させることにより、実施例１〜９及び参考例１〜３のボンディングキャピラリを用意した。なお、各ボンディングキャピラリにおいて、第１本体部１１の見掛密度、第２本体部１２の見掛密度、及び第１部分２１の見掛密度は、互いに同じ値（Ｄ１（ｇ／ｃｍ３））である。実施例１〜９及び参考例１〜３のボンディングキャピラリは、第２部分２２の見掛密度（Ｄ２（ｇ／ｃｍ３））に対する、第１本体部１１、第２本体部１２及び第１部分２１の見掛密度（Ｄ１（ｇ／ｃｍ３））の比（＝Ｄ１／Ｄ２）において、互いに異なる。
【００８３】
実施例１〜３及び参考例１は、例えば６５μｍのＢＰＰ（ボンドパッドピッチ）に対応したボンディングキャピラリである。ＢＰＰとは、２つの隣接するボンドパッドの中心間距離である。例えば、ＢＰＰの大きさに応じて、ボンディングキャピラリの先端のサイズ（長さや径）を設計することができる。実施例１〜３及び参考例１においては、第２部分２２の見掛密度（Ｄ２）を４．１９（ｇ／ｃｍ３）とし、第１本体部１１、第２本体部１２及び第１部分２１の見掛密度（Ｄ１）を変化させている。
【００８４】
実施例４〜６及び参考例２は、例えば８５μｍのＢＰＰに対応したボンディングキャピラリであり、第２部分２２の見掛密度（Ｄ２）を４．１９（ｇ／ｃｍ３）とし、第１本体部１１、第２本体部１２及び第１部分２１の見掛密度（Ｄ１）を変化させている。  
実施例７〜９及び参考例３は、例えば３００μｍのＢＰＰに対応したボンディングキャピラリであり、第２部分２２の見掛密度（Ｄ２）を４．１９（ｇ／ｃｍ３）とし、第１本体部１１、第２本体部１２及び第１部分２１の見掛密度（Ｄ１）を変化させている。
【００８５】
各ボンディングキャピラリに関して、複数回のボンディングを行い、その接合強度（せん断強度）を測定し、接合強度の工程能力指数（Ｃｐｋ）を算出した。
【００８６】
図５（及び後述の図６〜１１）の評価において、接合強度の工程能力指数（Ｃｐｋ）は、次式によって算出される。  
Ｃｐｋ＝（Ａｖｅ．−ＬＳＬ）／３σ  
ここで、Ａｖｅ．は測定された接合強度の平均値であり、σは測定された接合強度の標準偏差である。ＬＳＬは下限規格値である。６５μｍのＢＰＰの場合ＬＳＬ＝１０グラム重（ｇｆ）とし、８５μｍのＢＰＰの場合ＬＳＬ＝１５（ｇｆ）とし、３００μｍのＢＰＰの場合ＬＳＬ＝４０（ｇｆ）とした。
【００８７】
図５（及び後述の図６、図７）において、「〇」は２．０≦Ｃｐｋを表し、「×」はＣｐｋ＜２．０を表す。なお、後述の図８〜１１においては、「◎」は２．３３≦Ｃｐｋを表し、「〇」は２．０≦Ｃｐｋ＜２．３３を表し、「△」は１．６７≦Ｃｐｋ＜２．０を表し、「×」はＣｐｋ＜１．６７を表す。
【００８８】
図５に示すように、いずれのＢＰＰにおいても、参考例のようにＤ１／Ｄ２＝１．０のとき、Ｃｐｋは「×」である。これに対して、実施形態においては、Ｄ１／Ｄ２＜１である。また、図５に示すように実施形態においては、０．９≦Ｄ１／Ｄ２≦０．９９の範囲において、Ｃｐｋは「〇」である。すなわち、第１本体部１１の見掛密度、第２本体部１２の見掛密度、及び、第１部分２１の見掛密度のそれぞれは、第２部分２２の見掛密度の０．９倍以上０．９９倍以下であることが望ましい。
【００８９】
第１本体部１１の見掛密度、第２本体部１２の見掛密度、及び第１部分２１の見掛密度のそれぞれが、第２部分２２の見掛密度に比べて、過度に小さい場合は、ボンディングキャピラリの抗折強度が低下し、ボンディング中にボンディングキャピラリが破損する恐れがある。一方、第１本体部１１の見掛密度、第２本体部１２の見掛密度、及び第１部分２１の見掛密度のそれぞれが、第２部分２２の見掛密度に比べて、過度に大きい場合は、ボンディングキャピラリ先端における熱滞留効果が低減し、接合強度が低下する恐れがある。これに対して、第１本体部１１の見掛密度、第２本体部１２の見掛密度、及び、第１部分２１の見掛密度のそれぞれが、第２部分２２の見掛密度の０．９倍以上であることにより、ボンディングキャピラリの強度を確保することができる。また、第１本体部１１の見掛密度、第２本体部１２の見掛密度、及び、第１部分２１の見掛密度のそれぞれが、第２部分２２の見掛密度の０．９９倍以下であることにより、ボンディングキャピラリ先端における熱滞留効果が促進され、接合強度を向上させることができる。
【００９０】
図６及び図７は、ボンディングキャピラリの評価結果を表す表である。  
この評価では、本実施形態及び参考例に係るボンディングキャピラリについて、第１本体部１１、第２本体部１２、第１部分２１、及び第２部分２２のそれぞれの材料を変化させることにより、図６に示す実施例１０〜３０及び参考例４〜１８、図７に示す実施例３１〜３６及び参考例１９〜３３のボンディングキャピラリを用意した。実施例１０〜３６及び参考例４〜３３のボンディングキャピラリは、第１本体部１１、第２本体部１２、第１部分２１、及び第２部分２２の材料の組み合わせにおいて、互いに異なる。なお、各ボンディングキャピラリにおいて、第１本体部１１の材料、第２本体部１２の材料及び第１部分２１の材料は、互いに同じ材料Ｍ１である。また、図６及び図７では、材料固有値の熱伝導率及び熱拡散率を示している。
【００９１】
図６に示す各ボンディングキャピラリにおいては、第１本体部１１、第２本体部１２及び第１部分２１の材料Ｍ１は、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、コージライト、アルミナ及びサファイアのいずれかである。  
実施例１０〜１６及び参考例４〜８は、例えば６５μｍのＢＰＰに対応したボンディングキャピラリであり、第２部分２２の材料Ｍ２をアルミナとし、第１本体部１１、第２本体部１２及び第１部分２１の材料Ｍ１を変化させている。  
実施例１７〜２３及び参考例９〜１３は、例えば８５μｍのＢＰＰに対応したボンディングキャピラリであり、第２部分２２の材料Ｍ２をアルミナとし、第１本体部１１、第２本体部１２及び第１部分２１の材料Ｍ１を変化させている。  
実施例２４〜３０及び参考例１４〜１８は、例えば３００μｍのＢＰＰに対応したボンディングキャピラリであり、第２部分２２の材料Ｍ２をアルミナとし、第１本体部１１、第２本体部１２及び第１部分２１の材料Ｍ１を変化させている。
【００９２】
図７に示す各ボンディングキャピラリにおいては、第２部分の材料Ｍ２は、サファイア、ムライト、フォルステライト、ステアタイト及びコージライトのいずれかである。  
実施例３１、３２及び参考例１９〜２３は、例えば６５μｍのＢＰＰに対応したボンディングキャピラリであり、第１本体部１１、第２本体部１２及び第１部分２１の材料Ｍ１をアルミナとし、第２部分２２の材料Ｍ２を変化させている。  
実施例３３、３４及び参考例２４〜２８は、例えば８５μｍのＢＰＰに対応したボンディングキャピラリであり、第１本体部１１、第２本体部１２及び第１部分２１の材料Ｍ１をアルミナとし、第２部分２２の材料Ｍ２を変化させている。  
実施例３５、３６及び参考例２９〜３３は、例えば３００μｍのＢＰＰに対応したボンディングキャピラリであり、第１本体部１１、第２本体部１２及び第１部分２１の材料Ｍ１をアルミナとし、第２部分２２の材料Ｍ２を変化させている。
【００９３】
ムライトの熱伝導率、フォルステライトの熱伝導率、ステアタイトの熱伝導率、コージライトの熱伝導率は、それぞれ、アルミナの熱伝導率よりも低い。一方、サファイアの熱伝導率は、アルミナの熱伝導率よりも高い。したがって、図６に示す実施例１０〜１４、１７〜２１、２４〜２８及び図７に示す実施例３１〜３６においては、第１本体部１１の熱伝導率、第２本体部１２の熱伝導率、及び第１部分２１の熱伝導率のそれぞれは、第２部分２２の熱伝導率よりも低い。一方、図６に示す参考例４、５、８〜１０、１３〜１５、１８及び図７に示す参考例１９〜３３においては、第１本体部１１の熱伝導率、第２本体部１２の熱伝導率、及び第１部分２１の熱伝導率のそれぞれは、第２部分２２の熱伝導率以上である。
【００９４】
また、図６に示す実施例１５、２２、２９及び参考例６、１１、１６では、第１本体部１１、第２本体部１２及び第１部分２１の材料Ｍ１及び第２部分の材料Ｍ２をアルミナとするとともに、材料Ｍ１、Ｍ２の熱伝導率を同じとしつつ、材料Ｍ１の熱拡散率を変化させている。実施例１５、２２、２９では、第１本体部１１の熱拡散率、第２本体部１２の熱拡散率、及び第１部分２１の熱拡散率のそれぞれが、第２部分２２の熱拡散率よりも低い。一方、参考例６、１１、１６では、第１本体部１１の熱拡散率、第２本体部１２の熱拡散率、及び第１部分２１の熱拡散率のそれぞれが、第２部分２２の熱拡散率よりも高い。
【００９５】
また、図６に示す実施例１６、２３、３０及び参考例７、１２、１７では、第１本体部１１、第２本体部１２及び第１部分２１の材料Ｍ１及び第２部分の材料Ｍ２をアルミナとするとともに、材料Ｍ１、Ｍ２の熱拡散率を同じとしつつ、材料Ｍ１の熱伝導率を変化させている。実施例１６、２３、３０では、第１本体部１１の熱伝導率、第２本体部１２の熱伝導率、及び第１部分２１の熱伝導率のそれぞれが、第２部分２２の熱伝導率よりも低い。一方、参考例７、１２、１７では、第１本体部１１の熱伝導率、第２本体部１２の熱伝導率、及び第１部分２１の熱伝導率のそれぞれが、第２部分２２の熱伝導率よりも高い。
【００９６】
図６及び図７に示す各ボンディングキャピラリに関して、複数回のボンディングを行い、その接合強度（せん断強度）を測定し、接合強度の工程能力指数（Ｃｐｋ）を算出した。
【００９７】
図６及び図７に示すように、いずれのＢＰＰにおいても、参考例のボンディングキャピラリにおいては、Ｃｐｋは「×」である。これに対して、実施例のボンディングキャピラリにおいては、Ｃｐｋは「〇」である。このように、第１本体部１１、第２本体部１２及び第１部分２１を、第２部分２２よりも熱伝導率又は熱拡散率の低い材料で構成することで、ボンディングキャピラリ先端における熱滞留効果が促進され、接合強度を向上させることができる。
【００９８】
図８及び図９は、ボンディングキャピラリの評価結果を表す表である。  
この評価では、本実施形態に係るボンディングキャピラリについて、第１部分２１及び第２部分２２の形状を変化させることにより、図８に示す実施例３７〜６０、図９に示す実施例６１〜８４のボンディングキャピラリを用意した。実施例３７〜８４のボンディングキャピラリは、第２部分２２の軸方向Ｄａの長さ（Ｌ２（μｍ））に対する、第１部分２１の軸方向Ｄａの長さ（Ｌ１（μｍ））の比（＝Ｌ１／Ｌ２）において、互いに異なる。
【００９９】
なお、図８に示す各ボンディングキャピラリにおいては、第２部分２２の見掛密度は、４．１９（ｇ／ｃｍ３）であり、第１本体部１１、第２本体部１２及び第１部分２１のそれぞれの見掛密度は、４．１５（ｇ／ｃｍ３）である。また、図９に示す各ボンディングキャピラリにおいては、第２部分２２はアルミナで構成されており、第１本体部１１、第２本体部１２及び第１部分２１のそれぞれは、ステアタイトで構成されている。
【０１００】
実施例３７〜４４、６１〜６８は、例えば６５μｍのＢＰＰに対応したボンディングキャピラリであり、第２部分２２の軸方向Ｄａの長さ（Ｌ２）を３３（μｍ）とし、第１部分２１の軸方向Ｄａの長さ（Ｌ１）を変化させている。  
実施例４５〜５２、６９〜７６は、例えば８５μｍのＢＰＰに対応したボンディングキャピラリであり、第２部分２２の軸方向Ｄａの長さ（Ｌ２）を３９（μｍ）とし、第１部分２１の軸方向Ｄａの長さ（Ｌ１）を変化させている。  
実施例５３〜６０、７７〜８４は、例えば３００μｍのＢＰＰに対応したボンディングキャピラリであり、第２部分２２の軸方向Ｄａの長さ（Ｌ２）を４５（μｍ）とし、第１部分２１の軸方向Ｄａの長さ（Ｌ１）を変化させている。
【０１０１】
実施例３７〜８４のボンディングキャピラリのそれぞれに関して、複数回のボンディングを行い、その接合強度（せん断強度）を測定し、接合強度の工程能力指数（Ｃｐｋ）を算出した。
【０１０２】
図８及び図９に表したように、いずれのＢＰＰにおいても、３．２０≦Ｌ１／Ｌ２≦７．７６のときＣｐｋは「△」であり、４．３１≦Ｌ１／Ｌ２≦７．１５のときＣｐｋは「〇」であり、４．６９≦Ｌ１／Ｌ２≦６．４７のとき「◎」である。
【０１０３】
したがって、実施形態においては、第２部分２２の軸方向Ｄａの長さに対する、第１部分２１の軸方向Ｄａの長さの比（Ｌ１／Ｌ２）は、３．２０以上かつ７．７６以下であることが望ましい。Ｌ１／Ｌ２が３．２０以上である場合、第２部分２２が過度に長くなることが抑えられ、キャピラリ先端における熱の拡散を抑制できる。これにより、第２部分２２に熱をより適切に溜めやすくなり、接合強度をより向上させることができる。Ｌ１／Ｌ２が７．７６以下である場合、第２部分２２が過度に短くなることを抑えられ、キャピラリ先端における総蓄熱量を確保できる。これにより、第２部分２２に熱をより適切に溜めやすくなり、接合強度をより向上させることができる。
【０１０４】
第２部分２２の軸方向Ｄａの長さに対する、第１部分２１の軸方向Ｄａの長さの比（Ｌ１／Ｌ２）は、４．３１以上かつ７．１５以下であることがより好ましく、４．６９以上かつ６．４７以下であることがさらに好ましい。
【０１０５】
図１０及び図１１は、ボンディングキャピラリの評価結果を表す表である。  
この評価では、本実施形態に係るボンディングキャピラリについて、第２部分２２の形状を変化させることにより、実施例８５〜１０２のボンディングキャピラリを用意した。図１０及び図１１に表したように、実施例８５〜１０２のボンディングキャピラリは、第２部分２２の真円度公差（μｍ）において、互いに異なる。
【０１０６】
なお、第２部分２２の真円度公差とは、軸方向Ｄａに対して垂直な断面における第２部分２２の外郭形状（外周の形）についての真円度である。例えばＪＩＳ Ｂ ０６２１に基づいて算出された真円度を用いることができる。
【０１０７】
また、図１０に示す各ボンディングキャピラリにおいては、第２部分２２の見掛密度は、４．１９（ｇ／ｃｍ３）であり、第１本体部１１、第２本体部１２及び第１部分２１のそれぞれの見掛密度は、４．１５（ｇ／ｃｍ３）である。また、図１１に示す各ボンディングキャピラリにおいては、第２部分２２はアルミナで構成されており、第１本体部１１、第２本体部１２及び第１部分２１のそれぞれは、ステアタイトで構成されている。
【０１０８】
実施例８５〜１０２のボンディングキャピラリのそれぞれに関して、複数回のボンディングを行い、その接合強度（せん断強度）を測定した。各実施例のボンディングキャピラリに関して、接合強度の工程能力指数（Ｃｐｋ）を算出した。
【０１０９】
図１０及び図１１に表したように、第２部分２２の真円度公差が２０μｍ以下のときＣｐｋは「△」である。第２部分２２の真円度公差が１０μｍ以下のときＣｐｋは「〇」である。第２部分２２の真円度公差が５μｍ以下のときＣｐｋは「◎」である。
【０１１０】
したがって、実施形態においては、第２部分２２の真円度公差は、０μｍ以上かつ２０μｍ以下であることが望ましい。第２部分２２の真円度公差を２０μｍ以下とすることにより、ワイヤと電極との接合強度に方向の依存性が生じることを抑制し、接合強度のばらつきを抑えることができる。
【０１１１】
第２部分２２の真円度公差は、０μｍ以上かつ１０μｍ以下であることがより好ましく、０μｍ以上かつ５μｍ以下であることがさらに好ましい。
【０１１２】
図１２及び図１３は、ボンディングキャピラリの評価結果を表す表である。  
この評価では、本実施形態及び参考例に係るボンディングキャピラリについて、第１本体部１１、第２本体部１２、第１部分２１、及び第２部分２２のそれぞれの材料を変化させることにより、図１２に示す実施例１０３〜１１７及び参考例３４〜４２、図１３に示す実施例１１８〜１２３及び参考例４３〜５７のボンディングキャピラリを用意した。実施例１０３〜１２３及び参考例３４〜５７のボンディングキャピラリは、第１本体部１１、第２本体部１２、第１部分２１、及び第２部分２２の材料の組み合わせにおいて、互いに異なる。なお、各ボンディングキャピラリにおいて、第１本体部１１の材料、第２本体部１２の材料及び第１部分２１の材料は、互いに同じ材料Ｍ１である。また、図１２及び図１３では、軸方向Ｄａにおける単位長さあたりの熱抵抗を示している。
【０１１３】
図１２に示す各ボンディングキャピラリにおいては、第１本体部１１、第２本体部１２及び第１部分２１の材料Ｍ１は、ムライト、フォルステライト、ステアタイト、コージライト、アルミナ及びサファイアのいずれかである。  
実施例１０３〜１０７及び参考例３４〜３６は、例えば６５μｍのＢＰＰに対応したボンディングキャピラリであり、第２部分２２の材料Ｍ２をアルミナとし、第１本体部１１、第２本体部１２及び第１部分２１の材料Ｍ１を変化させている。  
実施例１０８〜１１２及び参考例３７〜３９は、例えば８５μｍのＢＰＰに対応したボンディングキャピラリであり、第２部分２２の材料Ｍ２をアルミナとし、第１本体部１１、第２本体部１２及び第１部分２１の材料Ｍ１を変化させている。  
実施例１１３〜１１７及び参考例４０〜４２は、例えば３００μｍのＢＰＰに対応したボンディングキャピラリであり、第２部分２２の材料Ｍ２をアルミナとし、第１本体部１１、第２本体部１２及び第１部分２１の材料Ｍ１を変化させている。
【０１１４】
図１３に示す各ボンディングキャピラリにおいては、第２部分の材料Ｍ２は、サファイア、ムライト、フォルステライト、ステアタイト及びコージライトのいずれかである。  
実施例１１８、１１９及び参考例４３〜４７は、例えば６５μｍのＢＰＰに対応したボンディングキャピラリであり、第１本体部１１、第２本体部１２及び第１部分２１の材料Ｍ１をアルミナとし、第２部分２２の材料Ｍ２を変化させている。  
実施例１２０、１２１及び参考例４８〜５２は、例えば８５μｍのＢＰＰに対応したボンディングキャピラリであり、第１本体部１１、第２本体部１２及び第１部分２１の材料Ｍ１をアルミナとし、第２部分２２の材料Ｍ２を変化させている。  
実施例１２２、１２３及び参考例５３〜５７は、例えば３００μｍのＢＰＰに対応したボンディングキャピラリであり、第１本体部１１、第２本体部１２及び第１部分２１の材料Ｍ１をアルミナとし、第２部分２２の材料Ｍ２を変化させている。
【０１１５】
ムライトの熱抵抗、フォルステライトの熱抵抗、ステアタイトの熱抵抗、コージライトの熱抵抗は、それぞれ、アルミナの熱抵抗よりも高い。一方、サファイアの熱抵抗は、アルミナの熱抵抗よりも低い。したがって、図１２に示す実施例１０３〜１１７及び図１３に示す実施例１１８〜１２３においては、第１本体部１１の軸方向Ｄａにおける単位長さあたりの熱抵抗、第２本体部１２の軸方向Ｄａにおける単位長さあたりの熱抵抗、及び第１部分２１の軸方向Ｄａにおける単位長さあたりの熱抵抗のそれぞれは、第２部分２２の軸方向Ｄａにおける単位長さあたりの熱抵抗よりも高い。一方、図１２に示す参考例３４〜４２及び図１３に示す参考例４３〜５７においては、第１本体部１１の軸方向Ｄａにおける単位長さあたりの熱抵抗、第２本体部１２の軸方向Ｄａにおける単位長さあたりの熱抵抗、及び第１部分２１の軸方向Ｄａにおける単位長さあたりの熱抵抗のそれぞれは、第２部分２２の軸方向Ｄａにおける単位長さあたりの熱抵抗よりも低い。
【０１１６】
図１２及び図１３に示す各ボンディングキャピラリに関して、複数回のボンディングを行い、その接合強度（せん断強度）を測定し、接合強度の工程能力指数（Ｃｐｋ）を算出した。
【０１１７】
図１２及び図１３に示すように、いずれのＢＰＰにおいても、参考例のボンディングキャピラリにおいては、Ｃｐｋは「×」である。これに対して、実施例のボンディングキャピラリにおいては、Ｃｐｋは「〇」である。このように、第１本体部１１、第２本体部１２及び第１部分２１を、第２部分２２よりも軸方向Ｄａにおける単位長さあたりの熱抵抗の高い材料で構成することで、ボンディングキャピラリ先端における熱滞留効果が促進され、接合強度を向上させることができる。
【０１１８】
図１４は、ボンディングキャピラリの評価結果を表す表である。  
この評価では、本実施形態に係るボンディングキャピラリについて、第１部分２１及び第２部分２２の形状を変化させることにより、図１４に示す実施例１２４〜１４７のボンディングキャピラリを用意した。実施例１２４〜１４７のボンディングキャピラリは、第２部分２２の軸方向Ｄａの長さ（Ｌ２（μｍ））に対する、第１部分２１の軸方向Ｄａの長さ（Ｌ１（μｍ））の比（＝Ｌ１／Ｌ２）において、互いに異なる。
【０１１９】
なお、図１４に示す各ボンディングキャピラリにおいては、第２部分２２はステアタイトで構成されており、第１本体部１１、第２本体部１２及び第１部分２１のそれぞれは、アルミナで構成されている。また、第２部分２２の見掛密度は、２．８０（ｇ／ｃｍ３）であり、第１本体部１１、第２本体部１２及び第１部分２１のそれぞれの見掛密度は、３．８０（ｇ／ｃｍ３）である。
【０１２０】
実施例１２４〜１３１は、例えば６５μｍのＢＰＰに対応したボンディングキャピラリであり、第２部分２２の軸方向Ｄａの長さ（Ｌ２）を３３（μｍ）とし、第１部分２１の軸方向Ｄａの長さ（Ｌ１）を変化させている。  
実施例１３２〜１３９は、例えば８５μｍのＢＰＰに対応したボンディングキャピラリであり、第２部分２２の軸方向Ｄａの長さ（Ｌ２）を３９（μｍ）とし、第１部分２１の軸方向Ｄａの長さ（Ｌ１）を変化させている。  
実施例１４０〜１４７は、例えば３００μｍのＢＰＰに対応したボンディングキャピラリであり、第２部分２２の軸方向Ｄａの長さ（Ｌ２）を４５（μｍ）とし、第１部分２１の軸方向Ｄａの長さ（Ｌ１）を変化させている。
【０１２１】
実施例１２４〜１４７のボンディングキャピラリのそれぞれに関して、複数回のボンディングを行い、その接合強度（せん断強度）を測定し、接合強度の工程能力指数（Ｃｐｋ）を算出した。
【０１２２】
図１４に表したように、いずれのＢＰＰにおいても、３．２３≦Ｌ１／Ｌ２≦７．７４のときＣｐｋは「△」であり、４．３３≦Ｌ１／Ｌ２≦７．０６のときＣｐｋは「〇」であり、４．７４≦Ｌ１／Ｌ２≦６．４４のとき「◎」である。
【０１２３】
したがって、実施形態においては、第２部分２２の軸方向Ｄａの長さに対する、第１部分２１の軸方向Ｄａの長さの比（Ｌ１／Ｌ２）は、３．２３以上かつ７．７４以下であることが望ましい。Ｌ１／Ｌ２が３．２３以上である場合、第２部分２２が過度に長くなることが抑えられ、キャピラリ先端における熱の拡散を抑制できる。これにより、第２部分２２に熱をより適切に溜めやすくなり、接合強度をより向上させることができる。Ｌ１／Ｌ２が７．７４以下である場合、第２部分２２が過度に短くなることを抑えられ、キャピラリ先端における総蓄熱量を確保できる。これにより、第２部分２２に熱をより適切に溜めやすくなり、接合強度をより向上させることができる。
【０１２４】
第２部分２２の軸方向Ｄａの長さに対する、第１部分２１の軸方向Ｄａの長さの比（Ｌ１／Ｌ２）は、４．３３以上かつ７．０６以下であることがより好ましく、４．７４以上かつ６．４４以下であることがさらに好ましい。
【０１２５】
実施例１２４〜１４７では、第１部分２１の見掛密度が、第２部分２２の見掛密度よりも高い。このように、第１部分２１の見掛密度が、第２部分２２の見掛密度よりも高い場合であっても、第１部分２１の軸方向Ｄａの長さＬ１を、第２部分２２の軸方向Ｄａの長さＬ２よりも長くすることにより、接合強度を向上させることができる。すなわち、第１部分２１の見掛密度が、第２部分２２の見掛密度よりも高い場合であっても、第１部分２１の軸方向Ｄａの長さＬ１を、第２部分２２の軸方向Ｄａの長さＬ２よりも長くすることにより、第１部分２１の軸方向Ｄａにおける単位長さあたりの熱抵抗を、第２部分２２の軸方向Ｄａにおける単位長さあたりの熱抵抗よりも高くすることができる。
【０１２６】
以上、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。前述の実施の形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、ボンディングキャピラリ１０などが備える各要素の形状、寸法、材質、配置などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。  
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【０１２７】
１０ ボンディングキャピラリ、  １１ 第１本体部、  １２ 第２本体部、  １３ ボトルネック部、  １４ 挿通孔、  ２１ 第１部分、  ２２ 第２部分
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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