(57)【要約】【課題】安定した低ワイヤループ形状及びネック高さ部のダメージの少ないワイヤループ形状、ワイヤボンディング方法、その方法を実施する半導体製造装置及び前記ワイヤループ形状を備えた半導体装置の提供にある。【解決手段】第１ボンディング点と第２ボンディング点との間をワイヤで接続したワイヤループ形状において、第１ボンディング点のボール頂上部分をワイヤの一部を含めて潰した状態にした。その形成方法は、第１ボンディング点と第２ボンディング点との間をワイヤボンディングする方法において、第１ボンディング点にワイヤを接続する第１の工程と、続いてキャピラリを上昇移動・水平移動等のループコントロールを行う第２の工程と、次に第１ボンディング点の接合ボールの頂上付近にボンディングを行う第３の工程と、次にキャピラリを上昇移動・水平移動等のループコントロールを行いながらワイヤを繰り出して第２ボンディング点方向に移動させてワイヤを第２ボンディング点に接続する第４の工程とを備えた。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ボンディング点と第２ボンディング点との間をワイヤで接続したワイヤループ形状において、第１ボンディング点のボール頂上部分をワイヤの一部を含めて潰した状態にしたことを特徴とするワイヤループ形状。
【請求項２】
前記第１ボンディング点のボール頂上部分の潰しはキャピラリにより行われたことを特徴とする請求項１記載のワイヤループ形状。
【請求項３】
第１ボンディング点にワイヤを接続する第１の工程と、次にキャピラリを上昇移動・水平移動等のループコントロールを行う第２の工程と、続いて第１ボンディング点の接合ボールの頂上付近にボンディングを行う第３の工程と、次にキャピラリを上昇移動・水平移動等のループコントロールを行いながらワイヤを繰り出して第２ボンディング点方向に移動させてワイヤを第２ボンディング点に接続する第４の工程とにより形成したことを特徴とする請求項１又２記載のワイヤループ形状。
【請求項４】
前記第２の工程と第３の工程をｎ回（ｎは１，２，３・・・）繰り返してループ形状を形成したことを特徴とする請求項３記載のワイヤループ形状。
【請求項５】
第１ボンディング点と第２ボンディング点との間をワイヤボンディングする方法において、第１ボンディング点にワイヤを接続する第１の工程と、次にキャピラリを上昇移動・水平移動等のループコントロールを行う第２の工程と、続いて第１ボンディング点の接合ボールの頂上付近にボンディングを行う第３の工程と、次にキャピラリを上昇移動・水平移動等のループコントロールを行いながらワイヤを繰り出して第２ボンディング点方向に移動させてワイヤを第２ボンディング点に接続する第４の工程とを備えたこと特徴とするワイヤボンディング方法。
【請求項６】
前記第２の工程と第３の工程をｎ回（ｎは１，２，３・・・）繰り返すことを特徴とする請求項５記載のボンディング方法。
【請求項７】
請求項５記載のボンディング方法を実施する半導体製造装置であって、キャピラリを上昇移動・水平移動等のループコントロールを行いながらワイヤを繰り出して第２ボンディング点方向に移動させてワイヤを第２ボンディング点に接続する第４の工程において、キャピラリを上昇移動させる高さを手動入力することにより自動コントロールするようにしたことを特徴とする半導体製造装置。
【請求項８】
第１ボンディング点と第２ボンディング点との間をワイヤで接続したワイヤループ形状を有する半導体装置において、第１ボンディング点のボール頂上部分をワイヤの一部を含めて潰した状態のワイヤループ形状を備えたことを特徴とする半導体装置。
【請求項９】
前記ワイヤループの形状は、第１ボンディング点にワイヤを接続する第１の工程と、次にキャピラリを上昇移動・水平移動等のループコントロールを行う第２の工程と、続いて第１ボンディング点の接合付近にボンディングを行う第３の工程と、次にキャピラリを上昇移動・水平移動等のループコントロールを行いながらワイヤを繰り出して第２ボンディング点方向に移動させてワイヤを第２ボンディング点に接続する第４の工程とにより形成されたこと特徴とする請求項７記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記第２の工程と第３の工程をｎ回（ｎは１，２，３・・・）繰り返すことを特徴とする請求項８記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、第１ボンディング点と第２ボンディング点との間をワイヤで接合するワイヤボンディング方法、その方法を実施する半導体製造装置、ワイヤループ形状及びこのワイヤループ形状を備えた半導体装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から行われていたものであるが、半導体組立工程には図４に示すように、リードフレーム１にマウントされた半導体チップ２のパッド２ａ（第１ボンディング点Ａ）とリードフレーム１のリード１ａ（第２ボンディング点Ｚ）とをワイヤ３により接続する工程がある。この場合におけるワイヤ３のループ形状として、図４（ａ）に示す台形形状と図４（ｂ）に示す三角形状とがある（例えば、特許文献１又は特許文献２参照）。
【０００３】
図４（ａ）に示す台形形状は、図５に示す工程により形成される。図５（ａ）に示すように、キャピラリ４が下降して第１ボンディング点Ａに対しワイヤ先端に形成されたボール３０をボンディングする。
次に図５（ｂ）に示すように、キャピラリ４はＢ点まで上昇してワイヤ３を繰り出す。次に図５（ｃ）に示すように、キャピラリ４を第２ボンディング点Ｚと反対方向にＣ点まで水平移動させる。
【０００４】
通常、キャピラリ４を第２ボンディング点Ｚと反対方向に移動させることをリバース動作という。これにより、ワイヤ３は、Ａ点からＣ点まで傾斜した形状となり、ワイヤ３の部分に癖３ａが付く。このＡ点からＣ点までの工程で繰り出されたワイヤ３は、図４（ａ）に示すネック高さ部Ｈ（２ａ〜３ａ間）となる。
続いて、図５（ｄ）に示すように、キャピラリ４はＤ点まで上昇してワイヤ３を繰り出す。その後、図５（ｅ）に示すように、キャピラリ４は再び第２ボンディング点Ｚと反対方向にＥ点まで水平移動、即ちリバース動作を行う。これにより、ワイヤ３は、Ｃ点からＥ点まで傾斜した形状となり、ワイヤ３の部分に癖３ｂが付く。
【０００５】
このＣ点からＥ点まで繰り出されたワイヤ３は、図４（ａ）に示す台形部長さ部分Ｌ（３ａ−３ｂ間）となる。次に、図５（ｆ）に示すように、キャピラリ４はＦ点まで上昇して図４（ａ）に示す傾斜部Ｓ（３ｂ−１ａ）分だけワイヤ３を繰り出す。そして、図５（ｆ）のｆ′、ｆ″に示すように、キャピラリ４は下降して第２ボンディング点Ｚに位置し、第２ボンディング点Ｚにワイヤ３をボンディングする。
【０００６】
また、図４（ｂ）に示す三角ループは、図６に示す工程により形成される。三角ループは、台形ループの台形部長さ部分Ｌ（３ａ−３ｂ）を形成しないものであるので、図５（ｄ）（ｅ）に示す第２回目のリバース動作を行っていない。従って、図５（ｄ）（ｅ）（ｆ（ｆ′、ｆ″を除く））の工程は、図６（ｄ）の工程のみとなる。即ち、図５（ｂ）（ｃ）は図６（ｂ）（ｃ）と同じ工程であり、図６（ｃ）に示す第１回目のリバース動作後、図６（ｄ）に示すように、キャピラリ４はＦ点まで上昇してワイヤ３を繰り出す。その後、キャピラリ４は図５（ｆ）のｆ′、ｆ″と同様の図６（ｅ（ｅ′を含む））の動作を行って第２ボンディング点Ｚにワイヤ３をボンディングする。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−２５６２９７号公報（図６）
【特許文献２】
特開２０００−２２７５５８号公報（図２）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この方法では、ネック高さ部Ｈ（２ａ−３ａ）を低くするためにリバース動作なしでループ形状を形成すると、ワイヤ３が第１ボンディング点Ａから垂直に立ち上がっているので、ネック高さ部Ｈ（２ａ−３ａ）をある程度以下に低くしようとすると、ワイヤ３を引き回す際にネック高さ部Ｈにダメージを与えてしまうという問題点が有る。
【０００９】
本発明の課題は、これらの問題点を解決するもので、安定した低ワイヤループ形状及びネック高さ部のダメージの少ないワイヤループ形状を提供することにある。更にそのワイヤループ形状を形成することが出来るワイヤボンディング方法、その方法を実施する半導体装置、及び半導体装置の提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項１記載の発明は、第１ボンディング点と第２ボンディング点との間をワイヤで接続したワイヤループ形状において、第１ボンディング点のボール頂上部分をワイヤの一部を含めて潰した状態にしたことを特徴としている。
【００１１】
その際に、前記第１ボンディング点のボール頂上部分の潰しはキャピラリにより行われたことを特徴としている。
【００１２】
また、ワイヤループ形状は、第１ボンディング点にワイヤを接続する第１の工程と、次にキャピラリを上昇移動・水平移動等のループコントロールを行う第２の工程と、続いて第１ボンディング点の接合ボールの頂上付近にボンディングを行う第３の工程と、次にキャピラリを上昇移動・水平移動等のループコントロールを行いながらワイヤを繰り出して第２ボンディング点方向に移動させてワイヤを第２ボンディング点に接続する第４の工程とにより形成したことを特徴としてる。
【００１３】
なお、この場合に、第２の工程と第３の工程をｎ回（ｎは１，２，３・・・）繰り返してループ形状を形成したことを特徴としている。
【００１４】
また、上記課題を解決するために請求項５記載のワイヤボンディング方法は、第１ボンディング点と第２ボンディング点との間をワイヤボンディングする方法において、第１ボンディング点にワイヤを接続する第１の工程と、続いてキャピラリを上昇移動・水平移動等のループコントロールを行う第２の工程と、次に第１ボンディング点の接合ボールの頂上付近にボンディングを行う第３の工程と、次にキャピラリを上昇移動・水平移動等のループコントロールを行いながらワイヤを繰り出して第２ボンディング点方向に移動させてワイヤを第２ボンディング点に接続する第４の工程とを備えたこと特徴としている。
【００１５】
上記方法の場合、第２の工程と第３の工程をｎ回（ｎは１，２，３・・・）繰り返すことを特徴としている。
【００１６】
また、請求項７に記載の半導体製造装置は、前記ボンディング方法を実施する半導体製造装置であって、キャピラリを上昇移動・水平移動等のループコントロールを行いながらワイヤを繰り出して第２ボンディング点方向に移動させてワイヤを第２ボンディング点に接続する第４の工程において、キャピラリを上昇移動させる高さを手動入力することにより自動コントロールするようにしたことを特徴としている。
【００１７】
また、請求項８記載の半導体装置は、第１ボンディング点と第２ボンディング点との間をワイヤで接続したワイヤループ形状を有する半導体装置において、第１ボンディング点のボール頂上部分をワイヤの一部を含めて潰した状態のワイヤループ形状を備えたことを特徴としている。
【００１８】
前記半導体装置におけるワイヤループの形状は、第１ボンディング点にワイヤを接続する第１の工程と、次にキャピラリを上昇移動・水平移動等のループコントロールを行う第２の工程と、次に第１ボンディング点の接合付近にボンディングを行う第３の工程と、次にキャピラリを上昇移動・水平移動等のループコントロールを行いながらワイヤを繰り出して第２ボンディング点方向に移動させてワイヤを第２ボンディング点に接続する第４の工程とにより形成されたこと特徴としている。
【００１９】
なお、前記半導体装置におけるワイヤループの形状は、前記第２の工程と第３の工程をｎ回（ｎは１，２，３・・・）繰り返すことにより形成されていることを特徴としている。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の半導体装置１０の一実施形態を図１に基づき説明する。なお、図４（ａ）と同じ又は相当部材若しくは相当部分には同一符号を付して説明する。
第１ボンディング点Ａと第２ボンディング点Ｚとに接続したワイヤループ形状は、ネック高さ部Ｈ（２ａ−３ａ）、台形部長さ部分Ｌ（３ａ−３ｂ）及び傾斜部Ｓ（３ｂ−１ａ）とからなっており、台形部長さ部分Ｌの両端には癖３ａ、３ｂが付けられている。
【００２１】
以上は従来の半導体装置と同じである。本実施の形態ににおいては、第１ボンディング付近に潰し癖３ｃが形成されている。
このように、潰し癖３ｃを付けて潰した形状となっているので、前記癖３ｃの存在によって癖３ａの部分が安定して潰れ、また形状保持力が高い低ワイヤループ形状となる。
【００２２】
次に、図１に示すような半導体装置１０を得るための本発明によるワイヤボンディング方法の一実施の形態を図２及び図３により説明する。なお、図４（ａ）及び図５と同じ又は相当部材若しくは相当部分には同一符号を付して説明する。
図２はキャピラリ４の移動軌跡とワイヤ接続状態を示す。図３はキャピラリの移動軌跡による各時点でのワイヤ形状を示す。本実施の形態は、図５に示す台形ループの図５（ｄ）（ｅ）の工程の間に図３（ｅ）から（ｆ）を追加した工程である。その外の工程は図５の工程と同じである。即ち、図３（ａ）から（ｄ）及び（ｇ）から（ｋ）の工程は図５（ａ）から（ｄ）及び（ｅ）、（ｆ（ｆ′、ｆ″を含む））の工程に相当する。
【００２３】
まず、従来と同じ図３（ａ）から（ｄ）の工程について説明する。図３（ａ）に示すように、ワイヤ３をクランプするクランパ（図示せず）は開状態で、キャピラリ４が下降して第１ボンディング点Ａにワイヤ先端に形成されたボール３０をボンディングする。次に図３（ｂ）に示すようにキャピラリ４はＢ点まで上昇してワイヤ３を繰り出す。次に図３（ｃ）に示すようにキャピラリ４を第２ボンディング点Ｚと反対方向のＣ点まで水平移動させるリバース動作を行う。これにより、従来と同様に、ワイヤ３の部分に癖３ａが付く。
【００２４】
次に図３（ｄ）に示すように、キャピラリ４はＤ１点（この点は任意選択可能）まで上昇してワイヤ３を繰り出す。次に本実施の形態の特徴とする工程が行われる。図３（ｅ）に示すように、キャピラリ４は第２ボンディング点Ｇの方向へＤ２点（ほぼ第１ボンディング点Ａの真上、但しその座標は任意選択可能）まで移動する。そして、図３（ｅ）に示すように、キャピラリ４はＭ１点にボンディングする。つまり、図３（ａ）で示した第１ボンディング点Ａのほぼ真上付近に第２回目ボンディングをする。これにより潰し癖３ｃが付く。次に図３（ｇ）に示すように、キャピラリ４はＤ点まで上昇してワイヤ３を繰り出す。この図３（ｅ）及び（ｆ）の工程により、ワイヤ３に癖３ｃが付く。
【００２５】
次に図３（ｈ）に示すように、キャピラリ４は第２ボンディング点Ｚと反対方向に移動、即ち第２回目のリバース動作を行いＥ点まで水平移動する。このＣ点からＥ点までの動作により、ワイヤ３には癖３ｂが付く。次に図３（ｉ）に示すように、キャピラリ４はＦ点まで上昇して図２に示す傾斜部Ｓ（３ｂ−１ａ）分だけワイヤ３を繰り出す。
【００２６】
その後は従来と同様に、図３（ｉ）から（ｋ）に示すように、キャピラリ４は下降して第２ボンディング点Ｚに位置させ、ワイヤ３をボンディングする。なお、Ｆ点から第２ボンディング点Ｚまでの動作は、本発明の要旨と直接関係はないので、前記した従来例に開示されている動作と同様の動作を行わせても、またはその他の種々の動作を行わせても良いことは言うまでもない。
【００２７】
このように、図３（ｆ）の第１ボンディング点Ａのほぼ真上付近に第２回目ボンディングを行うことは、単にキャピラリ４を図３（ｂ）のように上昇させた後に行うのではなく、図３（ｃ）のように一旦第２ボンディング点Ｚの反対方向に移動させ、図３（ｄ）から（ｅ）のように癖を付けた後に第１ボンディング点Ａのほぼ真上付近に第２回目ボンディングを行うため、ネック高さ部に潰し癖３ｃが付く。これによりネック高さ部Ｈが潰れ、あたかもフラット部（３ａ−３ｂ）がネック高さ部Ｈのようになり、低いワイヤループ形状が可能となる。また、潰し癖３ｃが第１ボンディング点Ａの真上にボンディングされるため、従来の低ループより強い立ち上がり部ができ、位置が安定すると共に、形状保持力が高い低ワイヤループ形状が形成される。
【００２８】
また、第１ボンディング点Ａの真上の高さやダメージ等のコントロールから必要に応じて、第１ボンディング点Ａのほぼ真上付近に図３に示す（ｂ）から（ｆ）のボンディング動作を２回以上行ってもよい。
このように、本実施の形態は、図３に示す（ｂ）から（ｆ）のボンディング動作を少なくとも１回行うことを特徴とするものである。
【００２９】
本発明の実施の形態であるワイヤループ形状は、上記のようなワイヤボンディング方法によって形成され、また本発明の実施の形態である半導体装置はこのようなワイヤループ形状を備えたものである。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によるワイヤボンディング方法及び半導体装置においては、第１ボンディング点と第２ボンディング点との間をワイヤで接続したワイヤループの、第１ボンディング点頂上部分のネック高さ部を潰したワイヤループ形状にすることにより、安定した低ワイヤループ形状及び形状保持力の高い低ワイヤループ形状となる。このようなワイヤループ形状は、第１ボンディング点にワイヤを接続後、キャピラリを少し上昇させてループコントロールを行い、第１ボンディング点の接合付近にボンディングを行うことにより容易に得られる。
これにより、配線距離の短い短ループは勿論のこと、配線距離の長い長ループにおいても安定した低ループ形状が得られる。また外部からの加圧に対して形状保持力が高いループが形成されるので、外部からの加圧によるワイヤ曲がり・倒れ・ネック切れが防止できる。たとえば、第２ボンディング点Ｚへのボンディング時におけるキャピラリ接触や超音波発振による衝撃、またワイヤの振動、またモールド時のモールド材注入によるモールドの流れ等の外力に対し、高いショック吸収能力があり、ワイヤ曲がり・倒れ・ネック切れを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る半導体装置におけるワイヤループ形状の一実施の形態を示す説明図である。
【図２】本発明に係るワイヤループ形状のキャピラリの移動軌跡とワイヤ接続状態を一実施の形態として示す説明図である。
【図３】（ａ）〜（ｋ）は本発明における各工程のキャピラリ移動によるワイヤ形態を示す状態図である。
【図４】（ａ）は従来の台形ループのワイヤループ形状を示す図、（ｂ）は従来の三角ループのワイヤループ形状を示す図である。
【図５】（ａ）〜（ｆ）は図４（ａ）の台形ループを形成するキャピラリの移動軌跡による各時点でのワイヤ形状を示す状態図である。
【図６】（ａ）〜（ｅ）は図４（ｂ）の三角ループを形成するキャピラリの移動軌跡による各時点でのワイヤ形状を示す状態図である。
【符号の説明】
１      リードフレーム
１ａ    リード
２      チップ
２ａ    パッド
３      ワイヤ
４      キャピラリ
３０    ボール
Ｈ（２ａ−３ａ）  ネック高さ部
Ｌ（３ａ−３ｂ）  フラット部
Ｓ（３ｂ−１ａ）  傾斜部
Ａ      第１ボンディング点
Ｚ      第２ボンディング点
【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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