(57)【要約】【課題】テールカット時に発生するボンディングワイヤの変形を抑制することができるボンディングワイヤの切断方法及びそれに用いるボンディングキャピラリを提供する。【解決手段】ボンディングワイヤ２を挿通する挿通孔３が形成されたボンディングキャピラリ１において、挿通孔はボンディングワイヤを固定する固定部を備えると共に、固定部とボンディングキャピラリの上方に形成されたワイヤクランプ４の距離は、ボンディングワイヤの座屈変形が生じる距離よりも短い。【選択図】    図１
2004179214.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェッジボンディングされたボンディングワイヤの切断方法において、
ボンディングワイヤを挿通する挿通孔が形成されたボンディングキャピラリによって、該ボンディングキャピラリの上方に形成されたワイヤクランプからの距離がボンディングワイヤの座屈変形が生じる距離よりも短くなる様な位置で前記ボンディングワイヤを固定する工程と、
該ボンディングキャピラリにより固定された前記ボンディングワイヤに引張応力を付与する工程とを備える
ことを特徴とするボンディングワイヤの切断方法。
【請求項２】
ボンディングワイヤを挿通する挿通孔が形成されたボンディングキャピラリにおいて、
前記挿通孔は前記ボンディングワイヤを固定する固定部を備えると共に、
該固定部と前記ボンディングキャピラリの上方に形成されたワイヤクランプの距離は、ボンディングワイヤの座屈変形が生じる距離よりも短い
ことを特徴とするボンディングキャピラリ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボンディングワイヤの切断方法及びボンディングキャピラリに関する。詳しくは、ウェッジボンディングされたボンディングワイヤの切断方法及びそれに用いるボンディングキャピラリに係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＣチップをリードフレームにマウントしただけではＩＣチップと外部との電気信号のやり取りができないために、半導体装置の製造工程においては、ＩＣチップの表面周辺部に配置されたボンディングパッドとリードフレーム側のリード電極を一つずつ金細線等のボンディングワイヤで電気的に接続を行うワイヤボンディングを行っている。
【０００３】
以下、図面を用いて従来のワイヤボンディングについて説明する。
図３は従来のボンディングキャピラリ及びワイヤクランプを説明するための模式的な断面図であり、ここで示すボンディングキャピラリ１０１は、ボンディングワイヤ１０２を挿通する挿通孔１０３が形成されており、図３中符号Ａで示すボンディングキャピラリの先端部側での挿通孔の内径はボンディングワイヤ径の１２０％程度に形成されており、ボンディングキャピラリの基端部側に向けて挿通孔の内径は徐々に大きくなる様に形成されている。
また、ボンディングキャピラリの上方には、ボンディングワイヤの供給や切断のためにボンディングワイヤを掴む機構であるワイヤクランプ１０４が形成されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
上記の様に構成されたボンディングキャピラリ及びワイヤクランプを用いてワイヤボンディングを行う場合には、先ず、ワイヤクランプでボンディングワイヤを掴んだ状態で電気トーチによってボンディングワイヤの先端部を加熱して、図４（ａ）で示す様に、ボール１０５を形成し、次に図４（ｂ）で示す様に、ボンディングキャピラリによってボールをＩＣチップ１０６に押し付けてボンディングワイヤとＩＣチップを接合するボールボンディングを行う。
【０００５】
ボールボンディングを終えると、ボンディングワイヤをワイヤクランプから開放した状態で図４（ｃ）で示す様に、ボンディングキャピラリをリード電極１０７側へ移動し、続いて、図４（ｄ）で示す様に、超音波信号を与えると共にボンディングキャピラリをリード電極に押し付けることによって超音波振動と荷重とによりボンディングワイヤとリードとを接続するウェッジボンディングを行う。即ち、ウェッジボンディングは、ボールボンディングを終えてボンディングキャピラリをリード電極側へ移動した図５（ａ）で示す状態から、図５（ｂ）で示す様に、ボンディングキャピラリをリード電極に押し付けて、図５（ｃ）で示す様に、ボンディングワイヤを押し潰すことによってボンディングワイヤとリード電極を接合するものである。
【０００６】
ウェッジボンディングを終えると、図４（ｅ）で示す様に、次のボールボンディングにおけるボールを形成するために必要なボンディングワイヤがボンディングキャピラリの先端部から出た状態となるまでボンディングキャピラリを上方に移動し、所定のボンディングワイヤがボンディングキャピラリの先端部から出た状態で再びワイヤクランプでボンディングワイヤを掴む。
【０００７】
続いて、ワイヤクランプでボンディングワイヤを掴んだ状態でボンディングキャピラリを上方に移動し、図４（ｆ）で示す様に、ウェッジボンディングを行ったボンディングワイヤを切断するテールカットを行う。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−１６４３７８号公報（第２−３頁、第１図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したテールカットを行う際に、図６で示す様に、ボンディングキャピラリの基端部付近やボンディングキャピラリの上方でボンディングワイヤの変形が生じるという不都合がある。即ち、テールカットを行う際に、ボンディングワイヤに加わる反力によりボンディングワイヤに座屈変形が生じてしまうという不都合がある。
特に、近年注目されているＩＣチップのボンディングパッドやそれに対応したリード電極に金バンプ等の突起電極を施し、その上にウェッジボンディングを行う場合には、突起電極とボンディングワイヤの結合力が強く、テールカット時に発生する反力が増すために、より一層ボンディングワイヤの変形が問題となる。また、ボンディングパッドのファインピッチ化に伴って、使用する金属細線の細線径化が進むために、上記変形が問題となる。
【００１０】
本発明は、以上の点に鑑みて創案されたものであって、テールカット時に発生するボンディングワイヤの変形を抑制することができるボンディングワイヤの切断方法及びボンディングキャピラリを提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明に係るボンディングワイヤの切断方法は、ウェッジボンディングされたボンディングワイヤの切断方法において、ボンディングワイヤを挿通する挿通孔が形成されたボンディングキャピラリによって、該ボンディングキャピラリの上方に形成されたワイヤクランプからの距離がボンディングワイヤの座屈変形が生じる距離よりも短くなる様な位置で前記ボンディングワイヤを固定する工程と、該ボンディングキャピラリにより固定された前記ボンディングワイヤに引張応力を付与する工程とを備える。
【００１２】
ここで、ボンディングワイヤを挿通する挿通孔が形成されたボンディングキャピラリにより、ボンディングキャピラリの上方に形成されたワイヤクランプからの距離がボンディングワイヤの座屈変形が生じる距離よりも短くなる様な位置、即ちボンディングキャピラリの上方に形成されたワイヤクランプからの距離がボンディングワイヤの座屈変形が生じない位置でボンディングワイヤを固定することによって、テールカット時に発生するボンディングワイヤの座屈変形を抑制することができる。
【００１３】
また、上記の目的を達成するために、本発明に係るボンディングキャピラリは、ボンディングワイヤを挿通する挿通孔が形成されたボンディングキャピラリにおいて、前記挿通孔は前記ボンディングワイヤを固定する固定部を備えると共に、該固定部と前記ボンディングキャピラリの上方に形成されたワイヤクランプの距離は、ボンディングワイヤの座屈変形が生じる距離よりも短い。
【００１４】
ここで、固定部とボンディングキャピラリの上方に形成されたワイヤクランプの距離がボンディングワイヤの座屈変形が生じる距離よりも短いことによって、テールカット時に発生するボンディングワイヤの座屈変形を抑制することができる。
【００１５】
以下、ワイヤクランプによってボンディングワイヤを掴んだ位置からボンディングキャピラリによってボンディングワイヤを固定した位置までの距離とボンディングワイヤの座屈変形との関係について説明する。
【００１６】
上記したテールカット時に発生するボンディングワイヤの座屈変形は、テールカット時に発生する反力が、係数：ｎ、円周率：π、縦弾性係数：Ｅ、断面２次モーメント：Ｉ、試料長：Ｌとした場合に、Ｐ＝ｎπ２ＥＩ／Ｌ２の式で表すことができる座屈荷重：Ｐよりも大きな場合に発生し、テールカット時に発生する反力が座屈荷重よりも小さな場合には座屈変形が発生するには至らない。
即ち、テールカット時に発生するボンディングワイヤの座屈変形を抑制するには、座屈荷重の値を大きくすることによりテールカット時に発生する反力が座屈荷重よりも大きくなり難くすることが有効である。
【００１７】
ここで、使用するボンディングワイヤの金属細線の種類及びボンディングワイヤの線径によってＥ及びＩの値は決定し定数化され、ｎの値はボンディングワイヤの座屈変形の態様により決定する定数であるために、Ｌの値を小さくすることによって座屈荷重の値が大きくなる。
即ち、座屈荷重を考える上で試料長とみなすことができるワイヤクランプによってボンディングワイヤを掴んだ位置からボンディングキャピラリによってボンディングワイヤを固定した位置までの距離が短ければ座屈荷重の値が大きくなり、テールカット時に発生するボンディングワイヤの座屈変形を抑制することができるのである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明し、本発明の理解に供する。
【００１９】
図１は本発明を適用したボンディングキャピラリの一例を説明するための模式的な断面図であり、ここで示すボンディングキャピラリ１は、上記した従来のボンディングキャピラリと同様に、ボンディングワイヤ２を挿通する挿通孔３が形成されており、ボンディングキャピラリの上方には、ワイヤクランプ４が形成されている。
ここで挿通孔は、ボンディングワイヤ径の１２０％程度に形成されたボンディングキャピラリの先端部側の挿通孔と同じ大きさの内径で、図１中符号ａで示すワイヤクランプからの距離がボンディングワイヤの座屈変形が生じる距離よりも短くなる位置まで形成されている。即ち、使用するボンディングワイヤの金属細線の種類、ボンディングワイヤの線径及びボンディングワイヤの座屈変形の態様を考慮した上で、テールカット時に発生する反力よりも座屈荷重が大きくなる位置までボンディングワイヤ径の１２０％程度に形成されたボンディングキャピラリの先端部側の挿通孔と同じ大きさの内径で挿通孔が形成されている。
【００２０】
ここで、テールカット時に発生するボンディングワイヤの座屈変形を抑制するには、座屈荷重がテールカット時に発生する反力よりも大きくなる様に図１中符号ａで示すワイヤクランプからボンディングキャピラリによるボンディングワイヤの固定位置までの距離を調整することができれば充分であり、所望の距離に調整することができるのであれば、固定部はいかなる構造であっても良く、必ずしもボンディングキャピラリの先端部側の挿通孔と同じ大きさの内径の挿通孔が所定の長さ形成される必要は無く、例えば、図２に示す様に、ワイヤクランプからボンディングキャピラリによるボンディングワイヤの固定位置までの距離が所望の距離となる様な位置に固定突起部５が形成された構造であっても構わない。
【００２１】
なお、ボンディングキャピラリによるボンディングワイヤの固定は物理的な意味でボンディングワイヤを固定する必要は無く、ボンディングワイヤの１２０％程度の内径で形成された挿通孔の接触抵抗によって座屈荷重を考える上で仮想的な固定部とみなすことができれば充分である。同様に、ボンディングキャピラリによるボンディングワイヤの固定が座屈荷重を考える上で仮想的な固定部とみなすことができるのであれば、固定部とみなされる挿通孔の内径は必ずしもボンディングワイヤの１２０％程度に形成される必要がないのは勿論である。
【００２２】
本発明を適用したボンディングキャピラリでは、座屈荷重がテールカット時に発生する反力よりも大きいために、テールカット時に発生するボンディングワイヤの座屈変形を抑制することができる。
即ち、従来のボンディングキャピラリでは、座屈荷重を考える上での試料長がワイヤクランプからボンディングキャピラリの先端部までの距離であったのに対して、本発明を適用したボンディングキャピラリでは、座屈荷重を考える上での試料長が図１中符号ａで示すワイヤクランプから固定部までの距離となり、座屈荷重が大きくなることによってテールカット時に発生するボンディングワイヤの座屈変形を抑制することができる。
【００２３】
また、挿通孔の内径がボンディングワイヤの１２０％程度に形成されている個所が長いために、テールカット時に発生する反力を分散する効果が期待でき、より一層テールカット時に発生するボンディングワイヤの座屈変形を抑制することができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上述べてきた如く、本発明のボンディングワイヤの切断方法及びボンディングキャピラリでは、テールカット時に発生するボンディングワイヤの変形を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したボンディングキャピラリの一例を説明するための模式的な断面図である。
【図２】ボンディングキャピラリの他の一例を説明するための模式的な断面図である。
【図３】従来のボンディングキャピラリ及びワイヤクランプを説明するための模式的な断面図である。
【図４】ワイヤボンディングを説明するための模式的な断面図である。
【図５】ウェッジボンディングを説明するための模式的な断面図である。
【図６】座屈変形を説明するための模式的な断面図である。
【符号の説明】
１    ボンディングキャピラリ
２    ボンディングワイヤ
３    挿通孔
４    ワイヤクランプ
５    固定突起部
【図１】
2004179214.tif 000003
【図２】
2004179214.tif 000004
【図３】
2004179214.tif 000005
【図４】
2004179214.tif 000006
【図５】
2004179214.tif 000007
【図６】
2004179214.tif 000008