(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属線が通る貫通孔を備え，且つ，この貫通孔が開口する先端面に，前記貫通孔の開口部の外側を囲うリング状の押圧面を設けて成るキャピラリにおいて，
前記先端面における前記押圧面を第１押圧面とし，この第１押圧面の外側にこれを囲うリング状凹み溝を設け，更に，この凹み溝の外側にこれを囲うリング状の第２押圧面を設け，前記第１押圧面の外周側を，前記凹み溝内に向かって円弧状にした円錐面に形成する一方，前記第２押圧面の内周側を，前記凹み溝内に向かって４５度の角度に傾斜した円錐面に形成し，前記第２押圧面を，前記第１押圧面と同一平面上又は略同一平面上に位置し，更に，前記凹み溝における前記第１押圧面からの深さ寸法を，前記金属線の線径よりも大きい寸法にしたことを特徴とするワイヤボンディングに使用するキャピラリの構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，電子部品等の製造に際して，半導体チップ等における第１ボンディング部と，前記半導体チップに対するリード端子等の第２ボンディング部との間を細い金属線にて接続するというワイヤボンディングにおいて，このワイヤボンディングに使用するキャピラリの構造とに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種のワイヤボンディングの一つに以下に述べる方法がある。
【０００３】
すなわち，図１に示すように，キャピラリ１に挿通した金属線２の下端に，火炎トーチに加熱・溶融にてボール部２ａを形成すると，前記キャピラリ１が，半導体チップ３に向かって下降動して，図２に示すように，前記ボール部２ａを半導体チップ３における電極パッド等の第１ボンディング部に対して潰し押圧することにより，ボール部２ａを前記第１ボンディング部に圧着（これを第１ボンディングと称する）する。
【０００４】
次いで，前記キャピラリ１は，図３に示すように，半導体チップ３から離れるように上昇しながらリード端子４の真上まで横移動する。
【０００５】
次いで，前記キャピラリ１は，図４に示すように，リード端子４に向かって下降動し，前記金属線２の途中の部分を，第２ボンディング部であるところのリード端子４に対して偏平に潰し変形しながら押圧することにより圧着（これを第２ボンディングと称する）したのち，前記キャピラリ１は，図５に示すように，上昇して金属線２を切断する。
【０００６】
従来，このワイヤボンディング方法に使用するキャピラリ１は，図６に示すように，その下端における先端面のうち金属線２を挿通する貫通孔１ａが開口する部分の外側に，これを囲う一つのリング状押圧面１ｂを設け，この押圧面１ｂよりも外側の部分を，キャピラリ１の外周に向かって適宜半径ｒの円弧状の円錐面１ｃに形成することにより，前記キャピラリ１を，第２ボンディング部であるリード端子４に向かって下降動したとき，金属線２を，図７に示すように，このキャピラリ１の先端面における前記リング状押圧面１ｂにて偏平に潰し変形しながら押圧して圧着し，そして，前記キャピラリ１を上昇するとき，図８及び図９に示すように，前記金属線２を，当該金属線２のうち前記リング状押圧面１ｂにて偏平に潰し変形した部分２ｂにおいて切断するように構成している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来におけるワイヤボンディング方法においては，金属線２の第２ボンディングであるリード端子４に対する圧着を，前記したように，キャピラリ１の先端面に設けた一つのリング状押圧面１ｂによる潰し押圧にて行うように構成していることにより，リード端子４に対して実際に圧着されるのは，図８及び図９に示すように，前記リング状押圧面１ｂにて偏平に潰し変形した部分２ｂのうち略半分のみになる。
【０００８】
従って，第２ボンディング部に対する圧着面積が小さく，ひいては，圧着強度が低いから，全体を合成樹脂のトランスファ成形や樹脂の注入にてパッケージするとき等において，第１ボンディング部と第２ボンディングとの間にワイヤボンディングした前記金属線に少しのストレスが作用しただけで，この金属線のうち第２ボンディング部に対する圧着個所に剥離が発生することになるから，ワイヤボンディングを含む電子部品の製造に際しての不良品の発生率が高いという問題があった。
【０００９】
本発明は，この問題を解消したキャピラリの構造を提供することを技術的課題とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この技術的課題を達成するため本発明の方法は，
「金属線が通る貫通孔を備え，且つ，この貫通孔が開口する先端面に，前記貫通孔の開口部の外側を囲うリング状の押圧面を設けて成るキャピラリにおいて，
前記先端面における前記押圧面を第１押圧面とし，この第１押圧面の外側にこれを囲うリング状凹み溝を設け，更に，この凹み溝の外側にこれを囲うリング状の第２押圧面を設け，前記第１押圧面の外周側を，前記凹み溝内に向かって円弧状にした円錐面に形成する一方，前記第２押圧面の内周側を，前記凹み溝内に向かって４５度の角度に傾斜した円錐面に形成し，前記第２押圧面を，前記第１押圧面と同一平面上又は略同一平面上に位置し，更に，前記凹み溝における前記第１押圧面からの深さ寸法を，前記金属線の線径よりも大きい寸法にした。」
ことを特徴としている。
【００１１】
削除
【００１２】
削除
【００１３】
【発明の作用・効果】
この構成により，金属線をボンディング部に対して，キャピラリの先端面における押圧面にて偏平に潰し変形しながら押圧することに加えて，前記金属線のうち前記押圧面による潰し変形部より外側の部分を，偏平に潰し変形しながら押圧することにより，ボンディングに対する金属線の圧着は，前記押圧面による第１の潰し変形部と，これより外側における第２の潰し変形部との二つの箇所において行うことができる。
【００１４】
すなわち，本発明によると，金属線のボンディング部に対する圧着を二つの箇所においてできるとともに，そのボンディング部に対する圧着面積を増大できるから，ワイヤボンディングした金属線にストレスが作用した場合に，この金属線がボンディング部から完全に離れてしまうことを，理論的には，前記従来の場合の略半分以下にできるというように大幅に低減でき，従って，ワイヤボンディングを含む電子部品の製造に際しての不良品の発生率を確実に改善できる効果を有する。
【００１５】
特に，本発明の構造によると，前記したように，金属線をボンディング部に対して二つの個所で圧着することを，一つのキャピラリに設けた第１押圧面と第２押圧面とで同時に実現でき，換言すると，キャピラリの一回の押圧動作にて実現できるから，二つの箇所で圧着することによるワイヤボンディング速度の低下，ひいては，コストのアップを回避できるとともに，ワイヤボンディング装置の構造を簡単化できるのである。
【００１６】
しかも，前記第２押圧面を，前記第１押圧面と同一平面上又は略同一平面上に位置し，更に，前記凹み溝における前記第１押圧面からの深さ寸法を，前記金属線の線径よりも大きい寸法にしたことにより，常に，最適の状態でワイヤボンディングできるようにすることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下，本発明の実施の形態を図面について説明する。
【００１８】
図１０〜図１３は，第１の実施の形態を示す。
【００１９】
この第１の実施の形態は，前記したキャピラリ１において，その先端面に，図１０に示すように，当該先端面のうち金属線２を挿通する貫通孔１ａが開口する部分の外側に，これを囲う一つのリング状押圧面１ｂを設け，この押圧面１ｂを，第１の押圧面１ｂとして，この第１の押圧面１ｂの外側に，これを囲うリング状の第２の押圧面１ｄを設ける。
【００２０】
そして，前記第１の押圧面１ｂの前記第２の押圧面１ｄとの間に，第１の押圧面１ｂを囲うにリング状の凹み溝１ｅを設ける。
【００２１】
この場合において，前記第２の押圧面１ｄは，前記第１の押圧面１ｂよりも適宜寸法ｅだけ後退した位置にあり，この後退寸法ｅは，前記金属線２の線径ｄ未満であり，好ましくは，線径ｄの３／４以下に設定されている。
【００２２】
また，前記第１の押圧面１ｂの外側は，凹み溝１ｅ内に向かって適宜半径ｒの円弧状等の円錐面１ｃに形成され，また，前記第２の押圧面１ｄの外側は，キャピラリ１の外周に向かって適宜半径ｒの円弧状等の円錐面１ｆに形成され，更にまた，前記第２の押圧面１ｄの内側は，凹み溝１ｅ内に向かって適宜角度θ（θ＝４５°）に傾斜する円錐面１ｇに形成されている。
【００２３】
これに加えて，前記凹み溝１ｅにおける前記第１の押圧面１ｂからの深さ寸法ｈは，本実施の場合，前記金属線２の線径ｄと等しいか，これに近似した寸法に設定され，前記線径ｄの３／４以上に設定することが好ましい。
【００２４】
そして，この構成のキャピラリ１を，その貫通孔１ａに金属線２を挿通した状態で，前記図１〜図５に示すワイヤボンディングにおいて，第２ボンディング部であるリード端子４に向かって下降動して，その先端面で金属線２をリード端子４に対して押圧したとき，図１１に示すように，前記金属線２のうち貫通孔１ａに近い部分が前記第１の押圧面１ｂにてリード端子４に対して偏平に潰し変形されながら押圧されて圧着されると同時に，前記金属線２のうち前記よりも外側の部分が前記第２の押圧面１ｄにてリード端子４に対して偏平に潰し変形されながら押圧されて圧着される。
【００２５】
次いで，前記キャピラリ１を上昇したとき，前記金属線２は，図１２及び図１３に示すように，当該金属線２のうち前記第１の押圧面１ｂにて偏平に潰し変形した部分２ｂにおいて切断される。
【００２６】
これにより，金属線２の第２ボンディングにおけるリード端子４に対する圧着を，前記第１の押圧面１ｂによる潰し変形部２ｂと，これより外側における第２の押圧面１ｄによる潰し変形部２ｃとの二つの箇所において行うことができるとともに，そのリード端子４に対する圧着面積を増大できるから，リード端子４に対して圧着した金属線２にストレスが作用した場合に，この金属線２がリード端子４から完全に離れてしまうことを大幅に低減できる。
【００２７】
次に，図１４及び図１５は，第２の実施の形態を示す。
【００２８】
この第２の実施の形態は，前記第２の押圧面１ｄを，前記第１の押圧面１ｂから後退することなく，前記第１押圧面１ｂと同一平面上又は略同一平面上に位置したものであり，この場合，前記凹み溝１ｃの深さ寸法ｈは，金属線２の線径ｄよりも大きい寸法に設定したものであり，その他の構成は，前記第１の実施の形態と同様である。
【００２９】
前記第１の実施の形態の場合，第２の押圧面１ｄを第１の押圧面１ｂより適宜寸法ｅだけ後退したことにより，第２の押圧面１ｄによる金属線２の潰し変形量は，第１の押圧面１ｂによる潰し変形量よりも小さくなるというように，第２の圧着部の圧着が第１の圧着部よりも弱くすることができるが，この第２の実施の形態の場合には，第２の押圧面１ｄを第１の押圧面１ｂと同一平面上又は略同一平面上に位置し，更に，前記凹み溝１ｃの深さ寸法ｈを，金属線２の線径ｄよりも大きい寸法に設定したことにより，第２の押圧面１ｄによる金属線２の潰し変形量を，第１の押圧面１ｂによる潰し変形量と同じか略同じにして，第２の圧着部における圧着を，第１の圧着部の圧着と同じ程度にまで強くすることができる。
【００３０】
従って，例えば，金属線２が，機械的強度の低い材料である場合には，前者の第１の実施の形態を，機械的強度の硬い材料である場合には，後者の第２の実施の形態を採用するというように，金属線の材質及びボンディング部の性状に合った最適のワイヤボンディングを確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  ワイヤボンディングにおける第１の工程を示す図である。
【図２】  ワイヤボンディングにおける第２の工程を示す図である。
【図３】  ワイヤボンディングにおける第３の工程を示す図である。
【図４】  ワイヤボンディングにおける第４の工程を示す図である。
【図５】  ワイヤボンディングにおける第５の工程を示す図である。
【図６】  従来におけるキャピラリを示す要部の拡大縦断正面図である。
【図７】  従来におけるキャピラリを第２ボンディング部に押圧した状態を示す拡大縦断正面図である。
【図８】  従来におけるキャピラリを第２ボンディング部から上昇した状態を示す拡大縦断正面図である。
【図９】  図８のIX−IX視平面図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態におけるキャピラリを示す要部の拡大縦断正面図である。
【図１１】前記第１の実施の形態におけるキャピラリを第２ボンディング部に押圧した状態を示す拡大縦断正面図である。
【図１２】前記第１の実施の形態におけるキャピラリを第２ボンディング部から上昇した状態を示す拡大縦断正面図である。
【図１３】図１２のXIII−XIII視平面図である。
【図１４】本発明の第２の実施の形態におけるキャピラリを示す要部の拡大縦断正面図である。
【図１５】前記第２の実施の形態におけるキャピラリを第２ボンディング部に押圧した状態を示す拡大縦断正面図である。
【符号の説明】
１                  キャピラリ
２                  金属線
３                  半導体チップ（第１ボンディング部）
４                  リード端子（第２ボンディング部）
１ａ                貫通孔
１ｂ                第１押圧部
１ｄ                第２押圧部
１ｅ                凹み溝
【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】
0004132792.tif 000015
【図１５】
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