(57)【要約】【課題】セカンドボンディングの接続強度を維持しつつ、更なる小型化が可能なワイヤボンディング接続構造およびワイヤボンディング方法を提供することを目的とする。【解決手段】発光素子４のｐ電極にファーストボンディングされ、リードフレーム３にセカンドボンディングされた第１ワイヤ１１と、セカンドボンディングの接合部分より上流側にボールボンディングされた第２ボール部１２１と、第２ボール部１２１から第１ワイヤ１１の配線方向にワイヤループが形成された第２ワイヤ１２と、第２ワイヤ１２がウェッジボンディングされた第２ウェッジボンド部１２２とを備え、第２ウェッジボンド部１２２は、セカンドボンディングの接合部分である第１ウェッジボンド部１１２に形成したものである。【選択図】図３
2009188236.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極にファーストボンディングされ、第２電極にセカンドボンディングされた第１ワイヤと、
前記セカンドボンディングの接合部分より上流側にボールボンディングされたボール部と、
前記ボール部から前記第１ワイヤの配線方向にワイヤループが形成された第２ワイヤと、
前記第２ワイヤがウェッジボンディングされたボンド部とを備えたことを特徴とするワイヤボンディング接続構造。
【請求項２】
前記ボンド部は、前記セカンドボンディングの接合部分に形成されていることを特徴とする請求項１記載のワイヤボンディング接続構造。
【請求項３】
第１電極にファーストボンディングした後に、ワイヤを立ち上げ、第２電極の方向へ配線し、
前記第２電極にセカンドボンディングして前記ワイヤを切断し、
前記セカンドボンディングの接合部分より上流側にボールボンディングしてボール部を形成し、
前記ボール部から前記ワイヤの配線方向にワイヤループを形成した後に、ウェッジボンディングして切断することを特徴とするワイヤボンディング方法。
【請求項４】
前記ウェッジボンディングは、前記セカンドボンディングの接合部分に行うことを特徴とする請求項３記載のワイヤボンディング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セカンドボンディングした後に、ボールボンディングすることで接続強度を確保するワイヤボンディング接続構造およびワイヤボンディング方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子の電極と、他の電極となるリードフレームや、配線パターンや、他の半導体素子の電極とを、Ａｕ線などのワイヤでワイヤボンディングして導通接続することが従来から行われている。例えば特許文献１に記載のワイヤボンディング方法には、ネイルヘッドボンディング法（ボールボンディング）にてファーストボンディングし、ステッチボンディング法（ウェッジボンディング）にてセカンドボンディングした後に、セカンドボンディング部分に隣接するワイヤ上にボールを押し当てて接合することが記載されている。
【０００３】
また特許文献２に記載のワイヤボンディング方法は、ウェッジボンディングされたワイヤの接合部にボールボンディングするときに、ボールボンディングをワイヤの線径部分を含めて行うことが記載されている。
【特許文献１】特開昭６４−５７７２５号公報
【特許文献２】特開平１１−１６３０２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
セカンドボンディングにより電極に接合したワイヤを補強するために、セカンドボンディングされた接合部分にボールボンディングをする場合、ボールを押し当てた状態で超音波振動を与えてワイヤを引っ張ることだけで、ワイヤを切断することは困難である。従って、図１４に示すように、セカンドボンディングされたワイヤ３００の接合部分にボールボンディングしてボール部３０１を形成した後にワイヤループを形成して、セカンドボンディングした接合部分の近辺にウェッジボンディングすることでワイヤ３０２を切断することになる。
【０００５】
しかし、ボールボンディングした後に形成されるワイヤループを配線するスペースが確保できない場合がある。例えば、発光素子をリードフレームに搭載し、発光素子の電極とリードフレームとをワイヤボンディングした発光装置を携帯電話などに実装する場合では、携帯電話の薄型化、小型化が益々進む中で、発光装置の更なる小型化が要求されている。従って、リードフレームもワイヤボンディングに必要な領域の確保が困難な状況である。
【０００６】
このように、セカンドボンディングを補強するために、ボールボンディングし、ウェッジボンディングするための領域を確保することは、小型化の阻害要因となっている。
【０００７】
そこで本発明は、セカンドボンディングの接続強度を維持しつつ、更なる小型化が可能なワイヤボンディング接続構造およびワイヤボンディング方法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】
【０００８】
本発明のワイヤボンディング接続構造は、第１電極にファーストボンディングされ、第２電極にセカンドボンディングされた第１ワイヤと、前記セカンドボンディングの接合部分より上流側にボールボンディングされたボール部と、前記ボール部から前記第１ワイヤの配線方向にワイヤループが形成された第２ワイヤと、前記第２ワイヤがウェッジボンディングされたボンド部とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明のワイヤボンディング方法は、第１電極にファーストボンディングした後に、ワイヤを立ち上げ、第２電極の方向へ配線し、前記第２電極にセカンドボンディングして前記ワイヤを切断し、前記セカンドボンディングの接合部分より上流側にボールボンディングしてボール部を形成し、前記ボール部から前記ワイヤの配線方向にワイヤループを形成した後に、ウェッジボンディングして切断することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、セカンドボンディングの接合部分より上流側にボールボンディングしてボール部を形成し、ボール部からワイヤの配線方向にワイヤループを形成した後に、ウェッジボンディングして切断しているので、セカンドボンディングの接続強度を維持しつつ、更なる小型化が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本願の第１の発明は、第１電極にファーストボンディングされ、第２電極にセカンドボンディングされた第１ワイヤと、セカンドボンディングの接合部分より上流側にボールボンディングされたボール部と、ボール部から第１ワイヤの配線方向にワイヤループが形成された第２ワイヤと、第２ワイヤがウェッジボンディングされたボンド部とを備えたことを特徴としたものである。
【００１２】
第１ワイヤにボールボンディングして、第１ワイヤにボール部を形成することで接合強度を維持することができる。また、ボール部はセカンドボンディングの接合部分より上流に形成され、第１ワイヤと第２ワイヤとが同じ配線方向に配線されているので、ウェッジボンディングするのに必要なワイヤループを形成しても、第２ワイヤはセカンドボンディングした第１ワイヤ上に配線されることになる。従って、その分ワイヤループを形成するのに必要な領域を小さくすることができるので、ワイヤボンディングに必要な領域全体を小さいものとすることができる。よって全体の小型化を図ることができる。
【００１３】
本願の第２の発明は、ボンド部は、セカンドボンディングの接合部分に形成されていることを特徴としたものである。
【００１４】
ボンド部をセカンドボンディングの接合部分に形成することで、セカンドボンディングされた接合部分の上からボンド部がセカンドボンディングの接合部分を第２電極に接続するので、より強固に第１ワイヤを第２電極に接続することができる。また第２ワイヤを配線する領域は、第１ワイヤの配線と重なるのでウェッジボンディングするのに領域を確保する必要がない。従って、更にワイヤボンディングに必要な領域全体を小さいものとすることができる。
【００１５】
本願の第３の発明は、第１電極にファーストボンディングした後に、ワイヤを立ち上げ、第２電極の方向へ配線し、第２電極にセカンドボンディングしてワイヤを切断し、セカンドボンディングの接合部分より上流側にボールボンディングしてボール部を形成し、ボール部からワイヤの配線方向にワイヤループを形成した後に、ウェッジボンディングして切断することを特徴としたものである。
【００１６】
ワイヤにボールボンディングして、ワイヤにボール部を形成することで接合強度を維持することができる。ボール部をセカンドボンディングの接合部分より上流に形成し、ボール部からワイヤの配線方向にワイヤループを形成した後に、ウェッジボンディングしてワイヤを切断しているので、ウェッジボンディングするのに必要なワイヤループを形成しても、ワイヤループはセカンドボンディングしたワイヤ上に配線されることになる。従って、その分ワイヤループを形成するのに必要な領域を小さくすることができるので、ワイヤボンディングに必要な領域全体を小さいものとすることができる。よって全体の小型化を図ることができる。
【００１７】
本願の第４の発明は、ウェッジボンディングは、セカンドボンディングの接合部分に行うことを特徴としたものである。
【００１８】
ウェッジボンディングをセカンドボンディングの接合部分に行うことで、ウェッジボンディングの際の押圧力でより強固にセカンドボンディングされた接合部分を第２電極に接続することができる。またワイヤループを形成する領域は、セカンドボンディングしたワイヤの配線と重なるのでウェッジボンディングするのに領域を確保する必要がない。従って、更にワイヤボンディングに必要な領域全体を小さいものとすることができる。
【００１９】
（実施の形態）
本発明の実施の形態に係るワイヤボンディング接続構造を、発光装置を例に図１から図５に基づいて説明する。図１は、本発明の実施の形態に係るワイヤボンディング接続構造を適用した発光装置の断面図である。図２は、図１に示す発光装置の平面図である。図３は、図１におけるＡ部拡大図である。図４は、図３におけるＢ部拡大図である。図５は、図３におけるＢ部を拡大した平面図である。
【００２０】
図１および図２に示すように、発光装置１は、２組のリードフレーム２，３上に、それぞれ搭載された発光素子４と、発光素子４を覆う透光性の樹脂パッケージ５とを備えている。
【００２１】
リードフレーム２，３は、発光素子４が搭載された基部から樹脂パッケージ５の両側方にそれぞれ突出して裏面側に屈曲され、さらにその先部を外側に屈曲させて両外側にそれぞれ伸びるように形成されている。
【００２２】
発光素子４は、導電性基板にｎ層、発光層、ｐ層からなる半導体層が積層され、導電性基板にｎ電極が、ｐ層上にｐ電極が形成されている。発光素子４は、一方のリードフレーム２上に下面のｎ電極をダイボンディングにより接続され、他方のリードフレーム３に上面の電極をワイヤボンディングにより接続されている。
【００２３】
樹脂パッケージ５は、例えば透明エポキシ等の樹脂からなり、発光素子４と共に、リードフレーム２，３の一端部を覆うように形成されている。樹脂パッケージ５の外形は、略逆砲弾状に形成されている。樹脂パッケージ５の裏面側には、表面を基準として裏側に突出した曲面６が形成されている。この曲面６は回転放物面からなっており、回転放物面の中心線はリードフレーム２の表面に垂直に配置され、回転放物面の焦点は発光素子４の光軸上に合わせて形成されている。曲面６は、発光素子４から出射された光を表側に全反射させることができる。リードフレーム２，３を覆う樹脂パッケージ５の基台部７は、リードフレーム２，３の一端部を補強するように直方体状に形成されている。
【００２４】
樹脂パッケージ５の表面部の外周部には環状平面部８が形成され、環状平面部８の内側に凹部９を形成し、さらに凹部９内に凸レンズ部１０を形成している。
【００２５】
この樹脂パッケージ５は、トランスファー法にて成形される。その際には、リードフレーム２，３を上下逆に配置して発光素子４を下向きとし、凸レンズ部１０が形成された下型と、基台部７が形成された上型と、曲面６が形成され、左右に型開きする２つの中型の合計３種類の金型を型締めして、キャビティに封止樹脂を充填して成形される。
【００２６】
ここで、発光素子４とリードフレーム３とを接続するワイヤボンディングの接続構造について図３および図４に基づいて詳細に説明する。
【００２７】
図３および図４に示すように、発光素子４のｐ電極（第１電極）とリードフレーム３（第２電極）とが第１ワイヤ１１により導通接続されている。第１ワイヤ１１には、発光素子４のｐ電極側にファーストボンディングすることで第１ボール部１１１が形成され、リードフレーム３側にはセカンドボンディングすることで第１ウェッジボンド部１１２が形成されている。
【００２８】
そして、第１ワイヤとリードフレーム３との接続を補強するために、セカンドボンディングの接合部分より上流側にボールボンディングすることで第２ワイヤ１２の一端側に第２ボール部１２１が形成され、他端側に第２ウェッジボンド部１２２が形成されている。第２ウェッジボンド部１２２は、第１ウェッジボンド部１１２上に形成されている。
【００２９】
以上のように構成される発光装置１の発光素子４とリードフレーム３とをワイヤボンディングする方法を図６から図１２に基づいて説明する。図６から図１２は、本発明の実施の形態に係るワイヤボンディング方法の工程を示す図である。図１３は、図４におけるＣ−Ｃ線断面図である。
【００３０】
図６に示すように、キャピラリ２００には、キャピラリ２００から突出したワイヤ２１０先端に形成されたボール２１１が設けられている。
【００３１】
図７に示すように、キャピラリ２００を降下させて発光素子４のｐ電極にボール２１１をキャピラリ２００の底面２０１で押圧してボンディングすることでボール２１１が変形した第１ボール部１１１を形成する。第１ボール部１１１は、キャピラリ２００の底面２０１が逆漏斗状に形成されているので、頭頂部にワイヤ２１０が接続された状態の略円錐状に形成されている。
【００３２】
図８に示すようにキャピラリ２００を上昇させる。このときにキャピラリ２００を引き上げつつ、リードフレーム３への方向とは反対となる方向へ戻した後、リードフレーム３方向へ移動することで、図３に示すような円弧Ｒが大きいワイヤループが配線される。
【００３３】
図９に示すように、キャピラリ２００からワイヤ２１０を引き出しつつ、リードフレーム３へ徐々にキャピラリ２００を下降させる。そしてリードフレーム３にワイヤ２１０が接した状態で平行移動させた後、セカンドボンディングする位置まで到達したらキャピラリ２００の底面２０１をリードフレーム３へ押し付けるようにワイヤ２１０を押圧して切断して第１ウェッジボンド部１１２を形成する。ワイヤ２１０を切断することで、ワイヤ２１０は発光素子４のｐ電極とリードフレーム３とを導通接続する第１ワイヤ１１となる。
【００３４】
図１０に示すように、突出したワイヤ２２０先端に形成されたボール２２１が設けられたキャピラリ２００を、第１ウェッジボンド部１１２が形成されたセカンドボンディングの接合部分より上流側の上方に移動させる。
【００３５】
図１１に示すように、キャピラリ２００を降下させて第１ワイヤ１１にボール２２１をキャピラリ２００の底面２０１で押圧してボンディングすることでボール２２１が変形した第２ボール部１２１を形成する。
【００３６】
キャピラリ２００を上昇させ、そして第１ワイヤ１１が配線された配線方向へ向かって移動させてワイヤ２２０によるワイヤループを形成し、そしてセカンドボンディングの接合部分まで移動すると、キャピラリ２００を下降させて、図１２に示すように底面２０１をリードフレーム３へ押し付けるようにしてワイヤ２２０を切断することで、第２ウェッジボンド部１２２を形成する。
【００３７】
このようにして図４および図５に示すワイヤボンディング接合構造で発光素子４とリードフレーム３とを接続することができる。
【００３８】
図１３に示すように、第２ボール部１２１をセカンドボンディングの接合部分より上流側に形成することで、第１ワイヤ１１を押さえ込むように第２ボール部１２１がリードフレーム３に接続するので、接合強度を維持することができる。
【００３９】
図１に示す発光装置１は、樹脂パッケージ５の成形には、上型、下型および中型の金型を型締めして樹脂を充填することで行われる。そして型開きの際には、上型は上方へ、そして中型は左右に水平方向に移動することで、樹脂パッケージ５が形成された発光装置１は取り出しが可能となる。中型が水平方向へ移動する際に、離型性が低下していると中型の移動と共に、樹脂パッケージ５が水平方向へ引っ張られ変形することがある。その変形により第１ワイヤ１１に外側へ向かう水平方向への応力がかかる。また、金型を離型した後、高温状態にある樹脂が温度低下するときに発生する熱収縮により第１ワイヤ１１および第２ワイヤ１２への応力となる。
【００４０】
しかし、第１ワイヤ１１には、セカンドボンディングの接合部分より上流側に第２ボール部１２１が形成され、第２ウェッジボンド部１２２がセカンドボンディングの接合部分である第１ウェッジボンド部１１２に形成されているので、第１ワイヤ１１を引っ張る応力に対して、より強固に第１ワイヤ１１をリードフレーム３に接続することができる。また、第１ワイヤ１１を、第１ボール部１１１から立ち上がった後に、大きい円弧Ｒが形成されたワイヤループとすることで、第１ワイヤ１１が引っ張れても、円弧Ｒによって第１ボール部１１１への応力を緩和することができるので、第１ワイヤ１１に対しての撓み強度を向上させることができる。
【００４１】
図４および図５に示すように、第２ボール部１２１をセカンドボンディングの接合部分より上流側に形成し、第２ワイヤ１２を第１ワイヤの配線方向に形成し、第２ウェッジボンド部１２２がセカンドボンディングの接合部分である第１ウェッジボンド部１１２に形成されているので、第２ワイヤ１２の第２ウェッジボンド部１２２を形成するのに必要なワイヤループを形成しても、第２ワイヤ１２はセカンドボンディングした第１ワイヤ１１上に配線される。従って、第２ワイヤ１２を配線する領域は、第１ワイヤ１１の配線と重なるので第２ウェッジボンド部１２２を形成するための領域を確保する必要がない。従って、ワイヤボンディングに必要な領域全体を小さいものとすることができるので、発光装置１の小型化が可能である。
【００４２】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではない。例えば、本実施の形態では、発光装置１を例に説明したが、電極と他の電極とをワイヤボンディングする場合には、本発明の実施の形態に係るワイヤボンディング接続構造およびワイヤボンディング方法を適用することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、セカンドボンディングの接続強度を維持しつつ、更なる小型化が可能なのでワイヤボンディング接続構造およびワイヤボンディング方法に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施の形態に係るワイヤボンディング接続構造を適用した発光装置の断面図
【図２】図１に示す発光装置の平面図
【図３】図１におけるＡ部拡大図
【図４】図３におけるＢ部拡大図
【図５】図３におけるＢ部を拡大した平面図
【図６】本発明の実施の形態に係るワイヤボンディング方法の工程を示す図
【図７】本発明の実施の形態に係るワイヤボンディング方法の工程を示す図
【図８】本発明の実施の形態に係るワイヤボンディング方法の工程を示す図
【図９】本発明の実施の形態に係るワイヤボンディング方法の工程を示す図
【図１０】本発明の実施の形態に係るワイヤボンディング方法の工程を示す図
【図１１】本発明の実施の形態に係るワイヤボンディング方法の工程を示す図
【図１２】本発明の実施の形態に係るワイヤボンディング方法の工程を示す図
【図１３】図４におけるＣ−Ｃ線断面図
【図１４】従来のワイヤボンディング接続構造を説明する図
【符号の説明】
【００４５】
１  発光装置
２，３  リードフレーム
４  発光素子
５  樹脂パッケージ
６  曲面
７  基台部
８  環状平面部
９  凹部
１０  凸レンズ部
１１  第１ワイヤ
１２  第２ワイヤ
１１１  第１ボール部
１１２  第１ウェッジボンド部
１２１  第２ボール部
１２２  第２ウェッジボンド部
２００  キャピラリ
２０１  底面
２１０  ワイヤ
２１１  ボール
２２０  ワイヤ
２２１  ボール
【図１】
2009188236.tif 000003
【図２】
2009188236.tif 000004
【図３】
2009188236.tif 000005
【図４】
2009188236.tif 000006
【図５】
2009188236.tif 000007
【図６】
2009188236.tif 000008
【図７】
2009188236.tif 000009
【図８】
2009188236.tif 000010
【図９】
2009188236.tif 000011
【図１０】
2009188236.tif 000012
【図１１】
2009188236.tif 000013
【図１２】
2009188236.tif 000014
【図１３】
2009188236.tif 000015
【図１４】
2009188236.tif 000016