(57)【要約】      （修正有）【課題】ワイヤボンディングに要する時間の短縮化ができるワイヤボンディング方法を提供すること。【解決手段】キャピラリ１として、ワイヤ２０を送り出す方向に直角な方向において、貫通孔先端１２から離間し、かつ、送り出されたワイヤ２の先端２１を捕捉できる捕捉部１３、を有するものを用い、ワイヤ２０をキャピラリ１から送り出した後に、送り出されたワイヤ２の先端２１を捕捉部１３に捕捉させるように、送り出されたワイヤ２を変形する工程と、貫通孔先端１２がパッド４３ｂに、捕捉部１３が電極４３ａに、それぞれ正対するように、キャピラリ１をパッド４３ｂ、電極４３ａに接近させた状態で、ワイヤ２０の先端２１を電極４３ａに接合するとともに、ワイヤ２０のうち貫通孔先端１２とパッド４３ｂとに挟まれた中間部２２を、パッド４３ｂに接合し、かつ切断する工程と、を有するワイヤボンディング方法。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通孔を有し、この貫通孔に挿通されたワイヤを上記貫通孔先端から送り出すことができるキャピラリを用いて、上記ワイヤの先端を一方の接続対象部に接合し、上記ワイヤの中間部を他方の接続対象部に接合し、かつ切断することにより、２つの上記接続対象部を、両端が上記先端と上記中間部である接続ワイヤによって接続するワイヤボンディング方法であって、
上記キャピラリとして、上記ワイヤを送り出す方向に直角な方向において、上記貫通孔先端から離間し、かつ、送り出されたワイヤの先端を捕捉できる捕捉部、を有するものを用い、
上記ワイヤを上記キャピラリから送り出した後に、上記送り出されたワイヤの先端を上記捕捉部に捕捉させるように、上記送り出されたワイヤを変形する工程と、
上記貫通孔先端が他方の上記接合対象部に、上記捕捉部が一方の上記接合対象部に、それぞれ正対するように、上記キャピラリを２つの上記接合対象部に接近させた状態で、上記ワイヤの先端を一方の上記接続対象部に接合するとともに、上記ワイヤのうち上記貫通孔先端と他方の上記接続対象部とに挟まれた上記中間部を、他方の上記接続対象部に接合し、かつ切断する工程と、を有することを特徴とするワイヤボンディング方法。
【請求項２】
上記送り出されたワイヤを変形する工程においては、風力により上記送り出されたワイヤを変形する、請求項１に記載のワイヤボンディング方法。
【請求項３】
上記キャピラリは、上記貫通孔先端と上記捕捉部とをつなぐ溝をさらに有し、
上記送り出されたワイヤを変形する工程においては、上記送り出されたワイヤのうち上記中間部から上記先端の間における部分を上記溝に沿わせる、請求項１または２に記載のワイヤボンディング方法。
【請求項４】
貫通孔を有し、この貫通孔に挿通されたワイヤを上記貫通孔先端から送り出すことができる、ワイヤボンディングに使用されるキャピラリであって、
上記ワイヤを送り出す方向に直角な方向において、上記貫通孔先端から離間し、かつ、送り出されたワイヤの先端を捕捉できる捕捉部を有することを特徴とする、キャピラリ。
【請求項５】
上記貫通孔先端と上記捕捉部とをつなぐ溝を有する、請求項４に記載のキャピラリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種半導体製品などの製造に用いられるワイヤボンディング方法およびこれに用いられるキャピラリに関する。
【背景技術】
【０００２】
図８は、このようなワイヤボンディング方法の一例によってボンディングされた電子素子を示している（たとえば、特許文献１参照）。同図に示された電子素子９２は、導通支持部材であるリードフレーム９１に搭載されている。電子素子９２とボンディングパッド９１ａとは、たとえば絶縁性接着剤を用いたダイボンディングによって接合されている。電子素子９２の電極９２ａとパッド９１ｂとは、ワイヤ９９によって接合されている。
【０００３】
ワイヤ９９によるワイヤボンディングを行うには、キャピラリ９３を用いる。まず、ボンディングパッド９１ａにボンディングされた電子素子９２の電極９２ａ直上にキャピラリ９３を位置させる。この状態でキャピラリ９３からワイヤ９９を突出させ、この突出部分を溶解させることにより溶融ボールを形成する。次に、キャピラリ９３を電極９２ａに接近させ、上記溶融ボールを電極９２ａに付着させる。そして、キャピラリ９３からワイヤ９９を送り出しながらキャピラリ９３を電極９２ａから離間させる。以上の作業により、電極９２ａに対するファーストボンディング工程が完了する。次いで、キャピラリ９３をパッド９１ｂに接近させ、ワイヤ９９の先端をパッド９１ｂに対して押し付ける。これにより、ワイヤ９９を切断する。このときの押し付け力によって、リードフレーム９１側に残存したワイヤ９９の端部が、パッド９１ｂに接合される。この後に、キャピラリ９３をパッド９１ｂから離間させる。以上の作業により、パッド９１ｂに対するセカンドボンディング工程が完了する。
【０００４】
上記に示したように、従来技術においては、ワイヤボンディングを行うにあたり、ファーストボンディング工程、セカンドボンディング工程毎に、キャピラリを上下動させる必要があった。近年、ワイヤボンディングに高速化が求められる傾向にあるが、従来技術の方法ではこの要望を十分に満足させることができなかった。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−５１０３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記事情のもとで考え出されたものであって、ワイヤボンディングに要する時間の短縮化を図る事が可能なワイヤボンディング方法およびワイヤボンディングに用いられるキャピラリを提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第一の側面によって提供されるワイヤボンディング方法は、貫通孔を有し、この貫通孔に挿通されたワイヤを上記貫通孔先端から送り出すことができるキャピラリを用いて、上記ワイヤの先端を一方の接続対象部に接合し、上記ワイヤの中間部を他方の接続対象部に接合し、かつ切断することにより、２つの上記接続対象部を、両端が上記先端と上記中間部である接続ワイヤによって接続するワイヤボンディング方法であって、上記キャピラリとして、上記ワイヤを送り出す方向に直角な方向において、上記貫通孔先端から離間し、かつ、送り出されたワイヤの先端を捕捉できる捕捉部、を有するものを用い、上記ワイヤを上記キャピラリから送り出した後に、上記送り出されたワイヤの先端を上記捕捉部に捕捉させるように、上記送り出されたワイヤを変形する工程と、上記貫通孔先端が他方の上記接合対象部に、上記捕捉部が一方の上記接合対象部に、それぞれ正対するように、上記キャピラリを２つの上記接合対象部に接近させた状態で、上記ワイヤの先端を一方の上記接続対象部に接合するとともに、上記ワイヤのうち上記貫通孔先端と他方の上記接続対象部とに挟まれた上記中間部を、他方の上記接続対象部に接合し、かつ切断する工程と、を有することを特徴としている。
【０００８】
このような構成によれば、上記キャピラリを一度上下動することで、２つの上記接続対象部を上記接続ワイヤで接続できる。これにより、ワイヤボンディングに要する時間の短縮化を図ることができる。
【０００９】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記送り出されたワイヤを変形する工程においては、風力により上記送り出されたワイヤを変形する。
【００１０】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記キャピラリは、上記貫通孔先端と上記捕捉部とをつなぐ溝をさらに有し、上記送り出されたワイヤを変形する工程においては、上記送り出されたワイヤのうち上記中間部から上記先端の間における部分を上記溝に沿わせる。
【００１１】
本発明の第二の側面によって提供されるキャピラリは、貫通孔を有し、この貫通孔に挿通されたワイヤを上記貫通孔先端から送り出すことができる、ワイヤボンディングに使用されるキャピラリであって、上記ワイヤを送り出す方向に直角な方向において、上記貫通孔先端から離間し、かつ、送り出されたワイヤの先端を捕捉できる捕捉部を有することを特徴とする。
【００１２】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記貫通孔先端と上記捕捉部とをつなぐ溝をさらに有する。
【００１３】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。
【００１５】
図１および図２は、本発明に係るキャピラリの一例を示している。キャピラリ１は、例えばアルミナ製であり、貫通孔１１、貫通孔先端１２、捕捉部１３、および溝１４を有している。キャピラリ１は、円柱状の部分と、その下方において、貫通孔１１に垂直な一方向に隆起した部分とを有する。貫通孔１１は、キャピラリ１内部に形成された円柱状の孔である。また、貫通孔１１はキャピラリ１における円柱部分の中心に位置している。貫通孔先端１２は、上記貫通孔１１の内表面とキャピラリ１の外表面との境界部分である。なおキャピラリ１は、貫通孔１１内部にワイヤ２０を挿通することが可能である。また、キャピラリ１は、ワイヤ２０を、貫通孔１１に対して固定でき、また貫通孔１１から貫通孔先端１２へ送り出すことが可能である。捕捉部１３は、キャピラリ１１の外表面の一部分である。また、捕捉部１３は、貫通孔１１に直角な方向において貫通孔先端１２から離間し、本実施形態では、図中において、貫通孔先端１２より上方に位置している。捕捉部１３の形状は、例えば、凹型のクレーター状である。溝１４は、貫通孔先端１２から捕捉部１３までのキャピラリ１の外表面に形成されている。
【００１６】
次に、本発明に係るワイヤボンディング方法の一例について、図３〜図７を参照しつつ以下に説明する。
【００１７】
まず、図３に示すように、貫通孔先端１２から、貫通孔１１内部に挿通されているワイヤ２０を、キャピラリ１の溝１４と同程度の長さ送り出す。ワイヤ２０のうち、キャピラリ１外部へ送り出された部分は送り出されたワイヤ２となる。送り出されたワイヤ２はワイヤ先端２１とワイヤ中間部２２を有している。ワイヤ中間部２２は、ワイヤ２０のうち貫通孔先端１２の近傍部分である。そして、ワイヤ先端２１に対してスパークを飛ばすなどにより、ワイヤ先端２１を融解する。これにより、ボール２５が形成される。
【００１８】
次に、図４に示すように、ワイヤ２を中間部２２において折り曲げる。例えば、送り出されたワイヤ２に、貫通孔先端１２から捕捉部１３に向かう方向に風力を与え、送り出されたワイヤ２の中間部２２を折り曲げる。ワイヤ２に風をあて続け、捕捉部１３と貫通孔先端１２とを結ぶ直線と、ボール２５とワイヤ中間部２２とを結ぶ直線とがなす角を小さくする。上記なす角が小さくなるにつれ、ワイヤ２に与える風力を上向きに変化させる。また上記風力は、送り出されたワイヤ２のうちボール２５とワイヤ中間部２２の間の部分を、キャピラリ１の溝１４に位置させるように与える。そして、送り出されたワイヤ２のうちボール２５とワイヤ中間部２２の間の部分がキャピラリ１の溝１４に沿い、また、ボール２５が捕捉部１３に捕捉されたとき、送り出されたワイヤ２に風力を与えることを停止する。
【００１９】
次に、図５に示すように、キャピラリ１をリードフレーム４１上に位置させる。リードフレーム４１は、パッド４３ｂを有し、電子素子４２を搭載している。電子素子４２は、電極４３ａを有している。キャピラリ１をリードフレーム４１上に位置させる際、電極４３ａの直上に捕捉部１３を、パッド４３ｂの直上に貫通孔先端１２を、それぞれ位置させる。そして、貫通孔先端１２がパッド４３ｂに、捕捉部１３が電極４３ａに、それぞれ正対するように、キャピラリ１を電極４３ａおよびパッド４３ｂに接近させる。
【００２０】
次に、図６に示すように、ワイヤ中間部２２をパッド４３ｂに、ボール２５を電極４３ａに、それぞれ付着させる。この状態でキャピラリ１に超音波による振動を加える。これにより、ボール２５は、電極４３ａに接合される。また、ワイヤ中間部２２は、パッド４３ｂに接合される。そして、キャピラリ１をパッド４３ｂに押し付ける。ワイヤ中間部２２がキャピラリ１の貫通孔先端１２の近傍部とパッド４３ｂに挟まれることで、送り出されたワイヤ２はワイヤ中間部２２で切断される。
【００２１】
次に、図７に示すように、ワイヤ２０を貫通孔１１に対して固定した状態で、キャピラリ１を電極４３ａおよびパッド４３ｂから離間させる。一方、電極４３ａとパッド４３ｂとは接続ワイヤ３により接続され、ボンディング部３１およびボンディング部３２が形成されている。ボンディング部３１，３２は、ボール２５および電極４３ａ、ワイヤ中間部２２およびパッド４３ｂ、がそれぞれ接合された部分である。以上の作業により、電極４３ａとパッド４３ｂを接続ワイヤ３で接続する工程が終了する。この後は、ワイヤボンディングすべき他の電極またはパッドに対して、同様のワイヤボンディングを施す。
【００２２】
次に、本実施形態のワイヤボンディング方法の作用について説明する。
【００２３】
本実施形態によれば、キャピラリ１を一度上下動することで、電極４３ａとパッド４３ｂという２つの接続対象部を接続できる。これにより、ワイヤボンディングに要する時間の短縮化を図ることができる。
【００２４】
風力を用いることで、ワイヤ２のある一点に集中して力を加えることなく、ワイヤ２の側面、ボール２５の表面に力を分散して加えることができる。つまり、同じ大きさのモーメントが風以外の方法でワイヤ２に与えられた場合と比較して、ワイヤ２のある一点に与えられる力は小さくなる。その結果、ワイヤ２を折り曲げる際、ワイヤ２において力が与えられた部分に起こりうる意図しない変形や断線を防ぐことができる。
【００２５】
また、溝１４の存在によって、ワイヤ中間部２２を折り曲げ、ボール２５をキャピラリ１における捕捉部１３に捕捉させる際、送り出されたワイヤ２におけるワイヤ中間部２２とボール２５の間の部分が固定されやすくなる。その結果、送り出されたワイヤ２の先端のボール２５は、捕捉部１３に固定されやすくなる。したがって、本発明に係るキャピラリを用いたワイヤボンディングをより確実に行うことができる。
【００２６】
本発明に係るワイヤボンディング方法およびそれに用いられるキャピラリは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係るワイヤボンディング方法およびそれに用いられるキャピラリの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係るキャピラリの一例を示す要部斜視図である。
【図２】図１のII−II線に沿う要部断面図である。
【図３】本発明に係るワイヤボンディング方法の一例におけるボールの形成を示す要部断面図である。
【図４】本発明に係るワイヤボンディング方法の一例においてワイヤを変形する工程を示す要部断面図である。
【図５】本発明に係るワイヤボンディング方法の一例におけるキャピラリの接近動作を示す要部断面図である。
【図６】本発明に係るワイヤボンディング方法の一例におけるキャピラリの押し付け動作を示す要部断面図である。
【図７】本発明に係るワイヤボンディング方法の一例におけるキャピラリの引き上げ動作を示す要部断面図である。
【図８】従来のワイヤボンディング方法の一例によってワイヤボンディングされた素子を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１        キャピラリ
１１      貫通孔
１２      貫通孔先端
１３      捕捉部
１４      溝
２０      ワイヤ
２        送り出されたワイヤ
２１      ワイヤ先端
２２      ワイヤ中間部
２５      ボール
３        接続ワイヤ
３１      ボンディング部
３２      ボンディング部
４１      リードフレーム
４２      電子素子
４３ａ    電極
４３ｂ    パッド
【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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