技術分野
直径500μm以上600μm以下のワイヤを半導体素子上の電極へワイヤボンディングできる半導体装置の製造装置および半導体装置の製造方法
要約特許出願時に添付された[要約書]
【課題】直径500μm以上600μm以下のワイヤを半導体素子上の電極へワイヤボンディングできる半導体装置の製造装置および半導体装置の製造方法を提供する。 【解決手段】本発明のワイヤボンディング装置は、ワイヤボンディングによって電極とアルミニウム合金製のワイヤとを電気的に接続するワイヤボンディング装置100において、直径500μm以上600μm以下のワイヤ6を供給するワイヤ供給装置10と、ワイヤ6を50℃以上100℃以下に加熱する加熱装置11a,11bと、電極2,7にワイヤ6を加圧する加圧装置12,12a,12bと、加圧装置12で加圧されたワイヤ6に超音波振動を加える超音波発生装置13とを備える。 【選択図】図1
発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋
特許文献1は、ワイヤと半導体チップ上の電極パッドとを接合するために半田を用いているため、電極パッドに半田を配置させる工程が必要であるという問題があった。また、熱圧着時の温度が170℃であり、加熱に要するエネルギーが大きいという問題があった。
特許文献2には、所定の温度でボンディングチップが加熱されることが記載されているが、具体的な加熱温度の値は記載されていない。
特許文献3の0021段落から0022段落には、銅製のリードの幅が0.35mmであることが記載されている。特許文献3の方法では、本発明とは素材やリードの幅が異なり、本発明が対象としている直径500μm以上600μm以下のワイヤを接合できないという問題があった。
特許文献4は、加熱されて加圧成形して形成された薄肉部は、電極と接合されるワイヤの接合部ではなく、ワイヤのループ部分であり、本発明の超音波振動を加える部位の温度は記載されていない。従って、本発明のようにワイヤボンディング時のワイヤボンディングされる部位の温度が、50℃以上100℃以下であることは記載されていない。
特許文献5は、半導体素子上の第1電極と前記半導体素子の外部に配置された第2電極との双方に直径50μm超2mm以下のワイヤをウェッジ接合により接合して前記両電極を電気的に接続する超音波ワイヤボンディング装置であって、前記ワイヤに先端を係合させる接合ツールと、前記ワイヤを前記接合ツールに供給するワイヤフィード機構と、前記接合ツールに超音波振動を加える振動伝達機構と、前記接合ツールに荷重を加え、前記電極に接合される前記ワイヤの接合部位を加圧する加圧機構とを有し、前記ワイヤの前記接合部位を加熱する加熱機構を更に有することを特徴とする超音波ワイヤボンディング装置を開示している。特許文献5は銅ワイヤを対象としており、その加熱する温度範囲も広い。しかし、本発明は、アルミニウム合金製ワイヤを対象としており、アルミニウム合金製ワイヤ特有の課題があるため、本発明の課題を解決することができない。
の課題を解決するべく、鋭意研究を行った結果、直径の太いワイヤを加熱と加圧を伴って超音波で接合させる際に、加熱温度が高すぎると接合領域内に未接合の領域が生じることを発見した。そこで、本発明は、直径500μm以上600μm以下のワイヤを半導体素子上の電極へワイヤボンディングできる半導体装置の製造装置および半導体装置の製造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[発明の詳細な説明]から抜粋
課題を解決するため、本発明のワイヤボンディング装置の実施例は、ワイヤボンディングによって電極とアルミニウム合金製のワイヤとを電気的に接続するものであって、直径500μm以上600μm以下の前記ワイヤを供給するワイヤ供給装置と、前記ワイヤを50℃以上100℃以下に加熱する加熱装置と、前記電極に前記ワイヤを加圧する加圧装置と、前記加圧装置で加圧された前記ワイヤに超音波振動を加える超音波発生装・・・ 続きを
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【発明の効果】
本発明によれば、直径500μm以上600μm以下のワイヤを電極へワイヤボンディングできるワイヤボンディング装置およびワイヤボンディング方法を提供できる。
この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]
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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋
【図1】 本発明の実施例に係るワイヤボンディング装置の概略構成図である。
【図2】 本発明の実施例に係るワイヤボンディング装置の加熱装置の温度調節に関する関連図である。
【図3】 本発明の実施例に係るワイヤボンディング方法の工程図である。
【図4】 加熱工程における加熱温度とワイヤと電極との接合面積の関係を示した図である。
【図5】 加熱工程における加熱温度とワイヤと電極との接合面内部における未接合面積の関係を示した図である。
1 絶縁基板
2 第一電極
3 裏面金属板
4 はんだ
5 半導体素子
6 ワイヤ
7 第二電極
10 ワイヤ供給装置
11 加熱装置
11a 平板ヒータ
11b ワイヤヒータ
11c 温度センサ
11d 制御装置
12 加圧装置
12a ホーン
12b ボンディングチップ
13 超音波発生装置
100 ワイヤボンディング装置
S1 加熱工程
S2 加圧工程
S3 超音波処理工程
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