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JP2824383B2 - ワイヤボンディング方法および半導体装置 - Google Patents

ワイヤボンディング方法および半導体装置

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JP2824383B2
JP2824383B2 JP5319782A JP31978293A JP2824383B2 JP 2824383 B2 JP2824383 B2 JP 2824383B2 JP 5319782 A JP5319782 A JP 5319782A JP 31978293 A JP31978293 A JP 31978293A JP 2824383 B2 JP2824383 B2 JP 2824383B2
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JP
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capillary
lead
metal wire
pad
thin metal
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和子 中村
清昭 津村
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体素子とリ
ードとを金属細線で接続して半導体装置を製造する場合
のワイヤボンディング方法、およびこのワイヤボンディ
ング方法で製造された半導体装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１０は従来のワイヤボンディング方法
を示す半導体装置の部分断面図である。図において、１
は上部にボンディング用パッド１ａが形成された半導体
素子、２は半導体素子１をマウントするリードフレーム
のダイパッド、３はリードフレームのインナーリード
（以下リードという）、４は一端が半導体素子１のパッ
ド１ａの中心（以下パッド中心という）Ａ１にボンディ
ングされ、他端がリード３の所定のステッチボンド点Ｈ
１にステッチボンドされて、パッド１ａとリード３とを
電気的に接続するループワイヤである。
【０００３】このループワイヤ４はパッド１ａからの立
上部４ａと、この立上部４ａの上端からリード３側に延
びる傾斜下降部４ｂとから構成されており、半導体素子
１のパッド１ａとリード３とをいわゆる３角ループ状に
接続している。この場合、このループワイヤ４は例えば
径が３０μm の金属細線（金線）Ｗから構成されてい
る。１０は下端から金属細線Ｗを繰り出しつつ移動する
とともに、金属細線Ｗとの相対移動を無くした状態でも
移動するキャピラリー、Ｌ２はパッド中心Ａ１からステ
ッチボンド点Ｈ１までの水平距離（以下ループ長さとい
う）である。
【０００４】なお、半導体装置はダイパッド２上にマウ
ントされた半導体素子１とリード３とをループワイヤ４
によって接続した後、半導体素子１周りを樹脂封止し、
最終的にリード３のカットおよび曲げ加工をすることに
より形成される。
【０００５】つぎに、半導体素子１とリード３との間を
ループワイヤ４によって接続するためのワイヤボンディ
ング方法について説明する。キャピラリー１０の先端か
ら垂れる金属細線Ｗの一端にボールを形成した状態で、
このキャピラリー１０の先端を半導体素子１のパッド１
ａ上まで下降させる。そして、金属細線Ｗのボール部を
パッド１ａのパッド中心Ａ１に押し付け、超音波熱圧着
法により、このボール部をパッド１ａにボールボンドす
る。つぎに、キャピラリー１０から金属細線Ｗを繰り出
させつつ、キャピラリー１０の先端をパッド中心Ａ１点
から上方のＢ１点まで所定距離垂直上昇させた後、この
キャピラリー１０をリード３の逆側のＣ１点まで所定距
離水平移動させる。さらに、キャピラリー１０から金属
細線Ｗを繰り出させつつ、このキャピラリー１０の先端
をＣ１点から所定高さのＦ１点まで垂直上昇させる。
【０００６】つぎに、金属細線Ｗをクランプしてキャピ
ラリー１０と金属細線Ｗとの相対移動を無くした状態
で、キャピラリー１０の先端をリード３のステッチボン
ド点Ｈ１まで円弧状に下降させ、金属細線Ｗの他端側を
リード３にステッチボンドする。
【０００７】ここで、キャピラリー１０の先端がパッド
中心Ａ１からＢ１点、Ｃ１点を通ってＦ１点まで移動し
たときに、金属細線Ｗはパッド中心Ａ１から斜状にＣ１
点まで延び、このＣ１点でリード３側にくせが付けけら
れた後、Ｃ１点より上部側は、垂直にＦ１点まで延びた
状態となっている。この状態でキャピラリー１０をＦ１
点からステッチボンド点Ｈ１側に円弧状に下降させた場
合、パッド中心Ａ１近傍の金属細線Ｗに働く張力とキャ
ピラリー１０の先端に働く金属細線Ｗの張力とが釣り合
って、Ｃ１点とＦ１点間の金属細線Ｗにほとんど変形を
生じさせることなくループワイヤ４が形成される。
【０００８】そして、パッド中心Ａ１からＢ１点までの
長さをＡ１Ｂ１とし、Ｂ１点からＣ１点までの長さをＢ
１Ｃ１とし、ｔａｎ−１（Ｂ１Ｃ１／Ａ１Ｂ１）＝θ、
(Ａ１Ｂ１)２ ＋(Ｂ１Ｃ１)２ ＝Ｒ２ とすると、ルー
プワイヤ４の形成時に、リバース角度θはほぼ０とな
り、リバース長さＲはループワイヤ４のパッド１ａ上面
からの立ち上り量（ループ高さ）に対応する。なお、キ
ャピラリー１０の垂直上昇と水平移動の組み合わせはリ
バースモーションと呼ばれる。
【０００９】一方、ループ長さＬ２が３ｍｍまでは、上
記３角ループ状のループワイヤ４で半導体素子１のパッ
ド１ａとリード３との接続ができるが、ループ長さＬ２
が３ｍｍを超えると、適正なループワイヤ４を形成する
ことが困難になる。すなわち、ループ長さＬ２が３ｍｍ
を超えると、ループワイヤ４の自重や金属細線Ｗの曲り
やねじれの影響で、ループワイヤ４に垂れや曲りが発生
し、図１１の（ａ）で示されるように、ループワイヤ４
が半導体素子１やリード３とショートしやすくなった
り、図１１の（ｂ）で示されるように、ループワイヤ４
どうしがショートしやすくなるといった問題が生じる。
【００１０】そこで、ループ長さＬ２が３ｍｍを超えた
場合、図１２で示されるような、いわゆる台形ループ形
のループワイヤ５で半導体素子１のパッド１ａとリード
３とを接続することが考えられる。このループワイヤ５
はループワイヤ４と同様に金属細線Ｗから構成されるも
のであり、パッド中心Ａ１から上方に立ち上がる立上部
５ａと、立上部５ａの上端からリード３側に水平に延び
る水平部５ｂと、水平部５ｂの端部からリード３のステ
ッチボンド点Ｈ１まで延びる傾斜下降部５cとから構成
されるものである。そして、このループワイヤ５は水平
部５ｂと傾斜下降部５ｃの結合部とに屈曲点Ｊを有して
いるため、ループ長さＬ２が３ｍｍを超えてもループワ
イヤ５に変形等は生じにくいと考えられる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、半導体
素子１のパッド１ａとリード３とを台形ループ状のルー
プワイヤ５で接続することは考えられても、ワイヤボン
ディングにあたり、キャピラリー１０等を使用して、こ
のループワイヤ５をどのようにして形成すればよいかは
明らかでないという課題があった。また、ループワイヤ
５の形成の仕方しだいでは、適正なループワイヤ５が形
成できないという課題もあった。
【００１２】この発明は、上記のような課題を解消する
ためになされたもので、半導体素子のパッドとリードと
を台形ループ状の金属細線で適正に接続できるワイヤボ
ンディング方法、およびこのワイヤボンディング方法で
ワイヤボンディングされた高品質な半導体装置を提供す
ることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１の発
明に係るワイヤボンディング方法は、キャピラリーの第
１回目の垂直上昇量に対する水平移動量の逆正接をθ１
（単位度）、キャピラリーの第２回目の垂直上昇量に対
する水平移動量の逆正接をθ２（単位度）、キャピラリ
ー先端の第１回目の水平移動後の点からこのキャピラリ
ー先端の第２回目の水平移動後の点までの距離をＲ２、
パッドへのボンディング点から台形ループ状の金属細線
のリード側への傾斜下降開始点までの水平距離をＬ１、
パッドへのボンディング点からリードへのボンディング
点までの水平距離をＬ２、台形ループ状の金属細線の立
上部の高さをｈ１、パッドとリードとの表面間の段差距
離をｈ２とした場合に、Ｋ＝(ｈ１＋ｈ２)/(Ｌ２−Ｌ
１) とすれば、０．５≦Ｌ２≦１２（単位ｍｍ）の条件
下、５≦θ１≦５０、ｔａｎ−１Ｋ≦θ２≦（７／２）
×ｔａｎ−１Ｋ、θ２≦６０、（２／１５）×Ｌ２≦Ｒ
２≦（８／１５）×Ｌ２、となる条件を満たすようにキ
ャピラリーを移動させることである。
【００１４】この発明の請求項２の発明に係る半導体装
置は、半導体素子のパッドからの立上部と、この立上部
からのリード側への水平部と、この水平部からのリード
上への傾斜下降部とを有した台形ループ状の金属細線
で、半導体素子のパッドとリードとが接続されている半
導体装置において、パッドへのボンディング点から台形
ループ状の金属細線のリード側への傾斜下降開始点まで
の水平距離をＬ１、パッドへのボンディング点からリー
ドへのボンディング点までの水平距離をＬ２、台形ルー
プ状の金属細線の立上部の高さをｈ１、パッドとリード
との表面間の段差距離をｈ２、台形ループ状の金属細線
の水平部と傾斜下降部とのなす角のうち半導体素子側の
角度をα（単位度）とした場合に、Ｋ＝(ｈ１＋ｈ２)/
(Ｌ２−Ｌ１) とすれば、（２／１５）×Ｌ２≦Ｌ１≦
（８／１５）×Ｌ２、０．５≦Ｌ２≦１２（単位ｍ
ｍ）、１８０−(７/２) ×ｔａｎ−１Ｋ≦α≦１８０−
ｔａｎ−１Ｋ 、１２０≦α≦１８０、の条件を満たす
ように台形ループ状の金属細線が形成されていることで
ある。
【００１５】この発明の請求項３の発明に係るワイヤボ
ンディング方法は、キャピラリーの先端から繰り出され
た金属細線の一端を半導体素子のパッドにボンディング
した後、このキャピラリーから金属細線を繰り出させつ
つ、このキャピラリーの垂直上昇とリードとは逆側への
水平移動とを２回繰り返して行なった後、さらに、この
キャピラリーの所定高さまでの垂直上昇を行ない、つぎ
に、このキャピラリーと金属細線との相対移動を無くし
た状態で、このキャピラリーを所定量リード側に水平移
動させた後、このキャピラリーをリード側に円弧状に移
動させ、金属細線の他端側をリード上にボンディングし
て、半導体素子のパッドとリードとを、このパッドから
の立上部と、この立上部からのリード側への水平部と、
この水平部からのリード上への傾斜下降部とを有した台
形ループ状の金属細線で接続するワイヤボンディング方
法であって、キャピラリーの金属細線を繰り出す軸線方
向と、このキャピラリーの水平移動時の移動方向とのな
す角度が鈍角の場合は、金属細線を繰り出しつつ移動す
るキャピラリーの移動量を設定値より増加させ、角度が
鋭角の場合は、金属細線を繰り出しつつ移動するキャピ
ラリーの移動量を設定値より減少させることである。
【００１６】この発明の請求項４の発明に係るワイヤボ
ンディング方法は、キャピラリーの先端から繰り出され
た金属細線の一端を半導体素子のパッドにボンディング
した後、このキャピラリーから金属細線を繰り出させつ
つ、このキャピラリーの垂直上昇とリードとは逆側への
水平移動とを２回繰り返して行なった後、さらに、この
キャピラリーの所定高さまでの垂直上昇を行ない、つぎ
に、このキャピラリーと金属細線との相対移動を無くし
た状態で、このキャピラリーを所定量リード側に水平移
動させた後、このキャピラリーをリード側に円弧状に移
動させ、金属細線の他端側をリード上にボンディングし
て、半導体素子のパッドとリードとを、このパッドから
の立上部と、この立上部からのリード側への水平部と、
この水平部からのリード上への傾斜下降部とを有した台
形ループ状の金属細線で接続するワイヤボンディング方
法であって、キャピラリーを移動させるボンディングヘ
ッドの半導体素子側への水平移動方向と、平面上におけ
るこの半導体素子のパッドとリードとを結ぶ線とのなす
ループ角をψ（単位ラジアン）、パッドへのボンディン
グ点からリードへのボンディング点までの台形ループ状
の金属細線の水平距離をＬ２（単位ｍｍ）、パッドとリ
ードとの間を台形ループ状の金属細線により接続するた
めに設定された、キャピラリーからの金属細線の繰出量
をＰ１、比例定数をＮとした場合に、Ｐ２＝｛Ｎ×（Ｌ
２−３）×（ψ−π／２）＋１｝×Ｐ１、にて算出され
た金属細線の補正後の繰出量Ｐ２だけ、金属細線を繰り
出すよう、この金属細線繰り出し時のキャピラリーの移
動量を定めることである。
【００１７】
【作用】この発明の請求項１の発明では、金属細線を繰
り出しつつ移動するキャピラリーの移動状態を、θ１、
θ２、Ｒ２といった変数で分析し、台形ループ状の金属
細線を適正に形成できるよう、θ１、θ２、Ｒ２の範囲
を定めているので、さらに、確実に、半導体素子のパッ
ドとリード間を適正な台形ループ状の金属細線で接続で
きる。
【００１８】この発明の請求項２の発明では、半導体素
子のパッドとリードとを接続する台形ループ状の金属細
線を、請求項１の発明に係るワイヤボンディング方法で
形成しているため、パッドとリード間に適正な台形ルー
プ状の金属細線が形成でき、高品質な半導体装置が形成
される。
【００１９】この発明の請求項３の発明では、請求項１
の発明の場合において、キャピラリーの軸線方向とキャ
ピラリーの水平移動時の移動方向とがなす角度の大小に
よって、金属細線を繰り出しつつ移動するキャピラリー
の移動量を増減しているため、キャピラリーと金属細線
間の繰り出し抵抗の大小にかかわらず、キャピラリーか
ら必要量だけの金属細線が繰り出される。したがって、
半導体素子のパッドとリード間をループ高さのそろった
台形ループ状の金属細線で接続できることとなる。
【００２０】この発明の請求項４の発明では、請求項３
の発明の場合において、キャピラリーと金属細線間の繰
り出し抵抗の大小に関する、半導体素子のパッドとリー
ドとの位置関係をＬ２、ψといった変数で細かく分析
し、これら変数に基づき、金属細線を繰り出しつつ移動
するキャピラリーの移動量等を定めている。このため、
さらに、精度よく、キャピラリーから必要量だけの金属
細線を繰り出させることができるようになる。したがっ
て、半導体素子のパッドとリード間をさらに精度よくル
ープ高さのそろった台形ループ状の金属細線で接続でき
ることとなる。
【００２１】
【実施例】以下、この発明の実施例を図について説明す
る。 実施例１． 図１はこの発明の一実施例に係るワイヤボンディング方
法の説明図である。なお、図１０および図１２で示した
半導体装置およびワイヤボンディング方法を示す部分と
同一または相当部分には同一符号を付しその説明を省略
する。
【００２２】まず、ワイヤボンディングの終了した半導
体装置について説明する。ダイパッド２上にマウントさ
れた半導体素子１の各パッド１ａと、このパッド１ａに
対応したリード３とが、台形ループ状をしたループワイ
ヤ５によりそれぞれ接続されている。このループワイヤ
５は、その一端がパッド１ａのパッド中心Ａ２にボール
ボンドされ、その他端がリード３のステッチボンド点Ｈ
２にステッチボンドされている。そして、ループワイヤ
５は、パッド中心Ａ２から上方に立ち上がる立上部５ａ
と、立上部５ａの上端からリード３側に水平に延びる水
平部５ｂと、水平部５ｂの端部からリード３のステッチ
ボンド点Ｈ２まで下向きに傾斜して延びる傾斜下降部５
ｃとから構成され、各部にワイヤの垂れや不要な曲りの
ない適正な形状に形成されている。
【００２３】つぎに、半導体素子１のパッド１ａとリー
ド３との間を上記のようなループワイヤ５で接続するた
めの、ワイヤボンディング方法について以下説明する。
【００２４】キャピラリー１０の先端から垂れる金属細
線Ｗの一端にボール部を形成した状態で、このキャピラ
リー１０の先端を半導体素子１のパッド１ａまで下降さ
せる。そして、金属細線Ｗのボール部をパッド１ａのパ
ッド中心Ａ２に押し付け、超音波熱圧着法により、この
ボール部をパッド１ａにボンディング（ボールボンド）
する。つぎに、キャピラリー１０の先端から金属細線Ｗ
を繰り出させつつ、キャピラリー１０の先端をパッド中
心Ａ２から上方のＢ２点まで所定距離垂直上昇させた
後、これをリード３の逆側のＣ２点まで所定距離水平移
動させる。さらに、キャピラリー１０の先端から金属細
線Ｗを繰り出させつつ、キャピラリー１０の先端をＣ２
点から上方のＤ２点まで所定距離垂直上昇させた後、こ
れをリード３の逆側のＥ２点まで所定距離水平移動させ
る。その後、さらにキャピラリー１０の先端から金属細
線Ｗを繰り出させつつ、キャピラリー１０の先端をＥ２
点から所定高さのＦ２点まで垂直上昇させる。
【００２５】つづいて、金属細線Ｗをクランプし、キャ
ピラリー１０と金属細線Ｗとの相対移動を無くした状態
で、キャピラリー１０の先端をＦ２点からほぼパッド中
心Ａ２上方のＧ２点まで水平移動した後、これを、この
Ｇ２点からリード３のステッチボンド点Ｈ２まで円弧状
に下降させる。そして、金属細線Ｗの他端側をリード３
上のステッチボンド点Ｈ２上にステッチボンドすると、
半導体素子１のパッド１ａとリード３とがループワイヤ
５により接続されたことになる。
【００２６】ここで、キャピラリー１０の先端がパッド
中心Ａ２からＢ２点、Ｃ２点まで移動したときに、金属
細線Ｗはパッド中心Ａ２から斜状にＣ２点まで延びる。
そして、キャピラリー１０の先端がＣ２点からＤ２点側
に移動するときに、金属細線ＷはＣ２点でくせが付けら
れ、金属細線ＷのＣ２点より上方側はリード３側に屈曲
される。また、キャピラリー１０の先端がＣ２点からＤ
２点、Ｅ２点まで移動したときに、金属細線ＷはＣ２点
から斜状にＥ２点まで延びる。そして、キャピラリー１
０の先端がＥ２点からＦ２点側に移動するときに、金属
細線ＷはＥ２点でくせが付けられ、金属細線ＷのＥ２点
より上方側はリード３側に屈曲される。したがって、キ
ャピラリー１０の先端がＦ２点にある状態では、パッド
中心Ａ２から延びた金属細線Ｗは、Ｃ２点、Ｅ２点を通
ってＦ２点に達するような形状になっている。
【００２７】この場合、パッド中心Ａ２からＢ２点まで
の長さをＡ２Ｂ２、Ｂ２点からＣ２点までの長さをＢ２
Ｃ２、Ｃ２点からＤ２点までの長さをＣ２Ｄ２、Ｄ２点
からＥ２点までの長さをＤ２Ｅ２とし、 ｔａｎ−１（Ｂ２Ｃ２／Ａ２Ｂ２）＝θ１、 ｔａｎ−１（Ｅ２Ｄ２／Ｃ２Ｄ２）＝θ２、 (Ａ２Ｂ２)２＋(Ｂ２Ｃ２)２＝(Ｒ１)２ 、 (Ｃ２Ｄ２)２＋(Ｄ２Ｅ２)２＝(Ｒ２)２ 、 とすると、第１リバース角度θ１はパッド中心Ａ１近傍
の金属細線Ｗに働く張力を規定し、第２リバース角度θ
２はＣ２点とＥ２点間の金属細線Ｗに働く張力を規定す
る。また、第１リバース長さＲ１は半導体素子１のパッ
ド１ａ上面からループワイヤ５の水平部５ｂまでの高さ
（以下ループ高さという）ｈ１を規定し、第２リバース
長さＲ２はループワイヤ５の水平部５ｂの長さ、すなわ
ちパッド中心Ａ２から屈曲点Ｊまでの水平長さＬ１を規
定する。
【００２８】そして、第１リバース角度θ１、第２リバ
ース角度θ２、第２リバース長さＲ２が所定の範囲にあ
れば、金属細線Ｗの繰り出しを停止した状態で、キャピ
ラリー１０の先端をＦ２点、Ｇ２点、Ｈ２点と移動させ
ることにより、金属細線Ｗ中の張力が釣り合い、半導体
素子１とリード３間に、図１で示されるような適正なル
ープワイヤ５が形成される。この場合、Ｅ２点とＦ２点
間の金属細線Ｗはループワイヤ５の傾斜下降部５ｃに相
当し、第２リバース長さＲ２は水平長さＬ１にほぼ相当
する。また、第１リバース角度θ１はＡ２点とＣ２点間
の金属細線Ｗがループワイヤ５の立上部５ａとなること
により、ほぼ０となり、∠Ｃ２Ｅ２Ｄ２、すなわち９０
−θ２は∠Ｈ２ＪＫまで拡大される。
【００２９】つぎに、適正なループワイヤ５を形成する
ための、第１および第２リバース角度θ１，θ２、第２
リバース長さＲ２の最適範囲について図２乃至図４を参
照しつつ説明する。図２はパッド中心Ａ２からステッチ
ボンド点Ｈ２までの水平長さ（以下ループ長さという）
Ｌ２に対する、第２リバース長さＲ２の最適範囲を斜線
部で示すグラフ、図３はループ長さＬ２に対する第２リ
バース角度θ２の最適範囲を斜線部で示すグラフ、図４
は第２リバース長さＲ２、第２リバース角度θ２が不適
当な範囲にある場合のループワイヤ５の形状を示す図で
ある。
【００３０】第２リバース長さＲ２の実験で求められた
最適範囲は、ループ長さＬ２が、０．５≦Ｌ２≦１２
（単位ｍｍ）の範囲にある場合、図２で示されるよう
に、 （２／１５）×Ｌ２≦Ｒ２≦（８／１５）×Ｌ２・・・・・・（１）で 定められる。例えば、Ｒ２＞（８／１５）×Ｌ２では、
図４の（ａ）で示されるように、第２リバース長さＲ２
が過大となって、ループワイヤ５の立上部５ａ周りにリ
バース時の加工ぐせが残った状態となる。また、Ｒ２＜
（２／１５）×Ｌ２では、図４の（ｂ）で示されるよう
に、第２リバース長さＲ２が過小となって、ループワイ
ヤ５の傾斜下降部５ｃが長くなり、この傾斜下降部５ｃ
が下方に垂れた状態となる。
【００３１】さらに、半導体素子１とリード３との上面
間の段差距離をｈ２とし、Ｋ＝（ｈ１＋ｈ２）／（Ｌ２
−Ｌ１）とすると、第２リバース角度θ２（単位度）の
実験で求められた最適範囲は、 ｔａｎ−１Ｋ≦θ２≦（７／２）×ｔａｎ−１Ｋ・・・・・・・・・（２） θ２≦６０ ・・・・・・・・・（３） で示される。ここで、ループ高さｈ１＝０．２ｍｍ、段
差距離ｈ２＝０．４ｍｍとした場合、Ｌ１の最小値はＬ
１≒Ｒ２＝（２／１５）×Ｌ２、Ｌ１の最大値はＬ１≒
Ｒ２＝（８／１５）×Ｌ２であるから、式（２）は、 ｔａｎ−１｛ 9/(13×L2 )｝≦θ2 ≦ (7/2)×ｔａｎ
−１ ｛ 9/(7×L2）｝・（4)のように書き換えられ、こ
れが図３に示されている。例えばθ２＞ (7/2)×tan
−１ ｛ 9/(7 ×L2）｝では、図４の（ｃ）で示される
ように、ループワイヤ５の水平部５ｂにへこみが生じて
しまい、θ２＜ ｔａｎ−１｛ 9/(13×L2 )｝では、図
４の（ｄ）で示されるように、ループワイヤ５の水平部
５ｂがリード３側に傾斜してしまい、水平状態を保てな
くなって、３角ループ状となる。
【００３２】さらに、第１リバース角度θ１はキャピラ
リー１０が円弧状に移動している場合に、金属細線Ｗの
各部の張力を釣り合わせるために、ループ長さＬ２に応
じて小さく設定する必要がある。そして、第１リバース
角度θ１（単位度）の実験で求められた最適範囲は、 ５≦θ１≦５０ ・・・・・・・・・・（５） である。
【００３３】以上のように、ループ長さＬ２が０．５≦
Ｌ２≦１２（単位ｍｍ）の範囲において、式（１）、
（２）、（３）および（５）を満たすように、金属細線
Ｗを繰り出しつつ、パッド中心Ａ２からキャピラリー１
０の先端の垂直上昇とリード３とは逆側への水平移動と
を２回繰り返した後、このキャピラリー１０の先端を所
定距離垂直上昇させ、つぎにキャピラリー１０と金属細
線Ｗとの相対移動を無くした状態で、キャピラリー１０
の先端をリード３側へ所定距離水平移動した後、これを
円弧状にリード３上へ下降させれば、半導体素子１のパ
ッド１ａとリード３とを、適正な立上部５ａと、適正な
水平部５ｂと、適正な傾斜下降部５ｃを有した適正なル
ープワイヤ５で接続できる。
【００３４】実施例２． この実施例２に係る半導体装置を図１を参照しつつ説明
する。実施例１で説明したワイヤボンディング方法によ
って半導体素子１のパッド１ａとリード３間にループワ
イヤ５を形成した場合、ループワイヤ５の形状は以下の
条件を満たしている。
【００３５】まず、パッド中心Ａ２から屈曲点Ｊまでの
ループワイヤ５の水平長さＬ１は第２リバース長さＲ２
とほぼ等しいため、式（１）から水平長さＬ１の満たす
条件は、ループ長さＬ２が、０．５≦Ｌ２≦１２（単位
ｍｍ）の範囲にある場合、 （２／１５）×Ｌ２≦Ｌ１≦（８／１５）×Ｌ２ ・・・・（６） となる。
【００３６】また、ループワイヤ５の水平部５ｂと傾斜
下降部５ｃとがなす半導体素子１側の角度αは∠Ｆ２Ｅ
２Ｃ２、すなわち（１８０度−θ２）とほぼ等しいた
め、式（２）から角度α（単位度）の満たす条件は、 180−(7/2) ×ｔａｎ−１Ｋ≦α≦180−ｔａｎ−１Ｋ・・・・（７） となり、かつ、式（３）から、 １２０≦α≦１８０ ・・・・・・・・・・（８） となる。
【００３７】なお、ループワイヤ５のループ高さｈ１
は、（５）式および金属細線Ｗの径、加熱硬化等から１
００≦ｈ１≦３００（単位μm ）である。
【００３８】したがって、実施例１で説明したワイヤボ
ンディング方法によって形成された半導体装置のループ
ワイヤ５は、式（６）、（７）、（８）を満たすもので
ある。
【００３９】実施例３． この実施例３のワイヤボンディング方法は実施例１，２
で説明したワイヤボンディング方法の改良に関するもの
であり、実施例１，２のワイヤボンディング方法の説明
において使用した符号や記号は本実施例３においてもそ
のまま使用する。
【００４０】また、この実施例３のワイヤボンディング
方法は、半導体素子１のパッド１ａとリード３とを台形
ループ状のループワイヤ５で接続する場合に生じる固有
の問題を明らかにすることにより、その内容が明確化さ
れる。したがって、まず固有の問題点について図７乃至
図９を参照しつつ説明する。
【００４１】図７はワイヤボンディングにおいて台形ル
ープ状のループワイヤを形成するためのキャピラリー先
端の移動ルートを示す図、図８はワイヤボンディング時
における半導体素子周りの平面図である。
【００４２】図において、１１は先端部にキャピラリー
１０がほぼ９０度の角をなすように取り付けられ、この
キャピラリー１０を図８の矢印Ａで示される左右方向、
矢印Ｂで示される前後方向、および図７の矢印Ｃで示さ
れる上下方向に移動させるボンディングヘッドとしての
ＵＳホーンである。このＵＳホーン１１は例えば半導体
素子１より後方の半導体素子１の０度側に前後方向Ｂに
向くように配置され、図７で示されるように、先端側が
上向きに位置した傾斜状態で配置されている。したがっ
て、キャピラリー１０は下端（先端）側が前方Ｂａ側を
向くよう傾斜された状態となっている。
【００４３】ψは半導体素子１のパッド１ａとリード３
間を接続するループワイヤ５の平面上の方向と、ＵＳホ
ーン１１が半導体素子１側に水平移動する方向ｍとのな
す角度のうち、リード３側に向いたＵＳホーン１１側の
角度（以下ループ角度という）である。この場合、半導
体素子１周りに配置されるリード３の位置によって、ル
ープ角度ψは０から１８０度の間の種々の値をとる。例
えば、半導体素子１のパッド１ａがリード３より前方側
にあれば、ループ角度ψは９０度より小さい鋭角（以下
この状態のループ角度ψをψ１で示す）となり、半導体
素子１のパッド１ａがリード３より後方側にあれば、ル
ープ角度ψは９０度より大きい鈍角（以下この状態のル
ープ角度ψをψ２で示す）となる。
【００４４】Ｑ１はループ角度ψが鋭角となるψ１の状
態にリード３が配置されている場合に、半導体素子１の
パッド１ａとリード３間を台形ループ状のループワイヤ
５で接続するために、キャピラリー１０の先端が、金属
細線Ｗを繰り出しつつ移動する設定移動ルートを示す。
この設定移動ルートＱ１は、図７で示されるように、パ
ッド中心Ａ１０からＢ１０点までの垂直上昇と、Ｂ１０
点からリード３と逆側のＣ１０点までの水平移動と、Ｃ
１０点からＤ１０点までの垂直上昇と、Ｄ１０点からリ
ード３と逆側のＥ１０点までの水平移動と、Ｅ１０点か
らＦ１０点までの垂直上昇とから形成されている。
【００４５】Ｑ２はループ角度ψが鈍角となるψ２の状
態にリード３が配置されている場合に、同様にしてキャ
ピラリー１０の先端が移動する設定移動ルートを示す。
この設定移動ルートＱ２は、図７で示されるように、設
定移動ルートＱ１と同様に、パッド中心Ａ２０からＢ２
０点、Ｃ２０点、Ｄ２０点、Ｅ２０点、Ｆ２０点を通っ
た垂直上昇と水平移動とから形成されている。Ｓはキャ
ピラリー１０の先端が設定移動ルートＱ１または設定移
動ルートＱ２をたどる場合の、キャピラリー１０の設定
移動量である。
【００４６】キャピラリー１０の先端が設定移動ルート
Ｑ１を通ってＦ１０点に達すると、金属細線Ｗはパッド
中心Ａ１０からＣ１０点、Ｅ１０点を通ってＦ１０点に
達するようにキャピラリー１０から繰り出され、この繰
り出された金属細線Ｗにより、半導体素子１のパッド１
ａとリード３との間に適正なループワイヤ５が形成され
る。また、キャピラリー１０の先端が設定移動ルートＱ
２を通ってＦ２０点に達すると、金属細線Ｗはパッド中
心Ａ２０からＣ２０点、Ｅ２０点を通ってＦ２０点に達
するようにキャピラリー１０から繰り出され、この繰り
出された金属細線Ｗにより、半導体素子１のパッド１ａ
とリード３との間に適正なループワイヤ５が形成され
る。
【００４７】一方、キャピラリー１０の先端が設定移動
ルートＱ１中で水平移動を行なう場合、図７で示される
ように、キャピラリー１０の金属細線Ｗの繰出軸線１０
ａとキャピラリー１０の先端が移動する方向とのなす角
度βは鈍角となる。このため、キャピラリー１０の先端
において、キャピラリー１０と金属細線Ｗとに働く摩擦
力抵抗は角度βが直角の場合に比べ大きな値となる。ま
た、キャピラリー１０が設定移動ルートＱ２中で水平移
動を行なう場合、キャピラリー１０の金属細線Ｗの繰出
軸線１０ａとキャピラリー１０の先端が移動する方向と
のなす角βは、鋭角となる。このため、キャピラリー１
０の先端において、キャピラリー１０と金属細線Ｗとに
働く摩擦抵抗は角度βが直角の場合に比べ小さな値とな
る。
【００４８】図９はキャピラリー先端の設定移動ルート
と実際移動ルートとを比較して示す図である。水平移動
時の摩擦抵抗の大きい設定移動ルートＱ１側では、Ｂ１
０点からＣ１０点に向かったキャピラリー１０の先端
は、Ｃ１０点には達しきれずＣ１１点までしか移動しな
い。このため、キャピラリー１０の先端はＣ１１点から
Ｄ１０点と同じ高さのＤ１１点まで垂直上昇した後、Ｄ
１１点からＥ１１点まで水平移動する。この場合、Ｄ１
１点とＥ１１点間の距離はＤ１０点とＥ１０点間の距離
より短い。そして、キャピラリー１０の先端はＥ１１点
からＦ１０点と同じ高さのＦ１１点まで移動する。した
がって、設定移動ルートＱ１側では、キャピラリー１０
の先端は一部破線で示される実際移動ルートを移動し、
キャピラリー１０の移動量は設定移動量Ｓより小さくな
る。
【００４９】すなわち、キャピラリー１０の先端が実際
移動ルートをたどった場合、金属細線Ｗはパッド中心Ａ
１０からＣ１１点、Ｅ１１点、Ｆ１１点を通るように繰
り出される。このため、第１リバース長さＲ１が必要量
より短くなって、ループワイヤ５のループ高さｈ１が低
くなるとともに、第２リバース長さＲ２も必要量より短
くなって、ループワイヤ５は半導体素子１のパッド１ａ
とリード３間で引っ張られた状態となり、ループ高さｈ
１はますます低くなる。
【００５０】また、水平移動時の摩擦抵抗の小さい設定
移動ルートＱ２側では、Ｂ２０点からＣ２０点に向かっ
たキャピラリー１０の先端は、Ｃ２０点を超えてＣ２１
点まで達する。このため、キャピラリー１０の先端はＣ
２１点からＤ２０と同じ高さのＤ２１点まで垂直上昇し
た後、Ｄ２１点からＥ２１点まで水平移動する。この場
合、Ｄ２１点とＥ２１点間の距離はＤ２０点とＥ２０点
間の距離より長い。そして、キャピラリー１０の先端は
Ｅ２１点からＦ２０点と同じ高さのＦ２１点まで移動す
る。したがって、設定移動ルートＱ２側では、キャピラ
リー１０の先端は一部破線で示される実際移動ルートを
移動し、キャピラリー１０の移動量は設定移動量Ｓより
大きくなる。
【００５１】すなわち、キャピラリー１０の先端が実際
移動ルートをたどる場合、金属細線Ｗはパッド中心Ａ２
０からＣ２１点、Ｅ２１点、Ｆ２１点を通るように繰り
出される。このため、第１リバース長さＲ１が必要量よ
り長くなって、ループワイヤ５のループ高さｈ１が高く
なるとともに、第２リバース長さＲ２も必要量より長く
なって、ループワイヤ５のループ高さｈ１はますます高
くなる。
【００５２】以上のように、半導体素子１周りに複数配
置されるリード３の位置によって、形成されたループワ
イヤ５のループ高さｈ１にばらつきが生じてしまい、で
きあがった半導体装置の品質にばらつきがでてしまうと
いう問題が生じる。そして、この傾向はループ長さＬ２
が長くなればなるほど大きくなる。
【００５３】
【表１】 表１は設定移動ルートＱ１（ψ＝０度）側と設定移動ル
ートＱ２（ψ＝１８０度）側とで、ループワイヤ５を形
成した場合の、ループ高さｈ１（μm ）の変化等を示し
ている。設定移動ルートＱ１側では、ループ長さＬ２が
長くなるにしたがい、ループ高さｈ１は低くなり、設定
移動ルートＱ２側では、ループ長さＬ２が長くなるにし
たがい、ループ高さｈ１は高くなる。したがって、設定
移動ルートＱ１側と設定移動ルートＱ２側とのループ高
さｈ１の差は、ループ長さＬ２が大きくなると次第に大
きくなる。
【００５４】つぎに、この発明の一実施例に係るワイヤ
ボンディング方法を図５および図６を参照しつつ説明す
る。
【００５５】図５はキャピラリー先端の設定移動ルート
と補正移動ルートの一例とを比較して示す図である。ル
ープ角度ψが鋭角となるψ１の状態にリード３が配置さ
れている場合（図８参照）、キャピラリー１０の先端を
設定移動ルートＱ１に沿って移動させても、キャピラリ
ー１０の水平移動時にキャピラリー１０と金属細線Ｗの
摩擦抵抗が大きくなるため、キャピラリー１０は設定移
動量Ｓだけ移動できない。また、ループ角度ψが鈍角と
なるψ２の状態にリード３が配置されている場合（図８
参照）、キャピラリー１０の先端を設定移動ルートＱ２
に沿って移動させると、キャピラリー１０の水平移動時
にキャピラリー１０と金属細線Ｗの摩擦抵抗が小さくな
るため、キャピラリー１０は設定移動量Ｓより多く移動
する。
【００５６】したがって、この実施例３のワイヤボンデ
ィング方法では、ループ角度ψの大きさによって、キャ
ピラリー１０の移動量を変化させるようにした。すなわ
ち、ループ角度ψが鋭角となるψ１の状態では、金属細
線Ｗを繰り出しつつ移動するキャピラリー１０の移動量
を増加させ、ループワイヤ５において不足する金属細線
Ｗの量をこれで補うとともに、ループ角度ψが鈍角とな
るψ２の状態では、金属細線Ｗを繰り出しつつ移動する
キャピラリー１０の移動量を減少させ、ループワイヤ５
において過剰となる金属細線Ｗの量をこれで吸収するよ
うにした。
【００５７】具体的には、キャピラリー１０の先端が設
定移動ルートＱ１を移動する場合、キャピラリー１０の
先端を実際移動ルートに沿って、パッド中心Ａ１０から
Ｂ１０点、Ｃ１１点、Ｄ１１点、Ｅ１１点と移動させた
後、これをＦ１１点よりΔ１だけ高いＦ１２点まで移動
させる。このことにより、キャピラリー１０より繰り出
される金属細線Ｗの量も、不足するΔ１だけ長く繰り出
されることとなり、ループワイヤ５が半導体素子１のパ
ッド１ａとリード３間で引っ張られて、ループ高さｈ１
が低くなることはない。
【００５８】また、キャピラリー１０の先端が設定移動
ルートＱ２を移動する場合、キャピラリー１０の先端を
実際移動ルートに沿って、パッド中心Ａ２０からＢ２０
点、Ｅ２１点、Ｅ２１点と移動させた後、これをＦ２１
点よりΔ２だけ低いＦ２２点まで移動させる。このこと
により、キャピラリー１０より繰り出される金属細線Ｗ
の量も、過剰なΔ２だけ短くなるため、ループワイヤ５
が過剰となって、ループ高さｈ１が高くなることはな
い。なお、キャピラリー１０の移動量の増減は、キャピ
ラリー１０の垂直上昇時のみでなく、水平移動時に行な
ってもよい。
【００５９】つぎに、ループ長さＬ２とループ角度ψが
変化した場合に、ループ高さｈ１が等しい最適なループ
ワイヤ５を形成するために必要とされるキャピラリー１
０の移動量の詳細ついて説明する。ここで、ループ長さ
Ｌ２を変数とするのは、ループ長さＬ２の増減によっ
て、キャピラリー１０の水平移動量が大幅に変化するか
らであり、ループ角度ψを変数とするのは、キャピラリ
ー１０の水平移動時に、ループ角度ψによってキャピラ
リー１０の金属細線Ｗの繰出軸線１０ａとキャピラリー
１０の先端の移動方向とのなす角度βが変化し、金属細
線Ｗとキャピラリー１０の摩擦抵抗が変わってくるから
である。
【００６０】キャピラリー１０の先端が設定移動ルート
Ｑ１またはＱ２をたどる場合の、キャピラリー１０から
の金属細線Ｗの設定繰出量、すなわち、半導体素子１の
パッド１ａとリード３との間を台形ループ状の金属細線
Ｗ（ループワイヤ５）により接続するために設定され
た、キャピラリー１０からの金属細線Ｗの繰出量をＰ１
とし、ループ長さをＬ２（単位ｍｍ）とし、ループ角度
をψ（単位ラジアン）とし、比例定数をＮとした場合、
キャピラリー１０からの金属細線Ｗの補正後の繰出量Ｐ
２は、実験的に、 Ｐ２＝｛Ｎ×（Ｌ２−３）×（ψ−π／２）＋１｝×Ｐ１・・・・ （９） のように示される。
【００６１】したがって、ｎ＝Ｐ２−Ｐ１とした場合
に、ｎが正の値であれば、例えばキャピラリー１０が金
属細線Ｗを繰り出しつつ最終的に上昇する位置（設定移
動ルートＱ１の場合はＥ１０点）をｎだけ上昇させれ
ば、その後、半導体素子１とリード３間にループ高さｈ
１が等しくなった最適なループワイヤ５が形成される。
またｎが負の値であれば、例えばキャピラリー１０が金
属細線Ｗを繰り出しつつ最終的に上昇する位置（設定移
動ルートＱ２の場合はＥ２０点）をｎだけ下降させれ
ば、その後、半導体素子１とリード３間にループ高さｈ
１が等しくなった最適なループワイヤ５が形成される。
【００６２】ここで、半導体素子１とリード３との表面
間の段差距離ｈ２を０．２ｍｍとし、ループ長さＬ２を
３〜６ｍｍとした場合に、比例定数Ｎは実験的に−２.
３×１０−５〜−４.０×１０−５の範囲に定められ
る。
【００６３】図６は比例定数Ｓが上記範囲にある場合の
補正係数Ｍ、すなわち、Ｎ×（Ｌ２−３）×（ψ−π／
２）＋１の値の変化を示している。
【００６４】
【表２】 表２は式（９）によりキャピラリー１０の移動量を補正
した場合に、設定移動ルートＱ１（ψ＝０度）側と設定
移動ルートＱ２（ψ＝１８０度）側とで、ループワイヤ
５を形成した場合の、ループ高さｈ１（μm ）の変化等
を示す表である。この表２からわかるように、ループ長
さＬ２の大きさにかかわらず、設定移動ルートＱ１側と
設定移動ルートＱ２側との、ループワイヤ５のループ高
さｈ１はほぼ等しく、両者のループ高さｈ１の差はほぼ
０に等しいことがわかる。
【００６５】
【発明の効果】この発明は、以上のように構成されてい
るので、以下に記載されるような効果を奏する。この発
明の請求項１のワイヤボンディング方法に係る発明によ
れば、キャピラリーの第１回目の垂直上昇量に対する水
平移動量の逆正接をθ１（単位度）、キャピラリーの第
２回目の垂直上昇量に対する水平移動量の逆正接をθ２
（単位度）、キャピラリー先端の第１回目の水平移動後
の点からこのキャピラリー先端の第２回目の水平移動後
の点までの距離をＲ２、パッドへのボンディング点から
台形ループ状の金属細線のリード側への傾斜下降開始点
までの水平距離をＬ１、パッドへのボンディング点から
リードへのボンディング点までの水平距離をＬ２、台形
ループ状の金属細線の立上部の高さをｈ１、パッドとリ
ードとの表面間の段差距離をｈ２とした場合に、Ｋ＝
(ｈ１＋ｈ２)/(Ｌ２−Ｌ１) とすれば、０.５≦Ｌ２≦
１２（単位ｍｍ）の条件下、５≦θ１≦５０、ｔａｎ
−１Ｋ≦θ２≦（７／２）×ｔａｎ−１Ｋ、θ２≦６
０、（２／１５）×Ｌ２≦Ｒ２≦（８／１５）×Ｌ２、
となる条件を満たすようにキャピラリーを移動させてい
るので、半導体素子のパッドとリードとを、確実に、台
形ループ状の金属細線で適正に接続できる。
【００６６】この発明の請求項２の半導体装置に係る発
明は、パッドへのボンディング点から台形ループ状の金
属細線のリード側への傾斜下降開始点までの水平距離を
Ｌ１、パッドへのボンディング点からリードへのボンデ
ィング点までの水平距離をＬ２、台形ループ状の金属細
線の立上部の高さをｈ１、パッドとリードとの表面間の
段差距離をｈ２、台形ループ状の金属細線の水平部と傾
斜下降部とのなす角のうち半導体素子側の角度をα（単
位度）とした場合に、Ｋ＝(ｈ１＋ｈ２)/(Ｌ２−Ｌ１)
とすれば、（２／１５）×Ｌ２≦Ｌ１≦（８／１５）×
Ｌ２、０.５≦Ｌ２≦１２（単位ｍｍ）、１８０−(７/
２) ×ｔａｎ−１Ｋ≦α≦１８０−ｔａｎ−１Ｋ 、１
２０≦α≦１８０、の条件を満たすように半導体素子の
パッドとリード間に台形ループ状の金属細線が形成され
ているので、台形ループ状の金属細線がさらに適正に形
成され、半導体装置の品質の更なる向上が図られる。
【００６７】この発明の請求項３のワイヤボンディング
方法に係る発明によれば、キャピラリーの金属細線を繰
り出す軸線方向と、このキャピラリーの水平移動時の移
動方向とのなす角度が鈍角の場合は、金属細線を繰り出
しつつ移動するキャピラリーの移動量を設定値より増加
させ、角度が鋭角の場合は、金属細線を繰り出しつつ移
動するキャピラリーの移動量を設定値より減少させるよ
うにしているので、請求項１の発明の場合において、半
導体素子のパッドとリード間に形成される台形ループ状
の金属細線の高さの均一化が図れ、半導体素子のパッド
とリードとを台形ループ状の金属細線で適正に接続でき
る。
【００６８】この発明の請求項４のワイヤボンディング
方法に係る発明によれば、キャピラリーを移動させるボ
ンディングヘッドの半導体素子側への水平移動方向と、
平面上におけるこの半導体素子のパッドとリードとを結
ぶ線とのなすループ角をψ（単位ラジアン）、パッドへ
のボンディング点からリードへのボンディング点までの
台形ループ状の金属細線の水平距離をＬ２（単位ｍ
ｍ）、パッドとリードとの間を台形ループ状の金属細線
により接続するために設定された、キャピラリーからの
金属細線の繰出量をＰ１、比例定数をＭとした場合に、
Ｐ２＝｛Ｍ×（Ｌ２−３）×（ψ−π／２）＋１｝×Ｐ
１、にて算出された金属細線の補正後の繰出量Ｐ２だ
け、金属細線を繰り出すよう、この金属細線繰り出し時
のキャピラリーの移動量を定めるようにしているので、
半導体素子のパッドとリード間に形成される台形ループ
状の金属細線の高さの更なる均一化が図れ、半導体素子
のパッドとリードとを台形ループ状の金属細線で適正に
接続できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施例１に係るワイヤボンディン
グ方法の説明図である。
【図２】 図１のワイヤボンディング方法における、ル
ープ高さに対する第２リバース長さの最適範囲を示すグ
ラフである。
【図３】 図１のワイヤボンディング方法における、ル
ープ長さに対する第２リバース角度の最適範囲を示すグ
ラフである。
【図４】 図１のワイヤボンディング方法において、第
２リバース長さと第２リバース角度が不適当な範囲にあ
る場合の、ループワイヤの形状を示す図である。（ａ）
は第２リバース長さが長すぎる場合を示し、（ｂ）は第
２リバース長さが短すぎる場合を示す。また、（ｃ）は
第２リバース角度が大きすぎる場合を示し、（ｄ）は第
２リバース角度が小さすぎる場合を示している。
【図５】 この発明の実施例３に係るワイヤボンディン
グ方法の説明図である。
【図６】 図５のワイヤボンディング方法において、比
例定数が一定の範囲にある場合に、ループ角度に対する
補正係数の値を示す図である。
【図７】 図５のワイヤボンディング方法を説明する場
合に前提となる図であり、台形ループ状のループワイヤ
を形成するためのキャピラリー先端の移動ルートを示す
図である。
【図８】 図５のワイヤボンディング方法を説明する場
合に前提となる図であり、ワイヤボンディング時におけ
る半導体素子周りの平面図である。
【図９】 図５のワイヤボンディング方法を説明する場
合に前提となる図であり、キャピラリー先端の設定移動
ルートと実際移動ルートとを比較して示す図である。
【図１０】 従来のワイヤボンディング方法の説明図で
ある。
【図１１】 従来のワイヤボンディング方法において、
ループ長さが長い場合の形成されたループワイヤの形状
を示す図である。
【図１２】 台形ループ状のループワイヤの形状説明で
ある。
【符号の説明】
１ 半導体素子、 １ａ パッド、 ３ リード、 ５
ループワイヤ（台形ループ状の金属細線）、 ５ａ
立上部、 ５ｂ 水平部、 ５ｃ 傾斜下降部、 １０
キャピラリー、 １１ ＵＳホーン（ボンディングヘ
ッド）、 ｈ１ループ高さ（立上部の高さ）、 ｈ２
段差距離、 Ｌ１ 水平距離、 Ｌ２ループ長さ（水平
距離）、 Ｒ１ 第１リバース長さ（距離）、 Ｒ２
第２リバース長さ（距離）、 θ１ 第１リバース角度
（逆正接）、 θ２ 第２リバース角度（逆正接）、
Ｗ 金属細線、 ψ ループ角度。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−142941（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−273135（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−189942（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−318943（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−177195（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−211193（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−67643（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/60 301

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 半導体素子のパッドからの立上部と、こ
    の立上部からリード側に向かって延びる水平部と、この
    水平部から前記リードに向かって延びる傾斜下降部とを
    有した台形ループ状の金属細線で、前記半導体素子のパ
    ッドと前記リードとを接続するワイヤボンディング方法
    であって、 キャピラリーの先端から繰り出された前記金属細線の一
    端を前記パッドにボンディングした後、このキャピラリ
    ーから前記金属細線を繰り出させつつ、このキャピラリ
    ーの垂直上昇と前記リードとは逆側への水平移動とを２
    回繰り返して行った後、さらに、このキャピラリーの所
    定高さまでの垂直上昇を行ない、つぎに、このキャピラ
    リーと前記金属細線との相対移動を無くした状態で、こ
    のキャピラリーを所定量前記リード側に水平移動させた
    後、このキャピラリーを前記リード側に円弧状に移動さ
    せ、前記金属細線の他端側を前記リード上にボンディン
    グするワイヤボンディング方法において、 所定量キャピラリーの第１回目の垂直上昇量に対する水
    平移動量の逆正接をθ１（単位度）、前記キャピラリー
    の第２回目の垂直上昇量に対する水平移動量の逆正接を
    θ２（単位度）、前記キャピラリー先端の第１回目の水
    平移動後の点からこのキャピラリー先端の第２回目の水
    平移動後の点までの距離をＲ２、前記パッドへのボンデ
    ィング点から前記台形ループ状の金属細線の前記リード
    側への傾斜下降開始点までの水平距離をＬ１、前記パッ
    ドへのボンディング点から前記リードへのボンディング
    点までの水平距離をＬ２、前記台形ループ状の金属細線
    の立上部の高さをｈ１、前記パッドと前記リードとの表
    面間の段差距離をｈ２とした場合に、Ｋ＝(ｈ１＋ｈ２)
    /(Ｌ２−Ｌ１) とすれば、０．５≦Ｌ２≦１２（単位ｍ
    ｍ）の条件下、 ５≦θ１≦５０、 ｔａｎ−１Ｋ≦θ２≦（７／２）×ｔａｎ−１Ｋ、 θ２≦６０、 （２／１５）×Ｌ２≦Ｒ２≦（８／１５）×Ｌ２、 となる条件を満たすように前記キャピラリーを移動させ
    ることを特徴とするワイヤボンディング方法。
  2. 【請求項２】 半導体素子のパッドからの立上部と、こ
    の立上部からリード側に向かって延びる水平部と、この
    水平部から前記リード上に向かって延びる傾斜下降部と
    を有した台形ループ状の金属細線で、前記半導体素子の
    パッドと前記リードとが接続されている半導体装置にお
    いて、 前記パッドへのボンディング点から前記台形ループ状の
    金属細線の前記リード側への傾斜下降開始点までの水平
    距離をＬ１、前記パッドへのボンディング点から前記リ
    ードへのボンディング点までの水平距離をＬ２、前記台
    形ループ状の金属細線の立上部の高さをｈ１、前記パッ
    ドと前記リードとの表面間の段差距離をｈ２、前記台形
    ループ状の金属細線の前記水平部と前記傾斜下降部との
    なす角のうち前記半導体素子側の角度をα（単位度）と
    した場合に、Ｋ＝(ｈ１＋ｈ２)/(Ｌ２−Ｌ１) とすれ
    ば、 （２／１５）×Ｌ２≦Ｌ１≦（８／１５）×Ｌ２、 ０．５≦Ｌ２≦１２（単位ｍｍ）、 １８０−(７/２) ×ｔａｎ−１ Ｋ≦α≦１８０−ｔａｎ−１Ｋ 、 １２０≦α≦１８０、 の条件を満たすように前記台形ループ状の金属細線が形
    成されていることを特徴とする半導体装置。
  3. 【請求項３】 キャピラリーの先端から繰り出された金
    属細線の一端を半導体素子のパッドにボンディングした
    後、 このキャピラリーから前記金属細線を繰り出させつつ、
    このキャピラリーの垂直上昇とリードとは逆側への水平
    移動とを２回繰り返して行なった後、さらに、このキャ
    ピラリーの所定高さまでの垂直上昇を行ない、 つぎに、このキャピラリーと前記金属細線との相対移動
    を無くした状態で、このキャピラリーを所定量前記リー
    ド側に水平移動させた後、このキャピラリーを前記リー
    ド側に円弧状に移動させ、前記金属細線の他端側を前記
    リード上にボンディングして、前記半導体素子のパッド
    と前記リードとを、このパッドからの立上部と、この立
    上部からの前記リード側への水平部と、この水平部から
    の前記リード上への傾斜下降部とを有した台形ループ状
    の金属細線で接続するワイヤボンディング方法であっ
    て、 前記キャピラリーの前記金属細線を繰り出す軸線方向
    と、このキャピラリーの前記水平移動時の移動方向との
    なす角度が鈍角の場合は、前記金属細線を繰り出しつつ
    移動する前記キャピラリーの移動量を設定値より増加さ
    せ、前記角度が鋭角の場合は、前記金属細線を繰り出し
    つつ移動する前記キャピラリーの移動量を設定値より減
    少させることを特徴とするワイヤボンディング方法。
  4. 【請求項４】 キャピラリーの先端から繰り出された金
    属細線の一端を半導体素子のパッドにボンディングした
    後、 このキャピラリーから前記金属細線を繰り出させつつ、
    このキャピラリーの垂直上昇とリードとは逆側への水平
    移動とを２回繰り返して行なった後、さらに、このキャ
    ピラリーの所定高さまでの垂直上昇を行ない、 つぎに、このキャピラリーと前記金属細線との相対移動
    を無くした状態で、このキャピラリーを所定量前記リー
    ド側に水平移動させた後、このキャピラリーを前記リー
    ド側に円弧状に移動させ、前記金属細線の他端側を前記
    リード上にボンディングして、前記半導体素子のパッド
    と前記リードとを、このパッドからの立上部と、この立
    上部からの前記リード側への水平部と、この水平部から
    の前記リード上への傾斜下降部とを有した台形ループ状
    の金属細線で接続するワイヤボンディング方法であっ
    て、 前記キャピラリーを移動させるボンディングヘッドの前
    記半導体素子側への水平移動方向と、平面上におけるこ
    の半導体素子の前記パッドと前記リードとを結ぶ線との
    なすループ角をψ（単位ラジアン）、前記パッドへのボ
    ンディング点から前記リードへのボンディング点までの
    前記台形ループ状の金属細線の水平距離をＬ２（単位ｍ
    ｍ）、前記パッドと前記リードとの間を台形ループ状の
    金属細線により接続するために設定された、前記キャピ
    ラリーからの前記金属細線の繰出量をＰ１、比例定数を
    Ｎとした場合に、 Ｐ２＝｛Ｎ×（Ｌ２−３）×（ψ−π／２）＋１｝×Ｐ１、 で算出された前記金属細線の補正後の繰出量Ｐ２だけ、
    前記金属細線を繰り出すよう、この金属細線繰り出し時
    の前記キャピラリーの移動量を定めることを特徴とする
    ワイヤボンディング方法。
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