JPH0131297B2 - - Google Patents

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JPH0131297B2
JPH0131297B2 JP60172342A JP17234285A JPH0131297B2 JP H0131297 B2 JPH0131297 B2 JP H0131297B2 JP 60172342 A JP60172342 A JP 60172342A JP 17234285 A JP17234285 A JP 17234285A JP H0131297 B2 JPH0131297 B2 JP H0131297B2
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JP
Japan
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wire bonding
bonding
wire
wedge
ultrasonic
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JP60172342A
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Kazuhisa Takashima
Tokio Iguchi
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Hitachi Ltd
Renesas Eastern Japan Semiconductor Inc
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Hitachi Tokyo Electronics Co Ltd
Hitachi Ltd
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    • H10W72/5363Shapes of wire connectors the connected ends being wedge-shaped

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  • Wire Bonding (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体装置のワイヤボンダに関し、特
に半導体装置のワイヤボンデイング部における寸
法のばらつきに応じてボンデイング作用を制御
し、ボンデイング速度の高速化を図るようにした
ワイヤボンダに関するものである。
半導体装置におけるワイヤボンデイング方式に
は種々のものがあるが、例えば超音波ワイヤボン
デイング方式は、超音波エネルギにより被ボンデ
イング体にボンデイングワイヤを加圧振動させな
がら相互の新鮮面を露出させて塑性変形による固
相接合を行なうものである。そして、この種のワ
イヤボンデイングを行なうワイヤボンダとして
は、第1図に示すように、超音波振動子を接続し
たホーン3の先端にボンデイング用端子であるウ
エツジ1を取着し、駆動モータ11によつて回動
するカム9によりホーン3を上下に揺動すること
によりウエツジ1を下動してワイヤボンデイング
面に接触させ或いは上方へ離すような構成が提案
される。8はウエツジ1を前後左右に移動させる
XYテーブル、2はウエツジ1の先端に導かれた
ボンデイングワイヤであるアルミニウム線、20
は支持台30上に支持された被ボンデイング体
(半導体装置)である。
従つて、この種の装置を用いたワイヤボンデイ
ング法は、カム9の形状或はカムの回転速度を制
御してウエツジ1が第2図に実線で示すような上
下作動プロフイルとなるように設計しておき、ウ
エツジ1を上死点位置から最初は急速に、次いで
ゆつくりと下動してワイヤボンデイング面に接触
させる一方、予め定めた時間に達したときに超音
波振動子を作動して超音波ワイヤボンデイングを
行ない、完了後に残存振動の低減を持つてウエツ
ジ1を急速に上動復帰させるようなプログラムに
て行なわれる。尚、このボンデイングはペレツト
側とリード側とで交互に行なわれる。また、ウエ
ツジをゆつくりと下動するのは、ワイヤボンデイ
ング面にウエツジが衝撃をもつて接触することに
よつて生じるワイヤ接合性の悪化、ウエツジやワ
イヤボンデイング面の破損を防ぐためである。
この様にウエツジの下降動作を高速化される技
術については、特開昭55−141736号公報に示され
ている。
しかしながら、通常の半導体装置においては、
例えば第3図にセラミツクパツケージの例を示す
ように、ペレツト21を固着材22にて固着した
セラミツクパツケージ本体23の部品精度のばら
つきや、このセラミツクパツケージ本体23に低
融点ガラス24にて取付けたリード25の部品精
度のばらつき、更にはこの低融点ガラス24への
リード25の埋込み深さのばらつきが大きく、こ
のためワイヤボンデイング面であるペレツト21
の上面高さHaやリード25の上面高さHb(いず
れもセラミツクパツケージ本体23の下面を基
準)にばらつきが生じている。
このため、ワイヤボンデイング面が基準高さよ
りも高い側にばらついて△Ha、△Hbいると、ウ
エツジは第2図に仮想線で示すように基準の接触
時点t0よりも幾分前の時点tyにおいてワイヤボン
デイング面に接触することになる。従つて、ウエ
ツジは超音波が発生するまでの間はワイヤボンデ
イング面に静止状態で接触し、超音波振動による
ボンデイングが完了された後に従来と同様に上動
復帰されることになる。この結果、ウエツジがワ
イヤボンデイング面に接触してから超音波ワイヤ
ボンデイングが始動されるまでの間、即ち待ち時
間txが必要以上に長くなり、ワイヤボンデイング
作用時間が長くなる原因の一つとなつている。
したがつて、本発明の目的は半導体装置の寸法
上のばらつきに応じてワイヤボンデイング作用の
プログラムを変化させ、これにより無駄な時間を
省いてボンデイングを高速化することができるワ
イヤボンデイング法及びワイヤボンダを提供する
ことにある。
この目的を達成するために本発明方法は、ボン
デイング用端子がワイヤボンデイング面に到達し
て接触したことを検出し、この接触時を基準とし
て所定の時間経過後に直ちにボンデイング作用を
行なわせるようにしたことを特徴とするものであ
る。また、本発明装置はボンデイング用端子がワ
イヤボンデイング面に接触したことを検出する検
出器と、この検出器からの信号に基づいて所定時
間後にワイヤボンデイング作用を始動させ得る制
御回路とを備えることを特徴とするものである。
以下、本発明を超音波ワイヤボンデイング方式
を例にとつて説明する。
先ず、本実施例の超音波ワイヤボンダを説明
し、次にその作用と共にワイヤボンデイング方法
を説明する。
第4図は本実施例の超音波ワイヤボンダの全体
構成図であり、図において、1はボンデイング用
端子であるウエツジで、ボンデイングワイヤであ
るアルミニウム線2がウエツジ1先端に導かれて
いる。3は超音波振動子4が接続されているホー
ンであり、一体に形成したホーン支持具5と共に
基台6に枢支され、その枢支点7を中心として上
下に揺動できるようになつている。8はこの基台
6を介してウエツジを前後左右に水平移動させる
XYテーブルであり、図外の制御機構によりウエ
ツジ1をペレツトやリード上のワイヤボンデイン
グ面に順次対向位置させるようになつている。9
は前記ホーン支持具5の一端に摺接しているカム
であり、ベルト手段10を介して駆動モータ11
により回転され、その回転速度変化に従つてホー
ン支持具5及びホーン3を上下に揺動させ、ウエ
ツジ1を上下動させる。尚、カム9はそのカム線
図が線型のものを使用し、駆動モータ11は速度
調整及び正逆転が可能なものを用いている。ま
た、20は被ボンデイング体である半導体装置、
30はこれを支持する支持台である。
12はウエツジ1がワイヤボンデイング面に接
触したことを検出する検出器で、前記ホーン支持
具5と電気的に絶縁されたレバー13に電気接続
されており、ウエツジ1が下降してワイヤボンデ
イング面に接触した際、レバー13がアースされ
たカム9から離れ、レバー13電圧が上がること
により、ウエツジ1がワイヤボンデイング面に接
触したことを検出するようになつている。
また、14は前記検出器12からの接触検出信
号に基ずいて超音波振動子4を発振させ、逆に超
音波振動子4の発振終了に基ずいて駆動モータ1
1を逆転させる制御回路である。即ち、この制御
回路14は、検出器12からの信号を受けたとき
に予め設定した時間をおいて始動信号を超音波振
動子4に送出するタイマ15と、超音波振動子4
が内蔵カウンタの作用により所定時間発振した直
後にこの超音波振動子4から逆送される信号を受
けて極短時間後にモータ回路17に信号を出力す
るタイマ16とを有している。モータ回路17は
タイマ16からの信号が入力されたときに、ウエ
ツジ1が略上死点位置に迄復動されるように駆動
モータ11を逆転させる機能を有している。尚、
駆動モータ11やカム9には回転角度を検出する
エンコーダや回転速度を検出するタコジエネレー
タ(いずれも図示せず)を設けており、これらと
前記モータ回路17との協働によつてウエツジ1
の上下動プロフイルを例えば第2図で説明したよ
うな特性に設定しているのである。
次に上記構成のワイヤボンダの作用と共に本発
明方法を説明する。
第5図に示すように、モータ回路17の作用に
よりウエツジ1が初めは急速に、次にゆつくりと
下動してきたときに、そのときのワイヤボンデイ
ング面の高さが基準面L1に対して高さH1,H2
はH3だけ高くばらついていれば、夫々点t1,t2
t3においてウエツジがワイヤボンデイング面に接
触する。従つてこのとき検出器12から検出信号
がタイマ15に出力され、タイマ15はそのとき
から所定時間ta経過後直ちに超音波振動子4を始
動して発振させ、超音波ボンデイングを開始す
る。つまり、第5図から明らかなように、ウエツ
ジの接触が早ければ、それだけ超音波ボンデイン
グが早く開始される。これにより、第2図に示し
た従来での待ち時間txを解消し、その分ボンデイ
ングを早めることができる。尚、タイマ15に設
定した時間taは、ウエツジがワイヤボンデイング
面に接触したときに生じる振動を減衰させるのに
必要とされる時間であり、直後のボンデイング作
用に悪い影響を与えないために設けられる。
そして、ワイヤボンデイング作用が終了すると
同時に振動子4からタイマ16に信号が出力さ
れ、ウエツジの残存振動が消滅するのに必要な極
短時間tbを経過後、タイマ16はモータ回路17
に信号を出力し、モータ11を高速で逆回転さ
せ、カム9を介してウエツジを上動復帰させるの
である。ウエツジが復帰すればエンコーダとモー
タ回路17との協働により再び前述のボンデイン
グ工程を繰返すことになる。
従つて、ワイヤボンデイング面が高い方にずれ
ていれば、基準面におけるボンデイングの工程時
間よりも、第5図に示すように夫々時間tc1,tc2
tc3だけ短縮することができる。
ここで、ウエツジがワイヤボンデイング面に接
触するときの衝突振動がボンデイング作用に影響
を与えないときには、タイマ15における所定時
間は極めて短かくでき、場合によつては設定時間
を0にすることも可能である。これは、ボンデイ
ング作用終了時におけるタイマ16においても同
様である。
また、前記実施例は超音波ボンデイングを例示
したが、超音波振動作用を圧着作用に置き換えれ
ば、ネイルヘツドボンデイングやウエツジボンデ
イング等の他の方式のボンデイングにも応用する
ことができる。
以上のように本発明のワイヤボンデイング方法
によれば、ボンデイング用端子がワイヤボンデイ
ング面に接触したことを検出すると、所定時間経
過後に直ちにボンデイング作用を行なうように
し、かつ本発明のワイヤボンダはこの作用を行な
い得るように構成したので、半導体装置に寸法上
のばらつきが生じていてもボンデイング用端子が
ワイヤボンデイング面に接触後は一定時間の内に
ボンデイングが完了されることになり、従来の待
ち時間を解消してその分ボンデイングの高速化を
図ることができる。また、ボンデイング用端子の
接触からボンデイング作用の開始までの時間が寸
法のばらつきに拘らず一定になるので、安定した
ボンデイングができ、ボンデイングの信頼性を高
めることができるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
第1図は超音波ボンデイング方式のワイヤボン
ダの模式的な側面構成図、第2図はこのワイヤボ
ンデイング方式におけるウエツジの上下動プロフ
イルを示す図、第3図は半導体装置における寸法
のばらつきを説明する断面図、第4図は本発明の
ワイヤボンダの一実施例を模式的に示す全体構成
図、第5図は本発明に係るワイヤボンダのウエツ
ジの上下動プロフイルを示す図である。 1……ウエツジ、2……アルミニウム線、3…
…ホーン、4……超音波発振子、8……XYテー
ブル、9……カム、11……駆動モータ、12…
…検出器、14……制御回路、15,16……タ
イマ、17……モータ回路、20……半導体装
置、21……ペレツト、23……セラミツクパツ
ケージ本体、25……リード。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 ダイボンデイングされたペレツトと外部導電
    性リードの各ワイヤボンデイング面の間にわたつ
    て移動し、かつ前記ワイヤボンデイング面に接触
    してワイヤボンデイングを行なうワイヤボンデイ
    ング用端子及びこの端子を振動させる超音波振動
    子を有するワイヤボンダにおいて、前記ワイヤボ
    ンデイング用端子がワイヤボンデイング面に接触
    したことを検出する検出器と、少なくともこの検
    出器からの信号に基づいて所定時間後にワイヤボ
    ンデイング作用を始動させる始動信号を前記超音
    波振動子に送りその後前記超音波振動子からの信
    号を受けて前記ワイヤボンデイング用端子が前記
    ワイヤボンデイング面から離間するように前記ワ
    イヤボンデイング用端子を上動させるためのモー
    タ回路に所定の信号を送る制御回路とを有するこ
    とを特徴とするワイヤボンダ。
JP60172342A 1985-08-07 1985-08-07 ワイヤボンダ Granted JPS61105852A (ja)

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JP60172342A JPS61105852A (ja) 1985-08-07 1985-08-07 ワイヤボンダ

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