JPH0377338A - ワイヤボンディング装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（概要）
キャピラリに超音波振動を与えてボンディングを行うワ
イヤボンディング装置に関し、ボンディングダメージを
無くし且つ同一のボンダビリティを得ることを可能とす
ることを目的とし、 キャピラリを超音波振動させてワイヤボンディングを行
うワイヤボンディング装置において、上記キャビラリに
捩り方向の超音波振動を与える手段を具備して構成する
。
イヤボンディング装置に関し、ボンディングダメージを
無くし且つ同一のボンダビリティを得ることを可能とす
ることを目的とし、 キャピラリを超音波振動させてワイヤボンディングを行
うワイヤボンディング装置において、上記キャビラリに
捩り方向の超音波振動を与える手段を具備して構成する
。
本発明はキャピラリに超音波振動を与えてボンディング
を行うワイヤボンディング装置に関する。
を行うワイヤボンディング装置に関する。
半導体装置の製造工程に使用されるワイヤボンディング
装置は、ダイのパッドヘボンデイング（第１のボンディ
ング）を行い、次にリードヘボンディング（第２のボン
ディング）を行う構成である。
装置は、ダイのパッドヘボンデイング（第１のボンディ
ング）を行い、次にリードヘボンディング（第２のボン
ディング）を行う構成である。
第１のボンディングについては、ボンディングダメージ
が発生しない構成であること、第２のボンディングにつ
いては、同一のボンダビリティが得られる構成であるこ
とが望ましい。
が発生しない構成であること、第２のボンディングにつ
いては、同一のボンダビリティが得られる構成であるこ
とが望ましい。
（従来の技術）
第１１図は従来のワイヤボンディング装置の１例を示す
。
。
１はキャピラリ、２は超音波振動子、３はホーンである
。
。
４はワイヤであり、先端にボール５が形成されている。
６はリードフレーム、７ａ、７ｂはリード、８はダイで
ある。
ある。
ボンディングは、押付は荷重、超高波振動の印加時間、
超音波振動子への印加電力を適当な条件に定めて行われ
る。
超音波振動子への印加電力を適当な条件に定めて行われ
る。
第１のボンディングは、キャピラリ１によりボール５を
第１２図（Ａ＞に示すようにダイ８のパッド上に押し付
け、同図（Ｂ）中下で示す期間に超音波振動子２を作動
させ、ホーン３を介しでキャピラリ１がたわみ＠動を起
こし矢印９方向に直線的に振動することにより行われる
。
第１２図（Ａ＞に示すようにダイ８のパッド上に押し付
け、同図（Ｂ）中下で示す期間に超音波振動子２を作動
させ、ホーン３を介しでキャピラリ１がたわみ＠動を起
こし矢印９方向に直線的に振動することにより行われる
。
ボール５は、第１３図及び第１４図に符号１８で示すよ
うに押し潰されてパッド１０にボンディングされる。
うに押し潰されてパッド１０にボンディングされる。
第２のボンディングも、キャピラリ１がワイヤ４をリー
ド７ａ又は７ｂに押し付け、たわみ振動により直線的に
振動することにより行われる。
ド７ａ又は７ｂに押し付け、たわみ振動により直線的に
振動することにより行われる。
（発明が解決しようとする課題）
パッド１０に対する第１のボンディングについてみると
、第１２図より分かるように、キャピラリ１は、押付は
荷重がたて振動している状態で直線的にたわみ振動する
。このため、キャピラリ１は直線振動方向上両端側でパ
ッド１０を打ち句けるように動作し、パッド１０の両端
側を衝撃力を集中的に受け、第１３図及び第１４図に示
すように、パッド１０の下側のＰＳＧ層１１にクラック
１２．１３が入るボンディングダメージが生ずることが
あった。
、第１２図より分かるように、キャピラリ１は、押付は
荷重がたて振動している状態で直線的にたわみ振動する
。このため、キャピラリ１は直線振動方向上両端側でパ
ッド１０を打ち句けるように動作し、パッド１０の両端
側を衝撃力を集中的に受け、第１３図及び第１４図に示
すように、パッド１０の下側のＰＳＧ層１１にクラック
１２．１３が入るボンディングダメージが生ずることが
あった。
このクラック１２．１３は電流のリークの原因となり、
またボンディング部分の剥離の原因ともなる。
またボンディング部分の剥離の原因ともなる。
なお第１４図中１４は８１基板、１５は保護被膜である
。
。
リードへの第２のボンディングについてみると、第１１
図中、ホーン３と直交する方向に延在するリード７ａに
対しては、第１５図中符号１６で示すようにボンディン
グされる。また第１１図中ホーン３と同方向に延在する
リード７ｂに対しては、第１６図中符号１７で示すよう
にボンディングされる。
図中、ホーン３と直交する方向に延在するリード７ａに
対しては、第１５図中符号１６で示すようにボンディン
グされる。また第１１図中ホーン３と同方向に延在する
リード７ｂに対しては、第１６図中符号１７で示すよう
にボンディングされる。
第１５図及び第１６図に示すように、リードの向きによ
って、超音波のかかる方向が異なるため、ボンディング
部１６．１７の形状が異なり、ボンダビリティが相違し
てしまう。
って、超音波のかかる方向が異なるため、ボンディング
部１６．１７の形状が異なり、ボンダビリティが相違し
てしまう。
本発明はボンディングダメージを無（し且つ同一のボン
ダビリティを得ることを可能ヒしたワイヤボンディング
装置を提供することを目的とする。
ダビリティを得ることを可能ヒしたワイヤボンディング
装置を提供することを目的とする。
本発明は、キャピラリを超音波振動させてワイヤボンデ
ィングを行うワイヤボンディング装置において、 上記キャピラリに捩り方向の超音波振動を与える手段を
具備して構成したものである。
ィングを行うワイヤボンディング装置において、 上記キャピラリに捩り方向の超音波振動を与える手段を
具備して構成したものである。
（作用）
キャピラリが捩り方向に振動するため、第１のボンディ
ングについては、パッドに作用する力が分散し、ボンデ
ィングダメージを無りシ得、第２のボンディングについ
ては、ボンディング部の形状が各リードについて等しく
なり、ボンダビリデイを同一とし得る。
ングについては、パッドに作用する力が分散し、ボンデ
ィングダメージを無りシ得、第２のボンディングについ
ては、ボンディング部の形状が各リードについて等しく
なり、ボンダビリデイを同一とし得る。
（実施例〕
第１図は本発明の第１実施例になるワイヤボンディング
装置を示す。同図中、第１１図に示す部分と゛同一部分
には同一符号を付し、その説明は省略する。
装置を示す。同図中、第１１図に示す部分と゛同一部分
には同一符号を付し、その説明は省略する。
第１図及び第２図中、２０は本発明の要部をなす超音波
捩り振動付与手段であり、その詳細は後述する。
捩り振動付与手段であり、その詳細は後述する。
２１はアーム、２２はアーム２１をＺ方向に移動させる
ヘッド、２３はＸ、Ｙ方向に移りするテーブル、２４は
ベース、２５はワークテーブル、２６はキャピラリであ
る３゜ ヘッド２２及びテーブル２３の移動により、ギヤピラリ
２６が、ワークテーブル２５上、第１のボンディングｆ
り置と第２のボンディング位置との間を順次移動する。
ヘッド、２３はＸ、Ｙ方向に移りするテーブル、２４は
ベース、２５はワークテーブル、２６はキャピラリであ
る３゜ ヘッド２２及びテーブル２３の移動により、ギヤピラリ
２６が、ワークテーブル２５上、第１のボンディングｆ
り置と第２のボンディング位置との間を順次移動する。
超音波捩り振動付与手段２０は、略円柱形状であり、深
さむが高さｈの１／２のである凹部３０を有する形状の
電歪ｌａ器３１と、この周面に設けた６つの電極３２〜
３７（高さ方向上ψ央の径方向反対側に配された一対の
電極３２．３３と、中央より上下に偏倚して且つ電極３
２．３３とは９０度ずれて配された夫々一対の電極３４
．３５及び３６．３７とよりなる〉と、電極３４〜３７
に直流１汗を加える直流電圧１１１３８と、電極３２゜
３３に交流電圧を加える交ａ電圧源３９とよりなる。
さむが高さｈの１／２のである凹部３０を有する形状の
電歪ｌａ器３１と、この周面に設けた６つの電極３２〜
３７（高さ方向上ψ央の径方向反対側に配された一対の
電極３２．３３と、中央より上下に偏倚して且つ電極３
２．３３とは９０度ずれて配された夫々一対の電極３４
．３５及び３６．３７とよりなる〉と、電極３４〜３７
に直流１汗を加える直流電圧１１１３８と、電極３２゜
３３に交流電圧を加える交ａ電圧源３９とよりなる。
電極３４〜３７に直流電圧を加えて偏倚電場を与えた状
態で、中央の電極３２．３３に交流電圧を加えると、電
歪磁器３１は、高さ方向上中央の位置Ｐを節として軸心
のまわりに矢印４ｏで示す超音波捩り振動する。このこ
とは、例えば工業調査会発行の「超音波、Ｉ学１の第１
４０頁に記載がある。
態で、中央の電極３２．３３に交流電圧を加えると、電
歪磁器３１は、高さ方向上中央の位置Ｐを節として軸心
のまわりに矢印４ｏで示す超音波捩り振動する。このこ
とは、例えば工業調査会発行の「超音波、Ｉ学１の第１
４０頁に記載がある。
電歪磁器３１は、超音波捩り振動がυＩ限されない状態
でアーム２１に固定してあり、且つキャピラリ２６を超
音波捩り振動させるようにキャピラリ２６が固定しであ
る。
でアーム２１に固定してあり、且つキャピラリ２６を超
音波捩り振動させるようにキャピラリ２６が固定しであ
る。
即ち、アーム２１の先端が電歪磁器３１の中心（Ｐ点）
をホールドしている。
をホールドしている。
これにより、電歪！１器３１の高さ方向上、上部側及び
下部側はホーン２１により妨げられることなく捩り振動
し、下部側と共にキャピラリ２６が矢印４０方向に振動
する。
下部側はホーン２１により妨げられることなく捩り振動
し、下部側と共にキャピラリ２６が矢印４０方向に振動
する。
次に、上記構成のワイヤボンディング装置によるワイヤ
ボンディング動作について説明する。
ボンディング動作について説明する。
ワイヤボンディングは、キャピラリ２６に直線上の振動
ではなく回転方向、即ち捩り方向の振動を与える以外は
、従来と同様に行われる。
ではなく回転方向、即ち捩り方向の振動を与える以外は
、従来と同様に行われる。
ダイ８上のバンド１０に対する第１のボンディングは、
第１２図（Ａ）に示すように拘重をかけ、同図（Ｂ）に
示すタイミングで超音波捩り振動付与手段２０を作動さ
せ、キャピラリ２６をその周面」コでの振幅が約１０μ
ｍ：の超音波捩り振動させて行う。第３図中、矢印４０
はキャピラリ２６の振動方向を示す。
第１２図（Ａ）に示すように拘重をかけ、同図（Ｂ）に
示すタイミングで超音波捩り振動付与手段２０を作動さ
せ、キャピラリ２６をその周面」コでの振幅が約１０μ
ｍ：の超音波捩り振動させて行う。第３図中、矢印４０
はキャピラリ２６の振動方向を示す。
これにより、キャピラリ２６がバッド］０に与える衝撃
力が従来に比べて広い範囲に分散され、バッド１０及び
この下面部分が、１ｖピラリ２６より受ける衝撃応力鉱
従来に比べて緩和され、第４図に示すように、ＰＳＧ謂
１１にクラックは発生しない。
力が従来に比べて広い範囲に分散され、バッド１０及び
この下面部分が、１ｖピラリ２６より受ける衝撃応力鉱
従来に比べて緩和され、第４図に示すように、ＰＳＧ謂
１１にクラックは発生しない。
即ち、第１のボンディングは、ボンディングダメージを
発生させずに行われる。
発生させずに行われる。
リード７ａ、７ｂに対する第２のボンディングについて
みると、キャピラリ２６が捩り振動であるため、ホーン
２１に対して略直方向に延在するリード７ａに対しては
、第５図中符号４２で示す如くになり、ホーン２１と略
同方向に延在するリード７ｂに対しては第６図中符号４
３で示す如くになる。両方のボンディング部４２．４３
の形状は同じである。他のリード上のボンディング部の
形状も上記と同じとなる。
みると、キャピラリ２６が捩り振動であるため、ホーン
２１に対して略直方向に延在するリード７ａに対しては
、第５図中符号４２で示す如くになり、ホーン２１と略
同方向に延在するリード７ｂに対しては第６図中符号４
３で示す如くになる。両方のボンディング部４２．４３
の形状は同じである。他のリード上のボンディング部の
形状も上記と同じとなる。
即ち、リードのホーンに対する延在方向の如何に関係な
く、ボンディング部の形状は全部同一となり、圧着幅Ｗ
が同一 となり、第２のボンディングについては全部に
ついて同一のボンダビリティが得られる。
く、ボンディング部の形状は全部同一となり、圧着幅Ｗ
が同一 となり、第２のボンディングについては全部に
ついて同一のボンダビリティが得られる。
なお、第１０ボンデイング部４４についても、第３図に
示すように、各バッドに対して全て円形となり、ボンダ
ビリティは同一となる。
示すように、各バッドに対して全て円形となり、ボンダ
ビリティは同一となる。
第７図、第８図は本発明の第２実施例を示す。
７−ム２１ａの先端はＬ字形状としてあり、このアーム
２１ａの先端が、電歪磁器３１の凹部３０内に嵌入して
、電歪磁器３１の超音波捩り振動の節となる面である四
部３０の底面３０ａの中心に固定しである。
２１ａの先端が、電歪磁器３１の凹部３０内に嵌入して
、電歪磁器３１の超音波捩り振動の節となる面である四
部３０の底面３０ａの中心に固定しである。
これにより、電歪Ｔｉｎ器３１の高さ方向上、上部側及
び下部側はホーン２１により妨げられることな（捩り振
動し、下部側と共にキャピラリ２６が矢印４０方向に振
動する。
び下部側はホーン２１により妨げられることな（捩り振
動し、下部側と共にキャピラリ２６が矢印４０方向に振
動する。
第９図、第１０図は本発明の第３実施例になるワイヤボ
ンディング装置を示す。
ンディング装置を示す。
キャピラリ５１はアーム５２の先端に回動可能に支持さ
れている。
れている。
５３は超音波捩り振動付与手段であり、その中央をキャ
ピラリ５１に固定された０字状の腕部材５４と、各腕部
５４ａ 、５４ｂの先端に設けられた振動子５５．５６
とより構成される。
ピラリ５１に固定された０字状の腕部材５４と、各腕部
５４ａ 、５４ｂの先端に設けられた振動子５５．５６
とより構成される。
振動子５５．５６が夫々符号５７．５８で示すように位
相が１８０度ずれた交流電圧で駆動されると、腕部材５
２を介してキャピラリ５１は矢印５９方向に捩り振動す
る。
相が１８０度ずれた交流電圧で駆動されると、腕部材５
２を介してキャピラリ５１は矢印５９方向に捩り振動す
る。
この装置によっても、第１図に示す上記の５Ａ置の場合
と面様にワイヤボンディングが行われる。
と面様にワイヤボンディングが行われる。
（発明の効果）
以上説明した様に、本発明によれば、キャピラリの振動
方向が捩り方向く回転方向〉であるため、パッド上への
第１のボンディングについては、パッドに作用する力の
分散が図られ、ボンディングダメージの発生を完全に魚
（することが出来る。
方向が捩り方向く回転方向〉であるため、パッド上への
第１のボンディングについては、パッドに作用する力の
分散が図られ、ボンディングダメージの発生を完全に魚
（することが出来る。
リード上への第２のボンディングについては、リードの
ホーンに対する延在方向の如何に関係なく、ボンディン
グ部の形状を同じクシ得、全部のボンディングについて
同一のボンダごリティを得ることが出来る。
ホーンに対する延在方向の如何に関係なく、ボンディン
グ部の形状を同じクシ得、全部のボンディングについて
同一のボンダごリティを得ることが出来る。
第１図は本発明の第１実施例になるワイヤボンディング
装置を示す図、 第２図は第１図中、超音波捩り振動付与手段の部分の断
面図、 第３図はパッドへのボンディング部の形状を示す平面図
、 第４図は第３図巾ＩＶ−ＩＮ線に沿う断面図、第５図は
−のリードへのボンディング部の形状を示す平面図、 第６図は別のリードへのボンディング部の形状を示す図
、 第７図は本発明の第２実施例になるワイヤボンディング
装置を示す図、 第８図は第７図中、超音波捩り振動付与手段の部分の断
面図、 第９図は本発明の第３の実施例になるワイヤボンディン
グ装置の平面図、 第１０図はその正面図、 第１１図は従来のワイヤボンディングｖｉｔ置の１例を
示す図、 第１２図はワイヤボンディング時の押付は力の付与の状
態及び超音波振動の付与の状態を示す図、第１３図はパ
ッドへのボンディング部の形状を示す平面図、 第１６は第１３図中ｘ■−ｘｉｖｍに沿う断面図、男１
５図は−のリードへのボンディング部の形状を示す図、 第１６図は別のリードへのボンディング部の形状を示す
図である。 図において、 ４はワイヤ、 ５はボール、 ７ａ、７ｂはリード、 ８はダイ、 １０はパッド、 ２０．５３は超音波捩り振動付与手段、２１．２１ａ、
５２はアーム、 ２６．５１はキャピラリ、 ３０は凹部、 ３０ａは底面、 ３１は電歪磁器、 ３２〜３７は電極、 ３８は直流電圧源、 ３９は交流電圧源、 ４０は捩り振動方向を示す矢印、 ５４はＵ字状腕部材、 ５５．５６は振動子 を示す。 第２ｒＸＪ 第３図 第４図 幻Ｏ 第８［ オｑち明の早３轡オも伸４にな３ワ冷Ｙｆ”、９へに体
暮ヨ１０手徊介論第９図。 ＋の正面図 第１０図 第１１図 第１２＠ パ・叶゛′へＯポ′ンテコン２′１亨の件９尺怜↑平イ
司ぺ１ 隼１３ＴＷ中ＸＩＶ−）ｔｌＶ＠：Ｇ３断司ｆｉ第１３
図 第１４図 第１５図 第１６図
装置を示す図、 第２図は第１図中、超音波捩り振動付与手段の部分の断
面図、 第３図はパッドへのボンディング部の形状を示す平面図
、 第４図は第３図巾ＩＶ−ＩＮ線に沿う断面図、第５図は
−のリードへのボンディング部の形状を示す平面図、 第６図は別のリードへのボンディング部の形状を示す図
、 第７図は本発明の第２実施例になるワイヤボンディング
装置を示す図、 第８図は第７図中、超音波捩り振動付与手段の部分の断
面図、 第９図は本発明の第３の実施例になるワイヤボンディン
グ装置の平面図、 第１０図はその正面図、 第１１図は従来のワイヤボンディングｖｉｔ置の１例を
示す図、 第１２図はワイヤボンディング時の押付は力の付与の状
態及び超音波振動の付与の状態を示す図、第１３図はパ
ッドへのボンディング部の形状を示す平面図、 第１６は第１３図中ｘ■−ｘｉｖｍに沿う断面図、男１
５図は−のリードへのボンディング部の形状を示す図、 第１６図は別のリードへのボンディング部の形状を示す
図である。 図において、 ４はワイヤ、 ５はボール、 ７ａ、７ｂはリード、 ８はダイ、 １０はパッド、 ２０．５３は超音波捩り振動付与手段、２１．２１ａ、
５２はアーム、 ２６．５１はキャピラリ、 ３０は凹部、 ３０ａは底面、 ３１は電歪磁器、 ３２〜３７は電極、 ３８は直流電圧源、 ３９は交流電圧源、 ４０は捩り振動方向を示す矢印、 ５４はＵ字状腕部材、 ５５．５６は振動子 を示す。 第２ｒＸＪ 第３図 第４図 幻Ｏ 第８［ オｑち明の早３轡オも伸４にな３ワ冷Ｙｆ”、９へに体
暮ヨ１０手徊介論第９図。 ＋の正面図 第１０図 第１１図 第１２＠ パ・叶゛′へＯポ′ンテコン２′１亨の件９尺怜↑平イ
司ぺ１ 隼１３ＴＷ中ＸＩＶ−）ｔｌＶ＠：Ｇ３断司ｆｉ第１３
図 第１４図 第１５図 第１６図
Claims (1)
- キャピラリを超音波振動させてワイヤボンディングを行
うワイヤボンディング装置において、上記キャピラリ（
２６、５１）に捩り方向の超音波振動を与える手段（２
０、５３）を具備して構成したことを特徴とするワイヤ
ボンディング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1212962A JPH0377338A (ja) | 1989-08-21 | 1989-08-21 | ワイヤボンディング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1212962A JPH0377338A (ja) | 1989-08-21 | 1989-08-21 | ワイヤボンディング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0377338A true JPH0377338A (ja) | 1991-04-02 |
Family
ID=16631177
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1212962A Pending JPH0377338A (ja) | 1989-08-21 | 1989-08-21 | ワイヤボンディング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0377338A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010008826A (ko) * | 1999-07-05 | 2001-02-05 | 이중구 | Ｘｙ진동 초음파 트랜스듀서를 갖는 와이어본더 |
| WO2010095490A1 (ja) * | 2009-02-23 | 2010-08-26 | 株式会社新川 | 半導体装置の製造方法およびボンディング装置 |
| CN103861975A (zh) * | 2014-03-11 | 2014-06-18 | 大连理工大学 | 一种基于超声波振动成形金属丝的方法 |
-
1989
- 1989-08-21 JP JP1212962A patent/JPH0377338A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010008826A (ko) * | 1999-07-05 | 2001-02-05 | 이중구 | Ｘｙ진동 초음파 트랜스듀서를 갖는 와이어본더 |
| WO2010095490A1 (ja) * | 2009-02-23 | 2010-08-26 | 株式会社新川 | 半導体装置の製造方法およびボンディング装置 |
| JP2010199142A (ja) * | 2009-02-23 | 2010-09-09 | Shinkawa Ltd | ボンディング方法およびボンディング装置 |
| CN102326241A (zh) * | 2009-02-23 | 2012-01-18 | 株式会社新川 | 半导体装置的制造方法以及焊接装置 |
| US8292160B2 (en) | 2009-02-23 | 2012-10-23 | Shinkawa Ltd. | Method of manufacturing semiconductor device, and bonding apparatus |
| CN103861975A (zh) * | 2014-03-11 | 2014-06-18 | 大连理工大学 | 一种基于超声波振动成形金属丝的方法 |
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