JPH04273136A - ワイヤボンディング方法および装置 - Google Patents
ワイヤボンディング方法および装置Info
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体素子電極とリー
ドフレーム電極との接続等に用いられるワイヤボンディ
ングの方法および装置に関し、特に、そのキャピラリツ
ールの支持機構に対する姿勢の改良に関するものである
。
ドフレーム電極との接続等に用いられるワイヤボンディ
ングの方法および装置に関し、特に、そのキャピラリツ
ールの支持機構に対する姿勢の改良に関するものである
。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の装置としては、例えば、
実願昭６１−１１１９４４号明細書および図面（実開昭
６３−１８８３８号公報）に開示されているものがある
。図３はその従来例を示すものであり、この図において
、１はＩＣチップ、２は金属細線、３は超音波ホーン、
４は超音波ホーン３の先端穴に取り付けられたキャピラ
リツールである。キャピラリツール４は金属細線２をガ
イドし、ＩＣチップ１上に金属細線２を押しつけ、超音
波ホーン３の振動を受けて、ＩＣチップ１と金属細線２
の接触面にすべり摩擦を生じさせボンディングを行うと
いうものである。
実願昭６１−１１１９４４号明細書および図面（実開昭
６３−１８８３８号公報）に開示されているものがある
。図３はその従来例を示すものであり、この図において
、１はＩＣチップ、２は金属細線、３は超音波ホーン、
４は超音波ホーン３の先端穴に取り付けられたキャピラ
リツールである。キャピラリツール４は金属細線２をガ
イドし、ＩＣチップ１上に金属細線２を押しつけ、超音
波ホーン３の振動を受けて、ＩＣチップ１と金属細線２
の接触面にすべり摩擦を生じさせボンディングを行うと
いうものである。
【０００３】超音波ホーン３の先端部に設けられたキャ
ピラリツール４の取り付け穴は、下部大径穴と上部小径
穴の２段穴となっており、したがってその途中に段付部
３ａを持っている。キャピラリツール４を取り付けるに
は、キャピラリツール４の端面が超音波ホーン３の先端
穴の前記段付部３ａに当たるまで、キャピラリツール４
を超音波ホーン３の下部大径穴に押し込む。こうすれば
、常にキャピラリツール４の取り付け位置の寸法ｌは一
定となり、取りつけによるバラツキがなく超音波ホーン
３に固定される。その結果、キャピラリツール４を交換
してもボンディング条件は変化せず、安定したボンディ
ングが可能となるというものである。
ピラリツール４の取り付け穴は、下部大径穴と上部小径
穴の２段穴となっており、したがってその途中に段付部
３ａを持っている。キャピラリツール４を取り付けるに
は、キャピラリツール４の端面が超音波ホーン３の先端
穴の前記段付部３ａに当たるまで、キャピラリツール４
を超音波ホーン３の下部大径穴に押し込む。こうすれば
、常にキャピラリツール４の取り付け位置の寸法ｌは一
定となり、取りつけによるバラツキがなく超音波ホーン
３に固定される。その結果、キャピラリツール４を交換
してもボンディング条件は変化せず、安定したボンディ
ングが可能となるというものである。
【０００４】図４は、超音波ホーン３の先端穴に段付部
を形成するのではなく、キャピラリツール４の外周を大
小２つの径とすることによって、キャピラリツール４側
に段付部４ｂを形成したものである。この場合には、キ
ャピラリツールの段付部４ｂが超音波ホーン３の端面３
ｂに当たるまで、キャピラリツール４を超音波ホーン３
の先端穴に押し込めば、図３の場合と同様、常にキャピ
ラリツール４の取り付け位置の寸法ｌは一定となり、取
りつけによるバラツキなく超音波ホーン３にキャピラリ
ツール４を固定することができるというものである。
を形成するのではなく、キャピラリツール４の外周を大
小２つの径とすることによって、キャピラリツール４側
に段付部４ｂを形成したものである。この場合には、キ
ャピラリツールの段付部４ｂが超音波ホーン３の端面３
ｂに当たるまで、キャピラリツール４を超音波ホーン３
の先端穴に押し込めば、図３の場合と同様、常にキャピ
ラリツール４の取り付け位置の寸法ｌは一定となり、取
りつけによるバラツキなく超音波ホーン３にキャピラリ
ツール４を固定することができるというものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記い
ずれの装置においても、金属細線２を供給するキャピラ
リツール４は、ＩＣチップ等の電極表面に対して垂直と
なるように支持部材（超音波ホーン３）に固定されてい
る。
ずれの装置においても、金属細線２を供給するキャピラ
リツール４は、ＩＣチップ等の電極表面に対して垂直と
なるように支持部材（超音波ホーン３）に固定されてい
る。
【０００６】このため、第１のワイヤボンディング部位
にワイヤボンディングをした後、第２のワイヤボンディ
ング部位にキャピラリツール４を移動する際、キャピラ
リツール４は移動方向に対して垂直な状態を保ったまま
金属細線２を引き出し、水平方向に移動することになる
。この結果、移動の際に、キャピラリツール４の金属細
線引き出し口の角部によって金属細線２が擦れ、その表
面に傷がつけられるとともに、金属細線内部には内部応
力が蓄積されることになる。このため、樹脂封止した半
導体装置等の場合には実装搭載時あるいは冷熱試験時等
に、金属細線が断線してしまう事故がしばしば起こって
いる。
にワイヤボンディングをした後、第２のワイヤボンディ
ング部位にキャピラリツール４を移動する際、キャピラ
リツール４は移動方向に対して垂直な状態を保ったまま
金属細線２を引き出し、水平方向に移動することになる
。この結果、移動の際に、キャピラリツール４の金属細
線引き出し口の角部によって金属細線２が擦れ、その表
面に傷がつけられるとともに、金属細線内部には内部応
力が蓄積されることになる。このため、樹脂封止した半
導体装置等の場合には実装搭載時あるいは冷熱試験時等
に、金属細線が断線してしまう事故がしばしば起こって
いる。
【０００７】本発明は、第１のワイヤボンディング部位
にワイヤボンディングをした後、第２のワイヤボンディ
ング部位にキャピラリツールを移動する際、キャピラリ
ツールの金属細線引き出し口の角部によって金属細線の
表面に傷がつけられることがなく、また、金属細線内部
に内部応力が蓄積されることのない信頼性の高いワイヤ
ボンディング方法および装置を提供することを目的とす
る。
にワイヤボンディングをした後、第２のワイヤボンディ
ング部位にキャピラリツールを移動する際、キャピラリ
ツールの金属細線引き出し口の角部によって金属細線の
表面に傷がつけられることがなく、また、金属細線内部
に内部応力が蓄積されることのない信頼性の高いワイヤ
ボンディング方法および装置を提供することを目的とす
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明のワイヤボンディ
ング方法は、第１のワイヤボンディング部位にワイヤボ
ンディングを行った後、第２のワイヤボンディング部位
へキャピラリツールを移動する際、キャピラリツールの
角度を、移動方向に平行な方向に所定の角度傾けて移動
させるとともに、第２のワイヤボンディング部位で初期
状態にキャピラリツールを姿勢変換させて、第２のワイ
ヤボンディング部位にワイヤボンディングを行うもので
ある。
ング方法は、第１のワイヤボンディング部位にワイヤボ
ンディングを行った後、第２のワイヤボンディング部位
へキャピラリツールを移動する際、キャピラリツールの
角度を、移動方向に平行な方向に所定の角度傾けて移動
させるとともに、第２のワイヤボンディング部位で初期
状態にキャピラリツールを姿勢変換させて、第２のワイ
ヤボンディング部位にワイヤボンディングを行うもので
ある。
【０００９】本発明のワイヤボンディング装置は、第１
のワイヤボンディング部位から第２のワイヤボンディン
グ部位へキャピラリツールを移動する際、キャピラリツ
ールを移動方向に自由動し得るように、キャピラリツー
ルを装着支持する支持機構を構成するとともに、前記第
２のワイヤボンディング部位で初期状態にキャピラリツ
ールを姿勢変換させ得る制御部を設けたものである。
のワイヤボンディング部位から第２のワイヤボンディン
グ部位へキャピラリツールを移動する際、キャピラリツ
ールを移動方向に自由動し得るように、キャピラリツー
ルを装着支持する支持機構を構成するとともに、前記第
２のワイヤボンディング部位で初期状態にキャピラリツ
ールを姿勢変換させ得る制御部を設けたものである。
【００１０】
【作用】本発明のワイヤボンディング方法および装置に
おいては、第１のワイヤボンディング部位にワイヤボン
ディングを行った後、第２のワイヤボンディング部位へ
キャピラリツールを移動する際、キャピラリツールの角
度は自由に動くため、キャピラリツールはその先端部が
前記第１のワイヤボンディング部位の方向を向くように
傾いて移動する。このため、移動の際に、キャピラリツ
ールの金属細線引き出し口の角部によって金属細線が擦
れることはなく、金属細線の表面が傷つけられたり金属
細線内部に内部応力が蓄積されることもない。
おいては、第１のワイヤボンディング部位にワイヤボン
ディングを行った後、第２のワイヤボンディング部位へ
キャピラリツールを移動する際、キャピラリツールの角
度は自由に動くため、キャピラリツールはその先端部が
前記第１のワイヤボンディング部位の方向を向くように
傾いて移動する。このため、移動の際に、キャピラリツ
ールの金属細線引き出し口の角部によって金属細線が擦
れることはなく、金属細線の表面が傷つけられたり金属
細線内部に内部応力が蓄積されることもない。
【００１１】キャピラリツールが第２のワイヤボンディ
ング部位に来ると、支持機構に設けられた制御部は、キ
ャピラリツールを初期状態、すなわち、電極表面に対し
て垂直な状態にその姿勢を変換させる。この状態で金属
細線を第２のワイヤボンディング部位の電極に押圧しワ
イヤボンディングが行われる。
ング部位に来ると、支持機構に設けられた制御部は、キ
ャピラリツールを初期状態、すなわち、電極表面に対し
て垂直な状態にその姿勢を変換させる。この状態で金属
細線を第２のワイヤボンディング部位の電極に押圧しワ
イヤボンディングが行われる。
【００１２】
【実施例】図１および図２は本発明の一実施例を示す縦
断面概略図である。図１は、本発明におけるキャピラリ
ツールおよびその支持機構が所定のワイヤボンディング
部位上部にセットされ、ワイヤボンディングを行ってい
る状態を示している。図において、１は半導体素子、２
は半導体素子１の主表面にアルミニウム等で形成された
電極（パッド）、３は金，アルミニウム等で作られた金
属細線、４は金属細線３をガイドする中空穴５を持った
柱状のキャピラリツールであり、その先端部４ａから金
属細線３をワイヤボンディング部位に供給する。３ａは
、キャピラリツール先端部４ａから送り出された金属細
線３が前記電極２に押圧接続される際、熱により溶融さ
れることによって形成される金属球である。このキャピ
ラリツール４の中央部外周には球状外周面６ａを有する
回動部６が固定されており、また、回動部６の球状外周
面６ａの所定位置には磁性材料、磁石等で形成された被
制御部７が設けられている。
断面概略図である。図１は、本発明におけるキャピラリ
ツールおよびその支持機構が所定のワイヤボンディング
部位上部にセットされ、ワイヤボンディングを行ってい
る状態を示している。図において、１は半導体素子、２
は半導体素子１の主表面にアルミニウム等で形成された
電極（パッド）、３は金，アルミニウム等で作られた金
属細線、４は金属細線３をガイドする中空穴５を持った
柱状のキャピラリツールであり、その先端部４ａから金
属細線３をワイヤボンディング部位に供給する。３ａは
、キャピラリツール先端部４ａから送り出された金属細
線３が前記電極２に押圧接続される際、熱により溶融さ
れることによって形成される金属球である。このキャピ
ラリツール４の中央部外周には球状外周面６ａを有する
回動部６が固定されており、また、回動部６の球状外周
面６ａの所定位置には磁性材料、磁石等で形成された被
制御部７が設けられている。
【００１３】８は、キャピラリツール４を装着支持する
ベアリング状の支持機構であり、その内部には、前記キ
ャピラリツール回動部の球状外周面６ａの径よりもわず
かに大きな内径を持ち、回動部６が自由に回動できるよ
うな球状中空部８ａが設けられている。支持機構８の内
側所定位置には電磁コイル等からなる制御部９が取り付
けられており、この制御部９を動作することによって前
記被制御部７を吸引し、これによって、回動部６ととも
にキャピラリツール４を回転させ、キャピラリツール４
の姿勢を電極２の表面に対して垂直にすることができる
ように構成されている。また、前記支持機構８は図示し
ていない装置本体に接続されており、この装置本体の移
動に伴って移動し得るようになっている。
ベアリング状の支持機構であり、その内部には、前記キ
ャピラリツール回動部の球状外周面６ａの径よりもわず
かに大きな内径を持ち、回動部６が自由に回動できるよ
うな球状中空部８ａが設けられている。支持機構８の内
側所定位置には電磁コイル等からなる制御部９が取り付
けられており、この制御部９を動作することによって前
記被制御部７を吸引し、これによって、回動部６ととも
にキャピラリツール４を回転させ、キャピラリツール４
の姿勢を電極２の表面に対して垂直にすることができる
ように構成されている。また、前記支持機構８は図示し
ていない装置本体に接続されており、この装置本体の移
動に伴って移動し得るようになっている。
【００１４】次に、本発明のボンディング方法の一実施
例について説明する。まず、図１に示されているように
、キャピラリツール４がボンディング対象表面に対して
垂直な状態で、第１のボンディング部位である電極２へ
のワイヤボンディングがなされる。これは、キャピラリ
ツール先端部４ａから送出された金等の金属細線３が加
熱により溶融されて形成された金属球３ａを、前記電極
２に押圧し接続することによりボンディングがなされる
。
例について説明する。まず、図１に示されているように
、キャピラリツール４がボンディング対象表面に対して
垂直な状態で、第１のボンディング部位である電極２へ
のワイヤボンディングがなされる。これは、キャピラリ
ツール先端部４ａから送出された金等の金属細線３が加
熱により溶融されて形成された金属球３ａを、前記電極
２に押圧し接続することによりボンディングがなされる
。
【００１５】その後、図２に示されているように、この
電極２と第２のワイヤボンディング部位、たとえば、リ
ードフレーム端子（図示せず）間を金属細線３によって
接続するため、装置本体は、キャピラリツール４を一度
垂直方向に引き上げた後、第２のワイヤボンディング部
位に向かって水平方向に移動し始める。キャピラリツー
ル４は、その先端部４ａから金属細線３を送り出しなが
ら水平方向に移動する際、移動方向と反対の力を金属細
線３から逆に受けることになる。しかしながら、前述の
ように、キャピラリツール４は、その回動部６が支持機
構８の球状中空部８ａ内を自由に回動できるようになっ
ているため、その先端部４ａが前記第１のワイヤボンデ
ィング部位の方向を向くように傾く。このため、移動の
際に、キャピラリツール先端部４ａの角部によって金属
細線３が擦れることはなく、また、急激な水平方向への
移動により金属細線３に機械的に作用する力を低減させ
ることができる。したがって、金属細線３の表面が傷つ
けられたり金属細線内部に内部応力が蓄積されることも
ないのである。
電極２と第２のワイヤボンディング部位、たとえば、リ
ードフレーム端子（図示せず）間を金属細線３によって
接続するため、装置本体は、キャピラリツール４を一度
垂直方向に引き上げた後、第２のワイヤボンディング部
位に向かって水平方向に移動し始める。キャピラリツー
ル４は、その先端部４ａから金属細線３を送り出しなが
ら水平方向に移動する際、移動方向と反対の力を金属細
線３から逆に受けることになる。しかしながら、前述の
ように、キャピラリツール４は、その回動部６が支持機
構８の球状中空部８ａ内を自由に回動できるようになっ
ているため、その先端部４ａが前記第１のワイヤボンデ
ィング部位の方向を向くように傾く。このため、移動の
際に、キャピラリツール先端部４ａの角部によって金属
細線３が擦れることはなく、また、急激な水平方向への
移動により金属細線３に機械的に作用する力を低減させ
ることができる。したがって、金属細線３の表面が傷つ
けられたり金属細線内部に内部応力が蓄積されることも
ないのである。
【００１６】キャピラリツール４が第２のワイヤボンデ
ィング部位に達すると、電磁コイル等で形成された制御
部９が作動し、キャピラリツール回動部６の被制御部７
を吸引する。その結果、ワイヤボンディング部位表面に
対して傾いて移動してきたキャピラリツール４は、第２
のワイヤボンディング部位表面に対して垂直になるよう
に、その姿勢を変換する。キャピラリツール４がワイヤ
ボンディング部位表面に対して傾いたままでは金属細線
を押圧接続することができないからである。その後、キ
ャピラリツール４は下降して、金属細線３を第２のワイ
ヤボンディング部位に熱圧着することによりワイヤボン
ディングを行うことになる。
ィング部位に達すると、電磁コイル等で形成された制御
部９が作動し、キャピラリツール回動部６の被制御部７
を吸引する。その結果、ワイヤボンディング部位表面に
対して傾いて移動してきたキャピラリツール４は、第２
のワイヤボンディング部位表面に対して垂直になるよう
に、その姿勢を変換する。キャピラリツール４がワイヤ
ボンディング部位表面に対して傾いたままでは金属細線
を押圧接続することができないからである。その後、キ
ャピラリツール４は下降して、金属細線３を第２のワイ
ヤボンディング部位に熱圧着することによりワイヤボン
ディングを行うことになる。
【００１７】以上、本発明を実施例に基いて具体的に説
明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものでは
なく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能
であることは言うまでもない。たとえば、上記実施例に
おいては、キャピラリツール４の姿勢制御のために、制
御部９としては電磁コイルを、被制御部７としては磁性
体等を用いているが、磁力を用いるのではなく、空気流
、空気圧等によって制御することもできる。
明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものでは
なく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能
であることは言うまでもない。たとえば、上記実施例に
おいては、キャピラリツール４の姿勢制御のために、制
御部９としては電磁コイルを、被制御部７としては磁性
体等を用いているが、磁力を用いるのではなく、空気流
、空気圧等によって制御することもできる。
【００１８】また、キャピラリツール４の姿勢制御につ
いても、適切な速度、タイミング等を種々選択すること
により、第２のワイヤボンディング部位の接続形状、接
続力等を制御することができる。第２のワイヤボンディ
ング部に洗浄、紫外線照射、熱風等の処理を施すことも
できる。さらに、ワイヤボンディングの方法としては、
熱圧着のみでなく、超音波を併用し接続強度を向上させ
ることも可能である。
いても、適切な速度、タイミング等を種々選択すること
により、第２のワイヤボンディング部位の接続形状、接
続力等を制御することができる。第２のワイヤボンディ
ング部に洗浄、紫外線照射、熱風等の処理を施すことも
できる。さらに、ワイヤボンディングの方法としては、
熱圧着のみでなく、超音波を併用し接続強度を向上させ
ることも可能である。
【００１９】
【発明の効果】本発明のワイヤボンディング方法および
装置においては、第１のワイヤボンディング部位にワイ
ヤボンディングを行った後、第２のワイヤボンディング
部位へキャピラリツールを移動する際、キャピラリツー
ルの角度は自由に動くため、キャピラリツールはその先
端部が前記第１のワイヤボンディング部位の方向を向く
ように傾いて移動する。このため、移動の際に、キャピ
ラリツールの金属細線引き出し口の角部によって金属細
線が擦れることはなく、金属細線の表面が傷つけられた
り金属細線内部に内部応力が蓄積されることもない。
装置においては、第１のワイヤボンディング部位にワイ
ヤボンディングを行った後、第２のワイヤボンディング
部位へキャピラリツールを移動する際、キャピラリツー
ルの角度は自由に動くため、キャピラリツールはその先
端部が前記第１のワイヤボンディング部位の方向を向く
ように傾いて移動する。このため、移動の際に、キャピ
ラリツールの金属細線引き出し口の角部によって金属細
線が擦れることはなく、金属細線の表面が傷つけられた
り金属細線内部に内部応力が蓄積されることもない。
【００２０】また、キャピラリツールが第２のワイヤボ
ンディング部位に来ると、支持機構に設けられた制御部
は、キャピラリツールを電極表面に対して垂直な状態に
その姿勢を変換させることができるようになっているた
め、金属細線は第２のワイヤボンディング部位にしっか
りと押圧され、確実にワイヤボンディングを行うことが
できる。
ンディング部位に来ると、支持機構に設けられた制御部
は、キャピラリツールを電極表面に対して垂直な状態に
その姿勢を変換させることができるようになっているた
め、金属細線は第２のワイヤボンディング部位にしっか
りと押圧され、確実にワイヤボンディングを行うことが
できる。
【図１】本発明の一実施例を示す縦断面概略図である。
【図２】本発明の使用状態を示す説明図である。
【図３】従来例を示す縦断面概略図である。
【図４】他の従来例を示す縦断面概略図である。
１ 半導体素子
２ 電極
３ 金属細線
３ａ 金属球
４ キャピラリツール
４ａ 先端部
５ ガイド穴
６ 回動部
６ａ 球状外周面
７ 被制御部
８ 支持機構
８ａ 球状中空部
９ 制御部
Claims (2)
- 【請求項１】 第１のワイヤボンディング部位と第２
のワイヤボンディング部位とをワイヤボンディングする
方法において、前記第１のワイヤボンディング部位にワ
イヤボンディングを行った後、該第１のワイヤボンディ
ング部位から前記第２のワイヤボンディング部位へキャ
ピラリツールを移動する際、キャピラリツールの角度を
、移動方向に平行な方向に所定の角度傾けて移動させ、
前記第２のワイヤボンディング部位で初期状態にキャピ
ラリツールを姿勢変換させて、該第２のワイヤボンディ
ング部位にワイヤボンディングを行うことを特徴とする
ワイヤボンディング方法。 - 【請求項２】 金属細線をガイドしワイヤボンディン
グ部位に供給するキャピラリツールと該キャピラリツー
ルを装着支持する支持機構とからなり、第１のワイヤボ
ンディング部位と第２のワイヤボンディング部位とをワ
イヤボンディングする装置において、前記支持機構は、
前記第１のワイヤボンディング部位から前記第２のワイ
ヤボンディング部位へキャピラリツールを移動する際、
キャピラリツールを移動方向に自由動し得るように構成
されるとともに、前記第２のワイヤボンディング部位で
初期状態にキャピラリツールを姿勢変換させ得る制御部
を有する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 |
|---|---|---|---|
| JP3058054A JP2905303B2 (ja) | 1991-02-27 | 1991-02-27 | ワイヤボンディング方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3058054A JP2905303B2 (ja) | 1991-02-27 | 1991-02-27 | ワイヤボンディング方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04273136A true JPH04273136A (ja) | 1992-09-29 |
| JP2905303B2 JP2905303B2 (ja) | 1999-06-14 |
Family
ID=13073203
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3058054A Expired - Lifetime JP2905303B2 (ja) | 1991-02-27 | 1991-02-27 | ワイヤボンディング方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2905303B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5823743B2 (ja) | 2011-06-22 | 2015-11-25 | 富士通コンポーネント株式会社 | サーマルプリンタ |
-
1991
- 1991-02-27 JP JP3058054A patent/JP2905303B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2905303B2 (ja) | 1999-06-14 |
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