JPH0476501B2 - - Google Patents

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JPH0476501B2
JPH0476501B2 JP60103950A JP10395085A JPH0476501B2 JP H0476501 B2 JPH0476501 B2 JP H0476501B2 JP 60103950 A JP60103950 A JP 60103950A JP 10395085 A JP10395085 A JP 10395085A JP H0476501 B2 JPH0476501 B2 JP H0476501B2
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JP
Japan
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ultrasonic
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wire
wire bonding
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JP60103950A
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Hisaya Suzuki
Makoto Arie
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Toshiba Mechatronics Co Ltd
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Toshiba Seiki Co Ltd
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  • Wire Bonding (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、超音波ワイヤボンデイング装置に関
する。
[従来の技術] 従来、例えばIC、LSI等の製造は、先ずリード
フレームのアイランド部に半導体ペレツトを接合
し、次いで半導体ペレツト表面の電極パツトとリ
ードフレームのリード端子とをAu線等のワイヤ
によりワイヤボンデイングして行なわれる。ワイ
ヤボンデイングの行なわれたリードフレームは、
該ボンデイング部分に対して樹脂封止がが行なわ
れ、樹脂封止の行なわれたリードフレームは各チ
ツプごとに切断し、分離される。この結果、複数
の接続端子を備えたチツプエ状のICまたはLSIが
製造されることとなる。
ペレツト表面の電極パツドとリードフレームの
リード端子との間のワイヤボンデイングには、例
えば、超音波ワイヤボンデイング装置が用いられ
る。超音波ワイヤボンデイング装置は、超音波を
出力可能とする超音波発振回路と、超音波発振回
路より出力される超音波により振動されるトラン
スジユーサと、トランスジユーサに配設され、所
定のボンデイング部間、例れば電極パツドとリー
ド端子間をワイヤボンデイング可能とするボンデ
イングツールとを備えている。超音波ワイヤボン
デイング装置によるワイヤボンデイングは、振動
されるトランスジユーサによりボンデイングツー
ルを振動させ、ボンデイングツールに供給され、
かつ電極パツドやリード端子等のボンデイング部
に押圧状態で接触させるワイヤを該超音波振動に
よりボンデイング部に対して摩擦圧接するように
して行なわれる。すなわち、ボンデイングツール
によるワイヤボンデイングは、該ツールに供給さ
れるワイヤの先端部を例えば電極パツドに圧接
し、次いで該ワイヤの所定部をリード端子に圧接
して電極パツドとリード端子との間を該ワイヤに
より接続して行なわれる。ボンデイングツールに
供給され、ワイヤボンデイングの行なわれたワイ
ヤは、リード端子の圧接部分で切断され、切断さ
れたワイヤの先端部は次にボンデイングを行なう
電極パツドに対し圧接するようにしている。この
ようにして、超音波ワイヤボンデイング装置によ
り、対応する電極パツドとリード端子間が順次ワ
イヤボンデイングされることとなる。
ところで、従来の超音波ワイヤボンデイング装
置は、例えば特公昭57−9494や特開昭55−120145
に示すように超音波発振回路より出力される超音
波出力値を制御可能とする制御手段を設けるよう
にしている。この制御手段は、ボンデイング部の
材質やボンデイング部に対するワイヤの押圧時に
生ずる負荷に応じた超音波振動エネルギーを該超
音波発振回路から出力制御可能とし、ボンデイン
グ部に対する良好なボンデイング状態を得ること
を可能としている。
[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、上記従来の超音波ワイヤボンデ
イング装置における制御手段は、超音波発振回路
より出力される超音波出力波形の定常出力値をそ
れぞれ可変に制御することができるものの、各超
音波出力波形の定常出力値に至る立上り時間は常
時一定のものとされていた。このため、ボンデン
イング部の材質によつては、定常出力値に至る立
上り時間は急激となり、このため、ボンデイング
部表面を剥離したり、またボンデイング部にクロ
ツクを生じさせる等のダメージを生じさせること
が考えられる。また、ボンデイング部やワイヤの
材質などによつては、立上り時間が長すぎるこ
と、または短かすぎることによつてワイヤボンデ
イング部の接合強度が低下する場合が考えられ
る。さらに、立上り時間は、ボンデイングを行な
うワイヤ先端のボール形状の大きさ等に重要な影
響を与え、例えば立上り時間が長すぎるためにボ
ール形状が大きくなりすぎ、圧接されたワイヤが
ボンデイング部よりはみ出す等の不具合も考えら
れる。
本発明は、各ボンデイング部に対するワイヤボ
ンデインをボンデイング部の材質、ワイヤの材質
等に応じて適正な接合強度、安定したボール形状
で安全かつ確実に行なうことを目的としている。
[問題点を解決するための手段] 上記目的を達成するために、本発明は、超音波
を出力可能とする超音波発振回路と、超音波発振
回路より出力される超音波により振動されるトラ
ンスジユーサと、トランスジユーサに配設され、
所定のボンデイング部間をワイヤボンデイング可
能とするボンデイングツールと、を備えてなる超
音波ワイヤボンデイング装置において、上記超音
波発振回路に、超音波出力波形の定常出力値に至
る立上り時間を調整可能とする立上り調整手段を
設けることとしている。
[作用] 本発明によれば、立上り調整手段の調整によ
り、ボンデイング部の材質、ワイヤの材質等に応
じた最良のボンデイング状態を与える立上り時間
を設定することが可能となり、これにより、各ボ
ンデイング部に対するワイヤボンデイングを適正
な接合強度、安定したボール形状で安全かつ確実
に行なうことが可能となる。
[実施例] 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。
第1図は本発明の一実施例に係る超音波ワイヤ
ボンデイング装置の回路図、第2図は超音波ワイ
ヤボンデイング装置によりワイヤボンデイングす
る状態を示す斜視図、第3図は第2図の−線
に沿う矢視図、第4図A〜D第1図に示す回路図
の各部における信号の波形図である。
超音波ワイヤボンデイング装置10は、IC製
造用のものとされ、第1図に示すようにXY方向
の所定位置に供給され、位置決めされるリードフ
レーム11に対してワイヤボンデイングを行なう
こととしている。すなわち、ワイヤボンデイング
は、リードフレーム11のアイランド部12に接
合された半導体ペレツト13のうち、周部表面に
それぞれ設けられる各電極パツド14とリードフ
レーム11の対応するリード端子15をAu線等
のワイヤ16により接続して行なうようにしてい
る。超音波ワイヤボンデイング装置10は、第3
図に示すように超音波発振回路17を備えてな
り、該回路17は、超音波を出力可能としてい
る。超音波発振回路17から出力される超音波
は、トランジユーサ18に対し加えられ、これに
よりトランスジユーサ18は矢示Y方向に機械的
な超音波振動を起こすようにしている。さらにト
ランスジユーサ18にはホーン19が取着され、
該ホーン19の先端部にはボンデイングツールと
してのキヤピラリ20が取着される。キヤピラリ
20はトランスジユーサ18の振動に基づくホー
ン19の振動により、矢示Y方向に振動される。
キヤピラリ20には、スプール21に巻回される
ワイヤ16の一端が供給され、キヤピラリ20に
よりワイヤボンデイングは、キヤピラリ20を対
応する電極パツド14とリード端子15との間を
移動させて行なわれる。すなわち、キヤピラリ2
0は、各位置で供給されるワイヤ16を超音波振
動により摩擦圧接し、これにより該電極パツド1
4を対応するリード端子15との間をワイヤ16
を介して接続するようにしている。
トランスジユーサ18に所定の超音波を発振可
能とする超音波発振回路17は、第4図Aに示す
ような一定振幅の超音波Aを発振可能とする超音
波発振器22を備えてなる。超音波発振器22よ
り発振される超音波Aは、乗算器23に対して出
力され、該乗算器23は積分器24側から出力さ
れる発振信号Bと上記超音波Aとを乗算し、この
結果得られる出力波Cを電力増幅器25に対し出
力可能としている。さらに電力増幅器25は、入
力される乗算器23の出力波Cを所定の増幅率G
をもつて増幅し、これにより該増幅された状態の
超音波Dをトランスジユーサ18に出力するよう
にしている。電力増幅器25における増幅率Gの
制定は、ボンデイング部としての電極パツド14
やリード端子15の表面の材質あるいは該ボンデ
イング部に対するワイヤ16の押圧時に生ずるキ
ヤピラリ20の負荷抵抗等に基づき可変に行なわ
れる。このため、キヤピラリ20における超音波
振動の状態が不図示の制御手段により電極増幅器
25にフイードバツクされ、さらに制御手段はフ
イードバツクされたキヤピラリ20の振動状態や
電極パツド14の材質等に基づき増幅率Gを可変
に設定するようにしている。
積分器24側から乗算器23に対して出力され
る発振信号Bは、積分器24に対してスタート信
号Eを入力することにより行なわれ、スタート信
号Eは第4図Bに示すように一定値のものとされ
る。このようなスタート信号Eの入力により積分
器24は、第4図Cに示す発振信号Bを乗算器2
3に対して出力するようにしている。また、乗算
器23は、超音波Aと該発振信号Bを乗算し、第
4図Dに示す波形Cの信号波を電力増幅器25に
出力可能としている。さらに電力増幅器25は、
第4図Dに示す波形Cを増幅させた状態の波形の
出力波をトランスジユーサ18に出力可能として
いる。ここで乗算器23が出力する波形Cおよび
電力増幅器25が出力する波形Dのうち、スター
ト信号Eを入力してから一定振幅の定常出力値F
の出力波を出力するまでの立上り時間Tは、立上
り調整手段としてのDA変換部26において調整
可能とされる。すなわち、DA変換部26は、積
分器24より出力される発振信号Bにおいて、定
常信号値Hに至る立上り時間Tを可変に調整可能
とし、該立上り時間Tは、該DA変換部26にて
予めいくつか[例えばT1〜T20]の時間に対
応するように予めデジタル設定される。この結
果、設定される各立上り時間T1〜T20に対応
するデジタル値をDA変換部26に入力し、さら
にスタート信号Eを入力することで電力増幅器2
5から出力される超音波波形Dの立上り時間Tを
所定の値に設定することが可能となる。したがつ
て、例えば振動されるワイヤ16の先端部のボー
ル形状を安定した形状とし、さらにボンデイング
部とワイヤ16との安定した圧接状態を得るため
に立上り時間Tを可変に調整することが可能とな
る。
上記超音波ワイヤボンデイング装置10におけ
るDA変換部26での立上り時間Tの調整例とし
ては、上記ワイヤ16のボール形状の変換や圧接
状態の変更の他に次のものが考えられる。例え
ば、ボンデイングを行なう半導体ペレツト13の
材質がガリウム砒素、ガリウムリン等から成る場
合、立上り時間Tが急激となると振動されるワイ
ヤ16の先端部により該ペレツト13が欠けてし
まう恐れがある。また、半導体ペレツト13の表
面の電極パツド14が例えばアルミシリコンの蒸
着層により形成される場合等においては、立上り
時間Tが急激となると振動されるワイヤ16の先
端部により蒸着層を剥離してしまう恐れがある。
このような場合には、立上り時間Tが長くなるよ
うに予めT1〜T20に対応する所定のデジタル
値をDA変換部26に入力するようにする。
これに対し、リードフレーム11のリード端子
15にワイヤ16を圧接する場合、リード端子1
5の表面が半導体ペレツト13に比べて硬質とさ
れるので迅速かつ安定した圧接状態を得るために
は立上り時間Tを短かくする必要がある。このた
め、このような場合には、立上り時間Tが短かく
なるように予めT1〜T20に対応する所定のデ
ジタル値をDA変換部26に入力するようにす
る。
次に、上記実施例の作用を説明する。
上記実施例に係るワイヤボンデイング装置10
によれば、立上り調整手段としてのDA変換部2
6において、ボンデイング部の材質、ワイヤの材
質等に応じた最良のボンデイング状態を与える立
上がり時間Tを設定することが可能となり、これ
により、各ボンデイング部に対するワイヤボンデ
イングを適正な接合強度、安定したボール形状で
安全かつ確実に行なうことが可能となる。
[発明の効果] 以上のように、本発明は超音波を出力可能とす
る超音波発振回路と、超音波発振回路より出力さ
れる超音波により振動されるトランスジユーサ
と、トランスジユーサに配設され、所定のボンデ
イング部間をワイヤボンデイング可能とするボン
デイングツールと、を備えてなる超音波ワイヤボ
ンデイング装置において、上記超音波回路に、超
音波出力波形の定常出力値に至る立上り時間を調
整可能とする立上り調整手段を設けることとした
ため、各ボンデイング部に対するワイヤボンデイ
ングをボンデイング部の材質、ワイヤの材料等に
応じて適正な接合強度、安定したボール形状で安
全かつ確実に行なうことができるという効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係る超音波ワイヤ
ボンデイング装置の回路図、第2図は超音波ワイ
ヤボンデイング装置によりワイヤボンデイングす
る状態を示す斜視図、第3図は第2図の−線
に沿う矢視図、第4図A〜D第1図に示す回路図
の各部における信号の波形図である。 10……超音波ワイヤボンデイング装置、14
……電極パツド、15……リード端子、16……
ワイヤ、17……超音波発振回路、18……トラ
ンスジユーサ、20……キヤピラリ、22……超
音波発振器、24……積分器、26……DA変換
器、T……立上り時間。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 超音波を出力可能とする超音波発振回路と、
    超音波発振回路より出力される超音波により振動
    されるトランスジユーサと、トランスジユーサに
    配設され、所定のボンデイング部間をワイヤボン
    デイング可能とするボンデイングツールと、を備
    えてなる超音波ワイヤボンデイング装置におい
    て、上記超音波発振回路に、超音波出力波形の定
    常出力値に至る立上り時間を調整可能とする立上
    り調整手段を設けたことを特徴とする超音波ワイ
    ヤボンデイング装置。
JP60103950A 1985-05-17 1985-05-17 超音波ワイヤボンデイング装置 Granted JPS61263233A (ja)

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US4976392A (en) * 1989-08-11 1990-12-11 Orthodyne Electronics Corporation Ultrasonic wire bonder wire formation and cutter system
JP7592331B2 (ja) * 2023-03-22 2024-12-02 株式会社新川 ワイヤボンディング装置及び該装置の較正方法

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