JPH0530060B2 - - Google Patents
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- JPH0530060B2 JPH0530060B2 JP59239488A JP23948884A JPH0530060B2 JP H0530060 B2 JPH0530060 B2 JP H0530060B2 JP 59239488 A JP59239488 A JP 59239488A JP 23948884 A JP23948884 A JP 23948884A JP H0530060 B2 JPH0530060 B2 JP H0530060B2
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- bonding
- capillary
- copper
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- H10W72/071—Connecting or disconnecting
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-
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- H10W72/015—Manufacture or treatment of bond wires
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- H10W72/551—Materials of bond wires
- H10W72/552—Materials of bond wires comprising metals or metalloids, e.g. silver
- H10W72/5525—Materials of bond wires comprising metals or metalloids, e.g. silver comprising copper [Cu]
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- Wire Bonding (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は銅および銅を含む合金ワイヤによる
ワイヤボンデイング方法に関する。
ワイヤボンデイング方法に関する。
半導体工業の急速な発展にともない工程の自動
化が実行されているが、そのうちワイヤボンデイ
ングはまさにその主流となつている。この現在実
用されているワイヤボンデイング装置は金線を用
いたものが主流であるが、大量生産になると、金
線の価格がコストに大きく影響する。そのため金
代替ワイヤの開発が古くから行なわれている。し
かし、金線のような接合性のよい金代替ワイヤ用
の高速ワイヤボンダはまだ開発されていないのが
現状である。これはボール形成時の雰囲気、ボン
デイング時の雰囲気が問題であるとして、これら
の雰囲気を還元性ガス或いは不活性ガス雰囲気に
するなどの提案が多数なされている例えば特開昭
54−160540号、特開昭55−123198号、実開昭55−
74044号、特開昭50−140062号、特開昭57−
169918号、特開昭58−199563号、特開昭57−
13747号などに開示されている通りである。
化が実行されているが、そのうちワイヤボンデイ
ングはまさにその主流となつている。この現在実
用されているワイヤボンデイング装置は金線を用
いたものが主流であるが、大量生産になると、金
線の価格がコストに大きく影響する。そのため金
代替ワイヤの開発が古くから行なわれている。し
かし、金線のような接合性のよい金代替ワイヤ用
の高速ワイヤボンダはまだ開発されていないのが
現状である。これはボール形成時の雰囲気、ボン
デイング時の雰囲気が問題であるとして、これら
の雰囲気を還元性ガス或いは不活性ガス雰囲気に
するなどの提案が多数なされている例えば特開昭
54−160540号、特開昭55−123198号、実開昭55−
74044号、特開昭50−140062号、特開昭57−
169918号、特開昭58−199563号、特開昭57−
13747号などに開示されている通りである。
しかしながら、上記のような技術を用いた銅又
は銅を含む合金ワイヤボンデイングは安定した接
合が得られず、歩留り信頼性なども悪く、まだ実
用されるにいたつていない。特に非貴金属のワイ
ヤとして銅（Cu）ワイヤを用いたボンデイング
の場合、被接合物例えばリードフームや半導体素
子のボンデイング部をヒータステージ上に載置し
て例えば250℃〜350℃程度の加熱状態で加圧し超
音波ワイヤボンデイングする必要があるため、こ
の熱の上昇気流中即ちこの温度雰囲気にCuワイ
ヤが晒されると酸化反応の大きいCuワイヤ表面
はたちまち酸化され、これがボール形成性及び接
合性を低下させる原因と判つた。上記ヒータによ
る高熱の影響はキヤピラリ内にもおよんでいるこ
とが判つた。従つて酸化したCuワイヤがキヤピ
ラリー先端に導びかれ、ここで電気トーチにより
放電させても、酸化したワイヤの場合には不活性
又は還元性ガス雰囲気中で放電時ワイヤ先端が溶
融しにくくボール形成性が著しく低下しボンデイ
ング不良となることが判つた。さらに2ndボンデ
イングでウエツジボンデイングを実行しても、ワ
イヤ表面が酸化していると、被接合面例えばリー
ドフレームの銀メツキ面との接合強度が小さいと
いう問題があつた。
は銅を含む合金ワイヤボンデイングは安定した接
合が得られず、歩留り信頼性なども悪く、まだ実
用されるにいたつていない。特に非貴金属のワイ
ヤとして銅（Cu）ワイヤを用いたボンデイング
の場合、被接合物例えばリードフームや半導体素
子のボンデイング部をヒータステージ上に載置し
て例えば250℃〜350℃程度の加熱状態で加圧し超
音波ワイヤボンデイングする必要があるため、こ
の熱の上昇気流中即ちこの温度雰囲気にCuワイ
ヤが晒されると酸化反応の大きいCuワイヤ表面
はたちまち酸化され、これがボール形成性及び接
合性を低下させる原因と判つた。上記ヒータによ
る高熱の影響はキヤピラリ内にもおよんでいるこ
とが判つた。従つて酸化したCuワイヤがキヤピ
ラリー先端に導びかれ、ここで電気トーチにより
放電させても、酸化したワイヤの場合には不活性
又は還元性ガス雰囲気中で放電時ワイヤ先端が溶
融しにくくボール形成性が著しく低下しボンデイ
ング不良となることが判つた。さらに2ndボンデ
イングでウエツジボンデイングを実行しても、ワ
イヤ表面が酸化していると、被接合面例えばリー
ドフレームの銀メツキ面との接合強度が小さいと
いう問題があつた。
この発明は上記点に鑑みなされたもので、銅ま
たは銅を含む合金ワイヤにより安定して良好なボ
ンデイングが得られるワイヤボンデイング方法を
提供するものである。
たは銅を含む合金ワイヤにより安定して良好なボ
ンデイングが得られるワイヤボンデイング方法を
提供するものである。
すなわち、スプール巻装された銅または銅を含
む合金のワイヤをボンデイングツール内に挿通さ
せ、このボンデイングツール通過後加熱されてい
る被ボンデイング位置に上記ワイヤをボンデイン
グするに際し、不活性ガス、水素混合ガス、窒素
ガスの少なくとも一種のガスで充満させたボンデ
イングツール中を挿通させたワイヤによりボンデ
イングすることを特徴とするワイヤボンデイング
方法を得るものである。
む合金のワイヤをボンデイングツール内に挿通さ
せ、このボンデイングツール通過後加熱されてい
る被ボンデイング位置に上記ワイヤをボンデイン
グするに際し、不活性ガス、水素混合ガス、窒素
ガスの少なくとも一種のガスで充満させたボンデ
イングツール中を挿通させたワイヤによりボンデ
イングすることを特徴とするワイヤボンデイング
方法を得るものである。
キヤピラリ内に不活性ガスを混入させたものと
して特開昭57−88742号、特開昭59−51537号に開
示されたものがあるが、これは金線がキヤピラリ
内を挿通した時に金線が摩擦により損傷するのを
防止するためにかなりの流速で不活性ガスを通過
させたもので、目的、方法、効果を異にするもの
である。
して特開昭57−88742号、特開昭59−51537号に開
示されたものがあるが、これは金線がキヤピラリ
内を挿通した時に金線が摩擦により損傷するのを
防止するためにかなりの流速で不活性ガスを通過
させたもので、目的、方法、効果を異にするもの
である。
次に本発明方法の実施例を図面を参照して説明
する。すなわち、スプール（図示せず）に巻装さ
れたCuワイヤ１はクランパ５を介してキヤピラ
リ２に挿通される。このキヤピラリ２には、この
キヤピラリ２内にCuワイヤ１が滞在している期
間中、又は所定時間、Cuワイヤ１は不活性ガス
で充満された雰囲気でおおわれ、Cuワイヤの少
なくとも表面の酸化を防止するように構成されて
いる。例えばキヤピラリ２のCuワイヤ１の入口
側には不活性ガス例えばアルゴンガス（Ar）を
キヤピラリ１内に導入するためのノズル６が結合
され、このノズル６の側壁には上記不活性ガスを
予め定めた流量キヤピラリ１に導入する如く入口
管７が結合されている。即ち、この入口管７から
供給した不活性ガスがノズル６を介してキヤピラ
リ２に導入され、キヤピラリ２の先端から適宜導
出される如く構成されている。この導出されるガ
スは勢いよく下方に流出されると、そのガスが金
属球３を形成する後述するシールド雰囲気１３を
こわす。従つてキヤピラリ２の先端からガスが殆
んど流出しない程度の充満状態雰囲気となるよう
に入口管２からの流量を抑える必要がある。キヤ
ピラリ１に供給する不活性ガスはキヤピラリ１の
先端から流出してボール形成部およびボンデイン
グ部に空気が流入しないように不活性ガスの流量
やキヤピラリ２の先端構造を構成するとよい。さ
らにワイヤボンデイング時、キヤピラリ２内を
Cuワイヤ１が出たり入つたりするが、そのCuワ
イヤの進退運動により、キヤピラリ２先端の細い
穴から空気が入り込まないように不活性ガスを制
御して供給する。
する。すなわち、スプール（図示せず）に巻装さ
れたCuワイヤ１はクランパ５を介してキヤピラ
リ２に挿通される。このキヤピラリ２には、この
キヤピラリ２内にCuワイヤ１が滞在している期
間中、又は所定時間、Cuワイヤ１は不活性ガス
で充満された雰囲気でおおわれ、Cuワイヤの少
なくとも表面の酸化を防止するように構成されて
いる。例えばキヤピラリ２のCuワイヤ１の入口
側には不活性ガス例えばアルゴンガス（Ar）を
キヤピラリ１内に導入するためのノズル６が結合
され、このノズル６の側壁には上記不活性ガスを
予め定めた流量キヤピラリ１に導入する如く入口
管７が結合されている。即ち、この入口管７から
供給した不活性ガスがノズル６を介してキヤピラ
リ２に導入され、キヤピラリ２の先端から適宜導
出される如く構成されている。この導出されるガ
スは勢いよく下方に流出されると、そのガスが金
属球３を形成する後述するシールド雰囲気１３を
こわす。従つてキヤピラリ２の先端からガスが殆
んど流出しない程度の充満状態雰囲気となるよう
に入口管２からの流量を抑える必要がある。キヤ
ピラリ１に供給する不活性ガスはキヤピラリ１の
先端から流出してボール形成部およびボンデイン
グ部に空気が流入しないように不活性ガスの流量
やキヤピラリ２の先端構造を構成するとよい。さ
らにワイヤボンデイング時、キヤピラリ２内を
Cuワイヤ１が出たり入つたりするが、そのCuワ
イヤの進退運動により、キヤピラリ２先端の細い
穴から空気が入り込まないように不活性ガスを制
御して供給する。
キヤピラリ２の先端から突出したCuワイヤ１
の先端近傍に金属球３を形成するための電気トー
チのトーチ棒８が設置され、このトーチ棒８は周
知のように金属球３をCuワイヤ１の先端に形成
する時、Cuワイヤ１の先端近傍に位置するよう
に予め記憶されたプログラムで操作される。この
金属球３を形成する雰囲気特にキヤピラリ下端か
らCuワイヤ１先端までの雰囲気を不活性ガス、
還元性ガスの少なくとも一方の雰囲気にするよう
にノズル９が設けられる。この雰囲気は、完全に
シールドガスで大気と遮断されるが、空気を巻き
込むと球形の金属球３ができにくくなり、表面が
酸化され、接合性が著るしく低下する。シールド
ガスは勢いよく流出するとスパークさせても金属
球３が形成できなくなるため最適流量範囲があ
る。さらにボンデイングパツド４をボンデイング
時温度例えば150℃乃至350℃程度に保持する如く
ヒータステージ１０上にリードフレーム１１に固
定されたIC１２が設けられる。即ち、Cuワイヤ
１はキヤピラリ２内で少なくとも表面が窒素ガス
により酸化が防止されて、酸化されてない表面を
有するCuワイヤがキヤピラリ１の先端を突出し、
この位置でトーチ棒８がCuワイヤ１先端に誘導
され、高電圧パルスが印加され、トーチ棒８と
Cuワイヤ１の先端との間で放電し、金属球３が
形成される。この雰囲気は上記したようにノズル
９からの不活性ガスの雰囲気に保持され、良好な
金属球３が形成され、この状態でボンデイングパ
ツト４上に金属球３がボンデイングされる。この
金属球３は表面が酸化されてないので良好なボン
デイングが安定して得られる。この金属球３のボ
ンデイング後リードフレーム１１の予め定められ
たボンデイング位置に2ndボンデイングを実行す
る。この場合もキヤピラリ２での酸化が防止され
たCuワイヤ１を用いて不活性ガス雰囲気中でウ
エツジボンデイングするため、このボンデイング
も良好なボンデイングが安定して得られる。
の先端近傍に金属球３を形成するための電気トー
チのトーチ棒８が設置され、このトーチ棒８は周
知のように金属球３をCuワイヤ１の先端に形成
する時、Cuワイヤ１の先端近傍に位置するよう
に予め記憶されたプログラムで操作される。この
金属球３を形成する雰囲気特にキヤピラリ下端か
らCuワイヤ１先端までの雰囲気を不活性ガス、
還元性ガスの少なくとも一方の雰囲気にするよう
にノズル９が設けられる。この雰囲気は、完全に
シールドガスで大気と遮断されるが、空気を巻き
込むと球形の金属球３ができにくくなり、表面が
酸化され、接合性が著るしく低下する。シールド
ガスは勢いよく流出するとスパークさせても金属
球３が形成できなくなるため最適流量範囲があ
る。さらにボンデイングパツド４をボンデイング
時温度例えば150℃乃至350℃程度に保持する如く
ヒータステージ１０上にリードフレーム１１に固
定されたIC１２が設けられる。即ち、Cuワイヤ
１はキヤピラリ２内で少なくとも表面が窒素ガス
により酸化が防止されて、酸化されてない表面を
有するCuワイヤがキヤピラリ１の先端を突出し、
この位置でトーチ棒８がCuワイヤ１先端に誘導
され、高電圧パルスが印加され、トーチ棒８と
Cuワイヤ１の先端との間で放電し、金属球３が
形成される。この雰囲気は上記したようにノズル
９からの不活性ガスの雰囲気に保持され、良好な
金属球３が形成され、この状態でボンデイングパ
ツト４上に金属球３がボンデイングされる。この
金属球３は表面が酸化されてないので良好なボン
デイングが安定して得られる。この金属球３のボ
ンデイング後リードフレーム１１の予め定められ
たボンデイング位置に2ndボンデイングを実行す
る。この場合もキヤピラリ２での酸化が防止され
たCuワイヤ１を用いて不活性ガス雰囲気中でウ
エツジボンデイングするため、このボンデイング
も良好なボンデイングが安定して得られる。
さらに、上記実施例ではCuワイヤについて説
明したが、非貴金属ワイヤであればCuを含む合
金ワイヤによるワイヤボンデイングに適用しても
よい。
明したが、非貴金属ワイヤであればCuを含む合
金ワイヤによるワイヤボンデイングに適用しても
よい。
又、ワイヤ先端にボールを形成しないCu又は
Cu合金ワイヤのウエツジボンデイングについて
も良好な効果が得られる。
Cu合金ワイヤのウエツジボンデイングについて
も良好な効果が得られる。
以上説明したように本発明方法によれば銅また
は銅を含む合金ワイヤの少なくとも表面が高温で
さらされたキヤピラリで酸化されるのを防止した
後金属球を形成するボンデイング方法を得ること
ができるので、良好な金属球を形成することがで
きると共に酸化されてないワイヤ表面をボンデイ
ングするので、安定して強固なボールボンデイン
グ、ウエツジボンデイングを得ることができる。
は銅を含む合金ワイヤの少なくとも表面が高温で
さらされたキヤピラリで酸化されるのを防止した
後金属球を形成するボンデイング方法を得ること
ができるので、良好な金属球を形成することがで
きると共に酸化されてないワイヤ表面をボンデイ
ングするので、安定して強固なボールボンデイン
グ、ウエツジボンデイングを得ることができる。
第１図は本発明方法の実施例を説明するための
図、第２図は第１図のキヤピラリ部を拡大して示
めす説明図である。 １……Cuワイヤ、２……キヤピラリ、３……
金属球、６，９……ノズル、７……入口管、８…
…トーチ棒。
図、第２図は第１図のキヤピラリ部を拡大して示
めす説明図である。 １……Cuワイヤ、２……キヤピラリ、３……
金属球、６，９……ノズル、７……入口管、８…
…トーチ棒。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ スプールに巻装された銅または銅を含む合金
のワイヤをボンデイングツール中に挿通させ、こ
のボンデイングツール通過後加熱されている被ボ
ンデイング位置に上記ワイヤをボンデイングする
に際し、不活性ガス、水素混合ガス、窒素ガスの
少なくとも一種のガスで充満させた上記ボンデイ
ングツール中を挿通させたワイヤによりボンデイ
ングすることを特徴とするワイヤボンデイング方
法。 ２ 加熱される被ボンデイング位置の温度は150
℃乃至350℃である特許請求の範囲第１項記載の
ワイヤボンデイング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59239488A JPS61119053A (ja) | 1984-11-15 | 1984-11-15 | ワイヤボンデイング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59239488A JPS61119053A (ja) | 1984-11-15 | 1984-11-15 | ワイヤボンデイング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61119053A JPS61119053A (ja) | 1986-06-06 |
| JPH0530060B2 true JPH0530060B2 (ja) | 1993-05-07 |
Family
ID=17045521
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59239488A Granted JPS61119053A (ja) | 1984-11-15 | 1984-11-15 | ワイヤボンデイング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61119053A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5152450A (en) * | 1987-01-26 | 1992-10-06 | Hitachi, Ltd. | Wire-bonding method, wire-bonding apparatus,and semiconductor device produced by the wire-bonding method |
| CN100336191C (zh) * | 2005-03-04 | 2007-09-05 | 汕头华汕电子器件有限公司 | 用铜线形成半导体器件内引线的方法 |
| JP5804644B2 (ja) * | 2012-02-21 | 2015-11-04 | 超音波工業株式会社 | 超音波ワイヤボンディング装置および超音波ワイヤボンディング方法 |
-
1984
- 1984-11-15 JP JP59239488A patent/JPS61119053A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61119053A (ja) | 1986-06-06 |
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