JPH05347334A - ボンディング装置 - Google Patents

ボンディング装置

Info

Publication number
JPH05347334A
JPH05347334A JP4155195A JP15519592A JPH05347334A JP H05347334 A JPH05347334 A JP H05347334A JP 4155195 A JP4155195 A JP 4155195A JP 15519592 A JP15519592 A JP 15519592A JP H05347334 A JPH05347334 A JP H05347334A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ultrasonic
ultrasonic horn
bonding
horn
capillary
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4155195A
Other languages
English (en)
Inventor
Yukihiro Iketani
之宏 池谷
Noriyasu Kashima
規安 加島
Koichiro Atsumi
幸一郎 渥美
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP4155195A priority Critical patent/JPH05347334A/ja
Publication of JPH05347334A publication Critical patent/JPH05347334A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/071Connecting or disconnecting
    • H10W72/0711Apparatus therefor
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/071Connecting or disconnecting
    • H10W72/0711Apparatus therefor
    • H10W72/07141Means for applying energy, e.g. ovens or lasers
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/071Connecting or disconnecting
    • H10W72/075Connecting or disconnecting of bond wires
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/071Connecting or disconnecting
    • H10W72/075Connecting or disconnecting of bond wires
    • H10W72/07531Techniques
    • H10W72/07532Compression bonding, e.g. thermocompression bonding
    • H10W72/07533Ultrasonic bonding, e.g. thermosonic bonding
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/50Bond wires
    • H10W72/531Shapes of wire connectors
    • H10W72/536Shapes of wire connectors the connected ends being ball-shaped
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/50Bond wires
    • H10W72/531Shapes of wire connectors
    • H10W72/5363Shapes of wire connectors the connected ends being wedge-shaped
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W90/00Package configurations
    • H10W90/701Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts
    • H10W90/751Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires
    • H10W90/756Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires between a chip and a stacked lead frame, conducting package substrate or heat sink

Landscapes

  • Wire Bonding (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 取り付け状態によって超音波ホ−ンの振動特
性が変化することが少なく、調整作業が不要なボンディ
ング装置を提供することを目的とするものである。 【構成】 キャピラリ4を先端部に保持しすると共に、
他端部はボンディングヘッド本体8に内に設けられた超
音波振動子9が取り付けられた棒状の超音波ホ−ン20
を具備し、この超音波ホ−ン20の長さ方向中途部に
は、フランジ部21が突設され、このフランジ部21の
外周面には筒状の保持部22が固定されている。この保
持部22は、上記超音波ホ−ン20の材質と異なりかつ
この超音波ホ−ン20の材質に対して超音波の反射率が
高い材質で形成されている。上記超音波ホ−ン20はこ
の保持部22を介して上記ボンディングヘッド本体8に
取り付けられている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば、半導体装置
の組み立て工程において、ICペレットの電極パッドと
リ−ドフレ−ムのリ−ドとをワイヤで接続するボンディ
ング装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、ICペレット(半導体電子部
品)の各電極パッドをプリント基板の配線パタ−ンに接
続するボンディング装置として、ワイヤボンディング装
置がある。
【0003】一般に、ワイヤボンディング装置は、図2
に示すように、ICペレット1をリ−ドフレ−ムのダイ
パッド2上にダイボンディングした後、ワイヤ3(ボン
ディング部材)が挿通された針状のキャピラリ4で、上
記ワイヤ3の先端部に形成されたボ−ル(図4に示す3
a)を第1のボンディング点AであるICペレット1の
電極パッド1a(被ボンディング部位)に押し付けてボ
ンディングする。
【0004】そして、上記ワイヤボンディング装置は、
上記キャピラリ4を上下方向およびXY方向に移動させ
てワイヤ3を繰出し、第2のボンディング点Bであるリ
−ドフレ−ムの配線パタ−ン5(被ボンディング部位)
にボンディングし、しかるのち上記キャピラリ4を上昇
させてワイヤ3を切断する動作を繰り返すことによって
上記電極パッド1aと配線パタ−ン5の結線を行う。
【0005】また、上記ワイヤボンディング装置は、ボ
ンディングステ−ジ6内に図示しない加熱ヒ−タを備え
ている。この加熱ヒ−タは上記ICペレット1の電極パ
ッド1aおよび上記配線パタ−ン5をボンディングに適
した温度に加熱し保温するようになっている。
【0006】ところで、最近、上記ICペレット1の高
品質化に伴い、このICペレット1の機能を損なわない
ように、より低温でワイヤボンディングを行う必要性が
高まっている。このため、上記ICペレット1の加熱温
度を低くし、その代わりに上記キャピラリ4を超音波域
で振動させ、超音波エネルギで上記ワイヤ3を溶融させ
る熱圧着超音波併用方式が採られている。
【0007】この熱圧着超音波併用方式を採用したワイ
ヤボンディング装置は、図3に10で示す超音波ホ−ン
を具備する。この超音波ホ−ン10は、先端部に上記キ
ャピラリ4を保持すると共に基端部はボンディングヘッ
ド本体8に内に設けられた超音波振動子9に接続されて
いる。。
【0008】上記超音波ホ−ン10の他端部に設けられ
た超音波振動子9は、高周波電圧が印加されることで上
記超音波ホ−ン10の軸方向に振動し、この超音波ホ−
ン10に超音波振動を印加する。
【0009】また、この超音波ホ−ン10は、図にCで
示す部分を節として超音波振動を行う。この節部Cの径
方向外側には、この超音波ホ−ン10の外径より大きい
内径を有する円筒状の支持部12が設けられ、この支持
部12と上記超音波ホ−ン10とは上記節Cの外周面に
突設されたフランジ部11を介して接続されている。一
般に、上記超音波ホ−ン10、フランジ部11、支持部
12は同じ材質で一体的に形成される。
【0010】そして、この超音波ホ−ン10は、上記支
持部12を割ブッシュ13を介して上記ヘッド本体8に
設けられた保持孔8aに嵌挿することで、上記ボンディ
ングヘッド本体8に固定される。
【0011】したがって、上記超音波振動子9が作動す
ることで、上記超音波ホ−ン10は図にCで示す部分を
節として軸方向に超音波振動し、上記キャピラリ4に超
音波エネルギを印加する。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来例
には以下に説明する欠点がある。
【0013】上記超音波振動子9を作動させると、上記
支持部12を介してボンディングヘッド本体8にも超音
波振動が伝播する。上記ヘッド本体8に超音波振動が伝
播すると上記超音波ホ−ン10の振動特性が変化すると
いうことがある。
【0014】また、この超音波ホ−ン10の特性の変化
は常に同じわけではなく、この超音波ホ−ン10の取付
状態の微妙な違いによってかなり変化する。このため、
上記超音波ホ−ン10の特性を一定させるためには、超
音波振動子9を制御すると共に取り付け状態の微調整が
必要であり、このため作業性が非常に悪いということが
あった。
【0015】この発明は、このような事情に鑑みて成さ
れたもので、取り付け状態によってキャピラリや超音波
ホ−ンの振動特性が変化することが少なく、調整作業が
不要なボンディング装置を提供することを目的とするも
のである。
【0016】
【課題を解決するための手段】この発明は、ボンディン
グ部材を被ボンディング部位にボンディングする針状の
キャピラリと、このキャピラリを先端部に保持する棒状
の超音波ホ−ンと、この超音波ホ−ンの後端部に取り付
けられ、この超音波ホ−ンを超音波域で振動させる超音
波振動子と、上記超音波ホ−ンの長さ方向中途部を支持
すると共に、この超音波ホ−ンの材質と異なりかつこの
超音波ホ−ンの材質に対して超音波の反射率が高い材質
で形成された支持体と、この支持体を保持し、上記超音
波ホ−ンおよびキャピラリを被ボンディング部位に対し
て相対的に駆動するボンディングヘッド本体とを具備す
ることを特徴とするものである。
【0017】
【作用】このような構成によれば、超音波ホ−ンからの
超音波振動は、この超音波ホ−ンと支持体との境界面で
反射され、ボンディングヘッド本体には伝播しない。
【0018】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図面を参照して
説明する。なお、従来例と同一の構成要素には同一符号
を付してその説明は省略する。
【0019】この発明のボンディング装置は、基本的は
従来例と同様の構成を有し、先端部にキャピラリ4を保
持すると共に基端部には超音波振動子9が取り付けられ
た超音波ホ−ン20を具備する。
【0020】この発明の超音波ホ−ン20は例えば銅で
形成され、この超音波ホ−ン20の節Cの部分の外周面
には、径方向外側に突出するフランジ部21が設けられ
ている。そして、このフランジ部21の外周面には、例
えば、ポリスチレンで形成された筒状の支持部22(支
持体)が固定されている。この支持部22は上記ホ−ン
20の外径より大きい内径を有し、その内周面の一端部
を上記フランジ部21の外周面と固着させている。
【0021】この超音波ホ−ン20は、従来例と同様に
上記支持部22を割りブッシュ13を介してヘッド本体
8の保持孔8aに嵌挿させて、このヘッド本体8に固定
されている。
【0022】次に、この実施例で上記超音波ホ−ン20
の材質として例えば鋼を採用すると共に上記支持部22
の材質として例えばポリスチレンを採用した理由を説明
する。
【0023】一般に、2つの材質が、無限平面で接合す
る場合、第1の材質の固有音響インピ−ダンスをρ1
1 (ρは媒質の密度(g/cm3 )、cは媒質中におけ
る超音波の速度(cm/s))、第2の材質の固有音響
インピ−ダンスをρ2 2とすると、この第1、第2の
材質の境界面での超音波の反射率βは(1)式で表され
る。
【0024】
【数1】
【0025】ここで、上記第1の材質を鋼、第2の材質
をポリスチレンとすると、超音波に対する鋼の固有音響
インピ−ダンスは、4.76×106 、ポリスチレンの
固有音響インピ−ダンス0.924×106 である。こ
れにより、この鋼とポリスチレンの境界面での超音波の
反射率は77%となる。
【0026】したがって、上記超音波ホ−ン20から支
持部22へ伝播しようとする超音波は、上記フランジ部
21と支持部22の境界面において77%が反射される
こととなる。
【0027】従来例のように、上記支持部22と超音波
ホ−ン20を同じ材質で形成し、上記第1、第2の材質
が同じになる場合には、ρ1 1 =ρ2 2 となるの
で、(1)式より反射率β=0となりすべての超音波が
透過(伝播)することとなる。また、第1、第2の材質
が鋼とニッケル(固有音響インピ−ダンスρc=4.9
8×106 )のように固有音響インピ−ダンスが略等し
い材質間でも超音波の反射率は低い(β=0.2%)。
【0028】このように、この発明のボンディング装置
は、超音波ホ−ン20を構成する材質に対して、超音波
の反射率が高い材質で支持部22を形成した。これによ
り、超音波振動がヘッド本体8へ伝播するのを有効に防
止することができる。
【0029】したがって、上記超音波ホ−ン20取り付
け状態によらず、略設計どうりの振動特性を実現できる
ので、面倒な微調整の作業をなくすことができ作業性が
向上する。なお、この発明は上記一実施例に限定される
ものではなく、発明の要旨を変更しない範囲で種々変形
可能である。
【0030】例えば、一実施例では、上記超音波ホ−ン
20と支持部22の材質として、鋼とポリスチレンの組
み合わせを用いたが、これに限定されるものではなく、
例えば、鋼とマグネシウム(固有音響インピ−ダンスρ
c=0.928×106 、反射率β=43%)の組み合
わせや、ニッケル(固有音響インピ−ダンスρc=4.
98×106 )とポリスチレンの組み合わせ(反射率β
=79%)等であっても良い。要は、超音波の反射率を
高めるような組み合わせであれば良い。
【0031】また、上記一実施例では、上記フランジ部
21は上記超音波ホ−ン20と同じ材質で一体的に形成
したが、これに限定されるものではなく、上記支持部2
2と同じ材質でこの支持部22と一体的に形成され上記
超音波ホ−ン20の節部Cを支持するようにしても良
い。
【0032】さらに、上記一実施例では、ボンディング
装置として、ワイヤボンディング装置を例に挙げたが、
これに限定されるものではなく、要はキャピラリを用い
かつこのキャピラリに超音波振動を印加してボンディン
グを行うボンディング装置であれば良い。例えば、シン
グルポイント方式のインナ−リ−ドボンディング装置、
アウタリ−ドボンディング装置であっても良い。
【0033】
【発明の効果】以上述べたように、この発明のボンディ
ング装置は、ボンディング部材を被ボンディング部位に
ボンディングするキャピラリと、このキャピラリを先端
部に保持する超音波ホ−ンと、この超音波ホ−ンの後端
部に取り付けられ、この超音波ホ−ンを超音波域で振動
させる超音波振動子と、上記超音波ホ−ンの長さ方向中
途部を支持すると共に、この超音波ホ−ンの材質と異な
りかつこの超音波ホ−ンの材質に対して超音波の反射率
が高い材質で形成された支持体と、この支持体を保持
し、上記超音波ホ−ンおよびキャピラリを被ボンディン
グ部位に対して相対的に駆動するボンディングヘッド本
体とを具備するものである。
【0034】このような構成によれば、取り付け状態に
よって超音波ホ−ンの振動特性が変化することが少な
く、調整作業が不要なボンディング装置を得ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の要部の一実施例を示す縦断面図。
【図2】一般的なワイヤボンディングを示す概略構成
図。
【図3】従来例を示す縦断面図。
【符号の説明】
1a…電極パッド(被ボンディング部位)、3…ワイヤ
(ボンディング部材)、4…キャピラリ、8…ボンディ
ングヘッド本体、9…超音波振動子、20…超音波ホ−
ン、22…支持部(支持体)。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ボンディング部材を被ボンディング部位
    にボンディングするキャピラリと、このキャピラリを先
    端部に保持する超音波ホ−ンと、この超音波ホ−ンの後
    端部に取り付けられ、この超音波ホ−ンを超音波域で振
    動させる超音波振動子と、上記超音波ホ−ンの長さ方向
    中途部を支持すると共に、この超音波ホ−ンの材質と異
    なりかつこの超音波ホ−ンの材質に対して超音波の反射
    率が高い材質で形成された支持体と、この支持体を保持
    し、上記超音波ホ−ンおよびキャピラリを被ボンディン
    グ部位に対して相対的に駆動するボンディングヘッド本
    体とを具備することを特徴とするボンディング装置。
JP4155195A 1992-06-15 1992-06-15 ボンディング装置 Pending JPH05347334A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4155195A JPH05347334A (ja) 1992-06-15 1992-06-15 ボンディング装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4155195A JPH05347334A (ja) 1992-06-15 1992-06-15 ボンディング装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05347334A true JPH05347334A (ja) 1993-12-27

Family

ID=15600577

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4155195A Pending JPH05347334A (ja) 1992-06-15 1992-06-15 ボンディング装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH05347334A (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6189761B1 (en) 1999-07-05 2001-02-20 Kabushiki Kaisha Shinkawa Wire bonding apparatus
JP2002334908A (ja) * 2001-05-09 2002-11-22 Murata Mfg Co Ltd 超音波ボンディング装置
US6719183B2 (en) 2001-06-28 2004-04-13 Kabushiki Kaisha Shinkawa Transducer and a bonding apparatus using the same
US6766936B2 (en) 2001-09-07 2004-07-27 Kabushiki Kaisha Shinkawa Transducer and a bonding apparatus using the same
KR100799202B1 (ko) * 2001-08-31 2008-01-29 삼성테크윈 주식회사 와이어 본더 헤드
CN104833568A (zh) * 2015-05-06 2015-08-12 上海理工大学 用于光学玻璃超声振动压痕实验的减振装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6189761B1 (en) 1999-07-05 2001-02-20 Kabushiki Kaisha Shinkawa Wire bonding apparatus
JP2002334908A (ja) * 2001-05-09 2002-11-22 Murata Mfg Co Ltd 超音波ボンディング装置
US6719183B2 (en) 2001-06-28 2004-04-13 Kabushiki Kaisha Shinkawa Transducer and a bonding apparatus using the same
KR100799202B1 (ko) * 2001-08-31 2008-01-29 삼성테크윈 주식회사 와이어 본더 헤드
US6766936B2 (en) 2001-09-07 2004-07-27 Kabushiki Kaisha Shinkawa Transducer and a bonding apparatus using the same
CN104833568A (zh) * 2015-05-06 2015-08-12 上海理工大学 用于光学玻璃超声振动压痕实验的减振装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH07221141A (ja) 超音波ワイヤボンディング装置
US5494207A (en) Wire bonder transducer arrangement and method
US7137543B2 (en) Integrated flexure mount scheme for dynamic isolation of ultrasonic transducers
JP2727970B2 (ja) ボンディングツール
JPH11284028A (ja) ボンディング方法及びその装置
US7150388B2 (en) Method of bonding and bonding apparatus for a semiconductor chip
JPH08153759A (ja) シングルポイントボンダーおよび半導体装置の製造方法
JP3972517B2 (ja) 電子部品の接続方法
JP3802284B2 (ja) ワイヤボンディング装置
US3602420A (en) Ultrasonic bonding device
JP2004167435A (ja) ボンディング用超音波ホーン及びこれを備えたボンディング装置
JPH08181175A (ja) ワイヤボンディング方法
JPS5951742B2 (ja) 超音波ワイヤボンデイング方法
JP3288983B2 (ja) 超音波振動接合方法
JPH04372146A (ja) ワイヤボンディング装置
JPH08153758A (ja) 超音波ワイヤボンディング装置及び方法
JP3800790B2 (ja) バンプボンディング装置
KR100996958B1 (ko) 와이어본딩용 트랜스듀서 어셈블리
JP2770542B2 (ja) ワイヤボンダーにおけるトランスデューサのus発振装置
JP2894419B2 (ja) 超音波ボンディング装置の周波数制御方法
JPH09260415A (ja) ワイヤボンディング装置およびその制御方法
JP3276460B2 (ja) ワイヤボンディング装置
JPH0443652A (ja) 超音波ホーン
JP2003059972A (ja) ボンディングヘッド及びこれを備えたボンディング装置
JP2565009B2 (ja) ワイヤボンディング方法