JPH0564459B2 - - Google Patents
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- JPH0564459B2 JPH0564459B2 JP59176582A JP17658284A JPH0564459B2 JP H0564459 B2 JPH0564459 B2 JP H0564459B2 JP 59176582 A JP59176582 A JP 59176582A JP 17658284 A JP17658284 A JP 17658284A JP H0564459 B2 JPH0564459 B2 JP H0564459B2
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- gas
- bonding
- copper wire
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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、ワイヤボンデイング方法に関す
る。
る。
IC、LSIなどのフルオートワイヤボンデイング
においては金ワイヤを用いたものが実用されてい
る。このワイヤ部材も半導体素子の低コスト化に
伴ないコスト高の要因となり、金代替ワイヤを用
いてボンデイングすることが要望されている。そ
の代表的なものに銅ワイヤやアルミニウムワイヤ
を用いることが試みられているが、なかなか実用
されていない。
においては金ワイヤを用いたものが実用されてい
る。このワイヤ部材も半導体素子の低コスト化に
伴ないコスト高の要因となり、金代替ワイヤを用
いてボンデイングすることが要望されている。そ
の代表的なものに銅ワイヤやアルミニウムワイヤ
を用いることが試みられているが、なかなか実用
されていない。
特に、銅などの卑金属ワイヤを用いた場合、
IC用ワークステージを加熱し、ICのペレツトや
リードフレームなどの被接合部材を200℃〜350℃
程度に昇温する必要があるため、この熱によりワ
イヤが酸化され、この酸化によりボンデイング不
良が発生することである。
IC用ワークステージを加熱し、ICのペレツトや
リードフレームなどの被接合部材を200℃〜350℃
程度に昇温する必要があるため、この熱によりワ
イヤが酸化され、この酸化によりボンデイング不
良が発生することである。
ワイヤの酸化に対する対策として実開昭59−
26246号に記載されているようにワイヤの先端部
に不活性ガスを吹き付け、この不活性ガスで遮蔽
した状態でワイヤ先端にボールを形成して酸化防
止を行うことが提案されている。
26246号に記載されているようにワイヤの先端部
に不活性ガスを吹き付け、この不活性ガスで遮蔽
した状態でワイヤ先端にボールを形成して酸化防
止を行うことが提案されている。
しかしこの提案によつても、本件出願人の研究
によると、ワークステージに組み込まれたヒータ
台の熱によつてヒータ台上方の近接したワイヤが
酸化される。特にキヤピラリーやワイヤクランパ
も加熱されるため、ワイヤ走行中このワイヤクラ
ンパ部にて接触時熱酸化され、ワイヤが被接合部
材近傍に走行される時にはすでに酸化が進行して
いることが判つた。
によると、ワークステージに組み込まれたヒータ
台の熱によつてヒータ台上方の近接したワイヤが
酸化される。特にキヤピラリーやワイヤクランパ
も加熱されるため、ワイヤ走行中このワイヤクラ
ンパ部にて接触時熱酸化され、ワイヤが被接合部
材近傍に走行される時にはすでに酸化が進行して
いることが判つた。
従つて被接合部材近傍に走行されて、電気トー
チ法または酸水素トーチ法などでボールを形成し
ようとしても、ボール形成が困難となる場合が多
いという問題があつた。
チ法または酸水素トーチ法などでボールを形成し
ようとしても、ボール形成が困難となる場合が多
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、走
行中のワイヤの酸化を防止し、ボール形成を安定
化ならしめかつ接合強度の高いワイヤボンデイン
グ方法を提供するものである。
行中のワイヤの酸化を防止し、ボール形成を安定
化ならしめかつ接合強度の高いワイヤボンデイン
グ方法を提供するものである。
すなわち、ワイヤをワイヤ繰り出し部から導出
し被接合部材に圧着してボンデイングするに際
し、上記ワイヤ繰り出し部からワイヤ先端までの
ワイヤ走行路の少なくとも一部を不活性ガス又は
窒素ガス又は還元性ガス雰囲気に形成し、上記不
活性ガス又は窒素ガス又は還元性ガスは少なくと
もワイヤの走行方向に沿つて流路を形成するよう
に供給され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。
し被接合部材に圧着してボンデイングするに際
し、上記ワイヤ繰り出し部からワイヤ先端までの
ワイヤ走行路の少なくとも一部を不活性ガス又は
窒素ガス又は還元性ガス雰囲気に形成し、上記不
活性ガス又は窒素ガス又は還元性ガスは少なくと
もワイヤの走行方向に沿つて流路を形成するよう
に供給され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。
次にこの発明方法を銅ワイヤを用いた電気トー
チ法によるワイヤボンデイングに適用した実施例
を図示を参照して説明する。
チ法によるワイヤボンデイングに適用した実施例
を図示を参照して説明する。
電気トーチ法によるフルオートワイヤボンデイ
ング装置は当業者において周知であるから、その
説明は省略する。
ング装置は当業者において周知であるから、その
説明は省略する。
即ち、ワイヤボンデイング装置のボンデイング
アーム系を第１図に示す。ボンデイング用ワイヤ
例えば銅ワイヤがワイヤ繰り出し部例えばワイヤ
スプール１に巻装されてボンデイング装置に設置
される。このワイヤスプール１から導出された銅
ワイヤ２はワイヤガイド３を経てクランパ例えば
第１のクランパ４、第２のクランパ５を走行し、
ボンデイングツールであるキヤピラリー６を挿通
して、銅ワイヤ２の先端がキヤピラリー６から突
出した状態に導びかれる。
アーム系を第１図に示す。ボンデイング用ワイヤ
例えば銅ワイヤがワイヤ繰り出し部例えばワイヤ
スプール１に巻装されてボンデイング装置に設置
される。このワイヤスプール１から導出された銅
ワイヤ２はワイヤガイド３を経てクランパ例えば
第１のクランパ４、第２のクランパ５を走行し、
ボンデイングツールであるキヤピラリー６を挿通
して、銅ワイヤ２の先端がキヤピラリー６から突
出した状態に導びかれる。
この銅ワイヤ２の突出した先端近傍には電気ト
ーチ棒７が設置され、銅ワイヤ２の先端にボール
を形成する時のみ、銅ワイヤ２の先端との間で放
電を発生させるように相対的に移動例えばトーチ
棒７を移動させてボール８を形成する。この際、
電気トーチとワイヤの近傍は酸化防止のために不
活性ガスや還元性ガスなどでおおわれている。
ーチ棒７が設置され、銅ワイヤ２の先端にボール
を形成する時のみ、銅ワイヤ２の先端との間で放
電を発生させるように相対的に移動例えばトーチ
棒７を移動させてボール８を形成する。この際、
電気トーチとワイヤの近傍は酸化防止のために不
活性ガスや還元性ガスなどでおおわれている。
このボール８の下方には被接合部材例えば集積
回路（IC）９が取着されたリードフレーム１０
を設置するワークステージ１１が設けられてい
る。このワークステージ１１にはヒーター１２が
組み込まれており、銅ワイヤ２のボンデイングを
良好に促進させるように温度例えば200℃を発生
する。このヒータ１２はボンデイング開始前から
加温され、ボンデイング中は連続して加熱動作を
実行するが、この加熱は直流交流いずれでもよ
い。
回路（IC）９が取着されたリードフレーム１０
を設置するワークステージ１１が設けられてい
る。このワークステージ１１にはヒーター１２が
組み込まれており、銅ワイヤ２のボンデイングを
良好に促進させるように温度例えば200℃を発生
する。このヒータ１２はボンデイング開始前から
加温され、ボンデイング中は連続して加熱動作を
実行するが、この加熱は直流交流いずれでもよ
い。
上記したボンデイングアームは、ワークステー
ジ１１とは別のＸ−Ｙ駆動テーブル（図示せず）
上に設置されるが、さらに上下方向のＺ軸方向に
も駆動されるように夫々直接カム機構を係合せず
リニアモータ（図示せず）に接続される。
ジ１１とは別のＸ−Ｙ駆動テーブル（図示せず）
上に設置されるが、さらに上下方向のＺ軸方向に
も駆動されるように夫々直接カム機構を係合せず
リニアモータ（図示せず）に接続される。
さらに上記テーブルにはボンデイング位置を視
覚認識するためのカメラ（図示せず）も設置さ
れ、出力をコンピユータ（図示せず）に入力し
て、このコンピユータによりボンデイング位置制
御を行う。
覚認識するためのカメラ（図示せず）も設置さ
れ、出力をコンピユータ（図示せず）に入力し
て、このコンピユータによりボンデイング位置制
御を行う。
このような装置において、この発明方法は、上
記ヒータ１２による熱により銅ワイヤ２が酸化さ
れる領域のワイヤ走行路を不活性ガスN2ガス又
は還元性ガス雰囲気にすることである。例えばガ
イド３通過後の第１のクランパ４との間からキヤ
ピラリ６までの銅ワイヤ走行路を不活性ガス又は
還元性ガス雰囲気にする。即ち、第１のクランパ
４第２のクランパ５を除く部分に上記ガスの流路
を形成する如くフード１３，１４，１５を設置
し、フード１３にガス流入口１６を設ける。この
ガス流入口１６から窒素ガス（N2ガス）又は不
活性ガス又は還元性ガス例えば水素混合ガスを流
入させ、ワイヤの走行方向に沿つて流路に形成
し、キヤピラリ６のワイヤ導出口からも吹き出さ
れる如くガス流路を形成して銅ワイヤ２の走行路
に水素混合ガス雰囲気を形成する。このように水
素混合ガス流路を形成すると、吹き出しガスによ
りキヤピラリー６から突出した銅ワイヤ２の先端
も形状に応じてかなり、水素混合ガスでシールド
されると共に熱気流の上昇をも防止できる効果が
ある。フード１３，１４，１５は分割しないでク
ランパ４，５を収容する形の一体にしたフードで
水素混合ガス雰囲気を形成してもよい。
記ヒータ１２による熱により銅ワイヤ２が酸化さ
れる領域のワイヤ走行路を不活性ガスN2ガス又
は還元性ガス雰囲気にすることである。例えばガ
イド３通過後の第１のクランパ４との間からキヤ
ピラリ６までの銅ワイヤ走行路を不活性ガス又は
還元性ガス雰囲気にする。即ち、第１のクランパ
４第２のクランパ５を除く部分に上記ガスの流路
を形成する如くフード１３，１４，１５を設置
し、フード１３にガス流入口１６を設ける。この
ガス流入口１６から窒素ガス（N2ガス）又は不
活性ガス又は還元性ガス例えば水素混合ガスを流
入させ、ワイヤの走行方向に沿つて流路に形成
し、キヤピラリ６のワイヤ導出口からも吹き出さ
れる如くガス流路を形成して銅ワイヤ２の走行路
に水素混合ガス雰囲気を形成する。このように水
素混合ガス流路を形成すると、吹き出しガスによ
りキヤピラリー６から突出した銅ワイヤ２の先端
も形状に応じてかなり、水素混合ガスでシールド
されると共に熱気流の上昇をも防止できる効果が
ある。フード１３，１４，１５は分割しないでク
ランパ４，５を収容する形の一体にしたフードで
水素混合ガス雰囲気を形成してもよい。
勿論、上記水素混合ガス流路は下方のフード１
５にガス流入口を設けて上方下方両方に吹き出し
てもよいし、中間位置例えばフード１４にガス流
入口を設けて上方と下方に吹き出す構成にしても
よいし、銅ワイヤ先端には別にシールドガスを吹
き付ける手段と併用するようにしてもよい。
５にガス流入口を設けて上方下方両方に吹き出し
てもよいし、中間位置例えばフード１４にガス流
入口を設けて上方と下方に吹き出す構成にしても
よいし、銅ワイヤ先端には別にシールドガスを吹
き付ける手段と併用するようにしてもよい。
ガスの流出口はキヤピラリ６でなく、一個又は
複数個の環状のガス吹き出し口を設けてワイヤの
先端以外のワイヤを水素混合ガス雰囲気にしても
よい。また吹き出し口はキヤピラリ６の他にさら
に途中のフード１４，１５に設けるようにしても
よい。さらにガスの流量は一定の例えば0.5
ｍ／secでもよいが、流量を時間で可変してもよ
いし、ヒータの温度に応じて流量を可能できるよ
うにしてもよい。さらにまた、ガスは連続吹き出
しでなく適宜の間隔で断続してパルス運転しても
よい。また水素混合ガスはキヤピラリ６中で必ず
しも気体流を作る必要はなく、充満する程度にガ
スを供給するようにしてもよい。
複数個の環状のガス吹き出し口を設けてワイヤの
先端以外のワイヤを水素混合ガス雰囲気にしても
よい。また吹き出し口はキヤピラリ６の他にさら
に途中のフード１４，１５に設けるようにしても
よい。さらにガスの流量は一定の例えば0.5
ｍ／secでもよいが、流量を時間で可変してもよ
いし、ヒータの温度に応じて流量を可能できるよ
うにしてもよい。さらにまた、ガスは連続吹き出
しでなく適宜の間隔で断続してパルス運転しても
よい。また水素混合ガスはキヤピラリ６中で必ず
しも気体流を作る必要はなく、充満する程度にガ
スを供給するようにしてもよい。
このような構成で、ボンデイングの実行に際
し、ボンデイングに先行してワイヤ２の導出、設
定後ヒータ１２への電源投入とともにガス流入口
１６から水素混合ガスを流入するように制御後、
ボンデイング作業を開始するように上記コンピユ
ータによりプログラムコントロールを実施する。
ボンデイング作業は周知の通りトーチ棒７により
銅ワイヤ先端にボール８を形成後、ボンデイング
位置にキヤピラリー６により押圧して、ヒータ１
２による熱との共働作用により超音波併用の熱圧
着を行う。
し、ボンデイングに先行してワイヤ２の導出、設
定後ヒータ１２への電源投入とともにガス流入口
１６から水素混合ガスを流入するように制御後、
ボンデイング作業を開始するように上記コンピユ
ータによりプログラムコントロールを実施する。
ボンデイング作業は周知の通りトーチ棒７により
銅ワイヤ先端にボール８を形成後、ボンデイング
位置にキヤピラリー６により押圧して、ヒータ１
２による熱との共働作用により超音波併用の熱圧
着を行う。
このように銅ワイヤ２の走行路を水素混合ガス
雰囲気で形成することによりボンデイング前の銅
ワイヤ２の酸化を防止でき、安定に銅ワイヤの先
端にボールを形成でき、強固にボールボンデイン
グを実行できる効果がある。特にボールボンデイ
ング後のウエツジボンデイングにおいて従来の先
端のみガスシールドでは強固なボンデイングが得
られなかつたが、この実施例によれば良好な接合
強度が得られている。
雰囲気で形成することによりボンデイング前の銅
ワイヤ２の酸化を防止でき、安定に銅ワイヤの先
端にボールを形成でき、強固にボールボンデイン
グを実行できる効果がある。特にボールボンデイ
ング後のウエツジボンデイングにおいて従来の先
端のみガスシールドでは強固なボンデイングが得
られなかつたが、この実施例によれば良好な接合
強度が得られている。
なお上記実施例では水素混合ガスを用いた例に
ついて説明したが、ワイヤが熱酸化するのをシー
ルドする効果のあるガス不活性ガス又は還元性ガ
スであれば例えばアルゴンガスや窒素ガスなどで
ワイヤを大気からシールドしても同様な効果があ
る。
ついて説明したが、ワイヤが熱酸化するのをシー
ルドする効果のあるガス不活性ガス又は還元性ガ
スであれば例えばアルゴンガスや窒素ガスなどで
ワイヤを大気からシールドしても同様な効果があ
る。
さらにまた上記実施例では卑金属として銅ワイ
ヤを用いた例について説明したが卑金属であれば
例えば銅系合金ワイヤ、アルミニウムワイヤ、ア
ルミニウム系合金ワイヤなど何れでもワイヤボン
デイングに実用できる卑金属であればよい。
ヤを用いた例について説明したが卑金属であれば
例えば銅系合金ワイヤ、アルミニウムワイヤ、ア
ルミニウム系合金ワイヤなど何れでもワイヤボン
デイングに実用できる卑金属であればよい。
さらにまた上記実施例では電気トーチ法の実施
例について説明したが、酸水素トーチ法によるワ
イヤボンデイングに適用してもよい。
例について説明したが、酸水素トーチ法によるワ
イヤボンデイングに適用してもよい。
上記説明したようにこの発明によればボンデイ
ング用ワイヤ（卑金属ワイヤ）走行路の少なくと
も一部を不活性ガス又は還元性ガス雰囲気にする
ので、ワイヤ先端へのボール形成時ワイヤが酸化
されてないため、良好なボールが形成でき、強固
なボンデイングを行うことができる効果がある。
ング用ワイヤ（卑金属ワイヤ）走行路の少なくと
も一部を不活性ガス又は還元性ガス雰囲気にする
ので、ワイヤ先端へのボール形成時ワイヤが酸化
されてないため、良好なボールが形成でき、強固
なボンデイングを行うことができる効果がある。
さらにボールボンデイング後のウエツジボンデ
イングについてもワイヤ（卑金属ワイヤ）が酸化
されてないので、ワイヤと被接合面との接合強度
が向上するなどの効果がある。
イングについてもワイヤ（卑金属ワイヤ）が酸化
されてないので、ワイヤと被接合面との接合強度
が向上するなどの効果がある。
第１図は本発明方法の実施例を説明するための
側面図である。 １……スプール、２……ワイヤ、１３，１４，
１５……フード、６……キヤピラリ、１６……ガ
ス流入口。
側面図である。 １……スプール、２……ワイヤ、１３，１４，
１５……フード、６……キヤピラリ、１６……ガ
ス流入口。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ワイヤをワイヤ繰り出し部から導出し被接合
部材に圧着してボンデイングするに際し、上記ワ
イヤ繰り出し部からワイヤ先端までのワイヤ走行
路の少なくとも一部を不活性ガス又は窒素ガス又
は還元性ガス雰囲気に形成し、上記不活性ガス又
は窒素ガス又は還元性ガスは少なくともワイヤの
走行方向に沿つて流路を形成するように供給され
ることを特徴とするワイヤボンデイング方法。 ２ 上記ワイヤは卑金属ワイヤであることを特徴
とす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 |
|---|---|---|---|
| JP59176582A JPS6154637A (ja) | 1984-08-27 | 1984-08-27 | ワイヤボンデイング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59176582A JPS6154637A (ja) | 1984-08-27 | 1984-08-27 | ワイヤボンデイング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6154637A JPS6154637A (ja) | 1986-03-18 |
| JPH0564459B2 true JPH0564459B2 (ja) | 1993-09-14 |
Family
ID=16016079
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59176582A Granted JPS6154637A (ja) | 1984-08-27 | 1984-08-27 | ワイヤボンデイング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6154637A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4845701B2 (ja) * | 2006-12-14 | 2011-12-28 | シチズン電子株式会社 | シートスイッチモジュール |
-
1984
- 1984-08-27 JP JP59176582A patent/JPS6154637A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6154637A (ja) | 1986-03-18 |
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