JPH06140454A - 半田ワイヤによるワイヤーボンディング方法 - Google Patents

半田ワイヤによるワイヤーボンディング方法

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JPH06140454A JP4284632A JP28463292A JPH06140454A JP H06140454 A JPH06140454 A JP H06140454A JP 4284632 A JP4284632 A JP 4284632A JP 28463292 A JP28463292 A JP 28463292A JP H06140454 A JPH06140454 A JP H06140454A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 リードフレーム等のワークに対する半田ワイ
ヤー18によるワイヤーボンディングを、ボール式のワ
イヤーボンディングによって確実にできるようにする。 【構成】 ワークの付近及び半田ワイヤー18を挿通し
たキャピラリーツール17の付近を不活性ガスの雰囲気
にし、前記キャピラリーツール17から引き出した半田
ワイヤー18の途中を、高温に加熱した不活性ガスをノ
ズル19より吹き付けることによって、溶断すると同時
に、この溶断のボール部18a,18bを各々形成し、
この両ボール部18a,18bを、リードフレーム又は
半導体チップ等のワークに対して押圧・接合する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、各種の電子部品の製造
に際して、例えば、半導体チップとそのリード端子又は
回路パターンとの間を金属線を使用してワイヤーボンデ
ィングする場合において、前記金属線として半田ワイヤ
ーを使用したワイヤーボンディング方法に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】従来、この種のワイヤーボンディングに
は、金線を使用するのが極く一般的であったが、金線は
非常に高価で、コストが大幅にアップすることになる。
そこで、前記金線に代えて半田ワイヤーを使用すること
が行われている。半田ワイヤーを使用することの特徴と
しては、コストを充分に低減できると共に、この半田ワ
イヤーを温度又は過電流に対する安全ヒューズ、並び
に、温度及び過電流に対する完全ヒューズとしての機能
を持たせること等が挙げられる。
【0003】ところで、ワイヤーボンディングに際して
は、金線をキャピラリツールに挿通したのち、その先端
に、加熱・溶融によってボール部を形成し、このボール
部を、半導体チップ等のワークに対して押圧することに
よって接合するのであるが、前記金線に代えて半田ワイ
ヤーを使用する場合には、その先端に、加熱・溶融によ
ってボール部を形成するときに、ボール部の表面に、き
わめて厚い酸化膜が必然的に形成されることになるか
ら、半導体チップ等のワークに対して接合できない事態
が発生する。
【0004】そこで、本発明者は、先の特許出願(特願
平4−38141号)において、キャピラリーツールに
挿通した半田ワイヤーの途中を、不活性ガスの雰囲気中
において、酸素ガスと水素ガスとの混合ガスから成る酸
水素火炎にて加熱・溶融することによって、切断すると
同時に、その切断の両端部にボール部を各々形成し、こ
の両ボール部を、半導体チップ等のワークに対して押圧
・接合すると言う半田ワイヤーによるボール・ボール式
のワイヤーボンディング方法を提案した。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この先願発明
による方法は、半田ワイヤーの途中を、不活性ガスの雰
囲気中において、酸水素火炎にて加熱・溶融すること
で、切断する同時にその切断の両端部にボール部を形成
するものであるが、前記酸水素火炎による半田ワイヤー
の加熱・溶融に際しては、前記酸水素火炎における過剰
の酸素ガス、及び酸素ガスと水素ガスとの燃焼反応によ
って発生する水蒸気のために、ボール部の表面に酸化膜
が発生することになり、換言すると、不活性ガスの雰囲
気中においてボール部を形成するにもかかわらず、ボー
ル部の表面に酸化膜が発生するから、半導体チップ等の
ワークに対する接合の確実性及び接合の強度が未だ不十
分であった。
【0006】しかも、前記酸水素火炎の温度は、約30
00℃と言うように、半田の溶融温度(約300℃)よ
りも遙かに高いことにより、当該酸水素火炎の状態によ
って、ボール部の直径が大きく変化するから、ボール部
の直径を所定寸法にすること、及び、直径を同じに揃え
ることの制御がきわめて困難である点も問題であった。
【0007】本発明は、半田ワイヤーによるボール・ボ
ール式のワイヤーボンディングに際して、ワークに対す
る接合の確実性及び接合の強度を大幅にアップできるよ
うにすると共に、ボール部の直径を所定寸法にするこ
と、及び直径を揃えることが容易にできるようにした方
法を提供することを技術的課題とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】この技術的課題を達成す
るため本発明は、リードフレーム又は半導体チップ等の
ワークの付近及び半田ワイヤーを挿通したキャピラリー
ツールの付近を不活性ガスの雰囲気にし、前記キャピラ
リーツールから引き出した半田ワイヤーの途中を、高温
に加熱した不活性ガスの吹き付けにて溶断すると同時
に、その溶断の両端部にボール部を各々形成し、この両
ボール部を、リードフレーム又は半導体チップ等のワー
クに対して押圧・接合することを特徴とする。
【0009】
【作 用】半田ワイヤーの途中を溶断してその両端部
にボール部を形成するに際して、前記のように、不活性
ガスの雰囲気中において、半田ワイヤーに対して高温に
加熱した不活性ガスを吹き付けて溶断することにより、
その溶断の両端部の各々にボール部を、当該ボール部の
表面に発生する酸化膜を著しく少なくした状態にして形
成することができる。
【0010】
【発明の効果】このように、本発明によると、半田ワイ
ヤーによるボール・ボール式のワイヤーボンディングに
際して、半田ワイヤーに形成するボール部の表面に発生
する酸化膜を少なくすることができるから、リードフレ
ーム又は半導体チップ等のワークに対する接合の確実性
と、接合の強度とを大幅にアップすることができて、半
田ワイヤーによるワイヤーボンディングに際してのワイ
ヤーボンディングミスの発生を確実に低減できる効果を
有する。
【0011】しかも、半田ワイヤーの溶断を、高温不活
性ガスの吹き付けにて行うことにより、温度の制御が容
易にできるから、ボール部の直径寸法のバラツキを小さ
くできると共に、ボール部の直径寸法を任意に設定する
ことができる効果をも有する。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例を、温度又は過電流に
対する安全ヒューズを備えたタンタル電解コンデンサー
において、前記安全ヒューズを、半田ワイヤーによるワ
イヤーボンディングにて設けることに適用した場合につ
いて説明する。前記タンタル電解コンデンサー1は、図
8に示すように、コンデンサー素子2から突出する陽極
端子3を、左右一対のリード端子4,5のうち一方のリ
ード端子4に対して固着する一方、前記コンデンサー素
子2と他方のリード端子5との間を、半田ワイヤー製の
安全ヒューズ6にてワイヤーボンディングし、これらの
全体を熱硬化性合成樹脂製のモールド部7にてパッケー
ジしたのち、前記両リード端子4,5を、モールド部7
に沿ってその裏面側に折り曲げたものである。
【0013】図1〜図7において符号10は、前記タン
タル電解コンデンサー1における一対のリード端子4,
5を、長手方向に沿って適宜ピッチの間隔で一体的に造
形したリードフレームを示し、このリードフレーム10
における各一方のリード端子4には、前記コンデンサー
素子2を備えた陽極端子3が固着されており、且つ、こ
のリードフレーム10は、矢印Aで示すように、その長
手方向に前記各リード端子4,5のピッチ間隔で間欠的
に移送されている。
【0014】符号11は、機台(図示せず)に対して、
前記リードフレーム10の長手方向に沿って延びるよう
に配設したヒータブロックを示し、このヒータブロック
11の内部には、前記リードフレーム10を適宜温度に
加熱するためのヒータ(図示せず)が設けられ、また、
前記ヒータフロック11の上面には、略中心にワイヤー
ボンディング用の開口孔13を有するカバー板12が取
付けられている。
【0015】前記ヒータブロック11の上面とカバー板
12との間に、前記リードフレーム10が通過するトン
ネル部14を形成する一方、前記カバー板12には、ト
ンネル部14内への不活性ガス供給管路15を接続し
て、この不活性ガス供給管路15からトンネル部14内
に窒素ガス又はアルゴンガス等の不活性ガスを供給した
のち、前記開口孔13から不活性ガスを吹き出すことに
より、この開口孔13を囲うボックス16内において、
前記リードフレーム10における一方のリード端子4に
固着したコンデンサー素子3と、他方のリード端子5と
の間を、安全ヒューズ6を構成する半田ワイヤーにて、
ワイヤーボンディングを行うように構成する。
【0016】そして、この半田ワイヤーによるワイヤー
ボンディングは、図4〜図7に示すようにして行うので
ある。すなわち、リードフレーム10における他方のリ
ード端子5の真上の部位に、上下動式のキャピラリーツ
ール17を配設し、このキャピラリーツール17内に挿
通した半田ワイヤー18の下端に、図4に示すように、
ボール部18aを形成すると、前記キャピラリーツール
17が、図5に示すように、他方のリード端子5に向か
って下降動することにより前記ボール部18aを他方の
リード端子5に対して押圧・接合したのち上昇動する。
【0017】次いで、前記半田ワイヤー18のうちキャ
ピラリーツール17より突出する部分に対して、図示し
ない加熱手段によって例えば800〜1000℃の温度
に加熱された不活性ガスをノズル19より吹き付けるこ
とにより、図6及び図7に示すように、半田ワイヤー1
8を、当該半田ワイヤー18と他方のリード端子5に対
して接合されている半田ワイヤー片18′とに溶断する
のであり、この溶断により、前記半田ワイヤー18の下
端にボール部18aを、前記半田ワイヤー18′の先端
にボール部18bを各々形成することができる。
【0018】そこで、他方のリード端子5に対して接合
した半田ワイヤー片18′を、略水平方向に往復動する
折り曲げ用ツール20の前進動によって、当該半田ワイ
ヤー片18′の先端におけるボール部18bがコンデン
サー素子3に対して接当するように折り曲げたのち、こ
の半田ワイヤー片18′の先端におけるボール部18b
を、上下動式押圧ツール21の下降動にて、コンデンサ
ー素子3に対して押圧して接合することによって、ワイ
ヤーボンディングを完了するのである。
【0019】このワイヤーボンディングに際して、前記
キャピラリーツール17の付近、及びこれに挿通した半
田ワイヤー18の付近は、開口孔13から吹き出す不活
性ガスにて不活性ガスの雰囲気にされている一方、半田
ワイヤー18の溶断を、当該半田ワイヤー18に対して
ノズル19より高温に加熱した不活性ガスを吹き付ける
ことによって行うことにより、その溶断の両端に形成さ
れるボール部18a,18bの表面に酸化膜が発生する
ことを、確実に低減できるから、この両ボール部18
a,18bの他方のリード端子5及びコンデンサー素子
3に対する接合の確実性、及び接合強度を大幅にアップ
することができるのである。
【0020】なお、前記のようにしてワイヤーボンディ
ングを完了した各タンタル電解コンデンサーは、その要
部を、合成樹脂製のモールド部7にてパッケージしたの
ち、リードフレーム10より切り離され、次いで、両リ
ード端子4,5をモールド部7に沿って折り曲げられて
完成品にされる。また、前記実施例は、タンタル電解コ
ンデンサー1において、その安全ヒューズ6を、半田ワ
イヤーによるワイヤーボンディングにて設けることに適
用した場合を示したが、本発明は、これに限らず、他の
電子部品において、半田ワイヤーにてワイヤーボンディ
ングする場合にも適用できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における実施例を示す斜視図である。
【図2】図1のII−II視断面図である。
【図3】図1のIII −III 視拡大断面図である。
【図4】本発明の実施例によるワイヤーボンディングの
第1の状態を示す斜視図である。
【図5】本発明の実施例によるワイヤーボンディングの
第2の状態を示す斜視図である。
【図6】本発明の実施例によるワイヤーボンディングの
第3の状態を示す斜視図である。
【図7】図6のVII −VII 視断面図である。
【図8】タンタル電解コンデンサーの縦断正面図であ
る。
【符号の説明】
1 タンタル電解コンデンサー 2 コンデンサー素子 3 陽極端子 4,5 リード端子 6 安全ヒューズ 7 モールド部 10 リードフレーム 11 ヒータブロック 12 カバー板 13 不活性ガス噴出用の開口孔 14 トンネル部 15 不活性ガス供給管路 16 ボックス 17 キャピラリーツール 18 半田ワイヤー 18′ 半田ワイヤー片 18a,18b ボール部 19 高温不活性ガス噴出用ノズル

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】リードフレーム又は半導体チップ等のワー
    クの付近及び半田ワイヤーを挿通したキャピラリーツー
    ルの付近を不活性ガスの雰囲気にし、前記キャピラリー
    ツールから引き出した半田ワイヤーの途中を、高温に加
    熱した不活性ガスの吹き付けにて溶断すると同時に、そ
    の溶断の両端部にボール部を各々形成し、この両ボール
    部を、リードフレーム又は半導体チップ等のワークに対
    して押圧・接合することを特徴とする半田ワイヤによる
    ワイヤーボンディング方法。
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