JPH06283579A - ワイヤボンディング装置 - Google Patents

ワイヤボンディング装置

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JPH06283579A
JPH06283579A JP5093891A JP9389193A JPH06283579A JP H06283579 A JPH06283579 A JP H06283579A JP 5093891 A JP5093891 A JP 5093891A JP 9389193 A JP9389193 A JP 9389193A JP H06283579 A JPH06283579 A JP H06283579A
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Satoru Uemura
哲 植村
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Toshiba Mechatronics Co Ltd
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Toshiba Seiki Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 被ボンディング部品のボンディング点とワイ
ヤのボールとの接合面での酸化膜除去効率を高くし、ボ
ンディング強度を向上すること。 【構成】 ワイヤボンディング装置10において、導電
ワイヤ12を保持したキャピラリ11が被ボンディング
部品(ペレット14)に向けて移動中、導電ワイヤ12
とボンディング点を通る閉回路が形成されたことにより
ボール12Aがボンディング点に接触したことを検知
し、接触検知信号を出力する接触検知回路23と、接触
検知回路23が接触検知信号を出力したとき超音波印加
手段22をして直ちにキャピラリ11に超音波振動を印
加せしめる制御装置24とを有してなるもの。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はワイヤボンディング装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】ワイヤボンディング装置は、特公昭61-4
2860号公報に記載される如く、キャピラリに保持した導
電ワイヤの先端部に形成されたボールを被ボンディング
部品(ペレット)のボンディング点(パッド:電極)に
押付け、且つ超音波振動を印加することにて導電ワイヤ
の先端部をボンディング点に接続するものとしている。
即ち、超音波によってワイヤを被ボンディング部品に対
し加圧振動させ、被ボンディング部品のボンディング点
とボールとに生成している酸化膜を破壊除去して相互の
新生面を露出させることにて、両者を固相接合させるの
である。
【0003】然るに、従来技術では、上述のボールが上
述のボンディング点に接触したことを、キャピラリを有
するボンディングアームの変位量の変化から検出し、こ
の検出時から所定時間を経過後、超音波印加手段をして
キャピラリに超音波振動を印加することにて、ボンディ
ング開始せしめるものとしている。
【0004】図2(B)は従来技術によるボンディング
開始状態であり、1はワイヤ、1Aはボール、2はキャ
ピラリ、3は電極である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】然しながら、従来技術
では、ボールがボンディング点に接触したタイミングを
ボンディングアームの変位量の変化から検出するため
に、この接触検出タイミングに遅れを伴う。そして、超
音波振動を印加するボンディング開始タイミングは、そ
の接触検出タイミングから更に所定時間経過後とされて
いるから、ボールが実際にボンディング点に接触した実
接触タイミングよりも相当に遅れるものとなる。
【0006】従って、ボールに超音波振動が付与される
タイミングは、ボールが図2(B)に示す如く少しつぶ
された後となる。そして、キャピラリに印加された超音
波は、キャピラリとボールとの接触部から、電極との接
合面へと広く分散して伝播するものとなる。このとき、
超音波はキャピラリとの接触部直下には伝わり易く、離
れるに従って伝わりにくくなり、結果としてボール中央
部までは超音波が伝わらないものとなる。このため、ボ
ンディング開始時に既に少しつぶされているボールと被
ボンディング部品のボンディング点との接合面では、そ
の広い範囲の全域に超音波が有効に作用せず、それらの
ボールとボンディング点とに生成している酸化膜は超音
波が作用した部分においてしか除去されない。図3
(B)は従来技術によるボール接合面での酸化膜除去状
態であり、3は電極、4はボール接合面、5は酸化膜除
去領域である。即ち、従来技術では、被ボンディング部
品のボンディング点とワイヤのボールとの接合面での酸
化膜除去効率が悪く、結果としてボンディング強度の向
上に困難がある。
【0007】本発明は、被ボンディング部品のボンディ
ング点とワイヤのボールとの接合面での酸化膜除去効率
を高くし、ボンディング強度を向上することを目的とす
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、キャピラリに
保持した導電ワイヤの先端部に形成されたボールを被ボ
ンディング部品のボンディング点に押付け、且つ超音波
振動を印加することにて導電ワイヤの先端部をボンディ
ング点に接続するワイヤボンディング装置において、キ
ャピラリを有するボンディングアームと、キャピラリに
超音波振動を印加する超音波印加手段と、導電ワイヤを
保持したキャピラリが被ボンディング部分に向けて移動
中、導電ワイヤとボンディング点を通る閉回路が形成さ
れたことによりボールがボンディング点に接触したこと
を検知し、接触検知信号を出力する接触検知回路と、接
触検知回路が接触検知信号を出力したとき超音波印加手
段をして直ちにキャピラリに超音波振動を印加せしめる
制御装置とを有してなるようにしたものである。
【0009】
【作用】ボールがボンディング点に接触したタイミン
グは、接触検知回路により遅れなく検知される。
【0010】キャピラリに超音波振動を印加するボン
ディング開始タイミングも、制御装置により上記の接
触検知タイミングから直ちになされ、ボールの中央部
(最下点)が実際にボンディング点に接触した実接触タ
イミングから遅れなく超音波振動が付与される。
【0011】上記、により、ボンディング開始
時、図2(A)に示す如く、ボールがまだ丸いうちに超
音波振動が付与される。そして、キャピラリに印加され
た超音波は、まずボンディング点に接触するボンディン
グ中央部へと伝わり、その後、ボールがつぶれるに従っ
てボール外側部へと伝播するものとなる。このため、超
音波は、ボンディング点とボールとの接合面で、ボール
中央部からボール外側部へと万遍なく有効に作用し、そ
れらボールとボンディング点とに生成している酸化膜を
ボール中央部からボール外側部へと向けて万遍なく除去
しながら、それらボールとボンディング点とをその接合
面の全域において強固に接合する。
【0012】
【実施例】図1は本発明の一実施例を示す模式図であ
り、(A)はファーストボンディング点のボンディング
状態、(B)はセカンドボンディング点のボンディング
状態、図2はボンディング開始状態を示す模式図であ
り、(A)は本発明例、(B)は従来例、図3はボール
接合面での酸化膜除去状態を示す模式図であり、(A)
は本発明例、(B)は従来例である。
【0013】ワイヤボンディング装置10は、ファース
トボンディング点において、キャピラリ11に保持した
導電ワイヤ12の先端部に形成されたボール12Aを、
リードフレーム13上に導電ペーストを介して接合され
ているペレット14(被ボンディング部品)の電極14
Aに押付け、且つ超音波振動を印加することにて、導電
ワイヤ12の先端部を電極14Aに接続する(図1
(A))。また、ワイヤボンディング装置10は、上述
のファーストボンディング終了後、キャピラリ11をセ
カンドボンディング点に移動し、ワイヤ12の中間部を
リードフレーム13のリード13Aに押付け、且つ超音
波振動を印加することにてワイヤ12の中間部をリード
13Aに接続する(図1(B))。その後、ワイヤボン
ディング装置10は、キャピラリ11に未だ保持してい
るワイヤ12をクランプし、且つキャピラリ11を上昇
せしめることにて該ワイヤ12をセカンドボンディング
点から切離し、ボンディングを終了する。
【0014】尚、上述のボンディング時に、ペレット1
4を備えるリードフレーム13は金属製(導電性)ヒー
トブロック15の上面に載置され、ヒートブロック15
は図示省略の電気絶縁物を介して架台側に支持されるよ
うになっている。
【0015】然るに、ワイヤボンディング装置10は、
ボンディングアーム21と、超音波印加手段22と、接
触検知回路23と、制御装置24とを有している。
【0016】ボンディングアーム21はキャピラリ11
を保持する。超音波印加手段22は超音波振動子を内蔵
し、ボンディングアーム21を介して、キャピラリ11
に超音波振動を印加する。
【0017】接触検知回路23はワイヤ12を保持した
キャピラリ11がペレット14の電極14A、もしくは
リードフレーム13のリード13Aに向けて移動中、ワ
イヤ12とファーストボンディング点、もしくはセカン
ドボンディング点を通る閉回路が形成されることによる
電流の流れ、或いは閉回路中の電流変化を電流検出器2
5により検出し、これによってボール12Aが電極14
A(ファーストボンディング点)、もしくはワイヤ12
の中間部がリード13A(セカンドボンディング点)に
接触開始したことを検知し、接触検知信号を出力する。
【0018】このとき、接触検知回路23は、電流検出
器25の一端をワイヤ12に接続し、電流検出器25の
他端をヒートブロック15に接続してある。これによ
り、(A) ファーストボンディング時には、ワイヤ12
(ボール12A)〜ペレット14(電極14A)〜導電
ペースト〜リードフレーム13〜ヒートブロック15の
閉回路23Aを形成し(図1(A))、(B) セカンドボ
ンディング時には、ワイヤ12〜リード13A〜ヒート
ブロック15の閉回路23Bを形成する(図1
(B))。
【0019】尚、上記(B) のセカンドボンディング時に
は、図1(B)に示す如く、ワイヤ12がリード13A
に接触した時点で、電流が金属製のヒートブロック15
を経由して(ペレット14を経由しなくても)流れるこ
とになる。従って、ファーストボンディング時の閉回路
23Aよりもセカンドボンディング時の閉回路23Bの
方が、ペレット14を介さないため回路中の抵抗が減少
し、その分検出電流は上昇するものとなる。
【0020】制御装置24は、接触検知回路23が接触
検知信号を出力したとき超音波印加手段22をして直ち
にキャピラリ11に超音波振動を印加せしめるように、
超音波印加手段22を制御する。
【0021】以下、ワイヤボンディング装置10のボン
ディング動作について説明する。 (A) ファーストボンディング キャピラリ11をファーストボンディング点に位置付
け、キャピラリ11をペレット14の電極14Aに向け
て移動する。
【0022】上記によるキャピラリ11の移動中、
導電ワイヤ12のボール12Aが電極14Aに接触した
ことを、ワイヤ12(ボール12A)〜ペレット14
(電極14A)〜導電ペースト〜リードフレーム〜ヒー
トブロック15の閉回路23Aが形成されたことによる
電流の流れを接触検知回路23の電流検出器25により
検出し、接触検知信号を出力する。
【0023】制御装置24は上記の接触検知信号の
出力を受け、超音波印加手段22をして直ちにキャピラ
リ11に超音波振動を印加せしめ、ボール12Aを電極
14Aに接続する。
【0024】(B) セカンドボンディング キャピラリ11をセカンドボンディング点に位置付
け、キャピラリ11をリード13Aに向けて移動する。
【0025】上記によるキャピラリ11の移動中、
ワイヤ12がリード13Aに接触したことを、ワイヤ1
2〜リード13A〜ヒートブロック15の閉回路23B
が形成されたことによる電流変化を接触検知回路23の
電流検出器25により検出し、接触検知信号を出力す
る。
【0026】制御装置24は上記の接触検知信号の
出力を受け、超音波印加手段22をして直ちにキャピラ
リ11に超音波振動を印加せしめ、ワイヤ12をリード
13Aに接続する。
【0027】尚、上述のセカンドボンディングに際して
は、ワイヤ12とリード13Aとの接触開始タイミング
の検出方式として、上述の閉回路23Bの形成を利用す
ることなく、従来技術であるボンディングアーム21の
変位量の変化から機械的に検出するものを採用しても良
い。キャピラリ11によるワイヤ12のボンディング点
への押付け力につき、セカンドボンディング側では、フ
ァーストボンディング側に比して数倍大きく設定してい
る。これは、ボンディング点(リード13A)に加わる
ダメージが少ないためである。従って、機械的な接触開
始タイミング検出方式を用い、結果として接触検知信号
の発生が実接触タイミングより遅れても、強固なボンデ
ィングが行なえるのである。
【0028】以下、本実施例の作用効果について説明す
る。 ボール12Aがボンディング点に接触したタイミング
は、接触検知回路23により遅れなく検知される。
【0029】キャピラリ11に超音波振動を印加する
ボンディング開始タイミングも、制御装置24により上
記の接触検知タイミングから直ちになされ、ボール1
2Aの中央部(最下点)が実際にボンディング点に接触
した実接触タイミングから遅れなく超音波振動が付与さ
れるものとなる。
【0030】上記、により、ボンディング開始
時、図2(A)に示す如く、ボール12Aがまだ丸いう
ちに超音波振動が付与される。そして、キャピラリ11
に印加された超音波は、まずボンディング点に接触する
ボンディング中央部へと伝わり、その後、ボール12A
がつぶれるに従ってボール12A外側部へと伝播するも
のとなる。このため、超音波は、ボンディング点とボー
ル12Aとの接合面で、ボール12A中央部からボール
外側部へと万遍なく有効に作用し、それらボール12A
とボンディング点とに生成している酸化膜をボール12
A中央部からボール12A外側部へと向けて万遍なく除
去しながら、それらボール12Aとボンディング点とを
その接合面の全域において強固に接合する。
【0031】図3(A)は本発明例によるボール接合面
での酸化膜除去状態であり、14Aは電極、31はボー
ル接合面、32は酸化膜除去領域である。図3(A)に
見られるように、本発明例では、電極14Aとボール1
2Aとのボール接合面31での酸化膜除去効率が高く、
結果としてボンディング強度を向上できる。
【0032】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、被ボンデ
ィング部品のボンディング点とワイヤのボールとの接合
面での酸化膜除去効率を高くし、ボンディング強度を向
上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の一実施例を示す模式図であり、
(A)はファーストボンディング点のボンディング状
態、(B)はセカンドボンディング点のボンディング状
態である。
【図2】図2はボンディング開始状態を示す模式図であ
り、(A)は本発明例、(B)は従来例である。
【図3】図3はボール接合面での酸化膜除去状態を示す
模式図であり、(A)は本発明例、(B)は従来例であ
る。
【符号の説明】
10 ワイヤボンディング装置 11 キャピラリ 12 導電ワイヤ 12A ボール 14 ペレット(被ボンディング部品) 14A 電極(ボンディング点) 21 ボンディングアーム 22 超音波印加手段 23 接触検知回路 24 制御装置

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 キャピラリに保持した導電ワイヤの先端
    部に形成されたボールを被ボンディング部品のボンディ
    ング点に押付け、且つ超音波振動を印加することにて導
    電ワイヤの先端部をボンディング点に接続するワイヤボ
    ンディング装置において、 キャピラリを有するボンディングアームと、 キャピラリに超音波振動を印加する超音波印加手段と、 導電ワイヤを保持したキャピラリが被ボンディング部分
    に向けて移動中、導電ワイヤとボンディング点を通る閉
    回路が形成されたことによりボールがボンディング点に
    接触したことを検知し、接触検知信号を出力する接触検
    知回路と、 接触検知回路が接触検知信号を出力したとき超音波印加
    手段をして直ちにキャピラリに超音波振動を印加せしめ
    る制御装置とを有してなることを特徴とするワイヤボン
    ディング装置。
JP5093891A 1993-03-30 1993-03-30 ワイヤボンディング装置 Withdrawn JPH06283579A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6935551B2 (en) * 2001-03-16 2005-08-30 Yazaki Corporation Ultrasonic bonding method of coated electric wires and ultrasonic bonding apparatus using same
CN109844914A (zh) * 2016-08-23 2019-06-04 株式会社新川 打线方法与打线装置

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