JPH0783039B2 - ワイヤボンデイング装置 - Google Patents

ワイヤボンデイング装置

Info

Publication number
JPH0783039B2
JPH0783039B2 JP63022790A JP2279088A JPH0783039B2 JP H0783039 B2 JPH0783039 B2 JP H0783039B2 JP 63022790 A JP63022790 A JP 63022790A JP 2279088 A JP2279088 A JP 2279088A JP H0783039 B2 JPH0783039 B2 JP H0783039B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ball
bonding
contact
electrode
load
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP63022790A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH01199443A (ja
Inventor
武 川名
敏 浦山
東作 小島
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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 Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP63022790A priority Critical patent/JPH0783039B2/ja
Publication of JPH01199443A publication Critical patent/JPH01199443A/ja
Publication of JPH0783039B2 publication Critical patent/JPH0783039B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime 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
    • H10W72/07511Treating the bonding area before connecting, e.g. by applying flux or cleaning
    • 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
    • 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
    • H10W72/07541Controlling the environment, e.g. atmosphere composition or temperature
    • H10W72/07551Controlling the environment, e.g. atmosphere composition or temperature characterised by changes in properties of the bond wires during the connecting
    • 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
    • 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
    • H10W72/541Dispositions of bond wires
    • H10W72/5434Dispositions of bond wires the connected ends being on auxiliary connecting means on bond pads, e.g. on other 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
    • H10W72/50Bond wires
    • H10W72/541Dispositions of bond wires
    • H10W72/547Dispositions of multiple bond wires

Landscapes

  • Wire Bonding (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、配線基板および半導体のワイヤボンデイング
装置に係り、特に単一の電極への複数本の導電線の接
合、および接合強度の安定性向上に好適なワイヤボンデ
イング装置に関するものである。
〔従来の技術〕
従来の技術については、特開昭56−30735号公報および
特開昭58−98937号公報などに記載されているように、
ボンデイング時において、荷重の制御を目ざしていた
が、導電線の先端のボールの変形量に関しては必ずしも
制御されていなかつた。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記従来技術では、ボンデイングの際の荷重を制御して
いたが、ボールの変形量を制御して、常に一定の変形量
を与えるような配慮がないために、前記変形量の不均一
に基づく接合強度の不安定性という点に問題があつた。
特に、単一の電極へ複数の線材の端部(ボール)を積重
ねて接合する(以下、多重ボンデイングという)場合に
は、接合部の形状が一定とならず、良好な接合が得られ
なかつた。
本発明の目的は、このようなボンデイング時、特に、単
一の電極への多重ボンデイングにおけるボール変形量の
不均一に起因する接合強度の不安定性を解決して、常に
安定したボンデイングができるようなワイヤボンデイン
グ装置を提供することである。
〔課題を解決するための手段〕
上記課題を解決するための本発明に係るワイヤボンデイ
ング装置の構成は、導電線の先端に形成されたボール
を、キヤピラリもしくはボンデイングツールによつて電
極上へ熱圧着するようにしたワイヤボンデイング装置に
おいて、熱圧着の初期に、キヤピラリもしくはボンデイ
ングツールとボールと電極とが接触状態になつたことを
検知することができる接触検出装置と、そのボールに、
前記状態から、予め設定した荷重,変形量を与えること
ができる負荷装置と前記接触検出装置から接触信号を入
力したとき、前記負荷装置をONにすることができる制御
装置とを具備するようにしたものである。
さらに詳しくは、ボンデイング装置に、ボンデイングツ
ールあるいはキヤピラリを低荷重の下にボールに向けて
駆動すると共に、それ等がボールに接触したことを検出
する機構及びボンデイングツール等がボールに接触した
後、最適荷重の下に予め定められた量だけボールを変形
させる機構を設けるようにしたものである。すなわち、
配線基板上の電極にボールを接触し、接合するキヤピラ
リを一端に保持し、支点を介して他端側に揺動カムロー
ラ、ばね、ストツパを保有する揺動アームは、本装置の
制御装置によつて制御されている。キヤピラリ先端部の
ボールが電極に接触した瞬間に接触検出装置が、それを
検出し、制御装置に伝達する。制御装置は、予め指定さ
れた荷重でボールを押圧する。この際の押圧力はシリン
ダによるばね力とパルスモータを介したストツパとの調
整によつて、所定の値をとることができる。例えば、キ
ヤピラリ先端のボールの変位量をδと設定すれば、スト
ツパと揺動アームとのギヤツプの変位量δ0をδに相当
するように調整しておけばよい。
〔作用〕
制御装置に、予め所定の押圧力、ボールの変位量を指示
してやれば、常にボールを一定量だけ変位させることが
できるので、均一な形状で、接合強度の一定な接合が得
られる。
〔実施例〕
以下本発明の一実施例を、第1図〜第6図を用いて説明
する。
第1図は、本発明の一実施例に係るワイヤボンデイング
装置の構成を示す縦断面図、第2図は、第1図のボンデ
イング個所の単層のボール(キヤピラリによる)の接合
部の変位量を示す拡大断面図、第3図は、第1図のボン
デイング個所の2層のボール(ボンデイングツールによ
る)の接合部の変位量を示す拡大断面図、第4図は、第
1図のワイヤボンデイング装置の動作の第1段階を示
し、揺動アーム(後述する)先端のキヤピラリまたはボ
ンデイングツールが、配線基板または半導体装置の上方
に位置した状態の断面略示図、第5図は、同上の第2段
階を示し、キヤピラリ等が、配線基板面等と接触した位
置の断面略示図、第6図は、同上の第3段階を示し、キ
ヤピラリ等の先端のボールが所定量だけ変形し、配線基
板面等と接合した位置の断面略示図である。
本実施例における構成を第1図〜第3図を用いて説明す
る。
第1図において、1および2は夫々キヤピラリおよびボ
ンデイングツールであり、導電線先端のボールを電極面
に熱圧着させる治具である。3は、枠構造物20上に付設
された支持台の支点を中心に移動することができる揺動
アームであり、その一端にはキヤピラリ1またはボンデ
イングツール2(以下、キヤピラリ1で代表する)を保
持し、他端側には揺動カム4のローラ受部,シリンダ5
(詳細後述)に連なるばね6の係止部が設けられてい
る。4は、偏心回転する揺動カムであり、この揺動カム
が、前記ローラ受部と当接して、揺動アーム3を駆動す
ることができるようになつている。前記シリンダ5は、
下端が前記係止部にとめられた引張りばね6の上端を、
そのロツドの先端に引掛け、前記ロツドの上下動にとも
ない、引張りばね6に所定の引張力を負荷することがで
きるようになつている。7は、その送りねじ8の回転に
よつてこれと噛み合うストツパ19を上下動させることに
より、揺動アーム3の揺動ストロークを制限することが
できるパルスモータである。
9は、揺動アーム3に保持されたキヤピラリと、配線基
板15または半導体装置14(以下、配線基板で代表する)
との接触状況を、即刻捕捉するための接触検出装置であ
り、これにより、キヤピラリ1先端に位置する導電線の
ボールが第2図(A)または第3図(A)の状態になつ
た瞬間に、これを検出することができる。10は、接触検
出装置9からの、キヤピラリとボールと電極16とが接触
状態になつたという信号を入力したとき、その信号を、
シリンダ5,パルスモータ7へ出力し、ばね6を高い引張
力の状態にするとともに、前記ボールに所定量δだけの
変形を与えることができるように揺動アーム3の揺動ス
トローク量を制限する位置へ、ストツパ19を位置ぎめす
ることができる制御装置である。
配線基板15上の電極16と、ボールを介して接合するため
の導電線13は、枠構造物20の上部に取付けられた導電線
リレー(示せず)からキヤピラリ1直上に位置するスプ
ール12を経て、キヤピラリ1に送り出され、配線基板15
上の電極16に熱圧着法によつて接合できるようになつて
いる。この配線基板15は、フレーム17に付設されたXYテ
ーブル18上に保持されている。さらに、クレーム17上に
は、前記枠構造物20も組込まれている。
つぎに、本実施例の動作について、主として第4図〜第
6図を用いて説明する。
第4図は、動作の第1段階の状態を示すものである。ま
ず、スイツチを入れると、制御装置10が作動し、その指
示に従つてシリンダ5を介してばね6に弱い張力が加わ
る。揺動カム4は揺動アーム側のカムローラと接触した
状態を保ち、揺動アーム3の先端にあるキヤピラリ1
は、ばね6による力により、揺動カム4で支えられなが
ら、揺動アーム3の支点を軸に、若干上方へ上る。配線
基板15上の電極16の上に位置をとるキヤピラリ1と電極
16とは離れた状態にある。
第5図は、第2段階の状態を示すものである。
制御装置10からの信号を受けて、シリンダ5を介してば
ね6にやや強い張力を加えると同時に、揺動カム4は矢
印方向に回転して、静かに揺動アーム側のカムローラか
ら離れるように作動して、揺動アーム3の先端部にある
キヤピラリ1のボールは配線基板15上の電極16に接触
し、第2図(A),第3図(A)のような状態となる。
その瞬間に、接触検出装置9は、この接触状態を検出
し、制御装置10が先の信号を受けて、第6図に示すよう
に、シリンダ5を矢印の方向に作動させて、ばね6によ
り上向きの強い張力を与えて、支点を介して(揺動カム
は離れた状態のまま)揺動アーム3の他端に下向きの力
を与えるので、その先端部キヤピラリ1のボールは所定
の荷重(予め制御装置に指示した最適な値)により押圧
されて電極16面に接合される。これと同時に、制御装置
10からの信号をパルスモータ7に伝え、送りねじ8を介
してストツパ19を下方に移動させ、揺動アーム3とスト
ツパ19とのギヤツプδ0が、キヤピラリ1の先端のボー
ルの変位δに相当する変位となるようにする。第2図
(A),(B)に示すように、ボールの変位量δとスト
ツパ19側から与えるδ0の関係は、予め十分に調整をと
り、制御装置10に指示しておくことによつて、所期の目
的値を得ることができる。以上の第1段階(第4図)、
第2段階(第5図)、第3段階(第6図)の動作を繰返
して実施することにより、予め設定した一定量δだけボ
ールを変形させた状態での接合が継続して実施されるこ
とになる。
一方、XYテーブル18上に設定された配線基板15上の電極
16は、予め与えられたプログラムにしたがつて、逐次X,
Y方向に移動することによつて、新しいボールが逐次、
次の電極16へ接合されて、すべての電極16への接続を終
了したとき、ワイヤボンデイング装置がOFFになる。
本実施例における効果としては、 (1)ボールの変位量δと押圧力を、予め任意に設定
し、制御装置内に記憶させておけば、常に一定形状の表
面積の接合点が得られるので、安定した電流および接合
強度の接合点が提供できる。
(2)第3図に示すように、単一の電極への多重ボンデ
イングを行なう場合には、制御装置への指示により、常
に安定した、一定形状の接合ができる。
その他に、単一の電極へ複数の線材のボールを積重ねて
接合する場合にも、第3図(A),(B)に示すよう
に、電極に接合した1層目のボール上に重ねて、ボンデ
イングツールで2層目のボールを接合する場合にも、予
め制御装置10上に押圧力、ボールの変位量を指示してお
けば、上記と同様な動作によつて、接合部形状を均一な
ものとすることができる。
なお、第3図に示すような多重ボンデイングの場合に
は、制御装置に指示して、各ボール毎に変位量δの異つ
た値とすることもできる。
さらに、本実施例では、負荷の方法として、1つのばね
の強弱によつて行なつたが、ばね力の異なる2つのばね
の引張力を相互に組合わせて作用させる方法を用いるこ
ともできる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、接合部の形状を予め定めた、バラツキ
の少ない均一なものとすることができるので、同一電極
に複数の線材を積重ねて接合する、多重ボンデイングの
場合にも良好な接合を得ることができるので、配線基板
の高密度実装を可能にするという効果がある。また、ボ
ールの変形量の制御と接合のための加圧の制御とを分離
することができるので、接合面積の安定化、接合加圧条
件の最適化が可能となり、安定した接合強度を得ること
ができる。
以上要するに、ボンデイングの際に、特に、単一の電極
への多重ボンデイングにおけるボール変形量の不均一に
起因する接合強度の不安定性を解決して、常に安定した
ボンデイングができるようなワイヤボンデイング装置を
提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例に係るワイヤボンデイング
装置の構成を示す縦断面図、第2図は、キヤピラリボン
デイング(単層)のボール接合部の変位量を示す拡大断
面図、第3図は、ボンデイングツールによる2層ボンデ
イングのボール接合部の変位量を示す拡大断面図、第4
図は、第1図のワイヤボンデイング装置の動作の第1段
階(ボール未接触)状態の断面略示図、第5図は、同上
の第2段階(ボール接触)状態の断面略示図、第6図
は、同上の第3段階(ボール接合)状態の断面略示図で
ある。 1…キヤピラリ、2…ボンデイングツール、3…揺動ア
ーム、6…ばね、9…接触検出装置、10…制御装置、13
…導電線、14…半導体装置、15…配線基板、16…電極、
19…ストツパ。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】導電線の先端に形成されたボールを、キヤ
    ピラリもしくはボンデイングツールによつて電極上へ熱
    圧着するようにしたワイヤボンデイング装置において、
    熱圧着の初期に、キヤピラリもしくはボンデイングツー
    ルとボールと電極とが接触状態になつたことを検知する
    ことができる接触検出装置と、そのボールに、前記状態
    から、予め設定した荷重,変形量を与えることができる
    負荷装置と前記接触検出装置から接触信号を入力したと
    き、前記負荷装置をONにすることができる制御装置とを
    具備したことを特徴とするワイヤボンデイング装置。
  2. 【請求項2】負荷装置を、キヤピラリもしくはボンデイ
    ングツールとボールと電極とが接触状態になつたとき
    は、接触検出装置からの信号を受けた制御装置の指示に
    より、揺動アームを制御できるシリンダを作動させて、
    ばねに弱い荷重を与え、また、熱圧着による接合には、
    前記制御装置の指示により、前記シリンダを介して前記
    ばねに強い荷重を与えると同時に、パルスモータを駆動
    してストツパにより、所定の変位をボールに与えること
    ができる負荷装置にした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装置。
JP63022790A 1988-02-04 1988-02-04 ワイヤボンデイング装置 Expired - Lifetime JPH0783039B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63022790A JPH0783039B2 (ja) 1988-02-04 1988-02-04 ワイヤボンデイング装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63022790A JPH0783039B2 (ja) 1988-02-04 1988-02-04 ワイヤボンデイング装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH01199443A JPH01199443A (ja) 1989-08-10
JPH0783039B2 true JPH0783039B2 (ja) 1995-09-06

Family

ID=12092476

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63022790A Expired - Lifetime JPH0783039B2 (ja) 1988-02-04 1988-02-04 ワイヤボンデイング装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0783039B2 (ja)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5938952A (en) * 1997-01-22 1999-08-17 Equilasers, Inc. Laser-driven microwelding apparatus and process
KR100823015B1 (ko) * 2001-09-27 2008-04-17 주식회사 포스코 메쉬 씸 용접부 연속 검사장치
KR100632258B1 (ko) * 2005-01-14 2006-10-12 우리마이크론(주) 반도체용 시료 검사장치
JP5481769B2 (ja) * 2006-11-22 2014-04-23 日亜化学工業株式会社 半導体装置及びその製造方法
JP4722117B2 (ja) * 2007-12-21 2011-07-13 株式会社シンアペックス ワイヤボンディング装置
JP5062283B2 (ja) 2009-04-30 2012-10-31 日亜化学工業株式会社 半導体装置及びその製造方法
TWI649816B (zh) * 2016-08-23 2019-02-01 日商新川股份有限公司 打線方法與打線裝置

Also Published As

Publication number Publication date
JPH01199443A (ja) 1989-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4789095A (en) Method of controlling a wire bonding apparatus
JPS60223137A (ja) 増加したボンデイング表面積を有するリ−ドワイヤボンデイング
JPH0783039B2 (ja) ワイヤボンデイング装置
US12107067B2 (en) Wire bonding device, wire cutting method and non-transitory computer-readable recording medium recording program
JP2506958B2 (ja) ワイヤボンディング装置
KR20160121578A (ko) 반도체 장치의 제조 방법, 반도체 장치 및 와이어 본딩 장치
JPH02231736A (ja) ワイヤボンデイング方法
EP0494510A2 (en) Bonding head
US6164518A (en) Wire bonding method and apparatus
JP2723277B2 (ja) ワイヤボンディング方法
JP2743394B2 (ja) ワイヤクランプ方法及び装置
JP3313568B2 (ja) ワイヤボンディング装置およびその制御方法
JP2602886B2 (ja) インナーリードボンディング装置及びインナーリードボンディング方法
JPH08181175A (ja) ワイヤボンディング方法
JP2003031619A (ja) ボンディング装置およびボンディング方法
JP2575066B2 (ja) 半導体組立装置
JPS6364274B2 (ja)
JP2940259B2 (ja) ボンディング方法
JP2527531B2 (ja) ワイヤボンディング装置
JPS63136536A (ja) ワイヤボンデイング方法
JPH0732174B2 (ja) 超音波ワイヤボンディング方法および装置
JP2558717B2 (ja) ワイヤボンディング装置
JPH0831492B2 (ja) ワイヤボンデイング装置のヘッド制御方法
JP2765201B2 (ja) 熱圧着用ボンディングヘッド
JPH07161752A (ja) ボンディング装置及びボンディング方法