JPH0828385B2 - ワイヤボンダ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はワイヤボンダに関し、キャピラリを加熱手段
により加熱することにより、半導体チップにボンディン
グされるボールのボンダビリティを向上させるようにし
たものである。

（従来の技術） 半導体チップの電極と、半導体チップが搭載されたリ
ードフレームのような基板の電極を接続するワイヤボン
ダは、極細の金線のようなワイヤを、クランパーにより
クランプしながら、キャピラリの下端部から導出し、こ
のワイヤの下端部に電極部を接近させて、電気的スパー
クにより、溶融ボールを形成したうえで、キャピラリに
よりこのボールを半導体チップに押し付けて、ボンディ
ングするようになっている。

ところで、連続運転中には、上記電気的スパークのた
めに、キャピラリの下端部は加熱されており、したがっ
てキャピラリがボールの熱を奪うことはない。しかしな
がら、装置の点検後、基板の品種交換後、その日の最初
の作業時のように、ボンディング作業をしばらく、若し
くは長時間休止した後の最初のボンディングにおいて
は、キャピラリは雰囲気温度に冷却されていることか
ら、キャピラリによりボールを半導体チップに押し付け
てボンディングする場合、ボールの熱はキャピラリに奪
われて、ボールは冷却硬化し、このためボールは軟性を
失ってボンダビリティが低下し、半導体チップにしっか
りボンディングされにくいことが知られている。

このような問題点を解決するために、特開昭62−1281
30号公報に開示されているように、半導体チップの最初
の第１ボンド点にワイヤボンディングを行う直前に、電
気的スパークを発生させて溶融ボールを形成する手段が
提案されている。

（発明が解決しようとする課題） ところが上記手段にあっても、溶融ボールを形成した
後、この溶融ボールを半導体チップ上まで下降させるま
での間に、ボールは冷たいキャピラリに冷却されて硬化
することから、ボンダビリティのかなりの低下は免れ難
いものであった。

したがって本発明は、溶融ボールの温度低下を防止
し、ボンダビリティの向上を図れる手段を提供すること
を目的とする。

（課題を解決するための手段） このために本発明は、キャピラリと、このキャピラリ
にワイヤを挿通するクランパーと、このキャピラリから
導出されたワイヤの下端部に電気スパークにより溶融ボ
ールを形成する電極部とを備えたトーチ装置とから成る
ワイヤボンダにおいて、 上記キャピラリの移動路に、上記キャピラリを加熱す
る加熱手段を設けたものである。

（作用） 上記構成において、キャピラリは、加熱手段により例
えば200〜300℃程度に加熱され、したがってこのキャピ
ラリに挿通されたワイヤの下端部のボールも略同温度に
加熱されて同温度を保持することから、軟性を失わず、
半導体チップの電極に良好にボンディングされる。

（実施例） 次に、図面を参照しながら本発明の実施例を説明す
る。

第１図はワイヤボンダの簡略な平面図であって、この
ワイヤボンダはトーチ装置20と、このトーチ装置20をXY
方向に水平移動させる移動装置30とから成っている。3
1,32はＸテーブルとＹテーブルである。２はリードフレ
ームのような基板であり、半導体チップ３が搭載されて
いる。21は基板搬送用コンベヤである。

第２図は、トーチ装置20の詳細を示すものであって、
１は垂直なキャピラリ、４はこのキャピラリ１に挿通さ
れたワイヤであり、リードフレームのリードのような基
板２の電極2aの中央部に搭載された半導体チップ３へ向
って、その下端部からワイヤ４を導出する。11,12はキ
ャピラリ１の上方にあって、開閉動作によりワイヤ４を
クランプするテンションクランパーとカットクランパー
である。

６はキャピラリ１の側方に位置するアーム部であり、
その先端部にはヒンジ部７を介して揺動アーム８が揺動
自在に装着されており、また揺動アーム８の下端部に
は、上記キャピラリ１の下方に延出するトーチロッド９
が装着されている。13は上記アーム部６の先端上部に設
けられたソレノイドであって、このソレノイド13が作動
すると、揺動アーム８はヒンジ部７を中心に左右に揺動
して、トーチロッド９の先端の電極部9aをキャピラリ１
の下端部から導出したワイヤ４の直下に移動させ、また
キャピラリ１の下降動作の障害にならないように、側方
に退去させる。

22はキャピラリ１の加熱手段であって、上記移動装置
30により水平移動するキャピラリ１の移動路に設けられ
ている（第１図も参照）。この加熱手段22は、これに接
近したキャピラリ１を、例えば200〜300℃程度に加熱す
る。この加熱手段22は、円筒状のキャピラリ１との接合
面積を大にして、伝熱量を多くするために、キャピラリ
１の外面に合致するような内凹面23を有している。また
このキャピラリ１は、例えばルビーのような十分な耐熱
性及び熱容量を有する素材により形成されている。また
この加熱手段22の配設箇所は任意に設定できるが、１個
の半導体チップ３のボンディング終了毎に復帰待機する
キャピラリ１の移動原点が作業能率上有利である。

本装置は上記のように構成より成り、次に動作の説明
を行う。

テンションクランパー11とカットクランパー12が開閉
して、ワイヤ４をクランプしながら上下動することによ
り、キャピラリ１の下端部からワイヤ４を導出し、この
ワイヤ４の下端部に、電極部9aを接近させる。次いで電
極部9aに高電圧を印加すると、ワイヤ４の下端部と電極
部9aの間に電気的スパークが発生し、ワイヤ４の下端部
に溶融して球状に固ったボール14が形成される。

次いでソレノイド13を作動させて、電極部9aを側方へ
退去させたうえで、キャピラリ１を下降させ、ボール14
をキャピラリ１の下端部に保持して、半導体チップ３の
電極にボンディングする。次いでキャピラリ１を側方へ
移動させて、ワイヤ４を基板２の電極2aにボンディング
する。

上記のようにして、１個の半導体チップ３のワイヤボ
ンディングが終了する度に、若しくは１枚の基板２のボ
ンディングが終了する度に、キャピラリ１は移動原点に
復帰し、次のワイヤボンディングを行う迄の待機中に、
加熱手段22により加熱される。次いで、次のワイヤボン
ディングを行うべく、キャピラリ１は半導体チップ３上
へ移動し、次いでキャピラリ１は下降して、このボール
14を半導体チップ３にボンディングするが、キャピラリ
１は加熱手段22により200〜300℃に加熱されているの
で、ワイヤ４やボール14も、キャピラリ１を介して略同
温度に加熱されており、したがってボール14は軟性を失
わず、半導体チップ３に良好にボンディングされる。

勿論、装置の点検や基板２の品種交換等のために、ボ
ンディングを休止している間にも、キャピラリ１は加熱
手段22に接近して、加熱されており、したがってボンデ
ィング再開後の最初のボンディングも、良好に行うこと
ができる。

本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種々
の設計変更が考えられるのであって、例えば第３図に示
すように、移動原点からボンディング点へ水平方向に移
動するキャピラリ１の移動に追随させて、加熱手段22を
水平方向に移動させながら、キャピラリ１を加熱するよ
うにしてもよく、このようにすれば、加熱時間をより長
くして、キャピラリ１を十分に加熱することができる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明は、キャピラリと、このキ
ャピラリにワイヤを挿通するクランパーと、このキャピ
ラリから導出されたワイヤの下端部に電気スパークによ
り溶融ボールを形成する電極部とを備えたトーチ装置と
から成るワイヤボンダにおいて、 上記キャピラリの移動路に、上記キャピラリを加熱す
る加熱手段を設けているので、加熱手段により加熱され
たキャピラリを介して、ワイヤやボールは加熱されるこ
ととなり、したがってボールの温度低下にともなう硬化
を防止しながら、半導体チップに良好にボンディングす
ることができる。またボンディング中には、キャピラリ
は加熱手段から離れているので、ボンディング時にキャ
ピラリに加えられる超音波発振に悪影響を与えることも
なく、良好にボンディングできる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例を示すものであって、第１図はワイ
ヤボンダの平面図、第２図はトーチ装置の斜視図、第３
図は加熱手段の他の実施例の平面図である。 １……キャピラリ ４……ワイヤ 9a……電極部 11,12……クランパー 14……溶融ボール 20……トーチ装置 22……加熱手段 30……移動装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】キャピラリと、このキャピラリにワイヤを
   挿通するクランパーと、このキャピラリから導出された
   ワイヤの下端部に電気スパークにより溶融ボールを形成
   する電極部とを備えたトーチ装置とから成るワイヤボン
   ダにおいて、 上記キャピラリの移動路に、上記キャピラリを加熱する
   加熱手段を設けたことを特徴とするワイヤボンダ。