JPS59105331A - ワイヤボンデイング方法 - Google Patents

ワイヤボンデイング方法

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Publication number
JPS59105331A
JPS59105331A JP57215705A JP21570582A JPS59105331A JP S59105331 A JPS59105331 A JP S59105331A JP 57215705 A JP57215705 A JP 57215705A JP 21570582 A JP21570582 A JP 21570582A JP S59105331 A JPS59105331 A JP S59105331A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wire
capillary
bonding
clamper
lead frame
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.)
Pending
Application number
JP57215705A
Other languages
English (en)
Inventor
Tomio Kashihara
富雄 樫原
Masayoshi Yamaguchi
政義 山口
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPS59105331A publication Critical patent/JPS59105331A/ja
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    • 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
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  • Wire Bonding (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は高速ボンディングを可能にするワイヤボンデ
ィング方法に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
半導体装置の組立工程において、ペレットとリードフレ
ームとをワイヤによって接続する手段としてワイヤボン
ディングがある。従来このワイヤボンディングとしては
ネイルヘッドボンディングとウェッジボンディングが知
られている。
前者のネイルヘッドデンディングはキャピラリに通した
金ワイヤの先端に金ゴールを作シ、この金が一ルを電極
に押圧して圧着し、つぎにキャピラリ上昇させリード側
に移動したのちリード側にボンディングする方法がとら
れている〇この方法の利点は金?−ルがワイヤの先端に
形成てれるためつぎにボンディングするワイヤが倒れの
方向に向けられている場合にもボンディングが可能とな
ることであるが、ワイヤとして金線を用いる必要があり
高価になるという欠点が6D−万アルミニウム線ではボ
ール形成に問題があ91部で使用されているにすぎない
また、?−ルを形成するにはトーチを用いるのでその駆
動のだめの装置が必要となシ装置構成が複雑になるとい
う問題もめる。
後者のウェッジボンディングは一般にアルミ線をツール
にチャックする形ではさみボンディングする方法でるる
この方法は電極からリード側にデンディングする際に自
由な方向に選択することが不可能であり、このためペレ
ットおよびリードフレームを回転嘔せる必要がアシ高速
でのビンディング作業に不適当でるる。
〔発明の目的〕
この発明は上記の事情を考慮してな嘔れたもので上記問
題を解決し、ボールをワイヤの先端に形成することなく
高速でしかも微小な電極に対してもボンディング可能な
ワイヤボンディング方法を提供することを目的とする。
〔発明の概要〕
この発明においては、ペレットにワイヤをボンディング
し、ついでリード側にワイヤをデンディングしたのち、
キャピラリを上下方向および水平方向に移動させるCと
によりワイヤにポールを形成せずその代りにワイヤの先
端を加工してワイヤボンディングを行なうようにしたも
のである。
〔発明の実施例〕
以上この発明の一実施例を図面を参照して説明する。第
1図中1はボンディング装置のビンディングヘッドで、
このボンディングヘッド1にUαテーブル2上に載置さ
れている。ゼンデイングヘツ“ト1には2軸モータ3に
よp上下方向に駆動てれるデンディングアーム4が設け
られている。このボンディングアーム4の先端近傍には
ワイヤ5が上下方向に挿通されたキャピラリ6が設けら
れている。上記XYテーブル2はX軸上−タ7およびY
軸モータ8によりそれぞれX。
Y方向に移動するようになっている。また2軸モータ3
.X軸上−タ7およびY軸モータ8はこれらと電気的に
接続式れた2軸サー?コントローラ3a、7gおよび8
aによシ位置制御されるようになっている。また、上記
各モータにはそれぞれエンコーダ3b 、7bおよび8
bが一体に取付けられている。エンコーf3b。
7aおよび8bで発生するパルスは上記サー?コントロ
ーラ3a、7aおよび8aに導かれ各モータの位置およ
び速度を制御するようになっている。また、上記の各サ
ー?コントローラに対しCPU 9が接続されていてメ
モリ10の情報によシ上記2軸モータ3.X軸モータ7
およびY軸モータ8に対し位置指令を出しデンディング
アーム4の3次元位置を制御するようになっている。ま
たCPU 9はクランノぐコントローラ11に接続され
ていて、第2図に示す上クランパ12および下クランパ
13を開閉させることにより、ワイヤ5を解放しまたは
拘束するようになっている。なお上記上クラン/ぐ12
はボンディングヘッド1のハウジングに固定され、また
、下フラングぐ13はデンディングアーム4とともに一
体とガって動くようになっている。また、上記ボンディ
ングアーム4の下方にはコンベアベルト14が設けられ
、このコンベアベルト14にはリードフレーム15が載
ttgれティる。そして、このリードフレーム15上に
はペレット16が載置きれている。
上記のように構成されたワイヤボンディング装置によシ
ペレット16とリードフレーム15とをワイヤにより接
続する順序について説明する。第2図中(イ)はがンデ
ィング工程の初期位置を示し、上フラングぐ12.下ク
ランi′P13はいずれも閉じてワイヤをフラングして
いる。また、キャピラリ6はリードフレーム15に載置
場れた被レット16の上方に位置している。そしてこの
キャピラリ6の下端にはX方向に引張られて切断された
ワイヤ5の一部が密着している。
(ロ)はキャピラリ6が下降しワイヤ5がベレット16
にデンディングでれた状態を示し、(イ)の状態からこ
の状態までの下降は上クランパ12が開となり、下クラ
ンt413(閉)でワイヤ5をフラングした状態でキャ
ピラリ6とともに下降することによりおこなわれる。
つぎに、(ハ)に示すように、上下のクランノ千12お
よび13が開いた状態でXYテーブル2がX方向に移動
し、キャピラリ6がリードフレーム151111に移動
する。同時にボンディングアーム4が回動じてキャピラ
リ6が上昇する。このリードフレーム15側に移動の途
中において上クランパ12は一時的に閉じたのち再び開
きワイヤ5のループ形状を制御する。(図示せず)つぎ
にに)に示すように、上下のクラン412゜13が開い
た状態でキャピラリ6が下降しワイヤ5をリードフレー
ム15にボンディングする。
ついで、キャピラリ6がわずかに上昇したのち、下フラ
ング′e13を閉じてふたたびキャピラリ6が下降しリ
ードフレーム15に圧接し、この状態でキャピラリ6を
後述する所定の方向に移動させてワイヤ5を引きちぎる
。こののち、キャピラリ6は上昇しデンディングの1サ
イクルを完了して初期位置(イ)に復帰する。
つぎに、第2図(ホ)において示すようにワイヤ5をリ
ードフレーム15にボンディングしたのち、キャピラリ
6をX方向に移動でせてワイヤ5を切断したのち、キャ
ピラリ6が上昇するまでの動作を第3図にもとづき一詳
細に説明する。
第3図(、)はワイヤ5をリードフレーム15にボンデ
ィングした状態を示す。つぎに、キャピラリ6は(b)
に示すように一定の高烙まで上昇する。このときキャピ
ラリ6が上昇する高さはつキニコンディングすべきペレ
ット16の面積により決められる。すなわちこれによシ
キャピラリ先端のワイヤ量が決定てれる。
下フラングぐ13を閉じたのち、ついでキャピラリ6は
第3図(c)に示すように下降し同時に、XYテーブル
2が移動する。渾′テーブル2の移動方向はつぎにデン
ディングする向きと同じ向きに移動する。すなわち次に
デンディングする電極からリードに向うベクトルと同一
方向でらる。また、この時はワイヤ5が引きちぎられ々
いように矢印で示すようにキャピラリ6の先端の軌跡は
CPU 9により指示され、三次元的に位置制御される
つぎに第3図(d)に示すようにリードフレーム15の
上面に近接したときワイヤ5に一定の荷重を加えワイヤ
5を加工する。
ついで、第3図(、)に示すように、キャピラリ6を次
のワイヤのベクトルと同じ方向へ移動させワイヤ5を引
きちぎる。この時、下クランパ13はすでに閉じられて
おシキャビラリ6と一体となり移動する。
ついで、第3図(f)に示すようにキャピラリ6は上昇
したのち、次のベレット16に移動し、第2図(イ)の
初期状態に戻シlサイクルを完了する。なお上記説明に
おいては、第3図(b)でキャピラリ6が、いったん−
足高さまで上昇したのち下クランパ13を閉じている。
これは下クラン/f13が閉じられた時点でキャピラリ
6の先端で曲げられるワイヤ5の量を正確に制御するた
めである。
しかし、ボンディングする電極の太きてが大きい場合に
は、キャピラリ6先端のワイヤ量をそれほど正確に制御
する必要は々いのでこの場合には、第3図(b)におい
てキャピラリ6の上昇と同時に罫方向にも移動させ、第
3図(d)の位置で下クランノぐを閉じてもよい。
こうすることによジボンディングの時間を短縮すること
ができる。
また、第3図(e)においてワイヤ5をキャピラリ6で
わずかに加圧し引きちぎってもよい。また引きちぎった
ぁとキャピラリが降下し、リード面を押圧し先端のワイ
ヤをもう一度加工するとなお良好な状態となる。
上述のようにすると第4図に示すようにキャピラリ6は
始点Aから1霧程度降下してB点から0点においてベレ
ット16にボンディングしたのち最高点りまで6m+n
程度上昇しついでE点からF点においてリードフレーム
15にボンディングしG点とH点の間でワイヤ5を成形
し始点Aに戻ることができ、ポール形成に要する時間不
要となシ、でらにポール形成が不要で委ることからリー
ドフレーム15にデンディングしたのちキャピラリは従
来の如く6叫以上も上昇嘔せる必要なく僅かに1−です
み下降時間が短縮され1サイクルに要する時間は0.1
5秒に短縮することができる。
なお、この実施例ではつぎに?ンf’イングするワイヤ
の向きが90°〜180°違う場合には第3図(a) 
t (e)で示すように次にデンディングするワイヤの
方向に引きちぎるのは不可能である。
この場合は第5図に示すように、リードフレーム15に
ビンディングしたのちに、ワイヤ5を切断することなく
、別にワイヤ5aを張9、このワイヤ5aに対して第3
図で示す順序でデンディング作業を続ければよい。これ
らの制御はあらかじめメモリ10に記憶されているボン
ディング点座標をCPU 9が自動的に判断し、X。
Y、Z軸サーボコントローラ7a+8a+Jaに指令を
出すので、オペレータが操作をする必要はない。
一万ボンディングノ4 yドが充分に大きい場合には第
3図(e)でワイヤを引きちぎる時、次にデンディング
するワイヤの方向とは無関係に今回張ったワイヤの延長
線方向にキャピラリを動かしワイヤを切断してもよい。
また、この発明の変形例としてベレット16側およびリ
ードフレーム15に超音波振動を加えてもよい。
嘔らに、この発明におけるキャピラリ6として従来から
使用でれているネイルヘッドデンディング用キャピラリ
をそのまま使用してもよい。
また、このキャピラリの形状を大幅に変更することも可
能である。
〔発明の効果〕
以上説明したように、この発明においてはワイヤの先端
にポールを形成する必要がないのでガス、放電等のトー
チが不要と表9装置の構造が簡単となり信頼性が向上す
るだけでなくワイヤごとに必要な約20m5のトーチ駆
動時間が短縮され高速ワイヤデンディングが可能となる
また、この発明においてはキャピラリ自身でその先端の
ワイヤを次にデンディングするワイヤ側へ折り曲げ成形
するため、啄レッドおよびリードフレームを回転させな
くても次のワイヤを張ることができる。したがって、デ
ンディングのサイクルタイムが短縮される。
また、上記のようにワイヤの先端にゴールを形成しない
のでアルミワイヤでも容易に使用することができ製品の
コストダウンが可能となる。
また、従来のネイルヘッドボンディングにおいてはワイ
ヤの先端にビールを形成したのち、そのボールをキャピ
ラリの先端に密Nきせて電極にボンディングする必要が
るシ、この密着が正しく行左われないと電極の中心に正
しくビンディングされず電極からはみ出し製品−を不良
にすることがあったが、この発明においてはワイヤを切
断した時点でワイヤは正しくキャピラリに密着してお9
キヤピラリの中心からはずれることはなく、不良品の発
生は著しく少なくなるという効果がある。またゲートア
レイなどに要求される小型化パッドに対して従来のボン
ディング方法より著しく高精度でボンディングできる。
さらに本実施例では上クランパを使用しており、これは
ワイヤのループをよりよくするために使用しているが、
本ボンディング方式では不質的に不用でるる。従ってル
ーfがろまυ問題と寿らない場合(特にループの長さが
2−以下の場合)は、上クランパを取シ除くことができ
、著しく簡素化で@筐だ安定性も増大できる。
【図面の簡単な説明】
(些ベレ 発明の一実施例の各工程を示す断面図、第3図は同じく
リードフレームにデンディング後のツールの運動を分解
して示す断面図、第4図はこの発明の1サイクルにおけ
るツールの変位を示すタイミングチャート図、第5図は
この発明の変形例を示す斜視図である。 5・・・ワイヤ、6・・・キャピラリ、12.13・・
・クランパ。 出願人代理人  弁理士 鈴 江 武 彦s3図 (a’つ                   (b
)(c)

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)第1接続点と第2接続点とをワイヤで結ぶため、
    キャピラリにワイヤを通して、まず最初に第1接続点に
    圧着し、次に第2接続点に移動して圧着するワイヤボン
    ディングにおいて、第2接続点をデンディングしたのち
    、キャピラリを一定高さまで上昇でせ、次にワイヤをク
    ランパでクランプし、続いてキャピラリとクランパが一
    体となり、へてピラ11大・ら7Aイと引き出すと共に
    キャピラリ先端でワイヤを成形し、続いてクランパでワ
    イヤをクランプし、キャピラリをクランパと一体で水平
    方向ろるいは斜め上方に移動てせて、ワイヤを切断し、
    ついで、次にボンディングする/eッドヘ移動してボン
    ディングをくり返すことを特徴とするワイヤボンディン
    グ方法。
  2. (2)  リード側にボンディングしたのち、キャピラ
    リが上昇水平移動したあと、もう1度キャピラリがリー
    ドフレーム面近くまで下降し、上記ワイヤの成形を行な
    うことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のワイヤ
    ボンディング方法。
  3. (3)  リード側をボンディングしたのち、キャピラ
    リの先端でワイヤを次にボンディングするワイヤの方向
    に成形するとき同時にワイヤをキャピラリでリード面に
    押圧して成形することを特徴とする特許請求の範囲第2
    項記載のワイヤボンディング方法。
  4. (4)  キャピラリが上昇、下降または水平移動する
    際にボンディングツールの運動の軌跡を制御装置によシ
    計算し、ワイヤが切断またはたるみを生じないように制
    御することを特徴とする特許請求の範囲第2項記載のワ
    イヤがンディング方法。
  5. (5)  ワイヤを切断したのち、キャピラリの先端で
    ワイヤをリードフレームに押圧しその先端をさらに加工
    することを特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載の
    ワイヤボンディング方法。
JP57215705A 1982-12-09 1982-12-09 ワイヤボンデイング方法 Pending JPS59105331A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6747231B1 (en) 1999-09-10 2004-06-08 Siemens Ag Sorting device for flat mail items

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6747231B1 (en) 1999-09-10 2004-06-08 Siemens Ag Sorting device for flat mail items

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