JPS5943537A

JPS5943537A - ワイヤボンデイング装置

Info

Publication number: JPS5943537A
Application number: JP57154402A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Fujimoto; 藤本　仁士
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1982-09-02
Filing date: 1982-09-02
Publication date: 1984-03-10
Also published as: JPS6364053B2

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】この発明は、半導体チップをボールボンドにより接続す
るワイヤボンディング装置に関する。

集積回路など半専体チップの電極と対応するリードフレ
ームの電極とを、金属細線でボールボンドにより接続す
る装置がある。

この種のワイヤボンディング装置は、第１図に杭略正面
図で示すようになっている。（１）は半導体チップで、
支台（３）上に載せられたリードフレーム（２）のダイ
パッド部に接合されている。（４）はＸＹテーブルで、
わく体（５）を載せている。（６）はわく体（５）上に
取付けられた支持わく（７）に回転自在に支持されたス
プールで、巻付りられてある金属細線（８）が引出され
、中心穴に取付けられ案内部をなす案内体（９）中を通
されて案内されている。（１０）は最下方位置に配設さ
れたキャピラリチップで、可動腕（１１）の先端に固定
されていて上下動され、中心穴に金属細線（８）が通さ
れている。可動腕（１ｌ）は支持わく（７）に設けられ
た２軸カム下段（図示は略す）により、先端側が上下方
回に回動する。（１２）はキャピラリチツプ（１０）の
上方に位置し、支持わく（７）に支持された第１のクラ
ンプ装置で、固定狭み板（１４）と可動狭み板（１６）
とを有し、双方の先端部内側にそれそれ押え片（ｌ６）
を固着しており、カム手段（図示は略す）の作動により
司動狭み板（１５）を固定狭み板（１４）側に閉じたり
開放したりし、双方の押え片（１６）により金属細線（
８）を両側から狭み付け保持したり、開放したりする。

（Ｉ３）は第１のクランプ装置（１２）の上方に位置し
、支持わく（７）に支持された第２のクランプ装置で、
第１のクランプ装置（１２）と同様に、それぞれ先端部
内側に押え片（１６）を固着した固定狭み板（１４）と
可動狭み板（１５）とを有し、カム手段（図示は略す）
により可動狭み板（１５）を固定狭み板（ｌ４）側に閉
じたり開放したりし、双方の押え片（１６）により金属
細線（８）を両側から狭み付け保祠したり開放したりす
る。（１７）は中心の案内穴に金趙細線（８）を通し、
第２のクランプ装置（１３）の１対の押え片（１６）間
に通すように案内する案内具で、案内部をなしていてわ
く体（５）に支持されている。なお、この案内具（７）
は図では１個の場合を示しているが、複数個が配設され
る場合が多い。（１８）はわく体（５）に支持されＸ軸
方向に移動される電気トーチで、キャピラリチップ（１
０）からの金属細線（８）の下端との間に放電火花を発
生させることにより、金属細線（８）下端にボールを形
成し、ポールボンデイングがされるようにする。

上記ポールボンデイング装置の動作は、次のようになる
。キャピラリチツプ（１０）が上昇位置にあり、第１の
クランプ装置（１２）が閉じて第２のクランプ装置（１
３）が開いている。キャピラリチツプ（１０）下部から
少し下方に出た金属細線（８）下端に対し、電気トーチ
（１８）の先端が下方に移動してきて、双方間に放電火
花を発生させ、金属細線（８）下端にボールを形成する
。ここで、電気トーチ（１８）が外方に移動され、第１
のクランプ装置（１２）が開き、キャピラリチツプ（１
０）が下降し、半導体チップ（１）上の電極にボールを
位置させ、第２のクランプ装置（１３）が閉じ金属細線
（８）を保持し、上方の位置検出カメラ（図示は略す）
により位置合わせがされる。そこで、ボールによる半導
体チップ（１）へのボンデイングがされる。

続いて、第２のクラング装置（１３）が開き、張られて
いる金属細線（８）を通した状態でキャピラリチップ（
１０）が上昇し、Ｘ軸方向に移動しながらリードフレー
ム（２）の対応する電極上に金属細線（８）を押付ける
。

これにより、金属細線（８）は適当なループ作ってリー
ドフレーム（２）の電極上に圧着される。ついで、下降
した第１のクランプ装置（１２）が閉じ金属細線（８）
を保持し、キャピラリチツプ（１０）と共に上昇し、金
属細線（８）が圧着部の上から引き切られキャピラリチ
ツプ（１０）の下端から少し下方に残る。次に、上記の
ように、金属細線（８）の下端にボールを形成しボンデ
イングする工程が順次繰返えされる。

この種の従来のワイヤボンデイング装置の第１及び第２
のクランプ装置は、第２図及び第３図に要部の側面図及
び正面図で示すようになっていた。

第１及び第２のクランプ装置Ｑ２）及び（１３）の各固
定狭み板θ４）と各可動狭み板０５）の各先端部内側に
、押え片＠０）がそれぞれ非導電性の接着剤ρＩ）、例
えはエボキシ樹脂系の接着剤で接着されている。これら
の押え片（２０）は、硬質で、かつ、表面仕上けの滑ら
がな、ガラス、サファイア、ルビーなどが用いられてい
る。この押え片シ０）が接着された状態を、第４図に斜
視図で示す。

上記従来装置では、第１図に示すキャヒラリチップ（１
０）及び案内具（１７）はセラミックからなり、案内穴
の表面は清らかに仕上げられている。さらに、案内体（
９）はガラスを使用している。金属細線（８）の下端に
ボールを形成するため、電気トーチ（１８）との間に放
俄火花を発生させる必要があることと、スプール（６）
から繰出された金桓細線（８）の下端側がら途中の断線
を検出するためとで、スプール（６｝で金属細線（８）
の巻始め端を接地端子（図示は略す）で接地していた。

上記従来の装置は、クランプ装置（１２）、（１３）の
金属細線（８）を狭み付け保持するための押え片（２０
）が絶縁性であり、がっ、非導電性接治剤シＩ）により
絶縁された状態になっており、静電気が発生する。

これは、ワイヤボンディングの速さが高速化するにつれ
、金属細線（８）のループ形状に悪影響を与える。すな
わち、押え片（２０）に静電気が発生し、開放状態のと
き、通過する金属細線（８）がこれらの押え片（２０）
に付着し、繰り出しが正常に行われず、かつ、金属細線
の引張りが安定しないため、ループ形状の異常が発生す
ることがあった。

また、従来装置では、金属細線（８）をスプール（６）
で接地端子に接続しなければならず、金属細線（８）の
交換が面倒であつた。

この発明は、クランプ装置の押え片を導電性に構成して
接地し、かつ、金属細線のスプールからキャピラリチッ
プに至るまでの名案内部を導電性の構成にして接地し、
金属細線の接触による静電気の発生を防止し、金属細線
の各部への吸着をなくし、円滑に引出し供給され、金属
細線のボンディングのループ形状が正常のでき安定化さ
れ、スプールで金属細線の接地端子への接続を要せず交
換を容易にした、ワイヤボンディング装置を提供するこ
とを目的としている。

第５図はこの発明の一実施例によるワイヤボンデインゲ
装置のクランプ装置の要部の斜視図である。第１及び第
２のクランブ装置（１２）及び（１３）の各固定狭み板
（１４）と各可動挟み板（１５）の各先端部内側に、導
電性の押え片（３０）をそれぞれ力電性の接着剤叫）で
接着している。押え片（３Ｌ１）には、硬質で表面状態
の滑らかな導電性金属、又は、チタンカーボンやチタン
ニッケルを主成分とする合金とセラミックの複合材料、
あるいは、非導電性材の全面に導電性金属の被膜処理を
して表面を硬質で滑らかにしたものなどを用いる。接着
剤頭）には、導電性のよい銀ペーストなどを用いる。固
定狭み板（１４）と可動狭み板（１５）には、導電性金
属板を使用し、少なく表も可のいづれかをわく体（５）
（第１図に示す）の接地部に接続する。（３力は接地接
続部材で、（３３）は接地部材である。

第６図は上記一実施例の装置の金属細線の経路の各接触
部の、接地状態を示す説明図である。案内体（３１）及
び案内具（３５）は、導電性金属からなり、案内穴部は
内面を滑らかに仕上げている。第１及び第２のクランプ
装置（１２）、（１３）の各狭み板（１４）と（１５）
のうち少なくともその一方と、案内体（３４）及び案内
共（３５）とを、それぞれわく体（５）の接地部に接続
している。

なお、上記実施例では、案内体（３４）及び案内具イ５
）は導電性金属材よりなる場合を示したが、セラミック
やガラス材など非導電性材を使用し、表面に導電性の金
属被膜処理を施して構成してもよい。

また、上記実施例ではキャピラリチップ（１０）はセラ
ミックからなるが、内外表面に導電性の金属被膜処理を
施し、可動腕（１１）をわく体（５）の接地部に接絖し
てもよい。

さらに、スプール（６）から金属細線（８）を引出し案
内する手段は、上記実施例の外種々の手段の場合にも適
用できるものであり、案内具（１７）の数も必要により
複数個を用いた場合にも適用できる。

以上のように、この発明によれば、クランプ装置の押え
片を導電件にして接地し、スプールからキャピラリチッ
プに至る金属細線の各案内部を導電性に構成し、接地す
るようにしたので、金属細線の接触による静電気の発生
を防止し、金属細線の吸着をなくして円滑に供給され、
金属細線のボンデインクのループ形状が正常にして安定
化され、金属細線の引出しがより高速にできる。また、
放電火花の発生時には第１のクランプ装置が閉じ、金属
細線は確実に接地状態にあり、従来のように金属細線を
スプールで接地端子に接続する必要がなくなり、金属細
線の交換が容易になる。さらに、第２クランプ装置とキ
ピラリチツプとの間における金属細線の切断検出ができ
、従来に比べ切断個所の位置が確実に検知される。

【図面の簡単な説明】

第１図はボールボンデインクによるワイヤボンディング
装置の概略正面図、第２図及び第３図は従来のワイヤボ
ンデイング装置のクランプ装置の要部の側面図及び正面
図、弟４図は第２図の押え片部の拡大斜視図、第５図及
び第６図はこの発明の一実施例によるワイヤボンディン
グ装置の要部を示し、第５図はクランプ装置の一部の斜
視図で、第６図は金属細線のスプールからキャビラリチ
ツプに至る経路での各接触部の接地状態を示す説明図で
ある。図において、１・・半導体素子、２・・リードフレーム
、６・・・スプール、８・・・金属細線、１０・・・キ
ャピラリチップ、１２・・第１のクランプ装置、１３・
・・第２のクランプ装置、１４・・・固定狭み板、１５
・・・可動狭み板、３０・・・押え片、３１・・・導電
性接着剤、３４・・・案内部をなす案内体、３５・・案
内部をなす案内具。なお、図中同一符号は同一又は相当部分を示す。代理人曹１野信一（夕１」名）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）上方配置のスプールから金属細線を引出し、各案
内部を通して下方に案内し、それぞれ開放あるいは閉止
することにより上記金属細線を通過あるいは狭み付け保
持する第２及び第１のクランプ装置を順に経て最下方位
置のキャピラリチツプに通し、電気トーチにより上記金
属細線の最下端にボールを形成し、半導体素子の電極と
外部引出し用の電極間をボールボンデイングする装置に
おいて、上記各クランプ装置の各対応する双方の狭み板
の先端内側にそれぞれ導電性の押え片を導電性接着剤で
接着し、上記各対応する挾み板のうち少なくとも一方全
接地してあり、かつ、上記各案内部を導電性に構成し接
地したことを特徴とするワイヤボンデイング装置。
（２）押え片は硬質で押え面を滑らかに仕上げた導電性
金属材からな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イング装置。
（３）押え片は硬質導電性の金属合金とセラミックの複
合材料からなよ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イング装置。
（４）押え片は硬質の非導性材からなり、全面に導電性
金属材の被膜処理をし、押え面を硬質で滑らかにして構
成してあることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
のワイヤボンテイング装置。
（５）各案内部は導電性金属材からなることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項ないし第４項のいづれかに記載
のワイヤボンデイング装置。
（６）各案内部は非導電性材からなり、内外表面に導電
性の金属被膜処理をして構成したことを特徴とする特許
請求の範囲第１項ないし第４項のいづれかに記載のワイ
ヤボンディング装置。
（７）各案内部は導電性の金属材と非導電性材の複合材
料からなることを特徴とする特許請求の範囲囲第１項な
いし第４項のいつれかに記載のワイヤボンデイング装置
。
（８）キャピラリチップは非導電性材からなり、内外表
面に導電性の金属被膜処理をしてあることを特徴とする
特許請求の範囲第１項ないし第７項のいづれかに記載の
ワイヤボンディング装置。