JPS60167435A - ボンデイング装置 - Google Patents

ボンデイング装置

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JPS60167435A
JPS60167435A JP59021638A JP2163884A JPS60167435A JP S60167435 A JPS60167435 A JP S60167435A JP 59021638 A JP59021638 A JP 59021638A JP 2163884 A JP2163884 A JP 2163884A JP S60167435 A JPS60167435 A JP S60167435A
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JP
Japan
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oxide film
bonding
lead
wire
wire bonding
Prior art date
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Pending
Application number
JP59021638A
Other languages
English (en)
Inventor
Junichi Nakamura
順一 中村
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
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Pending legal-status Critical Current

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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
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    • 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
    • H10W72/01Manufacture or treatment
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    • H10W90/751Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires
    • H10W90/756Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires between a chip and a stacked lead frame, conducting package substrate or heat sink

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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】 〔技術分野〕 本発明はボンディング装置、特にリードフレームにチッ
プやワイヤを接続するデツプボンディング、ワイヤボン
ディング等のボンディング技術に関する。
〔背景技術〕
トランジスタ、IC,LSI等の半導体装置の組立にあ
っては、リードフレームと呼ばれる取付板にチップを固
定(チップボンディング)した後、このチップの各電極
とこれに対応するリードフレームの各リード内端とをワ
イヤで接続(ワイヤボンディング)するボンディング工
程がある。特にワイヤボンディングは、たとえば、Se
m1con −ductor World 、 198
2年11月号、40〜45頁「ワイヤボンディング装置
;発展の経過」にも記載されているように、熱圧着、超
音波圧着。
超音波熱圧着手法によって行なわれている。
一方、リードフレームにあっては、たとえば、電子材料
、1982年8月号、69〜74頁「リードフレーム」
にも記載されているように、材料コスト低減のために、
その材質はFe−Ni系合金から銅合金への移行が著し
い。また、ボンディング性向上のためには、リードフレ
ームには全面あるいは部分的にAu、Ag等がメッキさ
れている。しかし、リードフレームのコスト低減のため
に、リードフレームにメッキを施こさず(メッキレス)
、直接ワイヤを接続する(ダイレクトワイヤボンディン
グ)方向も出てきている。
本出願人にあっても、このようなメッキレスによるダイ
レクトワイヤボンディング技術を開発している。
このダイレクトワイヤボンディングは、水素(Ht)、
窒素(N2)からなるフォーミングガス下でリードにワ
イヤを接続している。フォーミングガス雰囲気内では、
リードの表面の酸化膜は除去されるので、良好なワイヤ
ボンディングが行なえる。
しかし、この技術はつぎのような好ましくない問題点が
生じることが本発明者によって明らかとされた。
(1)ダイレクトワイヤボンディングは高価なN2゜N
、なるフォーミングガスを使用することから、ボンディ
ングコストが高くなる欠点がある。
(2)ダイレクトワイヤボンデづングはフォーミングガ
スの供給、排気および良好な雰囲気作り等その設備およ
び管理が面倒となり、ボンディングコストの高騰ともな
る。
(3)フォーミングガスの一成分であるH、ガスは暴爆
性のガスであることから、安全には充分気を付けなけれ
ばならず、安全面にも問題がある。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、メツキレスリードフレームの使用によ
るダイレクトボンディングによってボンディングコスト
の低減を図ることにある。
本発明の他の目的は安全性に難がなくかつボンディング
コストの低減が図れるダイレクトボンディング技術を提
供することにある。
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであ
ろう。
〔発明の概要〕
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
すなわち、本発明のボンディング装置は、ボンディング
前に、リードフレームのリードの取付面をグラインダで
研摩し、取付面の酸化膜を除却した後、この取付面にワ
イヤを接続する結果、メッキレスのリードにも確実にか
つ信頼性の高いワイヤボンディングが行なえ、ボンディ
ングコストの低減が達成できる。
〔実施例〕
第1図〜第7図は本発明の一実施例によるワイヤボンデ
ィング装置を示す図であって、第1図はその概要を示す
正面図、第2図は酸化膜除去ユニットの平面図、第3図
は同ユニットの正面図、第4図は酸化膜除去状態を示す
拡大正面図、第5図は酸化膜除去動作を示す拡大側面図
、第6図はワイヤボンディング後のリードフレームの一
部の平面図、第7図は同じく正面図である。
ワイヤボンディング装置は第1図で示すように、機台1
の左端上部にローダ2、右端にアンローダ3を配し、リ
ードフレーム4が移動する途中にそれぞれ酸化膜除去ユ
ニット5.ワイヤボンディング機構6を配した構造とな
っている。リードフレーム4は特に限定されないが、た
とえば小信号トランジスタ用のものであって、細長の枠
7の一側に3本−組のリード8を平行に延在させる多連
形状となっている。また、各リード8はダム片9でその
途中を連結されている。中央のリード8はコレクタリー
ド10となり、先端は幅広のチップ取付部11となって
いる。また、左右のリード8はそれぞれエミッタ・ベー
スリード12,13となり、先端はワづヤ14が接続し
易いように幅広のワイヤ接続部16となっている。リー
ドフレーム4はローダ2から間欠的にレール15上に送
り出され、静止時に、酸化膜除去ユニット5では表面の
酸化膜の除去作業が行なわれ、ワイヤボンディング機構
6では、ボンディング・アーム17の先端のボンディン
グ・ツール18によって、第6図に示すように、チップ
19の電極とエミッタ・ベースリード12.13との間
のワイヤ14の接続が行なわれる。ワイヤボンディング
が終了したリードフレーム4はアンローダ3に順次収容
される。
なお、第1図中20はワイヤボンディング位置決め用の
TVカメラであり、ワイヤボンディング・ステーション
0は第2図で示すように、酸化膜除去ステーション囚に
近接している。
酸化膜除去ユニット5は、第2図および第3図に示すよ
うに、リードフレーム4を支えるレール15の一側に駆
動部を有し、かつエミッタφベースリード12.13の
先端のワイヤ接続面をこする小型の一対のグラインダ2
0をレール15上に臨ませる構造となっている。すなわ
ち、グラインダ20はアーム21の先端に支軸22を介
して回動自在に取り付けられている。また、支軸22の
一端には外周に歯を設けた従動プーリ23が取り付けら
れている。この従動プーリ23は、前記アーム21に支
持板24を介して取り付けられた小型のモータ25の回
転軸26に取り付けられた外周に歯を有する駆動プーリ
27により、タイミングベルト28を介して回転させら
れるようになっている。
アーム21の後端は機台1に支軸29を介して揺動可能
に取り付けられた1対のレバー30の上端に支軸31を
介して揺動可能に取り付けられている。
一方、アーム21の下方の機台1上には制御モータ32
によって回転する2枚のカム33.34が配設されてい
る。一方のカム33はアーム上下用カムであって、アー
ム21の下面に取り付けられたカムフォロワ35にその
外周面を接触させるようになっている。また、他方のカ
ム34はアーム前後動用カムであって、アーム21を支
えるレバー30に取り付けられたカムフォロワ36にそ
の外周面を接触させるようになっている。また、第3図
中の37.38はカム33.34とカムフォロワ35.
36が常時接触し、アーム21がカム曲線に正確に追従
するように配設されたばね37.38である。
このようなワイヤボンディング装置では、リードフレー
ム4が酸化膜除去ステーションAで静止すると、カム3
3.34の作用によってグラインダ20が第4図および
第5図で示すようにタクト運動するとともに、モータ2
5の駆動によって回転し、エミッタ・ベースリード12
.13のワイヤ接続部160表面を研摩することになり
、ワイヤ接続面の酸化膜等は除去される。また、酸化膜
除去ステーションへの近傍の次のワイヤボンディングス
テーションBでは、酸化膜等が除去されて清新な面39
(第6図でクロスハツチングが施こされた面)となった
面に短時間の間にワイヤ14が接続される。
〔効果〕
(1) 本発明によれば、ワイヤ接続面は酸化膜の除去
が成されることから、フォーミングガスを用いなくとも
良好なワイヤボンディングが行なえるため、フォーミン
グガスの使用に伴う費用の削減が可能となる。
(2)本発明のワイヤボンディング装置は危険なフォー
ミングガスを用いなくともよいことから安全であり、保
安管理が容易となる。
(3)本発明によれば上記(1)から、リードフレーム
はワイヤ接続面にメッキを施したものでなくともワイヤ
ボンディングができるため、メツキレスリードフレーム
の使用が可能となり、材料費の低減が可能となる。
(4)上記(1) 、 (3)からして、本発明によれ
ば、半導体装置の生産コストの低減が可能となる。
以上本発明者によってなされた発明を実施例にもとづき
具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。たとえば、リードフレ
ーム8の表面の酸化膜を除去するツールとしては、グラ
インダ以外に、たとえば、第8図のように、ブラシ40
を回転させるもの、第9図のようにブラシ40でこする
もの、第10図のようにカッタ41で引っかくもの、さ
らには宝石類、ヤスリ、セラミック等硬度の高いもので
研摩するもの等がある。
また、ツールの動きは回転、直線駆動、超音波および機
械的手段による振動(スクラブ)等を適宜組み合せて行
なえば、より効果が向上する。
また、ツールの駆動源としては、モータ以外にエアーシ
リンダ駆動、ソレノイド駆動等が考えられる。
〔利用分野〕
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野であるワイヤボンディング
技術に適用した場合について説明したが、それに限定さ
れるものではなく、たとえば、第11図に示すように、
メッキレスのリードフレーム4上にチップ19をボンデ
ィングする際、前記実施例と同様に酸化膜除去ユニット
によってコレクタリード10のチップ取付部11の取付
面をクロスハツチングで示すように清新な面39とし、
その後チップボンディングするようにしてもよい。この
場合は、チップ取付部11のメッキレス化によってさら
に生産コストの低減が達成できる。本発明は少なくとも
酸化膜除去等が必要な作業には適用できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例によるワイヤボンディング装
置の概要を示す正面図、 第2図は同じく酸化膜除去ユニツトを有する平面図、 第3図は同じく正面図、 第4図は同じく酸化膜除去状態を示す拡大正面図、 第5図は同じく酸化膜除去動作を示す拡大側面図、 第6図は同じくワイヤボンディング後の状態のリードフ
レームの一部の正面図、 第7図は同じく正面図、 第8図は他の実施例による酸化膜除去機構の説明図、 第9図は他の実施例による酸化膜除去機構の説明図、 第10図は他の実施例による酸化膜除去機構の説明図、 第11図はチップボンディング技術に適用した場合のリ
ードフレームの要部の平面図である。 1・・・機台、2・・・ローダ、3・・・アンローダ、
4・・・リードフレーム、5・・・酸化膜除去ユニット
、6・・・ワイヤボンディング機構、7・・・枠、8・
・・リード、9・・・ダム片、lO・・・コレクタリー
ド、11・・・チップ取付部、12・・・エミッタリー
ド、13・・・ベースリード、14・・・ワイヤ、15
・・・レール、16・・・ワイヤ接続部、17・・・ボ
ンディング・アーム、18・・・ボンディング・ツール
、19・・・チップ、20・・・グラインダ、21・・
・アーム、22・・・支軸、23・・・従動プーリ、2
4・・・支持板、25・・・モータ、26・・・回転軸
、27・・・駆動プーリ、28山タイミングベルト、2
9・・・支軸、30・・・レバー、31・・・支軸、3
2・・・制御モータ、33.34・・・カム、35 、
36・・・カムフォロワ、37.38・・・ばね、39
・・・清新な面、40・・・ブラシ。 第 1 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、取付板に被接続物を固着するボンディング装置であ
    って、前記取付板の取付面における酸化膜を物理的に除
    去する酸化膜除去ユニットを有することを特徴とするボ
    ンディング装置。
JP59021638A 1984-02-10 1984-02-10 ボンデイング装置 Pending JPS60167435A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59021638A JPS60167435A (ja) 1984-02-10 1984-02-10 ボンデイング装置

Applications Claiming Priority (1)

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JP59021638A JPS60167435A (ja) 1984-02-10 1984-02-10 ボンデイング装置

Publications (1)

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JPS60167435A true JPS60167435A (ja) 1985-08-30

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ID=12060608

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JP59021638A Pending JPS60167435A (ja) 1984-02-10 1984-02-10 ボンデイング装置

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3828700A1 (de) * 1987-09-16 1989-04-06 Nat Semiconductor Corp Kupferplattierter bleirahmen fuer halbleiter-kunststoff-gehaeuse
KR100361010B1 (ko) * 1999-12-31 2002-11-18 주식회사 아큐텍반도체기술 리드프레임 도금장치

Cited By (3)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3828700A1 (de) * 1987-09-16 1989-04-06 Nat Semiconductor Corp Kupferplattierter bleirahmen fuer halbleiter-kunststoff-gehaeuse
DE3828700C2 (de) * 1987-09-16 2002-04-18 Nat Semiconductor Corp Kupferplattierter Leiterrahmen für Halbleiter-Kunststoff-Gehäuse
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