JPS6074540A - 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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JPS6074540A
JPS6074540A JP58180484A JP18048483A JPS6074540A JP S6074540 A JPS6074540 A JP S6074540A JP 58180484 A JP58180484 A JP 58180484A JP 18048483 A JP18048483 A JP 18048483A JP S6074540 A JPS6074540 A JP S6074540A
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distance
wires
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vacuum
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Zensaku Watanabe
渡辺　善作
Kakuo Mihara
三原　嘉久雄
Koichiro Wakui
和久井　光一郎
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Original Assignee
Toshiba Corp
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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〕 本発明はワイヤボンディング方法に係り、特に段差を介
し高密度に配置された接続端子間をワイヤリングするワ
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〕
一般にファクシリミ等に用いられるサーマルヘッドは、
高密度に配置された接続端子間をワイヤボンディングし
ている。このようなサーマルヘッドを第１図を参照して
説明する。
第１図Ｃ二おいて、（１）はセラミック等の絶縁基板上
に薄膜、厚膜等の技術；二よって一列に高密度に並べた
複数の発熱抵抗体で、（２）はシフトレジスタ。
トランジスタドライブ及びセレクタからなる発熱抵抗体
駆動用集積回路、（３）は各発熱抵抗体（１）の一端０
〔を共通接続した共通電極、（４）は各発熱抵抗体（１
）を集積回路（２）を通じて選択的に通電発熱するため
の入力信号群である。また前記各発熱抵抗体（１）のも
う一端０υは選択的に出力される集積回路（２）の出力
端子Ｑυに対応するように接続される。この出力端子０
υの数は、一般に３２の出力数のものが経済的に優れて
いるといわれている。従って、前記発熱抵抗体（１）は
３２個単位にて集積回路（２）の出力端子０Ｉ）と接続
されることになる。また、（５）は集積−回路（２）の
出力信号用端子、（６）は集積回路（２）への電源であ
る。
このようにして、ファクシミリの記録は所望の発熱抵抗
体（１）を選択的に通電して発熱させ発熱抵抗体（１）
（二熱転写フィルムを接触させ普通紙に行なわれる。
第１図に示したサーマルヘッドでは、発熱抵抗体の数が
数十個と極めて多数となるので、駆動回路の集積化を図
り外部周辺回路の低減を図るのが技術の潮流である。と
ころが、数十個の発熱抵抗体と集積回路の出力及び発熱
抵抗体と共通電極とを、作業能率と信頼性を良く接続す
るにはヘッドが大型化する危険があった。
これを解決する技術として、特開昭５７−１６５２７２
号公報に、千鳥状に配置した接続端子の近距離同志、遠
距離同志をそれぞれ接続し、かつ近距離同志の接続ワイ
ヤの高さを遠距離同志の接続ワイヤの高さより低くする
ことにより、ワイヤ間の接触事故を防止し、以って高密
度化を図るワイヤボンディング装置が開示されている。
この公報に開示されている技術内容について第２図を参
照して説明する。
第２図において、抵抗基板（４０上に発熱抵抗体（１）
の一端０υのリード（１０１）を千鳥状に配設したもの
と、ドライブ基板（４１）の抵抗基板（４［）側に出力
端子Ｃυが千鳥状に設けた集積回路（２）を段差を介し
て相対向させて配置し、千鳥状端子Ｃυおよびリード（
１０１）を、段差間ワイヤボンディングしたようすを示
す。抵抗基板（４１とドライブ基板（４１）が同一平面
にあり、また集積回路（２）の厚さ分だけ段差を有し、
段差の高い側から低い側１ニワイヤボンデイングし、こ
のとき千鳥状端子０１）およびリード（１０１）の接続
方法として端子（２１）、リード（１０１）の内側同志
および外側同志を接続して内側同志のワイヤ高さを外側
同志のワイヤ高さより低く配設する方法が特開昭５７−
１６５２７２号公報に開示されている。
ところが、この方法を（株）新月の型名８ＷＢ−ＦＡ−
ＵＴＣ−７を用いて本発明者らが詳細に検討した結果、
次の事実が判明した。
すなわち、段差の大きさが集積回路（２）の厚さ分（通
常０．３乃至０．５１ｍの範囲およびワイヤ長が２１ｍ
以下）では、特に問題はない。しかしながら、段差が９
．５１１以上およびワイヤ長が２１１以上となると、第
２図に示すように内側同志のワイヤ（１０２）および外
側同志のワイヤ（１０Ｂ）では、２０μｍ乃至３０μｍ
とワイヤ（１０２）　、　（１０３）が接近し、極端な
場合は第２図（ａ）のようにワイヤ（１０２）　、　（
１０３）が接触し、接触事故が生じる。特に接触するワ
イヤは（１０２）間および（１０３）間同志にはなく、
ワイヤ（１０２）と（１０３）との間で生じる。そこで
、本発明者らが議論した結果、この原因はフルオートボ
ンダの場合ボンディング中のワイヤ切れ対策とじて金ワ
イヤの伸び率（常温にて７乃至１０％程度）の大きいも
のを用いることから、高温で張ったワイヤが縮むことを
勘案して、ワイヤループとして安定を保つための自由度
は張ったワイヤに対し直角方向しかなく、ワイヤ倒れが
生じるのだと推定する。さらに詳細な実験を続けると、
ワイヤ倒れは１集積回路内においては、一方向性を有し
ている。さらにワイヤ（１０２）　（１０３）間の接触
位置はワイヤリングしたワイヤの略中央であった。これ
は、第２図（ａ）より明らかなようにワイヤ倒れが生じ
ると正規の位置より最も大きく変位するのはワイヤ中央
である。
〔発明の目的〕
本発明の目的は上述の問題を鑑み、ワイヤ間の接触事故
を防止した高密度ワイヤボンディング方法を提供するこ
とにある。
〔発明の概要〕
上述の目的を達成するために、本発明は近距離同志の接
続ワイヤを真空吸着して成形し且つ押圧することにより
、近距離同志のワイヤと遠距離同志のワイヤとが接触す
ることを防止することができる。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例を第３図（、）乃至（ｅ）を参
照して説明する。なお、この実施例中ではサーマルヘッ
ドを用いてワイヤボンディング方法を説明するが、他の
高密度ワイヤボンディングにも用いることが可能である
。
第３図（、）において、複数の発熱抵抗体（図示せず）
に接続された導出線（図示せず）がその先端において、
千鳥状にボンディングバット（第２図（、）においては
（１０１）　）が配設された抵抗基板（４１ｍは、集積
回路（２）が接着技術により載置されたドライブ基板（
４１）上に載置されている。この場合、抵抗基板（４１
の高さと集積回路（２）面上との高さの差即ち段差は略
１ｍ１Ｌである。また抵抗基板（４Ｇ側の千鳥状のパッ
ドと集積回路（２）側の千鳥状のポンディングパッド（
第２図（、）では端子０１）に相当）は遠距離同志およ
び近距離同志のものに相対向するように構成されている
。
第３図（ａ）において、集積回路（２）の近距離同志の
接続端子と抵抗基板四側の近距離同志の接続端子とのそ
れぞれのパッドに集積回路（２）側をファストボンディ
ングとして直径が３０μｍ乃至１００μｍの接続ワイヤ
（１０２）をワイヤリングする。蛇足だが、抵抗基板側
（４１即ち段差の高い側をファストボンディング点とす
ると、ボンディング点の腰（ワイヤの倒れにくさを示す
）が強い。即ちワイヤ（１０２）のループが集積回路（
２）側をファストボンディングしたものよりも高くなり
、結果として段差を設けて、サーマルヘッドそのものを
小型化する効果が低下する。そこで集積回路（２）側を
ファストボンディング点としたのである。
次に第３図（ｂ）において、中心に直径が３５μｍ乃至
１１０μｍの中空の孔を有する真空吸着治具のノズル（
１０５）先端をワイヤ（１０２）に対向して配置した矢
印（５１）方向に動かし、ワイヤ（１０２）との接触点
でワイヤ（１０２）を３００　ｍＨｇ乃至５００　ｍＨ
ｇの吸引力で真空吸着する。このようにした状態のワイ
ヤ（１０２）を第３図（Ｃ）に示す。このようにすると
、ワイヤ（１０２）が抵抗基板（４０の長手方向に曲が
っていたのが、所定の位置に復元する。第３図（ｃ）に
おいて、真空吸着を停止し、矢印（５２）方向に真空吸
着治具のノズル（１０５）を後退させる。このようにし
て、ワイヤ（１０２）の成形が完了したようすを第３図
（ｄ）に示す。以下第３図（ａ）から（ｄ）をくり返し
例えば集積回路（２）の出力数ごとにワイヤボンディン
グし全てのワイヤ（１０２）の成形を終了させる。この
後、第３図（、）のように接続端子が遠距離同志のワイ
ヤ（１０３）をワイヤリングし高密度に配された段差を
有する接続端子間のワイヤボンディングを終了させる。
このようにすることによりワイヤ（１０２）とワイヤ（
１０３）との接触事故が防止される。さらにワイヤ（１
０２）を真空吸着することによりワイヤ（１０２）が曲
っている時、所定の形状に復元できる効果もある。
それに加えて万が−ワイヤ（１０２）とワイヤ（１０３
）とが接触事故を起こした際その接触部の修理用として
ノズル（１０５）を用いて修理を行な−うことが、でき
る。また、糞空吸着治具のノズル（１０５）の先端が接
触するワイヤ（１０２）の部分は略中央が良い。
これはワイヤリングされたボンディング点近傍において
はワイヤ（１０２）の腰が強い上に、ボンディング点近
傍で真空吸着すると極端な場合はボンディング点の剥離
を招く恐れがあるからである。
さらにこのワイヤボンディングを施す段差の適正値はＱ
、　５　ｍｍ乃至１．５　Ｉｌｌの範囲である。この理
由は以下の通りである。段差がＱ、　５　ｍｍ未満であ
ると、本発明の実施例を施こすと、ワイヤ長が短かい為
ワイヤが曲りにくいと共にボンディング点近傍への付加
が大きくなり、極端な場合にはボンディング点に剥離が
生じる。一方、段差が１．５關より大であると近距離の
接続端子を結ぶワイヤの成形後に張られる遠距離の接続
端子を結ぶワイヤ倒れが激しくなり、ワイヤ間の接触事
故が生じ、例えば９ドツト／關の高密度配線に適さなく
なる。また、図示していないが、ノズル先端にテフロン
コーテング等を施こすとワイヤ表面に傷が付くことがな
くなる。さらに、感熱転写用のサーマルヘッドに限って
言えば、接続端子間に段差を設けることにより、熱転写
フィルムの動きを支持ガイドする補助ローラ間の距離が
小さく出来るので、全体としてサーマルヘッドを小型化
できる。このことによづ り、〃−マルヘッドの発熱部近傍の熱伝導性を一定にす
ることが出来て、記録像の解像度が極めて良くなる効果
がある。
次に第４図を参照して本発明の他の実施例を説明する。
第４図において、吸着装置（６０）は、真空ポンプ（図
示せず）に通じる通路管（６１）に中央導管（６２）が
接続し、この中央導管（６２）に各ワイヤ（図示せず）
を吸引する支管（６３）が接続している。この支管（６
３）によって形成されるノズルには一部が切裂かれた楕
円状部（６４）が形成されている。この楕円状部（６４
）により、各ワイヤを吸着する。この様に複数個のノズ
ルが一体となった吸着装置（６０）は、近距離の接続端
子間を接続する接続ワイヤを一度に吸着することにより
所定の形状に成形すると共に、押圧し押し曲げることが
可能となる。また、吸引力は各ノズルとも初めは一定の
力で吸引するが、しかし、ワイヤに５よっては曲がって
おり、なかなか吸着できないものがある。ところがこの
吸着装置（６０）では、吸着しやすいワイヤから吸着し
、そのノズルの楕円状部（６４）はワイヤによってふさ
がれることになる。するとふさがれていないノズルの楕
円状部（６４）の吸着力が増加し、この増加した吸着力
によって、よけいに曲がったワイヤも所定の形状に成形
することが可能になる。なお、ノズルの形状は、三角形
状、四角形状、円形状等であっても良い。
次に本発明者らは、本発明と同等の効果が得られる他の
実施態様項として［段差を有する千鳥状の接続端子が近
距離同志及び遠距離同志それぞれ対応して配設され、こ
の接続端子の近距離同志及び遠距離同志がそれぞれワイ
ヤボンディング接続され、近距離同志の接続ワイヤを機
械的に成形し遠距離同志の接続ワイヤとの間隔を広げる
ワイヤボンディング方法」を考えた。これを第５図（、
）乃至第５図（ｇ）を参照して説明する。
第５図（ａ）において、発熱抵抗体（図示せず）に接続
された導出線（図示せず）のその先端において千鳥状に
ポンディングパッドが配置された抵抗基板（４１は集積
回路（２）が接着技術により載置されたドライブ基板（
４１）上に載置されている。この抵抗基板（４１の高さ
と集積回路（２）面上の高さの差即ち段差は略１　＋ｕ
である。この時の抵抗基板四側の千鳥状のパッド集積回
路（２）側の千鳥状のポンディングパッドは外側同志お
よび内側同志のものは相対向している。次にワイヤボン
ディング方法について述べる。集積回路（２）の内側の
第１のボンディング点と抵抗基板（４１側の内側の第１
のボンディング点のそれぞれのパッドに集積回路（２）
側をファストボンディングとしてワイヤ（１０２）がワ
イヤリングされる。
次に第５図（ｂ）に示すように接続ワイヤ成形治具（２
０５）ヲワイヤ（１０２）　１ｍ対向して配置し矢印（
２０１）方向に水平に動かし、第５図（ｃ）の如く、ワ
イヤ（１０２）を成形し、矢印（２０２）方向に後退し
成形を終了する。ワイヤ（１０２）の成形が完了した状
態を第５図（ｄ）に示す。この接続ワイヤ成形治具（２
０５）はワイヤ（１０２）径に相当した溝幅例えばワイ
ヤ径の２乃至３割増の幅を有している。この理由は、ワ
イヤ（１０２）がその接続点間の略中央でワイヤ倒れを
起こすことが多いので、この現象を機械的に矯正して成
形するためである。またこの溝を欠くとワイヤ（１０２
）は成形治具（２０５）の幅方向（図の表面から裏面方
向）に自由となりワイヤ（１０２）の成形が定形性がな
くなる。
以下第５図（、）から第５図（ｄ）をくり返し集積回路
（２）の出力（２Ｎ）数の単位にて内側同志のワイヤボ
ンディングを行なう。この後、第５図（ｅ）に示すよう
に外側同志のワイヤ（１０３）をワイヤリングし高密度
に配された段差を有する接続端子間のワイヤボンディン
グを終了する。
第５図（ｆ）はワイヤ（１０２）を成形しているときの
ワイヤ（１０２）と接続ワイヤ成形治具（２０５）の位
置関係を示している。第５図（ｆ）において、接続ワイ
ヤ形成治具（２０５）のその先端部に角度αを鈍角とし
て設けている。この角度αを鈍角として設けることによ
り、ワイヤ（１０２）と接続ワイヤ成形治具（２０５）
の溝内での摩擦力を小さくできワイヤ（１０２）の成形
が容易となるばかりでなく、ポンディングパッドからの
剥離現象をなくすことが出来、さらに成形速度の高速化
をはかることが可能となる。
また第５図（ｇ）を参照して接続ワイヤ成形治具（２０
５）の他の実施例を説明する。この接続ワイヤ成形治具
（２０５）は一本単位でのワイヤ成形を例えば１集積回
路単位にて内側同志をワイヤリングした後、複数のワイ
ヤを同時に成形することが出来る。この接続ワイヤ成形
治具（２０５）の溝間隔は無論集積回路（２）の内側端
子のピッチＰで設ける。また図示していないが、同ピツ
チで先端形状は、波形の三角形状であっても良い。
〔発明の効果〕
上述の構成により、本発明は接続端子を近距離同志接続
する接続ワイヤを成形後、接続端子を遠距離同志接続す
る接続ワイヤをワイヤリングすると、ワイヤ間のピッチ
間隔が広くなり、ワイヤ間の接触不良事故を防止するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第１図はサーマルヘッドを説明する説明図、第２図（、
）乃至第２図（ｂ）は従来の段差のあるボンディング状
態を示す模式図、第３図（、）乃至第３図（ｅ）は本発
明のワイヤボンディング方法の一実施例を説明する説明
図、第４図は本発明のワイヤボンディング方法の他の実
施に用いる吸着装置を示す一部切欠斜視図、第５図（、
）乃至第５図（ｇ）は本発明のワイヤボンディング方法
の他の実施例を説明する説明図である。 （１０２）　、　（１０３）・・・接続ワイヤ（１０５
）・・・ノズル （６０）・・・吸着装置 代理人　弁理士　則　近　憲　佑（ほか１名）第　１　
図 、マ 第　２　図 （ρ） 第　３　図 第　５　図

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）段差を有する千鳥状の接続端子を近距離同志及び
    遠距離同志それぞれ対応して配設する工程と、この接続
    端子の近距離同志をそれぞれ接続ワイヤで接続する工程
    と、前記近距離同志の接続ワイヤを真空吸着して成形し
    且つ押圧する工程と、前記接続端子の遠距離同志をそれ
    ぞれ接続ワイヤで接続する工程とを有することを特徴と
    するワイヤボンディング方法。
  2. （２）前記真空吸着力は略３００　ｍＨｇ　、Ｆ＋至略
    ５００ｍＨＨの範囲に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ディング方法。
  3. （３）前記段差の大きさは、略Ｑ、　５１ｍ乃至略１．
    ５朋の範囲に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ディング方法。
  4. （４）前記近距離同志の接続ワイヤを真空吸着して成形
    し且つ押圧する工程は、前記近距離同志の接続ワイヤの
    全部または複数を一度に真空吸着して成形し且つ押圧す
    る工程であることを特徴とする特許請求の範囲第１項及
    び第２項記載のワイヤボンディング方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0287637A (ja) * 1988-09-26 1990-03-28 Nec Corp 半導体集積回路装置の製造方法
CN108161305A (zh) * 2017-12-29 2018-06-15 京信通信系统（中国）有限公司 同轴电缆的焊前固定方法

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