DE3851901T2 - Anschweissen eines Drahtes. - Google Patents

Anschweissen eines Drahtes.

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Description

  • Die Erfindung betrifft das Anbonden eines Metalldrahts an eine Bondstelle wie an einen externen Anschluß und/oder eine Zuleitung eines Halbleiterchips. Sie betrifft hauptsächlich das Anbonden von mit einem Isolator beschichteten Drähten.
  • Die Erfindung wird auf ein Bondverfahren und eine Bondvorrichtung angewandt.
  • Für die Verbindung zwischen einem Halbleiterchip und der Zuleitung eines kunststoffvergossenen Halbleiter-Bauelements wird Draht verwendet. Der Draht wird durch eine Drahtbondvorrichtung mit dem Chip und der Zuleitung verbunden.
  • Der Draht wird auf eine Spule der Bondvorrichtung gewickelt und über eine Zugeinrichtung, eine Drahtklemmeinrichtung' ein Bondwerkzeug usw. von der Spule einer Bondstelle zugeführt. Die Bondvorrichtung ist so aufgebaut, daß der Draht (der normalerweise an seinem freien Ende eine Kugel aufweist) mit dem externen Anschluß (Bondkontaktfleck) des Halbleiterchips (Pellet) verbunden wird. Ein anderer Teil, wie das andere Ende des Drahts mit vorgegebener Länge kann dann mit einer Zuleitung verbunden werden, die eine externe, nach außen gezogene Zuleitung ist, die in einem Leiterrahmen ausgebildet ist. Das Anbonden des freien Endes wird durch eine "Kugelbond"-Technik bewirkt. Die Kugel am Ende des Drahts kann durch Wärmeenergie ausgebildet werden, wie sie erzeugt wird, wenn ein elektrischer Brenner (eine Bogenelektrode) nahe an das Ende des Drahts gebracht wird, um elektrische Bögen zwischen dem Brenner und dem Draht zu erzeugen.
  • US-A-4,564,734 offenbart ein Verfahren zum "Kugelbonden" nichtbeschichteter Drähte und dieses Patent bildet die Grundlage für die Oberbegriffe der Ansprüche.
  • Es ist allgemein üblich, beschichtete Drähte zu verwenden. Beschichtete Drähte können solche aus Gold (Au), Kupfer (Cu), Aluminium (Al) oder dergleichen sein, die mit einem elektrischen Isolator aus einem Kunststoff wie einem Polyurethanharz, einem Esterimidharz oder einem Polyimidharz bestehen. Oxidfilme wie solche aus CuO, Cu&sub2;O oder Al&sub2;O&sub3; können ebenfalls verwendet werden. Solche Isolatoren verhindern Kontakt zwischen einzelnen Drähten oder Kontakt zwischen einem Draht und einem Halbleiterchip usw., wenn ein Halbleiter-Bauelement zum Zweck der Gehäusebildung mit Kunststoff vergossen ist.
  • Wenn der beschichtete Draht mit der Bondstelle verbunden wird, z. B. mit einem externen Anschluß des Halbleiterchips oder mit einer Zuleitung, muß der Isolator der Beschichtung im zu verbindenden Teil des beschichteten Drahts entfernt werden. Das Entfernen des Isolators soll selbstverständlich die elektrische Verbindung und vollständige Kontinuität zwischen dem beschichteten Draht und dem externen Anschluß oder der Zuleitung sicherstellen.
  • Eine Technik zum Entfernen des Isolators des beschichteten Drahts ist in der offiziellen Zeitschrift zu japanischen Patentanmeldungen unter der Offenlegungsnummer 194 735/1986 offenbart, wobei die zugehörige Anmeldung von derselben Anmelderin zuvor eingereicht wurde. Diese Technik besteht darin, daß der Isolator des Bondteils des beschichteten Drahts mit einem Laserstrahl bestrahlt wird, um zersetzt (geschmolzen) und entfernt zu werden.
  • Als Ergebnis von Untersuchungen zur vorstehend genannten Technik haben die Erfinder jedoch herausgefunden, daß dann, wenn der beschichtete Draht unidirektional mit dem Laserstrahl bestrahlt wird, um den Isolator zu entfernen, der Isolator im Bondteil des beschichteten Drahts, der direkt mit dem Laserstrahl bestrahlt wird, - zuverlässig entfernt wird. Jedoch ist es unmöglich, den Isolator an der dem Draht entgegengesetzten Seite, auf die der Laserstrahl nicht fällt, vom beschichteten Draht zu entfernen. Daher verbleibt etwas an Isolator und es tritt ein Bondmangel auf.
  • Die Erfindung versucht, diese Schwierigkeit zu überwinden und dadurch die Zuverlässigkeit beim Bonden zu erhöhen. Sie schlägt vor, daß dem Draht Wärme zugeführt wird, die bewirkt, daß der Isolator schmilzt. Dies ruft eine Abgabe von Dampf hervor, der von der Bondstelle durch eine Saugdüse abgesaugt wird. Dies verhindert, daß der Isolierfilm an der Bondstelle kondensiert und die Zuverlässigkeit der Bondstelle nachteilig beeinflußt. Die Erfindung kann demgemäß ein Verfahren zum Anbonden eines Metalldrahts an ein Halbleiter- Bauelement schaffen, das einen Halbleiterchip mit mindestens einem Bondort auf einer seiner Hauptflächen und mindestens eine Zuleitung aufweist; welches Verfahren eine Bondeinrichtung mit einem Bondtisch, eine Kapillare, eine Spule mit einem aufgewickelten Draht, der mit einem Isolierfilm aus organischem Harz beschichtet ist, und eine Entladeelektrode verwendet und das folgende Schritte aufweist:
  • (a) Anordnen des Chips auf dem Bondtisch;
  • (b) Bewirken, daß ein Ende des Drahts durch die Kapillare hindurch vorsteht;
  • (c) Erzeugen einer Bogenentladung zwischen dem einen Ende des Drahts, das über die Kapillare übersteht, und der Elektrode durch Anlegen eines ersten elektrischen Potentials an das andere Ende des auf die Spule aufgewickelten Drahts und eines zweiten elektrischen Potentials an die Elektrode, um eine Kugel am einen Ende des Drahts auszubilden; und dann
  • (d) Anbonden des Drahts an den Bondort durch Andrücken der Kugel gegen den Bondort unter Verwendung der Kapillare; wobei:
  • - der Schritt (c) ausgeführt wird, während Dampf des organischen Harzes, der durch die Wärme der Bogenentladung erzeugt wird, durch eine Abpumpdüse abgepumpt wird, die neben dem einen Ende des Drahts liegt, um zu verhindern, daß der Dampf an oder in der Kapillare kondensiert.
  • Eine andere Ausführungsform der Erfindung schafft ein Verfahren zum Anbonden eines Metalldrahts an ein Halbleiter- Bauelement, das einen Halbleiterchip mit mindestens einem Bondort auf einer seiner Hauptflächen und mindestens eine Zuleitung aufweist; welches Verfahren eine Bondeinrichtung mit einem Bondtisch, eine Kapillare, eine Spule mit einem aufgewickelten Draht, der mit einem Isolierfilm aus organischem Harz beschichtet ist, und eine Entladeelektrode verwendet und das folgende Schritte aufweist:
  • (a) Anordnen des Chips auf dem Bondtisch;
  • (b) Bewirken, daß ein Ende des Drahts durch die Kapillare hindurch vorsteht;
  • (c) Erzeugen einer Bogenentladung zwischen dem einen Ende des Drahts, das über die Kapillare übersteht, und der Elektrode durch Anlegen eines ersten elektrischen Potentials an das andere Ende des auf die Spule aufgewickelten Drahts und eines zweiten elektrischen Potentials an die Elektrode, um eine Kugel am einen Ende des Drahts auszubilden; und dann
  • (d) Anbonden des Drahts an den Bondort durch Andrücken der Kugel gegen den Bondort unter Verwendung der Kapillare; wobei:
  • - die Schritte (c) und (d) ausgeführt werden, während das andere Ende des Drahts mit dem Massepotential der Bondvorrichtung verbunden wird, um eine Entladung zwischen dem Draht und der Bondvorrichtung oder durch den Chip hindurch zu verhindern;
  • (e) Entfernen des Isolierfilms des Drahts durch Verdampfen des Isolierfilms mit Wärme über eine vorgegebene Länge an einem vorgegebenen Punkt des Drahts zwischen dem einen und dem anderen Ende des Drahts, wie an der Zuleitung anzubonden, während das andere Ende des Drahts aus der Kapillare heraussteht; und dann
  • (f) Verbinden des vorgegebenen Punkts des Drahts durch Keilbonden mit der Zuleitung durch Andrücken des vorgegebenen Punkts des Drahts mit der Kapillare gegen die Zuleitung; wobei:
  • - der Schritt (e) ausgeführt wird, während Dampf des organischen Harzes, der durch die Wärme der Bogenentladung erzeugt wird, durch eine Abpumpdüse abgepumpt wird, die neben dem einen Ende des Drahts liegt, um zu verhindern, daß der Dampf an oder in der Bondeinrichtung kondensiert.
  • Demgemäß kann die Erfindung eine Vorrichtung zum Anbonden eines mit einem organischen Isolierfilm beschichteten Metalldrahts an ein elektronisches Bauelement schaffen, das einen Halbleiterchip mit mindestens einem Bondort auf einer seiner Hauptflächen und mindestens eine Zuleitung aufweist; welche Vorrichtung folgendes aufweist:
  • (a) einen Drahtbondtisch zum Aufnehmen des Chips;
  • (b) einen Bonddraht, der mit einem organischen Isolierfilm beschichtet und auf einer Spule aufgewickelt ist, und mit einer Bondkapillare, die so angeordnet ist, daß ein Ende des Drahts aus ihrer unteren Spitze durch ihre Bohrung hindurch vorstehen kann;
  • (c) eine Entladeelektrode über dem Tisch;
  • (d) einen Bogen-Spannungsgenerator zum Erzeugen einer Bogenentladung über einen Spalt zwischen dem einen Ende des durch die Kapillare hindurch vorstehenden Drahts und der Elektrode durch Anlegen eines ersten elektrischen Potentials an den Draht über das andere Ende des auf die Spule aufgewickelten Drahts, und eines zweiten elektrischen Potentials an die Elektrode, um dadurch am einen Ende des Drahts eine Kugel auszubilden; und
  • (e) eine Steuereinrichtung zum Anbonden des Drahts am Bondort an den Chip durch Andrücken der Kugel mit der unteren Spitze der Kapillare gegen den Ort;
  • wobei die Vorrichtung ferner eine Abpumpdüse neben der unteren Spitze der Kapillare zum Abpumpen von Dampf des organischen Films aufweist, wie er durch die Hitze der Bogenentladung erzeugt wird.
  • Alternativ kann die Erfindung eine Vorrichtung zum Anbonden eines mit einem organischen Isolierfilm beschichteten Metalldrahts an ein elektronisches Bauelement schaffen, das einen Halbleiterchip mit mindestens einem Bondort auf einer seiner Hauptflächen und mindestens eine Zuleitung aufweist; welche Vorrichtung folgendes aufweist:
  • (a) einen Drahtbondtisch zum Aufnehmen des Chips;
  • (b) einen Bonddraht, der mit einem organischen Isolierfilm beschichtet und auf einer Spule aufgewickelt ist, und mit einer Bondkapillare, die so angeordnet ist, daß ein Ende des Drahts aus ihrer unteren Spitze durch ihre Bohrung hindurch vorstehen kann;
  • (c) eine Entladeelektrode über dem Tisch;
  • (d) einen Bogen-Spannungsgenerator zum Erzeugen einer Bogenentladung über einen Spalt zwischen dem einen Ende des durch die Kapillare hindurch vorstehenden Drahts und der Elektrode durch Anlegen eines ersten elektrischen Potentials an den Draht über das andere Ende des auf die Spule aufgewickelten Drahts, und eines zweiten elektrischen Potentials an die Elektrode, um dadurch am einen Ende des Drahts eine Kugel auszubilden; und
  • (e) eine Steuereinrichtung zum Anbonden des Drahts am Bondort an den Chip durch Andrücken der Kugel mit der unteren Spitze der Kapillare gegen den Ort;
  • wobei die Vorrichtung ferner folgendes aufweist:
  • (f) einen Brenner zum Erzeugen von Wärme zum Entfernen des Isolierfilms über eine vorgegebene Länge an einem vorgegebenen Punkt des Drahts zwischen dem einen und dem anderen Ende des Drahts, der durch die Kapillare einem Keilbondvorgang zu unterziehen ist, während das eine Ende des Drahts aus der unteren Spitze der Kapillare hervorsteht;
  • (g) eine Abpumpdüse zum Abpumpen von Dampf des Isolierfilms, wie er durch die Wärme während des Entfernens des Isolierfilms am vorgegebenen Punkt des Drahts erzeugt wird, um zu verhindern, daß Dampf an oder in der Bondeinrichtung kondensiert; und
  • (h) eine Steuereinrichtung zum Ausführen eines Keilbondvorgangs zwischen dem vorgegebenen Punkt des Drahts und der Zuleitung durch Andrücken des vorgegebenen Punkts des Drahts an die Zuleitung mit Hilfe der Kapillare.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun im einzelnen beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
  • Fig. 1 eine schematische Konstruktionsansicht einer Kugelbondvorrichtung ist, die das Ausführungsbeispiel 1 der Erfindung darstellt;
  • Fig. 2 eine perspektivische Ansicht wesentlicher Teile der Bondvorrichtung ist;
  • Fig. 3 ein Querschnitt durch ein kunststoffvergossenes Halbleiter-Bauelement ist, an dem ein Bondvorgang mittels der Bondvorrichtung erfolgte;
  • Fig. 4 ein Schnitt durch die wesentliche Teile des kunststoffvergossenen Halbleiter-Bauelements ist;
  • Fig. 5 eine vergrößerte perspektivische Ansicht wesentlicher Teile der Bondvorrichtung ist;
  • Fig. 6 eine perspektivische Explosionsansicht der wesentlichen Teile der Bondvorrichtung ist;
  • Fig. 7 eine vergrößerte perspektivische Ansicht der wesentlichen Teile der Bondvorrichtung ist;
  • Fig. 8 ein Querschnitt durch die wesentlichen Teile der Bondvorrichtung ist;
  • Fig. 9 eine perspektivische Ansicht der wesentlichen Teile der Bondvorrichtung ist;
  • Fig. 10 und 11 Diagramme sind, die jeweils die Beziehung zwischen dem Schmelzpunkt des Metalldrahts und der Zersetzungstemperatur eines beschichteten Drahts zeigen, der in der Bondvorrichtung verwendet wird; und
  • Fig. 12 ein Diagramm ist, das die Beziehung zwischen der an den Heizdraht eines Heizers angelegten Spannung und der Temperatur von Verbrennungsflammen ist, wie sie am Auslaß des Isolatorentfernbrenners der Bondvorrichtung herausgeblasen werden.
  • Ferner Fig. 13 eine schematische Konstruktionsansicht einer Kugelbondvorrichtung ist, die das Ausführungsbeispiel 5 der Erfindung ist;
  • Fig. 14 eine perspektivische Ansicht der wesentlichen Teile der Kugelbondvorrichtung ist;
  • Fig. 15 ein Querschnitt durch ein kunststoffvergossenes Halbleiter-Bauelement ist;
  • Fig. 16 ein vergrößerter Schnitt durch die wesentlichen Teile des kunststoffvergossenen Halbleiter-Bauelements ist;
  • Fig. 17 ein Teilschnitt ist, der eine praxisgerechte Konstruktion der wesentlichen Teile der Kugelbondvorrichtung zeigt;
  • Fig. 18 eine Draufsicht in Richtung des Pfeils XVII in Fig. 17 ist;
  • Fig. 19 ein Querschnitt entlang der Schnittebenenlinie XIX- XIX in Fig. 18 ist;
  • Fig. 20 eine modellähnliche Konstruktionsansicht zum Erläutern des Prinzips der Ausbildung einer Metallkugel ist;
  • Fig. 21 eine perspektivische Explosionsansicht der wesentlichen Teile der Spule der Kugelbondvorrichtung ist;
  • Fig. 22 eine vergrößerte perspektivische Ansicht der wesentlichen Teile der Spule ist;
  • Fig. 23 ein Diagramm ist, das die Beziehung zwischen der Energie elektrischer Bögen und dem Ausmaß des Schrumpfschmelzens eines Isolators eines beschichteten Drahts zeigt;
  • Fig. 24 ein Diagramm ist, das die Beziehung zwischen der Temperatur eines Fluids und dem Ausmaß des Schrumpfschmelzens des Isolators des beschichteten Drahts zeigt;
  • Fig. 25 ein Teilschnitt ist, der die wesentlichen Teile einer Kugelbondvorrichtung zeigt, die das Ausführungsbeispiel 6 der Erfindung darstellt; und
  • Fig. 26 ist eine Draufsicht in Richtung des Pfeils XXVI in Fig. 25.
  • Mehrere Ausführungsbeispiele, die in diesem Abschnitt offenbart werden, werden kurz zusammengefaßt, um zum Verständnis der Erfindung beizutragen.
  • Der Überblick über die Ausführungsbeispiele 1 bis 4 ist der folgende:
  • Bei der Bondtechnologie, die beschichtete Drähte verwendet, wird ein Mischgas aus einem brennbaren Gas und einem temperatursteuernden Gas zum Absenken der Verbrennungstemperatur des brennbaren Gases hergestellt und unter Verwendung der durch Verbrennen des brennbaren Gases im Mischgas erhaltenen Verbrennungsflammen wird ein Isolator im Bondteil des beschichteten Drahts entfernt, um die Oberfläche des Metalldrahts freizulegen. Das Entfernen des Isolators wird mit einem Isolatorentfernbrenner ausgeführt.
  • Darüber hinaus wird der Metalldraht des beschichteten Drahts, von dem der Isolator entfernt wurde, unter Verwendung der vorstehend genannten Verbrennungsflammen oder durch Verbrennungsflammen, die durch Verbrennen eines anderen Mischgases erzeugt werden, zu einer Metallkugel geformt.
  • Außerdem ist ein Heizer nahe dem Ausblasauslaß des Isolatorentfernbrenners für das verbrennbare Gas angeordnet.
  • Außerdem sind die Abmessungen des Ausblasauslasses des Isolatorentfernbrenners für das verbrennbare Gas klein.
  • Ferner wird bei der Bondtechnologie, bei der elektrische Bögen zwischen einer Bogenelektrode und dem Metalldraht eines beschichteten Drahts an dessen Vorderende überschlagen, um an diesem Vorderende des beschichteten Drahts eine Metallkugel auszubilden, der Metalldraht des beschichteten Drahts mit der positiven Elektrode verbunden und die Bogenelektrode wird mit der negativen Elektrode verbunden.
  • Gemäß den vorstehenden angegebenen Hilfsmaßnahmen können Verbrennungsflammen, die im wesentlichen zu keinerlei Beschädigung oder Zerstörung des Metalldrahts führen, im wesentlichen um den gesamten Bereich des Bondteils des beschichteten Drahts geführt werden, so daß der Isolator des beschichteten Drahts zuverlässig entfernt werden kann, um Bondmängel zu verringern.
  • Darüber hinaus erübrigen sich eine Bogenelektrode und eine Bogenbildungseinheit, da die Metallkugel des beschichteten Drahts durch die Verbrennungsflammen ausgebildet wird.
  • Außerdem können die Verbrennungsflammen aus dem brennbaren Gas zuverlässig am Ausblasauslaß des Isolatorentfernbrenners für das verbrennbare Gas ausgebildet werden, so daß der Isolator des beschichteten Drahts zuverlässig entfernt werden kann, um Bondmängel zu verringern.
  • Außerdem kann die Wärmekapazität der Verbrennungsflammen, die am Ausblasauslaß des Isolatorentfernbrenners für das verbrennbare Gas verbrennen, kleingemacht werden, so daß verhindert werden kann, daß der Isolator des beschichteten Drahts, der in der Nähe der Flammen zugeführt wird, beschädigt oder zerstört wird.
  • Ferner ist die Position, an der die elektrischen Bögen auftreten, die zwischen der Bogenelektrode und dem Metalldraht des beschichteten Drahts überschlagen, stabilisiert und eine Beschädigung oder Zerstörung das Isolators des beschichteten Drahts, wie sie einem Hochkriechen der elektrischen Bögen zuzuschreiben sind, können verhindert werden, so daß die Spannungsfestigkeit des beschichteten Drahts erhöht werden kann, um die Zuverlässigkeit der Bondtechnologie zu verbessern.
  • Andererseits ist der Überblick über die Ausführungsbeispiele 5 und 6 der folgende:
  • Bei einem Halbleiter-Bauelement, das einen beschichteten Draht verwendet, wird eine an einer Endseite des beschichteten Drahts ausgebildete Metallkugel mit dem externen Anschluß eines Halbleiterchips verbunden und ein Metalldraht an der anderen Endseite des beschichteten Drahts, in Kontakt mit einem Teil, in dem der Isolator zerstört wurde, wird mit einer Zuleitung verbunden.
  • Darüber hinaus wird bei der Bondtechnologie, die beschichtete Drähte verwendet, an der Vorderendseite des beschichteten Drahts eine Metallkugel ausgebildet und diese wird mit dem externen Anschluß eines Halbleiterchips verbunden, während die Hinterendseite des beschichteten Drahts in Kontakt mit einer Zuleitung gebracht wird, der Isolator im Kontaktteil zerstört wird und der Metalldraht an der anderen Endseite des beschichteten Drahts mit der Zuleitung verbunden wird.
  • Bei einer Bondtechnologie, bei der eine Metallkugel am Vorderende eines beschichteten Drahts ausgebildet wird, wird eine Fluidausblasanordnung zum Ausblasen eines Fluids gegen den Vorderendteil des beschichteten Drahts nahe dem Vorderende des beschichteten Drahts angeordnet.
  • Bei der Bondtechnologie, bei der eine Metallkugel an dem Vorderende eines beschichteten Drahts ausgebildet wird, wird die vorstehend angegebene Fluidausblasanordnung angeordnet und eine Sauganordnung zum Aufsaugen desjenigen Isolators des beschichteten Drahts, der durch das Ausblasen des Fluids von der Fluidausblasanordnung weggeblasen wird, ist nahe dem Vorderende des beschichteten Drahts angeordnet.
  • Bei der Bondtechnologie, bei der eine Metallkugel am Vorderende eines beschichteten Drahts ausgebildet wird, wird die vorstehend angegebene Fluidausblasanordnung angeordnet und eine Kühleinrichtung zum Kühlen des Fluids der Fluidausblasanordnung wird angeordnet.
  • Gemäß den vorstehend angegebenen Hilfsmitteln wächst die Kontaktfläche zwischen dem externen Anschluß des Halbleiterchips und dem Metalldraht des beschichteten Drahts an, so daß das Bondvermögen zwischen den beiden verbessert werden kann und der beschichtete Draht mit Ausnahme des mit der Zuleitung zu verbindenden Drahts mit Isolator beschichtet bleibt, so daß Kurzschlüsse dieses beschichteten Drahts mit anderen ihm benachbarten beschichteten Drähten vermindert werden können, so daß die Abstände der Zuleitungen verkürzt werden können, um die Anzahl von Anschlüssen des Halbleiter- Bauelements zu vergrößern.
  • Darüber hinaus können ein Isolatorentfernbrenner, der den Isolator des beschichteten Drahts an dessen Hinterendseite entfernt, und ein Verstellmechanismus, eine Steuervorrichtung usw. für den Brenner eingeschränkt werden, so daß die Struktur einer Bondvorrichtung vereinfacht werden kann.
  • Außerdem ist ein Bondmangel vermeidbar, da der schmelzende und schrumpfende Isolator des beschichteten Draht weggeblasen werden kann, um zu verhindern, daß sich am beschichteten Draht Isolatorperlen ausbilden.
  • Außerdem ist ein Bondmangel vermeidbar, da der schmelzende und schrumpfende Isolator des beschichteten Drahts weggeblasen werden kann, um zu verhindern, daß sich am beschichteten Draht Isolatorperlen ausbilden, und da der weggeblasene Isolator nicht zum Bondteil hin verstreut wird, ist ein verstreutem Isolator zuzuschreibender Bondmangel vermeidbar.
  • Außerdem ist schrumpfendes Schmelzen des Isolators des beschichteten Drahts merklich verringert und selbst wenn der Isolator geschmolzen und geschrumpft ist, kann er weggeblasen werden, so daß verhindert wird, daß sich am beschichteten Draht Isolatorperlen ausbilden und ein Bondmangel verhindert werden kann.
    • Ausführungsbeispiel 1
  • Eine Kugelbondvorrichtung, die das Ausführungsbeispiel 1 der Erfindung darstellt, ist in Fig. 1 (schematische Konstruktionsansicht) und Fig. 2 (perspektivische Ansicht wesentlicher Teile) gezeigt.
  • Wie in Fig. 1 gezeigt, ist die Bondvorrichtung so aufgebaut, daß ein auf eine Spule 1 aufgewickelter beschichteter Draht 2 einer Bondstelle 3 zugeführt wird. Die Zufuhr des beschichteten Drahts 2 zur Bondstelle 3 wird durch eine Spanneinrichtung 4, ein Drahtführungsteil 5, eine Drahtklemmeinrichtung 6 und ein Bondwerkzeug (Kapillare) 7 ausgeführt.
  • In der Bondstelle 3 ist ein kunststoffvergossenes Halbleiter-Bauelement 12, wie es in Fig. 3 (Schnittansicht) und Fig. 4 (Schnittansicht wesentlicher Teile) dargestellt ist, vor dem Vergießen mit Kunststoff angeordnet. Das kunststoffvergossene Halbleiter-Bauelement 12 ist so aufgebaut, daß ein Halbleiterchip 12A, der über einen Verbindungsmetallfilm 12B auf einem Lötfahnenteil 12C liegt, und die Innenzuleitungsteile von Zuleitungen 12D durch ein Harzvergußteil 12E umschlossen sind. Der Halbleiterchip 12A und die Zuleitung 12D sind durch den beschichteten Draht 2 miteinander verbunden. Ein Ende des beschichteten Drahts 2 ist mit einem externen Anschluß (Bondkontaktfleck) 12Aa verbunden, der über einer Öffnung freiliegt, die im Passivierungsfilm 12Ab des Halbleiterchips 12A vorhanden ist. Das andere Ende des beschichteten Drahts 2 ist, wie vorstehend angegeben, mit dem inneren Zuleitungsteil der Zuleitung 12D verbunden. Der äußere Zuleitungsteil der Zuleitung 12D ist so ausgebildet, daß er bis außerhalb des Kunststoffvergußteils 12E vordringt. Das kunststoffvergossene Halbleiter-Bauelement 12 wird vor dem Kunststoffvergießschritt auf einem Bett 13 für das Halbleiter-Bauelement gehalten.
  • Wie im einzelnen in Fig. 4 dargestellt, ist der beschichtete Draht 2 so aufgebaut, daß die Oberfläche eines Metalldrahts 2A mit einem Isolator 2B beschichtet ist. Der Metalldraht 2A besteht beim vorliegenden Ausführungsbeispiel aus Gold (Au). Alternativ kann der Metalldraht 2A aus Kupfer (Cu), Aluminium (Al) oder dergleichen bestehen. Der Isolator 2B besteht beim vorliegenden Ausführungsbeispiel aus einem Polyurethanharzfilm oder einem Polyimidharzfilm. Alternativ besteht der Isolator 2B aus einem Harzfilm wie einem Esterimidharzfilm oder einem Esteramidharzfilm oder einem Metalloxidfilm (aus CuO, Cu&sub2;O oder Al&sub2;O&sub3;).
  • Das Vorderende des beschichteten Drahts 2 ist an seiner Zuführseite, die vor dem Bondwerkzeug 7 liegt, mit einer Metallkugel 2Aa ausgebildet. Wie in Fig. 1, Fig. 2 und Fig. 5 (vergrößerte Perspektivansicht wesentlicher Teile) dargestellt, wird die Metallkugel 2Aa durch eine Bogenelektrode 10 ausgebildet, die an einer Position dicht beim Bondwerkzeug 7 angeordnet ist. D.h., daß die Metallkugel 2Aa dadurch ausgebildet wird, daß elektrische Bögen zwischen dem Metalldraht 2A am zufuhrseitigen Vorderende des beschichteten Drahts 2 und der Bogenelektrode 10 überschlagen. Die Bogenelektrode 10 ist mit einer Bogenerzeugungsschaltung (oder Bogenerzeugungseinheit) 11 verbunden, die in Fig. 2 dargestellt ist.
  • Die Bogenerzeugungsschaltung 11 besteht hauptsächlich aus einem Kondensator C&sub1;, einem Speicherkondensator C&sub2;, einem Bogenbildungsthyristor D, der durch einen Trigger aktiviert wird, und einem Widerstand R. Eine Gleichspannungsspannung DC ist so angeordnet, daß sie Spannung mit negativer Polarität von z. B. ungefähr -1000--3000 [V] zuführt. Die Gleichspannungsquelle DC ist über den Thyristor D, den Widerstand R usw. mit der Bogenelektrode 10 verbunden. Ein Bezugspotential GND ist z. B. das Massepotential (= 0 [V]). Der Buchstabe V bezeichnet ein Voltmeter und der Buchstabe ein Amperemeter. Wie es später im einzelnen beschrieben wird, ist der Metalldraht 2A des beschichteten Drahts 2 an seinem auf die Spule 1 gewickelten Endteil mit dem Bezugspotential GND verbunden.
  • Die Bogenelektrode 10 ist so ausgebildet, daß sie nahe am zufuhrseitigen Vorderende des beschichteten Drahts 2 steht, wenn die Metallkugel 2Aa auszubilden ist, und daß sie sich vom Zufuhrweg des beschichteten Drahts 2 (in Richtung des in Fig. 2 angegebenen Pfeils A) während des Bondschritts wegbewegt. Die Verstellung der Bogenelektrode 11 wird durch einen ersten Verstellmechanismus ausgeführt, die aus einer Kurbel 10A zum Verdrehen der Bogenelektrode 10 in der Richtung des Pfeils A, einer Welle 10B zum Verdrehen der Kurbel 10A und einer elektrischen Spule 10C zum Verschieben der Welle 10B in Richtung eines Pfeils B besteht. Die Kurbel 10A wird durch die eigentliche Bondvorrichtung 9 drehbar gehalten.
  • In der Bondvorrichtung, bei der auf diese Weise elektrische Bögen zwischen dem Metalldraht 2A am Vorderende des beschichteten Drahts 2 und der Bogenelektrode 10 überschlagen, um die Metallkugel 2Aa am Vorderende des beschichteten Drahts 2 auszubilden, ist der Metalldraht 2A des beschichteten Drahts 2 mit einer positiven Elektrode (+) verbunden und die Bogenelektrode 10 ist mit der negativen Elektrode (-) verbunden, wodurch der Auftrittsort der elektrischen Bögen, die zwischen dem Metalldraht 2A des beschichteten Drahts 2 und der Bogenelektrode 10 überschlagen, stärker als im Fall der entgegengesetzten Polarität stabilisiert werden kann, und demgemäß kann das Hochkriechen der elektrischen Bögen am Metalldraht 2A des beschichteten Drahts 2 gemildert werden. Das Mildern des Hochkriechens der elektrischen Bögen verhindert ein Beschädigen oder Zerstören des Isolators 2B des beschichteten Drahts 2 und es kann die Spannungsfestigkeit des beschichteten Drahts 2 erhöhen, so daß die Zuverlässigkeit der Bondtechnologie verbessert werden kann.
  • Bei der Erfindung kann der Metalldraht 2A des beschichteten Drahts mit einer Spannung verbunden werden, die höher oder tiefer als das Bezugspotential ist, um positives Potential in bezug auf die Bogenelektrode 10 aufzuweisen.
  • Die Spule 1, auf die der beschichtete Draht 2 aufgewickelt ist, ist so aufgebaut, wie es in Fig. 2 und Fig. 6 (perspektivische Explosionsdarstellung wesentlicher Teile) dargestellt ist. Beispielsweise wird die Spule 1 dadurch hergestellt, daß die Oberfläche eines zylindrischen Teils aus Aluminiummetall einer Alumit-Behandlung unterzogen wird. Die Alumit-Behandlung wird ausgeführt, um die mechanische Festigkeit zu erhöhen und um zu verhindern, daß brüchige Stellen entstehen. Diese Spule 1 verfügt über isolierende Eigenschaften, da sie der vorstehend genannten Alumit-Behandlung unterzogen wurde.
  • Die Spule 1 wird an einem Spulenhalter 8 befestigt und durch die Drehwelle 8A des Spulenhalters 8 mit der eigentlichen Bondvorrichtung 9 verbunden.
  • Der Spulenhalter 8 besteht z. B. aus rostfreiem Stahl, damit er zu mindestens in einem Teil leitfähig ist.
  • Bei der so aufgebauten Bondvorrichtung ist die Spule 1 mit einem Verbindungsanschluß IA versehen, wie in Fig. 6 und Fig. 7 (vergrößerte Perspektivansicht wesentlicher Teile) dargestellt. Der Verbindungsanschluß 1A liegt in Form eines Punkts auf demjenigen Seitenflächenteil (Flanschteil) der Spule 1 vor, der in Kontakt mit dem leitenden Teil des Spulenhalters 8 kommt.
  • Wie in Fig. 7 dargestellt, ist der Verbindungsanschluß 1A so ausgebildet, daß ein Leiter 1Ab auf einem Isolator 1Aa angeordnet ist und daß Verbindungsmetallbereiche 1Ac auf dem Leiter 1Ab angeordnet sind. Der Isolator 1Aa besteht z. B. aus Polyimidharz, um geeignete Elastizität aufzuweisen, die elektrische Isolierung des Verbindungsanschlusses 1A von der Spule 1 sicherstellt und auch die Berührung der Verbindungsmetallbereiche 1Ac mit dem Spulenhalter 8 gewährleistet. Der Leiter 1Ab besteht z. B. aus einer Cu-Folie, um die Verbindung zwischen demjenigen der Verbindungsmetallbereiche 1Ac, der den Metalldraht 2A des beschichteten Drahts 2 kontaktiert, und dem anderen Bereich 1Ac zu gewährleisten, der in Kontakt mit dem Spulenhalter 8 kommt. Die Verbindungsmetallbereiche 1Ac bestehen aus einer leitenden Paste, einem Lötmittel oder dergleichen.
  • Der Metalldraht 2A am Ende des beschichteten Drahts 2 auf derjenigen Seite, die der Seite gegenüberliegt, die der Bondstelle 3 zugeführt wird, d. h. der Metalldraht 2A am Anfangswickelende des beschichteten Drahts 2 ist über eine in der Seitenfläche (Flanschteil) der Spule 1 ausgebildete Kerbe mit dem Verbindungsanschluß 1A verbunden. Dieser Metalldraht 2A ist über den Verbindungsmetallbereich 1Ac mit dem Verbindungsanschluß 1A verbunden. Der Isolator 2B auf der Oberfläche des Metalldrahts 2A am Anfangswickelende des beschichteten Drahts 2 wird durch Erwärmen oder auf chemische Weise entfernt. Der Verbindungsanschluß 1A, d. h. der Metalldraht 2A des beschichteten Drahts 2 wird über den Spulenhalter 9, dessen Drehwelle 8A und die eigentliche Vorrichtung 9 mit dem Bezugspotential GND verbunden. Dieses Bezugspotential GND ist dasselbe wie das Bezugspotential GND der Bogenerzeugungsschaltung 11.
  • Auf diese Weise ist die Spule 1 mit dem Verbindungsanschluß 1A versehen, um den Metalldraht 2A an das Bezugspotential GND anzuschließen, und der Metalldraht 2A am Anfangswickelende des beschichteten Drahts 2 ist mit diesem Verbindungsanschluß verbunden, wodurch der Metalldraht 2A über den Spulenhalter 8 usw. mit dem Bezugspotential GND in Verbindung stehen kann, so daß der Metalldraht 2A des beschichteten Drahts 2 zuverlässig mit dem Bezugspotential GND verbunden sein kann.
  • Außerdem ist wegen der Verbindung des Metalldrahts 2A des beschichteten Drahts 2 mit dem Bezugspotential GND während der Herstellung der Metallkugel 2Aa eine ausreichende Potentialdifferenz zwischen der Bogenelektrode 10 und dem Metalldraht 2A des beschichteten Drahts 2 auf der Zufuhrseite gewährleistet und die elektrischen Bögen können auf günstige Weise überschlagen, so daß die Metallkugel 2Aa zuverlässig ausgebildet werden kann.
  • Darüber hinaus kann Dank der Verbindung des Metalldrahts 2A des beschichteten Drahts 2 mit dem Bezugspotential GND verhindert werden, daß sich die Streukapazität des Metalldrahts 2A des beschichteten Drahts 2 auflädt. D.h., daß im ersten Bondschritt, in dem die Metallkugel 2Aa am Zufuhrvorderende des beschichteten Drahts 2 mit dem externen Anschluß 12Aa des Halbleiterchips 12A verbunden wird, verhindert werden kann, daß in der Streukapazität abgespeicherte Ladungen in Form einer Überspannung in die Schaltung der Eingangs/Ausgangsstufe des Halbleiterchips 12A fließen. Daher ist ein elektrostatischer Durchbruch im Halbleiterchip vermeidbar.
  • Wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt, wird das Bondwerkzeug 7 durch einen Bondkopf (digitaler Bondkopf) 14 über einen Bondarm 7A getragen. Der Bondkopf 14 stützt sich über einen X-Y-Tisch 17 auf einem Sockel 18 ab. Der Bondkopf 14 ist mit einem zweiten Verstellmechanismus versehen, der den Bondarm 7A vertikal (in Richtung des Pfeils C mit zwei Spitzen) so verstellen kann, daß das Bondwerkzeug 7 nahe an die Bondstelle 3 und von dieser weg bewegt werden kann. Der zweite Verstellmechanismus ist hauptsächlich aus einem Führungsteil 14A, einem Armverstellteil 14B, einem aufnehmenden Schraubenteil 14C, einem eingreifenden Schraubenteil und einem Motor 14E aufgebaut. Das Führungsteil 14A ist so beschaffen, daß es das Armverstellteil 14B in Richtung des Pfeils C verstellt. Der Motor 14E verdreht das eingreifende Schraubenteil 14D, das in passendem Eingriff mit dem eingreifenden Schraubenteil 14D stehende aufnehmende Schraubenteil 14C wird durch die Drehung in Richtung des Pfeils C verstellt und das Armverstellteil 14B wird durch diese Verstellung in Richtung des Pfeils C verschoben.
  • Der vom Armverstellteil 14B gehaltene Bondarm 7A ist so ausgebildet, daß er sich um eine Schwenkachse 14F dreht. Die Verdrehung des Bondarms 7A um die Schwenkachse 14F wird durch ein elastisches Teil 14G kontrolliert. Die Kontrolle der Drehung durch das elastische Teil 14G ist so geplant, daß dann, wenn das Bondwerkzeug 7 die Bondstelle 3 berührt hat, verhindert wird, daß unnötiger Druck auf die Bondstelle 3 ausgeübt wird, wodurch eine Beschädigung oder Zerstörung der Bondstelle 3 vermieden wird.
  • Die Drahtklemmeinrichtung 6 kann den beschichteten Draht 6 festklemmen und sie ist so aufgebaut, daß sie die Zufuhr des beschichteten Drahts 2 steuert. Die Drahtklemmeinrichtung 6 ist über Klemmarme 6A am Bondarm 7A angebracht.
  • Das Drahtführteil 5 ist so aufgebaut, daß der von der Spule 1 zugeführte beschichtete Draht 2 zur Bondstelle 3 geführt wird. Dieses Drahtführungsteil 5 ist am Klemmarm 6A angebracht.
  • Wie es in Fig. 1, Fig. 2, Fig. 8 (Schnittansicht durch wesentliche Teile) und Fig. 9 (perspektivische Ansicht wesentlicher Teile) veranschaulicht ist, ist ein Isolatorentfernbrenner 15 nahe dem Zufuhrweg des beschichteten Drahts 2 angeordnet. Genauer gesagt, ist der Isolatorentfernbrenner 15 nahe dem Zufuhrweg des beschichteten Drahts 2 zwischen der Bondstelle 3 und dem Bondwerkzeug 7 angeordnet.
  • Der Isolatorentfernbrenner 15 besteht aus einem eigentlichen Brenner 15B in Form eines Zylinders, der durch eine Mischgas-Versorgungsleitung 15A, wie in Fig. 8 dargestellt, mit einem Mischgas G versorgt wird, und einem Heizer 15C, der nahe dem Ausblasauslaß für das Mischgas vorhanden ist. Der eigentliche Brenner 15B besteht z. B. aus Keramik, Messing oder dergleichen. Der Heizer 15C besteht aus einem Heizdraht 15Ca, der auf den eigentlichen Brenner 15B gewickelt ist, und einem Wärmeisolator 15Cb, der den Heizdraht bedeckt. Dieser Heizer 15C ist so aufgebaut, daß er das Mischgas G (ein unten zu beschreibendes brennbares Gas, das darin enthalten ist) erwärmt, damit immer Verbrennungsflammen vom Auslaß des Isolatorentfernbrenners 15 ausgeblasen werden können (es kann ein spontaner - Verbrennungszustand aufrecht erhalten werden, bei dem die Verbrennungsflammen nicht erlöschen).
  • Durch Ausbilden des Heizers 15C nahe dem Ausblasauslaß des Isolatorentfernbrenners 15 für das brennbare Gas auf diese Weise kann das brennbare Gas zuverlässig verbrannt werden, so daß der Isolator 2B des beschichteten Drahts 2 zuverlässig zersetzt und entfernt werden kann.
  • Das Mischgas G, das durch den eigentlichen Brenner 15B strömen soll, wird dadurch hergestellt, daß das brennbare Gas und ein Temperatureinstellgas, das die Verbrennungstemperatur dieses brennbaren Gases absenkt, vermischt werden. Als brennbares Gas wird beim vorliegenden Ausführungsbeispiel Wasserstoff (H&sub2;) verwendet. Als Temperatureinstellgas wird beim vorliegenden Ausführungsbeispiel Stickstoff (N&sub2;) verwendet. Die Verbrennungsflammen des brennbaren Gases in Form von Wasserstoff weisen eine niedrige Temperatur von ungefähr 1300 [ºC] auf und sind am Ausblasauslaß des Isolatorentfernbrenners 15 mit vergleichsweiser runder Form ausgebildet. Das Temperatureinstellgas aus Stickstoff kann die Verbrennungsflammen des brennbaren Gases auf eine niedrige Temperatur von ungefähr 1000 [ºC] einstellen (verringern). Ferner kann das Temperatureinstellgas die Verbrennungsflammen des brennbaren Gases in eine spitze Form einstellen. Um die Temperatur der Verbrennungsflammen wirkungsvoll zu verringern, sollte das Temperatureinstellgas dem Isolatorentfernbrenner 15 vorzugsweise in relativ kühlem Zustand zugeführt werden.
  • Alternativ kann der Isolatorentfernbrenner 15 nur mit dem brennbaren Gas (z. B. H&sub2;) versorgt werden, ohne daß das Temperatureinstellgas zugeführt wird.
  • Auf diese Weise ist der Isolatorentfernbrenner 15 so aufgebaut, daß er die Verbrennungsflammen des brennbaren Gases aus seinem Auslaß ausbläst, während die Verbrennungstemperatur des brennbaren Gases im Mischgas G unter Verwendung des Temperatureinstellgases eingestellt wird. Wie es in den Fig. 8 und 9 dargestellt ist, sind die Verbrennungsflammen am Ausblasauslaß des Isolatorentfernbrenners 15 so ausgebildet, daß sie den Isolator 12B des beschichteten Drahts 2 besetzen und entfernen. Sie werden in einer Richtung, die im wesentlichen rechtwinklig zum Zufuhrweg des beschichteten Drahts 2 steht, scharf ausgeblasen. Der zersetzte und entfernte Isolator 2B wird durch einen Saugkanal 16 abgesaugt und ausgeblasen, der an einer Position angeordnet ist, die dem Ausblasauslaß des Isolatorentfernbrenners 15 gegenübersteht, wobei der beschichtete Draht 2 dazwischenliegt.
  • Der Isolatorentfernbogen 15 ist an einem dritten Verstellmechanismus befestigt, der den Zufuhrweg des beschichteten Drahts 2 in der Richtung von Pfeilen D (siehe Fig. 9) quert. Der dritte Verstellmechanismus besteht aus einem sich drehenden Teil 15E, das den eigentlichen Brenner 15B um einen Stift 15D dreht, und aus einer Druckausübungsspule 15F, die das drehbare Teil 15E in Richtung eines Pfeils E mit zwei Spitzen verdreht. Dieser dritte Verstellmechanismus ist so aufgebaut, daß der beschichtete Draht 2 mit vorgegebener Geschwindigkeit überquert werden kann und daß die Verbrennungsflammen vom Auslaß des Isolatorentfernbrenners 15 gegen die Seite des Isolators 2B geblasen werden können, die dem Auslaß gegenübersteht, und gegen die Rückseite hierzu. D.h., daß der dritte Verstellmechanismus so aufgebaut ist, daß sich die Verbrennungsflammen vom Isolatorentfernbrenner 15 zuverlässiger zur Rückseite des Isolators 2B des beschichteten Drahts 2 hin drehen können. Der Betrieb des Isolatorentfernbrenners 15 wird mittels des dritten Verstellmechanismus so ausgeführt, daß der beschichtete Draht 2 einmal oder mehrmals überquert werden kann.
  • Wie es in den Fig. 8 und 9 dargestellt ist, ist der dritte Verstellmechanismus an einem vierten Verstellmechanismus befestigt, der den dritten in der Richtung eines Pfeils F mit zwei Spitzen verstellt (im wesentlichen in derselben Richtung wie der Zufuhrrichtung des beschichteten Drahts 2). Der vierte Verstellmechanismus besteht hauptsächlich aus einem verstellbaren Bett 15G, einem Führungsteil 15H, einem eingreifenden Schraubenteil 15I und einem Motor 15J. Am verstellbaren Bett 15G ist der dritte Verstellmechanismus (der Isolatorentfernbrenner 15) angebracht und es ist so ausgebildet, daß es sich in Richtung des Pfeils F mit zwei Spitzen entlang dem Führungsteil 15H bewegt. Die Verstellung des verstellbaren Betts 15G wird auf solche Weise ausgeführt, daß ein (nicht dargestelltes) aufnehmendes Schraubenteil, das in diesem Bett ausgebildet ist, in passendem Eingriff mit dem eingreifenden Schraubenteil 15I gehalten wird und daß das eingreifende Schraubenteil 15I durch den Motor 15J verdreht wird.
  • Der vierte Verstellmechanismus ist so aufgebaut, daß er den Isolatorentfernbrenner 15 am Bondteil des beschichteten Drahts 2 einstellt. D.h., daß der vierte Verstellmechanismus so ausgebildet ist, daß er den Isolatorentfernbrenner 15 in der Nähe derjenigen Position des beschichteten Drahts 2 positioniert, die dem Bondteil entspricht, der mit dem inneren Zuleitungsteil der Zuleitung 12D zu verbinden ist, und dem Bondteil, der dem erstgenannten Bondteil benachbart liegt und der in einem Bondschritt mit dem externen Anschluß 12Aa des Halbleiterchips 12A zu verbinden ist. Der an dieser Position eingestellte Isolatorentfernbrenner 15 ist so ausgebildet, daß er den Isolator 2B von diesen Bondteilen des beschichteten Drahts 2 unter Verwendung der Verbrennungsflammen in einem einzigen Schritt entfernt.
  • Wie in den Fig. 10 und 11 gezeigt (es sind Diagramme, die jeweils die Beziehung zwischen dem Schmelzpunkt des Metalldrahts des beschichteten Drahts und der Zersetzungstemperatur des Isolators desselben zeigen), kann der wie vorstehend angegeben aufgebaute Isolatorentfernbrenner 15 den Isolator 2B zuverlässig entfernen, ohne den Metalldraht 2A des beschichteten Drahts 2 zu beschädigen. Die Versuchsergebnisse gemäß den Fig. 10 und 11 wurden durch Differentialthermoanalyse erhalten.
  • Fig. 10 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Schmelzpunkt M eines Metalldrahts 2A aus Gold (Au) und der Zersetzungstemperatur eines Isolators 2B aus einem Polyurethanharz zeigt. Die Abszisse repräsentiert die Temperatur T [ºC], während die Ordinate das Zersetzungsrestgewicht G [%] des Isolators 2B repräsentiert. Wie in Fig. 10 dargestellt, werden das Zersetzen und Entfernen des Isolators 2B des beschichteten Drahts 2 am geeignetsten innerhalb eines Bereichs von Temperaturen ausgeführt, die nahezu dem Schmelzpunkt des Metalldrahts 2A entsprechen oder tiefer sind als dieser, bei denen der Isolator 2B zuverlässig zersetzt und entfernt werden kann, anders gesagt, innerhalb eines Bereichs niedriger Temperaturen von ungefähr 600-950 [ºC], die einen Temperaturbereich bilden, der in Fig. 10 mit dem Buchstaben R bezeichnet ist. Da die Verbrennungsflammen vom Ausblasauslaß des Isolatorentfernbrenners 15 auf die niedrige Temperatur von ungefähr 1000 [ºC] eingestellt sind, wie oben ausgeführt, kann der Isolator 2B des beschichteten Drahts 2 unter optimalen Bedingungen zersetzt und entfernt werden.
  • Beispielsweise listet die später zu erläuternde Tabelle 1 verschiedene Bedingungen für den Fall auf, daß ein beschichteter Draht 2 verwendet wird, dessen Metalldraht 2A über einen Durchmesser von 30 [um] verfügt.
  • Andererseits ist Fig. 11 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Schmelzpunkt M eines Metalldrahts 2A aus Gold (Au) und der Zersetzungstemperatur eines Isolators 2B aus Polyimidharz zeigt. Wie in Fig. 11 dargestellt, werden das Zersetzen und Entfernen des Isolators 2B des beschichteten Drahts 2 am geeignetsten innerhalb eines Bereichs niedrigerer Temperaturen von ungefähr 800-950 [ºC] ausgeführt.
  • Indessen ist, wie dies in Fig. 12 dargestellt ist (Diagramm, das die Beziehung zwischen der an den Heizdraht des Heizers angelegten Spannung V und der Temperatur T der vom Auslaß ausgeblasenen Verbrennungsflammen zeigt), der Isolatorentfernbrenner 15 so aufgebaut, daß die Temperatur der am Auslaß auszublasenden Verbrennungsflammen durch die angelegte Spannung V des Heizdrahts 15Ca des Heizers 15 eingestellt werden kann. In Fig. 12 repräsentiert die Abszisse die an den Heizdraht 15Ca angelegte Spannung V [V], während die Ordinate die Temperatur T der Verbrennungsflammen repräsentiert. Zur Bezugnahme ist die Temperatur TH von Sauerstoff- Wasserstoff-Flammen (die Temperatur der Verbrennungsflammen eines aus Wasserstoffgas und Sauerstoffgas bestehenden Mischgases) in Fig. 12 angegeben. Die Sauerstoff-Wasserstoff-Flammen weisen eine hohe Temperatur von ungefähr 3400 [ºC] auf, so daß dann, wenn sie zum Entfernen des Isolators 2B des beschichteten Drahts 2 verwendet werden, sowohl der Metalldraht 2A als auch der Isolator 2B geschmolzen und beschädigt werden.
  • Nachfolgend wird das Kugelbondverfahren des vorliegenden Ausführungsbeispiels kurz beschrieben.
  • Zunächst wird, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist, die Bogenelektrode 10 nahe zum Zufuhrseitigen Vorderendteil des beschichteten Drahts 2 gebracht, von dem der Isolator 2B entfernt wurde, um die Oberfläche des Metalldrahts 2A vorab freizulegen, und elektrische Bögen werden zum Überschlagen gebracht, um die Metallkugel 2Aa auszubilden.
  • Zweitens wird das Bondwerkzeug 7 nahe an die Bondstelle 3 gebracht und die Metallkugel 2A wird an den externen Anschluß 12Aa des Halbleiterchips 12A gebondet (erster Bondvorgang).
  • Anschließend wird das Bondwerkzeug 7 in Richtung des Pfeils C bis in eine geeignete Position so angehoben, daß es vom externen Anschluß 12Aa entfernt liegt.
  • Anschließend wird der Isolatorentfernbrenner 15 in die Position nahe beim Bondteil (zweiter Bondvorgang) des beschichteten Drahts 2 eingestellt. Dann überqueren die dauernd vom Auslaß des Isolatorentfernbrenners 15 ausgeblasenen Verbrennungsflammen den beschichteten Draht 2, um dadurch den Isolator 2 im Bondteil des beschichteten Drahts 2 zu zersetzen und zu entfernen, um dadurch die Oberfläche des Metalldrahts 2A freizulegen, wie durch die Fig. 8 und 9 veranschaulicht.
  • Auf diese Weise wird das aus dem brennbaren Gas und dem Temperatureinstellgas bestehende Mischgas hergestellt und die durch Verbrennen des brennbaren Gases des Mischgases erhaltenen Verbrennungsflammen werden dazu verwendet, den Isolator 2B im Bondteil des beschichteten Drahts 2 zu entfernen und die Oberfläche des Metalldrahts 2A freizulegen, wodurch Verbrennungsflammen, die keinerlei Beschädigung oder Zerstörung am Metalldraht 2A hervorrufen, im wesentlichen um den gesamten Bereichs des Bondteils des beschichteten Drahts 2 herumgeführt werden können, wodurch der Isolator 2B des beschichteten Drahts 2 zuverlässig entfernt werden kann. D.h., daß das Entfernen des Isolators 2B des beschichteten Drahts 2 durch die Verbrennungsflammen mit niedriger Temperatur das Merkmal aufweist, daß der Metalldraht 2A keine Beschädigung erleidet, im Vergleich zu einem Entfernen durch Sauerstoff- Wasserstoff-Flammen und es liegt das Merkmal vor, daß es auf zuverlässige Weise möglich ist, den Isolator auf Grundlage des Herumschlingens der Verbrennungsflammen zu entfernen, im Vergleich zu einer Entfernung desselben durch einen Laserstrahl.
  • Im nächsten Schritt wird das Bondwerkzeug 7 in die Position abgesenkt, von der der Isolator 2B entfernt wurde, um den Metalldraht 2A freizulegen. Wie es in Fig. 8 durch gestrichelte Linien veranschaulicht ist, wird das Bondwerkzeug 7 nahe an den inneren Zuleitungsteil gebracht, wodurch das andere Ende des beschichteten Drahts 2, an dem der Metalldraht 2A freigelegt wurde, an den inneren Zuleitungsteil gebondet wird (zweiter Bondvorgang).
  • Anschließend wird das Bondwerkzeug 7 entfernt und der beschichtete Draht 2 wird abgeschnitten, wodurch der Bondprozeß abgeschlossen ist, wie in Fig. 4 dargestellt.
  • Da der Isolator 2B des beschichteten Drahts 2 auf die vorstehend genannte Weise zuverlässig entfernt werden kann, können der Metalldraht 2A des beschichteten Drahts 2 und die Bondstelle 3 (der externe Anschluß 12 oder der innere Zuleitungsteil) können zuverlässig miteinander verbunden werden und Bondmängel können verringert werden.
  • Übrigens werden zwar beim Ausführungsbeispiel 1 der beschichtete Draht 2 und die Bondstelle 3 unter Verwendung einer Kugelbondtechnologie miteinander verbunden, jedoch kann die Erfindung diese auch unter Verwendung einer Ultraschall- Bondtechnologie miteinander verbinden.
  • Außerdem kann die Erfindung Kohlensäuregas (CO) als brennbares Gas im Mischgas verwendet und sie kann Argon (Ar) oder Helium (He) als Temperatureinstellgas verwenden.
  • Außerdem ist die Erfindung auf Drahtbondtechniken für ein in Keramik eingeschlossenes Halbleiter-Bauelement, ein elektronisches Bauteil, bei dem mehrere Halbleiterchips auf einer gedruckten Leiterplatte zusammengefaßt sind, usw. angewandt werden.
  • Außerdem kann die Erfindung so aufgebaut sein, daß bewirkt wird, daß das verbrennbare Gas durch den eigentlichen Brenner 15B des Isolatorentfernbrenners 15 strömt und am Ausblasauslaß verbrannt wird, während das Temperatureinstellgas nahe dem Auslaß ausgeblasen wird.
  • Ferner kann die Erfindung als Drahtbondsystem ein Thermokompressionssystem oder/und ein Ultraschall-Schwingsystem unter optimalen Bedingungen für die Spezifikationen des beschichteten Drahts und des Bauteils, das dem Drahtbondvorgang zu unterziehen ist, verwenden.
    • Ausführungsbeispiel 2
  • Das Ausführungsbeispiel 2 ist ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem die Konfiguration der Bogenelektrode zum Ausbilden der Metallkugel in der Bondvorrichtung des Ausführungsbeispiels 1 abgeändert ist.
  • Obwohl es in den Zeichnungen nicht dargestellt ist, ist die Bondvorrichtung, die das Ausführungsbeispiel 2 der Erfindung darstellt, so aufgebaut, daß die Metallkugel 2A beim Herstellen derselben am Vorderende des beschichteten Drahts 2 durch die in Fig. 5 dargestellte Bogenelektrode 10 durch ein Inertgas von der Außenatmosphäre abgeschirmt wird.
  • Das Inertgas wird von einer Abschirmgas-Zuführdüse zum Zuführen desselbe ausgeblasen, die nahe dem Zwischenraum zwischen der Bogenelektrode 10 und dem Metalldraht 2A am Vorderende des beschichteten Drahts 2 angeordnet ist. Alternativ kann die Bogenelektrode 10 mit einem zylindrischen Teil versehen sein, in das der Metalldraht 2A am Vorderende des beschichteten Drahts 2 eingeführt werden kann, woraufhin das Inertgas in das zylindrische Teil eingeblasen wird. Als Inertgas wird Argon (Ar) oder Helium (He) verwendet.
  • Auf diese Weise wird der Umgebungsbereich um die Metallkugel 2Aa beim Herstellen derselben durch das Inertgas gegen die Außenatmosphäre abgeschirmt, wodurch beim Herstellen des Isolators 2B des beschichteten Drahts 2 aus Kunststoff das Schmelzen und Hochsteigen oder Schrumpfen des Isolators 2B gelindert sind und eine chemische Reaktion desselben mit der Außenatmosphäre verhindert werden kann, so daß die Metallkugel 2Aa auf günstige Weise ausgebildet werden kann. Insbesondere dann, wenn der Metalldraht 2A des beschichteten Drahts 2 aus Kupfer (Cu) besteht, kann eine chemische Reaktion desselben mit der Außenatmosphäre verhindert werden und die Ausbildung eines Oxidfilms auf der Oberfläche der Metallkugel 2Aa kann verhindert werden.
    • Ausführungsbeispiel 3
  • Das Ausführungsbeispiel 3 ist ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem die Metallkugel in der Bondvorrichtung durch einen Brenner ausgebildet.
  • Dieses Ausführungsbeispiel 3 ist so aufgebaut, daß im Fall einer Kugelbondtechnologie die Metallkugel 2Aa am Vorderende des beschichteten Drahts 2 durch den Isolatorentfernbrenner 15 zum Entfernen des Isolators 2B, wie oben angegeben, ausgebildet wird. Anders gesagt, erübrigen sich das Anordnen der Bogenelektrode 10 und der Bogenerzeugungsschaltung 11.
  • Außer dem Isolatorentfernbrenner 15 kann ein Brenner mit einer Sauerstoff-Wasserstoff-Flamme als Brenner zum Herstellen der Metallkugel 2Aa angeordnet werden.
  • Genauer gesagt läuft ein Bondprozeß wie folgt ab.
  • Als erstes wird die Metallkugel 2Aa unter Verwendung der Verbrennungsflammen des Isolatorentfernbrenners 15 oder des Brenners mit Sauerstoff-Wasserstoff-Flamme am zufuhrseitigen Vorderende des beschichteten Drahts 2 ausgebildet.
  • Zweitens wird der erste Bondvorgang ausgeführt.
  • Anschließend wird der Isolator 2B in den Bondteilen des beschichteten Drahts 2 (dem zweiten Bondteil und dem ersten Bondteil im nächsten Schritt) unter Verwendung der Verbrennungsflammen des Isolatorentfernbrenners 15 entfernt, um die Oberfläche des Metalldrahts 2A freizulegen.
  • Anschließend wird der zweite Bondvorgang ausgeführt.
  • Danach wird, ähnlich wie beim Vorstehenden, eine Metallkugel 2Aa am zufuhrseitigen Vorderende des beschichteten Drahts 2 unter Verwendung der Verbrennungsflammen des Isolatorentfernbrenners 15 oder des Brenners mit Sauerstoff-Wasserstoff-Flamme ausgebildet. Wenn die Metallkugel 2Aa durch den Isolatorentfernbrenner 15 ausgebildet wird, wird, wenn der Schmelzpunkt des Metalldrahts 2A des beschichteten Drahts 2 nicht erreicht wird, das Mischungsverhältnis der Gasmischung geändert und/oder die Verstellgeschwindigkeit der Verbrennungsflammen zum Überqueren des beschichteten Drahts wird eingestellt.
  • Auf diese Weise wird der Metalldraht 2A des beschichteten Drahts 2, von dem der Isolator 2B entfernt wurde, unter Verwendung der vorstehend genannten Verbrennungsflammen oder unter Verwendung von Verbrennungsflammen, die durch Verbrennung irgendeines anderen Mischgases erzeugt werden, zur Metallkugel 2Aa ausgebildet, wodurch diese Metallkugel 2Aa des beschichteten Drahts 2 durch die Verbrennungsflammen ausgebildet wird, so daß die Bogenelektrode 10 und die Bogenerzeugungsschaltung 11, wie sie für die Ausführungsbeispiele l und 2 beschrieben wurden, abgeschafft werden können.
    • Ausführungsbeispiel 4
  • Das Ausführungsbeispiel 4 ist ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem die Konfiguration des Isolatorentfernbrenners in der Bondvorrichtung geändert ist.
  • Obwohl es in den Zeichnungen nicht dargestellt ist, ist das Ausführungsbeispiel 4 so aufgebaut, daß der Heizer 15C des Isolatorentfernbrenners 15, wie er für jedes der Ausführungsbeispiele 1, 2 und 3 beschrieben wurde, entfernt ist und die Größe (der Durchmesser) des Ausblasauslasses des Isolatorentfernbogens 15 für das verbrennbare Gas kleiner als die Bohrung des eigentlichen Brenners 15B gemacht ist. Mit einem so aufgebauten Isolatorentfernbrenner 15 kann die Wärmekapazität der Verbrennungsflammen des am Auslaß auszublasenden brennbaren Gases verringert werden. Die Größe des Ausblasauslasses wird innerhalb eines Bereichs eingestellt, der zwischen dem Minimalwert von 75 [um] auf Grundlage der Bearbeitungsgrenze und dem Maximalwert von 125 [um] für die Abnahme der Wärmekapazität der Verbrennungsflammen liegt.
  • Da der so aufgebaute Isolatorentfernbrenner 15 die Wärmekapazität verkleinern kann, kann er alleine das brennbare Gas (z. B. H&sub2;), das brennbare Gas und das Temperatureinstellgas (z. B. N&sub2;) zum Absenken der Temperatur der Verbrennungsflammen des brennbaren Gases oder ein Temperatureinstellgas (z. B. eine kleine Menge an O&sub2;) zum Erhöhen der Temperatur der Verbrennungsflammen des brennbaren Gases verwenden. Beispielsweise listet die später zu erörternde Tabelle 2 verschiedene Bedingungen zum Entfernen des Isolators 2B des beschichteten Drahts 2 auf.
  • Auf diese Weise kann die Wärmekapazität der Verbrennungsflammen am Ausblasauslaß des Verbrennungsgases dadurch verringert werden, daß die Größe des Auslasses des Isolatorentfernbrenners 15 kleiner gemacht wird, so daß die Übertragung von Wärme auf das Bondwerkzeug 7, das nahe dem Isolatorentfernbrenner 15 liegt, verringert ist und verhindert werden kann, daß der Isolator 2B des zuzuführenden beschichteten Drahts 2 beschädigt oder zerstört wird. [Tabelle 1] Länge der Verbrennungsflammen Brennbares Gas Temperatureinstellgas [Lit./Min.] Bohrung des eigentlichen Brenners Strömungsgeschwindigkeit des Mischgases Temperatur der Verbrennungsflammen an einer Position 4 mm entfernt vom Auslaß Widerstand des Heizdrahts An den Heizdraht angelegte Spannung Zeit, in der der beschichtete Draht überquert wird [Sek.] [Tabelle 2] Länge der Verbrennungsflammen Brennbares Gas [Lit./Min.] Bohrung des eigentlichen Brenners Durchmesser des Ausblasauslasses Strömungsgeschwindigkeit des Mischgases [m/Sek.] Temperatur am Ausblasauslaß Temperatur der Verbrennungsflammen an einer Position 4 mm entfernt vom Auslaß Zeit, innerhalb der der beschichtete Draht überquert wird [Sek.]
    • Ausführungsbeispiel 5
  • Wie vorstehend beschrieben, ist die bei den Ausführungsbeispielen 1-4 offenbarte Technik als Technik zum Entfernen des Isolators des beschichteten Drahts wirkungsvoll. Diese Technik besteht darin, daß die Verbrennungsflammen vom Isolatoentfernbrenner gegen den Bondteil des beschichteten Drahts geblasen werden, wodurch der Isolator in diesem Teil entfernt wird. Die Verbrennungsflammen werden durch ein Mischgas gebildet, das aus Wasserstoffgas für die Verbrennung und Stickstoffgas für die Temperatureinstellung zum Absenken der Verbrennungstemperatur des Wasserstoffgases besteht. Der Isolatorentfernbrenner ist so aufgebaut, daß der Isolator an der Hinterendseite des beschichteten Drahts, die mit der Zuleitung zu verbinden ist, und der Isolator an der Vorderendseite des beschichteten Drahts (Bondteil), die im nächsten Schritt mit dem externen Anschluß zu verbinden ist, gleichzeitig entfernt werden. Dieser Isolatorentfernbrenner wird durch den Verstellmechanismus und die Steuereinrichtungen zum Bondteil (dem Teil, wo der Isolator zu entfernen ist) des beschichteten Drahts verstellt. Der Entfernungsvorgang für den Isolator des beschichteten Drahts, der diese Technik verwendet, beschädigt den Metalldraht des beschichteten Drahts nicht und kann die Verbrennungsflammen um den gesamten Bereich des Bondteils herumführen, um den Isolator vollständig zu entfernen. Daher besteht das Merkmal, daß Bondmängel (verschlechterte Kontinuität) , die dem Verbleiben von Isolator zuzuschreiben sind, verhindert werden können.
  • Die Erfinder haben jedoch herausgefunden, daß bei der vorstehend genannten Technik die folgenden Schwierigkeiten bestehen.
  • Wie vorstehend beschrieben, wird das Entfernen des Isolators des beschichteten Drahts durch den Isolatorentfernbrenner ausgeführt. Dieser Isolatorentfernbrenner wird nahe zu den Bondteilen des beschichteten Drahts geführt, entsprechend Änderungen der Abstände zwischen den externen Anschlüssen des Halbleiterchips und der Zuleitungen, was in den jeweiligen Bondschritten erfolgt. Demgemäß wird nicht nur die Konstruktion des Isolatorentfernbrenners sondern auch diejenige der Bondvorrichtung etwas kompliziert, da die Verstellmechanismen für den Bogen und die Steuereinrichtungen zum komplizierten Steuern der Verstellmechanismen erforderlich sind.
  • Darüber hinaus wird die Kugel am zufuhrseitigen Vorderende des beschichteten Drahts dadurch ausgebildet, daß der elektrische Bogenerzeuger nahe an das Vorderende gebracht wird und elektrische Bögen zwischen dem Metalldraht und dem elektrischen Bogenerzeuger zum Überschlagen gebracht werden. Nach der Ausbildung wird die Kugel an der Vorderendseite des beschichteten Drahts mit dem externen Anschluß des Halbleiterchips verbunden. Im Hinblick darauf wurde von den Erfindern erkannt, daß beim Herstellen der Kugel an der Vorderendseite des beschichteten Drahts Wärme, die zur Erzeugung der elektrischen Bögen gehört, zum Effekt führt, daß der Isolator schmilzt und ausgehend von der Vorderendseite zur Hinterendseite des beschichteten Drahts hin ansteigt oder schrumpft. Das schrumpfende Schmelzen des Isolators bildet Isolatorperlen (Volumen des Isolators) am beschichteten Draht. Die Isolatorperlen wachsen so, daß sie größer als der Durchmesser des Lochs des Bondwerkzeugs zum Führen des beschichteten Drahts werden. Demgemäß kommt es dann, wenn die Kugel nach ihrer Ausbildung an der Vorderendseite des beschichteten Drahts zur Preßfläche des Bondwerkzeugs gezogen wird, zu einem Verklemmen zwischen dem beschichteten Draht und dem Führungsloch des Bondwerkzeugs. Aus diesem Grund wird der anschließende Schritt des Verbindens der Kugel mit dem externen Anschluß des Halbleiterchips durch die Preßfläche des Bondwerkzeugs unmöglich und es tritt ein Bondmangel auf.
  • Das Ausführungsbeispiel 5, wie es in diesem Abschnitt detailliert beschrieben wird, überwindet die vorstehend erläuterten Schwierigkeiten.
  • Nun wird dieses Ausführungsbeispiel detailliert beschrieben.
  • Eine Kugelbond (Drahtbond) -Vorrichtung, die das Ausführungsbeispiel 5 der Erfindung darstellt, ist in einer schematischen Konstruktionsansicht in Fig. 13 und als perspektivische Ansicht wesentlicher Teile in Fig. 14 dargestellt.
  • Wie in Fig. 13 gezeigt, ist die Kugelbondvorrichtung so aufgebaut, daß ein auf eine Spule 101 aufgewickelter beschichteter Draht 102 einer Bondstelle 103 zugeführt wird. Die Zufuhr des beschichteten Drahts 102 zur Bondstelle 103 wird über eine Spanneinrichtung 104, ein Drahtführungsteil 105, eine Drahtklemmeinrichtung 106 und ein Bondwerkzeug (eine Kapillare) 107 ausgeführt.
  • An der Bondstelle 103 ist ein kunststoffvergossenes Halbleiter-Bauelement 120 vor dem Herstellen des Kunststoffvergusses, wie in Fig. 15 (Querschnitt) und Fig. 16 (vergrößerte Schnittansicht wesentlicher Teile) dargestellt, angeordnet. Das kunststoffvergossene Halbleiter-Bauelement 120 ist so aufgebaut, daß ein auf einem Lötfahnenbereich 120C über einen Verbindungsmetallfilm 120B angeordneter Halbleiterchip 120A und die inneren Zuleitungsteile von Zuleitungen 120D durch ein Kunststoffvergußteil 120E eingeschlossen sind. Der Halbleiterchip 120A und die Zuleitung 120D sind über den beschichteten Draht 102 miteinander verbunden. Wie in Fig. 16 dargestellt, ist ein Ende des beschichteten Drahts 102 mit einem externen Anschluß (Bondkontaktfleck) 120Aa verbunden, der über eine Öffnung im Passivierungsfilm 120Ab des Halbleiterchips 120A frei liegt. Das andere Ende des beschichteten Drahts 102 ist mit dem inneren Zuleitungsteil der Zuleitung 120D verbunden. Der äußere Zuleitungsteil der Zuleitung 120D ist so ausgebildet, daß er nach außen über das Kunststoffvergußteil 120E übersteht. Das kunststoffvergossene Halbleiter-Bauelement 120 wird vor dem Kunststoffvergießschritt auf dem Bett 113 für Halbleiter-Bauelemente (Tisch zum Aufsetzen von Halbleiter-Bauelementen) der Bondvorrichtung, wie in Fig. 13 dargestellt, gehalten.
  • Gemäß der in Fig. 16 detailliert dargestellten Struktur ist der beschichtete Draht 102 so aufgebaut, daß die Oberfläche eines Metalldrahts 102A mit einem Isolator 102B beschichtet ist. Der Metalldraht 102A besteht beim vorliegenden Ausführungsbeispiel aus Gold (Au). Alternativ besteht der Metalldraht 102A aus Kupfer (Cu), Aluminium (Al) oder dergleichen. Der Isolator 102B besteht beim vorliegenden Ausführungsbeispiel aus einem Polyurethanharzfilm oder einem Polyimidharzfilm. Alternativ besteht der Isolator 102B aus einem Harzfilm wie einem Esterimidharzfilm oder einem Esteramidharzfilm oder einem Metalloxidfilm (aus CuO, Cu&sub2;O oder Al&sub2;O&sub3;).
  • Mit dem externen Anschluß 120Aa des Halbleiterchips 120A ist eine Metallkugel 102Aa verbunden, die aus dem Metalldraht 102A besteht, der durch Entfernen des Isolators 102B an einer Endseite des beschichteten Drahts 102 freigelegt wurde. Die Metallkugel 102Aa ist mit einem Durchmesser versehen, der z. B. das 2- bis 3-fache des Durchmessers des Metalldrahts 102A ist. Mit dem inneren Zuleitungsteil der Zuleitung 120D ist der Metalldraht 102A an der anderen Endseite des beschichteten Drahts 102 verbunden, der durch Zerstören des Isolators 102B an der anderen Endseite des beschichteten Drahts 102, der ein Verbindungsteil ist, freigelegt wurde. D.h., daß an der anderen Endseite des beschichteten Drahts 102 nur der Isolator 102B entfernt ist, der im wesentlichen dem Verbindungsteil zur Zuleitung 120D entspricht, und daß der Isolator 102B im anderen Teil verblieben ist. Wie es später beschrieben wird, kann das Zerstören des Isolators 102B an der anderen Endseite des beschichteten Drahts 102 durch Ultraschallschwingungen, geeignete Druckanlegung und geeignetes Heizen (Energiezufuhr) bewirkt werden, was vom Bondwerkzeug 107 ausgeführt wird.
  • Auf diese Weise wird im kunststoffvergossenen Halbleiter- Bauelement 120, das den beschichteten Draht 102 verwendet, die an einer Endseite des beschichteten Drahts 102 aus dem Metalldraht 102A ausgebildete Metallkugel 102Aa mit dem externen Anschluß 120Aa des Halbleiterchips 120A verbunden und der Metalldraht 102A an der anderen Endseite des beschichteten Drahts 102, mit im Kontaktteil zerstörtem Isolator 102B wird mit der Zuleitung 120D verbunden, wodurch der externe Anschluß 120Aa des Halbleiterchips 120A und der Metalldraht 102A des beschichteten Drahts 102 vergrößerte Kontaktfläche aufweisen, und zwar wegen des Kugelbondsystems, das eine Metallkugel 102Aa mit größerer Abmessung verwendet, im Vergleich zur Kontaktfläche bei einem System, das einen Bonddraht über Ultraschallschwingungen verbindet, und das Bondvermögen zwischen den beiden kann verbessert werden. Gleichzeitig bleibt die andere Endseite des beschichteten Drahts 102 mit Ausnahme des mit der Zuleitung 120D zu verbindenden Teils mit dem Isolator 102B beschichtet und Kurzschlüsse zwischen der anderen Endseite dieses Stücks beschichteten Drahts 102 und derjenigen eines anderen benachbarten Stücks beschichteten Drahts 102 können verringert werden, so daß die Abstände der Zuleitungen 120D verkleinert werden können, um einen Zuwachs der Anzahl von Anschlüssen (Stiften) des kunststoffvergossenen Halbleiter-Bauelements 120 zu erzielen.
  • Wie es in den Fig. 13 und 14 veranschaulicht ist, sind das Bondwerkzeug 107 und der Vorderendteil des beschichteten Drahts 102 in dessen Zufuhrrichtung (Teil, wo die Metallkugel 102A auszubilden ist) so angeordnet, daß sie durch ein Abdeckteil 120A überdeckt werden, wenn die Metallkugel 102Aa auszubilden ist. Das Abdeckteil 110A ist so aufgebaut, daß es sich in der Richtung eines in Fig. 14 dargestellten Pfeils A mit zwei Spitzen bewegt und verdreht. D.h., daß das Abdeckteil 110A so aufgebaut ist, daß, im Schritt des Ausbildens der Metallkugel 102Aa, das Bondwerkzeug 107 durch eine Drehbewegung in der Richtung des Pfeils A durch eine Werkzeugeinführöffnung 110B in es eingeführt wird und durch es abgedeckt wird. Dieses Abdeckteil 110A ist so aufgebaut, wie es in Fig. 17 (Teilschnitt, der einen konkreten Aufbau zeigt und dem Schnitt entlang der Schnittebenenlinie XVII- XVII in Fig. 18 entspricht, Fig. 18 (Draufsicht gesehen in Richtung des Pfeils XVII in Fig. 17) und Fig. 19 (Querschnitt entlang der Schnittebenenlinie XIX-XIX in Fig. 18) dargestellt. Wie es später ausgeführt wird, wird das Abdeckteil 110A so angeordnet, daß der Isolator 102B im Schritt des Herstellens der Metallkugel 102Aa nicht aufgrund des Wegblasens des Isolators 102B der schmilzt und hochsteigt oder schrumpft zur Bondstelle 103 zerstreut wird. Außerdem wird das Abdeckteil 110A so eingestellt, daß es das Zurückhalten einer Abdeckgasatmosphäre (Schutzgasatmosphäre) zum Verhindern von Oxidation erleichtert, wenn der Metalldraht 102A des beschichteten Drahts 102 aus leicht oxidierbaren Material wie Cu oder Al besteht. Das Abdeckteil 110A besteht z. B. aus rostfreiem Stahl. Alternativ kann das Abdeckteil 110A aus einem transparenten Glasmaterial bestehen, damit eine Bedienperson den Ausbildungszustand der Metallkugel 102Aa des beschichteten Drahts 102 usw. erfassen kann.
  • Ein elektrischer Bogenerzeuger (Bogenelektrode) 110D ist im unteren Teil des Abdeckteils 110A angeordnet, wie in den Fig. 13, 14, 17 und 19 dargestellt. Wie durch Fig. 20 veranschaulicht (modellähnliche Aufbaudarstellung zum Erhellen des Prinzips des Herstellens der Metallkugel), ist der elektrische Bogenerzeuger 110D so aufgebaut, daß er am zufuhrseitigen Vorderende des beschichteten Drahts 102 dem Metalldraht 102A nahekommt und daß elektrische Bögen zwischen ihm und dem Metalldraht überschlagen, um dadurch die Metallkugel 102Aa auszubilden. Dieser elektrische Bogenerzeuger 110D besteht z. B. aus Wolfram, das hohen Temperaturen standhält.
  • Der elektrische Bogenerzeuger 110D ist über die Saugleitung 110E einer Saugeinheit 111 aus leitendem Material mit einer Bogenerzeugungseinheit 112 verbunden. Die Saugleitung 110E besteht z. B. aus rostfreiem Stahl und an ihr ist der elektrische Bogenerzeuger 110D über eine Verbindungsmetallschicht aus AG-Cu-Hartlötmaterial oder dergleichen befestigt. Diese Saugleitung 110E ist über ein Klemmteil 110F am Abdeckteil 110A befestigt. D.h., daß der elektrische Bogenerzeuger 110D wie auch die Saugleitung 110E und das Abdeckteil 110A einstückig aufgebaut sind.
  • Der elektrische Bogenerzeuger 110D kann sich in der Richtung des in Fig. 14 angegebenen Pfeils A so bewegen, daß er dem zufuhrseitigen Vorderende des beschichteten Drahts 102 nahekommt, wenn die Metallkugel 102Aa ausgebildet wird, wie oben ausgeführt, und er während des Bondprozesses vom Zufuhrweg des beschichteten Drahts 102 entfernt ist. Ein Verstellmechanismus zum Verstellen des elektrischen Bogenerzeugers 110D besteht im wesentlichen aus einem Halteteil 110G, das den elektrischen Bogenerzeuger 110D über die Saugleitung 110E hält, wie auch aus einem isolierenden Teil 110H, einer Kurbelwelle 1101, die das Halteteil 110G in der Richtung des Pfeils A verdreht, und einer Antriebsquelle 110K, die die Kurbelwelle 1101 verdreht. Die Verdrehung der Kurbelwelle 1101 wird durch die Verstellung der Achse 110J der Antriebsquelle 110K in Richtung eines Pfeils B mit zwei Spitzen ausgeführt, welche Achse 110J mit dem Kurbelabschnitt der Kurbelwelle 1101 verbunden ist. Die Antriebsquelle 110 besteht z. B. aus einer elektrischen Spule. Obwohl es nicht veranschaulichend klargestellt ist, wird die Kurbelwelle 110I an der eigentlichen Bondvorrichtung drehend gehalten. Übrigens sind die Verstellung des elektrischen Bogenerzeugers 110D und diejenige des Abdeckteils 110A im wesentlichen dieselben, da diese Aufbauteile einstückig aufgebaut sind.
  • Wie es in Fig. 14 dargestellt ist, besteht die Bogenerzeugungseinheit 112 im wesentlichen aus einem Kondensator C&sub1;, einem Speicherkondensator C&sub2;, einem Bogenerzeugungsthyristor D, der von einem Trigger aktiviert wird, und einem Widerstand R. Eine Gleichspannungsquelle DC ist so angeordnet, daß sie eine Spannung mit negativer Polarität von z. B. ungefähr -1000--3000 [V] zuführt. Die Gleichspannungsquelle DC ist über den Thyristor D, den Widerstand R usw. mit dem elektrischen Bogenerzeuger 110D verbunden. Ein Bezugspotential GND ist z. B. das Massepotential (= 0 [V]). Der Buchstabe V kennzeichnet ein Voltmeter und der Buchstabe A ein Amperemeter. Wie es später im einzelnen beschrieben wird, ist der Metalldraht 102A des beschichteten Drahts 102 in seinem um die Spule 101 gewickelten Endteil mit dem Bezugspotential GND verbunden. Im Ergebnis ist es im Fall des Herstellens der Metallkugel 102Aa am Vorderende des beschichteten Drahts 102 unter Verwendung des elektrischen Bogenerzeugers 110D möglich, den elektrischen Bogenerzeuger 110D auf negatives Potential (-) einzustellen und den Metalldraht 102A am Vorderende des beschichteten Drahts 102 in Zufuhrrichtung desselben auf positives Potential (+) einzustellen, wie durch die Fig. 13, 14 und 20 veranschaulicht.
  • Bei einer Bondvorrichtung, bei der auf diese Weise elektrische Bögen zwischen dem Metalldraht 102A am Vorderende des beschichteten Drahts 102 und der Bogenelektrode 110D überschlagen, um die Metallkugel 102Aa am Vorderende des beschichteten Drahts 102 auszubilden, ist der Metalldraht 102A des beschichteten Drahts 102 mit dem positiven Potential (+) verbunden und der elektrische Bogenerzeuger 110D ist mit dem negativen Potential (-) verbunden, wodurch die Auftrittsposition der elektrischen Bögen, die zwischen dem Metalldraht 102A des beschichteten Drahts 102 und dem elektrischen Bogenerzeuger 110D überschlagen, stärker stabilisiert werden können als im Fall entgegengesetzter Polarität, und demgemäß kann das Aufwärtskriechen elektrischer Bögen zur Hinterendseite des Metalldrahts 102A des beschichteten Drahts 102 verringert werden. Das Verringern des Hochkriechens der elektrischen Bögen kann das schrumpfende Schmelzen des Isolators 102B des beschichteten Drahts 102 verringern und das Auftreten von Isolatorperlen verhindern.
  • Bei der Erfindung kann der Metalldraht 102A des beschichteten Drahts 102 gut mit einer Spannung verbunden werden, die höher oder niedriger als das Bezugspotential GND ist, damit er positives Potential in bezug auf den elektrischen Bogenerzeuger 110D aufweist.
  • Die Spule 101, um die der beschichtete Draht 102 aufgewikkelt ist, ist so aufgebaut, wie es in Fig. 14 und Fig. 21 (perspektivische Explosionsansicht wesentlicher Teile) veranschaulicht ist. Beispielsweise wird die Spule 101 dadurch hergestellt, daß die Oberfläche eines Zylinderteils aus Aluminiummetall einer Alumit-Behandlung unterzogen wird. Die Alumit-Behandlung wird ausgeführt, um die mechanische Festigkeit zu erhöhen und um zu verhindern, daß Risse entstehen. Diese Spule 101 verfügt über Isoliereigenschaften, da sie der Alumit-Behandlung unterzogen wurde, wie vorstehend ausgeführt.
  • Die Spule 101 wird an einem Spulenhalter 108 montiert und über die Drehachse 108A des Spulenhalters 108 an der eigentlichen Bondvorrichtung 109 befestigt.
  • Der Spulenhalter 108 besteht z. B. aus rostfreiem Stahl, damit er zumindestens in einem Teil Leitfähigkeit aufweist.
  • Die Spule 101 ist mit einem Verbindungsanschluß 101A versehen, wie es in Fig. 21 und Fig. 22 (vergrößerte Perspektivansicht wesentlicher Teile) dargestellt ist. Der Verbindungsanschluß 101A ist in Form eines Punkts auf demjenigen Seitenflächenteil (Flanschteil) der Spule 101 vorhanden, der in Kontakt mit dem leitenden Teil des Spulenhalters 108 kommt.
  • Wie in Fig. 22 dargestellt, ist der Verbindungsanschluß 101A so aufgebaut, daß ein Leiter 101Ab auf einem Isolator 101Aa angeordnet ist und daß Verbindungsmetallbereiche 101Ac auf dem Leiter 101Ab angeordnet sind. Der Isolator 101Aa besteht z. B. aus Polyimidharz, damit er geeignete Elastizität zeigt, die elektrische Isolierung zwischen den Leiter 101Ab und der Spule 101 und auch Berührung der Verbindungsmetallbereiche 101Ac mit dem Spulenhalter 108 gewährleistet. Der Leiter 101Ab besteht z. B. aus einer Cu-Folie, um Verbindung zwischen demjenigen der Verbindungsmetallbereiche 101Ac, der die Verbindung zum Metalldraht 102A des beschichteten Drahts 102 herstellt, und dem anderen Bereich 101Ac sicherzustellen, der in Kontakt mit dem Spulenhalter 108 kommt. Die Verbindungsmetallbereiche 101Ac bestehen aus einer leitenden Paste, einem Lötmittel oder dergleichen.
  • Ein Metalldraht 102A am Ende des beschichteten Drahts 102 an der Seite, die derjenigen Seite gegenüberliegt, die der Bondstelle 103 zuzuführen ist, d. h. der Metalldraht 102A am Anfangswicklungsende des beschichteten Drahts 102 ist über eine Kerbe, die in der Seitenfläche (Flanschteil) der Spule 101 ausgebildet ist, mit dem Verbindungsanschluß 101A verbunden. Dieser Metalldraht 102A ist über den Verbindungsmetallbereich 101Ac mit dem Verbindungsanschluß 101A verbunden. Der Isolator 102B an der Oberfläche des Metalldrahts 102A am Anfangswicklungsende des beschichteten Drahts 102 wird durch Erwärmen oder auf chemische Weise entfernt. Der Verbindungsanschluß 101A, d. h. der Metalldraht 102A des beschichteten Drahts 102 ist über den Spulenhalter 108, die Drehwelle 108 desselben und die eigentliche Vorrichtung 109 mit dem Bezugspotential GND verbunden. Dieses Bezugspotential GND ist dasselbe wie das Bezugspotential GND der Bogenerzeugungseinheit 112.
  • Auf diese Weise ist die Spule 101 mit dem Verbindungsanschluß 101A zum Verbinden des Metalldrahts 102A mit dem Bezugspotential GND versehen, und der Metalldraht 102A am Anfangswicklungsende des beschichteten Drahts 102 ist mit diesem Verbindungsanschluß verbunden, wodurch der Metalldraht 102A über den Spulenhalter 108 usw. mit dem Bezugspotential GND verbunden werden kann, so daß der Metalldraht 102A des beschichteten Drahts 102 zuverlässig mit dem Bezugspotential GND verbunden werden kann.
  • Übrigens wird dank der Verbindung zwischen dem Metalldraht 102A des beschichteten Drahts 102 und dem Bezugspotential GND während der Herstellung der Metallkugel 102Aa eine ausreichende Potentialdifferenz zwischen dem elektrischen Bogenerzeuger 110D und dem Metalldraht 102A des beschichteten Drahts 102 auf der Zufuhrseite sichergestellt und elektrische Bögen können auf günstige Weise überschlagen, wodurch die Metallkugel 102Aa zuverlässig ausgebildet werden kann.
  • Wie es in den Fig. 13 und 14 dargestellt ist, wird das Bondwerkzeug 107 über einen Bondkopf (digitaler Bondkopf) 114 über einen Bondarm 107A gehalten. Obwohl es nicht dargestellt ist, ist in den Bondarm 107A ein Ultraschallschwinger eingebaut und er ist so ausgebildet, daß er das Bondwerkzeug 107 durch Ultraschall zum Schwingen bringt. Als Drahtbondsystem kann demgemäß ein Thermokompressionssystem und/oder ein Ultraschallschwingsystem unter optimalen Bedingungen für die Spezifikationen des beschichteten Drahts und des Bauelements verwendet werden, das dem Drahtbondvorgang zu unterziehen ist. Der Bondkopf 114 wird über einen X-Y-Tisch 117 auf einem Sockel 118 gehalten. Der Bondkopf 114 ist mit einem Verstellmechanismus versehen, der den Bondarm 107A vertikal (in Richtung eines Pfeils C mit zwei Spitzen) so verstellen kann, daß das Bondwerkzeug 107 dicht an die Bondstelle 103 und von dieser weg kommt. Dieser Verstellmechanismus besteht hauptsächlich aus einem Führungsteil 114A, einem Armverstellteil 114B, einem aufnehmenden Schraubenteil 114C, einem eingreifenden Schraubenteil 114D und einem Motor 114E. Das Führungsteil 114A ist so ausgebildet, daß es das Armverstellteil 114B in Richtung des Pfeils C verstellt. Der Motor 114E verdreht das Eingreifende Schraubenteil 114D, das aufnehmende Schraubenteil 114C, das in passendem Eingriff mit dem eingreifenden Schraubenteil 114D steht, wird durch die Drehung in Richtung des Pfeils C verstellt und das Armverstellteil 114B wird durch diese Verstellung in Richtung des Pfeils C verschoben.
  • Der vom Armverstellteil 114B gehaltene Bondarm 107A ist so ausgebildet, daß er sich um eine Schwenkachse 114F dreht. Das Verdrehen des Bondarms 107A um die Schwenkachse 114F wird durch ein elastisches Teil 114G kontrolliert. Die Kontrolle der Drehbewegung dur6h das elastische Teil 114G ist so geplant, daß dann, wenn das Bondwerkzeug 107 die Bondstelle 103 berührt hat, verhindert wird, daß die auf diese Bondstelle 103 unnötiger Druck ausgeübt wird wodurch eine Beschädigung oder Zerstörung der Bondstelle 103 vermieden ist.
  • Die Drahtklemmeinrichtung 106 kann den beschichteten Draht 102 festklemmen und sie ist so aufgebaut, daß sie die Zufuhr des beschichteten Drahts 102 steuert. Die Drahtklemmeinrichtung ist über Klemmarme 106A am Bondarm 107A befestigt.
  • Das Drahtführungsteil 105 ist so aufgebaut, daß der von der Spule 101 zugeführte beschichtete Draht 102 zur Bondstelle 103 geführt wird. Dieses Drahtführungsteil 105 ist am Klemmarm 106A angebracht.
  • Nahe dem Vorderende des beschichteten Drahts 102 in dessen Zufuhrrichtung und nahe dem Zufuhrweg des beschichteten Drahts 102 zwischen dem Bondwerkzeug 107 und der Bondstelle 103 sind Fluideinblasdüsen 110C einer Fluideinblasanordnung 119 so angeordnet, wie es in den Fig. 13, 14, 17 und 20 dargestellt ist. Die Fluideinblasdüsen 110C sind so aufgebaut, daß dann, wenn die Metallkugel 102Aa aus dem Metalldraht 102A am Vorderende des beschichteten Drahts 102 in Zufuhrrichtung desselben ausgebildet wird, ein Fluid oder Gas von der Fluidausblasanordnung 119 gegen den Ausbildungsbereich (den Metalldraht 102A und den Isolator 102B) geblasen wird. Wie es in Fig. 20 dargestellt ist, ist das von den Fluidausblasdüsen 110C ausgeblasene Gas so beschaffen, daß es den Isolator 102B wegbläst (120Ba), der durch Wärme geschmolzen und angehoben oder geschrumpft ist, den die elektrischen Bögen dann erzeugen, wenn die Metallkugel 102Aa aus dem Metalldraht 102A am Vorderende des beschichteten Drahts 102 ausgebildet wird.
  • Die Fluidausblasdüsen 110C können das Gas im wesentlichen gegen den Vorderendteil des Bondwerkzeugs 107 ausblasen, d. h. gegen den Vorderendteil des beschichteten Drahts 102, wie vorstehend ausgeführt, und sie sind beim vorliegenden Ausführungsbeispiel am Abdeckteil 110A befestigt. Wie es ihre in Fig. 14 und in Fig. 17 bis 19 konkret dargestellte Struktur zeigt, sind die Fluidausblasdüsen 110C so ausgebildet, daß sie Gas von der Hinterendseite zur Vorderendseite des beschichteten Drahts 102 ausblasen, um das schrumpfende Schmelzen des Isolators 102B zu verringern. Übrigens ist es bevorzugter, daß die Fluidausblasdüsen 110C nicht am Bondwerkzeug 107 befestigt sind. Wenn die Fluidausblasdüsen 110C am Bondwerkzeug 107 befestigt sind, wächst das Gewicht dieses Bondwerkzeugs 107 an, was die Belastung bei Ultraschallschwingungen desselben erhöht, wodurch sich das Bondvermögen im Verbindungsteil verschlechtert.
  • Als Fluid wird ein Gas wie N&sub2;, H&sub2;, He oder Ar oder Luft verwendet. Wie in Fig. 20 dargestellt, wird es von der Fluidausblasanordnung (Fluidquelle) 119 über einen Kühler 119A, einen Durchflußmesser 119B und eine Fluidförderleitung 119C zu den Fluidausblasdüsen 110C geliefert.
  • Die Kühleinrichtung 119A ist so ausgebildet, daß sie das Gas zwangsweise unter Normaltemperatur kühlt. Beispielsweise besteht sie aus einer elektronischen Kühleinrichtung, die den Peltier-Effekt verwendet. Obwohl es in Fig. 20 auf einfachste Weise dargestellt ist, ist die Fluidzuführleitung 119C so ausgebildet, daß zumindest ihr Abschnitt zwischen der Kühleinrichtung 119A und der Zuführöffnung für die Fluidausblasdüsen 110C durch einen Wärmeisolator 119D abgedeckt ist. D.h., daß der Wärmeisolator 119D vorhanden ist, damit sich die Temperatur des von der Kühleinrichtung 119A gekühlten Gases während des Förderns desselben durch die Fluidförderleitung 119C nicht ändert (damit der Kühlwirkungsgrad erhöht ist).
  • Als Alternativbeispiel für die Kühleinrichtung kann das von SANWA ENTERPRISES Co., Ltd. hergestellte Erzeugnis "COLDER" verwendet werden. Dieses Erzeugnis "COLDER" ist ein Bauteil, das Luft mit sehr niedriger Temperatur auf Grundlage des Prinzips einer Verwirbelung erzeugt, wobei die Temperatur der gekühlten Luft und die Auslaßrate der kalten Luft durch einfache Vorgänge eingestellt werden können. Dieses Bauteil "COLDER" kann sehr kalte Luft mit -50ºC lediglich dadurch erzeugen, daß Druckluft mit einer Eingangstemperatur von +15ºC bei einem Eingangsluftdruck von 7 kg/cm² angeschlossen wird. Es ist kompakt und weist kleinere Größe als eine elektronische Kühleinrichtung unter Verwendung des Peltiereffekts auf.
  • Außerdem besteht dann, wenn das Bauteil "COLDER" zusammen mit einer Kühleinrichtung unter Verwendung des Peltier-Effekts verwendet wird, die Wirkung, daß die gesamte Kühleinrichtung, wie sie vorstehend beschrieben wurde, kleinere Größe und kleineres Gewicht aufweisen kann.
  • Indessen ist die mit der Saugeinheit 111 verbundene Saugleitung 110E an einer Position angeordnet, die sich dicht am Vorderende des beschichteten Drahts 102 in dessen Zufuhrrichtung befindet und die den Fluidausblasdüsen 110C gegenübersteht, wobei der geschmolzene und geschrumpfte Teil des Isolators 102B des beschichteten Drahts 102 dazwischenliegt. Obwohl diese Saugleitung 110E auch als elektrischer Leiter zum Verbinden des elektronischen Bogenerzeugers 110D mit der Bogenerzeugungseinheit 112 verwendet wird, wie oben ausgeführt, ist es prinzipiell beabsichtigt, den geschmolzenen und geschrumpften Isolator 102Ba des beschichteten Drahts 102, wie er durch die Fluidausblasdüsen 110C weggeblasen wurde, abzusaugen. Der durch die Saugleitung 110E abgesaugte Isolator 102Ba wird durch die Saugeinheit 111 abgezogen.
  • Nachfolgend wird das Kugelbondverfahren des vorliegenden Ausführungsbeispiels kurz erläutert.
  • Zunächst werden, wie es in den Fig. 13, 14, 17 und 20 dargestellt ist, das Bondwerkzeug 107 und der Vorderendteil des beschichteten Drahts 102 in Zufuhrrichtung desselben, wie er über die Seite der Preßfläche des Bondwerkzeugs übersteht, durch das Abdeckteil 110A abgedeckt. Die Abdeckung wird auf solche Weise erzielt, daß das Abdeckteil 110A durch den durch die Antriebsquelle 110K betätigten Verstellmechanismus in Richtung des Pfeils A verstellt wird. Außerdem kann die Abdeckung durch das Abdeckteil 110A sowohl den elektrischen Bogenerzeuger 110D als auch die Fluidausblasdüsen 110C nahe dem Vorderende des beschichteten Drahts 102 anordnen.
  • Zweitens werden, wie dies durch Fig. 20 veranschaulicht ist, elektrische Bögen zwischen dem elektrischen Bogenerzeuger 110D und dem Metalldraht 102A am Vorderende des beschichteten Drahts 102 in Zufuhrrichtung desselben zum Überschlagen gebracht, um aus dem Metalldraht 102A die Metallkugel 102Aa zu erzeugen. Die Wärme der elektrischen Bögen zum Ausbilden der Metallkugel 102Aa schmilzt den Isolator 102B am Vorderende des beschichteten Drahts 102 in Zufuhrrichtung desselben und hebt ihn an oder führt zu dessen Schrumpfung. D.h., daß der Isolator 102B am Vorderende des beschichteten Drahts 12 in Zufuhrrichtung desselben entfernt wird, um den Metalldraht 102A freizulegen.
  • Wie in Fig. 23 (Diagramm der Beziehung zwischen der Energie der elektrischen Bögen und dem Ausmaß des schrumpfenden Schmelzens des Isolators) dargestellt, wird die Metallkugel 102Aa innerhalb einer kurzen Zeitspanne ausgebildet. In dieser Figur repräsentiert die Abszisse die elektrische Entladungszeit Tc [ms] der elektrischen Bögen, während die Ordinate die Stromstärke Ic [mA] und das Ausmaß des schrumpfenden Schmelzens L [mm] des Isolators 102B des beschichteten Drahts 102 repräsentiert. Die in Fig. 23 angegebenen Daten geben das Ausmaß des schrumpfenden Schmelzens L [mm] des Isolators (Polyurethanharz) 102B an, wie es erforderlich ist, um eine Metallkugel 102Aa aus dem beschichteten Draht 102 mit einem Durchmesser b von 60 [um] in einem Fall auszubilden, bei dem die Umgebungstemperatur die Normaltemperatur von 25 [ºC] ist, wobei der Durchmesser w des Metalldrahts (Au) 102A des beschichteten Drahts 102 25 [um] ist und wobei die Spannung [V] 1400 [V] oder 2200 [V] beträgt. Wie es im Diagramm dargestellt ist, nimmt das Ausmaß des schrumpfenden Schmelzens des Isolators 102B des beschichteten Drahts 102 stärker ab (wie durch eine dicke, durchgezogene Linie dargestellt), wenn die Metallkugel 102Aa in kürzerer Zeit und mit höherer Energie ausgebildet wird (in einem Bereich, in dem sowohl der Strom als auch die Spannung höher sind). Als Ergebnis eines grundsätzlichen Versuchs durch die Erfinder konnte in einem kunststoffvergossenen Halbleiter-Bauelement 120 mit hoher Packungsdichte, bei dem die Anzahl von Zuleitungen 102D, d. h. die Anzahl von Stiften ungefähr 100 betrug, die Metallkugel 102Aa in einer kurzen Zeit von 100-1000 [us] hergestellt werden und das Ausmaß des schrumpfenden Schmelzens L des Isolators 102B des beschichteten Drahts 102 konnte in einen Bereich kleiner Werte von 0,2-0,4 [mm] unterdrückt werden. Das Ausmaß des schrumpfenden Schmelzens L des Isolators wird durch das Erfordernis festgelegt, daß der beschichtete Draht aufgrund des geschmolzenen und geschrumpften Teils der Beschichtung nicht bis zum benachbarten Draht weitergeht und daß der äußere Teil des Halbleiterpellets nicht mit dem geschmolzenen und geschrumpften Teil der Beschichtung in Berührung kommt oder mit diesem in einem verbundenen Zustand steht. Das Herstellen der Metallkugel 102Aa auf diese Weise in kürzerer Zeit und mit höherer Energie kann dadurch realisiert werden, daß die Erzeugung der elektrischen Bögen stabilisiert wird, wie oben beschrieben, d. h. durch Setzen des elektrischen Bogenerzeugers 110D auf negatives Potential (-) und des Metalldrahts 102A des beschichteten Drahts 102 auf positives Potential (+).
  • Darüber hinaus wird beim Herstellen der Metallkugel 102Aa das Gas aus der Fluidausblasanordnung 119 durch die Fluidausblasdüsen 110C, die zusammen mit dem Abdeckteil 110A angeordnet wurden, gegen den schmelzenden und schrumpfenden Isolator 102B des beschichteten Drahts 102 geblasen, wodurch der Isolator 102B weggeblasen wird, wie in Fig. 20 veranschaulicht. Der weggeblasene Isolator 102Ba wird durch die Saugleitung 110 von der Saugeinheit 111 abgezogen.
  • Das Gas aus den Fluidausblasdüsen 110C wurde durch die in Fig. 20 dargestellte Kühleinrichtung 119A auf ungefähr 0 bis -10 [ºC] abgekühlt. Fig. 24 veranschaulicht die Beziehung zwischen der Temperatur Tg [ºC] des Gases (Abszisse) und dem Ausmaß des schrumpfenden Schmelzens L [mm] des Isolators 102B des beschichteten Drahts 102 (Ordinate). Die Strömungsrate Q des Gases aus den Fluidausblasdüsen 110C beträgt 0,5 -2,5 [Lit./Min.]. Wie in der Figur dargestellt, ist das Ausmaß des schrumpfenden Schmelzens L des Isolators 102B des beschichteten Drahts 102 kleiner, wenn die Temperatur des Gases aus den Fluidausblasdüsen 110C kleiner ist. D.h., daß, da das von der Kühleinrichtung 119A gekühlte Gas den Metalldraht 102A und den Isolator 102B des beschichteten Drahts 102, das Bondwerkzeug 107 usw. zwangsweise kühlen kann, der Isolator 102B nur in demjenigen Bereich geschmolzen werden kann, in dem die elektrischen Bögen auftreten, um das Ausmaß des schrumpfenden Schmelzens des Isolators 102B zu verringern.
  • Anschließend wird das Abdeckteil 110A in Richtung des Pfeils A (in der Richtung entgegengesetzt zur vorstehenden) zusammen sowohl mit dem elektrischen Bogenerzeuger 110D als auch den Fluidausblasdüsen 110C verstellt.
  • Anschließend wird die am Vorderende des beschichteten Drahts 102 in Zufuhrrichtung desselben ausgebildete Metallkugel 102Aa zur Preßfläche des Bondwerkzeugs 107 hingezogen.
  • Danach wird das Bondwerkzeug 107 in diesem Zustand nahe an die Bondstelle 103 gebracht und, wie es durch das in Fig. 16 gestrichelte Bondwerkzeug 107 angedeutet ist, wird die am Vorderende des beschichteten Drahts 102 in Zufuhrrichtung desselben ausgebildete Metallkugel 102Aa mit dem externen Anschluß 120Aa des Halbleiterchips 120A verbunden (erster Bondvorgang). Die Verbindungsherstellung für die Metallkugel 102Aa wird durch die Ultraschallschwingungen und die Thermokompression (oder einen dieser Effekte) des Bondwerkzeugs 7 herbeigeführt.
  • Im nächsten Schritt wird, wie dies in Fig. 16 dargestellt ist, der Metalldraht 102A am Hinterende des beschichteten Drahts 102 durch das Bondwerkzeug 107 mit der Zuleitung 102D verbunden (zweiter Bondvorgang). Das Verbinden der Hinterendseite des beschichteten Drahts 102 wird durch Ultraschallschwingungen und Thermokompression (oder nur durch den ersteren dieser Effekte) des Bondwerkzeugs 107 herbeigeführt. Was die Verbindungsherstellung der Hinterendseite des beschichteten Drahts 102 betrifft, ist der Verbindungsteil des beschichteten Drahts 102 zuvor mit dem Isolator 102B beschichtet. Durch die Ultraschallschwingungen des Bondwerkzeugs 107 wird jedoch der Isolator 102B nur im Verbindungsteil zerstört, um den Metalldraht 102A freizulegen. Der Isolator (im Fall von Polyurethanharz) 102B des beschichteten Drahts 102 sollte vorzugsweise eine Filmdicke von ungefähr 0,2-3 [um] aufweisen, wobei sich jedoch der Dickenwert etwas abhängig von der Energie der Ultraschallschwingungen oder der Kraft bei der Thermokompression durch das Bondwerkzeug 107 ändert. Insbesondere beträgt die optimale Dicke des Films des Isolators 102B ungefähr 0,2-1,0 [um]. Wenn die Dicke des Isolators 102B des beschichteten Drahts 102 weniger als 0,2 [Mm] beträgt, ist die Spannungsfestigkeit des Isolators 102 gering. Darüber hinaus kann der Isolator 102B dann, wenn die Dicke desselben am beschichteten Draht 102 größer als 1,0 [um] ist, nur schwer durch die Ultraschallschwingungen des Bondwerkzeugs 107 zerstört werden, und dann, wenn die Dicke des Isolators 102B größer als 3,0 [um] ist, wird er nicht zerstört. Daher wird die Verbindung zwischen dem Metalldraht 102A des beschichteten Drahts 102 und der Zuleitung 102D mangelhaft.
  • Anschließend wird das Bondwerkzeug 107 wegbewegt (bei dieser Gelegenheit wird der beschichtete Draht 102 durchtrennt), wodurch der Bondprozeß abgeschlossen wird, wie in Fig. 16 dargestellt.
  • Auf diese Weise werden bei einer Bondtechnologie, bei der die Metallkugel 102Aa am Vorderende des beschichteten Drahts 102 ausgebildet wird, die Fluidausblasdüsen 110C (ein Teil der Fluidausblasanordnung 119) zum Ausblasen des Gases gegen den Vorderendteil des beschichteten Drahts 102 nahe dem Vorderende des beschichteten Drahts 102 angeordnet, wodurch der schmelzende und schrumpfende Isolator 102B des beschichteten Drahts 102 weggeblasen werden kann, so daß verhindert werden kann, daß sich am beschichteten Draht 102 Isolatorperlen ausbilden. Im Ergebnis wird ein Einklemmen des beschichteten Drahts 102 im Bondwerkzeug 107, hervorgerufen durch Isolatorperlen, verhindert und der beschichtete Draht 102 kann zur Preßfläche des Bondwerkzeugs 107 gezogen werden, damit das Kugelbonden erfolgen kann, und Boridmängel sind vermeidbar.
  • Außerdem werden bei der Bondtechnologie, bei der die Metallkugel 102Aa am Vorderende des beschichteten Drahts 102 ausgebildet wird, die Fluidausblasdüsen 110C (die Fluidausblasanordnung 119) wie vorstehend angegeben angeordnet, und die Saugleitung 110E (die Saugeinheit 111), die den vom Gasstrom von den Fluidausblasdüsen 110C weggeblasenen Isolator 102B des beschichteten Drahts 102 wegzieht, ist nahe dem Vorderende des beschichteten Drahts 102 angeordnet, wodurch der schmelzende und schrumpfende Isolator 102B des beschichteten Drahts 102 weggeblasen werden kann, um die Ausbildung von Isolatorperlen am beschichteten Draht 102 zu verhindern und um den vorstehend beschriebenen Bondmangel zu verhindern, und darüber hinaus wird verhindert, daß der weggeblasene Isolator 102Ba an der Bondstelle zerstreut wird, so daß Bondmängel, die zerstreutem Isolator 102Ba zuzuordnen sind, vermeidbar sind. Bondmängel, die verstreutem Isolator 102Ba zuzuordnen sind, kennzeichnen z. B. einen Fall, bei dem der Isolator 102Ba an die Position des externen Anschlusses 120Aa des Halbleiterchips 120A oder die Zuleitung 120D und den Metalldraht 102A des beschichteten Drahts 102 verstreut ist, so daß die Kontinuität zwischen diesen beiden verschlechtert ist.
  • Ferner sind bei der Bondtechnologie, bei der die Metallkugel 102Aa am Vorderende des beschichteten Drahts 102 ausgebildet wird, die Fluidausblasdüsen 110C (die Fluidausblasanordnung 119) wie oben ausgeführt vorhanden und die Kühleinrichtung 119A zum Kühlen des Gases der Fluidausblasdüsen 110C ist vorhanden, wodurch das schrumpfende Schmelzen des Isolators 102B des beschichteten Drahts 102 deutlich verringert wird, wobei selbst dann, wenn der Isolator 102B geschmolzen und geschrumpft ist, derselbe weggeblasen werden kann, so daß eine Ausbildung von Isolatorperlen am beschichteten Draht 102 vermieden ist und Bondmängel vermeidbar sind, wie vorstehend beschrieben.
  • Ferner wird bei der Bondtechnologie, die einen beschichteten Draht 102 verwendet, die Metallkugel 102Aa an der Vorderendseite des beschichteten Drahts 102 in Zufuhrrichtung desselben ausgebildet und sie wird mit dem externen Anschluß 120Aa des Halbleiterchips 120A verbunden, während die Hinterendseite des beschichteten Drahts 102 in Zufuhrrichtung desselben in Kontakt mit der Zuleitung 120D gebracht wird, der Isolator 102B im Kontaktteil zerstört wird und der Metalldraht 102 an der anderen Endseite des beschichteten Drahts 102 mit der Zuleitung 120D verbunden wird, wodurch der Isolator 102B entfernt werden kann, ohne einen Isolatorentfernbrenner zu verwenden, der den Isolator 102B an der Hinterendseite des beschichteten Drahts 102 entfernt, so daß demgemäß der Isolatorentfernbrenner und die Verstellmechanismen und Steuereinrichtungen für denselben weggelassen werden können. Im Ergebnis kann die Struktur der Bondvorrichtung vereinfacht werden.
    • Ausführungsbeispiel 6
  • Das Ausführungsbeispiel 6 ist ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem der Aufbau der Fluidausblasanordnung der Kugelbondvorrichtung geändert ist.
  • Die wesentlichen Teile der Kugelbondvorrichtung, die das Ausführungsbeispiel 6 der Erfindung bilden, sind in Fig. 25 (Teilschnittansicht) und Fig. 26 (Draufsicht in Richtung des Pfeils XXVI in Fig. 25) dargestellt.
  • Wie es in den Fig. 25 und 26 dargestellt ist, ist die Fluidausblasdüse 110C der (nicht dargestellten) Fluidausblasanordnung 119 beim vorliegenden Ausführungsbeispiel so aufgebaut, daß eine U-förmige Fluidförderleitung mit Poren zum Ausblasen des Gases vorhanden ist. Diese Fluidausblasdüse 110C in Form des Buchstabens U ist an der eigentlichen Bondvorrichtung, z. B. dem X-Y-Tisch 117 befestigt.
  • Das Saugrohr 110E der (nicht dargestellten) Saugeinheit 111 ist in derjenigen Richtung ausgerichtet, in der das Gas von der U-förmigen Fluidausblasdüse 110C ausgeblasen wird. Entsprechend wie die Fluidausblasdüse 110C ist die Saugleitung 110E an der eigentlichen Bondvorrichtung, z. B. dem X-Y-Tisch 117 befestigt.
  • Der elektrische Bogenerzeuger 110D ist so aufgebaut, daß er sich in Richtung des Pfeils A bewegt und dreht, in wesentlichen auf dieselbe Weise wie beim Ausführungsbeispiel 5. D.h., daß der elektrische Bogenerzeuger 110D so ausgebildet ist, daß er sich in eine Position bewegt, in der das Gas von der Fluidausblasdüse 110C ausgeblasen wird, wenn die Metallkugel 102Aa am Vorderende des beschichteten Drahts 102 in Zufuhrrichtung desselben ausgebildet wird, und er nachfolgend von der Position wegbewegt wird, wenn die Bondkugel 102Aa angebondet wird. Die Bewegung des elektrischen Bogenerzeugers 110D wird durch einen Verstellmechanismus 110L bewirkt, der an der eigentlichen Bondvorrichtung, z. B. dem X-Y-Tisch 117 befestigt ist.
  • Die Fluidausblasdüse 110C, die Saugleitung 110E und der elektrische Bogenerzeuger 110D sind direkt an der eigentlichen Bondvorrichtung befestigt, da das beim Ausführungsbeispiel 5 vorhandene Abdeckteil 110A nicht vorhanden ist.
  • Bei der so aufgebauten Kugelbondvorrichtung kann die Bedienperson den Vorderendteil betrachten, wenn die Metallkugel 102Aa am Vorderende des beschichteten Drahts 102 in Zufuhrrichtung desselben ausgebildet wird. Daher ist es möglich, den Erzeugungszustand der elektrischen Bögen, den Ausblaszustand des Gases aus der Fluidausblasdüse 110C, den Aufsaugzustand für den durch das Gas verstreuten Isolator 102B usw. zu optimieren.
  • Die Erfindung ist nicht auf ein kunststoffvergossenes Halbleiter-Bauelement beschränkt, sondern sie ist auf die Halbleitertechnologie eines Halbleiter-Bauelements mit Keramikgehäuse anwendbar.

Claims (12)

1. Verfahren zum Anbonden eines Metalldrahts an ein Halbleiter-Bauelement, das einen Halbleiterchip (12A, 120A) mit mindestens einem Bondort (12Aa, 120Aa) auf einer seiner Hauptflächen und mindestens eine Zuleitung, (12D, 120D) aufweist; welches Verfahren eine Bondeinrichtung mit einem Bondtisch (3, 113), eine Kapillare (7, 107), eine Spule (12, 101) mit einem aufgewickelten Draht (2, 102), der mit einem Isolierfilm aus organischem Harz (2B, 102B) beschichtet ist, und eine Entladeelektrode (10, 110D) verwendet und das folgende Schritte aufweist:
(a) Anordnen des Chips (12A, 120A) auf dem Bondtisch (3, 113);
(b) Bewirken, daß ein Ende des Drahts (2, 102) durch die Kapillare (7, 107) hindurch vorsteht;
(c) Erzeugen einer Bogenentladung zwischen dem einen Ende des Drahts (2, 102), das über die Kapillare (7, 107) übersteht, und der Elektrode (10, 110D) durch Anlegen eines ersten elektrischen Potentials an das andere Ende des auf die Spule (12, 101) aufgewickelten Drahts (2, 102) und eines zweiten elektrischen Potentials an die Elektrode (10, 110D), um eine Kugel am einen Ende des Drahts (2, 102) auszubilden; und dann
(d) Anbonden des Drahts an den Bondort durch Andrücken der Kugel gegen den Bondort unter Verwendung der Kapillare (7);
dadurch gekennzeichnet, daß:
- der Schritt (c) ausgeführt wird, während Dampf des organischen Harzes (2B, 102B), der durch die Wärme der Bogenentladung erzeugt wird, durch eine Abpumpdüse (16, 110E) abgepumpt wird, die neben dem einen Ende des Drahts (2, 102) liegt, um zu verhindern, daß der Dampf an oder in der Kapillare (7, 107) kondensiert.
2. Verfahren zum Anbonden eines Metalldrahts an ein Halbleiter-Bauelement, das einen Halbleiterchip (12A, 120A) mit mindestens einem Bondort (12Aa, 120Aa) auf einer seiner Hauptflächen und mindestens eine Zuleitung (12D, 120D) aufweist; welches Verfahren eine Bondeinrichtung mit einem Bondtisch (3, 113), eine Kapillare (7, 107), eine Spule (12, 101) mit einem aufgewickelten Draht (2, 102), der mit einem Isolierfilm aus organischem Harz (2B, 102B) beschichtet ist, und eine Entladeelektrode (10, 110D) verwendet und das folgende Schritte aufweist:
(a) Anordnen des Chips (12A, 120A) auf dem Bondtisch (3, 113);
(b) Bewirken, daß ein Ende des Drahts (2, 102) durch die Kapillare (7, 107) hindurch vorsteht;
(c) Erzeugen einer Bogenentladung zwischen dem einen Ende des Drahts (2, 102), das über die Kapillare (7, 107) übersteht, und der Elektrode (10, 110D) durch Anlegen eines ersten elektrischen Potentials an das andere Ende des auf die Spule (12, 101) aufgewickelten Drahts (2, 102) und eines zweiten elektrischen Potentials an die Elektrode (10, 110D), um eine Kugel am einen Ende des Drahts (2, 102) auszubilden; und dann
(d) Anbonden des Drahts an den Bondort durch Andrücken der Kugel gegen den Bondort unter Verwendung der Kapillare (7, 107);
(e) Entfernen des Isolierfilms (2B, 112B) des Drahts durch Verdampfen des Isolierfilms (2B, 112B) mit Wärme über eine vorgegebene Länge an einem vorgegebenen Punkt des Drahts (2, 102) zwischen dem einen und dem anderen Ende des Drahts (2, 102), wie an der Zuleitung anzubonden, während das andere Ende des Drahts (2, 102) aus der Kapillare heraussteht; und dann
(f) Verbinden des vorgegebenen Punkts des Drahts (2, 102) durch Keilbonden mit der Zuleitung durch Andrücken des vorgegebenen Punkts des Drahts (2, 102) mit der Kapillare gegen die Zuleitung;
dadurch gekennzeichnet, daß:
- der Schritt (e) ausgeführt wird, während Dampf des organischen Harzes (2B, 102B), der durch die Wärme, der Bogenentladung erzeugt wird, durch eine Abpumpdüse (16, 110E) abgepumpt wird, die neben dem einen Ende des Drahts (2, 102) liegt, um zu verhindern, daß der Dampf an oder in der Bondeinrichtung kondensiert.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem das erste elektrische Potential positiv in bezug auf das zweite elektrische Potential ist.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Schritte (c) und (d) ausgeführt werden, während das andere Ende des Drahts (2, 102) mit gemeinsamem, elektrischem Massepotential der Bondeinrichtung verbunden ist, um eine unerwünschte Entladung zwischen dem Draht (2, 102) und der Bondeinrichtung zu verhindern.
5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem die gemeinsame Masse elektrisch der Masse eines Bogengenerators zum Erzeugen des ersten und zweiten Potentials gemeinsam ist.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Spule (12, 101) aus Metall besteht.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Spule (12, 101) aus Aluminium besteht.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Draht (2, 102) aus Gold besteht.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der dünne Isolierfilm aus Polyurethanharz besteht.
10. Vorrichtung zum Anbonden eines mit einem organischen Isolierfilm beschichteten Metalldrahts an ein elektronisches Bauelement, das einen Halbleiterchip (12A, 120A) mit mindestens einem Bondort (12Aa, 120Aa) auf einer seiner Hauptflächen und mindestens eine Zuleitung (12D, 120D) aufweist; welche Vorrichtung folgendes aufweist:
(a) einen Drahtbondtisch (3, 113) zum Aufnehmen des Chips (12A, 120A)
(b) einen Bonddraht (2, 102), der mit einem organischen Isolierfilm (2B, 102B) beschichtet und auf einer Spule (12, 101) aufgewickelt ist, und mit einer Bondkapillare (7, 107), die so angeordnet ist, daß ein Ende des Drahts (2, 102) aus ihrer unteren Spitze durch ihre Bohrung hindurch vorstehen kann;
(c) eine Entladeelektrode (10, 110D) über dem Tisch;
(d) einen Bogen-Spannungsgenerator zum Erzeugen einer Bogenentladung über einen Spalt zwischen dem einen Ende des durch die Kapillare (7, 107) hindurch vorstehenden Drahts (2, 102) und der Elektrode (10, 110D) durch Anlegen eines ersten elektrischen Potentials an den Draht (2, 102) über das andere Ende des auf die Spule (12, 101) aufgewickelten Drahts (2, 102), und eines zweiten elektrischen Potentials an die Elektrode, um dadurch am einen Ende des Drahts (2, 102) eine Kugel auszubilden; und
(e) eine Steuereinrichtung zum Anbonden des Drahts (2, 102) am Bondort an den Chip (12A, 120A) durch Andrücken der Kugel mit der unteren Spitze der Kapillare (7, 107) gegen den Ort;
dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ferner eine Abpumpdüse (16, 110E) neben der unteren Spitze der Kapillare (7, 107) zum Abpumpen von Dampf des organischen Films (2B, 102B) aufweist, wie er durch die Hitze der Bogenentladung erzeugt wird.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, ferner mit:
(g) einem Brenner (15) zum Erzeugen von Wärme zum Entfernen des Isolierfilms (2B, 102B) über eine vorgegebene Länge an einem vorgegebenen Punkt des Drahts (2, 102) zwischen dem einen und dem anderen Ende des Drahts (2, 102),' der durch die Kapillare einem Keilbondvorgang zu unterziehen ist;
(h) einer weiteren Abpumpdüse (16) zum Abpumpen von Dampf des Isolierfilms (2B, 102B), wie er durch die Wärme während des Entfernens des Isolierfilms (2B, 102B) am vorgegebenen Punkt des Drahts (2, 102) erzeugt wird, um zu verhindern, daß Dampf an oder in der Bondeinrichtung kondensiert.
12. Vorrichtung zum Anbonden eines mit einem, organischen Isolierfilm beschichteten Metalldrahts an ein elektronisches Bauelement, das einen Halbleiterchip (12A, 120A) mit mindestens einem Bondort (12Aa, 120Aa) auf einer seiner Hauptflächen und mindestens eine Zuleitung (12D, 120D) aufweist;
welche Vorrichtung folgendes aufweist:
(a) einen Drahtbondtisch (3, 113) zum Aufnehmen des Chips (12A, 120A)
(b) einen Bonddraht (2, 102), der mit einem organischen Isolierfilm (2B, 102B) beschichtet und auf einer Spule (12, 101) aufgewickelt ist, und mit einer Bondkapillare (7, 107), die so angeordnet ist, daß ein Ende des Drahts (2, 102) aus ihrer unteren Spitze durch ihre Bohrung hindurch vorstehen kann;
(c) eine Entladeelektrode (10, 110D) über dem Tisch;
(d) einen Bogen-Spannungsgenerator zum Erzeugen einer Bogenentladung über einen Spalt zwischen dem einen Ende des durch die Kapillare (7, 107) hindurch vorstehenden Drahts (2, 102) und der Elektrode (10, 110D) durch Anlegen eines ersten elektrischen Potentials an den Draht (2, 102) über das andere Ende des auf die Spule (12, 101) aufgewickelten Drahts (2, 102), und eines zweiten elektrischen Potentials an die Elektrode, um dadurch am einen Ende des Drahts (2, 102) eine Kugel auszubilden; und
(e) eine Steuereinrichtung zum Anbonden des Drahts (2, 102) am Bondort an den Chip (12A, 120A) durch Andrücken der Kugel mit der unteren Spitze der Kapillare (7, 107) gegen den Ort; dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ferner folgendes aufweist:
(f) einen Brenner (15) zum Erzeugen von Wärme zum Entfernen des Isolierfilms (2B, 102B) über eine vorgegebene Länge an einem vorgegebenen Punkt des Drahts (2, 102) zwischen dem einen und dem anderen Ende des Drahts (2, 102), der durch die Kapillare einem Keilbondvorgang zu unterziehen ist, während das eine Ende des Drahts (2, 102) aus der unteren Spitze der Kapillare (7, 107) hervorsteht;
(g) eine Abpumpdüse (16) zum Abpumpen von Dampf des Isolierfilms (2B, 102B), wie er durch die Wärme während des Entfernens des Isolierfilms (2B, 102B) am vorgegebenen Punkt des Drahts (2, 102) erzeugt wird, um zu verhindern, daß Dampf an oder in der Bondeinrichtung kondensiert; und
(h) eine Steuereinrichtung zum Ausführen eines Keilbondvorgangs zwischen dem vorgegebenen Punkt des Drahts (2, 102) und der Zuleitung durch Andrücken des vorgegebenen Punkts des Drahts (2, 102) an die Zuleitung mit Hilfe der Kapillare (7, 107).
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