DE3915472C2 - Bondvorrichtung - Google Patents

Bondvorrichtung

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DE3915472C2
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Jong-Whan Kim
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bondvorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art.
Eine bekannte Bondvorrichtung oder Wire-Bonder ist, wie Fig. 1 zeigt, derart aufgebaut, daß ein zu einer Spule 2 aufgewickelter Draht 20 durch eine Abdeckung 1 gegen die äußere Atmosphäre geschützt ist, und dieser Draht wird durch ein Abzugsrohr 3 durch die Mitte der Spule 2 abgezogen und anschließend durch mehrere Klemmen 4 abgestützt und geführt. Anschließend durchläuft der Draht ein Kapillarrohr 5, das benachbart der Klemme angeordnet ist, und dieses Kapillarrohr führt den Verdrahtungsvorgang aus, indem es sich zwischen dem Anschlußrahmen und dem Kontaktierungsblättchen eines Halbleiterchips bewegt und den Zwischenraum mit Draht überspannt. Dieser bekannte Wire-Bonder weist den Nachteil auf, daß die Abdeckung den Draht nicht vollständig gegen die Umgebungsatmosphäre abschirmt, so daß eine beachtliche Oxidation des Drahtes auftreten kann. Für diese Technik wurde daher bislang vornehmlich Golddraht verwendet, der jedoch ein erheblicher Kostenfaktor bei der Herstellung von Halbleiteranordnungen und insbesondere integrierten Schaltungen ist. Wenn man Kupferdraht verwendet, der aufgrund seiner Materialeigenschaften eine höhere mechanische Festigkeit hat, verbleibt jedoch das Problem, daß Kupferdraht, insbesondere bei erhöhten Temperaturen, leicht oxidiert, wodurch die mit ihm hergestellte Anschlußverbindung in ihrer Festigkeit leidet.
Zur Beseitigung dieses Problems ist aus der JP-OS 61-159743 ein Wire-Bonder der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art bekannt, der eine gesonderte Vorrichtung zum Erwärmen des von der Spule und über das Abzugsrohr abgezogenen Drahtes auf eine hohe Temperatur unter Zufuhr eines reduzierenden Gases aufweist. Diese Vorrichtung besteht aus einem Zylinder, der den zu erwärmenden Draht umgibt und in den reduzierendes Gas zur Beaufschlagung des Drahtes sowie anschließend ein inertes Gas zum Kühlen des Drahtes eingeleitet wird. Unterhalb der Kapillarvorrichtung mündet ein weiteres Gaszuführungsrohr, um das mit Hilfe der Schmelzvorrichtung geschmolzene freie Ende des Drahtes mit einer reduzierenden oder inerten Gasatmosphäre zu umgeben.
Aus der JP-OS 60-7137 ist ein Wire-Bonder bekannt, bei dem unterhalb der Kapillarvorrichtung an zwei einander gegenüberliegenden Seiten Gaszuführungsrohre münden, um das von der Schmelzvorrichtung am freien Ende des Drahtes gebildete Kügelchen in einer inerten Gasatmosphäre zu halten.
Aus der JP-OS 62-16536 ist ein Wire-Bonder bekannt, bei dem die Spule für den Draht in einem diese umgebenden Gehäuse angeordnet ist. Ein Abzugsrohr für den Draht durchsetzt zentrisch die Spule. Das Abzugsrohr wird mit von einer Luftzuführungseinrichtung zugeführter Druckluft beaufschlagt, wodurch an der trichterförmigen Einzugsöffnung für den Draht des Abzugsrohres ein Unterdruck erzeugt wird, wodurch der Draht zuerst in das Abzugsrohr eingesaugt und dann mit Hilfe der zugeführten Druckluft aus dem Gehäuse heraus gefördert wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Bondvorrichtung der genannten Art so auszubilden, daß bei einfacher konstruktiver Ausbildung eine Oxidation des von der Spule zuzuführenden Drahtes verhindert wird.
Bei einer Bondvorrichtung der genannten Art ist diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Die erfindungsgemäße Bondvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß bereits in dem die Spule des Drahtes enthaltenden Gehäuse eine Atmosphäre aus reduzierendem Gas gebildet und aufrechterhalten wird, wodurch ein Oxidieren des auf der Spule aufgewickelten Drahtes verhindert wird.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines herkömmlichen Wire- Bonders;
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Aus­ führungsform der Erfindung;
Fig. 3 eine vergrößerte Detaildarstellung des Mündungsbe­ reiches der Kapillarvorrichtung in dem System nach Fig. 2 und
Fig. 4A bis 4E schematische Darstellungen verschiedener Stufen im Betriebsablauf des Wire-Bonders nach den Fig. 2 und 3.
In der folgenden Beschreibung sind jene Elemente, die unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bereits erläutert worden sind, mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Fig. 2 zeigt einen Verteiler 6, der in einem inneren oberen Abschnitt einer Abdeckung bzw. eines Gehäuses 1 angeordnet und mit einem Gasbehälter 9 über eine Gasleitung 8 und einen Anschlußstutzen 7 verbunden ist. Ein Gasströmungsregler 10 und ein Elektromagnetventil 11 befinden sich in der Gas- oder Rohrleitung 8, und das Elektromagnetventil 11 dient dazu, periodisch für 10 Sekunden zu öffnen und für 20 Sekunden zu schließen. Die Steuerung dieser Vorgänge erfolgt durch einen Zeitgeber 12. Der Zeitgeber kann beispielsweise einen elektronischen Zeitgeber 12a und einen Verstärker 12b enthalten, die miteinander verbunden sind und von denen letzterer das Öffnen und Schließen des Elektromagnetventils 11 bewirkt. Weiterhin sind, wie Fig. 3 zeigt, Gaszuführungsrohre 31 und 32 zu beiden Seiten einer Kapillarvorrichtung 5 angeordnet, durch die der zu verschweißende Draht 20 zugeführt wird. Eine Schmelzvorrichtung, beispielsweise ein Funkenerzeuger 30, befindet sich an der Unterseite eines der Gaszuführungsrohre, gemäß Fig. 3 unterhalb des Gaszuführungsrohres 32, und das Ende der Schmelzvorrichtung ist gerade unterhalb der Mündung der Kapillarvorrichtung 5 angeordnet.
Der auf die Spule 2 unter der Abdeckung 1 gewickelte Draht 20 wird durch ein Abzugsrohr 3 hindurch abgezogen und dann durch eine Anzahl von Klemmen 4 oder anderer geeigneter Führungseinrichtungen der Kapillarvorrichtung 5 zugeführt. Unter der Steuerung durch den Zeitgeber 12, der das Elektromagnetventil 11 periodisch öffnet und schließt, wird ein in dem Gasbehälter 9 enthaltenes reduzierendes Gas durch den Gasströmungsregler 10 intermittierend in den Raum unter der Abdeckung 1 eingeleitet, d. h. für 10 Sekunden strömt Gas zu, gefolgt von einer Pause von 20 Sekunden und einer erneuten Gaseinleitphase von 10 Sekunden, u.s.f.
Als reduzierendes Gas kann ein Gemisch aus Wasserstoff und Stickstoff oder aus Wasserstoff und Argon verwendet werden.
Die Gaszuführmenge wird durch den Gasströmungsregler 10 derart gesteuert, daß der Gasdruck unter der Abdeckung 1 eine solche Größe erreicht, daß der Draht 20 von der Spule 2 sanft abgegeben wird. Das in den Innenraum unter der Abdeckung 1 eingeleitete Gas wird von dem Verteiler 6 um die Spule herum verteilt, ohne daß die zugeführte Gasströmung direkt auf den Draht 20 aufprallt, und eine Oxidation des Drahtes 20 wird verhindert, indem die Umgebungsatmosphäre des Drahtes 20 im Raum unter der Abdeckung 1 mit dem Gas gefüllt wird.
Der von der Spule 2 abgegebene Draht 20 wird nach Verlassen des die Spule 2 zentral durchsetzenden Abzugsrohres 3 von den Klemmen 4 gehalten und soweit aus dem Abzugsrohr herausgezogen, daß ein kurzes Drahtstück aus der Mündung der Kapillarvorrichtung 5 vorsteht, wie in Fig. 4A gezeigt. Sodann wird, wie in Fig. 4B dargestellt, das aus der Kapillarvorrichtung 5 vorstehende Drahtstück von der Schmelzvorrichtung 30 von einer an dieser entwickelten elektrischen Entladung geschmolzen, wodurch sich aufgrund der Oberflächenspannung des Materials ein Kügelchen 21 formt. Dabei wird reduzierendes Gas durch die Gaszuführungsrohre 31 und 32 von links und rechts auf das Kügelchen 21 geblasen, damit es sich nicht mit einer Oxidschicht überzieht.
Obgleich verschiedene Arten von reduzierenden Gasen eingesetzt werden können, sind Mischungen aus Wasserstoff und Stickstoff oder aus Argon und Wasserstoff bevorzugt.
Anschließend wird das am Ende des aus der Kapillarvorrichtung 5 vorstehenden Drahtstücks gebildete Kügelchen 21 gemäß Fig. 40 auf ein Kontaktblättchen 42 auf der Oberseite eines Chips 41 angeschweißt, wobei es ebenfalls wünschenswert ist, eine reduzierende Atmosphäre um das Kügelchen auszubilden, indem das reduzierende Gas kontinuierlich zugeführt wird, damit das Kügelchen 21 beim Schweißen nicht oxidieren kann.
Nachdem das Kügelchen 21 an dem Kontaktblättchen 42 angeschweißt worden ist, wird der Draht 20 aus der Kapillarvorrichtung 5 gemäß Fig. 4D herausgezogen, indem die Kapillarvorrichtung angehoben wird, und letztere bewegt sich dann zur Seite, in den Fig. 4D und 4E nach rechts in Richtung auf einen Anschlußrahmen 43. Sodann wird der Draht, wie in Fig. 4E gezeigt, auf einer metallbeschichteten Oberfläche festgeschweißt, die an dem Anschlußrahmen 43 ausgebildet ist, und sodann wird der Draht 20 abgeschnitten.

Claims (4)

1. Bondvorrichtung zum Anbringen eines oxidationsfähigen Drahtes (20) zwischen einer Anschlußelektrode (42) einer Halbleiteranordnung (41) und einem Leiter eines Anschlußrahmens (43) mit
einer in einem Gehäuse (1) angeordneten Spule (2) zum Abwickeln des Drahtes (20) und Abgeben des Drahtes über ein Abzugsrohr (3),
einer Kapillarvorrichtung (5) zum Durchführen des freien Endes des Drahtes (20),
einer Schmelzvorrichtung (30) in der Nähe des Auslasses der Kapillarvorrichtung (5) zum Schmelzen des freien Endes des Drahtes (20) und
einem ersten Gaszuführungsrohr (31) zum Zuführen von reduzierendem Gas an den Auslaß der Kapillarvorrichtung (5) und einer Gasleitung (8) zum Zuführen von reduzierendem Gas an den Draht, dadurch gekennzeichnet,
daß das Gas über die Gasleitung (8) in das Gehäuse (1) periodisch eingeleitet wird, und
daß im inneren oberen Abschnitt des Gehäuses (1) ein Verteiler (6) vorgesehen ist, von dem das Gas um die Spule (2) herum verteilt wird, ohne daß die Gasströmung direkt auf den Draht (20) aufprallt, wobei das Gas dem Verteiler (6) durch einen Gasströmungs­ regler (10) derart gesteuert zugeführt wird, daß im Gehäuse ein Druck er­ reicht wird, bei dem der Draht (20) von der Spule (2) sanft abgegeben wird.
2. Bondvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das reduzierende Gas ein Gasgemisch aus Wasserstoff und Stickstoff oder aus Wasserstoff und Argon oder eine Kombination aus diesen Gemischen ist.
3. Bondvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelzvorrichtung (30) eine elektrische Funkenentladungsvorrichtung ist.
4. Bondvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites Gaszuführungsrohr (32) an der dem ersten Gaszuführungsrohr (31) gegenüberliegenden Seite der Kapillarvorrichtung (5) angeordnet ist, und daß die Schmelzvorrichtung (30) an der Unterseite eines (32) der Gaszuführungsrohre (31, 32) angeordnet ist.
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3911027A1 (de) * 1989-04-05 1990-10-11 Siemens Ag Verfahren zum verbinden von anschlusselementen mit lackisolierten draehten
JP2888463B2 (ja) * 1991-09-23 1999-05-10 健 柳沢 ２次元運動機構
JP2776100B2 (ja) * 1991-12-10 1998-07-16 日本電気株式会社 ワイヤボンディング装置
NL9200396A (nl) * 1992-03-03 1993-10-01 Nedap Nv Radiofrequente identificatielabel met relatief grote detectie-afstand en een minimum aantal electronische componenten.
US5603892A (en) * 1994-06-09 1997-02-18 Fujitsu Limited System for maintaining a controlled atmosphere in an electronic circuit package
DE19604287C2 (de) * 1996-02-07 1999-12-09 Fraunhofer Ges Forschung Vorrichtung zur Beaufschlagung eines Drahtendes in einer Drahtbondeinrichtung mit einem Schutzmedium
CN1199254C (zh) * 1999-06-28 2005-04-27 尤纳克西斯巴尔策斯公司 部件及其制造方法
US6373137B1 (en) 2000-03-21 2002-04-16 Micron Technology, Inc. Copper interconnect for an integrated circuit and methods for its fabrication
US6630910B2 (en) 2001-10-29 2003-10-07 Marconi Communications Inc. Wave antenna wireless communication device and method
US20070251980A1 (en) * 2006-04-26 2007-11-01 Gillotti Gary S Reduced oxidation system for wire bonding
CN105149808B (zh) * 2015-09-30 2017-03-29 河南科技大学 一种可控制钎焊球大小的钎焊球加工装置及加工方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3125906A (en) * 1964-03-24 Lead bonding machine
JPS55128396A (en) * 1979-03-26 1980-10-04 Packer Eng Ass Zn alloy wax and its use
US4476365A (en) * 1982-10-08 1984-10-09 Fairchild Camera & Instrument Corp. Cover gas control of bonding ball formation
US4549059A (en) * 1982-11-24 1985-10-22 Nec Corporation Wire bonder with controlled atmosphere
JPS607137A (ja) * 1983-06-27 1985-01-14 Shinkawa Ltd ワイヤボンダ用ボ−ル形成装置
US4732313A (en) * 1984-07-27 1988-03-22 Kabushiki Kaisha Toshiba Apparatus and method for manufacturing semiconductor device
JPS61159743A (ja) * 1985-01-07 1986-07-19 Toshiba Corp ワイヤボンディング方法および装置
US4674671A (en) * 1985-11-04 1987-06-23 Olin Corporation Thermosonic palladium lead wire bonding
DE3851901T2 (de) * 1987-01-26 1995-04-13 Hitachi Ltd Anschweissen eines Drahtes.

Also Published As

Publication number Publication date
NL8901395A (nl) 1990-01-02
FR2632229B1 (fr) 1991-11-29
GB2220101B (en) 1992-09-09
NL192313C (nl) 1997-05-07
US4995552A (en) 1991-02-26
JPH0225044A (ja) 1990-01-26
DE3915472A1 (de) 1989-12-07
NL192313B (nl) 1997-01-06
FR2632229A1 (fr) 1989-12-08
JPH0618223B2 (ja) 1994-03-09
GB2220101A (en) 1989-12-28
GB8912761D0 (en) 1989-07-19

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