JP2000114306A - ワイヤボンディング装置 - Google Patents

ワイヤボンディング装置

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JP2000114306A JP10291369A JP29136998A JP2000114306A JP 2000114306 A JP2000114306 A JP 2000114306A JP 10291369 A JP10291369 A JP 10291369A JP 29136998 A JP29136998 A JP 29136998A JP 2000114306 A JP2000114306 A JP 2000114306A
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Yuji Komaki
雄二 駒木
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Shibaura Mechatronics Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 リードフレームの搬送空間に酸化防止ガスを
供給してリードフレームの酸化を確実に防止しつつ、ワ
イヤの先端とトーチ電極との放電によってワイヤの先端
に形成されるボールの安定を図ること。 【解決手段】 カバー１７で被覆したリードフレームの
搬送空間１８に酸化防止ガスを供給するワイヤボンディ
ング装置１０において、カバー１７に形成したボンディ
ング作業窓１７Ａの周囲に、搬送空間１８を外気に連通
する連通路２１を設けてなるもの。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はワイヤボンディング
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ワイヤボンディング装置は、リードフレ
ームを搬送路に沿って搬送し、ボンディング工具（キャ
ピラリ）によるボンディング作業位置に位置付け、ボン
ディング工具の先端から突出させたワイヤの先端に形成
したボールをリードフレーム上の半導体ペレットの電極
に接合し、更にボンディング工具から導出させたワイヤ
をリードフレームのリードに接合することにて、半導体
ペレットの電極とリードとを電気的に接続するものであ
る。このとき、ボンディング工具の先端から突出したワ
イヤの先端は、トーチ電極との間で発生せしめられる放
電により上述のボールを形成せしめられる。
【０００３】また、ワイヤボンディング装置では、リー
ドフレームの搬送路にヒータを付帯してリードフレーム
を加熱昇温し、半導体ペレットの電極やリードに対する
ワイヤの接合性の良好を図っている。このとき、表面に
銀メッキ等が施された銅製リードフレームを用いる場
合、高温下でも酸化による影響はほとんどないが、メッ
キが施されていない銅製のリードフレームを用いた場
合、温度が高くなるにつれ表面の酸化速度が速くなり、
ボンディング状態（接合性、導電性）に支障を来す。そ
こで、銅等の酸化し易い材質で形成され表面にメッキが
施されていないリードフレームを用いる場合には、リー
ドフレームを窒素ガス等の酸化防止ガスの雰囲気中で搬
送し、大気（酸素）との接触を極力避ける必要がある。
【０００４】そこで、従来技術では、特公平2-54664 号
公報に記載の如く、リードフレームの搬送路をカバーで
被覆した搬送空間に酸化防止ガスを供給し、カバーには
ボンディング工具が出入りするボンディング作業窓を形
成している。これにより、リードフレームの酸化を防止
しながら、ボンディング作業窓から挿入されるボンディ
ング工具によるワイヤボンディングを行なうこととして
いる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】然しながら、従来技術
では、カバーで被覆したリードフレームの搬送空間に供
給した酸化防止ガスが、該カバーのボンディング作業窓
から上外方に吹上がり、このガスがトーチ電極付近に乱
流を引き起こし、ワイヤの先端のボール形成を損なう。
即ち、ボンディング工具の先端から導出されたワイヤ先
端とトーチ電極との間で放電を生じさせてワイヤ先端に
ボールを形成するとき、トーチ電極（ワイヤ先端）の周
囲にガスの流れ、特に乱流があると、放電途中の溶融状
態にあるワイヤのボールが揺り動かされ、変形させられ
る。即ち、放電時のワイヤボールの状態が不安定にな
る。このような状況下で放電が終了すると、揺れた状
態、変形された状態のままワイヤボールが固まり、偏心
ボール、異形ボールが形成されることとなり、ひいては
半導体ペレットの電極に対するワイヤの接合性を損な
う。
【０００６】尚、リードフレームの搬送空間に供給する
酸化防止ガスの供給量を少なくすれば、カバーに設けた
ボンディング作業窓からの酸化防止ガスの吹上がり量を
減らすことができ、トーチ電極付近の乱流を抑えること
ができるが、リードフレームの酸化防止の確実を図る上
では好ましくない。
【０００７】本発明の課題は、リードフレームの搬送空
間に酸化防止ガスを供給してリードフレームの酸化を確
実に防止しつつ、ワイヤの先端とトーチ電極との放電に
よってワイヤの先端に形成されるボールの安定を図るこ
とにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
は、ヒータが付帯された搬送路構成体をカバーで被覆し
て形成した搬送空間に酸化防止ガスを供給するとともに
前記搬送空間内でリードフレームを搬送し、ボンディン
グ工具から突出したワイヤ先端とトーチ電極との間で放
電を生じさせて前記ワイヤ先端にボールを形成し、この
ボールを前記カバーに形成されたボンディング作業窓を
通して前記搬送空間内で搬送されるリードフレーム上の
ボンディング点にボンディングするワイヤボンディング
装置において、前記カバーに形成されたボンディング作
業窓の周囲に、前記搬送空間を外気に連通する連通路を
設けてなるようにしたものである。
【０００９】請求項２に記載の本発明は、請求項１に記
載の本発明において更に、前記カバーが搬送路構成体と
の被着面に複数個の突起部を備え、カバーと搬送路構成
体との間にこの突起部が形成する隙間を前記連通路とし
てなるようにしたものである。
【００１０】請求項３に記載の本発明は、請求項２に記
載の本発明において更に、前記カバーに備えた突起部が
その突出量の調整によって該カバーと搬送路構成体との
間の隙間を拡縮できる隙間調整装置を備えてなるように
したものである。
【００１１】
【作用】請求項１の本発明によれば下記の作用があ
る。 リードフレームの搬送空間に供給した酸化防止ガスの
排気経路として、ボンディング作業窓の他に連通路を設
けた。従って、酸化防止ガスの供給量を減らすことな
く、ガスの排気経路を分散してボンディング作業窓から
のガスの吹出し量を低減させることができ、結果とし
て、リードフレームの酸化を確実に防止しつつ、ワイヤ
の先端とトーチ電極との放電によってワイヤの先端に形
成されるボールの安定を図ることができる。
【００１２】請求項２の本発明によれば下記の作用が
ある。 カバーと搬送路構成体との間に隙間を形成し、この隙
間を連通路とした。従って、酸化防止ガスの排気経路
を、ボンディング作業窓だけでなく、カバーが形成する
隙間にも分散し、ボンディング作業窓からのガスの吹出
し量を簡素な構成により低減させることができる。
【００１３】請求項３の本発明によれば下記の作用が
ある。 カバーが形成する隙間を拡縮できる隙間調整装置を備
えた。従って、酸化防止ガスの供給量を必要最小限とし
てリードフレームの酸化防止を図りつつ、ボンディング
作業窓からのガスの吹上げがワイヤのボール形成に及ぼ
す悪影響を極力排除するに必要十分な隙間を容易に形成
できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１は第１実施形態を示す模式図
であり、（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は横断面図、図２は
第２実施形態を示す模式図であり、（Ａ）は縦断面図、
（Ｂ）は斜視図である。
【００１５】（第１実施形態）（図１） ワイヤボンディング装置１０は、図１に示す如く、リー
ドフレーム１を搬送路構成体１１の搬送ブロック１２が
構成する搬送路１２Ａに沿って間欠搬送し、リードフレ
ーム１の長手方向（搬送方向）に一定間隔でボンディン
グされている半導体ペレット２を順次、ボンディング工
具（キャピラリ）１３によるボンディング作業位置に位
置付け、ボンディング工具１３の先端から突出したワイ
ヤ３の先端とトーチ電極１４との間の放電により該ワイ
ヤ３の先端に形成されるボール３Ａを該半導体ペレット
２の電極に接合する。続いて、ワイヤボンディング装置
１０は、更にボンディング工具１３から導出させたワイ
ヤ３をリードフレーム１のリードに接合することにて、
半導体ペレット２の電極とリードとを電気的に接続す
る。
【００１６】ここで、ワイヤボンディング装置１０は、
リードフレーム１の搬送路構成体１１の搬送ブロック１
２にカートリッジヒータ等のヒータ１５を内蔵させる等
により付帯させてリードフレーム１を加熱昇温可能と
し、半導体ペレット２の電極やリードに対するワイヤ３
の接合性の良好を図っている。
【００１７】更に、ワイヤボンディング装置１０は、搬
送路構成体１１の搬送ブロック１２の搬送路１２Ａを蓋
１６、カバー１７で被覆した搬送空間１８に、酸化防止
ガス供給管１９が供給する窒素ガス等の酸化防止ガスを
供給し、ヒータ１５により加熱昇温されるリードフレー
ム１を酸化防止ガスの雰囲気中で搬送し、リードフレー
ム１の酸化を防止してワイヤボンディング性（接合性、
導電性）の向上を図っている。尚、蓋１６は搬送路構成
体１１の搬送ブロック１２の長手方向に沿う一定の長尺
範囲に渡って設けられて搬送ブロック１２とともに搬送
路構成体１１を構成し、ボンディング作業位置を含む一
定の短尺範囲に開口１６Ａを備え、この開口１６Ａをカ
バー１７で被覆し、カバー１７の中央にボンディング工
具１３が出入りできるボンディング作業窓１７Ａを形成
してある。カバー１７は、蓋１６の上面に設けたスライ
ドガイド２０に沿ってリードフレーム１の搬送方向にス
ライドでき、ボンディング作業位置に位置付けられたリ
ードフレーム１上、或いは、半導体ペレット２上のボン
ディング位置の変更に対しボンディング作業窓１７Ａを
対応可能としている。
【００１８】然るに、ワイヤボンディング装置１０は、
カバー１７に形成したボンディング作業窓１７Ａの周囲
に、搬送空間１８を外気に連通する連通路２１を設けて
ある。即ち、ワイヤボンディング装置１０にあっては、
搬送路構成体１１の搬送空間１８に供給した酸化防止ガ
スの排気経路として、ボンディング作業窓１７Ａの他に
連通路２１を備えたものである。
【００１９】具体的には、ワイヤボンディング装置１０
は、搬送路構成体１１の蓋１６に対するカバー１７の被
着面に、両側各複数個の突起部１７Ｂを備え、カバー１
７と搬送路構成体１１の蓋１６との間にこの突起部１７
Ｂが形成する隙間２２を上述の連通路２１としている。
即ち、ワイヤボンディング装置１０にあっては、搬送路
構成体１１の搬送空間１８に供給された酸化防止ガス
を、ボンディング作業窓１７Ａと連通路２１（隙間２
２）を排気経路として外部へ放出するものとなり、従
来、ボンディング作業窓１７Ａだけから放出していた酸
化防止ガスを連通路２１（隙間２２）からも放出させて
分散させるものとし、ボンディング作業窓１７Ａからの
酸化防止ガスの吹出し量を低減できる。
【００２０】従って、本実施形態によれば以下の作用が
ある。 リードフレーム１の搬送空間１８に供給した酸化防止
ガスの排気経路として、ボンディング作業窓１７Ａの他
に連通路２１を設けた。従って、酸化防止ガスの供給量
を減らすことなく、ガスの排気経路を分散してボンディ
ング作業窓１７Ａからのガスの吹出し量を低減させるこ
とができ、結果として、リードフレーム１の酸化を確実
に防止しつつ、ワイヤ３の先端とトーチ電極１４との放
電によってワイヤ３の先端に形成されるボール３Ａの安
定を図ることができる。
【００２１】即ち、ボンディング工具１３から導出した
ワイヤ３の先端とトーチ電極１４との間の放電によって
ワイヤ３の先端にボール３Ａを形成するとき、本実施形
態では、ボンディング作業窓１７Ａからのガスの吹出し
量を低減させることにて、トーチ電極１４（ワイヤ３の
先端）の周囲におけるガスの流れ、特に乱流を抑えるこ
とができる。これにより、放電途中の溶融状態にあるワ
イヤ３のボール３Ａがガスの流れによって揺り動かされ
て変形させられることを防止し、ボール３Ａが揺れた状
態、変形された状態のまま固まって偏心ボール、異形ボ
ールとなることを回避し、ボール３Ａの形成の安定を図
ることができる。
【００２２】カバー１７と搬送路構成体１１との間に
隙間２２を形成し、この隙間２２を連通路２１とした。
従って、酸化防止ガスの排気経路を、ボンディング作業
窓１７Ａだけでなく、カバー１７が形成する隙間２２に
も分散し、ボンディング作業窓１７Ａからのガスの吹出
し量を簡素な構成により低減させることができる。
【００２３】尚、ワイヤボンディング装置１０にあって
は、カバー１７に備える突起部１７Ｂにねじ等を設ける
ことにより、その突起部１７Ｂの突出量を調整し、突起
部１７Ｂがカバー１７と搬送路構成体１１の蓋１６との
間に形成する隙間２２を拡縮できる隙間調整装置を備え
るものとしても良い。これによれば、酸化防止ガスの供
給量を必要最小限としてリードフレーム１の酸化防止を
図りつつ、ボンディング作業窓１７Ａからのガスの吹上
げがワイヤ３のボール形成に及ぼす悪影響を極力排除す
るに必要十分な隙間２２を容易に形成できる。
【００２４】（第２実施形態）（図２） 第２実施形態のワイヤボンディング装置１０が、第１実
施形態と異なる点は、カバー１７におけるボンディング
作業窓１７Ａの周囲の複数位置（本実施形態では 4位
置）に、搬送空間１８を外気に連通する屋根付き連通路
３１を設けたことにある。連通路３１は、カバー１７の
プレス成形によって形成でき、ボンディング作業窓１７
Ａ寄りから外方に遠ざかるに従って上り勾配をなす勾配
屋根３１Ａと、勾配屋根３１Ａの上り勾配端で外方に臨
む排気口３１Ｂとを備えて構成される。従って、搬送路
構成体１１の搬送空間１８に供給された酸化防止ガス
は、ボンディング作業窓１７Ａと連通路３１を排気経路
として外部へ放出されるものとなる。然も、連通路３１
から放出されるガスは勾配屋根３１Ａ、排気口３１Ｂを
経てボンディング作業窓１７Ａから遠ざかる方向、従っ
てトーチ電極１４によるワイヤ３のボール形成領域に悪
影響を与えない方向に放出され、ワイヤ３の先端とトー
チ電極１４との放電によってワイヤ３の先端に形成され
るボール３Ａの安定を図ることができる。
【００２５】以上、本発明の実施の形態を図面により詳
述したが、本発明の具体的な構成はこの実施の形態に限
られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の
設計の変更等があっても本発明に含まれる。例えば、本
発明の実施において、リードフレームの搬送路構成体
は、リードフレームの両側部をガイドする一対のガイド
レールからなり、ヒータは両ガイドレール間の下部にて
昇降してリードフレームに接触可能に配置されるもので
あっても良い。また、本発明の実施において、リードフ
レームの搬送路構成体は、ボンディング作業位置で、リ
ードフレームを搬送路上に位置決め保持してボンディン
グ精度の向上を図る押え板を付帯して備えるものであっ
ても良い。
【００２６】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、リードフ
レームの搬送空間に酸化防止ガスを供給してリードフレ
ームの酸化を確実に防止しつつ、ワイヤの先端とトーチ
電極との放電によってワイヤの先端に形成されるボール
の安定を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は第１実施形態を示す模式図であり、
（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は横断面図である。
【図２】図２は第２実施形態を示す模式図であり、
（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は斜視図である。
【符号の説明】
１ リードフレーム ２ 半導体ペレット ３ ワイヤ ３Ａ ボール １０ ワイヤボンディング装置 １１ 搬送路構成体 １３ ボンディング工具 １４ トーチ電極 １５ ヒータ １７ カバー １８ 搬送空間 １９ 酸化防止ガス供給管 ２１、３１ 連通路 ２２ 隙間

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ヒータが付帯された搬送路構成体をカバ
    ーで被覆して形成した搬送空間に酸化防止ガスを供給す
    るとともに前記搬送空間内でリードフレームを搬送し、
    ボンディング工具から突出したワイヤ先端とトーチ電極
    との間で放電を生じさせて前記ワイヤ先端にボールを形
    成し、このボールを前記カバーに形成されたボンディン
    グ作業窓を通して前記搬送空間内で搬送されるリードフ
    レーム上のボンディング点にボンディングするワイヤボ
    ンディング装置において、 前記カバーに形成されたボンディング作業窓の周囲に、
    前記搬送空間を外気に連通する連通路を設けてなること
    を特徴とするワイヤボンディング装置。
  2. 【請求項２】 前記カバーが搬送路構成体との被着面に
    複数個の突起部を備え、カバーと搬送路構成体との間に
    この突起部が形成する隙間を前記連通路としてなる請求
    項１記載のワイヤボンディング装置。
  3. 【請求項３】 前記カバーに備えた突起部がその突出量
    の調整によって該カバーと搬送路構成体との間の隙間を
    拡縮できる隙間調整装置を備えてなる請求項２記載のワ
    イヤボンディング装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2014054305A1 (ja) * 2012-10-05 2016-08-25 株式会社新川 酸化防止ガス吹き出しユニット

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JPWO2014054305A1 (ja) * 2012-10-05 2016-08-25 株式会社新川 酸化防止ガス吹き出しユニット

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