JP2002093846A - 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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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体チップなどの被ボンディング物への放
電を防止し、不良の被ボンディング物の発生を防止す
る。また、安定したボンディング作業が行えるワイヤボ
ンディング装置を提供する。 【解決手段】 ワイヤ１を導出するキャピラリ２と、こ
のキャピラリ２から導出されたワイヤ１の先端に電気火
花を飛ばしてボール１ａを形成するトーチロッド３と、
ワイヤ１でボンディングされる被ボンディング物である
半導体チップ４や基板５を載置するステージ６と、半導
体チップ４や基板５をステージ６とで保持する保持部材
７とを備えたワイヤボンディング装置において、ステー
ジ６と保持部材７を絶縁部材１３，１４で覆ったもので
ある。

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。特に、ワイヤの先端に放電により電気
火花を飛ばしてボールを形成するワイヤボンディング装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４には、一般的に用いられるワイヤボ
ンディング装置の一例が示されており、図中、１は金な
どの導電材料からなるワイヤ、２はワイヤ１を導出し、
垂直水平方向に移動可能なキャピラリ、３はキャピラリ
２から導出されたワイヤ１の先端に放電により電気火花
を飛ばしてボール１ａを形成するトーチロッド、４はワ
イヤ１でボンディングされるＩＣなどの半導体チップ、
５は同じくワイヤ１でボンディングされるパッドを備え
た基板、６は半導体チップ４を載せた基板５を載置する
ステンレスなどの金属からなるステージ、７は基板５上
面に当接し、ステージ６とともに基板５を保持するステ
ンレスなどの金属からなる保持部材、８はヒータユニッ
ト、９はステージ６をヒータユニット８に固定するビス
である。
【０００３】次に、その動作について説明する。まず、
キャピラリ２から伸びたワイヤ１の先端にボール１ａが
予め形成してある。次に、キャピラリ２がヘッド上下駆
動機構により下降し、キャピラリ２に設けた超音波ホー
ン１０を介して超音波発振器１１からの発振された超音
波と圧力とを加えることによって接続するボールボンデ
ィングにより、半導体チップ４の電極にボール１ａと半
導体チップ４の電極とを接合する。次に、キャピラリ２
が一定量上昇し、平面方向に一定量移動後下降し、キャ
ピラリ２に設けた超音波ホーン１０を介して超音波発振
器１１からの発振された超音波と圧力とを加えることに
よって接続するウェッジボンディングにより、基板５の
電極にワイヤ１を接合する。次に、キャピラリ２が一定
量上昇した後、ワイヤ１を図示しないクランパにより保
持して上昇し、基板５の電極部に接合されたワイヤ部分
からワイヤ１を断裂し、半導体チップ４と基板５とのワ
イヤ１による接続が完成する。そして、次のワイヤ１の
接続に備えて、キャピラリ２から出たワイヤ１の先端
に、トーチロッド３から放電により電気火花を飛ばし
て、ボール１ａを形成する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ワイヤ
１が確実に半導体チップ４や基板５に接続されるとは限
らず、例えば、図中で示すように、半導体チップ４に接
続しているが、基板５への接続に失敗した場合に、接続
に失敗したワイヤ１２へ電気火花が飛び、ワイヤ１２か
ら伝わった電気は、半導体チップ４，基板５そして保持
部材７へ、あるいは、半導体チップ４，基板５，基板５
に形成したスルーホール５ａそしてステージ６へと伝わ
ることにより、半導体チップ４に過度の電気が流れて、
半導体チップ４を破壊するため、その半導体チップ４は
不良品となる。
【０００５】また、ワイヤ１が確実に半導体チップ４と
基板５に接続された場合でも、例えば、基板５へのボン
ディング作業時に、ワイヤ１が基板５に接続された部分
から切断されてしまい、キャピラリ２を引き上げるとき
に、ワイヤ１も同時に引き上げられ、キャピラリ２の先
端にワイヤ１が位置しない場合などがある。このような
キャピラリ２の先端にワイヤ１が位置しない場合におい
ては、正常に接続されたワイヤ１にトーチロッド３から
の放電による電気火花が飛んでしまい、前述と同様に、
半導体チップ４に過度の電気が流れて、半導体チップ４
を破壊するため、その半導体チップ４は不良品となる。
【０００６】また、ワイヤ１が確実に接続された場合で
も、トーチロッド３からの放電が常にキャピラリ２から
伸びるワイヤ１の先端に与えられるとは限らず、キャピ
ラリ２から伸びるワイヤ１の先端に放電されない場合も
あり、この場合、次の動作時にはワイヤ１にボール１ａ
が形成されないという問題があった。
【０００７】本発明は、半導体チップなどの被ボンディ
ング物への放電を防止し、被ボンディング物の不良の発
生を防止する。また、安定したボンディング作業が行え
るワイヤボンディング装置を提供することを目的とす
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、ワイヤを導出
するキャピラリと、このキャピラリから導出されたワイ
ヤの先端に電気火花を飛ばしてボールを形成するトーチ
ロッドと、前記ワイヤでボンディングされる被ボンディ
ング物を載置するステージと、前記被ボンディング物を
前記ステージとで保持する保持部材とを備えたワイヤボ
ンディング装置において、前記ステージと前記保持部材
を絶縁部材で覆ったものである。
【０００９】また、ワイヤを導出するキャピラリと、こ
のキャピラリから導出されたワイヤの先端に電気火花を
飛ばしてボールを形成するトーチロッドと、前記ワイヤ
でボンディングされる被ボンディング物を載置するステ
ージと、前記被ボンディング物を前記ステージとで保持
する保持部材とを備えたワイヤボンディング装置におい
て、前記ステージの少なくとも前記被ボンディング物を
載置する部分に絶縁部材で覆うとともに前記保持部材の
少なくとも前記被ボンディング物と接触する部分を絶縁
部材で覆ったものである。
【００１０】また、ワイヤを導出するキャピラリと、こ
のキャピラリから導出されたワイヤの先端に電気火花を
飛ばしてボールを形成するトーチロッドと、前記ワイヤ
でボンディングされる被ボンディング物を載置するステ
ージと、前記被ボンディング物を前記ステージとで保持
する保持部材とを備えたワイヤボンディング装置におい
て、前記ステージを絶縁部材で形成するとともに前記保
持部材を絶縁部材で覆ったものである。
【００１１】また、ワイヤを導出するキャピラリと、こ
のキャピラリから導出されたワイヤの先端に電気火花を
飛ばしてボールを形成するトーチロッドと、前記ワイヤ
でボンディングされる被ボンディング物を載置するステ
ージと、前記被ボンディング物を前記ステージとで保持
する保持部材とを備えたワイヤボンディング装置におい
て、前記ステージを絶縁部材で形成するとともに前記保
持部材の少なくとも前記被ボンディング物と接触する部
分を絶縁部材で覆ったものである。
【００１２】また、前記ステージを形成する前記絶縁部
材がセラミックからなるものである。
【００１３】また、前記トーチロッドの近傍に避雷針を
設けたものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明によるワイヤボンディング
装置は、ワイヤ１を導出するキャピラリ２と、このキャ
ピラリ２から導出されたワイヤ１の先端に電気火花を飛
ばしてボール１ａを形成するトーチロッド３と、ワイヤ
１でボンディングされる被ボンディング物である半導体
チップ４や基板５を載置するステージ６と、半導体チッ
プ４や基板５をステージ６とで保持する保持部材７とを
備えたワイヤボンディング装置において、ステージ６と
保持部材７を絶縁部材１３，１４で覆ったものである。
このように構成したことにより、ボンディングに失敗し
たワイヤを介して半導体チップ４や基板５などの被ボン
ディング物への放電を防止することができ、被ボンディ
ング物の不良の発生を防止することができる。また、ワ
イヤ１が確実に接続された場合には、ワイヤ１とトーチ
ロッド３との間に確実に放電を生じさせることができ、
安定したボンディング作業が行うことができる。
【００１５】また、ワイヤ１を導出するキャピラリ２
と、このキャピラリ２から導出されたワイヤ１の先端に
電気火花を飛ばしてボール１ａを形成するトーチロッド
３と、ワイヤ１でボンディングされる被ボンディング物
である半導体チップ４や基板５を載置するステージ６
と、半導体チップ４や基板５をステージ６とで保持する
保持部材７とを備えたワイヤボンディング装置におい
て、ステージ６の少なくとも基板５を載置する部分６ａ
を絶縁部材１３で覆うとともに保持部材７の少なくとも
基板５と接触する部分７ａを絶縁部材１４で覆ったもの
である。このように構成したことにより、ボンディング
に失敗したワイヤを介して半導体チップ４や基板５など
の被ボンディング物への放電を防止することができ、被
ボンディング物の不良の発生を防止することができる。
また、ワイヤ１が確実に接続された場合には、ワイヤ１
とトーチロッド３との間に確実に放電を生じさせること
ができ、安定したボンディング作業が行うことができ
る。
【００１６】また、ワイヤ１を導出するキャピラリ２
と、このキャピラリ２から導出されたワイヤ１の先端に
電気火花を飛ばしてボール１ａを形成するトーチロッド
３と、ワイヤ１でボンディングされる被ボンディング物
である半導体チップ４や基板５を載置するステージ６
と、半導体チップ４や基板５をステージ６とで保持する
保持部材７とを備えたワイヤボンディング装置におい
て、ステージ６を絶縁部材で形成するとともに保持部材
７を絶縁部材１４で覆ったものである。このように構成
したことにより、ボンディングに失敗したワイヤを介し
て半導体チップ４や基板５などの被ボンディング物への
放電を防止することができ、被ボンディング物の不良の
発生を防止することができる。また、ワイヤ１が確実に
接続された場合には、ワイヤ１とトーチロッド３との間
に確実に放電を生じさせることができ、安定したボンデ
ィング作業が行うことができる。
【００１７】また、ワイヤ１を導出するキャピラリ２
と、このキャピラリ２から導出されたワイヤ１の先端に
電気火花を飛ばしてボール１ａを形成するトーチロッド
３と、ワイヤ１でボンディングされる被ボンディング物
である半導体チップ４や基板５を載置するステージ６
と、半導体チップ４や基板５をステージ６とで保持する
保持部材７とを備えたワイヤボンディング装置におい
て、ステージ６を絶縁部材で形成するとともに保持部材
７の少なくとも基板５と接触する部分７ａを絶縁部材１
４で覆ったものである。このように構成したことによ
り、ボンディングに失敗したワイヤを介して半導体チッ
プ４や基板５などの被ボンディング物への放電を防止す
ることができ、被ボンディング物の不良の発生を防止す
ることができる。また、ワイヤ１が確実に接続された場
合には、ワイヤ１とトーチロッド３との間に確実に放電
を生じさせることができ、安定したボンディング作業が
行うことができる。
【００１８】また、ステージ６を形成する絶縁部材がセ
ラミックからなるものである。このように構成したこと
により、ボンディングに失敗したワイヤを介して半導体
チップ４や基板５などの被ボンディング物への放電を防
止することができ、被ボンディング物の不良の発生を防
止することができる。また、ワイヤ１が確実に接続され
た場合には、ワイヤ１とトーチロッド３との間に確実に
放電を生じさせることができ、安定したボンディング作
業が行うことができる。また、耐摩耗性に優れており、
耐久性のよいステージを備えたワイヤボンディング装置
を提供することができる。
【００１９】また、トーチロッド３の近傍に避雷針１６
を設けたものである。このように構成したことにより、
ボンディングに失敗したワイヤを介して半導体チップ４
や基板５などの被ボンディング物への放電を防止するこ
とができ、被ボンディング物の不良の発生を防止するこ
とができる。
【００２０】
【実施例】以下、図１に基づいて本発明の第一実施例を
説明する。なお、前記従来例と同一及び相当箇所には同
一符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００２１】図１において、１はワイヤ、２はキャピラ
リ、３はトーチロッド、４は半導体チップ、５は基板、
６はステージ、７は保持部材、８はヒータユニット、９
はビス、１３，１４は絶縁部材である。
【００２２】本実施例においては、半導体チップ４と基
板５が、ボンディング装置にてボンディングされる被ボ
ンディング物であるが、基板５の代わりにリードフレー
ムなどを用いたものでもよい。
【００２３】ステージ６は、半導体チップ４と基板５と
をその上面に載置した状態で、図示しない駆動手段にて
ヒータユニット８とともに昇降動作をさせられる。保持
手段７は、昇ってくるステージ６上に載置された基板５
の上面をおさえるもので、ステージ６との間で、基板５
を狭持するものである。
【００２４】従来は、ステージ６と保持部材７は図４で
示すように露出しているものであったが、本実施例にお
いては、ステージ６と保持部材７はその表面を絶縁部材
である四フッ化エチレン樹脂からなる粘着テープ１３，
１４が貼り付けられて覆われている。
【００２５】このように、ステージ６と保持部材７を絶
縁部材である四フッ化エチレン樹脂からなる粘着テープ
１３，１４で覆ったことにより、トーチロッド３からの
放電がボンディングに失敗したワイヤ１２に生じること
がなく、ワイヤ１２を介して半導体チップ４や基板５に
放電されず、半導体チップ４や基板５の損傷を防止する
ことができ、不良の発生を防止することができる。ま
た、ワイヤ１がボンディングに確実に接続した場合に
は、ワイヤ１の先端に以外に放電することなく、確実に
ワイヤ１の先端に放電することで、ボール１ａを形成す
ることができ、安定したボンディング作業を行うことが
できる。
【００２６】なお、前記実施例では、絶縁部材として四
フッ化エチレン樹脂の粘着テープ１３，１４を例にとっ
たが、また、四フッ化エチレン樹脂やセラミックなどの
絶縁部材からなる皮膜でステージ６と保持部材７を覆っ
たものでもよい。また、他の材料としては、耐熱性硬質
ゴム、耐熱性プラスチックなどであってもよい。
【００２７】また、前記実施例では、ステージ６と保持
部材７の全面を絶縁部材で覆っていたが、図２の第二実
施例で示すように、ステージ６の半導体チップ４や基板
５を載置する部分７ａとステージ６の側面の一部を絶縁
部材１３で覆ったものでもよい。また、保持部材７の少
なくとも基板５と接触する部分を絶縁部材１４で覆った
ものでもよい。なお、図示していないが、ステージ６の
半導体チップ４や基板５を載置する部分７ａのみを絶縁
部材１３で覆ったものでもよい。
【００２８】次に本発明の第三実施例を説明する。本実
施例は、トーチロッド３の近傍に避雷針１５を設けたも
のである。この避雷針１５の設けられる位置は、キャピ
ラリ２が垂直水平方向に移動し、ボール１ａを形成する
位置に位置したときに、避雷針１５からトーチロッド３
までの距離Ｌ１が、キャピラリ２から導出され予め所定
の位置にあるべきワイヤ１の先端（ボール１ａの位置）
からトーチロッド３までの距離Ｌ２より遠い位置で、か
つ、被ボンディング物やキャピラリ２の先端や保持部材
７などの他の部材からトーチロッド３までの距離Ｌ３よ
り近い位置である。すなわち、距離の関係は、Ｌ２＜Ｌ
１＜Ｌ３で示される。
【００２９】このように構成したことにより、キャピラ
リ２の先端に所定の長さのワイヤ１がなく、先端に放電
されない場合、トーチロッド３からの放電による電気火
花がキャピラリ２の先端のワイヤ１以外に生じることが
なく、避雷針１５に放電されるので、半導体チップ４や
基板５の損傷を防止することができる。また、仮にボン
ディングに失敗したワイヤ１２の先端１２ａが避雷針１
５からトーチロッド３までの距離Ｌ１より近い位置に位
置した場合でも、前記第一第二実施例で示したように、
ステージ６や保持部材７に絶縁部材１３，１４を設けた
ことにより、半導体チップ４や基板５などの被ボンディ
ング物にワイヤ１２を介して放電されることがなく、被
ボンディング物の損傷を防止することができる。
【００３０】また、前記各実施例では、ステージ６は絶
縁部材１３で覆われていたが、絶縁部材１３で覆うこと
に代えて、ステージ６自体を絶縁部材で形成するように
してもよい。特に、ステージ６上を被ボンディング物が
移動するので、耐摩耗性の高い材料がよく、例えば、絶
縁部材を耐摩耗性の高いセラミックで形成するようにし
てもよい。
【００３１】また、ビス９も絶縁性を備えた耐熱性の合
成樹脂から形成すれば、ステージ６の絶縁性が高まり、
半導体チップ４や基板５の損傷を防止することができ
る。また、ワイヤ１の先端に確実に放電することで、ボ
ール１ａを形成することができ、安定したボンディング
作業を行うことができる。
【００３２】
【発明の効果】以上、本発明により、初期の目的を達成
することができ、半導体チップなどの被ボンディング物
への放電を防止し、被ボンディング物の不良の発生を防
止する。また、安定したボンディング作業が行えるワイ
ヤボンディング装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施例の断面図である。
【図２】本発明の第二実施例の断面図である。
【図３】本発明の第三実施例の断面図である。
【図４】従来例の断面図である。
【符号の説明】
１ ワイヤ １ａ ボール ２ キャピラリ ３ トーチロッド ４ 半導体チップ（被ボンディング物） ５ 基板（被ボンディング物） ５ａ スルーホール ６ ステージ ７ 保持部材 １２ ワイヤ １３，１４ 絶縁部材 １５ 避雷針

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ワイヤを導出するキャピラリと、このキ
    ャピラリから導出されたワイヤの先端に電気火花を飛ば
    してボールを形成するトーチロッドと、前記ワイヤでボ
    ンディングされる被ボンディング物を載置するステージ
    と、前記被ボンディング物を前記ステージとで保持する
    保持部材とを備えたワイヤボンディング装置において、
    前記ステージと前記保持部材を絶縁部材で覆ったことを
    特徴とするワイヤボンディング装置。
  2. 【請求項２】 ワイヤを導出するキャピラリと、このキ
    ャピラリから導出されたワイヤの先端に電気火花を飛ば
    してボールを形成するトーチロッドと、前記ワイヤでボ
    ンディングされる被ボンディング物を載置するステージ
    と、前記被ボンディング物を前記ステージとで保持する
    保持部材とを備えたワイヤボンディング装置において、
    前記ステージの少なくとも前記被ボンディング物を載置
    する部分に絶縁部材で覆うとともに前記保持部材の少な
    くとも前記被ボンディング物と接触する部分を絶縁部材
    で覆ったことを特徴とするワイヤボンディング装置。
  3. 【請求項３】 ワイヤを導出するキャピラリと、このキ
    ャピラリから導出されたワイヤの先端に電気火花を飛ば
    してボールを形成するトーチロッドと、前記ワイヤでボ
    ンディングされる被ボンディング物を載置するステージ
    と、前記被ボンディング物を前記ステージとで保持する
    保持部材とを備えたワイヤボンディング装置において、
    前記ステージを絶縁部材で形成するとともに前記保持部
    材を絶縁部材で覆ったことを特徴とするワイヤボンディ
    ング装置。
  4. 【請求項４】 ワイヤを導出するキャピラリと、このキ
    ャピラリから導出されたワイヤの先端に電気火花を飛ば
    してボールを形成するトーチロッドと、前記ワイヤでボ
    ンディングされる被ボンディング物を載置するステージ
    と、前記被ボンディング物を前記ステージとで保持する
    保持部材とを備えたワイヤボンディング装置において、
    前記ステージを絶縁部材で形成するとともに前記保持部
    材の少なくとも前記被ボンディング物と接触する部分を
    絶縁部材で覆ったことを特徴とするワイヤボンディング
    装置。
  5. 【請求項５】 前記ステージを形成する前記絶縁部材が
    セラミックからなることを特徴とする請求項３または４
    記載のワイヤボンディング装置。
  6. 【請求項６】 前記トーチロッドの近傍に避雷針を設け
    たことを特徴とする請求項１から請求項５の何れかに記
    載のワイヤボンディング装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2003037131A (ja) * 2001-07-25 2003-02-07 Sanyo Electric Co Ltd ボンディング装置
CN108122793A (zh) * 2016-11-29 2018-06-05 三菱电机株式会社 半导体制造装置

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