JP2003055748A - 金ボンディングワイヤの熱処理方法及び熱処理装置 - Google Patents
金ボンディングワイヤの熱処理方法及び熱処理装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 焼鈍後のワイヤに永久変形を発生させず、自
然冷却のための長距離の冷却を必要とせず、また、焼鈍
炉を縦形にすることによる問題の発生しない金ボンディ
ングワイヤの熱処理方法及び熱処理装置を提供する。 【解決手段】 ワイヤを焼鈍炉１で加熱焼鈍し冷却装置
２で水冷冷却する金ボンディングワイヤの熱処理方法で
あって、冷却装置２のワイヤ入口１４からワイヤ出口１
５までワイヤは直線状を保持したまま冷却装置内で水冷
され、焼鈍炉入り側から冷却装置出側までのワイヤは略
直線状態を保ち、該直線状態のワイヤは水平乃至略水平
状態を保つことを特徴とする半導体装置用金ボンディン
グワイヤの熱処理方法及び熱処理装置。冷却装置２は、
ワイヤ入り口１４及びワイヤ出口１５において内部の冷
却水８が表面張力によって冷却装置内部に保持されてい
る。
然冷却のための長距離の冷却を必要とせず、また、焼鈍
炉を縦形にすることによる問題の発生しない金ボンディ
ングワイヤの熱処理方法及び熱処理装置を提供する。 【解決手段】 ワイヤを焼鈍炉１で加熱焼鈍し冷却装置
２で水冷冷却する金ボンディングワイヤの熱処理方法で
あって、冷却装置２のワイヤ入口１４からワイヤ出口１
５までワイヤは直線状を保持したまま冷却装置内で水冷
され、焼鈍炉入り側から冷却装置出側までのワイヤは略
直線状態を保ち、該直線状態のワイヤは水平乃至略水平
状態を保つことを特徴とする半導体装置用金ボンディン
グワイヤの熱処理方法及び熱処理装置。冷却装置２は、
ワイヤ入り口１４及びワイヤ出口１５において内部の冷
却水８が表面張力によって冷却装置内部に保持されてい
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の半導
体チップ電極と外部リードとを接続するために使用する
半導体装置用金ボンディングワイヤの熱処理方法及び熱
処理装置に関するものである。
体チップ電極と外部リードとを接続するために使用する
半導体装置用金ボンディングワイヤの熱処理方法及び熱
処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の半導体チップ電極と外部リ
ードとの間の接続に、金ボンディングワイヤが用いられ
る。金ボンディングワイヤは、高純度金に所定の元素を
添加したインゴットを製造し、ダイスを用いた伸線加工
によって直径１０〜２００μｍに伸線することによって
製造される。伸線後のワイヤは加工硬化によって機械的
特性が変化し、このままではボンディングワイヤとして
使用することができないので、伸線後のワイヤを焼鈍炉
で加熱することによって焼鈍を行ない、ワイヤの機械的
特性の改善を図っている。ワイヤの焼鈍は、直線状に伸
ばしたワイヤを加熱した電気炉の中に導き、該電気炉内
を連続的に通過させることによって行なう。
ードとの間の接続に、金ボンディングワイヤが用いられ
る。金ボンディングワイヤは、高純度金に所定の元素を
添加したインゴットを製造し、ダイスを用いた伸線加工
によって直径１０〜２００μｍに伸線することによって
製造される。伸線後のワイヤは加工硬化によって機械的
特性が変化し、このままではボンディングワイヤとして
使用することができないので、伸線後のワイヤを焼鈍炉
で加熱することによって焼鈍を行ない、ワイヤの機械的
特性の改善を図っている。ワイヤの焼鈍は、直線状に伸
ばしたワイヤを加熱した電気炉の中に導き、該電気炉内
を連続的に通過させることによって行なう。
【０００３】焼鈍炉へのワイヤの供給は、伸線したワイ
ヤを一度スプールに巻き取り、再度スプールから巻きほ
どしつつ連続的に供給する方法を採用することができ
る。あるいは、伸線加工を行なった後のワイヤ、もしく
は伸線中のワイヤを、巻き取らずにそのまま連続的に焼
鈍炉に供給することもできる。焼鈍を完了したワイヤ
は、冷却後にスプールに巻き取られる。
ヤを一度スプールに巻き取り、再度スプールから巻きほ
どしつつ連続的に供給する方法を採用することができ
る。あるいは、伸線加工を行なった後のワイヤ、もしく
は伸線中のワイヤを、巻き取らずにそのまま連続的に焼
鈍炉に供給することもできる。焼鈍を完了したワイヤ
は、冷却後にスプールに巻き取られる。
【０００４】焼鈍炉から引き出されたワイヤを水冷によ
って冷却する方法が特開平８−３２１５２２号公報に開
示されている。同公報の図１においては、焼鈍炉を横形
に配置し、焼鈍炉内を通過するワイヤは水平方向に配置
される。焼鈍後のワイヤは冷却水槽１６内の冷却水１５
に導かれて冷却される。水平方向に配置されたワイヤを
冷却水内に導くため、冷却前のワイヤはローラ１２によ
って進路を曲げられる。また、同公報の図２において
は、焼鈍炉を縦形に配置し、焼鈍炉内を通過するワイヤ
は垂直方向に配置され、焼鈍後のワイヤは直接冷却水槽
１６内の冷却水１５に導かれて冷却される。
って冷却する方法が特開平８−３２１５２２号公報に開
示されている。同公報の図１においては、焼鈍炉を横形
に配置し、焼鈍炉内を通過するワイヤは水平方向に配置
される。焼鈍後のワイヤは冷却水槽１６内の冷却水１５
に導かれて冷却される。水平方向に配置されたワイヤを
冷却水内に導くため、冷却前のワイヤはローラ１２によ
って進路を曲げられる。また、同公報の図２において
は、焼鈍炉を縦形に配置し、焼鈍炉内を通過するワイヤ
は垂直方向に配置され、焼鈍後のワイヤは直接冷却水槽
１６内の冷却水１５に導かれて冷却される。
【０００５】また、特開平８−３２１５２４号公報には
自然冷却による方法が記載されている。すなわち、焼鈍
炉を横形に配置し、焼鈍炉内を通過するワイヤは水平方
向に配置される。焼鈍後のワイヤは自然冷却の後、ロー
ラ１２で進路を曲げられ、潤滑剤液槽１５内のワイヤ潤
滑剤１６に浸漬される。
自然冷却による方法が記載されている。すなわち、焼鈍
炉を横形に配置し、焼鈍炉内を通過するワイヤは水平方
向に配置される。焼鈍後のワイヤは自然冷却の後、ロー
ラ１２で進路を曲げられ、潤滑剤液槽１５内のワイヤ潤
滑剤１６に浸漬される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】焼鈍炉を横形に配置
し、冷却前のワイヤ進路をローラによって曲げることに
よって冷却水中に浸漬する方法においては、十分に冷却
されていないワイヤに曲げを施すため、ワイヤに永久変
形が残ってしまい、該ワイヤをボンディング装置におい
てワイヤボンディングに使用するに際し、ワイヤがカー
ルしてしまうため、ワイヤのボンダへの供給時にワイヤ
が安定して供給されないという問題が発生する。
し、冷却前のワイヤ進路をローラによって曲げることに
よって冷却水中に浸漬する方法においては、十分に冷却
されていないワイヤに曲げを施すため、ワイヤに永久変
形が残ってしまい、該ワイヤをボンディング装置におい
てワイヤボンディングに使用するに際し、ワイヤがカー
ルしてしまうため、ワイヤのボンダへの供給時にワイヤ
が安定して供給されないという問題が発生する。
【０００７】焼鈍炉を縦形に配置し、ワイヤを垂直方向
に配置する方法においては、焼鈍炉自体が煙突状となっ
ているため、焼鈍炉内の高温雰囲気が上部のワイヤ入口
から焼鈍炉外へ逃げてしまい、焼鈍炉内を効率良く均一
温度に保つことが困難である。また、焼鈍炉上部のワイ
ヤ供給装置が焼鈍炉から上昇した高温の雰囲気にさらさ
れることになるため、ワイヤ供給装置として構造が複雑
で精度の高い装置を設置することができず、またワイヤ
供給装置の寿命を短くする恐れがある。さらに、焼鈍炉
内にワイヤを通すためには、焼鈍炉下部から焼鈍炉を貫
通してガイドを挿入し、焼鈍炉上部の高温雰囲気内でガ
イド先端にワイヤを結合する作業を行なう必要があり、
作業が困難である。
に配置する方法においては、焼鈍炉自体が煙突状となっ
ているため、焼鈍炉内の高温雰囲気が上部のワイヤ入口
から焼鈍炉外へ逃げてしまい、焼鈍炉内を効率良く均一
温度に保つことが困難である。また、焼鈍炉上部のワイ
ヤ供給装置が焼鈍炉から上昇した高温の雰囲気にさらさ
れることになるため、ワイヤ供給装置として構造が複雑
で精度の高い装置を設置することができず、またワイヤ
供給装置の寿命を短くする恐れがある。さらに、焼鈍炉
内にワイヤを通すためには、焼鈍炉下部から焼鈍炉を貫
通してガイドを挿入し、焼鈍炉上部の高温雰囲気内でガ
イド先端にワイヤを結合する作業を行なう必要があり、
作業が困難である。
【０００８】焼鈍後のワイヤを自然冷却する方法におい
ては、焼鈍炉からローラあるいはスプーラに到るまでの
長い距離においてワイヤを直線状に保持する必要が生
じ、焼鈍装置が大型化するという問題が生じる。
ては、焼鈍炉からローラあるいはスプーラに到るまでの
長い距離においてワイヤを直線状に保持する必要が生
じ、焼鈍装置が大型化するという問題が生じる。
【０００９】本発明は、焼鈍後のワイヤに永久変形を発
生させず、自然冷却のための長距離の冷却を必要とせ
ず、また、焼鈍炉を縦形にすることによる問題の発生し
ない金ボンディングワイヤの熱処理方法及び熱処理装置
を提供することを目的とする。
生させず、自然冷却のための長距離の冷却を必要とせ
ず、また、焼鈍炉を縦形にすることによる問題の発生し
ない金ボンディングワイヤの熱処理方法及び熱処理装置
を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明の要旨とす
るところは、以下のとおりである。 （１）ワイヤを焼鈍炉１で加熱焼鈍し冷却装置２で水冷
冷却する金ボンディングワイヤの熱処理方法であって、
冷却装置２のワイヤ入口１４からワイヤ出口１５までワ
イヤは直線状を保持したまま冷却装置内で水冷され、焼
鈍炉入り側から冷却装置出側までのワイヤは略直線状態
を保ち、該直線状態のワイヤは水平乃至略水平状態を保
つことを特徴とする半導体装置用金ボンディングワイヤ
の熱処理方法。 （２）前記冷却装置２は、ワイヤ入口１４及びワイヤ出
口１５において内部の冷却水８が表面張力によって冷却
装置内部に保持されていることを特徴とする上記（１）
に記載の半導体装置用金ボンディングワイヤの熱処理方
法。 （３）ワイヤを加熱焼鈍する焼鈍炉１と水冷冷却する冷
却装置２とを有する金ボンディングワイヤの熱処理装置
であって、冷却装置２のワイヤ入口１４からワイヤ出口
１５までワイヤは直線状を保持したまま冷却装置内で水
冷され、焼鈍炉入り側から冷却装置出側までのワイヤ経
路は略直線状であり、該直線状ワイヤ経路は水平乃至略
水平であることを特徴とする半導体装置用金ボンディン
グワイヤの熱処理装置。 （４）前記冷却装置２は、ワイヤ入口１４及びワイヤ出
口１５において内部の冷却水８が表面張力によって冷却
装置内部に保持されていることを特徴とする上記（３）
に記載の半導体装置用金ボンディングワイヤの熱処理装
置。 （５）前記冷却装置２は、上下に対向する板９の間に冷
却水８が表面張力で保持されており、ワイヤは該板の間
を通過することを特徴とする上記（３）又は（４）に記
載の半導体装置用金ボンディングワイヤの熱処理装置。 （６）熱処理後のワイヤを巻き取るワイヤ巻き取り装置
４と、冷却装置２からワイヤ巻き取り装置４までのワイ
ヤを保持するプーリーと、飛散防止カバー２４とを有
し、飛散防止カバー２４は前記プーリーに付着して飛散
する冷却水のワイヤ巻き取り装置４への飛散を防止する
ごとく構成されてなることを特徴とする上記（３）乃至
（５）のいずれかに記載の半導体装置用金ボンディング
ワイヤの熱処理装置。 （７）前記焼鈍炉１のワイヤが通過する部分は、ワイヤ
入口１６及びワイヤ出口１７の開口面積が、入口及び出
口以外の部分の断面積よりも小さいことを特徴とする上
記（３）乃至（６）のいずれかに記載の半導体装置用金
ボンディングワイヤの熱処理装置。
るところは、以下のとおりである。 （１）ワイヤを焼鈍炉１で加熱焼鈍し冷却装置２で水冷
冷却する金ボンディングワイヤの熱処理方法であって、
冷却装置２のワイヤ入口１４からワイヤ出口１５までワ
イヤは直線状を保持したまま冷却装置内で水冷され、焼
鈍炉入り側から冷却装置出側までのワイヤは略直線状態
を保ち、該直線状態のワイヤは水平乃至略水平状態を保
つことを特徴とする半導体装置用金ボンディングワイヤ
の熱処理方法。 （２）前記冷却装置２は、ワイヤ入口１４及びワイヤ出
口１５において内部の冷却水８が表面張力によって冷却
装置内部に保持されていることを特徴とする上記（１）
に記載の半導体装置用金ボンディングワイヤの熱処理方
法。 （３）ワイヤを加熱焼鈍する焼鈍炉１と水冷冷却する冷
却装置２とを有する金ボンディングワイヤの熱処理装置
であって、冷却装置２のワイヤ入口１４からワイヤ出口
１５までワイヤは直線状を保持したまま冷却装置内で水
冷され、焼鈍炉入り側から冷却装置出側までのワイヤ経
路は略直線状であり、該直線状ワイヤ経路は水平乃至略
水平であることを特徴とする半導体装置用金ボンディン
グワイヤの熱処理装置。 （４）前記冷却装置２は、ワイヤ入口１４及びワイヤ出
口１５において内部の冷却水８が表面張力によって冷却
装置内部に保持されていることを特徴とする上記（３）
に記載の半導体装置用金ボンディングワイヤの熱処理装
置。 （５）前記冷却装置２は、上下に対向する板９の間に冷
却水８が表面張力で保持されており、ワイヤは該板の間
を通過することを特徴とする上記（３）又は（４）に記
載の半導体装置用金ボンディングワイヤの熱処理装置。 （６）熱処理後のワイヤを巻き取るワイヤ巻き取り装置
４と、冷却装置２からワイヤ巻き取り装置４までのワイ
ヤを保持するプーリーと、飛散防止カバー２４とを有
し、飛散防止カバー２４は前記プーリーに付着して飛散
する冷却水のワイヤ巻き取り装置４への飛散を防止する
ごとく構成されてなることを特徴とする上記（３）乃至
（５）のいずれかに記載の半導体装置用金ボンディング
ワイヤの熱処理装置。 （７）前記焼鈍炉１のワイヤが通過する部分は、ワイヤ
入口１６及びワイヤ出口１７の開口面積が、入口及び出
口以外の部分の断面積よりも小さいことを特徴とする上
記（３）乃至（６）のいずれかに記載の半導体装置用金
ボンディングワイヤの熱処理装置。
【００１１】従来の、焼鈍後のワイヤを冷却水槽中の冷
却水に浸漬して冷却する方法においては、焼鈍炉を縦形
にしてワイヤを垂直に供給するか、あるいはローラーに
よって冷却前のワイヤの進路を変更することにより、ワ
イヤを冷却水中に供給する必要があった。これに対し、
本発明においては、図１に示すように、冷却装置２のワ
イヤ入口１４からワイヤ出口１５までワイヤ６は直線状
を保持したまま冷却装置内で水冷されるので、焼鈍炉１
入り側から冷却装置出側までワイヤは直線状、かつ水平
方向を保持することができる。そのため、焼鈍後冷却前
のワイヤ６の進路を曲げることによってワイヤに永久変
形が与えられることがなく、また焼鈍炉１が横形に保持
されるので、焼鈍炉を縦形に配置することによる問題を
解消することができる。
却水に浸漬して冷却する方法においては、焼鈍炉を縦形
にしてワイヤを垂直に供給するか、あるいはローラーに
よって冷却前のワイヤの進路を変更することにより、ワ
イヤを冷却水中に供給する必要があった。これに対し、
本発明においては、図１に示すように、冷却装置２のワ
イヤ入口１４からワイヤ出口１５までワイヤ６は直線状
を保持したまま冷却装置内で水冷されるので、焼鈍炉１
入り側から冷却装置出側までワイヤは直線状、かつ水平
方向を保持することができる。そのため、焼鈍後冷却前
のワイヤ６の進路を曲げることによってワイヤに永久変
形が与えられることがなく、また焼鈍炉１が横形に保持
されるので、焼鈍炉を縦形に配置することによる問題を
解消することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の金ボンディングワイヤの
熱処理装置に用いる焼鈍炉としては、図１に示すよう
に、円筒形の電気炉であって、その円筒形の中心部にワ
イヤが通過する経路があり、該ワイヤ通過経路１８の周
囲を加熱装置２０が取り囲んでいる形状を採用すること
ができる。焼鈍炉１を横型に配置し、ワイヤ通過経路１
８を水平に保持すると、ワイヤ通過経路内のガス流発生
を防止することができ、好ましい。
熱処理装置に用いる焼鈍炉としては、図１に示すよう
に、円筒形の電気炉であって、その円筒形の中心部にワ
イヤが通過する経路があり、該ワイヤ通過経路１８の周
囲を加熱装置２０が取り囲んでいる形状を採用すること
ができる。焼鈍炉１を横型に配置し、ワイヤ通過経路１
８を水平に保持すると、ワイヤ通過経路内のガス流発生
を防止することができ、好ましい。
【００１３】焼鈍炉１のワイヤ入り側にワイヤ供給装置
３を配置し、焼鈍炉のワイヤ出側に冷却装置２及びワイ
ヤ巻き取り装置４を配置する。焼鈍炉１のワイヤ通過経
路１８と冷却装置２とは、ほぼ水平かつ直線状に配置す
る。伸線した金ボンディングワイヤを巻き取ったスプー
ル１０ａをワイヤ供給装置３に取り付け、該スプール１
０ａからワイヤを巻きほどして焼鈍炉１に供給する。ワ
イヤ供給装置２と焼鈍炉１との間には張力調整装置５を
配置すると好ましい。張力調整装置５の可動プーリー１
１は一定の張力でワイヤ６を引っ張っており、該張力調
整装置の可動プーリー１１が一定の位置に保持されるよ
うに、ワイヤ供給装置３からのワイヤ供給速度とワイヤ
巻き取り装置４のワイヤ巻き取り速度とを調整する。ワ
イヤの張力を一定に保持する結果として、焼鈍炉１のワ
イヤ通過経路１８から冷却装置２にかけて、ワイヤがほ
ぼ水平かつ直線状を保つことができる。
３を配置し、焼鈍炉のワイヤ出側に冷却装置２及びワイ
ヤ巻き取り装置４を配置する。焼鈍炉１のワイヤ通過経
路１８と冷却装置２とは、ほぼ水平かつ直線状に配置す
る。伸線した金ボンディングワイヤを巻き取ったスプー
ル１０ａをワイヤ供給装置３に取り付け、該スプール１
０ａからワイヤを巻きほどして焼鈍炉１に供給する。ワ
イヤ供給装置２と焼鈍炉１との間には張力調整装置５を
配置すると好ましい。張力調整装置５の可動プーリー１
１は一定の張力でワイヤ６を引っ張っており、該張力調
整装置の可動プーリー１１が一定の位置に保持されるよ
うに、ワイヤ供給装置３からのワイヤ供給速度とワイヤ
巻き取り装置４のワイヤ巻き取り速度とを調整する。ワ
イヤの張力を一定に保持する結果として、焼鈍炉１のワ
イヤ通過経路１８から冷却装置２にかけて、ワイヤがほ
ぼ水平かつ直線状を保つことができる。
【００１４】本発明の冷却装置２は、ワイヤ６を一定の
距離の間で冷却水中に浸漬することによって冷却する。
冷却装置２のワイヤ入口１４からワイヤ出口１５まで、
ワイヤは直線状かつ略水平状態を保持するので、ワイヤ
入口１４とワイヤ出口１５とは同一水平面内にあり、冷
却装置内の該同一水平面において冷却水８が存在する状
態である。冷却装置２のワイヤ入口１４とワイヤ出口１
５とから内部の冷却水８が流れ出る状況にある場合に
は、流れ出た冷却水量に相当する冷却水を常に補充する
ことにより、冷却装置内の冷却水量を確保する。
距離の間で冷却水中に浸漬することによって冷却する。
冷却装置２のワイヤ入口１４からワイヤ出口１５まで、
ワイヤは直線状かつ略水平状態を保持するので、ワイヤ
入口１４とワイヤ出口１５とは同一水平面内にあり、冷
却装置内の該同一水平面において冷却水８が存在する状
態である。冷却装置２のワイヤ入口１４とワイヤ出口１
５とから内部の冷却水８が流れ出る状況にある場合に
は、流れ出た冷却水量に相当する冷却水を常に補充する
ことにより、冷却装置内の冷却水量を確保する。
【００１５】本発明の冷却装置として、連続的に落下す
る水流を作り、該水流を水柱のごとく形成し、この水流
を貫通してワイヤ６を通過させることにより、ワイヤ６
を冷却する冷却装置２とすることもできる。
る水流を作り、該水流を水柱のごとく形成し、この水流
を貫通してワイヤ６を通過させることにより、ワイヤ６
を冷却する冷却装置２とすることもできる。
【００１６】本発明の上記（２）（４）のように、ワイ
ヤ入口１４及びワイヤ出口１５において内部の冷却水８
が表面張力によっで冷却装置内部に保持されるようにす
ると好ましい。ワイヤ入口１４及びワイヤ出口１５の開
口幅を調整することにより、ワイヤ６の通過に支障をき
たさない範囲でかつ内部の冷却水を表面張力によって保
持することが可能である。これにより、冷却装置内部の
冷却水補充は、ワイヤ表面に付着して持ち去られる量に
相当する量を補充すれば足りることとなる。図２に示す
ように、冷却水８を満たす冷却水槽１９を準備し、該冷
却水槽１９の対向する壁にワイヤ入口１４及びワイヤ出
口１５を開口することによって冷却装置２とすることが
できる。図２（ａ）（ｂ）に示すものは、冷却水槽１９
を箱形状とし、ワイヤ入口１４及びワイヤ出口１５は孔
の形状をなしている。図２（ｃ）（ｄ）に示すものは、
冷却水槽１９を蓋のない開放容器とし、ワイヤ入口１４
及びワイヤ出口１５は壁の上部に設けた溝形状としてい
る。冷却装置２にワイヤ６をセットするに際しては図２
（ｃ）（ｄ）に示すものが便利である。図２（ｅ）
（ｆ）に示すように、パイプ２２の中に冷却水８を充填
し、パイプ２２の前後の開口をワイヤ入り口１３及びワ
イヤ出口１５とし、この開口において冷却水８は表面張
力によってパイプ２２内に保持されるようにし、このパ
イプ２２の中にワイヤ６を通過させる形態とすることも
できる。
ヤ入口１４及びワイヤ出口１５において内部の冷却水８
が表面張力によっで冷却装置内部に保持されるようにす
ると好ましい。ワイヤ入口１４及びワイヤ出口１５の開
口幅を調整することにより、ワイヤ６の通過に支障をき
たさない範囲でかつ内部の冷却水を表面張力によって保
持することが可能である。これにより、冷却装置内部の
冷却水補充は、ワイヤ表面に付着して持ち去られる量に
相当する量を補充すれば足りることとなる。図２に示す
ように、冷却水８を満たす冷却水槽１９を準備し、該冷
却水槽１９の対向する壁にワイヤ入口１４及びワイヤ出
口１５を開口することによって冷却装置２とすることが
できる。図２（ａ）（ｂ）に示すものは、冷却水槽１９
を箱形状とし、ワイヤ入口１４及びワイヤ出口１５は孔
の形状をなしている。図２（ｃ）（ｄ）に示すものは、
冷却水槽１９を蓋のない開放容器とし、ワイヤ入口１４
及びワイヤ出口１５は壁の上部に設けた溝形状としてい
る。冷却装置２にワイヤ６をセットするに際しては図２
（ｃ）（ｄ）に示すものが便利である。図２（ｅ）
（ｆ）に示すように、パイプ２２の中に冷却水８を充填
し、パイプ２２の前後の開口をワイヤ入り口１３及びワ
イヤ出口１５とし、この開口において冷却水８は表面張
力によってパイプ２２内に保持されるようにし、このパ
イプ２２の中にワイヤ６を通過させる形態とすることも
できる。
【００１７】冷却装置は、図１（ｂ）〜（ｃ）に示す本
発明の上記（５）のように、上下に配置した板９ａと板
９ｂとの対向する面（１３ａ、１３ｂ）の間に冷却水８
が表面張力で保持される形態とし、ワイヤが該板の間を
通過するようにすると、より好ましい。板９の形状とし
ては、図１（ｃ）に示す矩形、その他円形等の任意の形
状を採用することができ、図１（ｂ）に示すように、同
一形状の２枚の板（９ａ、９ｂ）それぞれの一方の面
（１３ａ、１３ｂ）を相互に平行にかつ狭い間隔をおい
て対向させる。該狭い間隔の間に冷却水８を供給する
と、２枚の板９の縁において表面張力が働き、冷却水８
は２枚の板９の間に保持される。２枚の板９は、対向す
る面１３を水平に保つ。ワイヤをセットする際には、２
枚の板９の間の空間にワイヤを差し込めばいいので、き
わめて容易にセットすることができる。
発明の上記（５）のように、上下に配置した板９ａと板
９ｂとの対向する面（１３ａ、１３ｂ）の間に冷却水８
が表面張力で保持される形態とし、ワイヤが該板の間を
通過するようにすると、より好ましい。板９の形状とし
ては、図１（ｃ）に示す矩形、その他円形等の任意の形
状を採用することができ、図１（ｂ）に示すように、同
一形状の２枚の板（９ａ、９ｂ）それぞれの一方の面
（１３ａ、１３ｂ）を相互に平行にかつ狭い間隔をおい
て対向させる。該狭い間隔の間に冷却水８を供給する
と、２枚の板９の縁において表面張力が働き、冷却水８
は２枚の板９の間に保持される。２枚の板９は、対向す
る面１３を水平に保つ。ワイヤをセットする際には、２
枚の板９の間の空間にワイヤを差し込めばいいので、き
わめて容易にセットすることができる。
【００１８】２枚の板の間に保持された冷却水８には静
圧が全くかかっていないので、たとえ２枚の板の間隔を
比較的大きくとったとしても、表面張力のみによって容
易に保持することが可能である。また、表面張力で保持
された冷却水の自由表面が板の全周にわたっているの
で、冷却装置内の冷却水に若干の増減があっても、該自
由表面の位置がわずかに変動することによって対応する
ことが可能である。これらの理由のため、本発明の上記
（５）においては、２枚の板の間にはワイヤを通過させ
るための十分な間隔を保持することができるとともに、
表面張力が破れて冷却水が失われるトラブルの発生を防
止することができる。
圧が全くかかっていないので、たとえ２枚の板の間隔を
比較的大きくとったとしても、表面張力のみによって容
易に保持することが可能である。また、表面張力で保持
された冷却水の自由表面が板の全周にわたっているの
で、冷却装置内の冷却水に若干の増減があっても、該自
由表面の位置がわずかに変動することによって対応する
ことが可能である。これらの理由のため、本発明の上記
（５）においては、２枚の板の間にはワイヤを通過させ
るための十分な間隔を保持することができるとともに、
表面張力が破れて冷却水が失われるトラブルの発生を防
止することができる。
【００１９】冷却装置２のワイヤ入口１４からワイヤ出
口１５までのワイヤ６が冷却水８に浸漬されている距離
は、冷却のために冷却水中に保持すべき時間及びワイヤ
の通過速度から定まる。また、冷却水中に保持すべき時
間はワイヤの直径によっても異なる。直径１０〜２００
μｍの金ボンディングワイヤにおいては、冷却水中に保
持すべき時間は０．０１秒以上あれば良い。
口１５までのワイヤ６が冷却水８に浸漬されている距離
は、冷却のために冷却水中に保持すべき時間及びワイヤ
の通過速度から定まる。また、冷却水中に保持すべき時
間はワイヤの直径によっても異なる。直径１０〜２００
μｍの金ボンディングワイヤにおいては、冷却水中に保
持すべき時間は０．０１秒以上あれば良い。
【００２０】本発明の冷却装置２で用いる冷却水として
は、水を用いると最も安価に実施することができる。水
以外にも純水、アルコール等を用いてもよい。
は、水を用いると最も安価に実施することができる。水
以外にも純水、アルコール等を用いてもよい。
【００２１】冷却装置２からワイヤ巻き取り装置４まで
のワイヤ経路には、ワイヤを導くための１個又は複数個
のプーリーが配置される。図１（ａ）、図４に示す例で
は２個の固定プーリー１２が配置されている。第１の固
定プーリー１２ｃにより、焼鈍炉１から冷却装置２まで
の間のワイヤ配置位置を一定に保つことができる。また
第２の固定プーリー１２ｄにより、ワイヤがワイヤ巻き
取り装置４のスプール１０ｂにスムーズに供給される。
プーリーはその円周面に溝を有し、ワイヤが当該溝に沿
ってガイドされる。これらプーリーは冷却装置２の出口
のすぐ近くに配置されるので、プーリーを通過する時点
でワイヤにはまだ冷却水が付着しており、ワイヤに付着
した冷却水がプーリーの溝に蓄積される。そしてプーリ
ーの回転に伴い、プーリーの溝に蓄積された冷却水が液
滴２３となって周囲に飛散する。飛散した液滴２３がワ
イヤ巻き取り装置４に付着すると、スプール１０ｂに巻
き取られた製品としての金ボンディングワイヤに水濡れ
が生じ、好ましくない。
のワイヤ経路には、ワイヤを導くための１個又は複数個
のプーリーが配置される。図１（ａ）、図４に示す例で
は２個の固定プーリー１２が配置されている。第１の固
定プーリー１２ｃにより、焼鈍炉１から冷却装置２まで
の間のワイヤ配置位置を一定に保つことができる。また
第２の固定プーリー１２ｄにより、ワイヤがワイヤ巻き
取り装置４のスプール１０ｂにスムーズに供給される。
プーリーはその円周面に溝を有し、ワイヤが当該溝に沿
ってガイドされる。これらプーリーは冷却装置２の出口
のすぐ近くに配置されるので、プーリーを通過する時点
でワイヤにはまだ冷却水が付着しており、ワイヤに付着
した冷却水がプーリーの溝に蓄積される。そしてプーリ
ーの回転に伴い、プーリーの溝に蓄積された冷却水が液
滴２３となって周囲に飛散する。飛散した液滴２３がワ
イヤ巻き取り装置４に付着すると、スプール１０ｂに巻
き取られた製品としての金ボンディングワイヤに水濡れ
が生じ、好ましくない。
【００２２】本発明の上記（６）においては、図４に示
すようにワイヤ巻き取り装置４付近に飛散防止カバー２
４を配置する。飛散防止カバー２４は前記プーリーに付
着して飛散する冷却水のワイヤ巻き取り装置４への飛散
を防止するごとく構成されているので、液滴２３のワイ
ヤ巻き取り装置４及びスプール１０ｂへの被着を防止す
ることができる。飛散防止カバー２４は、図４に示すよ
うに液滴２３が飛来する方向のみに配置すれば良く、プ
ーリー及びワイヤ巻き取り装置の配置に基づき、熱処理
装置を運転する上での作業性を損なうことのない適切な
形状を選択することができる。また、図４（ｂ）に示す
ように、飛散防止カバー２４が可動範囲２５において移
動可能としておけば、ワイヤ巻き取り装置４へのスプー
ル１０ｂの着脱時には飛散防止カバー２４を作業の支障
を生じない位置に移動しておくことができ、好ましい。
すようにワイヤ巻き取り装置４付近に飛散防止カバー２
４を配置する。飛散防止カバー２４は前記プーリーに付
着して飛散する冷却水のワイヤ巻き取り装置４への飛散
を防止するごとく構成されているので、液滴２３のワイ
ヤ巻き取り装置４及びスプール１０ｂへの被着を防止す
ることができる。飛散防止カバー２４は、図４に示すよ
うに液滴２３が飛来する方向のみに配置すれば良く、プ
ーリー及びワイヤ巻き取り装置の配置に基づき、熱処理
装置を運転する上での作業性を損なうことのない適切な
形状を選択することができる。また、図４（ｂ）に示す
ように、飛散防止カバー２４が可動範囲２５において移
動可能としておけば、ワイヤ巻き取り装置４へのスプー
ル１０ｂの着脱時には飛散防止カバー２４を作業の支障
を生じない位置に移動しておくことができ、好ましい。
【００２３】本発明の熱処理装置に用いる焼鈍炉１とし
ては、図１（ａ）に示すように、中心に石英ガラス製の
チューブ２１を配置し、該チューブ２１の外側に電気抵
抗式の加熱装置２０を配置する形態が主に用いられる。
このチューブ内のワイヤ通過経路１８を金ボンディング
ワイヤが通過することによって加熱・焼鈍される。ワイ
ヤ通過経路内の高温に加熱された雰囲気は、できるだけ
ワイヤ通過経路内に留めておく方が、焼鈍炉の省エネル
ギー上、及び焼鈍炉内の均熱保持の観点から好ましい。
図３に示す本発明の上記（７）ように、焼鈍炉１のワイ
ヤが通過する部分、即ち上記実施の態様においては石英
ガラス製のチューブ２１は、ワイヤ入口１６及びワイヤ
出口１７の開口面積を該入口及び出口以外の部分の断面
積よりも小さくすることにより、内部の雰囲気が外部に
放散することを防止し、省エネルギー、均熱保持効果を
発揮することができる。
ては、図１（ａ）に示すように、中心に石英ガラス製の
チューブ２１を配置し、該チューブ２１の外側に電気抵
抗式の加熱装置２０を配置する形態が主に用いられる。
このチューブ内のワイヤ通過経路１８を金ボンディング
ワイヤが通過することによって加熱・焼鈍される。ワイ
ヤ通過経路内の高温に加熱された雰囲気は、できるだけ
ワイヤ通過経路内に留めておく方が、焼鈍炉の省エネル
ギー上、及び焼鈍炉内の均熱保持の観点から好ましい。
図３に示す本発明の上記（７）ように、焼鈍炉１のワイ
ヤが通過する部分、即ち上記実施の態様においては石英
ガラス製のチューブ２１は、ワイヤ入口１６及びワイヤ
出口１７の開口面積を該入口及び出口以外の部分の断面
積よりも小さくすることにより、内部の雰囲気が外部に
放散することを防止し、省エネルギー、均熱保持効果を
発揮することができる。
【００２４】本発明において、焼鈍炉１から冷却装置２
にかけては、ワイヤ６を水平かつ直線状態に保ち、冷却
装置２の狭いワイヤ入口１４及びワイヤ出口１５に接触
せずにワイヤを通過させる必要があるため、ワイヤ６の
張力を一定に保持する必要がある。一方、焼鈍炉内にお
いてワイヤは高温に加熱されるため、高温加熱時のワイ
ヤの抗張力以下の張力に保持する必要がある。このよう
にワイヤ張力調整を精密に行うため、ワイヤ６の経路に
張力調整装置５を配置する。ワイヤ張力の調整は、ワイ
ヤ供給装置３あるいはワイヤ巻き取り装置４のスプール
１０の巻き取り速度を変更することによって行い、前記
張力調整装置５からの指令に基づいていずれかのスプー
ルの巻き取り速度を変更し、ワイヤの張力を一定に保持
する。
にかけては、ワイヤ６を水平かつ直線状態に保ち、冷却
装置２の狭いワイヤ入口１４及びワイヤ出口１５に接触
せずにワイヤを通過させる必要があるため、ワイヤ６の
張力を一定に保持する必要がある。一方、焼鈍炉内にお
いてワイヤは高温に加熱されるため、高温加熱時のワイ
ヤの抗張力以下の張力に保持する必要がある。このよう
にワイヤ張力調整を精密に行うため、ワイヤ６の経路に
張力調整装置５を配置する。ワイヤ張力の調整は、ワイ
ヤ供給装置３あるいはワイヤ巻き取り装置４のスプール
１０の巻き取り速度を変更することによって行い、前記
張力調整装置５からの指令に基づいていずれかのスプー
ルの巻き取り速度を変更し、ワイヤの張力を一定に保持
する。
【００２５】
【発明の効果】本発明の金ボンディングワイヤの熱処理
方法及び熱処理装置においては、冷却装置のワイヤ入口
からワイヤ出口までワイヤは直線状を保持したまま冷却
装置内で水冷されるので、焼鈍炉入り側から冷却装置出
側までワイヤは直線状、かつ水平方向を保持することが
できる。焼鈍後冷却前のワイヤの進路を曲げることがな
いので、ワイヤに永久変形が与えられることがない。ま
た焼鈍炉が横形に保持されるので、焼鈍炉を縦形に配置
した場合に発生する問題を解消することができる。
方法及び熱処理装置においては、冷却装置のワイヤ入口
からワイヤ出口までワイヤは直線状を保持したまま冷却
装置内で水冷されるので、焼鈍炉入り側から冷却装置出
側までワイヤは直線状、かつ水平方向を保持することが
できる。焼鈍後冷却前のワイヤの進路を曲げることがな
いので、ワイヤに永久変形が与えられることがない。ま
た焼鈍炉が横形に保持されるので、焼鈍炉を縦形に配置
した場合に発生する問題を解消することができる。
【図１】本発明の金ボンディングワイヤの熱処理装置を
示す図であり、（ａ）は全体概略断面図、（ｂ）は冷却
装置の拡大断面図、（ｃ）は冷却装置の斜視図である。
示す図であり、（ａ）は全体概略断面図、（ｂ）は冷却
装置の拡大断面図、（ｃ）は冷却装置の斜視図である。
【図２】本発明の冷却装置を示す図であり、（ａ）
（ｃ）（ｅ）は断面図、（ｂ）（ｄ）（ｆ）はそれぞれ
（ａ）（ｃ）（ｅ）のものの斜視図である。
（ｃ）（ｅ）は断面図、（ｂ）（ｄ）（ｆ）はそれぞれ
（ａ）（ｃ）（ｅ）のものの斜視図である。
【図３】本発明の焼鈍炉を示す断面図である。
【図４】本発明の熱処理装置における飛散防止カバーを
示す図であり、（ａ）は側面部分図、（ｂ）は斜視部分
図である。
示す図であり、（ａ）は側面部分図、（ｂ）は斜視部分
図である。
１ 焼鈍炉
２ 冷却装置
３ ワイヤ供給装置
４ ワイヤ巻き取り装置
５ 張力調整装置
６ ワイヤ
８ 冷却水
９ 板
１０ スプール
１１ 可動プーリー
１２ 固定プーリー
１３ 面
１４ 入口
１５ 出口
１６ 入口
１７ 出口
１８ ワイヤ通過経路
１９ 冷却水槽
２０ 加熱装置
２１ チューブ
２２ パイプ
２３ 液滴
２４ 飛散防止カバー
２５ 可動範囲
Claims (7)
- 【請求項１】 ワイヤを焼鈍炉で加熱焼鈍し冷却装置で
水冷冷却する金ボンディングワイヤの熱処理方法であっ
て、冷却装置のワイヤ入口からワイヤ出口までワイヤは
直線状を保持したまま冷却装置内で水冷され、焼鈍炉入
り側から冷却装置出側までのワイヤは略直線状態を保
ち、該直線状態のワイヤは水平乃至略水平状態を保つこ
とを特徴とする半導体装置用金ボンディングワイヤの熱
処理方法。 - 【請求項２】 前記冷却装置は、ワイヤ入口及びワイヤ
出口において内部の冷却水が表面張力によって冷却装置
内部に保持されていることを特徴とする請求項１に記載
の半導体装置用金ボンディングワイヤの熱処理方法。 - 【請求項３】 ワイヤを加熱焼鈍する焼鈍炉と水冷冷却
する冷却装置とを有する金ボンディングワイヤの熱処理
装置であって、冷却装置のワイヤ入口からワイヤ出口ま
でワイヤは直線状を保持したまま冷却装置内で水冷さ
れ、焼鈍炉入り側から冷却装置出側までのワイヤ経路は
略直線状であり、該直線状ワイヤ経路は水平乃至略水平
であることを特徴とする半導体装置用金ボンディングワ
イヤの熱処理装置。 - 【請求項４】 前記冷却装置は、ワイヤ入口及びワイヤ
出口において内部の冷却水が表面張力によって冷却装置
内部に保持されていることを特徴とする請求項３に記載
の半導体装置用金ボンディングワイヤの熱処理装置。 - 【請求項５】 前記冷却装置は、上下に対向する板の間
に冷却水が表面張力で保持されており、ワイヤは該板の
間を通過することを特徴とする請求項３又は４に記載の
半導体装置用金ボンディングワイヤの熱処理装置。 - 【請求項６】 熱処理後のワイヤを巻き取るワイヤ巻き
取り装置と、前記冷却装置からワイヤ巻き取り装置まで
のワイヤを保持するプーリーと、飛散防止カバーとを有
し、前記飛散防止カバーは前記プーリーに付着して飛散
する冷却水のワイヤ巻き取り装置への飛散を防止するご
とく構成されてなることを特徴とする請求項３乃至５の
いずれかに記載の半導体装置用金ボンディングワイヤの
熱処理装置。 - 【請求項７】 前記焼鈍炉のワイヤが通過する部分は、
ワイヤ入口及びワイヤ出口の開口面積が、入口及び出口
以外の部分の断面積よりも小さいことを特徴とする請求
項３乃至６のいずれかに記載の半導体装置用金ボンディ
ングワイヤの熱処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001244253A JP4846137B2 (ja) | 2001-08-10 | 2001-08-10 | 金ボンディングワイヤの熱処理方法及び熱処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001244253A JP4846137B2 (ja) | 2001-08-10 | 2001-08-10 | 金ボンディングワイヤの熱処理方法及び熱処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003055748A true JP2003055748A (ja) | 2003-02-26 |
| JP4846137B2 JP4846137B2 (ja) | 2011-12-28 |
Family
ID=19074218
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001244253A Expired - Lifetime JP4846137B2 (ja) | 2001-08-10 | 2001-08-10 | 金ボンディングワイヤの熱処理方法及び熱処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4846137B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011129602A (ja) * | 2009-12-16 | 2011-06-30 | Tanaka Electronics Ind Co Ltd | 高強度、高伸び率金合金ボンディングワイヤ |
| WO2012169067A1 (ja) * | 2011-06-10 | 2012-12-13 | 田中電子工業株式会社 | 高強度、高伸び率金合金ボンディングワイヤ |
| WO2013099413A1 (ja) * | 2011-12-28 | 2013-07-04 | 田中電子工業株式会社 | 半導体装置接続用高純度銅細線 |
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| JPH0484349A (ja) * | 1990-07-27 | 1992-03-17 | Nec Corp | 集配信メッセージ制御機構 |
| JPH07108317A (ja) * | 1993-10-08 | 1995-04-25 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 極細線の連続伸線焼鈍装置 |
| JPH10188693A (ja) * | 1996-12-25 | 1998-07-21 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | ボンディングワイヤの製造方法 |
| JP2000106384A (ja) * | 1998-09-29 | 2000-04-11 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | ボンディングワイヤーの製造方法 |
| JP2001168134A (ja) * | 1999-09-29 | 2001-06-22 | Tatsuta Electric Wire & Cable Co Ltd | 半導体素子金合金線 |
-
2001
- 2001-08-10 JP JP2001244253A patent/JP4846137B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| CN103283009A (zh) * | 2011-12-28 | 2013-09-04 | 田中电子工业株式会社 | 用于连接半导体装置的高纯度铜细线 |
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