JP2003303846A - ワイヤボンダ用超音波ホーンの取り付け方法 - Google Patents

ワイヤボンダ用超音波ホーンの取り付け方法

Info

Publication number
JP2003303846A
JP2003303846A JP2002107668A JP2002107668A JP2003303846A JP 2003303846 A JP2003303846 A JP 2003303846A JP 2002107668 A JP2002107668 A JP 2002107668A JP 2002107668 A JP2002107668 A JP 2002107668A JP 2003303846 A JP2003303846 A JP 2003303846A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ultrasonic horn
holder
horn
ultrasonic
capillary
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002107668A
Other languages
English (en)
Inventor
Toyokazu Sakai
豊和 酒井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Semiconductors Kyushu Ltd
Original Assignee
NEC Semiconductors Kyushu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Semiconductors Kyushu Ltd filed Critical NEC Semiconductors Kyushu Ltd
Priority to JP2002107668A priority Critical patent/JP2003303846A/ja
Publication of JP2003303846A publication Critical patent/JP2003303846A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies
    • H01L24/78—Apparatus for connecting with wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/45099—Material
    • H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/45144—Gold (Au) as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/78—Apparatus for connecting with wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/78—Apparatus for connecting with wire connectors
    • H01L2224/7825—Means for applying energy, e.g. heating means
    • H01L2224/783—Means for applying energy, e.g. heating means by means of pressure
    • H01L2224/78301—Capillary
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/78—Apparatus for connecting with wire connectors
    • H01L2224/788—Means for moving parts
    • H01L2224/78801—Lower part of the bonding apparatus, e.g. XY table
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/852—Applying energy for connecting
    • H01L2224/85201—Compression bonding
    • H01L2224/85205—Ultrasonic bonding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/00014—Technical content checked by a classifier the subject-matter covered by the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group, being disclosed without further technical details
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01004—Beryllium [Be]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01005—Boron [B]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01006—Carbon [C]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01033—Arsenic [As]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01079—Gold [Au]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01082—Lead [Pb]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】人手に依存することなくヒータプレート基台の
組み込み誤差とは無関係に高精度の超音波ホーン取付を
可能とするとともに、改造コストを抑制する。 【解決手段】超音波ホーン３の回転方向の位置決め用の
上部治具１と、ワイヤボンディング用のヒータプレート
を載置するヒータプレート基台５の上面に固定され高さ
方向の位置決め用の下部治具２とを準備し、超音波ホー
ン３の回転方向と高さ方向の各々の位置決めを高精度に
行う。上部治具１は、外径がキャピラリ固定孔３８の内
径及び公差とほぼ等しくこのキャピラリ固定孔３８に挿
入されるガイドピン１１と、このガイドピン１１を固定
し高さがキャピラリ３１のホーン部３３からの突出寸法
Ｌと等しい超音波ホーン回転方向位置規制用のブロック
１２とを備える。下部治具２は、ヒータプレートと同一
厚さ及び公差のブロックであり、ヒータプレート基台５
に固定するボルト２２のボルト穴２１を有する。

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ダ用超音
波ホーンの取り付け方法に関し、特に半導体装置製造工
程の１つであるワイヤボンディングに用いるワイヤボン
ダ用超音波ホーンの取り付け方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置製造の製造における組立工程
において、半導体素子の電極部（パッド電極）とリード
フレームとを例えば金細線のボンディングワイヤ（以
下、ワイヤ）によって接続するための装置としてワイヤ
ボンダが用いられる。ワイヤボンダは、超音波を利用し
てワイヤとパッド電極との接続を行う超音波ボンディン
グ技術を用いるものであり、超音波ホーンを用いてワイ
ヤボンディングを行う。
【０００３】超音波ホーンの主要構造をこの超音波ホー
ンを保持するホルダと共に斜視図で示す図６（Ａ）を参
照すると、この超音波ホーン３は、電歪現象を利用して
超音波振動を発生する円盤状の振動子部３２と、先端部
にキャピラリを挿入して取り付けるキャピラリ固定孔３
８を備え超音波振動の伝達路の直径が漸進的に小さくな
るホーンを形成して振幅を物理的に拡大するホーン部３
３と、後述のキャピラリ固定孔３８にボルト３９で取り
付けられボンディングワイヤを通すワイヤフイード孔を
有するボンディングツールであるキャピラリ３１と、後
述のホルダ４に取り付けるためのフランジ３４と、ホル
ダ４に取り付ける場合に軸方向にガイドする軸方向ガイ
ド面３５と、直径方向にガイドする直径方向ガイド面３
６とを備え、ホルダ４に形成された挿通孔４１内に挿通
してフランジ３４の取付穴３４１を挿通した取り付け用
のボルト３４２で取り付けられる。
【０００４】ホルダ４は、図示しないワイヤボンダ本体
に取り付けられ、後述するヒータプレートを固定したヒ
ータプレート基台（図示せず）に対し上下方向（Ｚ軸方
向）に位置調整が可能である。
【０００５】後述するように、キャピラリ３１は消耗品
であり、一定期間使用後に新品と交換するため、図６
（Ｂ）に示すように、ホーン部３３の先端にキャピラリ
固定孔３８と、ボルト３９とを有し、キャピラリ３１は
ホーン部３１の中心線に対し一定の突出寸法Ｌの分突出
するよう固定される。
【０００６】ここで、軸方向ガイド面３５はフランジ３
４のホルダ４の外壁と接する面であり、直径方向ガイド
面３６は、ホルダ４の挿通孔４１の内面と接する面であ
る。フランジ３４には複数この例では２個の取付穴３４
１が設けられ、ボルト３４２でホルダ４に軸方向に固定
する（図６（Ｃ））。
【０００７】この超音波ホーン３は、先端のキャピラリ
３１のワイヤフイード孔を通したワイヤをボンディング
対象の電極パッドやリードフレームのインナリード先端
等（以下代表して電極パッド）に押し付け、ワイヤの先
端に形成されたボールを電極パッドに押圧して超音波の
振動エネルギーを熱及び圧力に変換することにより加熱
圧着して接続する。この時、ボンディング対象の半導体
装置をヒータを内蔵したヒータプレート（図示せず）上
に載置し、ヒータで加熱しながら接続する場合もある。
【０００８】良好なボンディングを達成のため、超音波
ホーン３の超音波ホーン部３３から伝わる超音波エネル
ギーをキャピラリ３１の先端に伝え、効率よくボンディ
ングパッドやインナリードの先端に印加することが重要
な要因なっている。このため、ホーン部３３を理想的に
共振させるため、ホーン部３３の長さや直径変化率等を
正確に設定すると共に、ホルダ４に対する超音波ホーン
３の取付についても高精度で行う必要がある。具体的に
は、超音波ホーン３の軸中心をホルダ４の挿通孔４１の
中心に一致させると共に、キャピラリ３１が電極パッド
等対象面に対して傾斜を生じないように超音波ホーン３
の角度位置を調整する必要がある。
【０００９】また、超音波ホーン３は、消耗品であるキ
ャピラリ３１を一定数交換すると、キャピラリ固定孔３
８が磨耗し、超音波ホーン３全体を交換する必要が生じ
る。また、超音波ホーン３の上下運動の支点のオーバー
ホール時にも取り外さなくてはならない。上記交換時、
あるいは、オーバーホールの再組立時における超音波ホ
ーン３の取付時に、回転方向に傾いているとキャピラリ
３１が電極パッド等に対し傾斜を生じ、垂直に接触せず
に超音波と荷重の伝達効率が悪くなる。そのため、キャ
ピラリ３１が垂直にボンディングパッドとインナーリー
ドに接触するような角度位置で超音波ホーン３をホルダ
４に固定することが重要となってくる。
【００１０】しかしながら、作業者が自身の手で、キャ
ピラリ３１が電極パッド等に対し傾斜を生じること無く
垂直に接触するように超音波ホーン３を均一に素早くホ
ルダ４に固定することは、熟練が必要で、熟練者でも同
じように作業することは困難であった。
【００１１】そこで、この超音波ホーンのホルダへの取
付を迅速に、簡単に、かつ人手に依存せずに行なうた
め、様々な技術が提案されている。
【００１２】例えば、特開平６−２１１６３号公報記載
の従来のワイヤボンダ用超音波ホーンの取り付け方法を
概略図及びキャピラリ側から見た側面図で示す図７を参
照すると、この従来の技術は、ホルダ４の代わりにピン
４５を設けたホルダ１０４を備え、超音波ホーン１０３
は、軸方向にガイドする軸方向ガイド面３５、直径方向
にガイドする直径方向ガイド面３６に加えてピン４５に
適合し回転方向にガイドする回転方向ガイド面３７を加
工して設けることにより、回転方向の位置決めを自動的
に、かつ熟練した技術を要せず高精度に超音波ホーンを
固定することができるというものである。ここで、軸方
向ガイド面３５はフランジ３４のホルダ１０４の外壁と
接する面であり、直径方向ガイド面３６は、ホルダ１０
４の挿通孔４１の内面と接する面であり、回転方向ガイ
ド面３７は、軸方向ガイド面３５に設けられピン４５に
適合した長孔となっている。フランジ３４は複数この例
では２個の取付穴が設けられボルトでホルダ１０４に軸
方向に固定する。
【００１３】しかし、このような手法では回転方向ガイ
ド面により超音波ホーンが固定されているため、ヒータ
プレート土台の組み込み誤差による傾きが発生すると、
キャピラリを製品に対し垂直に接触させることが出来な
い。
【００１４】また、異なる形式のワイヤボンダ毎に超音
波ホーンとホルダの形状変更を伴う改造を行なう必要が
あるため、改造コストがかかり、さらに、改造結果、超
音波特性の変化が発生するという問題点が発生する。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のワイヤ
ボンダ用超音波ホーンの取り付け方法は、回転方向ガイ
ド面により超音波ホーンが固定されているため、ヒータ
プレート土台の組み込み誤差による傾きが発生すると、
キャピラリを製品に対し垂直に接触させることが出来な
いという欠点があった。
【００１６】また、異なる形式のワイヤボンダ毎に超音
波ホーンとホルダの形状変更を伴う改造を行なう必要が
あるため、改造コストがかかり、さらに、改造結果、超
音波特性の変化が発生するという欠点があった。
【００１７】本発明の目的は、人手に依存することなく
ヒータプレート基台の組み込み誤差とは無関係にキャピ
ラリをボンディング対象電極に対し垂直に接触させるた
めの高精度の超音波ホーン取付を可能とするとともに、
改造コストを抑制できるワイヤボンダ用超音波ホーンの
取り付け方法を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明のワ
イヤボンダ用超音波ホーンの取り付け方法は、電歪現象
を利用して超音波振動を発生する振動子部と、先端部に
ボンディングワイヤを通すワイヤフイード孔を有するボ
ンディングツールであるキャピラリを挿入して取り付け
るキャピラリ固定孔とを有しホーンを形成して前記超音
波振動の振幅を拡大するホーン部を備え超音波を利用し
てボンディングワイヤとボンディング対象の半導体装置
のパッド電極との接続を行う超音波ホーンをこの超音波
ホーンを保持するホルダに取り付けるときのワイヤボン
ダ用超音波ホーンの取り付け方法において、前記超音波
ホーンの回転方向の位置決め用の上部治具と、ワイヤボ
ンディング用のヒータプレートを載置する基台であるヒ
ータプレート基台の上面に固定され高さ方向の位置決め
用の下部治具とを用い、前記超音波ホーンの回転方向と
高さ方向の各々の位置決めを高精度に行うことを特徴と
するものである。
【００１９】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載のワイヤボンダ用超音波ホーンの取り付け方法におい
て、前記上部治具が、外径が前記キャピラリ固定孔の内
径及び公差とほぼ等しく前記キャピラリ固定孔に挿入さ
れるガイドピンと、前記ガイドピンを固定し高さが前記
キャピラリの前記ホーン部からの突出寸法と等しい超音
波ホーン回転方向位置規制用のブロックとを備え、前記
下部治具が、前記ヒータプレートと同一厚さ及び寸法公
差のブロックであり、前記ヒータプレート基台に固定す
るためのボルト穴を有することを特徴とするものであ
る。
【００２０】また、請求項３記載の発明は、請求項１記
載のワイヤボンダ用超音波ホーンの取り付け方法におい
て、前記超音波ホーンが、前記ホルダに取り付けるため
のフランジを備え、前記超音波ホーンを前記ホルダに形
成された挿通孔内に挿通して前記フランジにより前記ホ
ルダに取付けることを特徴とするものである。
【００２１】また、請求項４記載の発明は、請求項２記
載のワイヤボンダ用超音波ホーンの取り付け方法におい
て、前記上部治具の前記ガイドピンと前記ブロックが、
接着剤で固定されていることを特徴とするものである。
【００２２】また、請求項５記載の発明は、請求項２記
載のワイヤボンダ用超音波ホーンの取り付け方法におい
て、前記上部治具の前記ガイドピンと前記ブロックが、
ろう付けで固定されていることを特徴とするものであ
る。
【００２３】また、請求項６記載の発明は、請求項３記
載のワイヤボンダ用超音波ホーンの取り付け方法におい
て、前記超音波ホーンが、前記フランジに形成した軸方
向ガイド用の軸方向ガイド面と、回転方向をガイドする
回転方向ガイド面とを備えることを特徴とするものであ
る。
【００２４】請求項７記載の発明のワイヤボンダ用超音
波ホーンの取り付け方法は、電歪現象を利用して超音波
振動を発生する振動子部と、先端部にボンディングワイ
ヤを通すワイヤフイード孔を有するボンディングツール
であるキャピラリを挿入して取り付けるキャピラリ固定
孔とを有しホーンを形成して前記超音波振動の振幅を拡
大するホーン部を備え超音波を利用してボンディングワ
イヤとボンディング対象の半導体装置のパッド電極との
接続を行う超音波ホーンを前記超音波ホーンの回転方向
の位置決め用の上部治具と、ワイヤボンディング用のヒ
ータプレートを載置する基台であるヒータプレート基台
の上面に固定され高さ方向の位置決め用の下部治具とを
用い、前記超音波ホーンを保持するホルダに取り付ける
ときのワイヤボンダ用超音波ホーンの取り付け方法にお
いて、前記超音波ホーンを後部から前記ホルダの挿通孔
内に、フランジに形成した軸方向ガイド面が前記ホルダ
の外壁に接するまで挿入する第１の工程と、前記上部治
具と前記下部治具を準備する第２の工程と、前記上部治
具のガイドピンを前記超音波ホーンの前記キャピラリ固
定孔に挿入し、所定の締め付けトルクで固定用ボルトを
締め付け固定する第３の工程と、前記下部治具を前記ヒ
ータプレート基台の上面に固定用ボルトで固定する第４
の工程と、前記上部治具を固定した前記超音波ホーンを
挿通した状態の前記ホルダをワイヤボンダの縦方向軸に
沿って前記上部治具と前記下部治具とが水平に接触する
まで下降させる第５の工程と、前記上部治具と前記下部
治具とが接触したところで前記ホルダの下降を停止し、
前記超音波ホーンのフランジを固定用ボルトで前記ホル
ダに固定する第６の工程と、前記超音波ホーンの前記ホ
ルダへの固定後、前記上部治具及び前記下部治具を取り
外す第７の工程とを有することを特徴とするものであ
る。
【００２５】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
【００２６】本実施の形態のワイヤボンダ用超音波ホー
ンの取り付け方法は、ボンディング対象面に対しキャピ
ラリが垂直となるよう超音波ホーン本体の傾きを一定に
保ったまま固定する専用の超音波ホーン固定治具を使用
し、人の手による超音波ホーンの傾き調整を不要とした
ことと、上記固定治具の高さ方向寸法を、超音波ホーン
の実際のボンディングする高さでの傾きで固定するよう
設定したことを特徴とするものである。
【００２７】本実施の形態のワイヤボンダ用超音波ホー
ンの取り付け治具は、超音波ホーンの実際のボンディン
グを実施する高さでボンディング対象面に対しキャピラ
リが垂直となるよう超音波ホーン本体の傾きを一定に保
ったまま固定する寸法及び構造を有することを特徴とす
るものである。
【００２８】本発明の対象とする超音波ホーン及びホル
ダは、図６及び従来の技術で説明した超音波ホーン３及
びホルダ４と共通であるので、ここでは説明を省略す
る。
【００２９】次に、本発明の実施の形態のワイヤボンダ
用超音波ホーンの取り付け方法により超音波ホーンをホ
ルダに固定した状態を図６と共通の構成要素には共通の
参照文字／数字を付して同様に概略図及び超音波ホーン
のキャピラリ側から見た側面図で示す図１を参照する
と、この図に示す本実施の形態のワイヤボンダ用超音波
ホーンの取り付け方法は、図６及び従来の技術で説明し
たホルダ４の挿通孔４１に挿通しキャピラリ３１が未取
り付け状態の超音波ホーン３と、超音波ホーン３の回転
方向位置決め用の上部治具１と、ボンディング対象の半
導体装置を載置するワイヤボンディング用のヒータプレ
ートを固定する基台であるヒータプレート基台５の上面
に固定され高さ方向の位置決め用の下部治具２とを用い
る。
【００３０】本実施の形態のワイヤボンダ用超音波ホー
ンの取り付け方法に使用する本実施の形態のワイヤボン
ダ用超音波ホーンの取り付け治具を斜視図で示す図２を
参照すると、図２（Ａ）に示す上部治具１は、外径がキ
ャピラリ３１の外径、すなわち、超音波ホーン３のキャ
ピラリ固定孔３８の内径及び公差とほぼ等しくこのキャ
ピラリ固定孔３８に挿入されるガイドピン１１と、この
ガイドピン１１を接着剤又はろう付け等で固定し高さが
キャピラリ３１のホーン部３３からの突出寸法Ｌと等し
い超音波ホーン回転方向位置規制用のブロック１２とを
備える。
【００３１】下部治具２は、実際のボンディングで使用
しているヒータプレートと同一厚さ（高さ）及び公差の
ブロックであり、ヒータプレート基台５に固定するため
のボルト２２を挿通するためのボルト穴２１を有する。
説明の便宜上、ボルト２２は六角穴付ボルトとする。
【００３２】次に、図１、図２、図６及び超音波ホーン
の取付工程を説明図で示す図３〜図５を参照して本実施
の形態の動作について説明すると、まず、超音波ホーン
３を後部からホルダ４の挿通孔４１内に、フランジ３４
の軸方向ガイド面３５がホルダ４の外壁に接するまで挿
入する（図３（Ａ））。
【００３３】次に、上部治具１と下部治具２を準備する
（図３（Ｂ））。
【００３４】次に、上部治具１のガイドピン１１を超音
波ホーン３のキャピラリ固定孔３８に挿入し、所定の締
め付けトルクに設定したトルクレンチでボルト３９を締
め付け固定する。下部治具２をヒータプレート基台５の
上面に、六角レンチを用いてボルト穴２１を通したボル
ト２２を締め付けて固定する（図４（Ａ））。
【００３５】次に、上部治具１を固定した超音波ホーン
３を挿通した状態のホルダ４をワイヤボンダの縦方向軸
（Ｚ軸）に沿って上部治具１と下部治具２とが水平に接
触するまで下降させる（図４（Ｂ））。
【００３６】上部治具１と下部治具２とが接触したとこ
ろでホルダ４の下降を停止し、超音波ホーン３のフラン
ジ３４の取付穴３４１を挿通してボルト３４２をトルク
レンチで締め付けホルダ４に固定する（図５（Ａ））。
【００３７】超音波ホーン３のホルダ４への固定後、上
部治具１及び下部治具２を取り外す（図５（Ｂ））。
【００３８】以上の手順により、キャピラリ１１がヒー
タプレート基台５に対し正確な垂直角度、例えば９０°
±０．３°となるよう、超音波ホーン３をホルダ４に取
り付けることができる。
【００３９】従来のワイヤボンダ用超音波ホーンの取り
付け方法（以下、従来技術）と比べると、従来技術で
は、回転方向ガイド面により超音波ホーンが固定されて
いるため、ボンディング対象半導体装置を載置するヒー
タプレート基台の組み込み誤差による傾斜が発生する
と、キャピラリも傾斜しボンディング対象半導体装置の
電極上面（以下ボンディング対象面）に対し垂直に接触
させることが出来ない。これに対し本実施の形態では、
ヒータプレート基台を基準として超音波ホーンを固定す
るため、キャピラリをボンディング対象面に対し必然的
に高精度で垂直に接触させることが出来る。
【００４０】さらに、従来技術は、異なる形式のワイヤ
ボンダ毎に超音波ホーンとホルダの形状変更を伴う改造
を行なう必要があったが、本実施の形態では、一組の上
部治具及び下部治具を備えることにより、全ての形式の
ワイヤボンダに適用可能であるので、低コストである。
【００４１】また、超音波ホーンとホルダの形状変更を
行なう必要がないため、超音波特性の変化は発生しな
い。
【００４２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のワイヤボ
ンダ用超音波ホーンの取り付け方法は、超音波ホーンの
回転方向の位置決め用の上部治具と、ヒータプレート基
台の上面に固定され高さ方向の位置決め用の下部治具と
を用い、ヒータプレート基台を基準として超音波ホーン
を固定するため、キャピラリをボンディング対象面に対
し必然的に高精度で垂直に接触させることが出来るとい
う効果がある。
【００４３】また、一組の上部治具及び下部治具を備え
ることにより、全ての形式のワイヤボンダに適用可能で
あるので、低コストであるという効果がある。
【００４４】さらに、超音波ホーンとホルダの形状変更
を行なう必要がないため、超音波特性の変化は発生しな
いという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のワイヤボンダ用超音波ホーンの取り付
け方法の一実施の形態を示す概略図及び超音波ホーンの
キャピラリ側から見た側面図である。
【図２】本実施の形態のワイヤボンダ用超音波ホーンの
取り付け方法に用いる取り付け治具の一例を示す斜視図
である。
【図３】超音波ホーンの取付工程を示す説明図である。
【図４】超音波ホーンの取付工程を示す説明図である。
【図５】超音波ホーンの取付工程を示す説明図である。
【図６】超音波ホーンの主要構造をホルダと共に示す斜
視図、ホーン部及びフランジの詳細をそれぞれ示す斜視
図である。
【図７】従来のワイヤボンダ用超音波ホーンの取り付け
方法の一例を示す概略図及び超音波ホーンのキャピラリ
側から見た側面図である。
【符号の説明】
１ 上部治具 ２ 下部治具 ３ 超音波ホーン ４，１０４ ホルダ ５ ヒータプレート基台 １１ ガイドピン １２ ブロック ２１ ボルト穴 ２２，３９，３４２ ボルト ３１ キャピラリ ３２ 振動子部 ３３ ホーン部 ３４ フランジ ３５ 軸方向ガイド面 ３６ 直径方向ガイド面 ３７ 回転方向ガイド面 ３８ キャピラリ固定孔 ３９ ボルト ４１ 挿通孔 ４５ ピン ３４１ 取付穴

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電歪現象を利用して超音波振動を発生す
    る振動子部と、先端部にボンディングワイヤを通すワイ
    ヤフイード孔を有するボンディングツールであるキャピ
    ラリを挿入して取り付けるキャピラリ固定孔とを有しホ
    ーンを形成して前記超音波振動の振幅を拡大するホーン
    部を備え超音波を利用してボンディングワイヤとボンデ
    ィング対象の半導体装置のパッド電極との接続を行う超
    音波ホーンをこの超音波ホーンを保持するホルダに取り
    付けるときのワイヤボンダ用超音波ホーンの取り付け方
    法において、 前記超音波ホーンの回転方向の位置決め用の上部治具
    と、 ワイヤボンディング用のヒータプレートを載置する基台
    であるヒータプレート基台の上面に固定され高さ方向の
    位置決め用の下部治具とを用い、前記超音波ホーンの回
    転方向と高さ方向の各々の位置決めを高精度に行うこと
    を特徴とするワイヤボンダ用超音波ホーンの取り付け方
    法。
  2. 【請求項２】 前記上部治具が、外径が前記キャピラリ
    固定孔の内径及び公差とほぼ等しく前記キャピラリ固定
    孔に挿入されるガイドピンと、 前記ガイドピンを固定し高さが前記キャピラリの前記ホ
    ーン部からの突出寸法と等しい超音波ホーン回転方向位
    置規制用のブロックとを備え、 前記下部治具が、前記ヒータプレートと同一厚さ及び寸
    法公差のブロックであり、前記ヒータプレート基台に固
    定するためのボルト穴を有することを特徴とする請求項
    １記載のワイヤボンダ用超音波ホーンの取り付け方法。
  3. 【請求項３】 前記超音波ホーンが、前記ホルダに取り
    付けるためのフランジを備え、 前記超音波ホーンを前記ホルダに形成された挿通孔内に
    挿通して前記フランジにより前記ホルダに取付けること
    を特徴とする請求項１記載のワイヤボンダ用超音波ホー
    ンの取り付け方法。
  4. 【請求項４】 前記上部治具の前記ガイドピンと前記ブ
    ロックが、接着剤で固定されていることを特徴とする請
    求項２記載のワイヤボンダ用超音波ホーンの取り付け方
    法
  5. 【請求項５】 前記上部治具の前記ガイドピンと前記ブ
    ロックが、ろう付けで固定されていることを特徴とする
    請求項２記載のワイヤボンダ用超音波ホーンの取り付け
    方法。
  6. 【請求項６】 前記超音波ホーンが、前記フランジに形
    成した軸方向ガイド用の軸方向ガイド面と、回転方向を
    ガイドする回転方向ガイド面とを備えることを特徴とす
    る請求項３記載のワイヤボンダ用超音波ホーンの取り付
    け方法。
  7. 【請求項７】 電歪現象を利用して超音波振動を発生す
    る振動子部と、先端部にボンディングワイヤを通すワイ
    ヤフイード孔を有するボンディングツールであるキャピ
    ラリを挿入して取り付けるキャピラリ固定孔とを有しホ
    ーンを形成して前記超音波振動の振幅を拡大するホーン
    部を備え超音波を利用してボンディングワイヤとボンデ
    ィング対象の半導体装置のパッド電極との接続を行う超
    音波ホーンを前記超音波ホーンの回転方向の位置決め用
    の上部治具と、ワイヤボンディング用のヒータプレート
    を載置する基台であるヒータプレート基台の上面に固定
    され高さ方向の位置決め用の下部治具とを用い、前記超
    音波ホーンを保持するホルダに取り付けるときのワイヤ
    ボンダ用超音波ホーンの取り付け方法において、 前記超音波ホーンを後部から前記ホルダの挿通孔内に、
    フランジに形成した軸方向ガイド面が前記ホルダの外壁
    に接するまで挿入する第１の工程と、 前記上部治具と前記下部治具を準備する第２の工程と、 前記上部治具のガイドピンを前記超音波ホーンの前記キ
    ャピラリ固定孔に挿入し、所定の締め付けトルクで固定
    用ボルトを締め付け固定する第３の工程と、 前記下部治具を前記ヒータプレート基台の上面に固定用
    ボルトで固定する第４の工程と、 前記上部治具を固定した前記超音波ホーンを挿通した状
    態の前記ホルダをワイヤボンダの縦方向軸に沿って前記
    上部治具と前記下部治具とが水平に接触するまで下降さ
    せる第５の工程と、 前記上部治具と前記下部治具とが接触したところで前記
    ホルダの下降を停止し、前記超音波ホーンのフランジを
    固定用ボルトで前記ホルダに固定する第６の工程と、 前記超音波ホーンの前記ホルダへの固定後、前記上部治
    具及び前記下部治具を取り外す第７の工程とを有するこ
    とを特徴とするワイヤボンダ用超音波ホーンの取り付け
    方法。
JP2002107668A 2002-04-10 2002-04-10 ワイヤボンダ用超音波ホーンの取り付け方法 Pending JP2003303846A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002107668A JP2003303846A (ja) 2002-04-10 2002-04-10 ワイヤボンダ用超音波ホーンの取り付け方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002107668A JP2003303846A (ja) 2002-04-10 2002-04-10 ワイヤボンダ用超音波ホーンの取り付け方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003303846A true JP2003303846A (ja) 2003-10-24

Family

ID=29391627

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002107668A Pending JP2003303846A (ja) 2002-04-10 2002-04-10 ワイヤボンダ用超音波ホーンの取り付け方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003303846A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109346422A (zh) * 2018-09-29 2019-02-15 广东阿达智能装备有限公司 换能器的固定组件、键合头装置及超声波键合机

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109346422A (zh) * 2018-09-29 2019-02-15 广东阿达智能装备有限公司 换能器的固定组件、键合头装置及超声波键合机
CN109346422B (zh) * 2018-09-29 2023-12-12 广东阿达智能装备有限公司 换能器的固定组件、键合头装置及超声波键合机

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5313751B2 (ja) 電子部品装着装置
JP2004363612A (ja) 超音波変換器組立体
US5611478A (en) Lead frame clamp for ultrasonic bonding
JPH08186146A (ja) ワイヤボンディング装置並びに該装置に装備されるべきボンディングツール及びボンディングアーム
TWI358098B (en) Flanged transducer having improved rigidity
KR0180272B1 (ko) 초음파와이어본딩장치
JP2003023031A (ja) 超音波ワイヤボンディング用共振器
US5326014A (en) Head of ultrasonic wire bonding apparatus and bonding method
JP2003303846A (ja) ワイヤボンダ用超音波ホーンの取り付け方法
JP2003203953A (ja) 超音波ボンディング装置と、そのボンディング方法
EP2422914A2 (en) Capillary and ultrasonic transducer for ultrasonic bonding with adapted flexure rigidity
JP2587481Y2 (ja) 超音波ホーン及びこれを具備したボンディング装置
JP2004146826A (ja) コンタクト面に導体を固定するための工具ヘッド及び固定を実施するための方法
JP3409689B2 (ja) 電子部品のボンディングツールおよびボンディング装置
JP2000357705A (ja) 電子部品の接続方法
JP3882792B2 (ja) 接合装置および接合用ツール
JP2002043377A (ja) 超音波振動接合用ツール
JP2002329752A (ja) 電子部品のボンディング装置
JP2002261113A (ja) ボンディングアームの垂直出し冶具およびボンディングアームの垂直出し方法
JP3487166B2 (ja) 電子部品のボンディングツールおよびボンディング装置
JP2007073645A (ja) 超音波振動切削装置
JPH09321078A (ja) ワイヤボンディング装置
JP2002126978A (ja) 超音波を用いた研磨装置
JP3374853B2 (ja) 電子部品のボンディングツール
JP2002329753A (ja) 電子部品のボンディング装置