JP2004087822A - Wedge tool - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ICやパワーデバイスなどの半導体装置の製造工程においてワイヤボンディングを行う際に使用されるウェッジツールに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
この種の半導体装置の製造工程において、半導体チップと基板とを電気的に接続する方法として、ウェッジツールを用いた超音波ワイヤボンディングが一般的に知られている。すなわち、この超音波ワイヤボンディングにおいては、上記ウェッジツールのツール本体の先端に配設された先端部材に設けられた楔状の保持部に、ボンディングワイヤを保持して半導体チップや基板のボンディングパッドに密着させ、このツール本体に取り付けられた超音波振動手段によってツール本体を介して上記ボンディングワイヤに超音波振動を印加することにより、ボンディングワイヤをボンディングパッドに接合する。また、このような超音波振動による接合に加えて熱圧着を併用することもある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このようなウェッジツールの先端部材の材質としては、従来より各種の鋼材が用いられていたが、そのようなものでは、ボンディングワイヤを保持してボンディングパッドに密着させた状態で超音波振動が与えられるという使用の状況上、先端部材の保持部が摩耗し易く、これによってボンディングの精度が損なわれてしまうため、ウェッジツールを頻繁に交換しなければならないという問題があった。そこで、最近では、このような保持部の耐摩耗性を向上させるために、先端部材の材質として超硬合金を使用したものも用いられるようになってきているが、このようなウェッジツールでも、長期の使用のうちには保持部に摩耗が生じてボンディング精度が損なわれるのは避けられない。
【0004】
しかも、ボンディングワイヤの材質であるアルミニウムや金は、これら鋼材や超硬合金に対して溶着を生じ易く、上記保持部にこのような溶着が生じると、やはりボンディング精度が損なわれてウェッジツールの寿命の短縮を招く上、溶着したアルミニウムや金が保持部から剥離して半導体チップや基板に付着すると短絡を生じるおそれもあり、そのような半導体装置は使用不可能となるため、製品検査に多くの時間や労力を要したり、製品歩留まりの低下を招くことにもなる。しかも、このような溶着は、上述のように超音波振動に加えて熱圧着を併用した場合に一層顕著となる。
【0005】
また、本発明の発明者は先に特願2001−88499において、ウェッジツールをツール本体と、その先端に配設される先端部材とから構成して、ツール本体の先端面に先端部材の基端面をロウ付けなどにより接合することを提案しているが、単にロウ付けしただけではウェッジツールに印加される超音波振動によって、ツール本体と先端部材との接合面が剥離してしてしまい、先端部材が脱落してしまうという問題がある。
【0006】
本発明は、このような事情を鑑みて為されたもので、上述のようなワイヤボンディングに使用されるウェッジツールにおいて、ツール本体と先端部材との接合強度を高めると共に、保持部の耐摩耗性の向上を図るのは勿論、溶着による寿命の短縮や半導体装置の短絡などを防ぐことが可能なウェッジツールを提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、半導体装置のワイヤボンディングにおいてボンディングワイヤを保持して接合するウェッジツールであって、超音波振動手段に取り付けられるツール本体と、該ツール本体の先端に接合されて配設されている先端部材とを備えて構成され、該先端部材の先端部に上記ボンディングワイヤを保持する保持部が設けられており、少なくともこの保持部が、超高硬度焼結体により形成されていると共に、上記ツール本体の先端面と上記先端部材の基端面とに互いに適合する凹凸面が形成されていることを特徴とする。
【0008】
この発明に係るウェッジツールによれば、保持部に超高硬度焼結体を用いることにより、超硬合金などに比べても硬質であって耐摩耗性が高く、極めて長期の使用においても摩耗が生じることはない上、アルミニウムや金などのボンディングワイヤ材質に対する耐溶着性も高く、たとえ熱圧着を併用した超音波ワイヤボンディングでも保持部への溶着を防ぐことができる。
また、ツール本体の先端面に形成された凹凸面と先端部材の基端面に形成された凹凸面とを互いに適合させ、ツール本体の先端に先端部材を接合して配設させるので、たとえば従来のように平面同士をロウ付けによって接合して配設させた場合より、強固に接合させることができる。つまり、ツール本体の凹凸面と先端部材の凹凸面とが互いに係合し合うと共に、接合面積が増加することによるロウ付け強度の向上によって、ツール本体と先端部材との接合強度が増加するのである。
【0009】
また、上記ウェッジツールにおいて、上記先端面および基端面の凹凸面は、上記超音波振動手段による振動方向と異なる方向に向かって延在する凸条または凹溝が設けられた面であることを特徴とする。
この発明に係るウェッジツールによれば、凹凸面の形状として凸条または凹溝が設けられ、かつ凸条または凹溝が超音波振動手段による振動方向と異なる方向に向かって延在するように設けられているので、振動方向と同方向に向かって延在するように凸条または凹溝を設けて凹凸面が形成されている場合より、接合強度を向上させることができる。
【0010】
また、上記ウェッジツールにおいて、上記先端面および基端面の凹凸面が断面V字型に形成されていることを特徴とする。
この発明に係るウェッジツールによれば、一方の凹凸面の断面形状が凸状V字型で、他方の凹凸面の断面形状が凹状V字型に形成されているので、互いに適合させてツール本体の先端に先端部材を接合させる場合に、ツール本体の中心軸と先端部材の中心軸とを容易に一致させることができる。
【0011】
また、上記ウェッジツールにおいて、上記超高硬度焼結体は、ダイヤモンド焼結体またはcBN焼結体より成ることを特徴とする。
また、上記ウェッジツールにおいて、上記保持部を形成した前記超高硬度焼結体は、その表面が焼結されたままの非研磨状態とされていることを特徴とする。この発明に係るウェッジツールによれば、表面が非研磨状態の超高硬度焼結体よりなる保持部により、その表面粗さが大きくなるため、保持部によってボンディングワイヤを確実に保持することが可能となる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。
図1ないし図5は、本発明の一実施形態を示すものである。本実施形態においてウェッジツール10は、軸線Oを中心とする略円柱状に形成された超硬合金製のツール本体1と、ツール本体1の先端に配設された先端部材11とを有して構成されている。図1ないし図3に示すようにツール本体1は、その一方の側面に平坦面1aが設けられているとともに、先端部が軸線Oを中心とした四角錐状に面取りされて先端側(図1および図2において下側)に向かうに従い幅および厚さとも漸次小さくなる先細りの楔状をなしている。なお、この楔状をなす先端部を画成する上記四角錐の4つの錐面3,3,4,4は、軸線Oを挟んで互いに反対側に位置する一対の錐面3,3が、他の一対の錐面4,4よりも後端側から、この他の一対の錐面4,4よりも軸線Oに対して小さな角度で傾斜するように形成されており、これによりツール本体1の先端部がなす上記四角錐は、正四角錐よりも厚さ方向(図2、図5における左右方向)に偏平した形状をなし、軸線Oに直交する断面においてもこの厚さ方向に偏平した長方形状を呈することとなる。
【0013】
また、先端部材11の側面には上記偏平した四角錐の錐面3,3,4,4に連続するように側面5,5,6,6が形成されている。図4および図5に示すように、上記偏平した四角錐の幅方向(図1、図4における左右方向)を向く側面5,5は、この四角錐の上記他の一対の錐面4,4と同傾斜の傾斜面で、先端側に向かうに従い軸線O側に向かう傾斜面とされる。一方、上記厚さ方向を向く側面6,6は、上記一対の錐面3,3と同傾斜の傾斜面6a,6aと、傾斜面6a,6aから曲折して軸線Oに等距離をおいて平行となるように、かつ互いにも平行となるとともに側面5,5に対しては垂直となるように形成された平行面6b,6bとからなっており、従って平行面6b,6bが形成されている部分において先端部材11の厚さは一定とされている。また、先端部材11の先端部に設けられている保持部2は、上記幅方向における両端部が軸線Oに垂直な平坦面とされる先端面7と、先端面7の幅方向の中央部に形成されている上記厚さ方向視に軸線Oを中心とした断面V字状をなして平行面6b,6bに開口する凹溝部8と、凹溝部8と平行面6b,6bとを連続的な曲面で繋ぐように形成されているアール面8a,8aとを有している。
【0014】
そして、本実施形態では、図4、図5に示すようにツール本体1の先端面12は、幅方向視に軸線Oを中心とした断面凸状V字型をなしており、凹溝部8が延在する方向に対して直交する方向に向かって延在するように凸条状に形成されている。つまり、先端面12は、錐面3,3から曲折して軸線Oに向かう一対の平面部12a,12aから構成されており、一対の平面部12a,12aのなす角度αは120°〜150°とされている。また、先端部材11の基端面13は、ツール本体1の先端面12に適合する断面凹状V字型をなしており、傾斜面6a,6aから鋭角に曲折して軸線Oに向かう一対の平面部13a,13aから構成され、一対の平面部13a,13aのなす角度は、一対の平面部12a,12aのなす角度αと同角度である。そして、先端面12と基端面13とを適合させた状態でツール本体1に先端部材11がロウ付けなどで接合されている。
【0015】
また、先端部材11の保持部2全体が、ダイヤモンド焼結体またはcBN焼結体より成る超高硬度焼結体9によって形成されており、より具体的には、上記側面6,6が曲折して平行面6b,6bが形成される部分より軸線O方向先端側が上記超高硬度焼結体によって形成されているとともに、後端側が超硬合金によって形成されている。ここで、上記保持部2をこのような超高硬度焼結体によって形成するには、例えば焼結前の圧粉成形時において、先端部材11の保持部2となる部分に超高硬度焼結体9の原料粉末を充填するとともに、これよりも後端側には超硬合金の原料粉末を充填しておいて、これらを一体に焼結することによって形成する。また、本実施形態では、少なくともこの超高硬度焼結体9によって形成された保持部2の表面は、当該超高硬度焼結体9が焼結されたままの非研磨の状態、すなわち焼結地肌のままの状態であって、その表面粗さは、例えばJIS B 0601における最大高さRyにおいて0.8μm〜3.2μmの範囲とされている。
【0016】
しかるに、このように構成されたウェッジツール10においては、先端部材11の保持部2によってボンディングワイヤを保持してボンディングパッドに密着させ、ツール本体1が取り付けられた超音波振動手段によって、凹溝部8の延在する方向に超音波振動を印加してボンディングワイヤとボンディングパッドとを接合するのに、ツール本体1の先端面12と先端部材11の基端面13とが互いに適合させた状態で接合されているので、先端面12と基端面13とが互いに係合し合うと共に、接合面積が増加することによるロウ付け強度の向上によって、ツール本体1と先端部材11とが強固に接合され、先端部材11が脱落することを防止することができる。
【0017】
また、ツール本体1の先端面12と先端部材11の基端面13とに形成されている凹凸面が、超音波振動の方向に直交する方向に向けて延在する凸状V字型および凹状V字型とされているので、接合面におけるせん断方向以外の方向で振動による力を受けることができ、接合面の剥離が抑制され、さらに先端部材11が脱落することを防止することができる。
また、先端面12が凸状V字型で、基端面13が凹状V字型であるので、ツール本体1に先端部材11を接合する際に、互いの中心軸を容易に一致させることができ、ボンディングワイヤとボンディングパッドとの接合において誤差を減少させることができる。
【0018】
また、保持部2が、硬質なダイヤモンド焼結体またはcBN焼結体より成る超高硬度焼結体9によって形成されているので、極めて長期間このような超音波ワイヤボンディングに使用してもこの保持部2に生じる摩耗は少なく、従ってかかる摩耗によるボンディング精度の劣化も抑えることができる。このため、当該ウェッジツールの寿命の大幅な延長を図ることが可能となって、逆にボンディング装置におけるツール交換回数は削減することができ、交換作業や交換後のツールの調整作業に要する時間や労力の軽減を促すとともに、効率的かつ円滑なワイヤボンディングを行うことができる。
【0019】
また、このようなダイヤモンド焼結体やcBN焼結体等の超高硬度焼結体9は、超硬合金などに比べてボンディングワイヤ材質となるアルミニウムや金との溶着性が低く、従ってこのような材質よりなるボンディングワイヤの接合に長期間使用しても、またボンディングの際に熱圧着を併用したりしても、ワイヤの溶着によるボンディング精度の劣化が生じたり、溶着物が剥離して半導体装置に付着することにより短絡が生じたりすることもない。このため、上記構成のウェッジツールによれば、このような溶着によるボンディング精度の劣化によってツールの交換を余儀なくされたり、あるいは頻発する短絡によって半導体装置の検査作業に多大な時間や労力を要し、また製品歩留まりが低下したりするような事態を防止することができる。
【0020】
また、本実施形態のウェッジツールでは、この超高硬度焼結体9によって形成された保持部2の表面が、当該超高硬度焼結体9を焼結によって成形した際のままの非研磨あるいは未研磨の状態とされていて、その表面粗さが焼結したダイヤモンド粒子やcBN粒子径の大きさに準じた大きなものとされている。そして、本実施形態によれば、このような超高硬度焼結体9によって形成された保持部2がボンディングワイヤを保持することになるため、当該ウェッジツールによるボンディングワイヤの保持力の向上を図ることができ、ボンディングの際にワイヤを確実に保持してボンディングパッドに接合することが可能となる。
【0021】
ただし、このように保持部2を形成する超高硬度焼結体9の表面が非研磨であるとしても、上記ダイヤモンド粒子やcBN粒子の粒子径が小さくて保持部2の表面粗さも比較的小さい場合には、このような効果を確実に奏することができなくなるおそれがある一方、逆にこの粒子径が大きすぎて表面粗さも過大となると、保持部2の表面によってボンディングワイヤが削られることにより、この削られたボンディングワイヤが粉体となって保持部2に付着したり清浄な環境が要求される半導体装置の製造工程を汚染したりするおそれがある。このため、上記非研磨の状態におけるこの超高硬度焼結体9より成る保持部2の表面粗さは、本実施形態のように最大高さRyにおいて0.8μm〜3.2μmの範囲に設定されるのが望ましい。
【0022】
また、図6に示す変形例のように、一対の平面部12a,12aを曲面部12bによって連続的な曲面で繋ぎ、対応するように一対の平面部13a,13aを曲面部13bで繋いで凹凸面を形成することで、角部が形成された場合などに考えられる応力集中による欠損を防止することができる。
【0023】
なお、本実施形態においては、先端面12が凸状V字型で、基端面13が凹状V字型とされているが、たとえば先端面12には複数の凸条が設けられ、基端面13には先端面12に適合する複数の凹溝が形成されていてもよい。また、凸条および凹溝の延在する方向が直交する方向でなくても、超音波振動の方向と同方向でなければよい。また、先端面12と基端面13とが平面でなく、互いに適合する凹凸面であれば、どのような形状でもよい。
また、超高硬度焼結体9は、ボンディングワイヤを保持する先端部材11先端部の上記保持部2を少なくとも形成するようにされていればよいが、例えば先端部材11の全てが超高硬度焼結体9によって形成するようにしてもよい。この場合に先端部材11を超硬合金製のツール本体1に接合するには、活性ロウ材を用いることが望ましい。
また、本実施形態ではツール本体1の材質として超硬合金を用いているが、これ以外にもSiCやSi3N4などのセラミックスを用いることも可能である。さらに、上述した実施形態のウェッジツール10の保持部2を含めた形状はあくまでも一例であり、これとは異なる形状のツール本体および先端部材を有するウェッジツールに本発明を適用することも、勿論可能である。
【0024】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、半導体装置の製造工程におけるワイヤボンディングに使用されるウェッジツールにおいて、ツール本体の先端面の凹凸面と先端部材の基端面の凹凸面とが互いに適合するので、ツール本体と先端部材とを強固に接合させることができ、先端部材の脱落を防止することができる。また、超音波振動手段による振動方向と異なる方向に向かって延在するような凸条または凹溝が設けられて凹凸面を形成することによって、さらに接合強度を向上させることができる。また、ツール本体の先端面の凹凸面が凸状V字型、先端部材の基端面の凹凸面が凹状V字型に形成されているので、ツール本体の中心軸と先端部材の中心軸とを容易に一致させることができ、ウェッジツールによる作業の精度を向上させることができる。
【0025】
また、先端部材の保持部を、超高硬度焼結体によって形成することにより、この保持部の耐摩耗性の向上を図って長期に渡ってボンディング精度を安定かつ正確に維持することができる。また、たとえボンディングの際に熱圧着を併用したりしたとしても、ボンディングワイヤの保持部への溶着が生じるのを抑えることができ、このような溶着によってボンディング精度が損なわれたり、溶着物の剥離によって半導体装置に短絡が生じたりするのも防ぐことができる。
これらにより、ウェッジツール寿命の延長を図るとともに、円滑なボンディング作業を促すことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示す上記厚さ方向視の平面図である。
【図2】図1に示す実施形態の上記幅方向視の側面図である。
【図3】図1に示す実施形態を後端側から見た背面図である。
【図4】図1に示す実施形態の先端部材を示す拡大平面図である。
【図5】図1に示す実施形態の先端部材を示す拡大側面図である。
【図6】凹凸面の変形例を示す側面図である。
【符号の説明】
1 ツール本体
2 保持部
9 超高硬度焼結体
10 ウェッジツール
11 先端部材
12 先端面
13 基端面[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a wedge tool used when wire bonding is performed in a manufacturing process of a semiconductor device such as an IC or a power device.
[0002]
[Prior art]
In a manufacturing process of this type of semiconductor device, ultrasonic wire bonding using a wedge tool is generally known as a method for electrically connecting a semiconductor chip and a substrate. That is, in this ultrasonic wire bonding, a bonding wire is held in a wedge-shaped holding portion provided on a tip member disposed at the tip of the tool body of the wedge tool so as to adhere to a bonding pad of a semiconductor chip or a substrate. The bonding wire is bonded to the bonding pad by applying ultrasonic vibration to the bonding wire through the tool body by the ultrasonic vibration means attached to the tool body. Moreover, in addition to joining by such ultrasonic vibration, thermocompression bonding may be used together.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, as a material of the tip member of such a wedge tool, various steel materials have been conventionally used. However, in such a case, the ultrasonic vibration is maintained in a state where the bonding wire is held and closely adhered to the bonding pad. Since the holding portion of the tip member is likely to be worn due to the situation of use, the accuracy of bonding is impaired, so that there is a problem that the wedge tool must be frequently replaced. Therefore, recently, in order to improve the wear resistance of such a holding portion, those using cemented carbide as the material of the tip member have been used, but even with such a wedge tool, During long-term use, it is inevitable that the holding portion is worn and bonding accuracy is impaired.
[0004]
Moreover, aluminum and gold, which are the materials of the bonding wire, are likely to be welded to these steel materials and cemented carbides. If such welding occurs in the holding part, the bonding accuracy is impaired and the life of the wedge tool is also lost. In addition, the welded aluminum or gold may peel from the holding part and adhere to the semiconductor chip or the substrate, which may cause a short circuit. Time and labor are required, and the product yield is reduced. Moreover, such welding becomes more prominent when thermocompression bonding is used in combination with ultrasonic vibration as described above.
[0005]
The inventor of the present invention previously described in Japanese Patent Application No. 2001-88499, the wedge tool is composed of a tool main body and a tip member disposed at the tip thereof, and the base end surface of the tip member is disposed on the tip surface of the tool body. It is proposed to join the tool body by brazing, etc. However, if it is simply brazed, the joint surface between the tool body and the tip member peels off due to the ultrasonic vibration applied to the wedge tool, and the tip There is a problem that the member falls off.
[0006]
The present invention has been made in view of such circumstances, and in the wedge tool used for wire bonding as described above, the bonding strength between the tool body and the tip member is increased and the wear resistance of the holding portion is increased. It is an object of the present invention to provide a wedge tool that can shorten the life due to welding and prevent a short circuit of a semiconductor device.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems and achieve such an object, the present invention is a wedge tool for holding and bonding a bonding wire in wire bonding of a semiconductor device, and a tool body attached to ultrasonic vibration means And a tip member that is joined to the tip of the tool body, and a holding portion that holds the bonding wire is provided at the tip of the tip member. Is formed of an ultra-high hardness sintered body, and an uneven surface is formed on the distal end surface of the tool body and the proximal end surface of the distal end member.
[0008]
According to the wedge tool according to the present invention, by using an ultra-high hardness sintered body for the holding portion, it is harder and has higher wear resistance than cemented carbide, etc., and wear even in extremely long-term use. It does not occur, and also has high welding resistance to bonding wire materials such as aluminum and gold, so that welding to the holding portion can be prevented even by ultrasonic wire bonding combined with thermocompression bonding.
Further, the uneven surface formed on the distal end surface of the tool body and the uneven surface formed on the proximal end surface of the distal end member are adapted to each other, and the distal end member is joined and disposed at the distal end of the tool body. Thus, it can be made to join firmly rather than the case where planes are joined and arranged by brazing. That is, the unevenness surface of the tool body and the uneven surface of the tip member are engaged with each other, and the joining strength between the tool body and the tip member is increased by improving the brazing strength by increasing the joining area. .
[0009]
In the wedge tool, the concavo-convex surfaces of the distal end surface and the proximal end surface are surfaces provided with ridges or grooves extending in a direction different from a vibration direction by the ultrasonic vibration means. And
According to the wedge tool of the present invention, the ridges or grooves are provided as the shape of the concavo-convex surface, and the ridges or grooves are provided to extend in a direction different from the vibration direction by the ultrasonic vibration means. Therefore, the bonding strength can be improved as compared with the case where the ridges or grooves are provided so as to extend in the same direction as the vibration direction and the uneven surface is formed.
[0010]
In the wedge tool, the concavo-convex surfaces of the distal end surface and the proximal end surface are formed in a V-shaped cross section.
According to the wedge tool according to the present invention, the cross-sectional shape of one concave-convex surface is a convex V shape, and the cross-sectional shape of the other concave-convex surface is a concave V-shape. When the tip member is joined to the tip of the tool, the center axis of the tool body and the center axis of the tip member can be easily matched.
[0011]
In the wedge tool, the ultra-high hardness sintered body is composed of a diamond sintered body or a cBN sintered body.
In the wedge tool, the ultra-high hardness sintered body in which the holding portion is formed is in a non-polished state with the surface thereof being sintered. According to the wedge tool according to the present invention, since the surface roughness is increased by the holding portion made of an ultra-high hardness sintered body whose surface is not polished, the bonding wire can be reliably held by the holding portion. It becomes.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
1 to 5 show an embodiment of the present invention. In the present embodiment, the
[0013]
Further,
[0014]
In the present embodiment, as shown in FIGS. 4 and 5, the
[0015]
Further, the
[0016]
However, in the
[0017]
In addition, the convex and concave surfaces formed on the
Further, since the
[0018]
In addition, since the holding
[0019]
In addition, the ultra-high hardness sintered
[0020]
Further, in the wedge tool of the present embodiment, the surface of the holding
[0021]
However, even if the surface of the ultra-high hardness sintered
[0022]
Further, as in the modification shown in FIG. 6, the pair of
[0023]
In the present embodiment, the
In addition, the ultra-high hardness sintered
In the present embodiment, cemented carbide is used as the material of the
[0024]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in the wedge tool used for wire bonding in the manufacturing process of a semiconductor device, the uneven surface on the distal end surface of the tool body and the uneven surface on the proximal end surface of the distal end member are compatible with each other. Therefore, the tool body and the tip member can be firmly joined, and the tip member can be prevented from falling off. Further, the bonding strength can be further improved by forming the concavo-convex surface by providing the ridges or grooves that extend in a direction different from the vibration direction by the ultrasonic vibration means. In addition, since the uneven surface of the tip surface of the tool body is formed in a convex V shape and the uneven surface of the base end surface of the tip member is formed in a concave V shape, the center axis of the tool body and the center axis of the tip member are They can be easily matched and the accuracy of the work by the wedge tool can be improved.
[0025]
Further, by forming the holding portion of the tip member with an ultra-high hardness sintered body, it is possible to improve the wear resistance of the holding portion and maintain the bonding accuracy stably and accurately over a long period of time. In addition, even if thermocompression bonding is used at the time of bonding, it is possible to suppress the occurrence of welding to the holding portion of the bonding wire. Therefore, it is possible to prevent a short circuit from occurring in the semiconductor device.
As a result, the lifetime of the wedge tool can be extended and a smooth bonding operation can be promoted.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view in the thickness direction showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side view of the embodiment shown in FIG. 1 as viewed in the width direction.
FIG. 3 is a rear view of the embodiment shown in FIG. 1 as viewed from the rear end side.
4 is an enlarged plan view showing a tip member of the embodiment shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 5 is an enlarged side view showing a tip member of the embodiment shown in FIG. 1;
FIG. 6 is a side view showing a modification of the uneven surface.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (5)
超音波振動手段に取り付けられるツール本体と、該ツール本体の先端に接合されて配設されている先端部材とを備えて構成され、該先端部材の先端部に上記ボンディングワイヤを保持する保持部が設けられており、少なくともこの保持部が、超高硬度焼結体により形成されていると共に、
上記ツール本体の先端面と上記先端部材の基端面とに互いに適合する凹凸面が形成されていることを特徴とするウェッジツール。A wedge tool for holding and bonding a bonding wire in wire bonding of a semiconductor device,
A tool body attached to the ultrasonic vibration means; and a tip member that is joined to the tip of the tool body, and a holding part that holds the bonding wire at the tip of the tip member. Provided, at least this holding part is formed of an ultra-high hardness sintered body,
A wedge tool characterized in that a concavo-convex surface adapted to each other is formed on a distal end surface of the tool body and a proximal end surface of the distal end member.
上記先端面および基端面の凹凸面は、上記超音波振動手段による振動方向と異なる方向に向かって延在する凸条または凹溝が設けられた面であることを特徴とするウェッジツール。The wedge tool according to claim 1,
The wedge tool according to claim 1, wherein the concavo-convex surfaces of the distal end surface and the base end surface are surfaces provided with ridges or grooves extending in a direction different from a vibration direction by the ultrasonic vibration means.
上記超高硬度焼結体は、ダイヤモンド焼結体またはcBN焼結体より成ることを特徴とするウェッジツール。In the wedge tool in any one of Claims 1-3,
The wedge tool characterized in that the ultra-high hardness sintered body comprises a diamond sintered body or a cBN sintered body.
上記保持部を形成した前記超高硬度焼結体は、その表面が焼結されたままの非研磨状態とされていることを特徴とするウェッジツール。In the wedge tool in any one of Claims 1-4,
A wedge tool characterized in that the ultra-high hardness sintered body in which the holding portion is formed is in an unpolished state with its surface being sintered.
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Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009113083A (en) * | 2007-11-07 | 2009-05-28 | Ultrasonic Engineering Co Ltd | Ultrasonic joining tool, and fitting method for ultrasonic joining tool |
JP2009540624A (en) * | 2006-07-03 | 2009-11-19 | クリック アンド ソッファ インダストリーズ、インク. | Bonding tool with improved finish |
KR101042232B1 (en) | 2008-12-10 | 2011-06-17 | 주식회사 맥텍 | Method for manufacturing wire bonding tool |
CN103658963A (en) * | 2012-09-26 | 2014-03-26 | Toto株式会社 | Welded chopper |
USD753739S1 (en) | 2015-04-17 | 2016-04-12 | Coorstek, Inc. | Wire bonding wedge tool |
USD771168S1 (en) | 2014-10-31 | 2016-11-08 | Coorstek, Inc. | Wire bonding ceramic capillary |
USD797171S1 (en) | 2015-02-03 | 2017-09-12 | Coorstek, Inc. | Ceramic bonding tool with textured tip |
USD797172S1 (en) | 2015-02-03 | 2017-09-12 | Coorstek, Inc. | Ceramic bonding tool with textured tip |
USD797826S1 (en) | 2015-02-03 | 2017-09-19 | Coorstek, Inc. | Ceramic bonding tool with textured tip |
US9931709B2 (en) | 2016-01-26 | 2018-04-03 | Orthodyne Electronics Corporation | Wedge bonding tools, wedge bonding systems, and related methods |
KR101970285B1 (en) * | 2018-11-22 | 2019-04-18 | 에스피반도체통신(주) | Wire bonding tool for semiconductor |
USD868123S1 (en) | 2016-12-20 | 2019-11-26 | Coorstek, Inc. | Wire bonding wedge tool |
KR20220157658A (en) * | 2021-05-21 | 2022-11-29 | 스테코 주식회사 | PCD-integrated bonding tool and its manufacturing method |
-
2002
- 2002-08-27 JP JP2002247234A patent/JP2004087822A/en not_active Withdrawn
Cited By (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009540624A (en) * | 2006-07-03 | 2009-11-19 | クリック アンド ソッファ インダストリーズ、インク. | Bonding tool with improved finish |
JP2009113083A (en) * | 2007-11-07 | 2009-05-28 | Ultrasonic Engineering Co Ltd | Ultrasonic joining tool, and fitting method for ultrasonic joining tool |
KR101042232B1 (en) | 2008-12-10 | 2011-06-17 | 주식회사 맥텍 | Method for manufacturing wire bonding tool |
CN103658963A (en) * | 2012-09-26 | 2014-03-26 | Toto株式会社 | Welded chopper |
KR101482597B1 (en) | 2012-09-26 | 2015-01-14 | 토토 가부시키가이샤 | Bonding capillary |
USD771168S1 (en) | 2014-10-31 | 2016-11-08 | Coorstek, Inc. | Wire bonding ceramic capillary |
USD824970S1 (en) | 2015-02-03 | 2018-08-07 | Coorstek, Inc. | Ceramic bonding tool with textured tip |
USD797171S1 (en) | 2015-02-03 | 2017-09-12 | Coorstek, Inc. | Ceramic bonding tool with textured tip |
USD797172S1 (en) | 2015-02-03 | 2017-09-12 | Coorstek, Inc. | Ceramic bonding tool with textured tip |
USD797826S1 (en) | 2015-02-03 | 2017-09-19 | Coorstek, Inc. | Ceramic bonding tool with textured tip |
USD821468S1 (en) | 2015-02-03 | 2018-06-26 | Coorstek, Inc. | Ceramic bonding tool with textured tip |
USD824969S1 (en) | 2015-02-03 | 2018-08-07 | Coorstek, Inc. | Ceramic bonding tool with textured tip |
USD753739S1 (en) | 2015-04-17 | 2016-04-12 | Coorstek, Inc. | Wire bonding wedge tool |
US9931709B2 (en) | 2016-01-26 | 2018-04-03 | Orthodyne Electronics Corporation | Wedge bonding tools, wedge bonding systems, and related methods |
US10449627B2 (en) | 2016-01-26 | 2019-10-22 | Kulicke And Soffa Industries, Inc. | Wedge bonding tools, wedge bonding systems, and related methods |
US10987753B2 (en) | 2016-01-26 | 2021-04-27 | Kulicke And Soffa Industries, Inc. | Wedge bonding tools, wedge bonding systems, and related methods |
USD868123S1 (en) | 2016-12-20 | 2019-11-26 | Coorstek, Inc. | Wire bonding wedge tool |
KR101970285B1 (en) * | 2018-11-22 | 2019-04-18 | 에스피반도체통신(주) | Wire bonding tool for semiconductor |
KR20220157658A (en) * | 2021-05-21 | 2022-11-29 | 스테코 주식회사 | PCD-integrated bonding tool and its manufacturing method |
KR102542224B1 (en) * | 2021-05-21 | 2023-06-12 | 스테코 주식회사 | PCD-integrated bonding tool and its manufacturing method |
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