JP2009283814A - ワイヤーボンディング用キャピラリーおよび電子部品組立装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ボンディングを確実に行うことができるワイヤーボンディング用キャピラリーおよび電子部品組立装置を提供する。
【解決手段】中心軸線o−oに略沿って貫通する中空部12を形成した筒状をなす本体11と;中空部の先端開口周囲12aに位置して突出部13を形成し、突出部の外周に突出部の先端が最も突出するように突出部と段差aをもって形成されたフェイス面14を有するフェイス部15と;を具備するワイヤーボンディング用キャピラリー10を構成する。
【選択図】 図1
【解決手段】中心軸線o−oに略沿って貫通する中空部12を形成した筒状をなす本体11と;中空部の先端開口周囲12aに位置して突出部13を形成し、突出部の外周に突出部の先端が最も突出するように突出部と段差aをもって形成されたフェイス面14を有するフェイス部15と;を具備するワイヤーボンディング用キャピラリー10を構成する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、半導体等の電子部品の組み立て工程に用いられるワイヤーボンディング用キャピラリーおよび電子部品組立装置に関する。
従来、この種、半導体等の電子部品の組み立て工程は、基板上に配設された電極に、キャピラリーを介して金線の先端に金ボールを形成し、金ボールを電極に溶着する1次ボンディングと、1次ボンディングされた金線をインナーリードに直接押し当てて溶着する2次ボンディングから構成されている。
これら1次および2次ボンディングを確実に行うために、各種の改良が行われている。例えば、下記の特許文献1には、キャピラリーの底面中央に略円錐形空間のインナーチャンバーを形成し、インナーチャンバーの下端周縁からキャピラリー底面外縁にかけて傾斜状の傾斜押圧面を形成し、インナーチャンバーの円錐角度を約130度、傾斜押圧面の傾斜角度を約4度として、1次ボンディングにおける金ボールの押圧を確実に行うと共に、2次ボンディングで金線を押し潰す押圧力が均等にかかるようにして溶着効果を向上させるものが提案されている。
特開平10−284531号公報
上記工程によりボンディングされた金線の引張り強度試験を行うと、2次ボンディングを行った側が剥離して断線状態となるケースが多く発生する。これは、1次ボンディングでは金ボールを形成し、それを押し潰して溶着させるために溶着面積を広く取ることができ引張り強度が強くなる。一方、2次ボンディングでは金線のほんの一部を溶着させることから、金線の溶着量が少なくなり溶着面積が小さくなって溶着不良が生じ強度が弱くなる。また、2次ボンディングでは最後に金線を引っ張って切断するために、溶着部分に剥離方向の応力が働き、溶着不良が生じて一層引張り強度が弱くなるためである。
このため、この種、半導体等の電子部品の組み立て工程におけるワイヤーボンディングにおいては、如何に2次ボンディングを確実に行い、その引っ張り強度を向上させるかが重要な課題となっている。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、ボンディングを確実に行うことができるワイヤーボンディング用キャピラリーおよび電子部品組立装置を提供しようとするものである。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、ボンディングを確実に行うことができるワイヤーボンディング用キャピラリーおよび電子部品組立装置を提供しようとするものである。
請求項1に記載のワイヤーボンディング用キャピラリーの発明は、中心軸線に略沿って貫通する中空部を形成した筒状をなす本体と;中空部の先端開口周囲に位置して突出部を形成し、突出部の外周に突出部の先端が最も突出するように突出部と段差をもって形成されたフェイス面を有するフェイス部と;を具備することを特徴とする。
本発明によれば、中空部の先端開口周囲に位置して突出部を形成し、突出部の外周に突出部の先端が最も突出するように突出部と段差をもって形成されたフェイス面を有するフェイス部により、ボンディングにおいて、溶着させるワイヤーの溶着量を多くして溶着面積を広くすることが可能となる。
本発明のワイヤーボンディング用キャピラリーは、LSI、IC、LED等の半導体の組み立て工程に用いられることが好適であるが、半導体以外の例えば、チップ部品等小型の他の電子部品に用いられてもよい。
本発明において、本体は、ルビー、サファイヤなどのアルミナ単結晶体、アルミナ粉末を焼結して得られたアルミナ多結晶体、さらにはSiC単結晶体等で構成されたものが許容され、形状は円筒形をなしていることが好ましいが、4角形、6角形、8角形等の角形の筒体でもよく、要は、中心軸線に略沿って貫通する中空部を形成した筒形の形状をなしていればよい。
中空部は、金線等の導電体ワイヤーを挿通させるための貫通した孔で構成したものが許容され、その孔の断面形状は円形や楕円形でも、4角形、6角形、8角形等の角形でもよく導電体ワイヤーが自由に移動できるような形状をなしていればよい。
フェイス部は、中空部の先端開口周囲に位置して形成した突出部により、1次ボンディングにおいて導電体ワイヤーのボールを押し潰して溶着すると共に、2次ボンディングにおいて、突出部の外周に突出部の先端が最も突出するように突出部と段差をもって形成されたフェイス面により空間部を形成し、溶着させる導電体ワイヤーの溶着量を多くして溶着面積を広くすることを可能となすものであり、突出部の突出寸法、換言すれば、段差の高さ寸法は、導電体ワイヤーの線径より小さく形成されたものであればよい。
フェイス面の形状は、略水平な平坦な面で形成されていることが好ましいが、表面を粗く加工してもよい。また、軸心を中心に溝を放射状に多数形成してもよい。水平でなく本体外周に向けて広がるように傾斜させた平坦な面、若しくは粗く加工した面で構成してもよい。さらに、段差を2段、3段等、複数段に形成し、本体の外周に向かい段階的に段差が大きくなるように形成してもよい。
突出部の突出面は、中空部の先端開口周囲直近からフェイス面に向けて略円弧状をなし連続して突出するように形成することが好ましいが、円弧でなく角をもった形状で連続して突出するように形成したものであってもよい。
請求項2に記載の発明は、請求項1記載のワイヤーボンディング用キャピラリーにおいて、前記突出部の突出面は、中空部の先端開口周囲直近からフェイス面に向けて略円弧状をなし連続して突出するように形成したことを特徴とする。
突出面の略円弧状をなす形状は、突出面全てが略円弧をなす形状で連続していても、一部に略直線状をなす部分が含まれて連続したものであってもよい。また、略円弧状をなす形状は、μm単位の微細な加工を行う微小なキャピラリーを構成する際に、必然的に形成される略円弧状をなす形状であってもよい。
請求項3記載の電子部品組立装置の発明は、導電体ワイヤーが挿通された請求項1または2記載のワイヤーボンディング用キャピラリーと;ワイヤーボンディング用キャピラリーが設けられる装置本体と;を具備することを特徴とする。
請求項1記載の発明によれば、中空部の先端開口周囲に位置して突出部を形成し、突出部の外周に突出部の先端が最も突出するように突出部と段差をもって形成されたフェイス面を有するフェイス部により、ボンディングにおいて、溶着させるワイヤーの溶着量を多くして溶着面積を広くすることが可能となり引張り強度を強くすることができる。
請求項2記載の発明によれば、突出部の突出面は、中空部の先端開口周囲直近からフェイス面に向けて略円弧状をなし連続して突出するように形成したので、磨耗により消耗し易い角部分がなく突出部の所期の形状が長期にわたり確保されると共に、加工し易いワイヤーボンディング用キャピラリーを提供することができる。
請求項3記載の発明によれば、導電体ワイヤーが挿通された請求項1または2記載のワイヤーボンディング用キャピラリーと、ワイヤーボンディング用キャピラリーが設けられる装置本体により、ボンディングにおいて、溶着させるワイヤーの溶着量を多くして溶着面積を広くすることが可能となり引張り強度を強くすることができる電子部品組立装置を提供することができる。
以下、本発明に係るワイヤーボンディング用キャピラリーおよび電子部品組立装置の実施形態につき図に従って説明する。
図1は、本実施例のワイヤーボンディング用のキャピラリー10を示し、筒状をなす本体11と、本体に形成した中空部12と、中空部に形成した突出部13および突出部の外周に形成されたフェイス面14を有するフェイス部15で構成する。
本体11は、セラミック体からなり中心軸線o−oに略沿って貫通する中空部12を形成した円筒状をなしている。中空部12は、後述する金線等の導電体ワイヤーを挿通させるための貫通した孔で構成し、孔の断面形状は円形をなし、導電体ワイヤーが自由に移動できるように構成する。
中空部12の先端開口周囲12aに位置してリング状の突出部13を一体に形成し、突出部の外周に突出部の先端が最も突出するように突出部と小さな段差aをもって略水平な平坦な面からなるフェイス面14を形成しフェイス部15を構成する。突出部13の突出寸法、換言すれば、段差aの高さ寸法Aは、導電体ワイヤーの線径より小さく、本実施例では、線径Φ1が約20〜30μmの金線に対して、約5〜12μmの寸法に形成する。突出部13の突出面13aは、中空部12の先端開口周囲12a直近からフェイス面14に向けて略円弧状をなし連続して突出するように形成する(図1(c))。
次に、上記に構成されたワイヤーボンディング用キャピラリー10を用いた本発明の電子部品組立装置を構成する半導体組立装置について図2に従い説明する。半導体組立装置20は、ワイヤーボンディング用キャピラリー10が設けられる装置本体Mで構成される。すなわち、装置本体Mには基板21が設置され、基板上にシリコンチップ22が配設される。チップの上面にアルミニウムからなる複数個の電極22aが形成され、チップの周囲にアルミニウムからなるインナーリード23が配設されている。また、チップの上方に位置して上記構成のキャピラリー10が設置され、キャピラリーには、金、銅などの導電体からなるワイヤー、本実施例では線径Φ1が約20〜30μmの金線24が使用され、貫通する中空部12内に挿通されている。
図中、25は金線24を保持すると共に金線を上下に移動させるためのクランパ、26は金線の先端に金ボールを形成するためのアーク発生器、27はキャピラリーの本体11に超音波振動を与え超音波溶接を行うための超音波発生装置である。
次に、上記のように本発明のワイヤーボンディング用キャピラリー10を組み込んだ半導体組立装置20により半導体を組み立てる工程について説明する。先ず、図3(a)に示すようにキャピラリー10の中空部12の先端開口周囲12aから突出した金線24の先端部に向かってアーク発生器26からアークを発生させ、金線の先端に球状をなす金ボール24aを形成する。
この際、突出部13の突出面13aは、中空部12の先端開口周囲12a直近からフェイス面14に向けて略円弧状をなし連続して突出するように形成されており、金ボール24aの上面は突出面13aの略円弧状をなす面に沿って成長し中空部の先端開口周囲12aに囲まれるようにして形成される。
次に、図3(b)に示すように、キャピラリー10を下降させる。これにより、中空部の先端開口周囲12aに形成された突出部13の外周に、突出部の先端が最も突出するように突出部と小さな段差aをもって形成されたフェイス面14を金ボール24aの上面に押し当てながら、金ボールの下面をチップの電極22a上面に向かって押圧し、金ボールを押し潰してスタッドバンプ24bを形成する。その後、直ちに超音波発生装置27を作動させてキャピラリー10を超音波振動させ、スタッドバンプ24bを電極22aに超音波溶接して溶着させ1次ボンディングを行う(図4)。
次に、図3(c)に示すように、キャピラリー10を上方に引き上げインナーリード23の上方に移動させて2次ボンディングが行われる。すなわち、キャピラリー10を、金線24を繰り出しながらインナーリード23の上方に移動させ、さらにキャピラリー10を下降させる。これにより、図3(d)および図5に示すように金線24の途中部分が、突出部の外周に突出部の先端が最も突出するように突出部と小さな段差aをもって形成されたフェイス面14内に収容されながら、その一部(先端部分)が突出部13および突出部と段差aをもって形成されたフェイス面14によってインナーリード23の上面に押し当てられる。その後、直ちに超音波発生装置27を作動させてキャピラリー10を超音波振動させ、金線の途中をインナーリード23の上面に超音波溶接して溶着する。
この際、図5(a)に示されるように、突出部13の外周に突出部と段差aをもって形成されたフェイス面14により、基板21との間に空間部sが形成され、金線24の途中部分が長めに収容されるので、溶着させる金線24の溶着量を多くすることができる。これにより、溶着面積を広くすることができる。同時に、突出部13の突出寸法、換言すれば、段差の高さ寸法Aが金線24の線径Φ1より小さく形成されているので、金線を十分に圧着することができると共に、突出部13の突出面13aによりさらに十分に圧着される。さらに、フェイス面14は平坦な面で構成されており、金線は略均等に圧着される。
次に、上記のように金線24の途中をインナーリード23の上面に超音波溶接して溶着した後、図3(e)に示すように、キャピラリー10を引き上げ、さらにクランパ25により金線24を引っ張り上げる。これにより、図5(b)に示すように、突出部13により圧着された部分と金線24の圧着されていない部分(金線の中空部12に挿通された側の部分)との境界部分xで切断される。この際、境界部分は、突出部13で十分に圧着されることから、フェイス面14で圧着された溶着部分より薄い状態で溶着されており、フェイス面14による溶着部分に剥離方向の応力をかけることなく簡単かつ確実に切断される。
上記工程を繰り返すことにより、シリコンチップ22に多数形成された電極22aと、多数のインナーリード23とが金線24により溶着され接続されて半導体が組み立てられる。
以上、本実施例によれば、中空部12の先端開口周囲12aに位置して突出部13を形成し、突出部の外周に突出部の先端が最も突出するように突出部と小さな段差aをもって形成されたフェイス面14により、基板21との間に空間部sが形成され、2次ボンディングにおいて溶着させる金線24の溶着量を多くすることができる。これにより、溶着面積を広くすることが可能となり金線24とインナーリード23との溶着を確実に行うことができ、引張り強度を強くすることができる。
なお、1次ボンディングにおいては、図4に示すように、突出部13を金ボール24aの上面に押し当てながら、電極22a上面に向かって押圧し、金ボールを押し潰してスタッドバンプ24bを形成するために、スタッドバンプに凹部24cが形成されることから一部に薄い溶着部分が生じて引張り強度が多少低下する。しかし、その分2次ボンディングによる金線24とインナーリード23との引張り強度が上昇して、1次ボンディングと2次ボンディングによる引張り強度のバランスをとることができる。このため、引張り試験を行っても、1次、2次ボンディングにおける溶着部分が剥離することが少なく、金線自体の破断が生じるようになり、溶着部分の強度がバランスよく確保できた状態になる。
因みに、特許文献1にも示されるような従来のキャピラリーを用いた構成と、本発明のキャピラリーを用いた構成とを、全く同じ条件(スピード、押し付け圧、超音波溶着発振振幅/周波数/時間等)でボンディングを行い、引張り強度を測定したところ、本発明では1次ボンディングを行った部分で、従来に比し平均で約20%程度の強度低下が起こるが、ほとんどの場合、溶着部分が剥離することなく金線自体の破断が生じており、実用上十分な引張り強度を有している。また、2次ボンディング部分では従来に比し平均約60%程度の強度の向上を図ることができた。
また、本実施例によれば、突出部13の突出寸法、換言すれば、段差の高さ寸法Aが金線24の線径Φ1より小さく形成されているので、1次および2次ボンディングにおいて、フェイス面14による空間部sに収容された金ボール24aまたは金線24を十分に圧着することができると共に、突出部13の突出面13aによりさらに十分に圧着され、さらに、フェイス面14は平坦な面で構成されているので金ボール24aまたは金線24は略均等に圧着され、特に、2次ボンディングにおいて、金線24とインナーリード23とをより一層確実に溶着することができる。
2次ボンディングにおいて、金線24を切断する際、溶着部分との境界部分xは、突出部13で十分に圧着された薄い状態で溶着されており、フェイス面14による溶着部分に剥離方向の応力をかけることなく簡単かつ確実に切断されるので引張り強度を低下させることがない。
さらに、突出部13の突出面13aは、中空部12の先端開口周囲12a直近からフェイス面14に向けて略円弧状をなし連続して突出するように形成されており、金ボール24aの上面は突出面13aの略円弧状をなす面に沿って成長し中空部12の先端開口周囲12aに囲まれるようにして形成され、金線24の先端に確実に金ボール24aを形成することができる。また、磨耗により消耗し易い角部分がなく突出部13の所期の形状が長期にわたり確保されると共に、加工し易いワイヤーボンディング用キャピラリーを提供することができる。
因みに、図6(a)に示すように、角cによって突出部13が形成された場合、図6(b)に示すように長年の使用で角cの部分が削れて消耗し、突出部13の突出寸法、換言すれば、段差の高さ寸法A´が低くなり、空間部sが狭くなって所定の量の溶着量を確保できなくなる恐れがある。
以上、本実施例において、突出部13の外周に突出部の先端が最も突出するように突出部と小さな段差aをもって形成されたフェイス面14は、略水平な平坦な面で形成したが、図7(a)(b)(c)に示すように、表面を粗く加工して粗面yを形成してもよい。また、図7(d)(e)に示すように、溝幅が金線24の線径Φ1よりも狭く所定の角度Dを持って傾斜する溝gを、軸心o−oを中心に放射状に多数形成してもよい。これら図7に示される構成によれば、キャピラリー10を下降して金線24を圧着した際に、金線が粗面yや溝gにも食い込み、溶着させるための金線24の溶着量をさらに増やすことができる。
図8(a)(b)に示すように、略水平ではなく本体外周に向けて所定の角度Eをもって広がるように傾斜させた平坦な面、若しくは粗面で構成して溶着させるための金線24の溶着量をさらに増やすようにしてもよい。さらに、図8(c)(d)に示すように、段差を2段に形成し、本体11の外周に向かい段階的に段差が大きくなるように形成してもよい。段差aの高さ寸法はA、段差bの高さ寸法はBに構成している(A<B)。これによれば、溶着させるための金線24の溶着量を増やすことができると共に、シリコンチップ22の厚さに応じて調整するキャピラリー10の下降寸法の誤差を吸収することが可能となる。
すなわち、キャピラリー10の下降寸法は、溶着の際の圧力を一定にするために、チップ22の厚さに応じて設定する必要がある。しかし、チップ自体が約10μm程度の寸法であり、その調整は極めて難しく多少の誤差が発生する。しかし、フェイス面14を段階的に段差が大きくなるように形成することにより、例えば、下降寸法が大きくなるような誤差が生じた場合には、不足する金線24の溶着量を、大きな高さ寸法Bを有する段差bの空間部s1で確保する。また、下降寸法が小さくなるような誤差が生じた場合には、不足する押圧力を、小さな高さ寸法Aを有する段差a(空間部s2)で補うように調整することができる。
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明は上述の実施例に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の設計変更を行うことができる。
10 キャピラリー
11 本体
12 中空部
12a 先端開口周囲
13 突出部
13a 突出面
14 フェイス面
15 フェイス部
20 電子部品組立装置
M 装置本体
a 段差
o−o 中心軸線
11 本体
12 中空部
12a 先端開口周囲
13 突出部
13a 突出面
14 フェイス面
15 フェイス部
20 電子部品組立装置
M 装置本体
a 段差
o−o 中心軸線
Claims (3)
- 中心軸線に略沿って貫通する中空部を形成した筒状をなす本体と;
中空部の先端開口周囲に位置して突出部を形成し、突出部の外周に突出部の先端が最も突出するように突出部と段差をもって形成されたフェイス面を有するフェイス部と;
を具備することを特徴とするワイヤーボンディング用キャピラリー。 - 前記突出部の突出面は、中空部の先端開口周囲直近からフェイス面に向けて略円弧状をなし連続して突出するように形成したことを特徴とする請求項1記載のワイヤーボンディング用キャピラリー。
- 導電体ワイヤーが挿通された請求項1または2記載のワイヤーボンディング用キャピラリーと;
ワイヤーボンディング用キャピラリーが設けられる装置本体と;
を具備することを特徴とする電子部品組立装置。
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-
2008
- 2008-05-26 JP JP2008136432A patent/JP2009283814A/ja active Pending
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
USD771168S1 (en) | 2014-10-31 | 2016-11-08 | Coorstek, Inc. | Wire bonding ceramic capillary |
USD797172S1 (en) | 2015-02-03 | 2017-09-12 | Coorstek, Inc. | Ceramic bonding tool with textured tip |
USD797171S1 (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 |
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