JP2012023080A - ワイヤボンディング方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】１次ボンディングとしてボールボンディングを行い、２次ボンディングとしてステッチボンディングを行うワイヤボンディング方法において、２次ボンディング後のワイヤ引き出し工程によって引き出されたワイヤが、放電不可能なレベルまで曲がったとしても、適切なイニシャルボールの形成が可能なワイヤボンディング方法を提供する。
【解決手段】ワイヤ引き出し工程後にイニシャルボール４１を形成するとき、引き出されたワイヤ４０への放電を行い、この放電状態に基づいて、引き出されたワイヤ４０がキャピラリ１００の内孔１０１の延びる方向に延長した仮想線Ｓに対して曲がった状態となっているかどうかを検出し、当該曲がった状態が検出された場合には、当該ワイヤ４０が仮想線Ｓと同一方向に延びた状態となるように、当該ワイヤ４０の曲がりを矯正し、その後、再び放電加工を行ってイニシャルボール４１を形成する。
【選択図】図３

Description

本発明は、被接合面に、１次ボンディングとしてボールボンディングを行い、２次ボンディングとしてステッチボンディングを行うことによってワイヤの接続を行うワイヤボンディング方法に関する。
この種のワイヤボンディング方法は、キャピラリを用いて行われるものであり、基板の一面に設けられた電子部品などの第１の被接合面に、ボールボンディングによってワイヤを接合する１次ボンディング工程を行った後、基板の一面に設けられたボンディングランドなどの第２の接合面に対して、ステッチボンディングによってワイヤを接合する２次ボンディング工程を行うものである。
具体的には、キャピラリは、その内部から先端部まで貫通し先端部にて開口する内孔を有しており、この内孔にワイヤが挿入される。そして、キャピラリの先端部にて内孔から引き出されたワイヤに対して、放電トーチを用いて放電加工を行ってイニシャルボールを形成し、続く１次ボンディング工程では、キャピラリの先端部で、イニシャルボールを第１の被接合面に押し当てて接合する。
その後、キャピラリによって、第２の被接合面までワイヤを引き回し、２次ボンディング工程では、キャピラリの先端部にてワイヤを第２の被接合面に押し当て、荷重・振動を印加してワイヤを接合する。こうして、ワイヤの接合が完了する。
その後は、再び、ワイヤの引き出しおよびイニシャルボールの形成を行い、上記同様に、１次ボンディング、２次ボンディングを行うことで、複数本のワイヤの接合が行われていく。
具体的には、２次ボンディング工程の後、ワイヤ引き出し工程では、キャピラリを上昇させ、ワイヤにおける第２の被接合面との接続部とキャピラリの先端部との間にワイヤを引き出す。そして、さらにキャピラリを上昇させて、当該引き出されたワイヤとワイヤにおける第２の被接合面との接続部とを切り離す。
その後、引き出されたワイヤに対して上記同様、放電加工を行って、イニシャルボールを形成する。そして、この形成されたイニシャルボールを用いて、上記同様に、１次ボンディング、２次ボンディングを行っていくのである。
一方、このようなワイヤボンディング方法において、従来では、各被接合面へのワイヤの不着や放電エラーなどを、電気的・光学的に検出し、これらエラーが発生した場合に、ワイヤボンディングを停止するようにした方法（特許文献１参照）や、２次ボンディング後のワイヤ引き出し工程において引き出されたワイヤが極力真っ直ぐとなるようにキャピラリを動かす方法（特許文献２参照）が提案されている。
特開２００７−１８０３４８号公報 特開平１０−１９９９１４号公報
本発明者の検討によれば、２次ボンディング後のワイヤ引き出し工程において、ワイヤが曲がることにより、その後のイニシャルボールの形成が適切に行われないという問題が発生することがわかった。
図９は、本発明者が試作したワイヤボンディング方法における、（ａ）２次ボンディング後のワイヤ引き出し工程、（ｂ）イニシャルボールの形成工程を示す図である。この図９を参照して、上記問題を説明する。
図９（ａ）に示されるように、ワイヤ引き出し工程では、第２の接合面３０からキャピラリ１００を上昇させ、ワイヤ４０における第２の被接合面３０との接続部と、キャピラリ１００の先端部１０２との間にワイヤ４０を引き出す。
そして、さらに図９（ｂ）に示されるように、キャピラリ１００を上昇させて当該引き出されたワイヤ４０と、ワイヤ４０における第２の被接合面３０との接続部とを切り離し、引き出されたワイヤ４０に対して、放電トーチ１２０との間で、イニシャルボールを形成するべく放電を発生させて、放電加工を行う。
ここで、ワイヤ４０の切り離しは、キャピラリ１００をワイヤ４０に押し付けて、ワイヤ４０を薄くすることで、この薄くなった部位にて切り離しを行うものである。このとき、第２の被接合面３０に異物Ｋあるいは欠陥などが存在すると、その凹凸等により、ワイヤ４０が十分に薄くならないときがある。
そうすると、図９（ａ）に示されるように、ワイヤ４０の切り離しの際に、ワイヤ４０が切れないまま、キャピラリ１００が移動し、結果として、引き出されたワイヤ４０が曲がってしまうことが起こる。
つまり、正常な切り離しの場合、引き出されたワイヤ４０は、図９（ｂ）中の一点鎖線に示されるキャピラリ１００の内孔１０１の延びる方向に延長した仮想線Ｓ上に位置するが、曲がった状態では、この仮想線Ｓから外れるように曲がったものとなる。
引き出されたワイヤ４０が当該仮想線Ｓ上、すなわち正常な位置にあれば、放電トーチ１２０とワイヤ４０との放電距離が正規の距離となり、その状態で行われる放電加工によって形成されるイニシャルボールは正規の形状とされる。
しかし、ワイヤ４０が曲がった状態の場合、図９（ｂ）に示されるように、当該放電距離が正規の距離から外れて遠くなり、この場合、放電がおこらず、イニシャルボールが形成されない可能性が出てくる。
この問題に対して、上記特許文献１の方法では、ワイヤボンディングにおけるエラーは検出できるものの、ワイヤの曲がりによる放電不良に起因するイニシャルボールの形成不良については解決できない。
また、上記特許文献２の方法では、２次ボンディング後のワイヤ引き出し工程において引き出されたワイヤが極力真っ直ぐとなるが、上記異物や欠陥の存在は考慮されておらず、上記異物や欠陥が存在していた場合には、それによるワイヤの曲がりを解決することはできない。
本発明は、上記した問題に鑑みてなされたものであり、２次ボンディング後のワイヤ引き出し工程によって引き出されたワイヤが、放電不可能なレベルまで曲がったとしても、適切なイニシャルボールの形成が可能なワイヤボンディング方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明においては、ワイヤ引き出し工程後にイニシャルボール（４１）を形成するとき、引き出されたワイヤ（４０）への放電を行い、この放電状態に基づいて、引き出されたワイヤ（４０）がキャピラリ（１００）の内孔（１０１）の延びる方向に延長した仮想線（Ｓ）に対して曲がった状態となっているかどうかを検出し、当該曲がった状態が検出された場合には、引き出されたワイヤ（４０）が仮想線（Ｓ）と同一方向に延びた状態となるように、引き出されたワイヤ（４０）の曲がりを矯正し、その後、当該矯正されたワイヤ（４０）に対して再び放電加工を行ってイニシャルボール（４１）を形成することを特徴とする。
それによれば、ワイヤ引き出し工程によって、引き出されたワイヤ（４０）が放電不可能なレベルまで曲がったとしても、その後のイニシャルボール（４１）の形成の際には、ワイヤ（４０）への放電を行ったときの当該放電状態に基づいて、その曲がり状態が検出され、放電トーチ（１２０）との距離が放電可能な距離となるようにワイヤ（４０）の曲がりが矯正されるから、適切なイニシャルボール（４１）の形成が可能となる。
ここで、請求項２に記載の発明のように、請求項１に記載のワイヤボンディング方法においては、引き出されたワイヤ（４０）の曲がりを矯正する工程では、引き出されたワイヤ（４０）に対してキャピラリ（１００）をワイヤ（４０）の長手方向に往復移動させることにより、引き出されたワイヤ（４０）を内孔（１０１）の内面および開口縁部に当てて当該矯正を行うものにできる。
また、請求項３に記載の発明のように、請求項１に記載のワイヤボンディング方法においては、引き出されたワイヤ（４０）の曲がりを矯正する工程では、引き出されたワイヤ（４０）を環状のリング部材（２００）の中空穴（２０１）に通し、引き出されたワイヤ（４０）に対してリング部材（２００）を仮想線（Ｓ）の方向に往復移動させることにより、引き出されたワイヤ（４０）をリング部材（２００）の内面および開口縁部に当てて当該矯正を行うようにしてもよい。
請求項４に記載の発明においては、ワイヤ引き出し工程後にイニシャルボール（４１）を形成するとき、引き出されたワイヤ（４０）の径方向の外側に、当該ワイヤ（４０）を取り囲む環状の電極（１２１）もしくは当該ワイヤ（４０）を取り囲むように配置された複数個の電極（１２２）を有する放電手段（１２０）を配置し、この放電手段（１２０）の電極（１２１、１２２）と引き出されたワイヤ（４０）との間で放電を行うことにより、イニシャルボール（４１）を形成するようにしたことを特徴とする。
それによれば、ワイヤ引き出し工程によって、引き出されたワイヤ（４０）が放電不可能なレベルまで曲がったとしても、その後のイニシャルボール（４１）の形成の際には、当該ワイヤ（４０）を取り囲むように電極（１２１、１２２）を配置した放電手段（１２０）を設けることにより、当該ワイヤ（４０）の径方向の複数方向からの放電が可能となり、結果として、放電手段（１２０）の電極（１２１、１２２）と当該ワイヤ（４０）との距離が適正な距離の部分にて放電が行われる。
よって、本発明によれば、引き出されたワイヤ（４０）が曲がっていたとしても、その曲がり状態のままで適切なイニシャルボール（４１）の形成が可能となる。
なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
本発明の第１実施形態に係る電子装置の概略断面図である。 第１実施形態に係るワイヤボンディング方法を示す工程図である。 第１実施形態に係るワイヤボンディング方法におけるイニシャルボールの形成工程の詳細を示す工程図である。 本発明の第２実施形態に係るワイヤボンディング方法におけるイニシャルボールの形成工程の詳細を示す工程図である。 第２実施形態のイニシャルボールの形成工程に用いる矯正用治具を示す図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は上面図である。 本発明の第３実施形態に係るワイヤボンディング方法におけるイニシャルボールの形成工程の詳細を示す工程図である。 第３実施形態のイニシャルボールの形成工程に用いる放電トーチを示す図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は上面図である。 第３実施形態に用いられる放電トーチにおける電極のバリエーションを示す図である。 本発明者が試作したワイヤボンディング方法を示す図である。
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る電子装置の概略断面構成を示す図である。本実施形態の電子装置は、大きくは、基板１０と、基板１０の一面上に搭載された電子部品２０と、基板１０の一面上に設けられたボンディングランド３０と、電子部品２０とボンディングランド３０とを結線するワイヤ４０とを備えて構成されている。
基板１０は、セラミック基板、プリント基板などの配線基板であり、このような配線基板としては単層基板でも多層基板でもよい。さらに、基板１０としては、その一面に電子部品２０が搭載され、且つ当該一面にボンディングランド３０が設けられたものであればよく、上記した配線基板以外にも、たとえばリードフレーム、ヒートシンクなどが挙げられる。
この基板１０の一面（図１中の上面）には、電子部品２０が搭載されている。電子部品２０としては、ワイヤボンディングされるものであればよく、ＩＣチップ、モールドＩＣなどが挙げられるが、ここでは、電子部品２０はＩＣチップ２０とされている。
このＩＣチップ２０は、シリコン半導体などにトランジスタ素子などによりＩＣ回路を形成してなる一般的なものであり、表面にＡｌ（アルミニウム）やＣｕ（銅）などよりなる電極としてのパッド２１を有する。このパッド２１は、第１の被接合面２１として構成されており、さらに言うならば、このパッド２１の表面が第１の被接合面２１とされている。
そして、このＩＣチップ２０と基板１０の一面との間には、図示しないダイボンド材が介在されており、このダイボンド材によってＩＣチップ２０と基板１０とは接合され固定されている。このようなダイボンド材としては、たとえばＡｇペースト、はんだ、導電性接着剤などが挙げられる。
また、ボンディングランド３０は、基板１０の一面においてＩＣチップ２０の近傍に配置されている。このボンディングランド３０は、第２の被接合面３０として構成されており、さらに言うならば、このボンディングランド３０の表面が第２の被接合面３０とされている。
このボンディングランド３０は、たとえば金（Ａｕ）銀（Ａｇ）や銅（Ｃｕ）あるいはタングステン（Ｗ）やモリブデン（Ｍｏ）などの導体ペーストを印刷し、これを焼成することにより形成されたものである。また、このボンディングランド３０は、印刷・焼成後にさらにＮｉやＡｕなどがメッキされたものであってもよい。
ここで、図１では、第１の被接合面としてのパッド２１、第２の被接合面としてのボンディングランド３０は、１個ずつであるが、実際には、それぞれが、ＩＣチップ２０の表面上、基板１０の一面上に複数個配列されている。
そして、これらＩＣチップ２０のパッド２１とボンディングランド３０との複数の組がそれぞれ、ワイヤ４０を介して結線されており、このワイヤ４０を介して電気的に接続されている。このワイヤ４０は、たとえばＡｕやＣｕなどよりなるものであり、１次ボンディングとしてボールボンディングを行い、２次ボンディングとしてステッチボンディングを行うワイヤボンディングにより形成されたものである。
具体的に、ワイヤ４０は、ＩＣチップ２０のパッド２１を１次ボンディング側、ボンディングランド３０を２次ボンディング側として、これらＩＣチップ２０のパッド２１とボンディングランド３０とを接続している。
この本実施形態の電子装置は、基板１０の一面に、上記ダイボンド材を介してＩＣチップ２０を搭載・固定した後、ＩＣチップ２０のパッド２１とボンディングランド３０とを、ワイヤボンディングにより結線することによって製造される。
次に、本実施形態に係るワイヤ３０の形成方法すなわちワイヤボンディング方法について、図２を参照して述べる。図２は、本ワイヤボンディング方法を示す工程図であり、各工程の状態を、キャピラリ１００の縦方向断面に沿った断面にて示してある。
本実施形態におけるワイヤボンディング装置は、この種のワイヤボンディングを行うことのできる一般的な装置と同様のものであり、超音波などにより振動するキャピラリ１００と、ワイヤ４０を固定するクランパ１１０と、放電を行う放電トーチ１２０とを有するものである。
これらキャピラリ１００、クランパ１１０および放電トーチ１２０は、一般のものと同様、図示しないアクチュエータなどにより、上下左右の任意方向に一体に移動するようになっている。なお、図２において、放電トーチ１２０は、（ｅ）のみに示してあり、（ａ）〜（ｄ）では省略してある。
キャピラリ１００は、先端部１０２に開口する内孔１０１を有している。この内孔１０１は、キャピラリ１００の先端部１０２とは反対の端部である後端部１０３から先端部１０２まで貫通する真っ直ぐな貫通孔であり、先端部１０２および後端部１０３に開口している。
つまり、このキャピラリ１００は、内孔１０１を中空部とする筒形状をなすものである。そして、キャピラリ１００は、その内孔１０１にワイヤ４０を挿入して当該ワイヤ４０を保持するとともに、キャピラリ１００の先端部１０２にワイヤ４０が繰り出されるものである。
クランパ１１０は、キャピラリ１００の後端部１０３側に設けられたものであり、キャピラリ１００に挿入されるワイヤ４０がキャピラリ１００の後端部１０３側へ抜けるのを防止するために、ワイヤ４０を挟んで固定するという一般的なものである。
ここで、クランパ１１０がワイヤ４０を挟み付けて固定する状態を、オン状態、ワイヤ４０を離して解放する状態をオフ状態ということにする。なお、図２中のクランパ１１０では、（ａ）、（ｂ）がオフ状態、（ｃ）〜（ｅ）がオン状態とされている。
放電トーチ１２０は、棒状の電極１２０ａを有する一般的なものであり、キャピラリ１００の先端部１０２の近傍に設けられている。そして、この放電トーチ１２０は、高電圧が印加されて、この放電トーチ１２０と対向するワイヤ４０との間で放電を発生させ、ワイヤ４０を溶融させてイニシャルボールを形成するものである。
このようなワイヤボンディング装置を用いて、本実施形態では、複数のパッド２１およびボンディングランド３０の組のうち、ある１つの組からボンディングを開始し、そのボンディングの完了後、次に別の組、その次はさらに別の組、・・・というように、順次ボンディングを行っていく。
まず、キャピラリ１００の内孔１０１に挿入されたワイヤ４０においてキャピラリ１００の先端部１０２から引き出されたワイヤ４０の部分に、放電トーチ１２０を用いた放電加工によって、球形状をなすイニシャルボール４１を形成する。ここで、ワイヤ４０の引き出しおよびイニシャルボール４１の形成時には、クランパ１１０はオン状態とされ、ワイヤ４０を固定している。
そして、図２（ａ）に示されるように、クランパ１１０をオフ状態として、このイニシャルボール４１をＩＣチップ２０のパッド２１に押し当てて、超音波振動を加えながら接合する。図２（ａ）では、イニシャルボール４１は、当該押し当てによって、初期の球状から潰れた形状となっている。こうして、第１の被接合面であるパッド２１にボールボンディングによってワイヤ４０を接合する１次ボンディング工程が行われる。
その後、クランパ１１０をオフ状態としてワイヤ４０をクランパ１１０から解放した状態のまま、ワイヤ４０を、キャピラリ１００の先端部１０２から繰り出して、パッド２１からボンディングランド３０まで引き回す。
次に、図２（ｂ）に示されるように、第２の被接合面であるボンディングランド３０まで引き回されたワイヤ４０を、キャピラリ１００の先端部１０２にてボンディングランド３０に押しつけて、超音波振動を加えながら接合し、ステッチボンディングとしての２次ボンディングを行う（２次ボンディング工程）。
この２次ボンディング工程の後、図２（ｃ）、図２（ｄ）に示されるワイヤ引き出し工程を行う。この場合、まず、図２（ｃ）に示されるように、クランパ１１０をオン状態としつつ、キャピラリ１００を、ボンディングランド３０の被接合面に対して垂直方向に上昇させる。これによって、ワイヤ４０におけるボンディングランド３０との接続部と、キャピラリ１００の先端部１０２との間に、ワイヤ４０を引き出す。
このとき、クランパ１１０がワイヤ４０を固定しているので、ワイヤ４０は上方に引っ張られ、ボンディングランド３０の被接合面と垂直方向に延びるように引き出される。その後、図２（ｄ）に示されるように、さらにキャピラリ１００を上昇させて、キャピラリ１００の先端部１０２から引き出されたワイヤ４０と、ワイヤ４０におけるボンディングランド３０との接続部とを切り離す。ここまでが、ワイヤ引き出し工程である。
その後、図２（ｅ）に示されるように、キャピラリ１００の先端部１０２から引き出されたワイヤ４０に対して、放電トーチ１２０による放電加工を行うことによって球状のイニシャルボール４１を形成する。
その後は、このイニシャルボール４１を用いて、次のパッド２１およびランド３０の組に対して、再び１次ボンディング、２次ボンディング、ワイヤ引き出しの各工程を行っていく。
このように本実施形態のワイヤボンディング方法は、１次ボンディングとしてボールボンディングを行い、２次ボンディングとしてステッチボンディングを行うものであるが、さらに、ワイヤ引き出し工程によって引き出されたワイヤ４０が曲がる場合を考慮して、次のような独自の工夫を有している。
この工夫点について、図３を参照して述べる。図３は、本ワイヤボンディング方法においてワイヤ引き出し工程後に行われるイニシャルボール４１の形成工程の詳細を示す工程図である。なお、図３において、（ａ）に示されるモニター手段１３０は、（ｂ）、（ｃ）では省略してある。
まず、本実施形態のワイヤボンディング装置においては、放電トーチ１２０からの放電時に放電トーチ１２０とワイヤ４０との間に流れる電流をモニターするモニター手段１３０を設けておく。このモニター手段１３０は、電流計やコンピュータなどより構成されてなるものである。
ここで、ワイヤ引き出し工程後のキャピラリ１００の先端部１０２から引き出されたワイヤ４０が、仮に図３（ａ）に示される仮想線Ｓのように、曲がっておらず真っ直ぐな正規の状態にあるときには、当該ワイヤ４０に放電電流が流れ、モニター手段１３０においては、その放電電流が検知される。
この場合には、そのまま、放電を続け、イニシャルボール４１を形成する。ここで、この仮想線Ｓは、キャピラリ１００の真っ直ぐな貫通孔である内孔１０１の延びる方向（つまり、筒状をなすキャピラリ１００の軸方向）に延長した直線である。
それに対して、図３（ａ）に示されるように、キャピラリ１００の先端部１０２から引き出されたワイヤ４０が、上記仮想線Ｓに対して曲がった状態となり、放電トーチ１２０と引き出されたワイヤ４０との放電距離が放電不可能な程度に遠くなってしまった場合には、ワイヤ４０に電流が流れず、モニター手段１３０には電流が流れない。なお、放電距離は、放電トーチ１２０の電極１２０ａの先端部とワイヤ４０との距離である。
つまり、本実施形態では、イニシャルボール４１を形成するときに行われるワイヤ４０への放電において、その放電電流をモニターする。そうすることによって、当該引き出されたワイヤ４０が放電不可能なレベルまで上記仮想線Ｓに対して曲がった状態となっているかどうかを検出するのである。
そして、この放電電流のモニターにより、当該放電電流が流れずに、引き出されたワイヤ４０が放電不可能なレベルまで曲がっていることが検出された場合には、その時点で、放電トーチ１２０への通電を停止する。
そして、図３（ｂ）に示されるように、引き出されたワイヤ４０が仮想線Ｓと同一方向に延びた状態となるように、当該引き出されたワイヤ４０の曲がりを矯正する。ここで、この矯正とは、ワイヤ４０の曲がりを無くして真っ直ぐにするか、もしくは、曲がりは残っていてもその曲がり度合いを小さくすることである。
本実施形態では、このワイヤ４０の曲がりを矯正することは、キャピラリ１００によって行う。具体的には、図３（ｂ）に示されるように、引き出されたワイヤ４０をクランパ１１０で固定しておき、当該ワイヤ４０に対してキャピラリ１００をワイヤ４０の長手方向（つまり、上記仮想線Ｓの方向）に往復移動させる。この往復移動は、たとえば２、３度繰り返すのがよい。
そうすることにより、引き出されたワイヤ４０が、キャピラリ１００の内孔１０１の内面および開口縁部に当たるから、上記仮想線Ｓの方向に倣うように変形し、当該ワイヤ４０の曲がりが矯正される。
こうして、ワイヤ４０の曲がりの矯正を行った後、図３（ｃ）に示されるように、矯正されたワイヤ４０に対して、再び放電加工を行ってイニシャルボール４１を形成する。このときは、上記矯正により、放電トーチ１２０とワイヤ４０との距離が放電可能なレベルまで、ワイヤ４０の曲がりが矯正されているので、適切な放電が行え、イニシャルボール４１の形成が可能となる。
このように、本実施形態のワイヤボンディング方法によれば、ワイヤ引き出し工程によって、引き出されたワイヤ４０が放電不可能なレベルまで曲がったとしても、その後のイニシャルボール４１の形成の際には、ワイヤ４０への放電を行ったときの当該放電状態に基づいて、その曲がり状態が検出される。
そして、その曲がり状態のワイヤ４０に対して、放電トーチ１２０との距離が放電可能な距離となるようにワイヤ４０の曲がりが矯正されるから、適切なイニシャルボール４１の形成が可能となる。
（第２実施形態）
図４は、本発明の第２実施形態に係るワイヤボンディング方法においてワイヤ引き出し工程後に行われるイニシャルボール４１の形成工程の詳細を示す工程図であり、図４では、（ａ）のモニター手段１３０は、（ｂ）、（ｃ）では省略してある。また、図５は、本実施形態のイニシャルボール４１の形成工程に用いる矯正用治具２００を示す図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）の上面図である。ここでは、本実施形態と上記第１実施形態との相違点を中心に述べる。
本実施形態も、上記第１実施形態のワイヤボンディング方法と同様に、ワイヤ引き出し工程後にイニシャルボール４１を形成するとき、引き出されたワイヤ４０への放電を行い、この放電状態に基づいて、引き出されたワイヤ４０が上記仮想線Ｓに対して放電不可能なレベルまで曲がった状態となっているかどうかを検出する。
そして、当該曲がった状態が検出された場合には、上記第１実施形態と同様に、引き出されたワイヤ４０の曲がりを矯正し、その後、当該矯正されたワイヤ４０に対して再び放電加工を行ってイニシャルボール４１を形成するものである。
ここにおいて、本実施形態では、ワイヤ４０の曲がりを矯正することは、キャピラリ１００ではなく、矯正用治具２００を用いて行う。この矯正用治具２００は、図５に示されるように、環状のリング部材２００よりなる。ここでは、リング部材２００はドーナツ形状をなすが、多角形環状のものであってもよい。
また、このリング部材２００は、矯正時以外は、キャピラリ１００の先端部１０２側がリング部材２００の中空穴２０１に挿入された状態で、キャピラリ１００に固定され、この状態でキャピラリ１００と一緒に移動するようになっている。
さらに、このリング部材２００は、キャピラリ１００の先端部１０２から離れて、アクチュエータなどにより上記仮想線Ｓの方向に沿ってキャピラリ１００とは独立して移動できるようになっている。
そして、本実施形態では、引き出されたワイヤ４０の曲がりを矯正する工程では、図４（ａ）、（ｂ）に示されるように、引き出されたワイヤ４０をリング部材２００の中空穴２０１に通し、当該ワイヤ４０に対してリング部材２００を上記仮想線Ｓの方向に往復移動させる。この場合も、往復移動は、たとえば２、３度繰り返すのがよい。
そうすることにより、引き出されたワイヤ４０が、リング部材２００の中空穴２０１の内面および開口縁部に当たるから、上記仮想線Ｓの方向に倣うように変形し、当該ワイヤ４０の曲がりが矯正される。
こうして、ワイヤ４０の曲がりの矯正を行った後、リング部材２００をキャピラリ１００に固定する。そして、本実施形態においても、図４（ｃ）に示されるように、矯正されたワイヤ４０に対して、再び放電加工を行ってイニシャルボール４１を形成する。
このように、本実施形態のワイヤボンディング方法によれば、ワイヤ引き出し工程によって、引き出されたワイヤ４０が放電不可能なレベルまで曲がったとしても、ワイヤ４０への放電を行ったときの当該放電状態に基づいて、その曲がり状態が検出される。
そして、その曲がり状態のワイヤ４０に対して、放電トーチ１２０との距離が放電可能な距離となるようにワイヤ４０の曲がりが矯正されるから、適切なイニシャルボール４１の形成が可能となる。
（第３実施形態）
図６は、本発明の第３実施形態に係るワイヤボンディング方法においてワイヤ引き出し工程後に行われるイニシャルボール４１の形成工程の詳細を示す工程図であり、図７は、本実施形態のイニシャルボール４１の形成工程に用いる放電トーチ１２０を示す図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は上面図である。ここでは、本実施形態と上記第１実施形態との相違点を中心に述べる。
上記第１および第２実施形態では、ワイヤ引き出し工程において曲がったワイヤ４０について、その曲がりを矯正することで、適切な放電を実現するようにしていた。それに対して、本実施形態のイニシャルボール４１の形成工程では、ワイヤ４０が曲がった状態のまま、適切な放電を実現するべく、放電手段としての放電トーチ１２０を工夫したものである。つまり、本実施形態では、ワイヤ４０の曲がりの有無に関係なく適切な放電を可能とするものである。
一般には、上記第１実施形態にも示したように、放電トーチ１２０の電極は、棒状であり、その電極先端とワイヤ４０との間にて放電を行うようにしていた。それに対して、本実施形態では、図７に示されるように、放電トーチ１２０を環状の電極１２１を有するものとした。
そして、図６（ａ）に示されるように、ワイヤ引き出し工程後にイニシャルボール４１を形成するときには、引き出されたワイヤ４０を環状の電極１２１の中空部に挿入する。そうすることで、ワイヤ４０の径方向の外側にて環状の電極１２１がワイヤ４０を取り囲むように、放電トーチ１２０を配置する。
そして、この状態で、環状の電極１２１とその内周側に位置するワイヤ４０との間で放電を行うことにより、図６（ｂ）に示されるように、引き出されたワイヤ４０にイニシャルボール４１を形成する。このように、環状の電極１２１でワイヤ４０を取り囲むことにより、ワイヤ４０が曲がっていても、電極１２１とワイヤ４０との間には放電可能な距離が存在するから、そこで放電が行える。
このように、本実施形態によれば、ワイヤ引き出し工程によって、引き出されたワイヤ４０が放電不可能なレベルまで曲がったとしても、その後のイニシャルボール４１の形成の際には、当該ワイヤ４０を取り囲むように電極１２１を配置した放電トーチ１２０を設けることにより、当該ワイヤ４０の径方向の複数方向からの放電が可能となる。
その結果として、放電トーチ１２０の電極１２１とワイヤ４０との距離が適正な距離の部分にて放電が行われる。つまり、環状の電極１２１のうち、ある部分ではワイヤ４０との距離が放電可能な距離となっているので、その部分とワイヤ４０との間で放電が行われ、イニシャルボール４１が形成される。よって、本実施形態によれば、引き出されたワイヤ４０が曲がっていたとしても、その曲がり状態のままで適切なイニシャルボール４１の形成を行うことができる。
また、図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は本実施形態の放電トーチ１２０における電極１２１、１２２のバリエーションを示す図であり、放電トーチ１２０の上面図である。図８（ａ）に示されるように、環状の電極１２１としては、一部切り欠きされた環状のものであってもよい。
また、本実施形態に用いる放電トーチ１２０の電極１２２としては、図８（ｂ）、（ｃ）に示されるように、引き出されたワイヤ４０の径方向の外側にて当該ワイヤ４０を取り囲むように配置された複数個の電極１２２であってもよい。図８（ｂ）は９０°間隔で配置された４個の電極１２２の場合、図８（ｃ）は１２０°間隔で配置された３個の電極１２２の場合を示している。
この場合、複数の電極１２２のうち、ある電極１２２については、ワイヤ４０との距離が放電可能な距離となっているので、その電極１２２とワイヤ４０との間で放電が行われ、イニシャルボール４１が形成される。
なお、複数の電極１２２とする場合は、２個以上であればよいが、ワイヤ４０をその径方向の外側にて十分に取り囲むような電極配置を実現するには、３個以上が望ましく、さらには、これら複数の電極１２２を、ワイヤ４０を中心点としてワイヤ４０の径方向の外側に点対称に配置することが、好ましい。
また、イニシャルボール４１の形成時の放電電圧によって、複数の電極１２２のうち隣り合う電極１２２同士が放電しないように、当該隣り合う電極１２２同士の距離を規定しておくことが好ましいことは、もちろんである。
（他の実施形態）
なお、上記各実施形態のワイヤボンディング方法において、第１の被接合面、第２の被接合面は、上記したＩＣチップ２０のパッド２１、ボンディングランド３０に限るものではなく、ワイヤボンディング可能なものであれば、種々の電子部品のパッド、基板上のボンディングランド、リードフレームの表面、ヒートシンクの表面などから選択されたものであればよい。
２１ 第１の被接合面としてのパッド
３０ 第２の被接合面としてのボンディングランド
４０ ワイヤ
４１ イニシャルボール
１００ キャピラリ
１０１ キャピラリの内孔
１０２ キャピラリの先端部
１２０ 放電手段としての放電トーチ
１２１ 環状の電極
１２２ 複数個の電極
２００ リング部材
２０１ リング部材の中空穴
Ｓ キャピラリの内孔の延びる方向に延長した仮想線

Claims (4)

  1. ワイヤ（４０）を介して第１の被接合面（２１）と第２の被接合面（３０）とを接続するワイヤボンディング方法であって、
    先端部（１０２）に開口する内孔（１０１）を有するキャピラリ（１００）の前記内孔（１０１）に前記ワイヤ（４０）を挿入し、前記キャピラリ（１００）の先端部（１０２）にて前記内孔（１０１）から引き出された前記ワイヤ（４０）を放電加工により、球状のイニシャルボール（４１）とし、
    このイニシャルボール（４１）を前記キャピラリ（１００）の先端部で前記第１の被接合面（２１）に押し当てて、前記第１の被接合面（２１）にボールボンディングによって接合する１次ボンディング工程を行った後、
    次に、前記第２の被接合面（３０）まで、前記キャピラリ（１００）によって前記ワイヤ（４０）を引き回し、前記キャピラリ（１００）の先端部（１０２）にて前記ワイヤ（４０）を前記第２の被接合面（３０）に押し当ててステッチボンディングによって接合する２次ボンディング工程を行い、
    その後、前記キャピラリ（１００）を上昇させ、前記ワイヤ（４０）における前記第２の被接合面（３０）との接続部と、前記キャピラリ（１００）の先端部（１０２）との間に前記ワイヤ（４０）を引き出し、さらに前記キャピラリ（１００）を上昇させて当該引き出されたワイヤ（４０）と当該接続部とを切り離すワイヤ引き出し工程を行い、
    その後、前記引き出されたワイヤ（４０）に対して放電加工を行って前記イニシャルボール（４１）を形成するようにしたワイヤボンディング方法において、
    前記ワイヤ引き出し工程後に前記イニシャルボール（４１）を形成するとき、前記引き出されたワイヤ（４０）への放電を行い、この放電状態に基づいて、前記引き出されたワイヤ（４０）が前記キャピラリ（１００）の前記内孔（１０１）の延びる方向に延長した仮想線（Ｓ）に対して曲がった状態となっているかどうかを検出し、
    当該曲がった状態が検出された場合には、前記引き出されたワイヤ（４０）が前記仮想線（Ｓ）と同一方向に延びた状態となるように、前記引き出されたワイヤ（４０）の曲がりを矯正し、その後、当該矯正されたワイヤ（４０）に対して再び放電加工を行って前記イニシャルボール（４１）を形成することを特徴とするワイヤボンディング方法。
  2. 前記引き出されたワイヤ（４０）の曲がりを矯正する工程では、前記引き出されたワイヤ（４０）に対して前記キャピラリ（１００）を前記ワイヤ（４０）の長手方向に往復移動させることにより、前記引き出されたワイヤ（４０）を前記内孔（１０１）の内面および開口縁部に当てて当該矯正を行うことを特徴とする請求項１に記載のワイヤボンディング方法。
  3. 前記引き出されたワイヤ（４０）の曲がりを矯正する工程では、前記引き出されたワイヤ（４０）を環状のリング部材（２００）の中空穴（２０１）に通し、前記引き出されたワイヤ（４０）に対して前記リング部材（２００）を前記仮想線（Ｓ）の方向に往復移動させることにより、前記引き出されたワイヤ（４０）を前記リング部材（２００）の内面および開口縁部に当てて当該矯正を行うことを特徴とする請求項１に記載のワイヤボンディング方法。
  4. ワイヤ（４０）を介して第１の被接合面（２１）と第２の被接合面（３０）とを接続するワイヤボンディング方法であって、
    先端部（１０２）に開口する内孔（１０１）を有するキャピラリ（１００）の前記内孔（１０１）に前記ワイヤ（４０）を挿入し、前記キャピラリ（１００）の先端部（１０２）にて前記内孔（１０１）から引き出された前記ワイヤ（４０）を放電加工により、球状のイニシャルボール（４１）とし、
    このイニシャルボール（４１）を前記キャピラリ（１００）の先端部で前記第１の被接合面（２１）に押し当てて、前記第１の被接合面（２１）にボールボンディングによって接合する１次ボンディング工程を行った後、
    次に、前記第２の被接合面（３０）まで、前記キャピラリ（１００）によって前記ワイヤ（４０）を引き回し、前記キャピラリ（１００）の先端部（１０２）にて前記ワイヤ（４０）を前記第２の被接合面（３０）に押し当ててステッチボンディングによって接合する２次ボンディング工程を行い、
    その後、前記キャピラリ（１００）を上昇させ、前記ワイヤ（４０）における前記第２の被接合面（３０）との接続部と、前記キャピラリ（１００）の先端部（１０２）との間に前記ワイヤ（４０）を引き出し、さらに前記キャピラリ（１００）を上昇させて当該引き出されたワイヤ（４０）と当該接続部とを切り離すワイヤ引き出し工程を行い、
    その後、前記引き出されたワイヤ（４０）に対して放電加工を行って前記イニシャルボール（４１）を形成するようにしたワイヤボンディング方法において、
    前記ワイヤ引き出し工程後に前記イニシャルボール（４１）を形成するとき、前記引き出されたワイヤ（４０）の径方向の外側に、当該ワイヤ（４０）を取り囲む環状の電極（１２１）もしくは当該ワイヤ（４０）を取り囲むように配置された複数個の電極（１２２）を有する放電手段（１２０）を配置し、この放電手段（１２０）の前記電極（１２１、１２２）と前記引き出されたワイヤ（４０）との間で放電を行うことにより、前記イニシャルボール（４１）を形成するようにしたことを特徴とするワイヤボンディング方法。
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