JP2014027234A - ワイヤボンディング装置及びワイヤボンディング方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ワークの上方に干渉物が配置されていても簡易な構造でボンディングができるワイヤボンディング装置の提供。
【解決手段】先端に設けられたボンディング部111で第一被ボンディング面BF1又は第二被ボンディング面BF2にボンディングワイヤBWの一部を押圧する長尺状のウェッジツール11と、このウェッジツール11を加振するとともにウェッジツール11に接続されるホーン12と、ウェッジツール11を第一被ボンディング面BF1又は第二被ボンディング面BF2に向けて押圧する押圧機構13とを備え、ウェッジツール11は、その基端側が第一ワークW11の上方に配置された干渉物Pとは離れる方向に斜めに配置され、かつ、ボンディング部111は第一被ボンディング面BF1又は第二被ボンディング面BF2に当接するよう軸方向Qに対して非直角の角度αをもった傾斜方向の押圧面111AFを有する構成とした。
【選択図】図1
【解決手段】先端に設けられたボンディング部111で第一被ボンディング面BF1又は第二被ボンディング面BF2にボンディングワイヤBWの一部を押圧する長尺状のウェッジツール11と、このウェッジツール11を加振するとともにウェッジツール11に接続されるホーン12と、ウェッジツール11を第一被ボンディング面BF1又は第二被ボンディング面BF2に向けて押圧する押圧機構13とを備え、ウェッジツール11は、その基端側が第一ワークW11の上方に配置された干渉物Pとは離れる方向に斜めに配置され、かつ、ボンディング部111は第一被ボンディング面BF1又は第二被ボンディング面BF2に当接するよう軸方向Qに対して非直角の角度αをもった傾斜方向の押圧面111AFを有する構成とした。
【選択図】図1
Description
本発明は、ワイヤボンディング装置、このワイヤボンディング装置を用いたワイヤボンディング方法に関する。
アルミ等の金属製線材をワークの所定位置にボンディングするためにワイヤボンディング装置が使用されている。
例えば、立体回路基板において、半導体チップと端子とを接続する場合にワイヤボンディング装置が利用され、圧力センサ装置において、圧力センサモジュールと金属パッドとを接続する場合にワイヤボンディング装置が用いられる。
このワイヤボンディング装置には、ボールボンディングを用いたワイヤボンディング装置やウェッジツールを用いたボンディング装置がある。
例えば、立体回路基板において、半導体チップと端子とを接続する場合にワイヤボンディング装置が利用され、圧力センサ装置において、圧力センサモジュールと金属パッドとを接続する場合にワイヤボンディング装置が用いられる。
このワイヤボンディング装置には、ボールボンディングを用いたワイヤボンディング装置やウェッジツールを用いたボンディング装置がある。
図10には通常のアルミウェッジボンディング装置が示されている。
図10(A)において、ワイヤボンディング装置は、ワークWのボンディング面BFに対して垂直に延びて配置されるウェッジツールTと、このウェッジツールTの先端に設けられたボンディング部BでボンディングワイヤBWをボンディング面BFに向けた方向Xに押圧する図示しない押圧機構と、ボンディングワイヤBWをボンディング面BFと平行な面内でY方向に振動するホーンHとを備えた構成である。
図10(B)に示される通り、ウェッジツールTの先端はボンディングワイヤBWを保持するための保持部THを備えている。
図10(A)において、ワイヤボンディング装置は、ワークWのボンディング面BFに対して垂直に延びて配置されるウェッジツールTと、このウェッジツールTの先端に設けられたボンディング部BでボンディングワイヤBWをボンディング面BFに向けた方向Xに押圧する図示しない押圧機構と、ボンディングワイヤBWをボンディング面BFと平行な面内でY方向に振動するホーンHとを備えた構成である。
図10(B)に示される通り、ウェッジツールTの先端はボンディングワイヤBWを保持するための保持部THを備えている。
このワイヤボンディング装置では、ボンディング面BFのうち第一被ボンディング面BF1の上にボンディングワイヤBWの先端部を配置し、この先端部をウェッジツールTで押圧しながら、ボンディング面BFと平行なY方向に加振してボンディングした後、ウェッジツールTをY方向に沿って移動させて第二被ボンディング面BF2の上に位置させ、ウェッジツールTの先端部でボンディングワイヤBWを押圧するとともにホーンHにより加振してボンディングが終了する。
この構成のワイヤボンディング装置では、ボンディング面BFの上方は干渉物がないという前提とされているが、実際には、隣合うワークのうちワークの上方に干渉物が配置されていることがある。そのため、隣合うワークの並び方向に対して斜めにワイヤボンディングすることが考えられるが、ボールボンディングを用いた場合では、斜め部分にボール部分を配置するとボール部分の中心がずれてしまい、ワークに対して均等に押されなくなる等の不具合が生じる。
ウェッジボンディングでは、ワークの傾斜面に対してウェッジツールを押し当てる技術がある(特許文献1)。
この特許文献1の従来例では、ウェッジツールは、ワークの異なる角度の平面部と傾斜面部とに対してワイヤボンディングするために、ワークの平面部に対応する第一平坦面とワークの傾斜面に対応する第二平坦面とが形成されている。
この特許文献1の従来例では、ウェッジツールは、ワークの異なる角度の平面部と傾斜面部とに対してワイヤボンディングするために、ワークの平面部に対応する第一平坦面とワークの傾斜面に対応する第二平坦面とが形成されている。
しかし、特許文献1で示される従来例では、ワークの近傍に対して障害物があることを前提としていないので、その技術をそのまま用いても前述の課題を簡単な構造で解決できるとは限らない。
さらに、特許文献1ではウェッジツールの加振方向についての明確な限定がないが、通常、一方向に往復移動させることが考えられる。この場合、第一平坦面において往復移動する構成が前提となるため、この第一平坦面と交差する第二平坦面での往復移動ができなくなる。そのため、第二平坦面では、非常に不安定なボンディングとなるが、あるいは、ボンディング自体を行うことができない。
また、従来例では、ウェッジツールが滑る恐れがある。ウェッジツールが滑ると、ボンディング自体ができないか、あるいは、ボンディングの信頼性に影響を及ぼすことになる。
さらに、特許文献1ではウェッジツールの加振方向についての明確な限定がないが、通常、一方向に往復移動させることが考えられる。この場合、第一平坦面において往復移動する構成が前提となるため、この第一平坦面と交差する第二平坦面での往復移動ができなくなる。そのため、第二平坦面では、非常に不安定なボンディングとなるが、あるいは、ボンディング自体を行うことができない。
また、従来例では、ウェッジツールが滑る恐れがある。ウェッジツールが滑ると、ボンディング自体ができないか、あるいは、ボンディングの信頼性に影響を及ぼすことになる。
本発明の目的は、ワークの上方に干渉物が配置されていても簡易な構造でボンディングができるワイヤボンディング装置及びワイヤボンディング方法を提供することにある。
本発明のワイヤボンディング装置は、第一被ボンディング面を有する第一ワークと、前記第一被ボンディング面に並んで配置される第二被ボンディング面を有する第二ワークと、前記第一被ボンディング面と前記第二被ボンディング面との少なくとも一方から離れる方向に配置される干渉物とを備えた対象物の前記第一ワークと前記第二ワークとをワイヤボンディングする装置であって、先端に設けられたボンディング部で前記第一被ボンディング面又は前記第二被ボンディング面にボンディングワイヤの一部を押圧する長尺状のウェッジツールと、このウェッジツールを加振するとともに前記ウェッジツールに接続されるホーンと、前記ウェッジツールを前記第一被ボンディング面又は前記第二被ボンディング面に向けて押圧する押圧機構とを備え、前記ウェッジツールは、その基端側が前記干渉部とは離れる方向に斜めに配置され、かつ、そのボンディング部は前記第一被ボンディング面又は前記第二被ボンディング面に当接するよう軸方向に対して非直角の角度をもった傾斜方向の押圧面を有することを特徴とする。
この構成の本発明では、第一ワークの第一被ボンディング面にボンディングワイヤの先端部を配置し、この先端部を、押圧機構でウェッジツールの押圧面で押圧するとともにホーンで超音波振動してワイヤボンディングする。さらに、ボンディングワイヤを送りながらウェッジツールをその押圧面が第二ワークの第二被ボンディング面に対向する位置まで移動させ、さらに、ボンディングワイヤをウェッジツールの押圧面で押圧するとともにホーンで超音波振動してワイヤボンディングする。
加えて、ウェッジツールの基端側が斜めとなるように配置され、かつ、ボンディング部が第一被ボンディング面又は第二被ボンディング面に当接するよう軸方向に対して非直角の角度をもった傾斜押圧面に沿って移動するので、干渉物に干渉しないでボンディングが可能となる。
加えて、ウェッジツールの基端側が斜めとなるように配置され、かつ、ボンディング部が第一被ボンディング面又は第二被ボンディング面に当接するよう軸方向に対して非直角の角度をもった傾斜押圧面に沿って移動するので、干渉物に干渉しないでボンディングが可能となる。
本発明では、前記押圧機構は前記ウェッジツールを前記第一被ボンディング面又は前記第二被ボンディング面の垂直方向に押圧し、前記ホーンは前記ボンディング部を前記ウェッジツールの押圧方向とは直交する方向に加振する構成が好ましい。
この構成の本発明では、第一被ボンディング面と第二被ボンディング面とを基準としてウェッジツールを押圧する方向を設定するので、ウェッジツールが滑らず、信頼性の高いボンディングが可能となる。
この構成の本発明では、第一被ボンディング面と第二被ボンディング面とを基準としてウェッジツールを押圧する方向を設定するので、ウェッジツールが滑らず、信頼性の高いボンディングが可能となる。
本発明では、前記押圧機構は前記ウェッジツールをその軸方向に沿って押圧し、前記ホーンは前記ボンディング部を前記第一被ボンディング面又は前記第二被ボンディング面の面内で加振する構成が好ましい。
この構成の本発明では、ホーン等の装置側から前記第一被ボンディング面又は前記第二被ボンディング面を認識する際に、干渉物が視界を遮らないので、ボンディング操作を容易に確認することができる。
この構成の本発明では、ホーン等の装置側から前記第一被ボンディング面又は前記第二被ボンディング面を認識する際に、干渉物が視界を遮らないので、ボンディング操作を容易に確認することができる。
本発明では、前記ホーンは、前記ボンディング部を前記押圧面内であって前記傾斜方向と直交する方向に振動させる構成が好ましい。
この構成の本発明では、ウェッジツールの取付方向を変えるだけで、既存の装置に対する改良を少ないものにできる。
この構成の本発明では、ウェッジツールの取付方向を変えるだけで、既存の装置に対する改良を少ないものにできる。
本発明では、前記ホーンは、前記ボンディング部を前記押圧面内であって前記傾斜方向と平行に振動させる構成が好ましい。
この構成の本発明では、従来の装置と同じ方向の加振となるので、信頼性の高いボンディングとなる。
この構成の本発明では、従来の装置と同じ方向の加振となるので、信頼性の高いボンディングとなる。
本発明のワイヤボンディング方法は、前述の構成のワイヤボンディング装置を用いて第一被ボンディング面と前記第二被ボンディング面とをワイヤボンディングする方法であって、前記第一被ボンディング面に配置されたボンディングワイヤの先端部を前記ウェッジツールの押圧面で押圧するとともに前記ホーンで超音波振動してワイヤボンディングし、その後、前記ボンディングワイヤを送りながら前記ウェッジツールをその押圧面が第二被ボンディング面に対向する位置まで移動させ、前記ボンディングワイヤを前記ウェッジツールの押圧面で押圧するとともに前記ホーンで超音波振動してワイヤボンディングすることを特徴とする。
この構成の本発明では、前述のワイヤボンディング装置を用いて前述の効果を奏することができるワイヤボンディング方法を提供することができる。
この構成の本発明では、前述のワイヤボンディング装置を用いて前述の効果を奏することができるワイヤボンディング方法を提供することができる。
本発明では、前記第一ワークは平板部に設けられた端子であり、前記第一被ボンディング面は前記端子に設けられ、前記第二ワークは前記端子と並んで前記平板部に設けられた半導体チップであり、前記干渉部は前記端子の平面を覆うカバー部であり、前記第二被ボンディング面は前記半導体チップに設けられている構成が好ましい。なお、本発明では、第二被ボンディング面は半導体チップの平面としてもよく、予め設けられた段差としてもよい。
この構成の本発明では、半導体チップと端子とが並列配置されるとともに端子の上方がカバー部で覆われる回路基板を容易に製造することができる。
この構成の本発明では、半導体チップと端子とが並列配置されるとともに端子の上方がカバー部で覆われる回路基板を容易に製造することができる。
本発明では、前記第一ワークは平面部に円筒部の端面が一体形成された圧力センサモジュールであり、前記第一被ボンディング面は前記圧力センサモジュールの平面内に設けられ、前記第二ワークは前記圧力センサモジュールを収納する筒状部であり、前記干渉部は前記圧力センサモジュールから離隔して配置され、前記第二被ボンディング面は前記筒状部に設けられている構成が好ましい。
この構成の本発明では、筒状部の内部に圧力センサモジュールが配置されてなる圧力センサ装置を容易に製造することができる。
この構成の本発明では、筒状部の内部に圧力センサモジュールが配置されてなる圧力センサ装置を容易に製造することができる。
本発明では、前記第一ワークは平面部に円筒部の端面が一体形成された圧力センサモジュールであり、前記第一被ボンディング面は前記圧力センサモジュールの平面内に設けられ、前記第二ワークは前記圧力センサモジュールを収納するとともに導電性パターンが設けられた筒状部であり、前記干渉部は前記筒状部と一体形成され前記圧力センサモジュールを覆い前記導電性パターンと接続される立体回路部品であり、前記第二被ボンディング面は前記導電性パターンに設けられている構成が好ましい。
この構成の本発明では、圧力センサモジュールが収納される筒状部に立体回路部品が一体形成され、この立体回路部品で圧力センサモジュールを覆う圧力センサ装置を容易に製造することができる。
この構成の本発明では、圧力センサモジュールが収納される筒状部に立体回路部品が一体形成され、この立体回路部品で圧力センサモジュールを覆う圧力センサ装置を容易に製造することができる。
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。ここで、各実施形態において同一構成要素は同一符号を付して説明を省略もしくは簡略にする。
本発明の第1実施形態を図1に基づいて説明する。
図1(A)において、ワイヤボンディング装置1は、互いに所定間隔離れて並んで配置される第一ワークW11及び第二ワークW12と第一ワークW11に近接配置された干渉物Pとを備えた対象物Oの所定部位をボンディングワイヤBWでボンディングするものであり、長尺状のウェッジツール11と、このウェッジツール11に接続されたホーン12と、ホーン12が設けられた押圧機構13と、押圧機構13が設けられる移動機構(図示せず)とを備えている。
本発明の第1実施形態を図1に基づいて説明する。
図1(A)において、ワイヤボンディング装置1は、互いに所定間隔離れて並んで配置される第一ワークW11及び第二ワークW12と第一ワークW11に近接配置された干渉物Pとを備えた対象物Oの所定部位をボンディングワイヤBWでボンディングするものであり、長尺状のウェッジツール11と、このウェッジツール11に接続されたホーン12と、ホーン12が設けられた押圧機構13と、押圧機構13が設けられる移動機構(図示せず)とを備えている。
第一ワークW11には平面状の第一被ボンディング面BF1が形成されている。第二ワークW12には平面状の第二被ボンディング面BF2が形成されている。これらの第一被ボンディング面BF1と第二被ボンディング面BF2とは同一平面内に位置している。
干渉物Pは第一被ボンディング面BF1とは所定寸法離れる位置に配置されている。図1では、干渉物Pは第一被ボンディング面BF1から離れる位置に配置されているが、第二被ボンディング面BF2から離れる位置に配置されるものでもよい。さらに、干渉物Pは第一ワークW11と第二ワークW12とにそれぞれ別体として配置されているが、第一ワークW11と一体あるいは第二ワークW12と一体に形成されるものでもよい。
干渉物Pは第一被ボンディング面BF1とは所定寸法離れる位置に配置されている。図1では、干渉物Pは第一被ボンディング面BF1から離れる位置に配置されているが、第二被ボンディング面BF2から離れる位置に配置されるものでもよい。さらに、干渉物Pは第一ワークW11と第二ワークW12とにそれぞれ別体として配置されているが、第一ワークW11と一体あるいは第二ワークW12と一体に形成されるものでもよい。
ウェッジツール11は、アルミからなるボンディングワイヤBWが挿通される筒状の本体110と、この本体110の先端に一体形成され第一被ボンディング面BF1と第二被ボンディング面BF2との間でボンディングワイヤBWの一部を押圧するボンディング部111とを有する構造である。
本体110は、その基端側が干渉物Pとは離れる方向に斜めに配置されている。換言すれば、本体110の軸方向Qは第二被ボンディング面BF2に対して非直角である角度αをもって斜めに配置される。この角度αは干渉物Pとの関係で適宜設定される。
本体110は、その基端側が干渉物Pとは離れる方向に斜めに配置されている。換言すれば、本体110の軸方向Qは第二被ボンディング面BF2に対して非直角である角度αをもって斜めに配置される。この角度αは干渉物Pとの関係で適宜設定される。
図1(B)で示される通り、ボンディング部111は、ボンディングワイヤBWを第一被ボンディング面BF1又は第二被ボンディング面BF2との間で押圧するボンドフット部111AとボンディングワイヤBWを保持する保持部111Bとが一体に形成されている。
ボンドフット部111Aは第一被ボンディング面BF1又は第二被ボンディング面BF2に当接するようにウェッジツール11の軸方向Qに対して角度αの傾斜角をもった押圧面111AFを有する。つまり、ウェッジツール11の軸方向Qに沿った外周面の線分L1と押圧面111AFの傾斜方向L2とは角度αをなす。
ボンドフット部111Aは第一被ボンディング面BF1又は第二被ボンディング面BF2に当接するようにウェッジツール11の軸方向Qに対して角度αの傾斜角をもった押圧面111AFを有する。つまり、ウェッジツール11の軸方向Qに沿った外周面の線分L1と押圧面111AFの傾斜方向L2とは角度αをなす。
図1(A)で示される通り、ホーン12は、ウェッジツール11をZ方向に超音波で往復動させる振動子を有する略円柱状部材である。振動子は図示しない電源と接続されている。
Z方向とは、ウェッジツール11の軸方向Qに直交する方向かつボンディング部111を押圧面111AFの面内における傾斜方向L2と直交する方向(図1の紙面貫通方向)である。
押圧機構13はウェッジツール11を第一被ボンディング面BF1又は第二被ボンディング面BF2に向けて垂直方向に押圧するものであり、例えば、ホーン12に連結された図示しない駆動部をラック及びピニオンを介してモータで往復駆動する構成や、駆動部と連結されたナット部材を、ボールねじを介してモータで往復駆動する構成を採用することができる。
移動機構は押圧機構13に連結されるものであり、ウェッジツール11を第一被ボンディング面BF1又は第二被ボンディング面BF2の垂直方向と直交する方向に進退させる図示しない進退機構を備える。この進退機構として、ラック及びピニオンやボールねじ軸等の回転伝達機構をモータで駆動する構成を例示することができる。
Z方向とは、ウェッジツール11の軸方向Qに直交する方向かつボンディング部111を押圧面111AFの面内における傾斜方向L2と直交する方向(図1の紙面貫通方向)である。
押圧機構13はウェッジツール11を第一被ボンディング面BF1又は第二被ボンディング面BF2に向けて垂直方向に押圧するものであり、例えば、ホーン12に連結された図示しない駆動部をラック及びピニオンを介してモータで往復駆動する構成や、駆動部と連結されたナット部材を、ボールねじを介してモータで往復駆動する構成を採用することができる。
移動機構は押圧機構13に連結されるものであり、ウェッジツール11を第一被ボンディング面BF1又は第二被ボンディング面BF2の垂直方向と直交する方向に進退させる図示しない進退機構を備える。この進退機構として、ラック及びピニオンやボールねじ軸等の回転伝達機構をモータで駆動する構成を例示することができる。
次に、第1実施形態のボンディング方法について説明する。
まず、第一ワークW11の第一被ボンディング面BF1にボンディングワイヤBWの先端部を配置し、押圧機構13を作動してボンディングワイヤBWの先端部をウェッジツール11の押圧面111AFでX方向に押圧し、さらに、ホーン12を作動してウェッジツール11を超音波振動する。これにより、ボンディングワイヤBWの先端部が第一ワークW11にボンディングされることになる。
その後、押圧機構13を作動してウェッジツール11を第一被ボンディング面BF1から離隔させた後、移動機構を作動させてウェッジツール11の押圧面111AFを第二ワークW12の第二被ボンディング面BF2の上に位置させる。この際、ボンディングワイヤBWは、その先端部が第一被ボンディング面BF1にボンディングされているので、ウェッジツール11の移動に伴って送られることになる。
まず、第一ワークW11の第一被ボンディング面BF1にボンディングワイヤBWの先端部を配置し、押圧機構13を作動してボンディングワイヤBWの先端部をウェッジツール11の押圧面111AFでX方向に押圧し、さらに、ホーン12を作動してウェッジツール11を超音波振動する。これにより、ボンディングワイヤBWの先端部が第一ワークW11にボンディングされることになる。
その後、押圧機構13を作動してウェッジツール11を第一被ボンディング面BF1から離隔させた後、移動機構を作動させてウェッジツール11の押圧面111AFを第二ワークW12の第二被ボンディング面BF2の上に位置させる。この際、ボンディングワイヤBWは、その先端部が第一被ボンディング面BF1にボンディングされているので、ウェッジツール11の移動に伴って送られることになる。
ウェッジツール11の押圧面111AFが第二被ボンディング面BF2に対向する位置まで移動した後、前述と同様に、押圧機構13を作動してボンディングワイヤBWの先端部をウェッジツール11の押圧面111AFで押圧し、さらに、ホーン12を作動してウェッジツール11を超音波振動する。これにより、ボンディングワイヤBWの一部が第二ワークW12にボンディングされることになる。
ボンディングワイヤBWの一部が第二ワークW12にボンディングされたら、図示しない切断装置でボンディングワイヤBWを切断する。
ボンディングワイヤBWの一部が第二ワークW12にボンディングされたら、図示しない切断装置でボンディングワイヤBWを切断する。
従って、第1実施形態では次の作用効果を奏することができる。
(1)先端に設けられたボンディング部111で第一被ボンディング面BF1又は第二被ボンディング面BF2にボンディングワイヤBWの一部を押圧する長尺状のウェッジツール11と、このウェッジツール11を加振するとともにウェッジツール11に接続されるホーン12と、ウェッジツール11を第一被ボンディング面BF1又は第二被ボンディング面BF2に向けて押圧する押圧機構13とを備えてワイヤボンディング装置1を構成した。そして、ウェッジツール11は、その基端側が第一ワークW11の上方に配置された干渉物Pとは離れる方向に斜めに配置され、かつ、ボンディング部111は第一被ボンディング面BF1又は第二被ボンディング面BF2に当接するよう軸方向Qに対して非直角の角度αをもった傾斜方向の押圧面111AFを有する構成とした。加えて、ウェッジツール11の基端側が斜めとなるように配置され、かつ、ボンディング部111が第一被ボンディング面BF1又は第二被ボンディング面BF2に当接するよう傾斜押圧面に沿って移動するので、干渉物に干渉しないでボンディングが可能となる。
(1)先端に設けられたボンディング部111で第一被ボンディング面BF1又は第二被ボンディング面BF2にボンディングワイヤBWの一部を押圧する長尺状のウェッジツール11と、このウェッジツール11を加振するとともにウェッジツール11に接続されるホーン12と、ウェッジツール11を第一被ボンディング面BF1又は第二被ボンディング面BF2に向けて押圧する押圧機構13とを備えてワイヤボンディング装置1を構成した。そして、ウェッジツール11は、その基端側が第一ワークW11の上方に配置された干渉物Pとは離れる方向に斜めに配置され、かつ、ボンディング部111は第一被ボンディング面BF1又は第二被ボンディング面BF2に当接するよう軸方向Qに対して非直角の角度αをもった傾斜方向の押圧面111AFを有する構成とした。加えて、ウェッジツール11の基端側が斜めとなるように配置され、かつ、ボンディング部111が第一被ボンディング面BF1又は第二被ボンディング面BF2に当接するよう傾斜押圧面に沿って移動するので、干渉物に干渉しないでボンディングが可能となる。
(2)押圧機構13はウェッジツール11を第一被ボンディング面BF1又は第二被ボンディング面BF2の垂直方向に向けて押圧し、ホーン12はボンディング部111をウェッジツール11の押圧方向Xとは直交する方向に加振する構成であるので、第一被ボンディング面BF1又は第二被ボンディング面BF2とを基準としてウェッジツール11を押圧する方向を設定するので、ウェッジツール11が滑らず、信頼性の高いボンディングが可能となる。
(3)ホーン12は、ボンディング部111を押圧面111AFの面内であって傾斜方向L2と直交する方向に振動させる構成としたので、ウェッジツール11の取付方向を変えるだけで、既存の装置に対する改良を少ないものにできる。
次に、本発明の第2実施形態を図2に基づいて説明する。
図2(A)において、ワイヤボンディング装置2は、互いに所定間隔離れて並んで配置される第一ワークW21及び第二ワークW22と第一ワークW21に近接配置された干渉物Pとを備えた対象物Oの所定部位をボンディングワイヤBWでボンディングするものであり、ウェッジツール11と、このウェッジツール11に接続されたホーン12と、ホーン12が設けられた押圧機構23と、押圧機構23が設けられる移動機構(図示せず)とを備えている。
図2(A)において、ワイヤボンディング装置2は、互いに所定間隔離れて並んで配置される第一ワークW21及び第二ワークW22と第一ワークW21に近接配置された干渉物Pとを備えた対象物Oの所定部位をボンディングワイヤBWでボンディングするものであり、ウェッジツール11と、このウェッジツール11に接続されたホーン12と、ホーン12が設けられた押圧機構23と、押圧機構23が設けられる移動機構(図示せず)とを備えている。
第一ワークW21には平面状の第一被ボンディング面BF1が斜めに形成されている。第二ワークW22には平面状の第二被ボンディング面BF2が斜めに形成されている。これらの第一被ボンディング面BF1と第二被ボンディング面BF2とは同一平面内に位置している。
干渉物Pは第1実施形態の干渉物Pと同様に第一被ボンディング面BF1とは所定寸法離れる位置に配置されている。
干渉物Pは第1実施形態の干渉物Pと同様に第一被ボンディング面BF1とは所定寸法離れる位置に配置されている。
ウェッジツール11は、筒状の本体110の先端にボンディング部111を一体形成した構成である。
図2(B)で示される通り、ボンディング部111は、前述のボンドフット部111AとボンディングワイヤBWを保持する保持部111Bとを有する。
ボンドフット部111Aは第一被ボンディング面BF1又は第二被ボンディング面BF2に当接するようにウェッジツール11の軸方向Qに対して角度αの傾斜角をもった押圧面111AFを有する。
図2(B)で示される通り、ボンディング部111は、前述のボンドフット部111AとボンディングワイヤBWを保持する保持部111Bとを有する。
ボンドフット部111Aは第一被ボンディング面BF1又は第二被ボンディング面BF2に当接するようにウェッジツール11の軸方向Qに対して角度αの傾斜角をもった押圧面111AFを有する。
図2(A)において、ホーン12は第1実施形態のホーン12と同様に、ウェッジツール11をZ方向に超音波で往復動させる振動子を有する略円柱状部材である。
押圧機構23はウェッジツール11をその軸方向Uに沿って押圧するものであり、第1実施形態の押圧機構13と同様の駆動機構を有する。
移動機構は押圧機構23に連結されるものであり、ウェッジツール11を第一被ボンディング面BF1又は第二被ボンディング面BF2の垂直方向と直交する方向に進退させる図示しない進退機構とを備える。
押圧機構23はウェッジツール11をその軸方向Uに沿って押圧するものであり、第1実施形態の押圧機構13と同様の駆動機構を有する。
移動機構は押圧機構23に連結されるものであり、ウェッジツール11を第一被ボンディング面BF1又は第二被ボンディング面BF2の垂直方向と直交する方向に進退させる図示しない進退機構とを備える。
第2実施形態のボンディング方法は第1実施形態のボンディング方法と同じである。
そして、第2実施形態では第1実施形態の(1)(3)の作用効果の他、次の作用効果を奏することができる。
(4)押圧機構23はウェッジツール11をその軸方向Uに沿って押圧したから、ホーン12等の装置側から第一被ボンディング面BF1又は第二被ボンディング面BF2を認識する際に、干渉物Pが視界を遮らない。そのため、第一被ボンディング面BF1や第二被ボンディング面BF2の上方からボンディング操作を容易に確認することができる。
そして、第2実施形態では第1実施形態の(1)(3)の作用効果の他、次の作用効果を奏することができる。
(4)押圧機構23はウェッジツール11をその軸方向Uに沿って押圧したから、ホーン12等の装置側から第一被ボンディング面BF1又は第二被ボンディング面BF2を認識する際に、干渉物Pが視界を遮らない。そのため、第一被ボンディング面BF1や第二被ボンディング面BF2の上方からボンディング操作を容易に確認することができる。
次に、本発明の第3実施形態を図3に基づいて説明する。
図3(A)において、ワイヤボンディング装置3は、第1実施形態と同じ対象物Oの所定部位をボンディングワイヤBWでボンディングするものであり、ウェッジツール11と、このウェッジツール11に接続されたホーン32と、ホーン32が設けられた押圧機構13と、押圧機構13が設けられる移動機構(図示せず)とを備えている。
図3(A)において、ワイヤボンディング装置3は、第1実施形態と同じ対象物Oの所定部位をボンディングワイヤBWでボンディングするものであり、ウェッジツール11と、このウェッジツール11に接続されたホーン32と、ホーン32が設けられた押圧機構13と、押圧機構13が設けられる移動機構(図示せず)とを備えている。
ウェッジツール11は、筒状の本体110の先端にボンディング部111を一体形成した構成である。
図3(B)で示される通り、ボンディング部111は、前述のボンドフット部111AとボンディングワイヤBWを保持する保持部111Bとを有する。ボンドフット部111Aは第一被ボンディング面BF1又は第二被ボンディング面BF2に当接するようにウェッジツール11の軸方向Qに対して角度αの傾斜角をもった押圧面111AFを有する。
図3(B)で示される通り、ボンディング部111は、前述のボンドフット部111AとボンディングワイヤBWを保持する保持部111Bとを有する。ボンドフット部111Aは第一被ボンディング面BF1又は第二被ボンディング面BF2に当接するようにウェッジツール11の軸方向Qに対して角度αの傾斜角をもった押圧面111AFを有する。
図3(A)において、ホーン32は第1実施形態のホーン12とは異なり、ウェッジツール11をY方向に超音波で往復動させる振動子を有する略円柱状部材である。
Y方向とは、ボンディング部111を押圧面111AFの面内であって傾斜方向L2と平行に振動させる方向である。本実施形態のY方向は図10で示される通常のアルミウェッジボンディング装置のY方向と同じである。
Y方向とは、ボンディング部111を押圧面111AFの面内であって傾斜方向L2と平行に振動させる方向である。本実施形態のY方向は図10で示される通常のアルミウェッジボンディング装置のY方向と同じである。
第3実施形態のボンディング方法は前記実施形態のボンディング方法と同じである。
そして、第3実施形態では前記実施形態の(1)(2)の作用効果の他、次の作用効果を奏することができる。
(5)ホーン32はボンディング部111を押圧面内であって傾斜方向L2と平行に振動させる構成としたから、図10で示される通常のアルミウェッジボンディング装置におけるウェッジツールの振動方向が第一被ボンディング面と第二被ボンディング面との配置方向と平行であるため、従来の装置と同じ方向の加振となり、信頼性の高いボンディングとなる。
そして、第3実施形態では前記実施形態の(1)(2)の作用効果の他、次の作用効果を奏することができる。
(5)ホーン32はボンディング部111を押圧面内であって傾斜方向L2と平行に振動させる構成としたから、図10で示される通常のアルミウェッジボンディング装置におけるウェッジツールの振動方向が第一被ボンディング面と第二被ボンディング面との配置方向と平行であるため、従来の装置と同じ方向の加振となり、信頼性の高いボンディングとなる。
次に、本発明の第4実施形態を図4に基づいて説明する。
図4(A)において、ワイヤボンディング装置4は、第2実施形態と同じ対象物Oの所定部位をボンディングワイヤBWでボンディングするものであり、ウェッジツール11と、このウェッジツール11に接続されたホーン32と、ホーン32が設けられた押圧機構23と、押圧機構23が設けられる移動機構(図示せず)とを備えている。
図4(A)において、ワイヤボンディング装置4は、第2実施形態と同じ対象物Oの所定部位をボンディングワイヤBWでボンディングするものであり、ウェッジツール11と、このウェッジツール11に接続されたホーン32と、ホーン32が設けられた押圧機構23と、押圧機構23が設けられる移動機構(図示せず)とを備えている。
ウェッジツール11は、筒状の本体110の先端にボンディング部111を一体形成した構成である。
図4(B)で示される通り、ボンディング部111は、前述のボンドフット部111AとボンディングワイヤBWを保持する保持部111Bとを有する。ボンドフット部111Aは第一被ボンディング面BF1又は第二被ボンディング面BF2に当接するようにウェッジツール11の軸方向Qに対して角度αの傾斜角をもった押圧面111AFを有する。
図4(A)において、ホーン32は第3実施形態のホーン32と同様に、ウェッジツール11をY方向に超音波で往復動させる振動子を有する略円柱状部材である。
押圧機構23はウェッジツール11をその軸方向Uに沿って押圧するものである。
移動機構は押圧機構23に連結される。
図4(B)で示される通り、ボンディング部111は、前述のボンドフット部111AとボンディングワイヤBWを保持する保持部111Bとを有する。ボンドフット部111Aは第一被ボンディング面BF1又は第二被ボンディング面BF2に当接するようにウェッジツール11の軸方向Qに対して角度αの傾斜角をもった押圧面111AFを有する。
図4(A)において、ホーン32は第3実施形態のホーン32と同様に、ウェッジツール11をY方向に超音波で往復動させる振動子を有する略円柱状部材である。
押圧機構23はウェッジツール11をその軸方向Uに沿って押圧するものである。
移動機構は押圧機構23に連結される。
第4実施形態のボンディング方法は前記実施形態のボンディング方法と同じである。
そして、第4実施形態では前記実施形態の(1)(4)(5)の作用効果を奏することができる。
そして、第4実施形態では前記実施形態の(1)(4)(5)の作用効果を奏することができる。
次に、本発明の第5実施形態を図5に基づいて説明する。第5実施形態は一般的な装置をワイヤボンディングする方法の例である。
図5において、ボンディング対象の装置は、ワークWに支柱Cを介して干渉物Pとしての板材が取り付けられたものである。ワークWの所定位置に孔Hoが形成され、この孔Hoを挟んだ一方の部位が第一ワークW11を構成し、他方の部位が第二ワークW12を構成する。第一ワークW11の第一被ボンディング面BF1から離れる位置に干渉物Pが配置されている。
図5において、ボンディング対象の装置は、ワークWに支柱Cを介して干渉物Pとしての板材が取り付けられたものである。ワークWの所定位置に孔Hoが形成され、この孔Hoを挟んだ一方の部位が第一ワークW11を構成し、他方の部位が第二ワークW12を構成する。第一ワークW11の第一被ボンディング面BF1から離れる位置に干渉物Pが配置されている。
このような装置においてワイヤボンディングを行うには、第1実施形態、第2実施形態、第3実施形態及び第4実施形態のうちいずれか1つ、例えば、第3実施形態のワイヤボンディング装置3を用いる。
まず、第一ワークW11の第一被ボンディング面BF1にボンディングワイヤBWの先端部を配置する。そして、押圧機構13を作動してボンディングワイヤBWの先端部をウェッジツール11の押圧面111AFでX方向に押圧し、ホーン32を作動してウェッジツール11をY方向に超音波振動する。これにより、ボンディングワイヤBWの先端部が第一ワークW11にボンディングされることになる。
その後、ウェッジツール11の先端部を第二ワークW12の第二被ボンディング面BF2の上に位置させ、その状態で、押圧機構13を作動してボンディングワイヤBWの先端部をウェッジツール11の先端部で押圧し、さらに、ホーン32を作動してウェッジツール11を超音波振動する。これにより、ボンディングワイヤBWの一部が第二ワークW12にボンディングされることになる。
従って、第5実施形態では前述の第1実施形態から第4実施形態と同じ作用効果を奏することができる。
まず、第一ワークW11の第一被ボンディング面BF1にボンディングワイヤBWの先端部を配置する。そして、押圧機構13を作動してボンディングワイヤBWの先端部をウェッジツール11の押圧面111AFでX方向に押圧し、ホーン32を作動してウェッジツール11をY方向に超音波振動する。これにより、ボンディングワイヤBWの先端部が第一ワークW11にボンディングされることになる。
その後、ウェッジツール11の先端部を第二ワークW12の第二被ボンディング面BF2の上に位置させ、その状態で、押圧機構13を作動してボンディングワイヤBWの先端部をウェッジツール11の先端部で押圧し、さらに、ホーン32を作動してウェッジツール11を超音波振動する。これにより、ボンディングワイヤBWの一部が第二ワークW12にボンディングされることになる。
従って、第5実施形態では前述の第1実施形態から第4実施形態と同じ作用効果を奏することができる。
次に、本発明の第6実施形態を図6に基づいて説明する。
第6実施形態は、回路基板を製造する例である。
図6において、回路基板6は、容器状の合成樹脂製ケーシング60に半導体チップ61と端子62とが並べられた構成である。
ケーシング60は、平板部601と、平板部601の端部に起立して設けられた壁部602と、壁部602の上部に設けられたカバー部603とを有し、表面に立体回路(図示せず)が設けられている。立体回路上には図示しないボンディング可能なパッドが設けられている。なお、第6実施形態では、平板部601、壁部602及びカバー部603に設けられる回路は立体回路に限定されるものではなく、通常の基板であってもよい。さらに、カバー部603は基板を構成するものであっても基板を構成しないものであってもよい。カバー部603は平板部601及び壁部602とは一体の構造であっても、別体の構造であってもよい。また、カバー部603はケースであっても蓋であってもよく、その材料は合成樹脂であってもよい。
カバー部603には開口604が形成されており、開口604の位置に対応した平板部601には半導体チップ61が配置されている。この半導体チップ61を挟んで両側に端子62が配置されている。端子62及び半導体チップ61は同じ厚さ寸法を有するものであり、これらの間がボンディングワイヤBWでボンディングされ、これらと立体回路のパッドとの間が図示しないボンディングワイヤや半田等でボンディングされる。
第6実施形態は、回路基板を製造する例である。
図6において、回路基板6は、容器状の合成樹脂製ケーシング60に半導体チップ61と端子62とが並べられた構成である。
ケーシング60は、平板部601と、平板部601の端部に起立して設けられた壁部602と、壁部602の上部に設けられたカバー部603とを有し、表面に立体回路(図示せず)が設けられている。立体回路上には図示しないボンディング可能なパッドが設けられている。なお、第6実施形態では、平板部601、壁部602及びカバー部603に設けられる回路は立体回路に限定されるものではなく、通常の基板であってもよい。さらに、カバー部603は基板を構成するものであっても基板を構成しないものであってもよい。カバー部603は平板部601及び壁部602とは一体の構造であっても、別体の構造であってもよい。また、カバー部603はケースであっても蓋であってもよく、その材料は合成樹脂であってもよい。
カバー部603には開口604が形成されており、開口604の位置に対応した平板部601には半導体チップ61が配置されている。この半導体チップ61を挟んで両側に端子62が配置されている。端子62及び半導体チップ61は同じ厚さ寸法を有するものであり、これらの間がボンディングワイヤBWでボンディングされ、これらと立体回路のパッドとの間が図示しないボンディングワイヤや半田等でボンディングされる。
本実施形態では、第一ワークW11に相当する部材が端子62であり、第二ワークW12に相当する部材が半導体チップ61である。さらに、半導体チップ61の平面から離れる方向(上方)にカバー部603が位置することになるので、このカバー部603が干渉物Pに相当する。第一被ボンディング面BF1は端子62の上面に形成された平面であり、第二被ボンディング面BF2は半導体チップ61の上面に形成された平面である。第一被ボンディング面BF1と第二被ボンディング面BF2とは平板部601に対して同じ高さに形成されている。なお、本実施形態では、半導体チップ61の上面に段差が形成されたものを用いることができるが、この場合、段差がある上面の所定箇所が第二被ボンディング面とされる。さらに、端子62の第一被ボンディング面BF1を構成する上面は半導体チップ61の第二被ボンディング面BF2を構成する上面よりも高いものでもよい。
以上の構造の立体回路基板6を組み立てるにあたり、ケーシング60の平板部601の立体回路上に端子62を実装し、さらに、半導体チップ61を実装する。
そして、端子62と半導体チップ61とをワイヤボンディングする。
ワイヤボンディングを行うには、第1実施形態、第2実施形態、第3実施形態及び第4実施形態のうちいずれか1つ、例えば、第1実施形態のワイヤボンディング装置1を用いる。
以上の構造の立体回路基板6を組み立てるにあたり、ケーシング60の平板部601の立体回路上に端子62を実装し、さらに、半導体チップ61を実装する。
そして、端子62と半導体チップ61とをワイヤボンディングする。
ワイヤボンディングを行うには、第1実施形態、第2実施形態、第3実施形態及び第4実施形態のうちいずれか1つ、例えば、第1実施形態のワイヤボンディング装置1を用いる。
まず、端子62の第一被ボンディング面BF1にボンディングワイヤBWの先端部を配置する。そして、押圧機構13を作動してボンディングワイヤBWの先端部をウェッジツール11の先端部でX方向に押圧し、ホーン12を作動してウェッジツール11をZ方向、つまり、半導体チップ61と端子62とが並べられる方向と直交する方向に超音波振動する。これにより、ボンディングワイヤBWの先端部が端子62にボンディングされることになる。
その後、ウェッジツール11の先端部を半導体チップ61の第二被ボンディング面BF2の上に位置させ、その状態で、押圧機構13を作動してボンディングワイヤBWの一部をウェッジツール11の先端部で押圧し、さらに、ホーン12を作動してウェッジツール11を超音波振動する。これにより、ボンディングワイヤBWの一部が半導体チップ61にボンディングされることになる。
その後、ウェッジツール11の先端部を半導体チップ61の第二被ボンディング面BF2の上に位置させ、その状態で、押圧機構13を作動してボンディングワイヤBWの一部をウェッジツール11の先端部で押圧し、さらに、ホーン12を作動してウェッジツール11を超音波振動する。これにより、ボンディングワイヤBWの一部が半導体チップ61にボンディングされることになる。
第6実施形態では、前記実施形態と同様の作用効果を奏することができる他、次の作用効果を奏することができる。
(6)半導体チップ61と端子62とが並列配置されるとともに端子62の上方がカバー部603で覆われる回路基板6を容易に製造することができる。つまり、端子62の上に干渉物Pであるカバー部603があっても、ウェッジツール11を斜めに配置してボンディングすることで、カバー部603が邪魔になることなく適正にワイヤボンディングをすることができる。
なお、本実施形態では、半導体チップ61を第一ワークとし、端子62を第二ワークとし、第一ワークの半導体チップ61にボンディングした後に第二ワークの端子62にボンディングするものでもよい。
(6)半導体チップ61と端子62とが並列配置されるとともに端子62の上方がカバー部603で覆われる回路基板6を容易に製造することができる。つまり、端子62の上に干渉物Pであるカバー部603があっても、ウェッジツール11を斜めに配置してボンディングすることで、カバー部603が邪魔になることなく適正にワイヤボンディングをすることができる。
なお、本実施形態では、半導体チップ61を第一ワークとし、端子62を第二ワークとし、第一ワークの半導体チップ61にボンディングした後に第二ワークの端子62にボンディングするものでもよい。
次に、本発明の第7実施形態を図7に基づいて説明する。
第7実施形態は、半導体圧力センサ装置を製造する例である。
図7において、半導体圧力センサ装置7は、円筒状の基部70の端面に圧力センサモジュール71を設け、圧力センサモジュール71を合成樹脂製の筒状部72に収納し、この筒状部72に複数の端子73を一体成形し、これらの端子73に基板74を設けた構造である。
第7実施形態は、半導体圧力センサ装置を製造する例である。
図7において、半導体圧力センサ装置7は、円筒状の基部70の端面に圧力センサモジュール71を設け、圧力センサモジュール71を合成樹脂製の筒状部72に収納し、この筒状部72に複数の端子73を一体成形し、これらの端子73に基板74を設けた構造である。
圧力センサモジュール71は、基部70に固定された円筒部712に平板部711が一体形成されたキャップ状部材であり、円筒部712の平面には検出部71Aが形成され、この検出部71Aが第一被ボンディング面BF1とされる。
筒状部72の端部には金属パッド721が一体形成されている。金属パッド721の平面は第二被ボンディング面BF2に相当するものであり、この第二被ボンディング面BF2が筒状部72に設けられていることになる。金属パッド721の平面は圧力センサモジュール71の検出部71Aからなる第一被ボンディング面BF1と略同一平面内に位置する。金属パッド721と圧力センサモジュール71の検出部71Aとの間がワイヤボンディングされる。基板74は圧力センサモジュール71の円筒部712から離れて配置されており、干渉物Pに相当する。さらに、圧力センサモジュール71が第一ワークW11に相当し、筒状部72が第二ワークW12に相当する。
筒状部72の端部には金属パッド721が一体形成されている。金属パッド721の平面は第二被ボンディング面BF2に相当するものであり、この第二被ボンディング面BF2が筒状部72に設けられていることになる。金属パッド721の平面は圧力センサモジュール71の検出部71Aからなる第一被ボンディング面BF1と略同一平面内に位置する。金属パッド721と圧力センサモジュール71の検出部71Aとの間がワイヤボンディングされる。基板74は圧力センサモジュール71の円筒部712から離れて配置されており、干渉物Pに相当する。さらに、圧力センサモジュール71が第一ワークW11に相当し、筒状部72が第二ワークW12に相当する。
以上の構造の半導体圧力センサ装置7を組み立てるには、複数の端子73と金属パッド721を筒状部72に一体成形しておき、これらの端子73を基板74に圧入する。筒状部72に予め基部70に接合された圧力センサモジュール71を挿入し、この圧力センサモジュール71と金属パッド721との間をワイヤボンディングする。
ワイヤボンディングを行うには、第1実施形態、第2実施形態、第3実施形態及び第4実施形態のうちいずれか1つ、例えば、第1実施形態のワイヤボンディング装置1を用いる。
ワイヤボンディングを行うには、第1実施形態、第2実施形態、第3実施形態及び第4実施形態のうちいずれか1つ、例えば、第1実施形態のワイヤボンディング装置1を用いる。
まず、圧力センサモジュール71の第一被ボンディング面BF1にボンディングワイヤBWの先端部を配置する。そして、押圧機構13を作動してボンディングワイヤBWの先端部をウェッジツール11の先端部でX方向に押圧し、ホーン12を作動してウェッジツール11をZ方向に超音波振動する。これにより、ボンディングワイヤBWの先端部が圧力センサモジュール71にボンディングされることになる。
その後、ウェッジツール11の先端部を金属パッド721の第二被ボンディング面BF2の上に位置させ、その状態で、押圧機構13を作動してボンディングワイヤBWの一部をウェッジツール11の先端部で押圧し、さらに、ホーン12を作動してウェッジツール11を超音波振動する。これにより、ボンディングワイヤBWの一部が金属パッド721にボンディングされることになる。
その後、ウェッジツール11の先端部を金属パッド721の第二被ボンディング面BF2の上に位置させ、その状態で、押圧機構13を作動してボンディングワイヤBWの一部をウェッジツール11の先端部で押圧し、さらに、ホーン12を作動してウェッジツール11を超音波振動する。これにより、ボンディングワイヤBWの一部が金属パッド721にボンディングされることになる。
第7実施形態では、前記実施形態と同様の作用効果を奏することができる他、次の作用効果を奏することができる。
(7)金属パッド721が一体形成された合成樹脂製の筒状部72の内部に圧力センサモジュール71が配置され、圧力センサモジュール71の上方に基板74が配置されてなる半導体圧力センサ装置7を容易に製造することができる。つまり、圧力センサモジュール71の上に干渉物Pである基板74があっても、ウェッジツール11を斜めに配置してボンディングすることで、基板74が邪魔になることなく適正にワイヤボンディングをすることができる。
(7)金属パッド721が一体形成された合成樹脂製の筒状部72の内部に圧力センサモジュール71が配置され、圧力センサモジュール71の上方に基板74が配置されてなる半導体圧力センサ装置7を容易に製造することができる。つまり、圧力センサモジュール71の上に干渉物Pである基板74があっても、ウェッジツール11を斜めに配置してボンディングすることで、基板74が邪魔になることなく適正にワイヤボンディングをすることができる。
次に、本発明の第8実施形態を図8に基づいて説明する。
第8実施形態は、半導体圧力センサ装置を製造する例である。
図8において、半導体圧力センサ装置8は、円筒状の基部70の端面に圧力センサモジュール71を設け、圧力センサモジュール71を合成樹脂製の筒状部82に収納し、筒状部82の一部に合成樹脂製の構造物83を一体成形し、この構造物83と筒状部82とにL字状のフレキシブル基板84を接続した構造である。
第8実施形態は、半導体圧力センサ装置を製造する例である。
図8において、半導体圧力センサ装置8は、円筒状の基部70の端面に圧力センサモジュール71を設け、圧力センサモジュール71を合成樹脂製の筒状部82に収納し、筒状部82の一部に合成樹脂製の構造物83を一体成形し、この構造物83と筒状部82とにL字状のフレキシブル基板84を接続した構造である。
第8実施形態では、第7実施形態と同様に、圧力センサモジュール71の検出部71Aが第一被ボンディング面BF1とされる。
筒状部82に接続されたフレキシブル基板84の一端部は第二被ボンディング面BF2とされる。つまり、第二被ボンディング面BF2は筒状部82に設けられていることになる。
第二被ボンディング面BF2と第一被ボンディング面BF1とは圧力センサモジュール71の軸方向と直交する平面内において若干の段差をもって並んで配置されている。第二被ボンディング面BF2と第一被ボンディング面BF1との間がワイヤボンディングされる。
構造物83はフレキシブル基板84の他端部を接合する接合部831とこの接合部831に接続され第二被ボンディング面BF2と第一被ボンディング面BF1とを覆うカバー部832とを有する。このカバー部832は基板であっても基板でなくてもよく、本実施形態ではカバー部832が干渉物Pに相当する。カバー部832はケースであっても蓋であってもよく、その材料は合成樹脂であってもよい。さらに、圧力センサモジュール71が第一ワークW11に相当し、フレキシブル基板84が第二ワークW12に相当する。
筒状部82に接続されたフレキシブル基板84の一端部は第二被ボンディング面BF2とされる。つまり、第二被ボンディング面BF2は筒状部82に設けられていることになる。
第二被ボンディング面BF2と第一被ボンディング面BF1とは圧力センサモジュール71の軸方向と直交する平面内において若干の段差をもって並んで配置されている。第二被ボンディング面BF2と第一被ボンディング面BF1との間がワイヤボンディングされる。
構造物83はフレキシブル基板84の他端部を接合する接合部831とこの接合部831に接続され第二被ボンディング面BF2と第一被ボンディング面BF1とを覆うカバー部832とを有する。このカバー部832は基板であっても基板でなくてもよく、本実施形態ではカバー部832が干渉物Pに相当する。カバー部832はケースであっても蓋であってもよく、その材料は合成樹脂であってもよい。さらに、圧力センサモジュール71が第一ワークW11に相当し、フレキシブル基板84が第二ワークW12に相当する。
以上の構造の半導体圧力センサ装置8を組み立てるには、筒状部82と構造物83とを一体に成形しておき、筒状部82と構造物83の接合部831とにフレキシブル基板84の端部を接着する。筒状部82に予め基部70に接合された圧力センサモジュール71を挿入し、この圧力センサモジュール71とフレキシブル基板84の一端部との間をワイヤボンディングする。
ワイヤボンディングを行うには、第1実施形態、第2実施形態、第3実施形態及び第4実施形態のうちいずれか1つ、例えば、第1実施形態のワイヤボンディング装置1を用いる。
ワイヤボンディングを行うには、第1実施形態、第2実施形態、第3実施形態及び第4実施形態のうちいずれか1つ、例えば、第1実施形態のワイヤボンディング装置1を用いる。
まず、圧力センサモジュール71の第一被ボンディング面BF1にボンディングワイヤBWの先端部を配置する。そして、押圧機構13を作動してボンディングワイヤBWの先端部をウェッジツール11の先端部でX方向に押圧し、ホーン12を作動してウェッジツール11をZ方向に超音波振動する。
その後、ウェッジツール11の先端部をフレキシブル基板84の一端部の第二被ボンディング面BF2の上に位置させ、その状態で、押圧機構13を作動してボンディングワイヤBWの一部をウェッジツール11の先端部で押圧し、さらに、ホーン12を作動してウェッジツール11を超音波振動する。
その後、ウェッジツール11の先端部をフレキシブル基板84の一端部の第二被ボンディング面BF2の上に位置させ、その状態で、押圧機構13を作動してボンディングワイヤBWの一部をウェッジツール11の先端部で押圧し、さらに、ホーン12を作動してウェッジツール11を超音波振動する。
第8実施形態では、前記実施形態と同様の作用効果を奏することができる他、次の作用効果を奏することができる。
(8)円筒状の基部70の端面に圧力センサモジュール71を設け、圧力センサモジュール71を合成樹脂製の筒状部82に収納し、筒状部82の一部に合成樹脂製の構造物83を一体成形し、この構造物83と筒状部82とにL字状のフレキシブル基板84を接続した半導体圧力センサ装置8を容易に製造することができる。つまり、フレキシブル基板84の一端部と圧力センサモジュール71との上に干渉物Pである構造物83のカバー部832があっても、ウェッジツール11を斜めに配置してボンディングすることで、カバー部832が邪魔になることなく適正にワイヤボンディングをすることができる。
(8)円筒状の基部70の端面に圧力センサモジュール71を設け、圧力センサモジュール71を合成樹脂製の筒状部82に収納し、筒状部82の一部に合成樹脂製の構造物83を一体成形し、この構造物83と筒状部82とにL字状のフレキシブル基板84を接続した半導体圧力センサ装置8を容易に製造することができる。つまり、フレキシブル基板84の一端部と圧力センサモジュール71との上に干渉物Pである構造物83のカバー部832があっても、ウェッジツール11を斜めに配置してボンディングすることで、カバー部832が邪魔になることなく適正にワイヤボンディングをすることができる。
次に、本発明の第9実施形態を図9に基づいて説明する。
第9実施形態は、半導体圧力センサ装置を製造する例である。
図9において、半導体圧力センサ装置9は、円筒状の基部70の端面に圧力センサモジュール71を設け、圧力センサモジュール71を合成樹脂製の筒状部92に収納し、この筒状部92に立体回路部品93が一体に形成された構造である。
第9実施形態は、半導体圧力センサ装置を製造する例である。
図9において、半導体圧力センサ装置9は、円筒状の基部70の端面に圧力センサモジュール71を設け、圧力センサモジュール71を合成樹脂製の筒状部92に収納し、この筒状部92に立体回路部品93が一体に形成された構造である。
圧力センサモジュール71の円筒部712の平面には検出部71Aが形成され、この検出部71Aが第一被ボンディング面BF1とされる。
筒状部92には導電性パターンが設けられ、この導電性パターンの一端部は金属パッド921である。金属パッド921は第二被ボンディング面BF2に相当するものであり、その平面は圧力センサモジュール71の検出部71Aとは略同一平面内に位置する。金属パッド921と検出部71AとがボンディングワイヤBWで接続されている。
筒状部92には導電性パターンが設けられ、この導電性パターンの一端部は金属パッド921である。金属パッド921は第二被ボンディング面BF2に相当するものであり、その平面は圧力センサモジュール71の検出部71Aとは略同一平面内に位置する。金属パッド921と検出部71AとがボンディングワイヤBWで接続されている。
立体回路部品93は、立上部931に頂部932が設けられたT字状部材であり、このT字状部材は合成樹脂から一体形成されている。
立上部931は、図示しない導電性パターンが設けられたものであり、当該導電性パターンは、その一端が図示しない1つあるいは複数の電子部品と接続され、その他端が筒状部92に設けられる導電性パターンの他端部と接続されている。電子部品は立上部931の2つの平面のうち少なくとも一方に設けられるものであり、圧力センサモジュール71からの検出信号が導電性パターンを通じて入力される。電子部品で所定の処理をされた信号は図示しない端子を通じて外部に出力される。
頂部932は圧力センサモジュール71の平面及び筒状部92を覆うもので、干渉物Pに相当する。さらに、圧力センサモジュール71が第一ワークW11に相当し、筒状部92が第二ワークW12に相当する。
立上部931は、図示しない導電性パターンが設けられたものであり、当該導電性パターンは、その一端が図示しない1つあるいは複数の電子部品と接続され、その他端が筒状部92に設けられる導電性パターンの他端部と接続されている。電子部品は立上部931の2つの平面のうち少なくとも一方に設けられるものであり、圧力センサモジュール71からの検出信号が導電性パターンを通じて入力される。電子部品で所定の処理をされた信号は図示しない端子を通じて外部に出力される。
頂部932は圧力センサモジュール71の平面及び筒状部92を覆うもので、干渉物Pに相当する。さらに、圧力センサモジュール71が第一ワークW11に相当し、筒状部92が第二ワークW12に相当する。
以上の構造の半導体圧力センサ装置9を組み立てるには、筒状部92と立体回路部品93とを一体に成形しておき、立体回路部品93に電子部品を実装する。筒状部92に予め基部70に接合された圧力センサモジュール71を挿入し、この圧力センサモジュール71と筒状部92の金属パッド921との間をワイヤボンディングする。
ワイヤボンディングを行うには、第1実施形態、第2実施形態、第3実施形態及び第4実施形態のうちいずれか1つ、例えば、第1実施形態のワイヤボンディング装置1を用いる。
ワイヤボンディングを行うには、第1実施形態、第2実施形態、第3実施形態及び第4実施形態のうちいずれか1つ、例えば、第1実施形態のワイヤボンディング装置1を用いる。
まず、圧力センサモジュール71の第一被ボンディング面BF1にボンディングワイヤBWの先端部を配置する。そして、押圧機構13を作動してボンディングワイヤBWの先端部をウェッジツール11の先端部でX方向に押圧し、ホーン12を作動してウェッジツール11をZ方向に超音波振動する。
その後、ウェッジツール11の先端部を筒状部92の金属パッド921の第二被ボンディング面BF2の上に位置させ、その状態で、押圧機構13を作動してボンディングワイヤBWの一部をウェッジツール11の先端部で押圧し、さらに、ホーン12を作動してウェッジツール11を超音波振動する。
その後、ウェッジツール11の先端部を筒状部92の金属パッド921の第二被ボンディング面BF2の上に位置させ、その状態で、押圧機構13を作動してボンディングワイヤBWの一部をウェッジツール11の先端部で押圧し、さらに、ホーン12を作動してウェッジツール11を超音波振動する。
第9実施形態では、前記実施形態と同様の作用効果を奏することができる他、次の作用効果を奏することができる。
(9)円筒状の基部70の端面に圧力センサモジュール71を設け、圧力センサモジュール71を合成樹脂製の筒状部92に収納し、この筒状部92に立体回路部品93が一体に形成された半導体圧力センサ装置9を容易に製造することができる。つまり、筒状部92の金属パッド921と圧力センサモジュール71との上に干渉物Pである立体回路部品93の頂部932があっても、ウェッジツール11を斜めに配置してボンディングすることで、頂部932が邪魔になることなく適正にワイヤボンディングをすることができる。
(9)円筒状の基部70の端面に圧力センサモジュール71を設け、圧力センサモジュール71を合成樹脂製の筒状部92に収納し、この筒状部92に立体回路部品93が一体に形成された半導体圧力センサ装置9を容易に製造することができる。つまり、筒状部92の金属パッド921と圧力センサモジュール71との上に干渉物Pである立体回路部品93の頂部932があっても、ウェッジツール11を斜めに配置してボンディングすることで、頂部932が邪魔になることなく適正にワイヤボンディングをすることができる。
なお、本発明は本実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。
例えば、前記実施形態においては、ワイヤボンディングをする対象を半導体圧力センサ装置として説明したが、本発明では、半導体圧力センサ装置以外の装置、例えば、温度等の他の物理量を測定する装置を対象としてもよい。
さらに、ボンディングワイヤBWはアルミに限定されるものではなく、他の材料であってもよい。
例えば、前記実施形態においては、ワイヤボンディングをする対象を半導体圧力センサ装置として説明したが、本発明では、半導体圧力センサ装置以外の装置、例えば、温度等の他の物理量を測定する装置を対象としてもよい。
さらに、ボンディングワイヤBWはアルミに限定されるものではなく、他の材料であってもよい。
本発明は、圧力測定装置、その他の物理量測定装置を製造する際に利用することができる。
1,2,3,4…ワイヤボンディング装置、6…回路基板、7,8,9…半導体圧力センサ装置、11…ウェッジツール、12,32…ホーン、13,23…押圧機構、60…ケーシング、61…半導体チップ、62…端子、71…圧力センサモジュール、72…筒状部、73…端子、74…基板、82,92…筒状部、83…構造物、84…フレキシブル基板、93…立体回路部品、110…本体、111…ボンディング部、111AF…押圧面、603,832…カバー部、604…開口、711…平板部、712…円筒部、721,921…金属パッド、BF1…第一被ボンディング面、BF2…第二被ボンディング面、BW…ボンディングワイヤ、O…対象物、P…干渉物、Q…軸方向、W11,W21…第一ワーク、W12,W22…第二ワーク、X…押圧方向、Z…振動方向
Claims (9)
- 第一被ボンディング面を有する第一ワークと、前記第一被ボンディング面に並んで配置される第二被ボンディング面を有する第二ワークと、前記第一被ボンディング面と前記第二被ボンディング面との少なくとも一方から離れる方向に配置される干渉物とを備えた対象物の前記第一ワークと前記第二ワークとをワイヤボンディングする装置であって、
先端に設けられたボンディング部で前記第一被ボンディング面又は前記第二被ボンディング面にボンディングワイヤの一部を押圧する長尺状のウェッジツールと、このウェッジツールを加振するとともに前記ウェッジツールに接続されるホーンと、前記ウェッジツールを前記第一被ボンディング面又は前記第二被ボンディング面に向けて押圧する押圧機構とを備え、
前記ウェッジツールは、その基端側が前記干渉部とは離れる方向に斜めに配置され、かつ、そのボンディング部は前記第一被ボンディング面又は前記第二被ボンディング面に当接するよう軸方向に対して非直角の角度をもった傾斜方向の押圧面を有すること
を特徴とするワイヤボンディング装置。 - 請求項1に記載のワイヤボンディング装置において、
前記押圧機構は前記ウェッジツールを前記第一被ボンディング面又は前記第二被ボンディング面の垂直方向に押圧し、前記ホーンは前記ボンディング部を前記ウェッジツールの押圧方向とは直交する方向に加振すること
を特徴とするワイヤボンディング装置。 - 請求項1に記載のワイヤボンディング装置において、
前記押圧機構は前記ウェッジツールをその軸方向に沿って押圧し、前記ホーンは前記ボンディング部を前記第一被ボンディング面又は前記第二被ボンディング面の面内で加振すること
を特徴とするワイヤボンディング装置。 - 請求項2又は請求項3に記載のワイヤボンディング装置において、
前記ホーンは、前記ボンディング部を前記押圧面内であって前記傾斜方向と直交する方向に振動させること
を特徴とするワイヤボンディング装置。 - 請求項2又は請求項3に記載のワイヤボンディング装置において、
前記ホーンは、前記ボンディング部を前記押圧面内であって前記傾斜方向と平行に振動させること
を特徴とするワイヤボンディング装置。 - 請求項1から請求項5のいずれか1項に記載されたワイヤボンディング装置を用いて第一被ボンディング面と前記第二被ボンディング面とをワイヤボンディングする方法であって、
前記第一被ボンディング面に配置されたボンディングワイヤの先端部を前記ウェッジツールの押圧面で押圧するとともに前記ホーンで超音波振動してワイヤボンディングし、その後、前記ボンディングワイヤを送りながら前記ウェッジツールをその押圧面が第二被ボンディング面に対向する位置まで移動させ、前記ボンディングワイヤを前記ウェッジツールの押圧面で押圧するとともに前記ホーンで超音波振動してワイヤボンディングすること
を特徴とするワイヤボンディング方法。 - 請求項6に記載のワイヤボンディング方法において、
前記第一ワークは平板部に設けられた端子であり、前記第一被ボンディング面は前記端子に設けられ、前記第二ワークは前記端子と並んで前記平板部に設けられた半導体チップであり、前記干渉部は前記端子の平面を覆うカバー部であり、前記第二被ボンディング面は前記半導体チップに設けられていること
を特徴とするワイヤボンディング方法。 - 請求項6に記載のワイヤボンディング方法において、
前記第一ワークは平面部に円筒部の端面が一体形成された圧力センサモジュールであり、前記第一被ボンディング面は前記圧力センサモジュールの平面内に設けられ、前記第二ワークは前記圧力センサモジュールを収納する筒状部であり、前記干渉部は前記圧力センサモジュールから離隔して配置され、前記第二被ボンディング面は前記筒状部に設けられていること
を特徴とするワイヤボンディング方法。 - 請求項6に記載のワイヤボンディング方法において、
前記第一ワークは平面部に円筒部の端面が一体形成された圧力センサモジュールであり、
前記第一被ボンディング面は前記圧力センサモジュールの平面内に設けられ、
前記第二ワークは前記圧力センサモジュールを収納するとともに導電性パターンが設けられた筒状部であり、
前記干渉部は前記筒状部と一体形成され前記圧力センサモジュールを覆い前記導電性パターンと接続される立体回路部品であり、
前記第二被ボンディング面は前記導電性パターンに設けられていること
を特徴とするワイヤボンディング方法。
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- 2012-07-30 JP JP2012168826A patent/JP2014027234A/ja active Pending
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