JP2527531B2 - Wire bonding equipment - Google Patents

Wire bonding equipment

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JP2527531B2
JP2527531B2 JP6084658A JP8465894A JP2527531B2 JP 2527531 B2 JP2527531 B2 JP 2527531B2 JP 6084658 A JP6084658 A JP 6084658A JP 8465894 A JP8465894 A JP 8465894A JP 2527531 B2 JP2527531 B2 JP 2527531B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はボンディング技術に関
し、特に、半導体装置の組立におけるワイヤボンディン
グ工程に適用して効果のある技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bonding technique, and more particularly to a technique effective when applied to a wire bonding process in assembling a semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】ペレットと外部端子との電気的な接続を
達成するため、次に述べるようなワイヤボンディングを
行うことが考えられる。
2. Description of the Related Art In order to achieve electrical connection between a pellet and an external terminal, it is conceivable to perform wire bonding as described below.

【0003】すなわち、金(Au)などからなるワイヤを
キャピラリに挿通し、キャピラリ先端部に突出されたワ
イヤの先端を、たとえば電気トーチなどで溶融され溶融
部の表面張力によってボールを形成させ、このボールを
予め所定の温度に加熱されているペレットのボンディン
グパッドに押圧しつつ超音波振動を印加して熱圧着させ
る。
That is, a wire made of gold (Au) or the like is inserted into a capillary, the tip of the wire protruding from the tip of the capillary is melted by, for example, an electric torch, and a ball is formed by the surface tension of the melted portion. The ball is pressed against the bonding pad of the pellet that has been heated to a predetermined temperature in advance while applying ultrasonic vibration to perform thermocompression bonding.

【0004】次に、キャピラリを移動させると同時にワ
イヤをキャピラリ先端部から引き出してループを形成さ
せ、このループ端を予め所定の温度に加熱されたリード
フレームの如き外部端子のボンディングポストに押圧し
つつ超音波振動を印加して熱圧着させたのち、キャピラ
リにワイヤをクランプした状態でキャピラリを移動さ
せ、圧着部からワイヤを切り離して一対のボンディング
パッドおよびボンディングポストのワイヤによる電気的
な接続が達成されるものである。
Next, while moving the capillary, the wire is pulled out from the tip of the capillary to form a loop, and the loop end is pressed against a bonding post of an external terminal such as a lead frame which is heated to a predetermined temperature in advance. After applying ultrasonic vibration for thermocompression bonding, move the capillary with the wire clamped in the capillary, disconnect the wire from the crimping part, and achieve electrical connection with a pair of bonding pads and bonding posts. It is something.

【0005】一方、半導体装置の高集積化、高密度化に
ともなってペレット上に設けられるボンディングパッド
も微細化、高密度化される傾向にあり、これに伴うボン
ディング部相互の干渉を防止するためボール径は微細化
されつつある。
On the other hand, the bonding pads provided on the pellets tend to be miniaturized and densified as the semiconductor devices become highly integrated and highly densified, and in order to prevent the mutual interference of the bonding parts. The ball diameter is becoming finer.

【0006】さらに、半導体装置の低価格化に伴ってボ
ンディングに使用されるワイヤの材質も金(Au)などの
高価なものから銅(Cu)などの安価なものに転換されつ
つある。
Further, as the cost of the semiconductor device is lowered, the material of the wire used for bonding is being changed from expensive one such as gold (Au) to inexpensive one such as copper (Cu).

【0007】しかしながら、上記のようなワイヤボンデ
ィングにおいては、接合部形成時にキャピラリに加えら
れる押圧荷重が一定であるため、押圧動作初期のボール
のつぶれに作用する荷重と超音波印加時における荷重と
が一様となり、ワイヤの材質やボール径の変化に応じて
ボールの初期変形を調整できず、また超音波印加時に押
圧荷重が不足してペレットが損傷されるなどの不都合が
ある。
However, in the wire bonding as described above, since the pressing load applied to the capillary at the time of forming the joint is constant, the load acting on the crushing of the ball at the initial stage of the pressing operation and the load at the time of applying ultrasonic waves are different. However, the initial deformation of the ball cannot be adjusted according to the change in the wire material and the ball diameter, and the pressing load is insufficient when ultrasonic waves are applied, resulting in damage to the pellet.

【0008】さらに、ペレット上のボンディングパッド
にボールが押圧される初期には、ボールとボンディング
パッドが点接触となるためボンディングパッドに局所的
に大きな押圧力が作用し、金(Au)よりも硬いがコスト
的に有利なたとえば銅(Cu)などからなるワイヤを使用
する場合にボンディングパッドが損傷されるなどの不都
合があることを本発明者は見い出した。
Further, in the initial stage when the ball is pressed against the bonding pad on the pellet, the ball and the bonding pad are in point contact with each other, so that a large pressing force is locally applied to the bonding pad, which is harder than gold (Au). The present inventor has found that there is an inconvenience that the bonding pad is damaged when a wire made of, for example, copper (Cu) is cost-effective.

【0009】なお、ワイヤボンディング技術について詳
しく述べてある文献としては、株式会社工業調査会、19
82年11月15日発行「電子材料」1982年11月号別冊、P16
3 〜P168 がある。
Documents that describe wire bonding technology in detail include Industrial Research Institute Co., Ltd., 19
Issued November 15, 1982, "Electronic Materials" November 1982 issue, separate volume, P16
There are 3 to P168.

【0010】また、特開昭57-155739 号公報は、ボンデ
ィングツールにより被ボンディング部材に対してワイヤ
を介してワイヤ接続最適荷重よりも大きな荷重で圧接さ
せ、ボンディングツールの振動が減衰した時点で荷重を
ワイヤ接続最適荷重に減少させるようにした技術を開示
している。この場合には、振動を減衰させるための大き
な荷重とワイヤ接続最適荷重は相互に相違した荷重とな
っており、それぞれ一定の荷重を加えるようにしてい
る。
In Japanese Patent Laid-Open No. 57-155739, a bonding tool presses a member to be bonded via a wire with a load larger than the optimum load for wire connection, and when the vibration of the bonding tool is damped, the load is applied. Is disclosed to reduce the wire connection optimum load. In this case, the large load for damping the vibration and the optimum load for wire connection are different from each other, and a constant load is applied to each load.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ワイ
ヤ材質やボール径が変化してもボンディング位置の損傷
を生じることなく、高信頼性をもってワイヤボンディン
グを行うことができるボンディング技術を提供すること
にある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a bonding technique capable of highly reliable wire bonding without damaging the bonding position even if the wire material or the ball diameter changes. Especially.

【0012】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以
下のとおりである。
The outline of the representative one of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.

【0014】すなわち、本発明のワイヤボンディング装
置は、ワイヤに対して第1の位置および第2の位置とに
ボンディング動作を行うボンディングアームと、ボンデ
ィング荷重パターン生成部を有し、ボンディング荷重パ
ターン生成部によりワイヤ材質およびワイヤ先端ボール
径に応じた最適なボンディング荷重パターンを生成し荷
重パターンに対応した荷重をボンディングアームに印加
するものである。
That is, the wire bonding apparatus of the present invention has a bonding arm for performing a bonding operation at a first position and a second position with respect to a wire, and a bonding load pattern generation unit, and the bonding load pattern generation unit. The optimum bonding load pattern is generated according to the wire material and the wire tip ball diameter, and a load corresponding to the load pattern is applied to the bonding arm.

【0015】また、本発明のワイヤボンディング装置
は、ワイヤの先端のボールを第1の位置に押圧させかつ
ワイヤのループ端を第2の位置に押圧させて初期つぶれ
過程と圧着過程とからなるボンディング動作を行うボン
ディングアームと、第1の位置および第2の位置に対す
るボンディングアームのボンディング荷重を付加するボ
イスコイルと、第1の位置および第2の位置の少なくと
も一方のボンディング動作における初期つぶれ過程およ
び圧着過程の少なくとも一方の過程のボンディング荷重
を変化させるボンディング荷重パターン生成部とを有す
る。
In the wire bonding apparatus of the present invention, the ball at the tip of the wire is pressed to the first position and the loop end of the wire is pressed to the second position, which comprises an initial crushing process and a crimping process. A bonding arm that performs an operation, a voice coil that applies a bonding load of the bonding arm to the first position and the second position, and an initial crushing process and crimping in the bonding operation of at least one of the first position and the second position. And a bonding load pattern generation unit that changes the bonding load in at least one of the processes.

【0016】[0016]

【作用】上記構成のワイヤボンディング装置にあって
は、ボンディング荷重パターン生成部によりボンディン
グアームに複数のボンディング荷重が加えられることに
なり、ボンディング荷重を変化させながらボンディング
動作が行われる。また、ボンディング動作における初期
つぶれ過程と圧着過程との少なくとも一方の過程におい
てボンディング荷重を変化させながらボンディング動作
が行われる。
In the wire bonding apparatus having the above structure, a plurality of bonding loads are applied to the bonding arm by the bonding load pattern generation unit, and the bonding operation is performed while changing the bonding load. Further, the bonding operation is performed while changing the bonding load in at least one of the initial collapse process and the pressure bonding process in the bonding operation.

【0017】したがって、ワイヤ先端のボール径を小径
としてもワイヤボンディングが可能となり、さらに比較
的硬度が大きい材質等種々の材質のワイヤを用いたワイ
ヤボンディングを行うことができる。
Therefore, wire bonding can be performed even if the ball diameter at the tip of the wire is small, and wire bonding can be performed using wires of various materials such as a material having a relatively high hardness.

【0018】[0018]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0019】(実施例1)図1は本発明の一実施例であ
る超音波ボンディングを加味した熱圧着方式のワイヤボ
ンディング装置の構成を示す側面図である。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a side view showing the configuration of a thermocompression bonding wire bonding apparatus in which ultrasonic bonding according to an embodiment of the present invention is added.

【0020】XYテーブル10の上には、図1の紙面に
垂直な平面内で移動自在なボンディングヘッド20が位
置され、このボンディングヘッド20にはボンディング
アーム30が支点31を中心として、紙面内において回
動自在に保持されている。
On the XY table 10, a bonding head 20 which is movable in a plane perpendicular to the paper surface of FIG. 1 is positioned, and a bonding arm 30 is centered on a fulcrum 31 in the paper surface of the bonding head 20. It is rotatably held.

【0021】なお、図示するボンディングヘッド20
は、本発明に特に関係する部分のみである。実際のボン
ディングヘッド20には、ボンディングアームの上下動
機構、ワイヤクランパの駆動機構、ボンディングワイヤ
の先端部を球状化するための放電加工機構等が含まれて
いる。
The bonding head 20 shown in the figure
Is only a part particularly relevant to the present invention. The actual bonding head 20 includes a vertically moving mechanism of a bonding arm, a drive mechanism of a wire clamper, an electric discharge machining mechanism for making the tip of the bonding wire spherical.

【0022】ボンディングアーム30の一端にはホーン
40が設けられ、超音波発振源42によって駆動される
発振子41により発生される超音波振動がホーン40の
先端部に固定されるキャピラリ50に伝達される。キャ
ピラリ50は熱圧着方式のワイヤボンディングを行うも
のであるが、前記超音波振動をさらに印加しているのが
本実施例のワイヤボンディング装置である。
A horn 40 is provided at one end of the bonding arm 30, and ultrasonic vibration generated by an oscillator 41 driven by an ultrasonic oscillating source 42 is transmitted to a capillary 50 fixed to the tip of the horn 40. It The capillary 50 performs thermocompression bonding wire bonding, and the ultrasonic bonding is further applied by the wire bonding apparatus of this embodiment.

【0023】キャピラリ50にはスプール60から供給
されるワイヤ61が挿通され、スプール60とキャピラ
リ50との間に設けられたクランプ62によって適時に
ワイヤ61が固定される構造とされている。
A wire 61 supplied from a spool 60 is inserted into the capillary 50, and the wire 61 is fixed in a timely manner by a clamp 62 provided between the spool 60 and the capillary 50.

【0024】キャピラリ50の下方にはフレームフィー
ダ70が位置され、図2(a)はこのフレームフィーダ
70を線II−IIの方向から見た平面図である。
A frame feeder 70 is located below the capillary 50, and FIG. 2A is a plan view of the frame feeder 70 as seen from the direction of line II-II.

【0025】フレームフィーダ70上には、フレームフ
ィーダ70によって紙面に垂直な方向に逐次移動される
リードフレーム80上に固定された複数のペレット90
とリードフレーム80とが位置され、ペレット90上に
設けられた複数のボンディングパッド91(第1の位
置)とリードフレーム80の上のボンディングポスト8
1(第2の位置)とがキャピラリ50に挿通されたワイ
ヤ61によってボンディングされる。なお、ボンディン
グパッド91とボンディングポスト81はそれぞれ被ボ
ンディング部材となる。
On the frame feeder 70, a plurality of pellets 90 fixed on a lead frame 80 which is successively moved by the frame feeder 70 in a direction perpendicular to the paper surface.
And the lead frame 80, the plurality of bonding pads 91 (first position) provided on the pellet 90, and the bonding posts 8 on the lead frame 80.
1 (the second position) is bonded by the wire 61 inserted through the capillary 50. The bonding pad 91 and the bonding post 81 are members to be bonded.

【0026】ボンディングアーム30の他端には荷重ば
ね32が設けられ、ねじ33によってボンディングアー
ム30に加えられる回動力が調整される構造とされてい
る。
A load spring 32 is provided at the other end of the bonding arm 30, and the rotational force applied to the bonding arm 30 is adjusted by the screw 33.

【0027】さらに、ボンディングアーム30の支点3
1と荷重ばね32との間にはボイスコイル100によっ
て上下方向に移動されボンディングアーム30に回動力
を発生させるコア101が固定され、荷重ばね32と同
方向あるいは逆方向の回動力を発生することによって、
ボンディング動作におけるキャピラリ50によるワイヤ
61のボンディングパッド91あるいはリードフレーム
におけるボンディングポスト81に対するワイヤ61の
ボンディング荷重が調整されるように構成されている。
Further, the fulcrum 3 of the bonding arm 30
1 and the load spring 32 are fixed to a core 101 which is moved vertically by a voice coil 100 and generates a turning force in the bonding arm 30. The core 101 generates a turning force in the same direction as or opposite to the load spring 32. By
The bonding load of the wire 61 to the bonding pad 91 of the wire 61 by the capillary 50 or the bonding post 81 in the lead frame is adjusted in the bonding operation.

【0028】ボイスコイル100はボンディング荷重パ
ターン生成部103によって制御されるボイスコイル駆
動部102に接続され、ボンディング時においてキャピ
ラリ50に種々のボンディング荷重パターンに基づくボ
ンディング荷重が加えられる構造とされている。
The voice coil 100 is connected to the voice coil driving unit 102 controlled by the bonding load pattern generation unit 103, and has a structure in which bonding loads based on various bonding load patterns are applied to the capillary 50 during bonding.

【0029】XYテーブル10、超音波発振源42およ
びボンディング荷重パターン生成部103は、本体制御
部110に接続され、装置全体が制御される構造とされ
ている。
The XY table 10, the ultrasonic oscillating source 42 and the bonding load pattern generator 103 are connected to the main body controller 110 so as to control the entire apparatus.

【0030】次に、本実施例の作用について説明する。Next, the operation of this embodiment will be described.

【0031】まず、キャピラリ50に挿通されたワイヤ
61の先端部は電気トーチ(図示せず)によって溶融さ
れ表面張力によって図2(b)に示されるように、ワイ
ヤ61の先端部にボール61aが形成される。
First, the tip portion of the wire 61 inserted into the capillary 50 is melted by an electric torch (not shown) and surface tension causes a ball 61a to be formed on the tip portion of the wire 61 as shown in FIG. 2 (b). It is formed.

【0032】次に、XYテーブル10が適宜駆動されキ
ャピラリ50の先端部が目標のボンディングパッド91
の直上部に位置決めされる。
Next, the XY table 10 is appropriately driven so that the tip of the capillary 50 is the target bonding pad 91.
Positioned just above.

【0033】次に、ボイスコイル100およびコア10
1によって発生される荷重ばね32の回動力に抗する回
動力が減少され、ボンディングアーム30は図1におい
て反時計方向に回動され、キャピラリ50はボンディン
グパッド91の上に降下され、ワイヤ61の先端部に形
成されたボール61aはボンディングパッド91に押圧
され熱圧着されると同時に、ホーン40を介してキャピ
ラリ50に超音波振動が伝えられ超音波振動によるワイ
ヤボンディングが加味される。このように、ボイスコイ
ル100は荷重ばね32との協働によってボンディング
荷重のパターンを変化させる。
Next, the voice coil 100 and the core 10
1, the rotational force against the rotational force of the load spring 32 is reduced, the bonding arm 30 is rotated counterclockwise in FIG. 1, the capillary 50 is lowered onto the bonding pad 91, and the wire 61 is moved. The ball 61a formed at the tip portion is pressed against the bonding pad 91 and thermocompression bonded, and at the same time, ultrasonic vibration is transmitted to the capillary 50 via the horn 40, and wire bonding by ultrasonic vibration is added. In this way, the voice coil 100 changes the pattern of the bonding load in cooperation with the load spring 32.

【0034】図3(b)および図4(a),(b)は、こ
の時のボンディング荷重のパターンと超音波振動の印加
のタイミングのいくつかの例を示すグラフであり、縦軸
にはボンディング荷重および超音波振動の強度が取ら
れ、横軸には時間が取られている。
FIGS. 3 (b) and 4 (a), (b) are graphs showing some examples of the bonding load pattern and ultrasonic vibration application timing at this time, and the vertical axis represents The bonding load and the strength of ultrasonic vibration are taken, and the horizontal axis shows time.

【0035】また、図3(a)は、考えられるワイヤボ
ンディング装置によるボンディング荷重パターンを示す
ものである。この場合には、ボール61aの初期のつぶ
れによってボンディング荷重が急激に減少した後は、超
音波振動に印加の有無にかかわらずボンディング荷重は
ほぼ一定のままであるが、図3(b)、図4(a),
(b)によって示される本実施例のワイヤボンディング
装置ではボール61aの初期のつぶれ時、つまり初期つ
ぶれ過程と超音波振動印加時、つまり圧着過程とは別個
にボンディング荷重を調整できることが示されている。
Further, FIG. 3A shows a bonding load pattern by a possible wire bonding apparatus. In this case, after the bonding load sharply decreases due to the initial collapse of the balls 61a, the bonding load remains almost constant regardless of whether or not ultrasonic vibration is applied. 4 (a),
It is shown that in the wire bonding apparatus of the present embodiment shown by (b), the bonding load can be adjusted independently of the initial crushing of the ball 61a, that is, the initial crushing process and the ultrasonic vibration application, that is, the crimping process. .

【0036】この結果、たとえばボール61aの径が小
さい場合には、図4(a)のグラフに示すようにボール
61aの初期のつぶれ時に作用するボンディング荷重を
比較的小に設定し、ボール61aの過度の塑性変形を防
止するとともに、超音波振動印加時にはボンディング荷
重を増大させて接合部に対する超音波振動を効率的に作
用させ、ボンディング荷重の不十分さに起因するボンデ
ィングパッドの破損や接合強度の低下が防止される。
As a result, for example, when the diameter of the ball 61a is small, as shown in the graph of FIG. 4 (a), the bonding load that acts when the ball 61a is initially crushed is set to be relatively small, and Prevents excessive plastic deformation, increases the bonding load when ultrasonic vibration is applied, and causes the ultrasonic vibration to act efficiently on the bonding part, resulting in damage to the bonding pad due to insufficient bonding load and bonding strength The drop is prevented.

【0037】さらに、たとえば、ワイヤ61が銅(Cu)
などの比較的硬い材料で構成される場合には、図3
(b)のグラフで示されるように、ボール61aの初期
の塑性変形を充分行わせるため、ボンディング荷重を比
較的大に設定し、超音波振動印加時にはボンディング荷
重を徐々に減少させて、ボンディングパッド91に過大
な力が加わることを防止して、銅などの比較的硬い材料
からなるワイヤ61を用いたワイヤボンディングを可能
にするものである。
Further, for example, the wire 61 is made of copper (Cu).
If it is composed of a relatively hard material such as
As shown in the graph of (b), in order to sufficiently perform the initial plastic deformation of the ball 61a, the bonding load is set to be relatively large, and the bonding load is gradually reduced when the ultrasonic vibration is applied. It is possible to prevent an excessive force from being applied to 91 and enable wire bonding using a wire 61 made of a relatively hard material such as copper.

【0038】このように、ボンディングパッド91にお
けるボンディングが行われた後、キャピラリ50が上昇
されるとともに、XYテーブル10が適宜駆動され、ワ
イヤ61を引き出してループを形成しながらキャピラリ
50はリードフレーム80上のボンディングポスト81
の直上に移動される。
As described above, after the bonding is performed on the bonding pad 91, the capillary 50 is raised and the XY table 10 is appropriately driven to pull out the wire 61 to form a loop, and the capillary 50 is connected to the lead frame 80. Upper bonding post 81
Moved directly above.

【0039】次に、キャピラリ50は降下され、キャピ
ラリ50の先端部によってワイヤ61の側面部がボンデ
ィングポスト81に押圧されるとともに、ホーン40を
介してキャピラリ50に超音波振動が印加され、ループ
端がボンディングポスト81に圧着される。
Next, the capillary 50 is lowered, the side surface of the wire 61 is pressed against the bonding post 81 by the tip of the capillary 50, and ultrasonic vibration is applied to the capillary 50 via the horn 40, so that the loop end is reached. Are crimped onto the bonding post 81.

【0040】次に、クランプ62によってワイヤ61が
キャピラリ50側に固定された状態でキャピラリ50が
上昇され、ワイヤ61は圧着部近傍つまりループ端近傍
でひきちぎられて一対のボンディングポスト81間のワ
イヤボンディングが達成される。
Next, the capillary 50 is raised while the wire 61 is fixed to the side of the capillary 50 by the clamp 62, and the wire 61 is torn off near the crimping portion, that is, near the loop end, and the wire between the pair of bonding posts 81. Bonding is achieved.

【0041】前記の一連のボンディング動作を繰り返す
ことによって複数のボンディングパッド91およびボン
ディングポスト81間のワイヤボンディングがボール6
1aの径やワイヤ61の材質に影響されることなく高信
頼度で行われる。
By repeating the above-described series of bonding operations, the wire bonding between the plurality of bonding pads 91 and the bonding posts 81 is performed by the balls 6.
It is performed with high reliability without being affected by the diameter of 1a and the material of the wire 61.

【0042】図3および図4に示すように、ボールやル
ープ端はまず初期つぶれ過程となり、次いで超音波振動
を加えた圧着過程となってボンディング動作が終了す
る。
As shown in FIGS. 3 and 4, the ball and the loop end first undergo the initial crushing process, and then the crimping process with ultrasonic vibration applied to complete the bonding operation.

【0043】(実施例2)さらに、図2(c)は本発明
の他の実施例であるワイヤボンディング方法を示すもの
であり、ワイヤ61の先端部に図2(b)のように形成
されたボール61aをペレット90上のボンディングパ
ッド91にボンディングする前に、リードフレーム80
のボンディングポスト81の近傍の衝撃吸収層83が設
けられた予備打撃位置82(第3の位置)に押圧してボ
ール61aの下部を平坦化させるところが前記実施例1
と異なり、他は実施例1と同様である。
(Embodiment 2) Further, FIG. 2C shows a wire bonding method which is another embodiment of the present invention, in which the tip end of the wire 61 is formed as shown in FIG. 2B. Before bonding the ball 61a to the bonding pad 91 on the pellet 90, the lead frame 80
The first embodiment is that the lower part of the ball 61a is flattened by being pressed to the preliminary striking position 82 (third position) where the shock absorbing layer 83 is provided in the vicinity of the bonding post 81 of FIG.
Others are the same as the first embodiment.

【0044】すなわち、ボンディングパッド91へのボ
ンディングに先立ってボール61aの下部を平坦化させ
ておくことによって、ワイヤ61が比較的硬度の大き
な、たとえば銅(Cu)などの材質で構成される場合に、
ボンディングパッド91と硬度の大きなボール61aが
点接触となることを防止して、ボンディングパッド91
がボール61aによって損傷されることが防止されるも
のである。
That is, by flattening the lower portion of the ball 61a prior to bonding to the bonding pad 91, when the wire 61 is made of a material having a relatively high hardness, such as copper (Cu), ,
The bonding pad 91 and the ball 61a having high hardness are prevented from making point contact, and
Is prevented from being damaged by the balls 61a.

【0045】この場合、衝撃吸収層83はたとえばアル
ミニウムからなる層によって構成され、ボール61aが
予備打撃位置82に押圧される際にボール61aに付着
しボンディングパッド91における接合部でも衝撃吸収
層の作用を果たす。
In this case, the shock absorbing layer 83 is made of, for example, a layer made of aluminum, adheres to the ball 61a when the ball 61a is pressed to the preliminary striking position 82, and acts as the shock absorbing layer even at the bonding portion of the bonding pad 91. Fulfill.

【0046】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々変更可能であることはいうまでもない。
Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, the invention is not limited to the embodiments and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.

【0047】たとえば、第3の位置を電気トーチ面とす
ることも可能である。もちろん、超音波を使わない熱圧
着方式のワイヤボンディングとして用いても有効であ
る。
For example, the third position can be the electric torch surface. Of course, it is also effective when used as a thermocompression bonding wire bonding that does not use ultrasonic waves.

【0048】[0048]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
Advantageous effects obtained by typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described.
It is as follows.

【0049】(1).ボール径やワイヤ材質に最適なボンデ
ィング荷重の印加パターンを実現できることが可能とな
る結果、ボンディング部を損傷することなく高信頼度の
ワイヤボンディングを行うことができる。
(1). Since it becomes possible to realize a bonding load application pattern that is optimum for the ball diameter and wire material, highly reliable wire bonding can be performed without damaging the bonding portion.

【0050】(2).前記(1) の結果、より小径なボールを
ワイヤ先端に形成させたワイヤボンディングが可能とな
り、微細なボンディング部にワイヤボンディングを行う
ことができる。
(2) As a result of the above (1), wire bonding with a smaller diameter ball formed on the tip of the wire is possible, and wire bonding can be performed on a fine bonding portion.

【0051】(3).前記(1),(2) の結果、より安価な材質
からなるワイヤを用いたワイヤボンディングが可能とな
り、半導体装置の低価格化が実現できる。
(3) As a result of the above (1) and (2), wire bonding using a wire made of a cheaper material is possible, and the cost of the semiconductor device can be reduced.

【0052】(4).前記(3)の結果、半導体装置の小型
化、高集積化が実現できる。
(4). As a result of the above (3), miniaturization and high integration of the semiconductor device can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例であるワイヤボンディング装
置の側面図である。
FIG. 1 is a side view of a wire bonding apparatus that is an embodiment of the present invention.

【図2】(a)は図1において線II−IIで示される部分
の平面図であり、(b)はキャピラリの先端部を拡大し
て示す図であり、(c)は本発明の他の実施例を示す図
である。
2A is a plan view of a portion indicated by a line II-II in FIG. 1, FIG. 2B is an enlarged view of a tip portion of a capillary, and FIG. It is a figure which shows the Example of.

【図3】(a)は考えられるワイヤボンディング装置の
ボンディング荷重パターンを示す図であり、(b)は本
発明の一実施例であるワイヤボンディング装置のボンデ
ィング荷重パターンを示す図である。
FIG. 3A is a diagram showing a possible bonding load pattern of a wire bonding apparatus, and FIG. 3B is a diagram showing a bonding load pattern of a wire bonding apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図4】(a)および(b)はそれぞれ本発明の一実施
例であるワイヤボンディング装置のボンディング荷重パ
ターンを示す図である。
4A and 4B are diagrams showing a bonding load pattern of a wire bonding apparatus according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 XYテーブル 20 ボンディングヘッド 30 ボンディングアーム 40 ホーン 50 キャピラリ 70 フレームフィーダ 80 リードフレーム 81 ボンディングポスト(第2の位置) 82 予備打撃位置(第3の位置) 83 衝撃吸収層 90 ペレット 91 ボンディングパッド(第1の位置) 100 ボイスコイル 101 コア 102 ボイスコイル駆動部 103 ボンディング荷重パターン生成部 110 本体制御部 10 XY table 20 Bonding head 30 Bonding arm 40 Horn 50 Capillary 70 Frame feeder 80 Lead frame 81 Bonding post (2nd position) 82 Preliminary striking position (3rd position) 83 Shock absorbing layer 90 Pellet 91 Bonding pad (1st position) Position) 100 voice coil 101 core 102 voice coil drive unit 103 bonding load pattern generation unit 110 main body control unit

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 導体からなるワイヤによって被ボンディ
ング部材の第1の位置と第2の位置との間を電気的に接
続するワイヤボンディング装置であって、前記ワイヤに
対して前記第1の位置および前記第2の位置とにボンデ
ィング動作を行うボンディングアームと、ボンディング
荷重パターン生成部を有し、前記ボンディング荷重パタ
ーン生成部によりワイヤ材質およびワイヤ先端ボール径
に応じた最適なボンディング荷重パターンを生成し前記
荷重パターンに対応した荷重を前記ボンディングアーム
に印加することを特徴とするワイヤボンディング装置。
1. A wire bonding apparatus for electrically connecting a first position and a second position of a member to be bonded by a wire made of a conductor, the wire bonding device comprising: A bonding arm for performing a bonding operation to the second position, and bonding
A load pattern generator, and the bonding load pattern
Wire material and wire tip ball diameter
Generate an optimal bonding load pattern according to
The load corresponding to the load pattern is applied to the bonding arm.
A wire bonding device characterized by applying to a wire.
【請求項2】 導体からなるワイヤによって被ボンディ
ング部材の第1の位置と第2の位置との間を電気的に接
続するワイヤボンディング装置であって、 前記ワイヤを案内するキャピラリを有し、前記ワイヤの
先端のボールを前記第1の位置に押圧させかつ前記ワイ
ヤのループ端を前記第2の位置に押圧させて初期つぶれ
過程と圧着過程とからなるボンディング動作を行うボン
ディングアームと、 前記第1の位置および前記第2の位置に対する前記ボン
ディングアームのボンディング荷重を付加するボイスコ
イルと、 前記ボイスコイルを制御し、前記第1の位置および前記
第2の位置の少なくとも一方のボンディング動作におけ
る初期つぶれ過程および圧着過程の少なくとも一方の過
程のボンディング荷重を変化させるボンディング荷重パ
ターン生成部とを有することを特徴とするワイヤボンデ
ィング装置。
2. A wire bonding apparatus for electrically connecting a first position and a second position of a member to be bonded with a wire made of a conductor, the device having a capillary for guiding the wire, A bonding arm for pressing a ball at the tip of the wire to the first position and a loop end of the wire to the second position to perform a bonding operation including an initial crushing process and a crimping process; And a voice coil for applying a bonding load of the bonding arm to the second position, and an initial crushing process in a bonding operation of controlling at least one of the first position and the second position by controlling the voice coil. And a bonding load pattern for changing the bonding load in at least one of the crimping process A wire bonding apparatus comprising: a wire generation unit.
【請求項3】 前記ボンディングアームに対して一定の
ボンディング荷重を加える荷重ばねを有し、前記ボンデ
ィング荷重パターン生成部は前記荷重ばねとの協働によ
る前記被ボンディング部材に対するボンディング荷重を
変化させるようにしたことを特徴とする請求項2記載の
ワイヤボンディング装置。
3. A bonding spring for applying a constant bonding load to the bonding arm, wherein the bonding load pattern generation unit changes the bonding load on the member to be bonded in cooperation with the load spring. The wire bonding apparatus according to claim 2, wherein
【請求項4】 前記ボンディング荷重パターン生成部
は、前記第1の位置および前記第2の位置のそれぞれの
ボンディング動作における前記初期つぶれ過程のボンデ
ィング荷重を変化させるようにしたことを特徴とする請
求項2または3記載のワイヤボンディング装置。
4. The bonding load pattern generation unit is configured to change the bonding load in the initial collapse process in the bonding operation at each of the first position and the second position. 2. The wire bonding device according to 2 or 3.
【請求項5】 前記ボンディング荷重パターン生成部
は、前記第1の位置および前記第2の位置のそれぞれの
ボンディング動作における前記圧着過程のボンディング
荷重を変化させるようにしたことを特徴とする請求項2
または3記載のワイヤボンディング装置。
5. The bonding load pattern generation unit is configured to change the bonding load in the crimping process in the bonding operation at each of the first position and the second position.
Alternatively, the wire bonding apparatus described in 3.
【請求項6】 前記ボンディング荷重パターン生成部
は、前記第1の位置および前記第2の位置のそれぞれの
ボンディング動作における前記初期つぶれ過程および前
記圧着過程のそれぞれのボンディング荷重を変化させる
ようにしたことを特徴とする請求項2または3記載のワ
イヤボンディング装置。
6. The bonding load pattern generation unit is configured to change a bonding load in each of the initial crushing process and the crimping process in each bonding operation at the first position and the second position. The wire bonding device according to claim 2 or 3, characterized in that:
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