JP2537656B2 - Wire bonding equipment - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ワイヤボンディング技術、特に、ボンダビ
リティーの改善技術に関し、例えば、半導体装置の製造
工程において、ペレットとリードとを電気的に接続する
のに利用して有効な技術に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a wire bonding technique, in particular, a bondability improving technique. For example, in a manufacturing process of a semiconductor device, a pellet and a lead are electrically connected. Related to effective technology to do.
半導体装置の製造工程において、ペレットとリードを
電気的に接続するワイヤボンディング装置として、実開
昭58−169918号公報に示されているように、ワイヤの先
端に放電電極によるアーク放電を利用してボールを溶融
形成し、このボールを被ボンディング体に熱圧着してワ
イヤの接続を行うようにしたワイヤボンディング装置で
あって、前記ワイヤの先端と、このワイヤ先端に対向す
るよに配置される放電用の電極との間の雰囲気を還元性
ガス雰囲気に保持することができるように構成されてい
るものがある。In a semiconductor device manufacturing process, as a wire bonding device for electrically connecting a pellet and a lead, as disclosed in Japanese Utility Model Publication No. Sho 58-169918, an arc discharge by a discharge electrode is used at the tip of a wire. A wire bonding apparatus in which a ball is formed by melting, and the ball is thermocompression-bonded to an object to be bonded to connect a wire, wherein the tip of the wire and an electric discharge arranged so as to face the tip of the wire. Some of them are configured so that the atmosphere between them and the electrodes for use can be kept in a reducing gas atmosphere.
そして、このようなワイヤボンディング装置において
は、前記放電電極はタングステン（Ｗ）またはトリア
（Th2O3）を2.2％以下含有するトリア入りタングステン
合金により形成されている。In such a wire bonding apparatus, the discharge electrode is formed of a thoria-containing tungsten alloy containing 2.2% or less of tungsten (W) or thoria (Th 2 O 3 ).
しかし、このようなワイヤボンディング装置において
は、銅系材料からなるワイヤ（以下、銅ワイヤとい
う。）が使用される場合、ボール形成時に溶けた銅や、
炭素の微粒子が飛散して放電電極の表面に付着堆積する
ため、5000回程度の放電回数の後、放電電極の表面全体
が銅被幕で被覆されることにより、次のような問題点が
発生することが、本発明者によって明らかにされた。However, in such a wire bonding apparatus, when a wire made of a copper-based material (hereinafter referred to as a copper wire) is used, copper melted during ball formation,
Since carbon particles scatter and adhere to and deposit on the surface of the discharge electrode, the following problems occur because the entire surface of the discharge electrode is covered with a copper curtain after about 5000 discharges. It was made clear by the present inventor.
（１）放電電極には、アーク放電回数、１万５千〜２万
回で異物が付着堆積し、放電が不安定となるため、この
放電電極の表面に付着堆積した異物除去のために、やす
りによる電極表面研磨作業や、アルコールによる洗浄作
業等のようなメンテナンスが必要になり、生産性の低下
が招来される。(1) Since foreign matter adheres to and accumulates on the discharge electrode after 15,000 to 20,000 times of arc discharge, the discharge becomes unstable. Therefore, in order to remove the foreign matter adhered and accumulated on the surface of the discharge electrode, Maintenance such as polishing of the electrode surface with a file and cleaning with alcohol is required, resulting in a decrease in productivity.
（２）アーク放電が不安定になると、ボール形状にばら
つきが発生するため、圧着形状不良、圧着径のばらつき
等のようなボンダビリティーの低下が発生し、製造歩留
りの低下、並びに製品の品質および信頼性の低下が発生
する。(2) When the arc discharge becomes unstable, variations in ball shape occur, resulting in reduced bondability such as defective crimp shape, variation in crimp diameter, etc., reduced manufacturing yield, and product quality. And the reliability is lowered.
本発明の目的は、放電電極の飛散微粒子の付着堆積に
よるボンダビリティーの低下を防止することができるワ
イヤボンディング技術を提供することにある。An object of the present invention is to provide a wire bonding technique capable of preventing a decrease in bondability due to deposition and accumulation of scattered fine particles on a discharge electrode.
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 are as follows.
It will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
本願において開示される発明のうち代表的なものの概
要を説明すれば、次の通りである。The typical ones of the inventions disclosed in the present application will be outlined as follows.
すなわち、ワイヤの先端にボールを溶融形成するため
の放電電極をイットリア入りタングステン、またはラン
タナ入りタングステンを用いて形成したものである。That is, a discharge electrode for melting and forming a ball is formed at the tip of the wire by using yttria-containing tungsten or lantana-containing tungsten.
ワイヤボンディング作業中の放電時において、ワイヤ
にボールが溶融形成されるとともに、溶融したワイヤか
らワイヤの素材や炭素が放電の衝撃等によって微粒子と
なって飛散し、放電電極の表面に付着し堆積して行く。During discharge during wire bonding work, balls are melted and formed on the wire, and the material and carbon of the wire are scattered from the melted wire into fine particles due to the impact of discharge, and adhere to and deposit on the surface of the discharge electrode. Go.
そして、タングステンまたはトリア入りタングステン
合金によって形成されている従来の放電電極の場合、放
電回数にして１万５千〜２万回程度で、放電電極の表面
に銅被膜が形成され、その結果、放電アークのスタート
性が不安定になる。これは次のようあな理由によると、
考えられる。すなわち、タングステンは熱陰極であり、
放電アークのスタート性に優れているが、銅は冷陰極で
あり、アークスタート性が劣る。このため、放電電極に
銅被膜が形成されると、放電電極が冷陰極傾向となり、
そのアークスタート性が低下してしまう。In the case of a conventional discharge electrode formed of tungsten or a tungsten alloy containing thoria, a copper coating is formed on the surface of the discharge electrode after about 15,000 to 20,000 discharges, resulting in discharge. The startability of the arc becomes unstable. This is due to the following reasons:
Conceivable. That is, tungsten is a hot cathode,
The discharge arc has excellent startability, but copper is a cold cathode and arc startability is poor. Therefore, when the copper film is formed on the discharge electrode, the discharge electrode tends to be a cold cathode,
The arc start property is deteriorated.
これに対して、前記した手段によれば、放電電極の表
面に銅被膜が形成され難くなるため、アークスタート性
の低下が抑止ないしは抑制されることになる。したがっ
て、放電電極とワイヤとの間において、適当な放電状態
が確保される。その結果、所定の放電エネルギが確保さ
れるため、適正なボールが形成され、良好なボンダビリ
ティーが確保されることになる。On the other hand, according to the above-mentioned means, it becomes difficult to form the copper coating on the surface of the discharge electrode, so that the deterioration of the arc startability is suppressed or suppressed. Therefore, an appropriate discharge state is secured between the discharge electrode and the wire. As a result, since a predetermined discharge energy is secured, an appropriate ball is formed and good bondability is secured.
第１図は本発明の一実施例であるワイヤボンディング
装置を示す正面図、第２図はその作用を説明するための
拡大部分斜視図、第３図は同じく線図である。FIG. 1 is a front view showing a wire bonding apparatus which is an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged partial perspective view for explaining the action, and FIG. 3 is a similar diagram.
本実施例において、本発明に係るワイヤボンディング
装置は被ボンディング物としての半導体装置１における
ペレット２の電極パッド2aと、リードフレーム３の各リ
ード４との間に銅ワイヤ５をそれぞれ橋絡させることに
より、ペレット２と各リードとを電気的に接続するよう
に構成されている。In this embodiment, the wire bonding apparatus according to the present invention bridges the copper wire 5 between the electrode pad 2a of the pellet 2 and each lead 4 of the lead frame 3 in the semiconductor device 1 as an object to be bonded. Thus, the pellet 2 and each lead are electrically connected.
このワイヤボンディング装置はフィーダ６を備えてお
り、フィーダ６はリードフレーム３を長手方向について
摺動自在に保持して、リードフレーム３のピッチをもっ
て進歩送りし得るように構成されている。フィーダ６に
はヒートブロック７がリードフレーム３を加熱し得るよ
うに設備されている。フィーダ６のボンディングステー
ジの外部にはXYテーブル８がXY方向に移動し得るように
設備されており、XYテーブル８上にはボンディングヘッ
ド９が搭載されている。ボンディングヘッド９にはボン
ディングアーム10が基端を回転自在に軸支されて支持さ
れており、このアーム10の先端にはキャピラリー11が固
設されている。ボンディングアーム10はカム機構（図示
せず）により駆動されるように構成されており、この駆
動によってキャピラリー11は上下動されるようになって
いる。また、ボンディングヘッド９には超音波発振装置
（図示せず）がボンディングアーム10を通じてキャピラ
リー11を超音波振動させるように設備されている。This wire bonding apparatus is provided with a feeder 6, which is configured to hold the lead frame 3 slidably in the longitudinal direction and to advance the lead frame 3 at the pitch of the lead frame 3. A heat block 7 is installed in the feeder 6 so as to heat the lead frame 3. An XY table 8 is installed outside the bonding stage of the feeder 6 so as to be movable in the XY directions, and a bonding head 9 is mounted on the XY table 8. A bonding arm 10 is rotatably supported at its base end by the bonding head 9, and a capillary 11 is fixed to the tip of this arm 10. The bonding arm 10 is configured to be driven by a cam mechanism (not shown), and the capillary 11 is vertically moved by this driving. An ultrasonic oscillator (not shown) is installed in the bonding head 9 to ultrasonically vibrate the capillary 11 through the bonding arm 10.
ボンディングアーム10の上側には一対のクランパアー
ム12、13が電磁プランジャ機構等のような適当な手段
（図示せず）により作動されるように設備されており、
両アーム12、13の各先端はキャピラリー11の真上位置に
配されてクランパ14を構成している。クランパ14にはリ
ール（図示せず）から繰り出される銅ワイヤ素材（後記
する。）がガイド15を介して挿通されており、銅ワイヤ
素材はさらにキャピラリー11に挿通されている。On the upper side of the bonding arm 10, a pair of clamper arms 12 and 13 is provided so as to be operated by an appropriate means (not shown) such as an electromagnetic plunger mechanism,
The tips of both arms 12 and 13 are arranged directly above the capillary 11 to form a clamper 14. A copper wire material (described later) fed from a reel (not shown) is inserted into the clamper 14 via a guide 15, and the copper wire material is further inserted into the capillary 11.
キャピラリー11の近傍には、放電電極16が独立して設
備されており、この放電電極16はイットリア（Y2O3）を
1.7〜2.,2％含有するイットリア入りタングステン合金
を用いて形成されている。この放電電極16はその上端部
が回転自在に軸支されることにより、その先端部がキャ
ピラリー11の下方位置、すなわち、銅ワイヤ素材の先端
の真下位置と、キャピラリー11の側方位置（退避位置）
との間を移動されるように構成されている。また、この
電極16と前記クランパ14との間には電源回路17が接続さ
れており、放電電極16と銅ワイヤ素材の間で放電アーク
が生成されるようになっている。A discharge electrode 16 is independently installed near the capillary 11, and the discharge electrode 16 is a yttria (Y 2 O 3 ).
It is formed using a yttria-containing tungsten alloy containing 1.7 to 2.2%. The upper end of the discharge electrode 16 is rotatably supported, so that the tip of the discharge electrode 16 is located below the capillary 11, that is, directly below the tip of the copper wire material and at the side of the capillary 11 (the retracted position). )
It is configured to be moved between and. A power supply circuit 17 is connected between the electrode 16 and the clamper 14 so that a discharge arc is generated between the discharge electrode 16 and the copper wire material.
ワイヤボンディング装置は第１図に示されているよう
に、銅ワイヤ素材の先端で生成されるボールの周囲にガ
スを供給することにより、ガス雰囲気を形成するための
チューブ18を備えており、このガス供給手段としてのチ
ューブ18は下端の吹き出し口がキャピラリー11の下方位
置を向くようにそれぞれ取り付けられている。チューブ
18には還元作用のあるガスG1、例えば、窒素ガスと水素
ガスとの混合ガス等を供給するためのガス供給源19が接
続されており、チューブ18の内部にはガス加熱手段とし
てのヒータ20が絶縁テープを挟設されて挿入されてい
る。このヒータ20はガス供給源19から供給されたガスG1
をチューブ18とヒータ20との隙間を通過する際に加熱す
ることにより、所定の温度に制御し得るように構成され
ている。As shown in FIG. 1, the wire bonding apparatus is provided with a tube 18 for forming a gas atmosphere by supplying gas around the ball generated at the tip of the copper wire material. The tubes 18 as gas supply means are attached so that the outlets at the lower ends thereof face the positions below the capillaries 11. tube
A gas G 1 having a reducing action, for example, a gas supply source 19 for supplying a mixed gas of nitrogen gas and hydrogen gas or the like is connected to 18, and a heater as a gas heating means is provided inside the tube 18. 20 is inserted with insulating tape sandwiched. This heater 20 is a gas G 1 supplied from a gas supply source 19.
Is heated so as to pass through a gap between the tube 18 and the heater 20, so that the temperature can be controlled to a predetermined temperature.
一方、フィーダ６の底部には、リードフレームの酸化
を防止するための還元性ガス（以下、リードフレーム酸
化防止用ガスという。）G2を供給する手段としての還元
性ガス供給装置31が設備されており、この供給装置31は
吹出口32を備えている。吹出口32はリードフレーム３の
周囲にリードフレーム酸化防止用ガスG2を緩やかに吹き
出し得るように、フィーダ６の上面に複数個開設されて
おり、この吹出口32群にはガス供給路33が接続されてい
る。ガス供給路33はガス供給ユニット34に接続されてお
り、ガス供給ユニット34は還元性ガス、例えば、窒素お
よび水素から成る混合ガスを、予め設定された流量をも
って供給し得るように構成されている。On the other hand, at the bottom of the feeder 6, a reducing gas supply device 31 as a means for supplying a reducing gas (hereinafter, referred to as a lead frame oxidation preventing gas) G 2 for preventing the oxidation of the lead frame is installed. The supply device 31 is provided with an outlet 32. A plurality of air outlets 32 are provided on the upper surface of the feeder 6 so that the lead frame oxidation preventing gas G 2 can be gently blown around the lead frame 3, and a gas supply passage 33 is provided in the air outlets 32. It is connected. The gas supply path 33 is connected to the gas supply unit 34, and the gas supply unit 34 is configured to be able to supply a reducing gas, for example, a mixed gas of nitrogen and hydrogen at a preset flow rate. .
そして、フィーダ６上にはカバー35がフィーダ６を送
られるリードフレーム３を略全体にわたって被覆するよ
うに設備されており、このカバー35はリードフレーム３
の周囲に供給された酸化防止用ガスG2をリードフレーム
３の周囲に可及的に停滞させるようになっている。カバ
ー35には窓孔36がキャピラリー11の真下におけるボンデ
ィングステージとなる位置に配されて、ワイヤボンディ
ングを実施し得る大きさの略正方形形状に開設されてい
る。この窓孔36には略正方形枠形状に形成されたリード
フレーム押さえ具37が昇降自在に嵌合されており、この
押さえ具37はカム機構等のような適当な駆動装置（図示
せず）によりフィーダ６の間欠送り作動に連携して上下
動するように構成されている。すなわち、この押さえ具
37はワイヤボンディングが実施される時にリードフレー
ム３を上から押さえることにより、リードフレームの遊
動を防止するように構成されている。A cover 35 is provided on the feeder 6 so as to cover the lead frame 3 to which the feeder 6 is fed, almost entirely. The cover 35 covers the lead frame 3.
The antioxidant gas G 2 supplied to the periphery of the lead frame 3 is made to stay around the lead frame 3 as much as possible. A window hole 36 is arranged in the cover 35 at a position to be a bonding stage directly under the capillary 11, and is formed in a substantially square shape having a size capable of performing wire bonding. A lead frame retainer 37 formed in a substantially square frame shape is fitted in the window hole 36 so as to be movable up and down. The retainer 37 is driven by an appropriate drive device (not shown) such as a cam mechanism. It is configured to move up and down in cooperation with the intermittent feeding operation of the feeder 6. That is, this presser
37 is configured to prevent the lead frame from floating by pressing the lead frame 3 from above when wire bonding is performed.
次に前記構成にかかるワイヤボンディング装置による
ワイヤボンディング方法を説明する。Next, a wire bonding method using the wire bonding apparatus having the above configuration will be described.
ここで、本実施例においては、ペレットの電極パッド
とリードとを電気的に接続する銅ワイヤを構成するため
の素材として、銅の純度（99.999％以上）が高い銅ワイ
ヤ素材21が使用される。銅ワイヤ素材21は断面略真円形
の極細線形状に引き抜き成形され、その太さはキャピラ
リー11の挿通孔の内径よりも若干細めで、橋絡された後
の銅ワイヤ５におけるループの剛性、および電気抵抗が
充分に確保される値に設定されている。この銅ワイヤ素
材21は第１図に示されているように、ガイド15およびク
ランパ14を介してキャピラリー11の挿通孔に予め挿通さ
れる。Here, in the present embodiment, a copper wire material 21 having a high copper purity (99.999% or more) is used as a material for forming a copper wire that electrically connects the electrode pad of the pellet and the lead. . The copper wire material 21 is formed by drawing into an ultrafine wire having a substantially circular cross section, and its thickness is slightly smaller than the inner diameter of the insertion hole of the capillary 11, and the rigidity of the loop in the copper wire 5 after bridging, and It is set to a value that ensures sufficient electrical resistance. As shown in FIG. 1, the copper wire material 21 is previously inserted into the insertion hole of the capillary 11 via the guide 15 and the clamper 14.
ペレット２がボンディングされているリードフレーム
３がフィーダ６におけるボンディングステージに供給さ
れると、窓孔36内においてリードフレーム押さえ具37が
下降されてリードフレーム３が押さえつけられる。続い
て、XYテーブル８が適宜移動される。When the lead frame 3 to which the pellets 2 are bonded is supplied to the bonding stage in the feeder 6, the lead frame retainer 37 is lowered in the window hole 36 to retain the lead frame 3. Then, the XY table 8 is moved appropriately.
一方、キャピラリー11においては、放電電極16が銅ワ
イヤ素材21の下端に接近されるとともに、電源回路17が
閉じられることにより、銅ワイヤ素材21の先端に略真球
形状のボール22が溶融形成される。このとき、チューブ
18から還元性ガスG1が供給され、銅ワイヤ素材21と電極
16との間が還元性ガス雰囲気に保持される。この還元性
ガスG1はチューブ18の内部の途中に介設されているヒー
タ20により所定温度になるように加熱制御されるため、
ガス雰囲気は所定の温度範囲内になり、銅ワイヤ素材21
の先端に形成されるボール22の温度の急激な低下が防止
される。その結果、還元性ガスG1が溶融したボール22に
吹き付けられても、ボール22の硬度が高くなることはな
い。On the other hand, in the capillary 11, the discharge electrode 16 approaches the lower end of the copper wire material 21 and the power supply circuit 17 is closed, so that a substantially spherical ball 22 is melted and formed at the tip of the copper wire material 21. It At this time, the tube
Reducing gas G 1 is supplied from 18, copper wire material 21 and electrode
The space between 16 and 16 is maintained in a reducing gas atmosphere. This reducing gas G 1 is heated and controlled to a predetermined temperature by a heater 20 provided midway inside the tube 18,
The gas atmosphere is within the specified temperature range and the copper wire material 21
It is possible to prevent the temperature of the ball 22 formed at the tip of the ball from dropping sharply. As a result, even if the reducing gas G 1 is blown onto the molten balls 22, the hardness of the balls 22 does not increase.
続いて、キャピラリー11がボンディンアーム10を介し
てボンディングヘッド９により下降され、銅ワイヤ素材
21の先端部に形成されたボール22が、ペレット２におけ
る複数個の電極パッド2aのうち、最初にボンディングす
る電極パッド（以下、特記しない限り、単に、パッドと
いう。）に押着される。このとき、押着されるキャピラ
リー11に超音波振動が付勢されるとともに、ペレット２
がヒートブロック32によって加熱されているため、ボー
ル22はペレット２のパッド2a上に超音波熱圧着される。
そして、ボール22はガス雰囲気を所定の温度範囲に保た
れることにより、硬くなることを抑制されているため、
良好なボンダビリティーをもってボンディングされるこ
とになる。Then, the capillary 11 is lowered by the bonding head 9 through the bondin arm 10, and the copper wire material is
The ball 22 formed at the tip portion of 21 is pressed onto the electrode pad to be bonded first among the plurality of electrode pads 2a of the pellet 2 (hereinafter, simply referred to as a pad unless otherwise specified). At this time, ultrasonic vibration is applied to the capillaries 11 to be pressed and the pellets 2
Is heated by the heat block 32, the balls 22 are ultrasonically thermocompression bonded onto the pads 2a of the pellet 2.
Then, the ball 22 is suppressed from becoming hard by keeping the gas atmosphere in a predetermined temperature range,
It will be bonded with good bondability.
ところで、銅ワイヤ素材が使用されている場合、銅は
酸化され易く、かつ比較的硬いため、第１ボンディング
におけるボンダビリティーが低下する。すなわち、溶融
中に銅ワイヤ素材の表面に酸化膜が形成されると、溶融
が不均一になり、ボールの形状が不適正になる。また、
ボールの表面に酸化膜が形成されると、電極パッドとの
金属結合性が低下する。そこで、ボール生成時に還元性
ガスを供給することにより、ボールの酸化を防止するこ
とが考えられる。By the way, when a copper wire material is used, copper is easily oxidized and is relatively hard, so that bondability in the first bonding is deteriorated. That is, when an oxide film is formed on the surface of the copper wire material during melting, the melting becomes non-uniform and the shape of the ball becomes incorrect. Also,
When the oxide film is formed on the surface of the ball, the metal bondability with the electrode pad is deteriorated. Therefore, it is conceivable to prevent the balls from oxidizing by supplying a reducing gas when the balls are produced.
ところが、ボール生成時に還元性ガスが吹き付けられ
ると、ボールが急冷却されて硬くなる。そして、ボール
が硬いと、熱圧着時における形状が悪くなるばかりでな
く、接着性が低下するという問題点があることが、本発
明者によって明らかにされた。However, when the reducing gas is blown during the ball formation, the ball is rapidly cooled and becomes hard. The present inventors have revealed that if the ball is hard, not only the shape during thermocompression bonding becomes poor, but also the adhesiveness deteriorates.
しかし、本実施例においては、ボール22の生成時に、
ガス雰囲気が所定温度範囲になるように加熱制御された
還元性ガスG2がボール22の周囲に供給されるため、銅ワ
イヤ素材21が使用される場合であっても、良好なボンダ
ビリティーが実現される。However, in the present embodiment, when the ball 22 is generated,
Since the reducing gas G 2 heated and controlled so that the gas atmosphere is in the predetermined temperature range is supplied around the balls 22, good bondability is obtained even when the copper wire material 21 is used. Will be realized.
すなわち、銅ワイヤ素材21のボール22は還元性ガスG1
の雰囲気中で生成されるため、溶融中、その銅表面に酸
化膜が形成されることはない。その結果、銅ワイヤ素材
21の先端は内部および表面全体が溶融されるため、均一
な表面張力が発生して真球度の高いボール22が形成され
ることになる。That is, the balls 22 of the copper wire material 21 have the reducing gas G 1
Since it is generated in the atmosphere, the oxide film is not formed on the copper surface during melting. As a result, copper wire material
Since the inside and the entire surface of the tip of 21 are melted, a uniform surface tension is generated and a ball 22 having a high sphericity is formed.
また、還元性ガスだけであると、溶融されたボール22
が雰囲気によって急冷却されて硬くなる傾向を示すが、
還元性ガス雰囲気は、ガス供給源20から供給されるガス
をヒータ19で加熱制御されることによって所定温度範囲
内に維持されているため、ボール22は還元性ガスG1によ
って加熱されて適度な硬度を維持することになる。この
とき、還元性ガスは高温であると、還元作用が高められ
るため、前記酸化膜形成防止効果は一層高められること
になる。Also, if only reducing gas is used, the molten balls 22
Shows a tendency to harden due to rapid cooling due to the atmosphere,
Since the reducing gas atmosphere is maintained within a predetermined temperature range by heating the gas supplied from the gas supply source 20 with the heater 19, the balls 22 are heated by the reducing gas G 1 and have an appropriate temperature. The hardness will be maintained. At this time, if the reducing gas is at a high temperature, the reducing action is enhanced, so that the oxide film formation preventing effect is further enhanced.
このようにして、ボール22は酸化膜を形成されずに真
球度が高く、かつ、適度な硬度を維持しているため、銅
ワイヤ素材21であっても良好なボンダビリティーをもっ
てペレット２のパッド上にボンディングされることにな
る。In this way, the ball 22 has a high sphericity without forming an oxide film and maintains an appropriate hardness, so that even the copper wire material 21 has a good bondability with the pellet 2. It will be bonded on the pad.
ここで、銅ワイヤ素材を用いて第１ボンディング部を
形成する場合において、良好なボンダビリティーが得ら
れる温度範囲は、キャピラリー下方のボール周囲の温度
で、100℃〜200℃であることを、本発明者らは実験的に
より明らかにした。すなわち、純度99.999％の銅ワイヤ
素材を使用して放電電極によりボールを溶融形成させた
場合、加熱の効果は次のようになる。ガス雰囲気の温度
100℃以上でボールの硬度は低下され始める。温度200℃
までは温度上昇するにつれてボール硬度は低下される。
温度200℃になると、ボール硬度の低下は略飽和状態と
なる。そして、ガス雰囲気の温度が200℃を越える場
合、高温度になったガスによってキャピラリー先端およ
びワイヤが過剰に加熱されることになるため、ボンディ
ングを繰り返すことによりキャピラリー内部、キャピラ
リー先端部の表面の汚れが増加する。したがって、還元
性ガスが200℃を越えて加熱されることは望ましくな
い。Here, in the case of forming the first bonding portion using the copper wire material, the temperature range in which good bondability is obtained is 100 ° C. to 200 ° C. around the ball below the capillary. The present inventors have clarified it experimentally. That is, when a ball is melted and formed by a discharge electrode using a copper wire material having a purity of 99.999%, the heating effect is as follows. Temperature of gas atmosphere
Above 100 ° C, the hardness of the ball begins to drop. Temperature 200 ℃
The ball hardness decreases as the temperature rises.
When the temperature reaches 200 ° C, the decrease in ball hardness becomes almost saturated. If the temperature of the gas atmosphere exceeds 200 ° C, the high temperature gas will overheat the tip of the capillary and the wire, so repeating the bonding will contaminate the inside of the capillary and the surface of the tip of the capillary. Will increase. Therefore, it is undesirable for the reducing gas to be heated above 200 ° C.
そこで、銅ワイヤ素材を用いてネイルヘッドボンディ
ングする場合、ボール周囲における還元性ガス雰囲気の
温度が100℃〜200℃の範囲内になるように、還元性ガス
をヒータによって加熱制御することにより、良好なボン
ダビリティーを得ることができる。Therefore, when performing nail head bonding using a copper wire material, it is preferable to control the heating of the reducing gas with a heater so that the temperature of the reducing gas atmosphere around the ball is within the range of 100 ° C to 200 ° C. You can get good bondability.
第１ボンディング部が形成された後、キャピラリー11
がXYテーブル８およびボンディングヘッド９により３次
元的に相対移動され、複数本のリード４のうち、最初に
第２ボンディングすべきリード（以下、特記しない限
り、単にリードとする。）の先端部に銅ワイヤ素材21の
中間部が押着される。このとき、キャピラリー11に超音
波振動が付勢されるとともに、リードがヒートブロック
７により加熱されているため、銅ワイヤ素材21の押着部
はリード上に超音波熱圧着され、もって、第２ボンディ
ング部が形成される。After the first bonding portion is formed, the capillary 11
Is relatively three-dimensionally moved by the XY table 8 and the bonding head 9, and is first attached to the tip of the lead to be secondly bonded (hereinafter, simply referred to as lead unless otherwise specified) among the plurality of leads 4. The middle portion of the copper wire material 21 is pressed. At this time, since ultrasonic vibration is applied to the capillary 11 and the lead is heated by the heat block 7, the pressing portion of the copper wire material 21 is ultrasonically thermocompression-bonded onto the lead, so that the second A bonding part is formed.
そして、前記ボンディング作業中、フィーダ６の上面
に開設された吹出口32からリードフレーム酸化防止用還
元性ガスG2が常時吹き出されているため、リードフレー
ム３は還元性ガス雰囲気内に浸漬されている。このと
き、還元性ガス雰囲気はフィーダ６上に敷設されたカバ
ー35によって被覆されているため、この還元性ガスG2は
リードフレーム３およびペレット２を効果的に包囲する
ことになる。したがって、リードフレーム等の酸化は確
実に防止されている。During the bonding operation, the lead frame 3 is immersed in the reducing gas atmosphere because the reducing gas G 2 for preventing lead frame oxidation is constantly blown from the air outlet 32 formed on the upper surface of the feeder 6. There is. At this time, since the reducing gas atmosphere is covered with the cover 35 laid on the feeder 6, the reducing gas G 2 effectively surrounds the lead frame 3 and the pellets 2. Therefore, oxidation of the lead frame and the like is surely prevented.
ところで、リードフレーム３として銅系のリードフレ
ームが使用されている場合、銅は酸化され易く、酸化膜
がボンディング面に厚く形成されるため、第２ボンディ
ングにおけるボンダビリティーが低下する。すなわち、
酸化膜が形成されると、ワイヤとの金属結合性が低下す
るため、ボンダビリティーが低下する。By the way, when a copper-based lead frame is used as the lead frame 3, copper is easily oxidized and an oxide film is formed thick on the bonding surface, so that bondability in the second bonding is deteriorated. That is,
When the oxide film is formed, the metal bondability with the wire is reduced, and thus the bondability is reduced.
しかし、本実施例においては、フィーダ６上がカバー
35により被覆されているとともに、そのカバー内に供給
された還元性ガス雰囲気により、リードフレーム３が包
囲されているため、酸化され易い銅系リードフレームが
使用されていても、その表面に酸化膜が形成されること
はなく、その結果、銅ワイヤ素材21は良好なボンダビリ
ティーをもってリード４上にボンディングされることに
なる。ここで、リードフレーム３は銅系材料を用いて製
作されているため、銅ワイヤ素材21との接合性がきわめ
て良好である。However, in this embodiment, the feeder 6 is covered.
Since the lead frame 3 is covered with 35 and is surrounded by the reducing gas atmosphere supplied into the cover, even if a copper-based lead frame which is easily oxidized is used, an oxide film is formed on the surface thereof. Is not formed, and as a result, the copper wire material 21 is bonded onto the lead 4 with good bondability. Here, since the lead frame 3 is manufactured using a copper-based material, the bondability with the copper wire material 21 is extremely good.
第２ボンディング部が形成されると、クランパ14によ
り銅ワイヤ素材21が把持され、クランパ14がキャピラリ
ー11と共に第２ボンディン部から相対的に離反移動され
る。この離反移動により、銅ワイヤ素材21は第２ボンデ
ィング部から引き千切られる。これにより、ペレット２
の電極パッドとリードとの間には銅ワイヤ５が橋絡され
ることになる その後、第２ボンディング作業を終えた銅ワイヤ素材
21に対するクランパ14の把持が解除されるとともに、キ
ャピラリー11が若干上昇されることにより、銅ワイヤ素
材21の先端部がボール22の成形に必要な長さだけ相対的
に突き出される（所謂、テール出し動作である。）。When the second bonding portion is formed, the copper wire material 21 is gripped by the clamper 14, and the clamper 14 is moved together with the capillary 11 away from the second bonder portion. By this separating movement, the copper wire material 21 is torn off from the second bonding portion. This allows the pellet 2
The copper wire 5 is bridged between the electrode pad and the lead of the copper wire material after the second bonding work is finished.
When the clamper 14 is released from the clamp 21 and the capillary 11 is slightly raised, the tip end of the copper wire material 21 is relatively projected by the length required for forming the ball 22 (so-called tail). It is a putting out operation.)
以降、前記作動が繰り返し実施されることにより、残
りの電極パッドと各リードとの間に銅ワイヤ５が順次橋
絡されて行く。After that, by repeating the above operation, the copper wire 5 is sequentially bridged between the remaining electrode pad and each lead.
その後、一つのペレット２についてのワイヤボンディ
ング作業が終了すると、押さえ具37が上昇され、ペレッ
ト２がボンディングステージの所へ位置するようにリー
ドフレーム３が１ピッチ送られる。以後、各ペレット２
について前記ワイヤボンディング作業が順次実施されて
行く。After that, when the wire bonding work for one pellet 2 is completed, the pressing member 37 is raised and the lead frame 3 is fed by one pitch so that the pellet 2 is positioned at the bonding stage. After that, each pellet 2
The wire bonding work is sequentially performed.
ちなみに、本実施例においては、ボンディング工具と
して、指向性のないキャピラリー11が使用されているた
め、各銅ワイヤ５の架橋方向が交差する場合であって
も、リードフレームとボンディングアームとを相対的に
回動させずに済む。したがって、ワイヤボンディング装
置の構造を簡単化させることができる ところで、前述したようなワイヤボンディング作業に
おいて、銅ワイヤ素材21にボール22を溶融形成させるた
めに、放電電極16と銅ワイヤ素材21との間へ高電圧が印
加されることによって放電電極16と銅ワイヤ素材21の先
端との間にアーク放電が形成されると、銅ワイヤ素材21
の先端部が溶融されるとともに、第２図に示されている
きょうに、その銅ワイヤ素材21の銅がアーク放電の衝撃
等により微粒子23となって飛散される。このようにして
飛散した銅微粒子23は、銅ワイヤ素材21に比較的微小な
間隔をもって対向している放電電極16の表面に付着し易
い。そして、ワイヤボンディング作業の継続に伴って、
このほうな銅微粒子23の付着現象が継続されるため、放
電電極16の表面に銅微粒子23が堆積して行き、銅微粒子
層からなる銅被膜24が形成されてしまう。By the way, in this embodiment, since the capillary 11 having no directivity is used as the bonding tool, even if the bridging directions of the copper wires 5 cross each other, the lead frame and the bonding arm are relatively moved. It does not need to be rotated to. Therefore, the structure of the wire bonding apparatus can be simplified. In the wire bonding operation as described above, in order to melt and form the balls 22 on the copper wire material 21, the discharge electrode 16 and the copper wire material 21 must be separated from each other. When an arc discharge is formed between the discharge electrode 16 and the tip of the copper wire material 21 by applying a high voltage to the copper wire material 21.
2 is melted and, as shown in FIG. 2, the copper of the copper wire material 21 is scattered as fine particles 23 due to the impact of arc discharge. The copper fine particles 23 thus scattered easily adhere to the surface of the discharge electrode 16 facing the copper wire material 21 with a relatively small space. And as the wire bonding work continues,
Since the adhesion phenomenon of the copper fine particles 23 like this continues, the copper fine particles 23 are deposited on the surface of the discharge electrode 16, and the copper coating film 24 composed of the copper fine particle layer is formed.
その結果、放電電極16の表面が銅被膜24によって広く
被覆されてしまうと、放電電極16と銅ワイヤ素材21の先
端との間において、放電のスタート性が低下することに
よりアーク放電が適正に形成されなくなるため、銅ワイ
ヤ素材21の先端部における溶融が不充分になる等の理由
により、銅ワイヤ素材21の先端部に形成されるボール22
の直径Ｄが小さくなり、第１ボンディングにおけるボン
ダビリティーが低下するという問題点があることが、本
発明者によって明らかにされた。As a result, if the surface of the discharge electrode 16 is widely covered with the copper coating 24, the arc discharge is properly formed between the discharge electrode 16 and the tip of the copper wire material 21 because the startability of the discharge is reduced. Therefore, due to insufficient melting at the tip of the copper wire material 21, the balls 22 formed at the tip of the copper wire material 21 are not formed.
The present inventor has revealed that there is a problem that the diameter D becomes smaller and bondability in the first bonding decreases.
アークスタート性が不安定になるのは次のような理由
によると考えられる。すなわち、タンスグテンは熱陰極
であり、放電アークのスタート性に優れているが、銅は
冷陰極であり、アークスタート性が劣る。このため、放
電電極に銅被膜が形成されると、放電電極が冷陰極傾向
になり、そのアークスタート性が低下してしまう。The reason why the arc start property becomes unstable is considered to be as follows. That is, Tangsugten is a hot cathode and is excellent in the starting property of the discharge arc, but copper is a cold cathode and is inferior in the arc starting property. For this reason, when the copper film is formed on the discharge electrode, the discharge electrode tends to be a cold cathode, and its arc startability deteriorates.
実験によれば、トリア（ThO2）を2.2％含有するタン
グステン合金により形成された従来の放電電極の場合、
第３図に示されているように、約5000回のボール生成作
業により、第１ボンディングにおけるボンダビリティー
が許容ばらつき範囲（66.6±３μｍ）以下に低下した。
すなわち、ボール22の直径の大小のばらつき範囲がきわ
めて大きくなる現象が起こる。According to the experiment, in the case of a conventional discharge electrode formed of a tungsten alloy containing 2.2% of thoria (ThO 2 ),
As shown in FIG. 3, the bondability in the first bonding was lowered to the allowable variation range (66.6 ± 3 μm) or less by the ball generating work about 5000 times.
That is, a phenomenon in which the variation range of the diameter of the ball 22 becomes extremely large occurs.
そこで、ボンダビリティーの低下を回避するために、
放電電極の表面を研磨することにより、放電電極の表面
に形成された銅被膜を除去する作業の施工が必要にな
る。しかし、この放電電極についての研磨作業の施工
は、放電回数が約5000回では高い頻度で必要になるた
め、ワイヤボンディング装置の稼働効率、並びに、ワイ
ヤボンディング作業全体としての作業性が低下されるば
かりでなく、放電電極の寿命が短縮されてしまう結果に
なる。Therefore, in order to avoid a decrease in bondability,
The work of removing the copper coating formed on the surface of the discharge electrode by polishing the surface of the discharge electrode is required. However, the work of polishing the discharge electrode requires a high frequency when the number of discharges is about 5000, so that the operation efficiency of the wire bonding apparatus and the workability of the wire bonding operation as a whole are deteriorated. In addition, the life of the discharge electrode is shortened.
しかし、本実施例のようにイットリア入りタングステ
ン合金を用いて形成された放電電極を使用した場合、第
３図に示されている如く、放電回数が20万回に達して
も、ボール22の直径のばらつき範囲が安定していること
が、実験により明らかになった。ちなみに、ボール22の
直径が安定している場合、第１ボンディングにおけるボ
ンダビリティーが良好になることは、他の実験および実
際のワイヤボンディング作業、その理論等により確認さ
れている。However, when a discharge electrode formed of a yttrium-containing tungsten alloy is used as in this embodiment, as shown in FIG. 3, even if the number of discharges reaches 200,000, the diameter of the ball 22 is reduced. It was clarified by experiments that the variation range of is stable. By the way, it has been confirmed by other experiments and actual wire bonding work, its theory and the like that the bondability in the first bonding is improved when the diameter of the ball 22 is stable.
また、この実験中、次のような現象が観察および認識
された。In addition, the following phenomena were observed and recognized during this experiment.
（１）本実施例の放電電極においては従来の放電電極に
比べて、銅微粒子の付着が減少し、銅被膜の形成がされ
にくくなる。なお、銅微粒子の付着は、その付着により
放電電極の表面が茶色に着色されるため、この着色の変
化を観察することにより、認識した。(1) In the discharge electrode of this embodiment, the adhesion of copper fine particles is reduced and the copper coating is less likely to be formed, as compared with the conventional discharge electrode. The adhesion of the copper fine particles was recognized by observing the change in the coloring because the surface of the discharge electrode was colored brown due to the adhesion.
（２）本実施例の放電電極においては、放電回数が増加
しても放電のスタートがばらつきなく、安定している。(2) In the discharge electrode of the present embodiment, even if the number of discharges increases, the start of discharge is stable and stable.
従来の放電電極においては、放電回数が約5000回を越
えると、放電のスタートがきわめて大きくばらつき、不
安定になって行く。In the conventional discharge electrode, when the number of discharges exceeds about 5000, the start of discharge varies greatly and becomes unstable.
（３）本実施例の放電電極においては、放電回数が増加
しても、放電アーク状態25は細く鮮明（くっきりとした
状態）であり、安定している。(3) In the discharge electrode of this example, the discharge arc state 25 is thin and clear (sharp state) and stable even if the number of discharges increases.
従来の放電電極においては、放電回数が約5000回を越
えると、放電アークの状態は太くなって不鮮明（ぼんや
りとした状態）になり、不安定になって行く。In the conventional discharge electrode, when the number of discharges exceeds about 5000 times, the state of the discharge arc becomes thick and unclear (blurred state) and becomes unstable.
このような現象の認識に基づき、本発明者は次のよう
に考察した。Based on the recognition of such a phenomenon, the present inventor considered as follows.
すなわち、本実施例の放電電極においては、放電アー
クのスタート性が良好であるところから、放電時の銅微
粒子の飛散が少なく、また、放電電極時に付着した銅微
粒子は集中的かつ強力に形成されるアーク放電エネルギ
によって吹き飛ばされるため、本実施例の放電電極表面
に対する銅被膜が形成されにくい。そして、銅被膜が形
成されにくいことにより、放電アークのスタート性の低
下が抑止ないしは抑制されるため、より一層銅被膜が形
成てされにくくなる。That is, in the discharge electrode of this example, since the startability of the discharge arc is good, the scattering of copper fine particles during discharge is small, and the copper fine particles adhered at the time of the discharge electrode are formed intensively and strongly. Since it is blown away by the arc discharge energy, the copper coating is unlikely to be formed on the surface of the discharge electrode of this embodiment. Further, since the copper coating is hard to be formed, the deterioration of the startability of the discharge arc is suppressed or suppressed, so that the copper coating is further hard to be formed.
これに対して、従来の放電電極においては放電アーク
のスタート性が低いところから、銅微粒子の飛散が多
く、しかも、放電電極に付着した銅微粒子は吹き飛ばさ
れないため、銅被膜が形成され易い。そして、銅被膜が
形成され易いことにより、放電アークのスタート性が低
下するため、加速度的に銅被膜が形成され易くなる。On the other hand, in the conventional discharge electrode, since the starting property of the discharge arc is low, the copper fine particles are often scattered, and the copper fine particles attached to the discharge electrode are not blown off, so that the copper coating is easily formed. Then, since the copper coating is easily formed, the startability of the discharge arc is deteriorated, so that the copper coating is easily formed at an accelerated rate.
アークのスタートおよびアークの性状がばらつくと、
放電エネルギの立ち上がり性が低下するため、銅ワイヤ
素材先端部に対するエネルギ供給量が不安定になる等の
理由により、銅ワイヤ素材の先端部に溶融形成されるボ
ールの直径にばらつき範囲がきわめて大きくなってしま
う。When the start of the arc and the properties of the arc vary,
Since the rising property of the discharge energy decreases, the amount of energy supplied to the tip of the copper wire material becomes unstable, and the diameter of the ball melted and formed at the tip of the copper wire material has an extremely large variation range. Will end up.
しかし、本実施例によれば、アークのスタートおよび
アークの性状が安定しているため、ボールの直径におけ
るばらつき範囲は小さく抑制されることになる。However, according to this embodiment, since the start of the arc and the properties of the arc are stable, the variation range in the diameter of the ball can be suppressed to a small range.
なお、ボール形成条件は次の通りである。 The ball forming conditions are as follows.
電流1.6A、電圧1400V、通電時間95μSec、放電ギャッ
プ300μｍ、還元性ガス（アルゴンガス＋７％の水素ガ
ス）流量0.6l/min、使用した銅ワイヤの直径25μｍ。Current 1.6 A, voltage 1400 V, energization time 95 μSec, discharge gap 300 μm, reducing gas (argon gas + 7% hydrogen gas) flow rate 0.6 l / min, diameter of copper wire 25 μm used.
このようにして、本実施例においては、放電電極16の
表面に銅被膜24が形成されるのを抑制することができる
ため、放電電極16についての研磨作業を省略、ないし
は、その作業頻度を減少させることができ、その結果、
ワイヤボンディング装置の稼働効率、および、ワイヤボ
ンディング作業全体としての作業性を高めることがで
き、また、放電電極16についての寿命を延ばすことがで
きる。In this way, in this embodiment, since it is possible to suppress the copper coating 24 is formed on the surface of the discharge electrode 16, the polishing work for the discharge electrode 16 is omitted, or the frequency of the work is reduced. And as a result,
The operation efficiency of the wire bonding apparatus and the workability of the wire bonding operation as a whole can be improved, and the life of the discharge electrode 16 can be extended.
前記実施例によれば次の効果が得られる。 According to the above embodiment, the following effects can be obtained.
（１）放電電極をイットリア入りタングステン合金によ
り構成することにより、ワイヤボンディング作業の継続
に伴って、放電電極の表面にワイヤ素材からの微粒子が
付着するのを抑制することができるため、放電電極とワ
イヤ素材の先端との間に適当なアーク放電状態を常に確
保することにより、ワイヤ素材の先端部に適正な直径の
ボールを形成せしめ、良好なボンダビリティーを確保す
ることができる。(1) Since the discharge electrode is made of a yttria-containing tungsten alloy, it is possible to prevent fine particles from the wire material from adhering to the surface of the discharge electrode as the wire bonding work continues. By always ensuring an appropriate arc discharge state with the tip of the wire material, it is possible to form a ball with an appropriate diameter at the tip of the wire material and to secure good bondability.
（２）放電電極の表面にワイヤ素材の微粒子による被膜
が形成されるのを抑制することにより、放電電極につい
ての研磨作業を省略、ないしは、その作業頻度を減少さ
せることができるため、ワイヤボンディング装置の稼働
効率、および、ワイヤボンディング作業全体としての作
業性を高めることができ、また、放電電極についての寿
命を延ばすことができる。(2) By suppressing the formation of a coating of fine particles of wire material on the surface of the discharge electrode, the work of polishing the discharge electrode can be omitted, or the frequency of the work can be reduced. It is possible to improve the operating efficiency of the above, and the workability of the entire wire bonding work, and it is possible to extend the life of the discharge electrode.
（３）ワイヤの先端にアーク放電によって形成されるボ
ールの周囲に供給されるガスを、そのガス雰囲気が所定
の温度範囲内になるように加熱制御することにより、ボ
ールの硬度を適正に維持させることができるため、その
ボールをペレットのパッド上に良好なボンダビリティー
をもってボンディングさせることができる。(3) The hardness of the ball is properly maintained by heating and controlling the gas supplied around the ball formed by arc discharge at the tip of the wire so that the gas atmosphere is within a predetermined temperature range. Therefore, the ball can be bonded on the pad of the pellet with good bondability.
（４）ガスとして還元性ガスを使用してこれを加熱しボ
ールの周囲に供給することにより、ガスの還元作用を高
めることができるため、酸化膜形成防止効果をいっそう
高めることができる。(4) By using a reducing gas as the gas and heating it and supplying it to the periphery of the ball, the reducing action of the gas can be enhanced, so that the oxide film formation preventing effect can be further enhanced.
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 present invention is not limited to the embodiments and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Nor.
例えば、放電電極はイットリアを1.7〜2.2％含有する
イットリア入りタングステン合金により構成するに限ら
ず、ランタナ（La2O3）を1.7〜2.2％含有するランタナ
入りタングステン合金等により構成してもよい。例え
ば、ランタナ入りタングステン合金による放電電極の場
合、第３図に示されているように所要の効果が得られ
る。For example, the discharge electrode is not limited to the yttria-containing tungsten alloy containing 1.7 to 2.2% of yttria, but may be formed of the lantana-containing tungsten alloy containing 1.7 to 2.2% of lantana (La 2 O 3 ). For example, in the case of a discharge electrode made of a tungsten alloy containing lantana, the required effect can be obtained as shown in FIG.
ワイヤとしては銅ワイヤを使用するに限らず、アルミ
ニュームワイヤ、金ワイヤ、銀ワイヤ、卑金属（base m
etal）ワイヤ等を使用してもよい。Not only copper wire is used as wire, but also aluminum wire, gold wire, silver wire, base metal (base m
et al) Wire or the like may be used.
以上の説明では主として本発明者によってなされた発
明をその背景となった利用分野である超音波熱圧着式ワ
イヤボンディング技術に適用した場合について説明した
が、それに限定されるものではなく、熱圧着式ワイヤボ
ンディング技術等に適用することができる。In the above description, the case where the invention made by the present inventor is mainly applied to the ultrasonic thermocompression bonding wire bonding technology which is the field of application that is the background has been described, but the invention is not limited thereto and the thermocompression bonding is used. It can be applied to wire bonding technology and the like.
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、次の通りであ
る。The following is a brief description of an effect obtained by the representative one of the inventions disclosed in the present application.
放電電極をイットリア入りタングステン合金またはラ
ンタナ入りタングステン合金を用いて構成することによ
り、ワイヤボンディング作業の継続に伴って、放電電極
の表面にワイヤ素材からの微粒子が付着するのを抑制す
ることができるため、放電電極とワイヤ素材の先端との
間に適当なアーク放電状態を常に確保することにより、
ワイヤ素材の先端部に適正な直径のボールを形成せし
め、良好なボンダビリティーを確保することができる。By configuring the discharge electrode using a yttria-containing tungsten alloy or a lantana-containing tungsten alloy, it is possible to suppress the adhesion of fine particles from the wire material to the surface of the discharge electrode as the wire bonding work continues. By always ensuring an appropriate arc discharge state between the discharge electrode and the tip of the wire material,
By forming a ball with an appropriate diameter at the tip of the wire material, good bondability can be secured.
第１図は本発明の一実施例であるワイヤボンディング装
置を示す正面図、 第２図はその作用を説明するための部分斜視図、 第３図は同じく線図である。 １……半導体装置、２……ペレット、３……リードフレ
ーム、４……リード、５……銅ワイヤ、６……フィー
ダ、７……ヒートブロック、８……XYテーブル、９……
ボンディングヘッド、10……ボンディングアーク、11…
…キャピラリー（ボンディングツール）、12、13……ク
ランパアーム、14……クランパ、15……ガイド、16……
放電電極、17……電源回路、18……チューブ（ガス供給
手段）、19……ガス供給源、20……ヒータ（加熱手
段）、21……銅ワイヤ素材、22……ボール、23……銅微
粒子、24……銅被膜、25……アーク放電状態、31……還
元性ガス供給装置、32……吹出口、33……ガス供給路、
34……ガス供給ユニット、35……カバー、36……窓孔、
37……押さえ具。FIG. 1 is a front view showing a wire bonding apparatus which is an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a partial perspective view for explaining the operation thereof, and FIG. 3 is a similar diagram. 1 ... Semiconductor device, 2 ... Pellet, 3 ... Lead frame, 4 ... Lead, 5 ... Copper wire, 6 ... Feeder, 7 ... Heat block, 8 ... XY table, 9 ...
Bonding head, 10 ... Bonding arc, 11 ...
… Capillary (bonding tool), 12, 13 …… Clamper arm, 14 …… Clamper, 15 …… Guide, 16 ……
Discharge electrode, 17 ... Power supply circuit, 18 ... Tube (gas supply means), 19 ... Gas supply source, 20 ... Heater (heating means), 21 ... Copper wire material, 22 ... Ball, 23 ... Copper fine particles, 24 ... Copper coating, 25 ... Arc discharge state, 31 ... Reducing gas supply device, 32 ... Air outlet, 33 ... Gas supply path,
34 …… Gas supply unit, 35 …… Cover, 36 …… Window hole,
37 ... Pressing tool.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大橋 芳雄 群馬県高崎市西横手町111番地 株式会 社日立製作所高崎工場内 (72)発明者 小泉 正博 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社 日立製作所日立研究所内 (56)参考文献 特開 昭51−19479（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−67643（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−136832（ＪＰ，Ａ) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Yoshio Ohashi 111 Nishiyote-cho, Takasaki-shi, Gunma Hitachi Ltd. Takasaki factory (72) Inventor Masahiro Koizumi 4026 Kuji-cho, Hitachi, Ibaraki Hitachi, Ltd. Inside Hitachi Research Laboratory (56) Reference JP-A-51-19479 (JP, A) JP-A-59-67643 (JP, A) JP-A-62-136832 (JP, A)
Claims (3)
の放電電極が、イットリア入りタングステン合金、また
はランタナ入りタングステン合金を用いて形成されてい
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, wherein a discharge electrode for melting and forming a ball at the tip of a wire is formed by using a yttrium-containing tungsten alloy or a lantana-containing tungsten alloy.
トリアを1.7〜2.2％含有していることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載のワイヤボンディング装置。2. The wire bonding apparatus according to claim 1, wherein the yttria-containing tungsten alloy contains 1.7 to 2.2% of yttria.
ナを1.7〜2.2％含有していることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載のワイヤボンディング装置。3. A wire bonding apparatus according to claim 1, wherein the tungsten alloy containing lantana contains 1.7 to 2.2% of lantana.
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| JP63084390A JP2537656B2 (en) | 1988-04-06 | 1988-04-06 | Wire bonding equipment |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100905032B1 (en) * | 2006-07-03 | 2009-06-30 | 가부시키가이샤 신가와 | Bonding device and ball forming device in a wire bonding device |
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| JP3370543B2 (en) * | 1997-02-24 | 2003-01-27 | 株式会社新川 | Discharge abnormality detection device and method for wire bonding device |
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1988
- 1988-04-06 JP JP63084390A patent/JP2537656B2/en not_active Expired - Fee Related
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