JP2541644B2 - ワイヤボンディング方法および装置 - 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に関し、特に、半導
体集積回路装置の組立工程における絶縁被覆ワイヤを用
いたワイヤボンディング技術に適用して有効な技術に関
する。
体集積回路装置の組立工程における絶縁被覆ワイヤを用
いたワイヤボンディング技術に適用して有効な技術に関
する。
たとえば、半導体集積回路装置の製造における組立工
程においては、半導体集積回路素子への一層の高集積化
および小型化などの要請に呼応して、半導体集積回路素
子における外部接続電極の密度が増大しつつあり、これ
に伴って個々の外部接続電極と実装のための外部接続端
子として機能するリードとの間に架設され、両者を電気
的に接続するボンディングワイヤの間隔および線径は微
細化の一途をたどっている。
程においては、半導体集積回路素子への一層の高集積化
および小型化などの要請に呼応して、半導体集積回路素
子における外部接続電極の密度が増大しつつあり、これ
に伴って個々の外部接続電極と実装のための外部接続端
子として機能するリードとの間に架設され、両者を電気
的に接続するボンディングワイヤの間隔および線径は微
細化の一途をたどっている。
このため、ボンディングワイヤ相互などの短絡の防止
やボンディングワイヤの剛性の低下による個々のワイヤ
ループ形状の維持が困難になっており、これに対処すべ
く、たとえば、導線に絶縁被覆を施した絶縁被覆ワイヤ
を用いることにより、短絡の防止と剛性の向上とを図る
ことが考えられる。
やボンディングワイヤの剛性の低下による個々のワイヤ
ループ形状の維持が困難になっており、これに対処すべ
く、たとえば、導線に絶縁被覆を施した絶縁被覆ワイヤ
を用いることにより、短絡の防止と剛性の向上とを図る
ことが考えられる。
ところで、キャピラリなどのボンディング工具に挿通
されたワイヤ先端部と放電電極との間における放電エネ
ルギによって当該ワイヤ先端部を溶融させてボール状に
成形し、このボールを半導体集積回路素子の目的の外部
接続電極に圧着させてボンディングを行う周知のボール
ボンディング技術において、前述のような絶縁被覆ワイ
ヤを用いる場合の前記ボール形成技術としては、たとえ
ば、特開昭62−16537号公報に開示される技術が知られ
ている。
されたワイヤ先端部と放電電極との間における放電エネ
ルギによって当該ワイヤ先端部を溶融させてボール状に
成形し、このボールを半導体集積回路素子の目的の外部
接続電極に圧着させてボンディングを行う周知のボール
ボンディング技術において、前述のような絶縁被覆ワイ
ヤを用いる場合の前記ボール形成技術としては、たとえ
ば、特開昭62−16537号公報に開示される技術が知られ
ている。
すなわち、絶縁被覆ワイヤの先端部と放電電極との間
に、まず高電圧による放電を行わせて先端部の絶縁被覆
材を溶融除去し、その後、より低い電圧による放電によ
ってワイヤ先端を溶融させてボールを形成することによ
り、絶縁被覆材がワイヤ先端部とともに溶融することに
起因するボール形成条件のばらつきなどを排除して、安
定な形状のボールを形成しようとするものである。
に、まず高電圧による放電を行わせて先端部の絶縁被覆
材を溶融除去し、その後、より低い電圧による放電によ
ってワイヤ先端を溶融させてボールを形成することによ
り、絶縁被覆材がワイヤ先端部とともに溶融することに
起因するボール形成条件のばらつきなどを排除して、安
定な形状のボールを形成しようとするものである。
ところが、上記の従来技術では、絶縁被覆ワイヤおよ
び放電電極などからなる放電回路において、ボンディン
グ作業の進行に伴う絶縁被覆ワイヤの全長の変化に起因
する電圧降下量の変動についてはなんら言及されていな
い。
び放電電極などからなる放電回路において、ボンディン
グ作業の進行に伴う絶縁被覆ワイヤの全長の変化に起因
する電圧降下量の変動についてはなんら言及されていな
い。
すなわち、通常、絶縁被覆ワイヤはスプールなどに数
百メートル〜数千メートル程度の長さに巻回された状態
でボンディング装置に装着され、このスプールからキャ
ピラリに順次繰り出されて消費されるが、絶縁被覆ワイ
ヤの構造上、放電電源はスプール側の基端部に接続さ
れ、しかも裸線の場合と異なり、ワイヤ側面での短絡が
ないのでワイヤ先端部までの全長が放電時の放電回路に
おける電圧降下に寄与することとなる。
百メートル〜数千メートル程度の長さに巻回された状態
でボンディング装置に装着され、このスプールからキャ
ピラリに順次繰り出されて消費されるが、絶縁被覆ワイ
ヤの構造上、放電電源はスプール側の基端部に接続さ
れ、しかも裸線の場合と異なり、ワイヤ側面での短絡が
ないのでワイヤ先端部までの全長が放電時の放電回路に
おける電圧降下に寄与することとなる。
この結果、ボンディング作業の進行に伴う絶縁被覆ワ
イヤの全長の減少によって、放電時の放電回路における
電圧降下も経時的に減少し、単に、初期のワイヤ全長に
合わせた一定の放電電圧を印加して放電を行わせるので
は放電電流が漸増し、ボール径が最適な大きさよりも次
第に大きくなるなどして、安定なボンディング作業を行
えないという問題がある。
イヤの全長の減少によって、放電時の放電回路における
電圧降下も経時的に減少し、単に、初期のワイヤ全長に
合わせた一定の放電電圧を印加して放電を行わせるので
は放電電流が漸増し、ボール径が最適な大きさよりも次
第に大きくなるなどして、安定なボンディング作業を行
えないという問題がある。
この対策として、たとえば、特開昭62−308540号公報
に開示されるように、キャピラリに供給される絶縁被覆
ワイヤの経路に、当該絶縁被覆ワイヤの繰り出し長さを
計測する測長器を設け、ボンディング作業の進行に伴う
ワイヤ全長の減少に応じた電圧降下に比例するように放
電電圧を減少させることも考えられる。
に開示されるように、キャピラリに供給される絶縁被覆
ワイヤの経路に、当該絶縁被覆ワイヤの繰り出し長さを
計測する測長器を設け、ボンディング作業の進行に伴う
ワイヤ全長の減少に応じた電圧降下に比例するように放
電電圧を減少させることも考えられる。
ところが、この場合には、絶縁被覆ワイヤの経路に測
長器を装着する必要があり、またボンディングワイヤの
繰り出し量に基づいて間接的に電圧降下を計測してい
る。このため、たとえば心線の材質や径が変化する都
度、それに応じたパラメータの設定が必要となり、ボン
ディング装置の構造や操作が煩雑になるとともに、間接
的な測定であるため、電圧降下の測定結果の信頼性が比
較的低く、それに基づく放電電圧の制御が不正確になり
やすいなどの問題がある。
長器を装着する必要があり、またボンディングワイヤの
繰り出し量に基づいて間接的に電圧降下を計測してい
る。このため、たとえば心線の材質や径が変化する都
度、それに応じたパラメータの設定が必要となり、ボン
ディング装置の構造や操作が煩雑になるとともに、間接
的な測定であるため、電圧降下の測定結果の信頼性が比
較的低く、それに基づく放電電圧の制御が不正確になり
やすいなどの問題がある。
そこで、本発明の目的は、簡単な構造で、絶縁被覆ワ
イヤの全長の変化に影響されることなく、放電によるボ
ールの形成条件を一定にすることが可能なワイヤボンデ
ィング技術を提供することにある。
イヤの全長の変化に影響されることなく、放電によるボ
ールの形成条件を一定にすることが可能なワイヤボンデ
ィング技術を提供することにある。
本発明の他の目的は、安定なボンディングを行うこと
が可能なワイヤボンディング技術を提供することにあ
る。
が可能なワイヤボンディング技術を提供することにあ
る。
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。
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。
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、下記のとおりである。
概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
すなわち、本発明になるワイヤボンディング方法は、
スプールに巻回されボンディング工具から繰り出される
絶縁被覆ワイヤの先端部と放電電極との間で放電を行わ
せ、その放電エネルギによってボールを形成し、このボ
ールをボンディング工具によって所定のボンディング部
位に押圧して接合するワイヤボンディング方法であっ
て、絶縁被覆ワイヤの先端部からスプール側の基端部に
至る長さの変化による電圧降下の変動に応じて当該絶縁
被覆ワイヤと放電電極との間に印加される放電電圧を可
変にするものである。
スプールに巻回されボンディング工具から繰り出される
絶縁被覆ワイヤの先端部と放電電極との間で放電を行わ
せ、その放電エネルギによってボールを形成し、このボ
ールをボンディング工具によって所定のボンディング部
位に押圧して接合するワイヤボンディング方法であっ
て、絶縁被覆ワイヤの先端部からスプール側の基端部に
至る長さの変化による電圧降下の変動に応じて当該絶縁
被覆ワイヤと放電電極との間に印加される放電電圧を可
変にするものである。
また、本発明になるワイヤボンディング装置は、絶縁
被覆ワイヤが挿通され、対象物に対して移動自在なボン
ディング工具と、このボンディング工具に対して繰り出
される絶縁被覆ワイヤが巻回されるスプールと、ボンデ
ィング工具の先端部から突出する絶縁被覆ワイヤの先端
部との間で放電を行う放電電極と、この放電電極とスプ
ール側における絶縁被覆ワイヤの基端部との間に放電電
圧を印加する放電電源回路とからなり、放電のエネルギ
によって絶縁被覆ワイヤの先端部にボールを形成し、こ
のボールをボンディング工具によって対象物のボンディ
ング部位に押圧して接合するワイヤボンディング装置で
あって、放電電源回路に、放電電圧を発生する高電圧発
生部と、絶縁被覆ワイヤおよび放電電極からなる放電回
路における電圧降下を検出する検出部と、検出された電
圧降下を記憶する記憶部と、当該記憶部に格納された電
圧降下の値に応じて、高電圧発生部における放電電圧を
制御する制御部とを設け、絶縁被覆ワイヤの先端部から
スプール側の基端部に至る長さの変化による電圧降下の
変動に応じて当該絶縁被覆ワイヤと放電電極との間に印
加される放電電圧を可変にしたものである。
被覆ワイヤが挿通され、対象物に対して移動自在なボン
ディング工具と、このボンディング工具に対して繰り出
される絶縁被覆ワイヤが巻回されるスプールと、ボンデ
ィング工具の先端部から突出する絶縁被覆ワイヤの先端
部との間で放電を行う放電電極と、この放電電極とスプ
ール側における絶縁被覆ワイヤの基端部との間に放電電
圧を印加する放電電源回路とからなり、放電のエネルギ
によって絶縁被覆ワイヤの先端部にボールを形成し、こ
のボールをボンディング工具によって対象物のボンディ
ング部位に押圧して接合するワイヤボンディング装置で
あって、放電電源回路に、放電電圧を発生する高電圧発
生部と、絶縁被覆ワイヤおよび放電電極からなる放電回
路における電圧降下を検出する検出部と、検出された電
圧降下を記憶する記憶部と、当該記憶部に格納された電
圧降下の値に応じて、高電圧発生部における放電電圧を
制御する制御部とを設け、絶縁被覆ワイヤの先端部から
スプール側の基端部に至る長さの変化による電圧降下の
変動に応じて当該絶縁被覆ワイヤと放電電極との間に印
加される放電電圧を可変にしたものである。
上記した本発明のワイヤボンディング方法によれば、
たとえば放電電圧を発生する放電電源回路の内部におい
て、以前のボンディング操作において計測された実際の
放電電圧および電流に基づいて電圧降下を直接的に検出
し、次のボンディング操作におけるボール形成のための
放電電圧を設定することにより、絶縁被覆ワイヤの経路
に繰り出し長さを計測するための複雑な計測器などを設
けることなく、放電回路の電圧降下を正確に測定するこ
とができ、この測定結果に基づいて放電電圧を調整する
ことで、簡単な構造で、絶縁被覆ワイヤの全長の変化に
影響されることなく、放電によるボールの形成条件を一
定に制御することができる。
たとえば放電電圧を発生する放電電源回路の内部におい
て、以前のボンディング操作において計測された実際の
放電電圧および電流に基づいて電圧降下を直接的に検出
し、次のボンディング操作におけるボール形成のための
放電電圧を設定することにより、絶縁被覆ワイヤの経路
に繰り出し長さを計測するための複雑な計測器などを設
けることなく、放電回路の電圧降下を正確に測定するこ
とができ、この測定結果に基づいて放電電圧を調整する
ことで、簡単な構造で、絶縁被覆ワイヤの全長の変化に
影響されることなく、放電によるボールの形成条件を一
定に制御することができる。
これにより、絶縁被覆ワイヤの先端部に形成されるボ
ールによる目的の部位と絶縁被覆ワイヤとの安定なボン
ディングを行うことができる。
ールによる目的の部位と絶縁被覆ワイヤとの安定なボン
ディングを行うことができる。
また、上記した本発明のワイヤボンディング装置によ
れば、放電電源回路に設けられた検出部によって、絶縁
被覆ワイヤおよび放電電極などからなる放電回路の電圧
降下が直接的に測定されるので、絶縁被覆ワイヤの経路
に繰り出し長さを計測するための複雑な計測器などを設
けることなく、放電回路の電圧降下が正確に測定され、
この測定結果に基づいて放電電圧を調整することで、簡
単な構造で、絶縁被覆ワイヤの全長の変化に影響される
ことなく、放電によるボールの形成条件を一定に制御す
ることができる。
れば、放電電源回路に設けられた検出部によって、絶縁
被覆ワイヤおよび放電電極などからなる放電回路の電圧
降下が直接的に測定されるので、絶縁被覆ワイヤの経路
に繰り出し長さを計測するための複雑な計測器などを設
けることなく、放電回路の電圧降下が正確に測定され、
この測定結果に基づいて放電電圧を調整することで、簡
単な構造で、絶縁被覆ワイヤの全長の変化に影響される
ことなく、放電によるボールの形成条件を一定に制御す
ることができる。
これにより、絶縁被覆ワイヤの先端部に形成されるボ
ールによる目的の部位と絶縁被覆ワイヤとの安定なボン
ディングを行うことができる。
ールによる目的の部位と絶縁被覆ワイヤとの安定なボン
ディングを行うことができる。
〔実施例１〕 第１図は、本発明の一実施例であるワイヤボンディン
グ装置における放電電源回路の構成の一例を示すブロッ
ク図であり、第２図は、その全体構成の一例の概略を示
す説明図である。
グ装置における放電電源回路の構成の一例を示すブロッ
ク図であり、第２図は、その全体構成の一例の概略を示
す説明図である。
また、第３図は、放電回路の全体の一例を模式的に示
す説明図であり、第４図は、印加電圧と電圧降下との関
係の一例を示す線図である。
す説明図であり、第４図は、印加電圧と電圧降下との関
係の一例を示す線図である。
まず、第２図により、本実施例におけるワイヤボンデ
ィング装置の構成の概略を説明する。
ィング装置の構成の概略を説明する。
架台１の上には、ボンディングステージ２が紙面に垂
直な方向に長手方向を持つように配置されている。
直な方向に長手方向を持つように配置されている。
このボンディングステージ２の上には、中央部に紙面
に垂直な方向に所定のピッチで設けられ、各々に半導体
ペレット３を搭載する複数のタブ4aと、個々のタブ4aに
搭載された半導体ペレット３を取り囲む複数のリード4b
などを連ねて構成されるリードフレーム４が載置されて
いる。
に垂直な方向に所定のピッチで設けられ、各々に半導体
ペレット３を搭載する複数のタブ4aと、個々のタブ4aに
搭載された半導体ペレット３を取り囲む複数のリード4b
などを連ねて構成されるリードフレーム４が載置されて
いる。
ボンディングステージ２の内部には、ヒータ2aが内蔵
されており、載置されたリードフレーム４および半導体
ペレット３が所定の温度に加熱されるように構成されて
いる。
されており、載置されたリードフレーム４および半導体
ペレット３が所定の温度に加熱されるように構成されて
いる。
さらに、架台１の上において、ボンディングステージ
２の側方部には、水平面内において移動自在なＸ−Ｙテ
ーブル５が設けられている。
２の側方部には、水平面内において移動自在なＸ−Ｙテ
ーブル５が設けられている。
このＸ−Ｙテーブル５の上には、一端を前記ボンディ
ングステージ２の上方に位置させた姿勢のボンディング
ヘッド６が揺動軸７を介して垂直面内で揺動自在に軸支
されている。
ングステージ２の上方に位置させた姿勢のボンディング
ヘッド６が揺動軸７を介して垂直面内で揺動自在に軸支
されている。
ボンディングヘッド６の他端側はＸ−Ｙテーブル５に
載置されたリニアモータ８に接続されて上下方向に駆動
されるように構成されている。
載置されたリニアモータ８に接続されて上下方向に駆動
されるように構成されている。
ボンディングヘッド６のボンディングステージ２の側
の端部にはボンディングアーム９が水平に支持されてお
り、当該ボンディングステージ２の直上部に位置する先
端部には、キャピラリ10が軸方向に貫通して形成された
図示しないワイヤ挿通孔をほぼ垂直にした姿勢で固定さ
れている。
の端部にはボンディングアーム９が水平に支持されてお
り、当該ボンディングステージ２の直上部に位置する先
端部には、キャピラリ10が軸方向に貫通して形成された
図示しないワイヤ挿通孔をほぼ垂直にした姿勢で固定さ
れている。
ボンディングアーム９の基端部側には、超音波発振器
11が設けられており、随時、当該ボンディングアーム９
の先端部に固定されたキャピラリ10に対して所定の超音
波振動が印加される構造となっている。
11が設けられており、随時、当該ボンディングアーム９
の先端部に固定されたキャピラリ10に対して所定の超音
波振動が印加される構造となっている。
前記キャピラリの図示しないワイヤ挿通孔には、スプ
ール12から繰り出される絶縁被覆ワイヤ13が挿通されて
いる。
ール12から繰り出される絶縁被覆ワイヤ13が挿通されて
いる。
この絶縁被覆ワイヤ13は、たとえば径が25μｍ程度の
導電性の金属線材などからなる心線13aを、たとえば厚
さが１〜２μｍ程度の絶縁性高分子材料などからなる絶
縁被覆材13bによって被覆して構成されており、スプー
ル12には、このような絶縁被覆ワイヤ13が、たとえば10
00m程度巻回されている。
導電性の金属線材などからなる心線13aを、たとえば厚
さが１〜２μｍ程度の絶縁性高分子材料などからなる絶
縁被覆材13bによって被覆して構成されており、スプー
ル12には、このような絶縁被覆ワイヤ13が、たとえば10
00m程度巻回されている。
キャピラリ10とスプール12との間における絶縁被覆ワ
イヤ13の経路には、当該絶縁被覆ワイヤ13を拘束するこ
とによって、随時、キャピラリ10からの当該絶縁被覆ワ
イヤ13の繰り出しを阻止する動作を行うワイヤクランパ
14が、前記ボンディングヘッド６に固定された状態で設
けられており、当該ボンディングヘッド６のリニアモー
タ８による揺動動作によってキャピラリ10とともに上下
動するように構成されている。
イヤ13の経路には、当該絶縁被覆ワイヤ13を拘束するこ
とによって、随時、キャピラリ10からの当該絶縁被覆ワ
イヤ13の繰り出しを阻止する動作を行うワイヤクランパ
14が、前記ボンディングヘッド６に固定された状態で設
けられており、当該ボンディングヘッド６のリニアモー
タ８による揺動動作によってキャピラリ10とともに上下
動するように構成されている。
また、特に図示しないが、キャピラリ10とスプール12
との間における絶縁被覆ワイヤ13の経路には、絶縁被覆
ワイヤ13に側方から所定の流速の気流を吹きつけること
によって、絶縁被覆ワイヤ13をキャピラリ10からスプー
ル12の側に引き戻す方向に所定の大きさの張力を常時作
用させるバックテンション機構が設けられている。
との間における絶縁被覆ワイヤ13の経路には、絶縁被覆
ワイヤ13に側方から所定の流速の気流を吹きつけること
によって、絶縁被覆ワイヤ13をキャピラリ10からスプー
ル12の側に引き戻す方向に所定の大きさの張力を常時作
用させるバックテンション機構が設けられている。
さらに、ボンディングアーム９の先端部に固定された
キャピラリ10の近傍には、ボンディングステージ２から
所定の高さにおいてキャピラリ10の先端部直下に至る方
向に水平に移動自在な放電電極15が設けられており、こ
の放電電極15と、スブール12に巻回された絶縁被覆ワイ
ヤ13の基端部13cとの間には、後述のようにして所望の
放電電圧などを発生する放電電源回路16が介設されてい
る。
キャピラリ10の近傍には、ボンディングステージ２から
所定の高さにおいてキャピラリ10の先端部直下に至る方
向に水平に移動自在な放電電極15が設けられており、こ
の放電電極15と、スブール12に巻回された絶縁被覆ワイ
ヤ13の基端部13cとの間には、後述のようにして所望の
放電電圧などを発生する放電電源回路16が介設されてい
る。
そして、随時、キャピラリ10の先端部から所定の長さ
に突出した絶縁被覆ワイヤ13の先端部13dの直下に所定
の間隙をなすように放電電極15が移動し、放電電源回路
16から印加される放電電圧により、その状態で絶縁被覆
ワイヤ13の先端部との間で放電火花Ｓを発生させること
により、絶縁被覆ワイヤ13の心線13aが溶融され、表面
張力によってボール13eが形成されるものである。
に突出した絶縁被覆ワイヤ13の先端部13dの直下に所定
の間隙をなすように放電電極15が移動し、放電電源回路
16から印加される放電電圧により、その状態で絶縁被覆
ワイヤ13の先端部との間で放電火花Ｓを発生させること
により、絶縁被覆ワイヤ13の心線13aが溶融され、表面
張力によってボール13eが形成されるものである。
また、ボンディングヘッド６には、キャピラリ10の直
下に位置する半導体ペレット３およびこの半導体ペレッ
ト３を搭載したリードフレーム４の画像を取り込むこと
により、半導体ペレット３に設けられた後述の複数のボ
ンディングパッド3aや半導体ペレット３を取り囲む複数
のリード4bなどの位置を認識する図示しない画像認識機
構が設けられている。
下に位置する半導体ペレット３およびこの半導体ペレッ
ト３を搭載したリードフレーム４の画像を取り込むこと
により、半導体ペレット３に設けられた後述の複数のボ
ンディングパッド3aや半導体ペレット３を取り囲む複数
のリード4bなどの位置を認識する図示しない画像認識機
構が設けられている。
さらに、この図示しない画像認識機構およびボンディ
ングヘッド６が搭載されるＸ−Ｙテーブル5,当該ボンデ
ィング６の上下動を制御するリニアモータ8,ワイヤクラ
ンパ14,放電電源回路16などは、主制御部17によって統
括して制御され、互いに連携して動作することにより、
後述のようなボンディング動作が行われるものである。
ングヘッド６が搭載されるＸ−Ｙテーブル5,当該ボンデ
ィング６の上下動を制御するリニアモータ8,ワイヤクラ
ンパ14,放電電源回路16などは、主制御部17によって統
括して制御され、互いに連携して動作することにより、
後述のようなボンディング動作が行われるものである。
この場合、絶縁被覆ワイヤ13の基端部13cと放電電極1
5との間に介設される放電電源回路16は、第１図に示さ
れるように、当該絶縁被覆ワイヤ13と放電電極15との間
に印加される高圧の放電電圧を発生する高電圧発生部16
aと、この高電圧発生部16aおよび絶縁被覆ワイヤ13の全
長および放電電極15などで構成される放電回路に直列お
よび並列に介設された複数の抵抗R1およびR2,R3と、抵
抗R1の両端の電圧V2及び抵抗R3の両端の電圧V1を測定す
ることにより、後述のようにして、高電圧発生部16aか
らの発生電圧Ｖおよび発生電流Ｉを計測する検出部16b
と、この検出結果を記憶する記憶部16cと、当該記憶部1
6cに格納されている前記発生電圧Ｖおよび発生電流Ｉな
どに基づいて、高電圧発生部16aにおける発生電圧Ｖ大
きさおよび発生のタイミングなどを、上位の主制御部17
からの指令により後述のようにして制御する制御部16d
とを備えている。
5との間に介設される放電電源回路16は、第１図に示さ
れるように、当該絶縁被覆ワイヤ13と放電電極15との間
に印加される高圧の放電電圧を発生する高電圧発生部16
aと、この高電圧発生部16aおよび絶縁被覆ワイヤ13の全
長および放電電極15などで構成される放電回路に直列お
よび並列に介設された複数の抵抗R1およびR2,R3と、抵
抗R1の両端の電圧V2及び抵抗R3の両端の電圧V1を測定す
ることにより、後述のようにして、高電圧発生部16aか
らの発生電圧Ｖおよび発生電流Ｉを計測する検出部16b
と、この検出結果を記憶する記憶部16cと、当該記憶部1
6cに格納されている前記発生電圧Ｖおよび発生電流Ｉな
どに基づいて、高電圧発生部16aにおける発生電圧Ｖ大
きさおよび発生のタイミングなどを、上位の主制御部17
からの指令により後述のようにして制御する制御部16d
とを備えている。
以下、本実施例の作用について説明する。
初めに、所定の長さの絶縁被覆ワイヤ13が巻回された
新規のスプール12がワイヤボンディング装置に装着さ
れ、このスプール12から繰り出される絶縁被覆ワイヤ13
は、ボンディングステージ２から所定の高さに引き上げ
られた状態にあるキャピラリ10に挿通され、先端部13d
をキャピラリ10から所定の長さに突出させた状態でワイ
ヤクランパ14によって拘束される。
新規のスプール12がワイヤボンディング装置に装着さ
れ、このスプール12から繰り出される絶縁被覆ワイヤ13
は、ボンディングステージ２から所定の高さに引き上げ
られた状態にあるキャピラリ10に挿通され、先端部13d
をキャピラリ10から所定の長さに突出させた状態でワイ
ヤクランパ14によって拘束される。
また、絶縁被覆ワイヤ13の基端部13cは、放電電源回
路16に接続される。
路16に接続される。
その後、まず、放電電極15をキャピラリ10の直下に移
動させるとともに、当該キャピラリ10を降下させ、絶縁
被覆ワイヤ13の先端部13dを放電電極15に短絡させ、そ
の状態で、高電圧発生部16aから、たとえば数十ボルト
程度の低い電圧を放電回路に印加し、この時に検出部16
bは、計測される電圧V1およびV2に基づいて後述のよう
にして放電回路の一部を構成する絶縁被覆ワイヤ13の全
長における電圧降下ΔＶを計測し、これに後述の放電ギ
ャップにおける電圧降下Ｖ′を加えて記憶部16cに格納
する。
動させるとともに、当該キャピラリ10を降下させ、絶縁
被覆ワイヤ13の先端部13dを放電電極15に短絡させ、そ
の状態で、高電圧発生部16aから、たとえば数十ボルト
程度の低い電圧を放電回路に印加し、この時に検出部16
bは、計測される電圧V1およびV2に基づいて後述のよう
にして放電回路の一部を構成する絶縁被覆ワイヤ13の全
長における電圧降下ΔＶを計測し、これに後述の放電ギ
ャップにおける電圧降下Ｖ′を加えて記憶部16cに格納
する。
すなわち、裸線を用いる場合と異なり、本実施例のよ
うに絶縁被覆ワイヤ13を用いる場合には、スプール12に
巻回された状態の絶縁被覆ワイヤ13の全長が電圧降下Δ
Ｖに寄与することとなり、たとえば、絶縁被覆ワイヤ13
の心線13aを径が25μｍの金線で構成し、スプール12に
おける巻回長さを1000m程度とした場合には、スプール1
2の装着直後における絶縁被覆ワイヤ13の抵抗は50kΩ程
度となる。
うに絶縁被覆ワイヤ13を用いる場合には、スプール12に
巻回された状態の絶縁被覆ワイヤ13の全長が電圧降下Δ
Ｖに寄与することとなり、たとえば、絶縁被覆ワイヤ13
の心線13aを径が25μｍの金線で構成し、スプール12に
おける巻回長さを1000m程度とした場合には、スプール1
2の装着直後における絶縁被覆ワイヤ13の抵抗は50kΩ程
度となる。
一方、径25μｍの心線13aの先端部13dに、直径70μｍ
程度のボールを形成するための放電条件としては、たと
えば、放電電流50mA,放電時間0.5msecが必要であり、こ
れから、絶縁被覆ワイヤ13における電圧降下ΔＶは新規
のスプール12の装着直後において2500Vにもなる。
程度のボールを形成するための放電条件としては、たと
えば、放電電流50mA,放電時間0.5msecが必要であり、こ
れから、絶縁被覆ワイヤ13における電圧降下ΔＶは新規
のスプール12の装着直後において2500Vにもなる。
また、放電電極15と絶縁被覆ワイヤ13の先端部13dと
の放電ギャップにおける電圧降下Ｖ′は、たとえば500V
程度であり、両者を加えると、放電を行わせるために必
要な印加電圧Ｖは、3000Vが必要となり、しかも、この
電圧降下ΔＶの値は、ボンディング作業の進行による絶
縁被覆ワイヤ13消費とともに漸減し、スプール12に巻回
された絶縁被覆ワイヤ13を使いきるころには、ほぼ0Vに
なる。このため、放電電流などのボール形成条件を安定
にするためには以降のような制御が必要になる。
の放電ギャップにおける電圧降下Ｖ′は、たとえば500V
程度であり、両者を加えると、放電を行わせるために必
要な印加電圧Ｖは、3000Vが必要となり、しかも、この
電圧降下ΔＶの値は、ボンディング作業の進行による絶
縁被覆ワイヤ13消費とともに漸減し、スプール12に巻回
された絶縁被覆ワイヤ13を使いきるころには、ほぼ0Vに
なる。このため、放電電流などのボール形成条件を安定
にするためには以降のような制御が必要になる。
すなわち、前述の状態からキャピラリ10をわずかに上
昇させ、絶縁被覆ワイヤ13の先端部13dと放電電極15と
の間に所定の放電ギャップを形成した後、主制御部17
は、放電電源回路16の制御部16dに放電開始を指令す
る。
昇させ、絶縁被覆ワイヤ13の先端部13dと放電電極15と
の間に所定の放電ギャップを形成した後、主制御部17
は、放電電源回路16の制御部16dに放電開始を指令す
る。
この指令を受けた制御部16dは、記憶部16cに格納され
ている現在の電圧降下ΔＶと、放電ギャップにおける電
圧降下Ｖ′としての500Vを加えた値（3000V）の放電電
圧を発生するように、高電圧発生部16aに指示し、高電
圧発生部16aは、これを契機として3000Vの放電電圧を放
電電極１と、絶縁被覆ワイヤ13の基端部13cに所定の時
間だけ印加する。
ている現在の電圧降下ΔＶと、放電ギャップにおける電
圧降下Ｖ′としての500Vを加えた値（3000V）の放電電
圧を発生するように、高電圧発生部16aに指示し、高電
圧発生部16aは、これを契機として3000Vの放電電圧を放
電電極１と、絶縁被覆ワイヤ13の基端部13cに所定の時
間だけ印加する。
こうして、絶縁被覆ワイヤ13の先端部13dと放電電極1
5との間には、所定の放電電流による放電火花Ｓが形成
され、放電エネルギによって当該先端部13dは溶融し、
表面張力によって所定の径のボール13eが形成される。
5との間には、所定の放電電流による放電火花Ｓが形成
され、放電エネルギによって当該先端部13dは溶融し、
表面張力によって所定の径のボール13eが形成される。
この時、検出部16bは、前記電圧V1およびV2を検出
し、次式（１）および（２）により、発生電圧Ｖおおび
発生電流Ｉを検出する。
し、次式（１）および（２）により、発生電圧Ｖおおび
発生電流Ｉを検出する。
Ｖ＝〔（R2＋R3）/R3〕×V1 ・・・（１） Ｉ＝V2/R1 （Ａ） ・・・（２） ここで、ボール13eの形成に最適な目標電流をIOPTと
すると、最適な目標印加電圧VOPTは、次式（３）によ
り、 VOPT＝〔（Ｖ−Ｖ′）/I〕×IOPT＋Ｖ′ ・・・（３） と求めることができる。
すると、最適な目標印加電圧VOPTは、次式（３）によ
り、 VOPT＝〔（Ｖ−Ｖ′）/I〕×IOPT＋Ｖ′ ・・・（３） と求めることができる。
たとえば、抵抗R1,R2,R3の各々の値を、それぞれ10
Ω,10MΩ,100kΩとし、V1＝１（Ｖ）,V2＝0.6（Ｖ）と
すると、Ｖ＝1010（Ｖ）,I＝0.06（Ａ）となる。
Ω,10MΩ,100kΩとし、V1＝１（Ｖ）,V2＝0.6（Ｖ）と
すると、Ｖ＝1010（Ｖ）,I＝0.06（Ａ）となる。
そして、IOPT＝0.05（Ａ）,V′＝500（Ｖ）とする
と、 VOPT＝925（Ｖ） と求まる。
と、 VOPT＝925（Ｖ） と求まる。
こうして得られた目標電圧（VOPT＝925（Ｖ））が記
憶部16dに格納される。
憶部16dに格納される。
その後、ワイヤクランパ14を開放して、絶縁被覆ワイ
ヤ13に常時作用しているバックテンションによりボール
13eをキャピラリ10の先端部に引き込むと同時に、放電
電極15を側方に退避させ、さらに、Ｘ−Ｙテーブル５の
移動によって、キャピラリ10の先端部に保持されている
ボール13eを、目的の半導体ペレット３の図示しないボ
ンディングパッドの直上部に位置決めし、リニアモータ
８の動作によってボンディングアーム９を回動させるこ
とにより、キャピラリ10を当該ボンディングパッドの上
に降下させ、ボール13eをボンディングパッドに押圧し
ながら超音波振動を印加して圧着する。
ヤ13に常時作用しているバックテンションによりボール
13eをキャピラリ10の先端部に引き込むと同時に、放電
電極15を側方に退避させ、さらに、Ｘ−Ｙテーブル５の
移動によって、キャピラリ10の先端部に保持されている
ボール13eを、目的の半導体ペレット３の図示しないボ
ンディングパッドの直上部に位置決めし、リニアモータ
８の動作によってボンディングアーム９を回動させるこ
とにより、キャピラリ10を当該ボンディングパッドの上
に降下させ、ボール13eをボンディングパッドに押圧し
ながら超音波振動を印加して圧着する。
その後、絶縁被覆ワイヤ13を繰り出しながらキャピラ
リ10を上昇させるとともに、Ｘ−Ｙテーブル５を駆動し
て、当該キャピラリ10をリードフレーム４の目的のリー
ド4bの直上部に移動させ、さらにキャピラリ10を降下さ
せることによって、絶縁被覆ワイヤ13の側面部をキャピ
ラリ10によってリードフレーム4bの目的のボンディング
部位に押圧しながら超音波振動を印加する。
リ10を上昇させるとともに、Ｘ−Ｙテーブル５を駆動し
て、当該キャピラリ10をリードフレーム４の目的のリー
ド4bの直上部に移動させ、さらにキャピラリ10を降下さ
せることによって、絶縁被覆ワイヤ13の側面部をキャピ
ラリ10によってリードフレーム4bの目的のボンディング
部位に押圧しながら超音波振動を印加する。
この時、リード4bの表面と心線13aとの間に介在する
絶縁被覆材13bは超音波エネルギなどによって溶融除去
され、心線13aとリード4bのボンディング部位とが直接
に圧着された状態となる。
絶縁被覆材13bは超音波エネルギなどによって溶融除去
され、心線13aとリード4bのボンディング部位とが直接
に圧着された状態となる。
その後、キャピラリ10を、前述のボール13eの形成時
における当該キャピラリ10からの絶縁被覆ワイヤ13の突
出長さに相当するだけ、絶縁被覆ワイヤ13を繰り出しな
がら上昇させる。
における当該キャピラリ10からの絶縁被覆ワイヤ13の突
出長さに相当するだけ、絶縁被覆ワイヤ13を繰り出しな
がら上昇させる。
さらに、ワイヤクランパ14を閉じて絶縁被覆ワイヤ13
の繰り出しを停止した状態でキャピラリ10を上昇させる
ことにより、絶縁被覆ワイヤ13は、リード4bのボンディ
ング部位の近傍において引きちぎられ、先端部13eがキ
ャピラリ10から前述の所定の長さに突出した状態とな
る。
の繰り出しを停止した状態でキャピラリ10を上昇させる
ことにより、絶縁被覆ワイヤ13は、リード4bのボンディ
ング部位の近傍において引きちぎられ、先端部13eがキ
ャピラリ10から前述の所定の長さに突出した状態とな
る。
その後、前述のように、放電電極15をキャピラリ10の
直下に移動させ、絶縁被覆ワイヤ13の先端部13eと放電
電極15とが所定の放電ギャップをなすようにする。
直下に移動させ、絶縁被覆ワイヤ13の先端部13eと放電
電極15とが所定の放電ギャップをなすようにする。
ここで、主制御部17は、放電電源回路16の制御部16d
に対して、放電開始を指令し、これを受けた当該制御部
16dは、前回のボール13eの形成時において予め求めら
れ、記憶部16cに格納されている目標電圧VOPT（＝925
V）を読み出し、その値の電圧を発生するように高電圧
発生部16aに指令する。
に対して、放電開始を指令し、これを受けた当該制御部
16dは、前回のボール13eの形成時において予め求めら
れ、記憶部16cに格納されている目標電圧VOPT（＝925
V）を読み出し、その値の電圧を発生するように高電圧
発生部16aに指令する。
そして、高電圧発生部16aは、指令された目標電圧V
OPTを絶縁被覆ワイヤ13の基端部13cと放電電極15との間
に印加し、この時、目標電流IOPTによる放電火花Ｓが発
生し、前回と同様な径および性状のボール13eが絶縁被
覆ワイヤ13の先端部13dに安定に形成される。
OPTを絶縁被覆ワイヤ13の基端部13cと放電電極15との間
に印加し、この時、目標電流IOPTによる放電火花Ｓが発
生し、前回と同様な径および性状のボール13eが絶縁被
覆ワイヤ13の先端部13dに安定に形成される。
この時、放電電源回路16の検出部16bは、電圧V1およ
びV2を計測し、前述のようにして、次回の放電操作のた
めの目標電圧VOPTを算出して記憶部16cに格納する。
びV2を計測し、前述のようにして、次回の放電操作のた
めの目標電圧VOPTを算出して記憶部16cに格納する。
このようにして、上記の一連の操作を繰り返して行く
ことにより、半導体ペレット３の複数のボンディングパ
ッドと複数のリード4bの各々との間に絶縁被覆ワイヤ13
を架設することによるワイヤボンディング作業が進行す
る。この時ボンディング作業の進行に伴う絶縁被覆ワイ
ヤ13の消費による全長の減少に起因する、当該絶縁被覆
ワイヤ13における電圧降下の変動に影響されることな
く、常に安定した放電電流などの放電条件が維持され、
安定な形状および性状のボール13eを形成することがで
きる。
ことにより、半導体ペレット３の複数のボンディングパ
ッドと複数のリード4bの各々との間に絶縁被覆ワイヤ13
を架設することによるワイヤボンディング作業が進行す
る。この時ボンディング作業の進行に伴う絶縁被覆ワイ
ヤ13の消費による全長の減少に起因する、当該絶縁被覆
ワイヤ13における電圧降下の変動に影響されることな
く、常に安定した放電電流などの放電条件が維持され、
安定な形状および性状のボール13eを形成することがで
きる。
この結果、先端部13dに形成されたボール13eを介して
の絶縁被覆ワイヤ13と半導体ペレット３のボンディング
パッドとの接合を常に安定して行うことができ、ワイヤ
ボンディング工程を経て組み立てられる半導体集積回路
装置の信頼性および分留りが向上する。
の絶縁被覆ワイヤ13と半導体ペレット３のボンディング
パッドとの接合を常に安定して行うことができ、ワイヤ
ボンディング工程を経て組み立てられる半導体集積回路
装置の信頼性および分留りが向上する。
なお、上記の説明では、放電によるボール13eの形成
の際に毎回、検出部16bによる検出操作を行い、次回の
放電操作のための放電電圧の設定を行っているが、これ
に限らず、形成されるボール13eの形状および性状が、
ボンディング結果に悪影響を及ぼすほどにばらつかない
範囲で、最小限の頻度で前述の発生電圧の検出操作を行
うようにしても良いことは言うまでもない。
の際に毎回、検出部16bによる検出操作を行い、次回の
放電操作のための放電電圧の設定を行っているが、これ
に限らず、形成されるボール13eの形状および性状が、
ボンディング結果に悪影響を及ぼすほどにばらつかない
範囲で、最小限の頻度で前述の発生電圧の検出操作を行
うようにしても良いことは言うまでもない。
さらに、実際の放電条件を決定する方法として、前述
のように以前のボール13eの形成時における放電状態の
検出に基づいて行うのではなく、ボール13eの形成のた
めの正規の放電の直前に、放電ギャップにおける絶縁破
壊を起こす程度の電圧（Ｖ′程度）を印加し、先端部13
dの溶融が起こらない程度の放電を行わせ、その際に、
上述の検出部16bによる検出操作を行わせ、得られた情
報に基づいて、直後の正規の放電条件を前述のように制
御して一定の形状および性状のボール13eを形成するよ
うにしてもよい。
のように以前のボール13eの形成時における放電状態の
検出に基づいて行うのではなく、ボール13eの形成のた
めの正規の放電の直前に、放電ギャップにおける絶縁破
壊を起こす程度の電圧（Ｖ′程度）を印加し、先端部13
dの溶融が起こらない程度の放電を行わせ、その際に、
上述の検出部16bによる検出操作を行わせ、得られた情
報に基づいて、直後の正規の放電条件を前述のように制
御して一定の形状および性状のボール13eを形成するよ
うにしてもよい。
〔実施例２〕 第５図は、本発明の他の実施例であるワイヤボンディ
ング装置における放電電源回路160の構成の一例を示す
ブロック図である。
ング装置における放電電源回路160の構成の一例を示す
ブロック図である。
本実施例２における放電電源回路160おいては、高電
圧発生部16aとともに、複数のスイッチ16e,16fの操作に
よって、当該高電圧発生部16aと随時切り換え可能に、
絶縁被覆ワイヤ13および放電電極15などからなる放電回
路に介設される低電圧発生部16gが設けられ、検出部16b
は、この低電圧発生部16gから放電回路に対して所定の
電圧V4を印加する際に、当該低電圧発生部16gを含む放
電回路に直列に入れられた抵抗R4の両端の電圧を計測す
る構成となっている。
圧発生部16aとともに、複数のスイッチ16e,16fの操作に
よって、当該高電圧発生部16aと随時切り換え可能に、
絶縁被覆ワイヤ13および放電電極15などからなる放電回
路に介設される低電圧発生部16gが設けられ、検出部16b
は、この低電圧発生部16gから放電回路に対して所定の
電圧V4を印加する際に、当該低電圧発生部16gを含む放
電回路に直列に入れられた抵抗R4の両端の電圧を計測す
る構成となっている。
すなわち、本実施例の場合には、ボール13eの形成の
直後に、スイッチ16eを開くとともにスイッチ16fを閉じ
て、低電圧発生部16gを放電回路に接続し、さらに、キ
ャピラリ10を降下させ、当該ボール13eと放電電極15と
を短絡させた状態とする。
直後に、スイッチ16eを開くとともにスイッチ16fを閉じ
て、低電圧発生部16gを放電回路に接続し、さらに、キ
ャピラリ10を降下させ、当該ボール13eと放電電極15と
を短絡させた状態とする。
そして、低電圧発生部16gから、比較的小さな電圧V4
を印加し、この時、検出部16bは抵抗R4の両端部に発生
する電圧V3を測定する。
を印加し、この時、検出部16bは抵抗R4の両端部に発生
する電圧V3を測定する。
これにより、次式（４）により、スプール12に巻回さ
れている絶縁被覆ワイヤ13の全長の抵抗Ｒを、 Ｒ＝R4×V4/V3（Ω） ・・・（３） として求めることができる。
れている絶縁被覆ワイヤ13の全長の抵抗Ｒを、 Ｒ＝R4×V4/V3（Ω） ・・・（３） として求めることができる。
たとえば、V4＝100（Ｖ）,R4＝100（Ω）とした場合
に、V3＝0.5（Ｖ）が計測された場合には、絶縁被覆ワ
イヤ13の全長の抵抗Ｒ＝20kΩとなる。
に、V3＝0.5（Ｖ）が計測された場合には、絶縁被覆ワ
イヤ13の全長の抵抗Ｒ＝20kΩとなる。
そして、ボール13eの形成のための放電における最適
な目標電流を前述のように0.05（Ａ）とすると、ボール
13eの形成時における絶縁被覆ワイヤ13における電圧降
下ΔＶは、 ΔＶ＝20000×0.05＝1000（Ｖ）となる。
な目標電流を前述のように0.05（Ａ）とすると、ボール
13eの形成時における絶縁被覆ワイヤ13における電圧降
下ΔＶは、 ΔＶ＝20000×0.05＝1000（Ｖ）となる。
この値に、放電ギャップでの電圧降下Ｖ′として、50
0（Ｖ）を加えると、ボール13eの形成のための印加電圧
Ｖが Ｖ＝1500（Ｖ） と求まり、この検出結果を記憶部16cに格納しておく。
0（Ｖ）を加えると、ボール13eの形成のための印加電圧
Ｖが Ｖ＝1500（Ｖ） と求まり、この検出結果を記憶部16cに格納しておく。
そして、次のボール13eの形成操作では、スイッチ16f
を開くとともにスイッチ16eを閉じ、高電圧発生部16aを
放電回路に接続するとともに、制御部16dは、上位の主
制御部17からの放電実行指令を契機として、前述のよう
にしてすでに記憶部16cに格納されている値の電圧を発
生するように高電圧発生部16aに指令し、所定の放電ギ
ャップをなす放電電極15と絶縁被覆ワイヤ13の先端部13
dとの間で、たとえば適切な0.05（Ａ）の放電電流によ
る放電を行わせ、前回とほぼ同一の放電状件によってボ
ール13eを形成する。
を開くとともにスイッチ16eを閉じ、高電圧発生部16aを
放電回路に接続するとともに、制御部16dは、上位の主
制御部17からの放電実行指令を契機として、前述のよう
にしてすでに記憶部16cに格納されている値の電圧を発
生するように高電圧発生部16aに指令し、所定の放電ギ
ャップをなす放電電極15と絶縁被覆ワイヤ13の先端部13
dとの間で、たとえば適切な0.05（Ａ）の放電電流によ
る放電を行わせ、前回とほぼ同一の放電状件によってボ
ール13eを形成する。
この操作を繰り返すことにより、ボンディング作業の
進行に伴う絶縁被覆ワイヤ13の全長の減少による電圧降
下の変動などに影響されることなく、安定した放電条件
を常に維持して同一の形状および性状のボール13eの形
成を行うことができる。
進行に伴う絶縁被覆ワイヤ13の全長の減少による電圧降
下の変動などに影響されることなく、安定した放電条件
を常に維持して同一の形状および性状のボール13eの形
成を行うことができる。
この結果、先端部13dに形成されたボール13eを介して
の絶縁被覆ワイヤ13と半導体ペレット３のボンディング
パッドとの接合を常に安定して行うことができ、ワイヤ
ボンディング工程を経て組み立てられる半導体集積回路
装置の動作の信頼性および分留りが向上する。
の絶縁被覆ワイヤ13と半導体ペレット３のボンディング
パッドとの接合を常に安定して行うことができ、ワイヤ
ボンディング工程を経て組み立てられる半導体集積回路
装置の動作の信頼性および分留りが向上する。
なお、上記の説明では、ボール13eを形成するための
放電の直後に、その都度、電圧降下の検出を行っている
が、これに限らず、形成されるボール13eの形状および
性状などのばらつきがボンディング結果に悪影響を与え
ない範囲で、最小限の頻度で上述の検出操作および制御
を行うようにしてもよい。
放電の直後に、その都度、電圧降下の検出を行っている
が、これに限らず、形成されるボール13eの形状および
性状などのばらつきがボンディング結果に悪影響を与え
ない範囲で、最小限の頻度で上述の検出操作および制御
を行うようにしてもよい。
また、上記の説明では、ボール13eを形成するための
放電の直後に、形成されたボール13eと放電電極15との
短絡による検出操作を行なっているが、ボール13eの形
成のための放電に先立って、絶縁被覆ワイヤ13の先端部
13dと放電電極15とを短絡させて電圧降下を測定し、そ
れに基づいて、直後に実行されるボール13eの形成のた
めの放電条件を制御するようにしてもよい。
放電の直後に、形成されたボール13eと放電電極15との
短絡による検出操作を行なっているが、ボール13eの形
成のための放電に先立って、絶縁被覆ワイヤ13の先端部
13dと放電電極15とを短絡させて電圧降下を測定し、そ
れに基づいて、直後に実行されるボール13eの形成のた
めの放電条件を制御するようにしてもよい。
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。
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。
たとえば、ワイヤボンディング対象物としては半導体
ペレットおよびリードフレームの組み合わせに限定され
ない。
ペレットおよびリードフレームの組み合わせに限定され
ない。
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。
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。
すなわち、本発明になるワイヤボンディング方法は、
スプールに巻回されボンディング工具から繰り出される
絶縁被覆ワイヤの先端部と放電電極との間で放電を行わ
せ、その放電エネルギによってボールを形成し、このボ
ールを前記ボンディング工具によって所定のボンディン
グ部位に押圧して接合するワイヤボンディング方法であ
って、前記絶縁被覆ワイヤの前記先端部から前記スプー
ル側の基端部に至る長さの変化による電圧降下の変動に
応じて当該絶縁被覆ワイヤと前記放電電極との間に印加
される放電電圧を可変にするので、たとえば放電電圧を
発生する放電電源回路の内部において、以前のボンディ
ング操作において計測された実際の放電電圧および電流
に基づいて電圧降下を直接的に検出し、次のボンディン
グ操作におけるボール形成のための放電電圧を設定する
ことにより、絶縁被覆ワイヤの経路に繰り出し長さを計
測するための複雑な計測器などを設けることなく、放電
回路の電圧降下を正確に測定することができ、この測定
結果に基づいて放電電圧を調整することで、簡単な構造
で、絶縁被覆ワイヤの全長の変化に影響されることな
く、放電によるボールの形成条件を一定に制御すること
ができる。
スプールに巻回されボンディング工具から繰り出される
絶縁被覆ワイヤの先端部と放電電極との間で放電を行わ
せ、その放電エネルギによってボールを形成し、このボ
ールを前記ボンディング工具によって所定のボンディン
グ部位に押圧して接合するワイヤボンディング方法であ
って、前記絶縁被覆ワイヤの前記先端部から前記スプー
ル側の基端部に至る長さの変化による電圧降下の変動に
応じて当該絶縁被覆ワイヤと前記放電電極との間に印加
される放電電圧を可変にするので、たとえば放電電圧を
発生する放電電源回路の内部において、以前のボンディ
ング操作において計測された実際の放電電圧および電流
に基づいて電圧降下を直接的に検出し、次のボンディン
グ操作におけるボール形成のための放電電圧を設定する
ことにより、絶縁被覆ワイヤの経路に繰り出し長さを計
測するための複雑な計測器などを設けることなく、放電
回路の電圧降下を正確に測定することができ、この測定
結果に基づいて放電電圧を調整することで、簡単な構造
で、絶縁被覆ワイヤの全長の変化に影響されることな
く、放電によるボールの形成条件を一定に制御すること
ができる。
これにより、絶縁被覆ワイヤの先端部に形成されるボ
ールによる目的の部位と絶縁被覆ワイヤとの安定なボン
ディングを行うことができる。
ールによる目的の部位と絶縁被覆ワイヤとの安定なボン
ディングを行うことができる。
また、本発明のワイヤボンディング装置によれば、絶
縁被覆ワイヤが挿通され、対象物に対して移動自在なボ
ンディング工具と、このボンディング工具に対して繰り
出される前記絶縁被覆ワイヤが巻回されるスプールと、
前記ボンディング工具の先端部から突出する前記絶縁被
覆ワイヤの先端部との間で放電を行う放電電極と、この
放電電極と前記スプール側における前記絶縁被覆ワイヤ
の基端部との間に放電電圧を印加する放電電源回路とか
らなり、前記放電のエネルギによって前記絶縁被覆ワイ
ヤの先端部にボールを形成し、このボールを前記ボンデ
ィング工具によって前記対象物のボンディング部位に押
圧して接合するワイヤボンディング装置であって、前記
放電電源回路は、前記放電電圧を発生する高電圧発生部
と、前記絶縁被覆ワイヤおよび前記放電電極からなる放
電回路における電圧降下を検出する検出部と、検出され
た前記電圧降下を記憶する記憶部と、当該記憶部に格納
された前記電圧降下の値に応じて、前記高電圧発生部に
おける前記放電電圧を制御する制御部とを備え、前記絶
縁被覆ワイヤの前記先端部から前記スプール側の基端部
に至る長さの変化による電圧降下の変動に応じて当該絶
縁被覆ワイヤと前記放電電極との間に印加される前記放
電電圧を可変にしたので、放電電源回路に設けられた検
出部によって、絶縁被覆ワイヤおよび放電電極などから
なる放電回路の電圧降下が直接的に測定されるので、絶
縁被覆ワイヤの経路に繰り出し長さを計測するための複
雑な計測器などを設けることなく、放電回路の電圧降下
が正確に測定され、この測定結果に基づいて放電電圧を
調整することで、簡単な構造で、絶縁被覆ワイヤの全長
の変化に影響されることなく、放電によるボールの形成
条件を一定に制御することができる。
縁被覆ワイヤが挿通され、対象物に対して移動自在なボ
ンディング工具と、このボンディング工具に対して繰り
出される前記絶縁被覆ワイヤが巻回されるスプールと、
前記ボンディング工具の先端部から突出する前記絶縁被
覆ワイヤの先端部との間で放電を行う放電電極と、この
放電電極と前記スプール側における前記絶縁被覆ワイヤ
の基端部との間に放電電圧を印加する放電電源回路とか
らなり、前記放電のエネルギによって前記絶縁被覆ワイ
ヤの先端部にボールを形成し、このボールを前記ボンデ
ィング工具によって前記対象物のボンディング部位に押
圧して接合するワイヤボンディング装置であって、前記
放電電源回路は、前記放電電圧を発生する高電圧発生部
と、前記絶縁被覆ワイヤおよび前記放電電極からなる放
電回路における電圧降下を検出する検出部と、検出され
た前記電圧降下を記憶する記憶部と、当該記憶部に格納
された前記電圧降下の値に応じて、前記高電圧発生部に
おける前記放電電圧を制御する制御部とを備え、前記絶
縁被覆ワイヤの前記先端部から前記スプール側の基端部
に至る長さの変化による電圧降下の変動に応じて当該絶
縁被覆ワイヤと前記放電電極との間に印加される前記放
電電圧を可変にしたので、放電電源回路に設けられた検
出部によって、絶縁被覆ワイヤおよび放電電極などから
なる放電回路の電圧降下が直接的に測定されるので、絶
縁被覆ワイヤの経路に繰り出し長さを計測するための複
雑な計測器などを設けることなく、放電回路の電圧降下
が正確に測定され、この測定結果に基づいて放電電圧を
調整することで、簡単な構造で、絶縁被覆ワイヤの全長
の変化に影響されることなく、放電によるボールの形成
条件を一定に制御することができる。
これにより、絶縁被覆ワイヤの先端部に形成されるボ
ールによる目的の部位と絶縁被覆ワイヤとの安定なボン
ディングを行うことができる。
ールによる目的の部位と絶縁被覆ワイヤとの安定なボン
ディングを行うことができる。
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
置における放電電源回路の構成の一例を示すブロック
図、 第２図はその全体構成の一例の概略を示す説明図、 第３図は本実施例の作用を模式的に示す説明図、 第４図は印加電圧と電圧降下との関係の一例を示す線
図、 第５図は本発明の他の実施例であるワイヤボンディング
装置の構成の一例を示すブロック図である。 １……架台、２……ボンディングステージ、３……半導
体ペレット、４……リードフレーム、５……Ｘ−Ｙテー
ブル、６……ボンディングヘッド、７……揺動軸、８…
…リニアモータ、９……ボンディングアーム、10……キ
ャピラリ、11……超音波発振器、12……スプール、13…
…絶縁被覆ワイヤ、13a……心線、13b……絶縁被覆材、
13c……基端部、13d……先端部、13e……ボール、14…
…ワイヤクランパ、15……放電電極、16,160……放電電
源回路、16a……高電圧発生部、16b……検出部、16c…
…記憶部、16d……制御部、16e,16f……スイッチ、16g
……低電圧発生部、R1〜R4……抵抗、17……主制御部。
置における放電電源回路の構成の一例を示すブロック
図、 第２図はその全体構成の一例の概略を示す説明図、 第３図は本実施例の作用を模式的に示す説明図、 第４図は印加電圧と電圧降下との関係の一例を示す線
図、 第５図は本発明の他の実施例であるワイヤボンディング
装置の構成の一例を示すブロック図である。 １……架台、２……ボンディングステージ、３……半導
体ペレット、４……リードフレーム、５……Ｘ−Ｙテー
ブル、６……ボンディングヘッド、７……揺動軸、８…
…リニアモータ、９……ボンディングアーム、10……キ
ャピラリ、11……超音波発振器、12……スプール、13…
…絶縁被覆ワイヤ、13a……心線、13b……絶縁被覆材、
13c……基端部、13d……先端部、13e……ボール、14…
…ワイヤクランパ、15……放電電極、16,160……放電電
源回路、16a……高電圧発生部、16b……検出部、16c…
…記憶部、16d……制御部、16e,16f……スイッチ、16g
……低電圧発生部、R1〜R4……抵抗、17……主制御部。
Claims (7)
- 【請求項１】スプールに巻回されボンディング工具から
繰り出される絶縁被覆ワイヤの先端部と放電電極との間
で放電を行わせ、その放電エネルギによってボールを形
成し、このボールを前記ボンディング工具によって所定
のボンディング部位に押圧して接合するワイヤボンディ
ング方法であって、前記絶縁被覆ワイヤの前記先端部か
ら前記スプール側の基端部に至る長さの変化による電圧
降下の変動に応じて当該絶縁被覆ワイヤと前記放電電極
との間に印加される放電電圧を可変にすることを特徴と
するワイヤボンディング方法。 - 【請求項２】前記電圧降下の変動を前記放電電圧を発生
する放電電源回路の内部において検出するようにしたこ
とを特徴とする請求項１記載のワイヤボンディング方
法。 - 【請求項３】以前のボンディング操作において計測され
た実際の放電電圧および電流に基づいて前記電圧降下を
検出し、次のボンディング操作における前記ボール形成
のための放電電圧を設定することを特徴とする請求項１
または２記載のワイヤボンディング方法。 - 【請求項４】予め前記絶縁被覆ワイヤの先端部と前記放
電電極とを接触させて所定の微小電流を流し、その時に
計測される電圧および電流値に基づいて当該絶縁被覆ワ
イヤでの前記電圧降下を検出して、後の前記ボンディン
グ操作における前記放電電圧を設定することを特徴とす
る請求項1,2または３記載のワイヤボンディング方法。 - 【請求項５】絶縁被覆ワイヤが挿通され、対象物に対し
て移動自在なボンディング工具と、このボンディング工
具に対して繰り出される前記絶縁被覆ワイヤが巻回され
るスプールと、前記ボンディング工具の先端部から突出
する前記絶縁被覆ワイヤの先端部との間で放電を行う放
電電極と、この放電電極と前記スプール側における前記
絶縁被覆ワイヤの基端部との間に放電電圧を印加する放
電電源回路とからなり、前記放電のエネルギによって前
記絶縁被覆ワイヤの先端部にボールを形成し、このボー
ルを前記ボンディング工具によって前記対象物のボンデ
ィング部位に押圧して接合するワイヤボンディング装置
であって、前記放電電源回路は、前記放電電圧を発生す
る高電圧発生部と、前記絶縁被覆ワイヤおよび前記放電
電極からなる放電回路における電圧降下を検出する検出
部と、検出された前記電圧降下を記憶する記憶部と、当
該記憶部に格納された前記電圧降下の値に応じて、前記
高電圧発生部における前記放電電圧を制御する制御部と
を備え、前記絶縁被覆ワイヤの前記先端部から前記スプ
ール側の基端部に至る長さの変化による電圧降下の変動
に応じて当該絶縁被覆ワイヤと前記放電電極との間に印
加される前記放電電圧を可変にしたことを特徴とするワ
イヤボンディング装置。 - 【請求項６】予め前記絶縁被覆ワイヤの先端部と前記放
電電極とを接触させて所定の微小電流を流し、その時に
計測される電圧および電流値に基づいて当該絶縁被覆ワ
イヤでの前記電圧降下を検出して、後の前記ボンディン
グ操作における前記放電電圧を設定することを特徴とす
る請求項５記載のワイヤボンディング装置。 - 【請求項７】前記放電電源回路には、前記高電圧発生部
と切り換え可能にされ、前記微小電流を前記前記絶縁被
覆ワイヤおよび前記放電電極からなる放電回路に流す低
電圧発生部を備えたことをほ特徴とする請求項５または
６記載のワイヤボンディング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63299934A JP2541644B2 (ja) | 1988-11-28 | 1988-11-28 | ワイヤボンディング方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63299934A JP2541644B2 (ja) | 1988-11-28 | 1988-11-28 | ワイヤボンディング方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02146741A JPH02146741A (ja) | 1990-06-05 |
| JP2541644B2 true JP2541644B2 (ja) | 1996-10-09 |
Family
ID=17878701
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63299934A Expired - Fee Related JP2541644B2 (ja) | 1988-11-28 | 1988-11-28 | ワイヤボンディング方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2541644B2 (ja) |
-
1988
- 1988-11-28 JP JP63299934A patent/JP2541644B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02146741A (ja) | 1990-06-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |