JP2550729Y2 - ワイヤ供給装置及びこれを具備したワイヤボンディング装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、被ボンディング部品と
なる半導体部品（ＩＣチップ）とリードとの間にワイヤ
を掛け渡してボンディング接続を行うワイヤボンディン
グ装置に関する。

【０００２】

【０００３】

【従来の技術】従来、この種のワイヤボンディング装置
として図６及び図７に示すものがある。

【０００４】図６は、当該ワイヤボンディング装置１０
１の平面図であるが、該図から明らかなように、該ワイ
ヤボンディング装置はその架台１０２上にボンディング
ステージ１０５、フレーム供給手段１０７及びボンディ
ング手段１１３を備えている。

【０００５】なお、当該ワイヤボンディング装置１０１
においては、図８に示すリードフレームＬ＼Ｆが取り扱
われる。図示のように、このリードフレームＬ＼Ｆには
複数のＩＣチップ１１６が等ピッチにて装着されてい
る。当該ワイヤボンディング装置１０１は、図９に示す
ように、該リードフレームＬ＼Ｆに形成されているリー
ド１１７とＩＣチップ１１６上のパッド１１６ａとを、
金、アルミニウムなどから成るワイヤ１１８を用いてボ
ンディングする。

【０００６】前述したボンディングステージ１０５は、
これをステージとして上記のボンディング作業を行うた
めのもので、図７から明らかなように平坦な担持面１０
５ａを有し、上記リードフレームＬ＼Ｆの全長のうち、
ボンディングを行おうとするＩＣチップ及びその前後の
複数のＩＣチップが装着されている部分をこの担持面１
０５ａにて担持する。また、リードフレームＬ＼Ｆをヒ
ータカートリッジ等により所定温度に加熱する加熱手段
（図示せず）が設けられている。

【０００７】図６に示すように、ボンディングステージ
１０５の近傍には、上記のボンディング作業時にリード
フレームＬ＼Ｆを該ボンディングステージ１０５に向け
て押圧して固定するための押圧手段１２５が設けられて
いる。図示のように、この押圧手段は上下方向において
揺動自在に設けられてその自由端部にてリードフレーム
Ｌ＼Ｆを押圧する押えプレート１２５ａと、モータ１２
５ｅを含み該押えプレート１２５ａを駆動する駆動手段
（モータ１２５ｅ以外は図示せず）とから成る。

【０００８】次いで、図６に示したフレーム供給手段１
０７について説明する。このフレーム供給手段１０７
は、前述したリードフレームＬ＼Ｆを多数収容して、こ
れらを上記ボンディングステージ１０５上に順次供給す
るものである。

【０００９】図６に示すように、フレーム供給手段１０
７は、リードフレームＬ＼Ｆを配列収容してこれらを順
次供給するローダ１３０と、ボンディングを終了したリ
ードフレームＬ＼Ｆを受け入れて収容するアンローダ１
３１と、リードフレームＬ＼Ｆを該ローダ１３０からボ
ンディングステージ１０５を経てアンローダ１３１まで
案内する案内機構１３２と、ローダ１３０からアンロー
ダ１３１までリードフレームＬ＼Ｆを搬送する搬送手段
（図示せず）とを有している。図から明らかなように、
上記案内機構１３２は２本の案内レール１３２ａ、１３
２ｂから成り、これらの案内レールがリードフレームＬ
＼Ｆの左右両側端部を摺接保持して案内する。

【００１０】ローダ１３０とアンローダ１３１の構成に
ついては、本願出願人により出願された実願平１−１０
８３８２号（実開平３−４８２２５号）などにおいて詳
しく示されているので、ここではその説明を省略する。
なお、図６に示すように、ローダ１３０及びアンローダ
１３１は、夫々リードフレームＬ＼Ｆを配列収容し得る
マガジンＭを着脱自在に装備している。

【００１１】次に、図６に示したボンディング手段１１
３について説明する。なお、このボンディング手段１１
３に関しては、本願出願人により出願された特願平２−
１１５１０２号（特開平４−１２５４４号）などにおい
て詳しく示されているので、ここでは下記の説明に留め
る。

【００１２】図６に示すように、ボンディング手段１１
３は、ボンディング機構１５１と、該ボンディング機構
１５１を搭載してこれを水平面内において適宜移動させ
て位置決めするＸＹテーブル１５２とを有している。

【００１３】図７に示すように、ボンディング機構１５
１は、矢印Ｗにて示すように上下方向において揺動自在
にしてその先端部にボンディングツールとしてのキャピ
ラリ１５５が取り付けられたボンディングアーム１５６
と、該ボンディングアームを揺動させるアーム駆動手段
（図示せず）と、該ボンディングアーム１５６の上方に
配置されてワイヤ１１８を把持してカットするためのク
ランプ１５８と、このクランプ１５８をしてワイヤ１１
８の把持及びその解除を行わせるべく作動させるクラン
プ開閉機構（図示せず）とを有している。なお、図示し
てはいないが、キャピラリ１５５の近傍には電気トーチ
が配置されており、この電気トーチに所定の電圧を印加
することによってワイヤ１１８の先端にボールを形成す
る。

【００１４】ボンディングアーム１５６の後上方にはフ
レーム１６１が配設されており、該フレーム１６１の上
端部には上記ボンディング手段１１３によるボンディン
グに供されるべきワイヤ１１８を巻回して蓄えたスプー
ル１６２が回転自在に取り付けられている。そして、こ
の巻回されたワイヤ１１８を送り出すべく該スプール１
６２を適宜回転させる回転駆動手段（図示せず）が設け
られている。なお、スプール１６２は、送り出すワイヤ
１１８に対して巻き取り方向に所定の張力を付与する張
力付与手段（図示せず）を具備している。また、スプー
ル１６２より送り出されるワイヤ１１８は、夫々円柱状
に形成された複数の案内部材１６４〜１６７によってキ
ャピラリ１５５まで案内される。

【００１５】上記したスプール１６２と、該スプール１
６２を回転させる回転駆動手段と、各案内部材１６４〜
１６７と、これらに関連する周辺の関連部材とによっ
て、ボンディング手段１１３に対してワイヤ１１８を供
給するワイヤ供給装置が構成されている。

【００１６】該ワイヤ供給装置には、上記スプール１６
２からワイヤ１１８を円滑に送り出すためにほつれを促
す手段が設けられることが多く、該手段は下記のように
構成されている。

【００１７】すなわち、図７に示すように、スプール１
６２の近傍にノズル１７０をその吹出口を上向きにして
設け、ワイヤ１１８に対して側方、この場合下方から圧
搾空気を吹き付けることにより押圧し、以て張力を付与
することを行っている。

【００１８】また、図示のように、ノズル１７０の上方
には、該ノズル１７０からの圧搾空気により吹き上げら
れたワイヤ１１８を検知して上述の円滑なほつれの状態
が維持されているかどうかを確認するための２つの光セ
ンサ１７２及び１７３が配設されている。

【００１９】上記した構成のワイヤボンディング装置に
おいては、ボンディング手段１１３によるボンディング
作業の進行に伴ってスプール１６２が回転駆動され、ワ
イヤ１１８が送り出される。

【００２０】詳しくは、図７において、キャピラリ１５
５によりボンディングが続けられることによってワイヤ
１１８が使用されるに従い、ノズル１７０から吹き付け
られる圧搾空気の押圧力によって実線で示すように上方
に大きく膨らむようになされていたワイヤ１１８が、二
点鎖線にて示すように光センサ１７２の検出光を横切る
状態まで下がる。

【００２１】すると、この光センサ１７２より発せられ
た検知信号に基づきスプール１６２が所定角度だけ回転
駆動されて必要量のワイヤが送り出され、ワイヤ１１８
の膨みの状態は再び実線で示す状態まで戻される。以
下、このような動作が繰り返される。

【００２２】一方、何等かの原因によってワイヤ１１８
が絡み、円滑にほつれずに図７において破線にて示す状
態までワイヤ１１８の膨みが下降してしまった場合に
は、下方に配置された光センサ１７３がこれを検知す
る。当該ワイヤボンディング装置の作動制御を司る制御
部はこの光センサ１７３よりの検知信号を受信すること
によってエラーの発生と判断し、当該装置の動作を停止
する。

【００２３】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来のワイヤボンディング装置においては、上記のワイ
ヤ１１８の絡みによるエラーが発生する都度、作業者が
スプール１６２を点検してこの絡みを直すことが行わ
れ、作業が遅滞すると共に、作業者に煩わしい感じを与
えるという欠点がある。

【００２４】本考案は、上記した従来技術の欠点に鑑み
てなされたものであって、ワイヤの絡み発生を防止し、
しかもコストの低減を達成したワイヤボンディング装置
を提供することを目的としている。

【００２５】

【課題を解決するための手段】本考案は、半導体部品が
装着されたフレームをボンディングステージ上に供給す
るフレーム供給手段と、ボンディングに供されるべきワ
イヤが巻回されたスプールを含み該ワイヤを供給するワ
イヤ供給手段と、前記フレームに形成されたリードと前
記半導体部品とをキャピラリを用いて前記ワイヤによっ
てボンディングするボンディング手段とを備えたワイヤ
ボンディング装置において、前記スプールより送り出さ
れるワイヤに対して前記スプール及び前記キャピラリの
間で気体を吹き付けて押圧することにより該ワイヤに張
力を付与する張力付与手段と、前記スプールと前記張力
付与手段との間に設けられ前記ワイヤボンディング装置
に固定して取り付けられた案内部材とを備え、前記案内
部材は、前記ワイヤボンディング装置からの振動を前記
スプールから送り出されるワイヤに伝達するように構成
したものである。

【００２６】

【実施例】以下、本考案に係るワイヤボンディング装置
について添付図面を参照しつつ説明する。なお、本考案
に係るワイヤボンディング装置は以下に説明する部分以
外は図６及び図７に示した従来の装置と同様に構成され
ている故、装置全体としての説明は省略し、要部につい
てのみ説明する。また、以下の説明において、該従来装
置の構成部材と同一の構成部材に関しては同じ参照符号
を付して示している。

【００２７】本考案に係るワイヤボンディング装置にお
いては、ワイヤ供給装置が具備するスプール１６２から
送り出されるワイヤ１１８を励振する励振手段が設けら
れており、該励振手段は下記のように構成されている。

【００２８】図１乃至図３に示すように、該励振手段
は、ローダ１３０（あるいはアンローダ１３１）にその
一端部にて片持梁状に取り付けられた案内部材１から成
る。図４及び図５にも示すように、この案内部材１は、
比較的細い丸鋼（例えば直径が１〜２ｍｍ）等を素材と
してこれを所定形状に屈曲成形してなり、他端部がスプ
ール１６２の近傍にてワイヤ１１８に摺接せられてい
る。

【００２９】かかる構成においては、ローダ１３０の作
動に伴って該ローダ１３０が発する振動が上記案内部材
１に伝達され、該案内部材１に係合したワイヤ１１８が
励振される。よって、スプール１６２の回転によって送
り出されるワイヤ１１８が仮に絡みを生じた場合におい
てもこの振動によって絡みが解かれることとなり、円滑
にほつれて送給される。

【００３０】なお、ワイヤ１１８の励振については、上
記のように案内部材１を介して伝達されるローダ１３０
の振動の他、ボンディング手段１１３の作動に起因する
スプール１６２（図２乃至図５を参照）や他の各案内部
材１６４〜１６７の振動によってもなされる。すなわ
ち、これらスプール１６２、案内部材１６４〜１６７が
ボンディング手段１１３の作動により振動することによ
って、該スプール１６２等に掛けられているワイヤ１１
８が上記の案内部材１に対して振動することとなり、ワ
イヤ１１８自体が励振される状態となる。

【００３１】また、本実施例においては上記案内部材１
をローダ１３０に取り付けているが、架台１０２に取り
付けてもよい。これは、上述したようにボンディング手
段１１３の作動に伴ってワイヤ１１８自体が振動して、
固定側である架台１０２上に取り付けられた案内部材１
に掛けられていることから励振状態が得られることによ
る。

【００３２】つまり、ワイヤ１１８とこれに係合した案
内部材１との間に相対的な振動が生じていれば、ワイヤ
１１８の励振状態が得られるのである。

【００３３】上記のようにローダ１３０あるいは架台１
０２に取り付けた案内部材１によりワイヤ１１８を励振
する構成の他、図示しない専用のバイブレータを設けて
該バイブレータを励振手段としてワイヤ１１８に直接振
動を与えるようにしてもよい。但し、前者のように構成
することにより、ローダ１３０及びボンディング手段１
１３を振動源として活用することが出来、かかる専用の
バイブレータは不要となり、コストの低減などが達成さ
れる。

【００３４】上記した各種の励振手段によりワイヤ１１
８を励振することは、これのみを行うだけにてもワイヤ
１１８の絡み防止に関しては有効に作用するが、図２に
示すノズル１７０等を用いてワイヤ１１８を側方から押
圧することにより該ワイヤに張力を付与している場合に
は特にその効果が顕著である。

【００３５】すなわち、この張力付与手段によってワイ
ヤ１１８に張力が与えられた状態にて該ワイヤ１１８が
励振されると、ワイヤ１１８は振動の周期毎に張られた
り緩められたり、恰も交番荷重が与えられる状態となる
からである。

【００３６】

【考案の効果】以上説明したように、本考案によればス
プールより送り出されるワイヤが励振されるので、ワイ
ヤの送り出しに際して絡みを生ずることがなく、ボンデ
ィング作業の遅滞を防止することが出来るという効果が
ある。また、本考案にかかるワイヤボンディング装置で
は、ワイヤに対し気体により積極的な張力を常に付与し
た状態で振動を加えるので、ワイヤに交番荷重が与えら
れた状況となり、前記絡み防止、ほつれ促進に特に有効
である。また、ワイヤに付与する振動として、ワイヤボ
ンディング装置自体から発生するものを利用しているの
で、バイブレータ等の特別な振動発生手段を必要とせ
ず、コストが安くなっている。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本考案に係るワイヤボンディング装置
の平面図である。

【図２】図２は、図１に示したワイヤボンディング装置
の要部の、一部断面を含む正面図である。

【図３】図３は、図２に関するＡーＡ矢視図である。

【図４】図４は、図１に示したワイヤボンディング装置
が含むワイヤ供給装置の要部の拡大図である。

【図５】図５は、図４に関するＢーＢ矢視図である。

【図６】図６は、従来のワイヤボンディング装置の平面
図である。

【図７】図７は、図６に示したワイヤボンティング装置
の要部の、一部断面を含む正面図である。

【図８】図８は、取り扱われるべきリードフレームの平
面図である。

【図９】図９は、図８における部分Ｃの拡大図である。

【符合の説明】

１ 案内部材 １０１ ワイヤボンディン
グ装置 １０２ 架台 １０５ ボンディングステ
ージ １０７ フレーム供給手段 １１３ ボンディング手段 １１６ ＩＣチップ（半導
体部品） １１７ リード １１８ ワイヤ １３０ ローダ １３１ アンローダ １５１ ボンディング機構 １５２ ＸＹテーブル １５５ キャピラリ １５６ ボンディングアー
ム １５８ クランプ １６２ スプール

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体部品が装着されたフレームをボンデ
   ィングステージ上に供給するフレーム供給手段と、 ボンディングに供されるべきワイヤが巻回されたスプー
   ルを含み該ワイヤを供給するワイヤ供給手段と、 前記フレームに形成されたリードと前記半導体部品とを
   キャピラリを用いて前記ワイヤによってボンディングす
   るボンディング手段とを備えたワイヤボンディング装置
   であって、 前記スプールより送り出されるワイヤに対して前記スプ
   ール及び前記キャピラリの間で気体を吹き付けて押圧す
   ることにより該ワイヤに張力を付与する張力付与手段
   と、 前記スプールと前記張力付与手段との間に設けられ前記
   ワイヤボンディング装置に固定して取り付けられた案内
   部材とを備え、 前記案内部材は、前記ワイヤボンディング装置からの振
   動を前記スプールから送り出されるワイヤに伝達するよ
   うに構成したことを特徴とするワイヤボンディング装
   置。