JP2632201B2 - ワイヤボンディング用クランプ部材 - Google Patents

ワイヤボンディング用クランプ部材

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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LSI等の半導体装置の製造工程中、ワイヤボ
ンディング作業において使用されるワイヤのクランプ部
材に関するものである。
〔従来の技術〕
LSI等の半導体装置におけるワイヤボンディング装置
は、第２図に概略を示すように、クランプ部材1,1を備
えたアーム2,2の間を通ったワイヤ３をキャピラリー４
に導き、該キャピラリー４の下方にパッケージ６および
チップ素子５を配置していた。
また、ワイヤボンディング作業の手順は次に示す通り
であった。まず、アーム2,2を開いてワイヤ３が自由に
供給される状態で、キャピラリー４の先端をチップ素子
５のボンディング面へ圧着してワイヤ３の先端を接合さ
せた後、キャピラリー４を上昇させる。次にキャピラリ
ー４をパッケージ６のボンディング面へ圧着して前記ワ
イヤ３の他端をパッケージ６側へ接合する。
このときアーム2,2を閉じてクランプ部材1,1でワイヤ
３を保持して供給を遮断した状態とし、キャピラリー４
の先端で接合済のワイヤ３を切断した後キャピラリー４
を上昇させる。以上の工程で１本のワイヤ３が接合さ
れ、この工程を１秒間に４回程度の速度でボンディング
作業を行っていた。
また、上記のように、１本のワイヤ３を接合するたび
にクランプ部材１、１は１回ずつ開閉し、ワイヤ３の保
持、開放を繰り返していた。このようなクランプ部材１
を形成する材質としては、ガラス、サファイア、焼入
鋼、クロムメッキした金属、超硬などが用いられてい
た。
〔従来技術の課題〕
ところが、上記のようにクランプ部材１は激しくワイ
ヤ３と接することから摩耗が激しく、またクランプ部材
１が帯電あるいは帯磁すると埃などが付着し易く、この
埃がワイヤ３に付着して断線を起こしたり、あるいはク
ランプ部材１の静電気がワイヤ３を通じてチップ素子５
に悪影響を及ぼすなどの問題点があった。
即ち、従来のクランプ部材１を形成する材質であるガ
ラス、焼入鋼、クロムメッキでは耐摩耗性が低く、また
サファイアは導電率で低いため帯電し易く、更に超硬は
磁性を帯びやすく、しかも重いという欠点があった。
〔課題を解決するための手段〕
上記に鑑みて本発明は、少なくともワイヤを保持する
滑らかな保持面をサーメットにより形成してクランプ部
材を構成したものである。
上記サーメットは、TiN,TiCあるいはTiN,TiC,NbCを主
成分とするもので、高硬度で耐摩耗性が大きく、かつ導
電率が大きいため帯電しにくく、磁性も帯びないため、
前記問題点を解消するすべての条件を満たすものであ
る。
〔実施例〕
以下、本発明実施例を説明する。
第１図に断面図を示すように、クランプ部材１はサー
メットからなる円板体あるいは四角板体であり、一方の
面をアーム２に固着し、他方の面を滑らかなワイヤ保持
面1aとしたものである。また、該ワイヤ保持面1aの端部
は曲率半径0.2mm以上のＲ面1bとしており、ワイヤ保持
面1a、および前記Ｒ面1bのワイヤ保持面1aからの距離ｔ
が0.2mm以内の範囲は、すべて中心線平均粗さ（Ra）0.2
μｍ以下、好ましくは中心線平均粗さ（Ra）0.05μｍ以
下となっている。
上記ワイヤ保持面1aの形状は、ワイヤ３の断線を防止
するために必要なものであり、ワイヤ保持面1aの中心線
平均粗さ（Ra）が0.2μｍより大きいと使用中にワイヤ
３の断線が生じ易くなる。
さらに、上記実施例では、クランプ部材１全体をサー
メットから形成したものを示したが、この他にワイヤ保
持面1aのみをサーメットにより形成し、他の部分は別の
材質として互いに接合したものでも良く、少なくともワ
イヤ保持面1aがサーメットから形成されていれば良い。
このクランプ部材１は、第２図に示すように、ワイヤ
３の両側に２個配置され、ボンディング作業中ワイヤ３
の保持、開放を繰り返すが、前記したようにワイヤ保持
面1aが滑らかな面となっているためワイヤ３の断線の恐
れはない。
また、本発明のクランプ部材１に用いるサーメット
は、TiC,TiNまたはTiC,TiN,NbCのセラミック相（硬質
相）55〜95重量％、Ni,Cr,Mo,W等の金属またはこれらの
合金より選ばれた結合用金属相５〜45重量％から成り、
好ましくはセラミック相70〜90重量％、結合用金属相10
〜30重量％から成るものである。
上記セラミック相のうち、TiCはサーメットの耐摩耗
性を向上させるものであり、全体の10〜60（NbCを含む
場合は10〜40）重量％含有されていることが望ましい。
また、TiNはTiCの結晶粒成長抑制剤として作用し、これ
により耐摩耗性を一層向上させると共に、硬度、靭性の
向上に寄与しており、全体の５〜30（NbCを含む場合は
５〜10）重量％含有させることが望ましい。さらにNbC
はTiC−TiN系サーメットの耐摩耗性および靭性を一層向
上させるものであり、全体の10〜50重量％含有させるこ
とが望ましく、このNbCの一部をTaCに起き換えることに
より靭性を更に高めることもできる。
次に上記サーメットの製造法を説明する。
まず、TiC,TiN,NbC（更にTaCも含む）などのセラミッ
ク成分と結合用金属成分とより成る混合原料にアセトン
等の溶剤および粉砕媒体を加えて振動ミルにより粉砕す
る。次に、これを乾燥し、溶剤を除去し、造粒した後、
50〜100メッシュ篩を通し成形用原料とする。この成形
用原料を加圧成形した後、非酸化性雰囲気中で1400〜15
00℃の温度で焼成した焼結体を得る。その後、焼結体を
研削研磨することにより、クランプ部材１とすることが
できる。
また、上記サーメットはビッカーズ硬度が1500〜1650
Kg/mm2と高硬度であり、かつ体積固有抵抗が10-4Ωcmと
小さく、導電性があることから静電気を帯びにくく、ま
たFe,Co等の磁性体を含まないことから磁気を帯びにく
く、クランプ部材としての必要な条件をすべて満たすも
のである。
実験例 次に、本発明実施例として、上記製造方法に基づき第
１表に示す組成から成る８種類のサーメットでクランプ
部材１を形成し、比較例としてガラス、サファイア、ク
ロムメッキコーティングにより同じ形状のクランプ部材
１を形成した。これらのクランプ部材１をワイヤボンデ
ィング装置に組み込んで、直径25μｍの金線から成るワ
イヤ３を使用し、64本のワイヤ接合を必要とするパッケ
ージに対し、パッケージ１個あたり15秒の速度でワイヤ
ボンディング作業を行い、それぞれ耐用寿命を調べた。
なお、耐用寿命の判定は、クランプ部材１のワイヤ保
持面1aに光沢がなくなり、表面の荒れが激しくなった場
合、ワイヤが破断した場合、チップ素子が破損した
場合とした。結果は第１表に示すように、比較例である
No.9,11は摩耗が激しく、前記の理由により、1000時
間以下しか使用できず、またNo.10のものは帯電による
ほこり付着のためワイヤが破断して1100時間までしか使
用できなかった。
これに対し、本発明実施例であるNo.1〜８のサーメッ
トからなるものは、いずれも前記の理由により寿命と
なったが、すべて3000時間以上使用することができ、優
れた結果を示した。特にNo.7に示す組成のものは耐用寿
命が4000時間以上と最も優れていた。
〔発明の効果〕 叙上のように本発明によれば、少なくともワイヤを保
持する滑らかな保持面をサーメットにより形成してクラ
ンプ部材を構成したことによって、サーメットは高硬度
であることから前記ワイヤ保持面の体摩耗性が大きく、
かつ帯電、帯磁しにくいことから、クランプ部材への埃
の付着が少なく、ワイヤに埃を付着させて断線させてし
まうことを防止でき、また静電気によるチップ素子への
悪影響も防止できるなどの効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明実施例に係るワイヤボンディング用クラ
ンプ部材を示す断面図である。 第２図はクランプ部材の使用状態を説明するためのワイ
ヤボンディング装置を示す概略斜視図である。 1:クランプ部材、2:アーム 3:ワイヤ、4:キャピラリー

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ボンディングワイヤを保持するクランプ部
    材の少なくともワイヤ保持面がサーメットからなり、か
    つ該ワイヤ保持面の中心線平均粗さ（Ra）が0.2μｍ以
    下であることを特徴とするワイヤボンディング用クラン
    プ部材。
JP63332415A 1988-12-27 1988-12-27 ワイヤボンディング用クランプ部材 Expired - Lifetime JP2632201B2 (ja)

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