JP2748918B2 - ワイヤボンディング装置 - Google Patents

ワイヤボンディング装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、リードフレームの
ダイパッド部に搭載される半導体ペレットと該半導体ペ
レットのボンディングパッドと前記リードフレームのイ
ンナーリード部とを金属細線で接続するワイヤボンディ
ング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３は従来の一例を示すワイヤボンディ
ング装置の図である。従来、この種のワイヤボンディン
グ装置は、例えば、図３に示すように、半導体ペレット
１１を搭載したリードフレーム１２を載置するステージ
７と、ボンディングアーム６の先端に取付けられスプー
ル５から供給される金属細線を通し半導体ペレット１１
のボンディングパッドあるいはリードフレーム１２のイ
ンナーリード部に金属細線を押し付け接続するキャピラ
リィ４とを備えていた。
【０００３】また、このワイヤボンディング装置により
リードフレーム１２のインナーリード部と半導体ペレッ
ト１１のボンデイングパッドとを金属細線で接続するに
は、まず、ステージ７に載置されたリードフレーム１２
を加熱ヒータ８で加熱し、キャピラリイ４の上昇下降動
作とステーヂ７の移動位置決め動作によりスプール５よ
り送り出される金属細線で半導体ペレット１１のボンデ
ィングパッドとリードフレーム１２のインナーリード部
と接続していた。
【０００４】このようにインナーリードとボンディング
パッドに接続された金属細線は、上方に山なりのループ
状の状態で接続されていた。このことは、ある程度金属
細線の長さに余裕をもたせることで、金属細線の接続部
に直接応力がかからないように金属細線に撓みをもたせ
ていた。しかしながら、近年、半導体装置の高集積化に
伴ないワイヤリングする金属細線の密度も高くなり、剛
性の低い金属細線は、ワイヤボンディング時あるいはそ
の後の樹脂封止工程後に、金属細線のループ形状が維持
されず変形され、隣接する金属細線が短絡したりあるい
は半導体ペレットの角部またはダイパッド部の角部など
接触し短絡事故が発生するという問題を起していた。
【０００５】このような短絡事故を避けるためにボンデ
ィングワイヤである金属細線のループ形状を修正するワ
イヤボディング装置が特開昭６１一２６３２３２号公報
に開示されている。このワイヤボンディング装置は、リ
ードフレームと半導体ペレットでなる半導体構体の裏面
側の位置に多数個のエア等の噴出手段を設け、ボンディ
ングされたワイヤに対して夫々一方向に向けてエアを噴
出し、形状が不良なワイヤのループ形状を修正しワイヤ
における短絡を確実に防止することを特徴とするもので
あった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】最近、この種の樹脂封
止型半導体装置においては、回路基板への実装密度を高
めることや軽薄化に伴ない半導体装置の外郭体をより薄
くしなければならくなった。例えば、この半導体装置の
中でも外郭体の厚さが１ｍｍのものがある。このように
薄いパッケージ体をもつ半導体装置の場合は、半導体ペ
レットの厚みやリードフレームの厚みおよび金属細線で
あるワイヤの径を考慮すると、ワイヤのループ形状が許
される範囲が０．３ｍｍから０．４ｍｍ程度に限定され
る。
【０００７】かかる薄い肉厚のパッケージの半導体装置
に対してワイヤボンディングする際に上述したエア噴出
手段を備えるボンディング装置を適用しても、ワイヤを
持ち上げループ状にワイヤを修正し短絡事故を解消する
ものの、ワイヤのループ高さを制御することが困難であ
る。このためワイヤのループ高さが高くなり過ぎ、樹脂
封止後にワイヤが樹脂外郭体より露出するといった品質
上の欠陥をもたらすことになる。また、ワイヤが露出し
ないまでもワイヤを覆う樹脂被膜が薄くなり耐湿性の劣
化によるワイヤの錆の発生などの問題を含んでいる。
【０００８】従って、本発明の目的は、接続されたワイ
ヤが樹脂外郭体から露出したり内部で短絡することなく
総べてのワイヤが同一ループ高さで接続できるワイヤボ
ンディング装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、リード
フレームのダイパッド部に搭載される半導体ペレットと
該半導体ペレットのボンディングパッドと前記リードフ
レームのインナーリード部とを金属細線で接続するワイ
ヤボンディング装置において、前記インナーリード部お
よび前記ボンディングパッドに接続された前記金属細線
に前記ダイパッド部の裏面側から不活性ガスを吹付ける
ガス吹き出し機構と、前記不活性ガスの吹き付けにより
前記金属細線が変形され湾曲高さを抑制する修正版とを
備えるワイヤボディング装置である。また、前記修正板
の高さを調節する調節機構を備えることが望ましい。さ
らに、必要に応じて、前記ガス吹き出し機構は前記金属
細線に対応し複数の噴出孔を有するとともに前記修正板
に前記不活性ガスが排出される複数の排出孔をもたせる
ことである。
【００１０】
【発明の実施の形態】次に、本発明について図面を参照
して説明する。
【００１１】図１は本発明の一実施の形態におけるワイ
ヤボンディング装置を示す図である。このワイヤボンデ
ィング装置は、図１に示すように、ワイヤ１５がボンデ
ィングされた半導体ペレット１１およびリードフレーム
１２のインナーリード部の半導体構体が送られる次のス
テージ７ａに半導体ペレット１１の裏面側から不活性ガ
スを吹き付ける不活性ガス供給システム１と、吹き付け
られ上側に湾曲するワイヤ１５の高さを規制するワイヤ
修正板２を設けたことである。
【００１２】それ以外の加熱ヒータ８、キャピラリィ４
を保持し上下動するボンディングアーム６およびワイヤ
１５を供給するスプール５は従来例と同じように備えら
れている。また、不活性ガス供給システム１はガス供給
管３から供給される窒素などの不活性ガスを送風する送
風機を備えている。さらに、送風機の吹き付け口はダイ
パッド部１３とこのダイパッド部１３とインナーリード
部１４との隙間とを含む大きさの開口を有している。
【００１３】次に、このワイヤボンディング装置による
ワイヤボンディング動作を説明する。まず、紙面の左側
から半導体ペレット１１を搭載したリードフレーム１２
の一コマが送られ、加熱ヒータ８のあるステージ位置に
位置決めされる。次に、ボンディングアーム６の上下動
作およびステージの移動の組合せ運動によりスプール５
より送り出されるワイヤ１５を半導体ペレットのボンデ
ィングパッドとインナーリード部１４とに接続する。次
に、ワイヤ１５が接続されたリードフレーム１２の一コ
マを含む半導体構体はステージ７ａに移載され、不活性
ガス供給システム１より不活性ガスを半導体ペレット１
１とインナーリード部１４の隙間を通して接続された総
てのワイヤ１５に一様の圧力で吹き付ける。このことに
より総てのワイヤ１５は、ワイヤ修正板２に押し付けら
れ均一な高さで平坦な湾曲部をもつループ状に成形され
る。
【００１４】なお、この不活性ガス供給システムの風圧
は、ワイヤ修正板２に押し付けられたワイヤが乱れて互
に短絡しないように０．２乃至０．８気圧程度の弱い圧
力に抑える必要がある。また、この不活性ガス供給シス
テム１は、弱い風圧で成形できる展延性の富むとともに
破断し易い細い金線であるワイヤに適用できる。
【００１５】図２（ａ）および（ｂ）は本発明の他の実
施の形態におけるワイヤボンディング装置のステージの
部分を断面にして示す図およびワイヤ修正板を抽出して
示す図である。このワイヤボンディング装置は、図２
（ａ）に示すように、ワイヤをボンディングするステー
ジの次のステージ７ａに不活性ガス供給システム１ａか
ら供給される不活性ガスが圧送されるガス通孔１ｂと、
このガス通孔１ｂから枝分かれし接続されたそれぞれの
ワイヤ１５に不活性ガスを吹き付ける噴出孔１ｃの複数
個を形成したことである。
【００１６】また、図２（ｂ）に示すように、ワイヤ修
正板２ａのワイヤ１５が押し付けられる領域に複数の不
活性ガス通り穴９を設けている。この通り孔９は、不活
性ガスがワイヤ修正板２ａに当り乱流となりワイヤ１５
を乱し互に短絡させないようにガスの流れを円滑にする
ために設けられている。
【００１７】さらに、ワイヤ修正板２ａは、ワイヤ１５
のループ高さを任意に調節できるように修正板高さ調整
機構１０が設けられている。この修正板高さ調整機構１
０は、例えば、バックラッシュの少ないネジ送り機構が
望ましい。そして送り量は０．０１ｍｍ程度の細かい送
りができることが望ましい。
【００１８】なお、噴出孔１ｃからの不活性ガスの風圧
は、０．８乃至１．５気圧程度の強い圧力に設定する。
これは前述の実施の形態で説明した金より展延性の劣る
アルミニューム線などを成形するためである。また、風
圧を弱くし不活性ガスを加熱し高い温度のガスを吹き付
けてワイヤを成形しても良い。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、接続され
たワイヤに不活性ガスを吹き付ける手段と、吹き付けら
れる不活性ガスの風圧でワイヤが成形されるループ高さ
を規制する修正板とを設けることによって、総てのワイ
ヤを均一の高さのループ状に成形できるので、半導体ペ
レットの角部やダイパッド部の角部などへの短絡および
ワイヤ同志の短絡など無くなるとともに薄いパッケージ
でもワイヤを露出させることなく定位置に埋設させ均一
な品質が得られるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態におけるワイヤボンディ
ング装置を示す図である。
【図２】本発明の他の実施の形態におけるワイヤボンデ
ィング装置のステージの部分を断面にして示す図および
ワイヤ修正板を抽出して示す図である。
【図３】従来の一例を示すワイヤボンディング装置の図
である。
【符号の説明】
１，１ａ 不活性ガス供給システム １ｂ ガス通孔 １ｃ 噴出孔 ２，２ａ ワイヤ修正板 ３ ガス供給管 ４ キャピラリィ ５ スプール ６ ボディングアーム ７，７ａ ステージ ８ 加熱ヒータ ９ 不活性ガス通り穴 １０ 修正板高さ調整機構 １１ 半導体ペレット １２ リードフレーム １３ ダイパッド部 １４ インナーリード部

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 リードフレームのダイパッド部に搭載さ
    れる半導体ペレットと該半導体ペレットのボンディング
    パッドと前記リードフレームのインナーリード部とを金
    属細線で接続するワイヤボンディング装置において、前
    記インナーリード部および前記ボンディングパッドに接
    続された前記金属細線に前記ダイパッド部の裏面側から
    不活性ガスを吹付けるガス吹き出し機構と、前記不活性
    ガスの吹き付けにより前記金属細線が変形され湾曲高さ
    を抑制する修正版とを備えることを特徴とするワイヤボ
    ディング装置。
  2. 【請求項２】 前記修正板の高さを調節する調節機構を
    備えることを特徴とする請求項１記載のワイヤボンディ
    ング装置。
  3. 【請求項３】 前記ガス吹き出し機構は前記金属細線に
    対応し複数の噴出孔を有するとともに前記修正板に前記
    不活性ガスが排出される複数の排出孔をもつことを特徴
    とする請求項１および２記載のワイヤボンディング装
    置。
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