JP3074518B2 - 被覆ワイヤのワイヤボンディング方法 - Google Patents

被覆ワイヤのワイヤボンディング方法

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JP3074518B2 JP07344552A JP34455295A JP3074518B2 JP 3074518 B2 JP3074518 B2 JP 3074518B2 JP 07344552 A JP07344552 A JP 07344552A JP 34455295 A JP34455295 A JP 34455295A JP 3074518 B2 JP3074518 B2 JP 3074518B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は被覆ワイヤのワイヤ
ボンディング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、被覆ワイヤのワイヤボンディング
方法として、例えば特開平２−２１３１４６号公報に示
すものが知られている。この方法を図５に示す。被覆ワ
イヤ１は、導電体である芯線１ａと、この周囲に被着さ
れた電気絶縁性を有する高分子樹脂材からなる被覆膜１
ｂによって形成されている。被覆ワイヤ１は図示しない
ワイヤスプールから供給され、ワイヤ保持用第２クラン
パ２、ワイヤ切断用第１クランパ３を経てキャピラリ４
に挿通されている。そして、キャピラリ４に挿通された
被覆ワイヤ１が半導体ペレット５のパッドとリードフレ
ーム６のリード６ａに接続される。
【０００３】また被覆膜除去及びボール形成のための一
対の放電電極７、８は、図４に示すように、放電端子と
しての電磁片７１、８１を有し、電磁片７１、８１の上
下面は電気絶縁性の絶縁片７２、８２で挟持された構造
となっている。ここで、一方の放電電極７は、被覆膜１
ｂの除去専用の電極であるが、他方の放電電極８は、被
覆膜１ｂの除去とボール形成のための兼用電極として機
能している。そこで、放電電極８の上面は放電面が露出
した構造となっており、その露出部分がボール形成用電
極面８ａとして機能する。
【０００４】図５（ａ）は被覆ワイヤ１の先端にボール
１ｃが形成され、第１クランパ３及び第２クランパ２が
開いた状態を示す。また被覆ワイヤ１の先端から一定距
離の部分には、除去部位（露出部１ｄ）が予め後記する
方法によって形成されている。図５（ａ）から図５
（ｂ）に示すように、キャピラリ４が下降してボール１
ｃを半導体ペレット５のパッドの第１ボンディング点に
第１ボンディングする。次にキャピラリ４は、上昇、リ
ードフレーム６のリード６ａの上方に移動及び下降し、
図５（ｃ）に示すように、リード６ａの第２ボンディン
グ点に露出部１ｄを第２ボンディングする。
【０００５】次に図５（ｄ）に示すように、キャピラリ
４がリード６ａの表面からＬ1 だけ上昇する。このＬ1
は、前記した特開平２−２１３１４６号公報に記載され
ているように、第１及び第２ボンディング部位に関する
情報及び装置の初期設定条件等によって算出される。キ
ャピラリ４がＬ1 だけ上昇すると、第１クランパ３が閉
じて被覆ワイヤ１をクランプする。続いて第１クランパ
３が閉じた状態でキャピラリ４と共に上昇し、図５
（ｅ）に示すように、被覆ワイヤ１は前記第２のボンデ
ィング点の根元から切断される。この場合、第１クラン
パ３及びキャピラリ４は、該キャピラリ４の先端から伸
びた被覆ワイヤ１の被覆除去予定部位１ｅが一対の放電
電極７、８間に位置するように上昇させられる。この結
果、被覆ワイヤ１はキャピラリ４の先端より前記Ｌ1 の
長さ分だけ突出した状態となる。また被覆ワイヤ１の先
端には露出部１ｄの一部が残る。
【０００６】次に図５（ｆ）に示すように、一対の放電
電極７、８が被覆ワイヤ１の両側方から非接触の状態で
挟み込む。続いて放電電極７、８に電圧が印加され、被
覆膜１ｂを介した状態で電磁片７１、８１と芯線１ａと
の間で放電が行われる。この時の放電エネルギーによっ
て、被覆ワイヤ１の所定部位における被覆膜１ｂの一部
が除去される。即ち、図５（ａ）に示す露出部１ｄが形
成される。次に図５（ｇ）に示すように、放電電極７、
８が被覆ワイヤ１より離反する方向に退避する。
【０００７】続いて２点鎖線で示すように第２クランパ
２が閉じられ、第１クランパ３が開かれる。その後、キ
ャピラリ４は、図５（ｈ）に示すように、図５（ｇ）の
状態よりもＬ2 だけ相対的に下降させられる。この時、
被覆ワイヤ１は第２クランパ２によって保持（拘束）さ
れているので、被覆ワイヤ１はキャピラリ４の内部にＬ
2 だけ引き込まれ、キャピラリ４の先端より被覆ワイヤ
１の先端がテール長Ｌ3 だけ突出した状態となる。この
場合、被覆ワイヤ１の先端のテール長Ｌ3 は前記した露
出部１ｄの一部であり、被覆膜１ｂが除去された状態と
なっている。
【０００８】次に図５（ｉ）に示すように、第１クラン
パ３が閉じて第２クランパ２が開く。続いて図５（ｊ）
に示すように、キャピラリ４はボール形成レベルまで上
昇する。次に２点鎖線で示すように、放電電極８が移動
してボール形成用電極面８ａが被覆ワイヤ１の先端の直
下に位置する。そして、図５（ｋ）に示すように、放電
電極８と被覆ワイヤ１に高電圧が印加され、ボール１ｃ
が形成される。続いて２点鎖線で示すように、放電電極
８は元の位置に戻る。そして、第１クランパ３が開き、
キャピラリ４が次のボンディング点の上方（図５（ａ）
参照）に位置する。以後、前記した図５（ａ）〜（ｋ）
の一連の動作を繰り返し行う。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところで、被覆ワイヤ
１の被覆膜１ｂは、例えばポリウレタン、ポリビニール
ホルマール或いはポリエステル等の電気絶縁性高分子樹
脂材料又はこれらを合成した樹脂材料からなっており、
被覆膜１ｂは弱い粘着性を有している。このため、図５
（ｈ）から図５（ｉ）に示すように第２クランパ２が開
いた時、被覆ワイヤ１は２点鎖線で示すように第２クラ
ンパ２のクランプ面に張り付くことがある。そこで、被
覆ワイヤ１が第２クランパ２に張り付いたまま図５
（ｊ）に示すように第１クランパ３及びキャピラリ４が
上昇すると、被覆ワイヤ１を屈曲させたり、また第２ク
ランパ２のクランプ面に平行な方向に撓ませて被覆ワイ
ヤ１が第２クランパ２から外れたりして、ボンディング
の連続性を妨げる要因となる。
【００１０】本発明の課題は、被覆ワイヤの屈曲、第２
クランパからの被覆ワイヤの外れを防止し、ボンディン
グの連続性を保証する被覆ワイヤのワイヤボンディング
方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の第１の手段は、キャピラリの先端より伸びた被覆ワイ
ヤの被覆除去予定部位の被覆膜を除去した後、第２クラ
ンパが閉じて第１クランパが開き、キャピラリ及び第１
クランパが下降してキャピラリの先端より伸びた被覆ワ
イヤをキャピラリの内部に引き込み、キャピラリの先端
より被覆ワイヤの先端をテール長だけ突出させ、次に第
１クランパが閉じて第２クランパが開き、キャピラリ及
び第１クランパをボール形成レベルまで上昇させ、その
後被覆ワイヤの先端にボールを形成する工程を有する被
覆ワイヤのワイヤボンディング方法において、前記キャ
ピラリ及び第１クランパをボール形成レベルまで上昇さ
せる工程における第１クランパが閉じて第２クランパが
開いた後、キャピラリ及び第１クランパを下降させて被
覆ワイヤを引き下げて第２クランパへの張り付きを解除
し、次にキャピラリ及び第１クランパをボール形成レベ
ルまで上昇させることを特徴とする。
【００１２】上記課題を解決するための第２の手段は、
第２ボンディング点に第２ボンディングし、キャピラリ
及び第１クランパが一定量上昇し、その後第１クランパ
が閉じてキャピラリ及び第１クランパが上昇して被覆ワ
イヤを第２ボンディング点の根元から切断し、更にキャ
ピラリの先端から伸びた被覆ワイヤの被覆除去予定部位
を放電電極に対応するまでキャピラリ及び第１クランパ
が上昇する工程と、キャピラリの先端より伸びた被覆ワ
イヤの被覆除去予定部位の被覆膜を除去した後、第２ク
ランパが閉じて第１クランパが開き、キャピラリ及び第
１クランパが下降してキャピラリの先端より伸びた被覆
ワイヤをキャピラリの内部に引き込み、キャピラリの先
端より被覆ワイヤの先端をテール長だけ突出させ、次に
第１クランパが閉じて第２クランパが開き、キャピラリ
及び第１クランパをボール形成レベルまで上昇させ、そ
の後被覆ワイヤの先端にボールを形成する工程とを有す
る被覆ワイヤのワイヤボンディング方法において、前記
キャピラリ及び第１クランパをボール形成レベルまで上
昇させる工程における第１クランパが閉じて第２クラン
パが開いた後、キャピラリ及び第１クランパを下降させ
て被覆ワイヤを引き下げて第２クランパへの張り付きを
解除し、次にキャピラリ及び第１クランパをボール形成
レベルまで上昇させ、また前記被覆ワイヤの被覆除去予
定部位を放電電極に対応させるようにキャピラリ及び第
１クランパを上昇させる工程を、先ず、被覆ワイヤの被
覆除去予定部位が前記放電電極より下方に位置するよう
にキャピラリ及び第１クランパを上昇させ、その後キャ
ピラリ及び第１クランパを下降させて被覆ワイヤを引き
下げて第２クランパへの張り付きを解除し、次に被覆除
去予定部位を放電電極に対応させるように再度キャピラ
リ及び第１クランパを上昇させることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態を図１によ
り説明する。本実施の形態は、図１（ｉ）に示すよう
に、第１クランパ３が閉じて第２クランパ２が開いた
時、被覆ワイヤ１が第２クランパ２に張り付き、その後
にキャピラリ４及び第１クランパ３が上昇して被覆ワイ
ヤ１の屈曲及び第２クランパ２からの被覆ワイヤ１の外
れを防止するものである。
【００１４】図１（ｉ）に示すように、第１クランパ３
が閉じて第２クランパ２が開いた後、図１（ｊ）に示す
ように、第１クランパ３及びキャピラリ４はａだけ下降
する。これにより、被覆ワイヤ１が２点鎖線で示すよう
に、第２クランパ２に張り付いても、第１クランパ３の
下降によって第１クランパ３にクランプされた被覆ワイ
ヤ１が下方にａだけ引き下げられるので、第２クランパ
２への張り付きは解除される。このため、次に図１
（ｋ）に示すように、キャピラリ４及び第１クランパ３
がボール形成レベルまで上昇しても、２点鎖線で示すよ
うに被覆ワイヤ１が屈曲したり、第２クランパ２から外
れたりすることが防止される。
【００１５】本発明の実施の他の形態を図２により説明
する。図１（ｄ）に示すように第１クランパランパ３が
閉じて、図１（ｅ）に示すように上昇した時、図１
（ｄ）の状態の時、被覆ワイヤ１が第２クランパ２のク
ランプ面に張り付いた場合、図１（ｅ）に示すようにキ
ャピラリ４及び第１クランパ３が上昇した時、被覆ワイ
ヤ１を屈曲等させる恐れがある。本実施の形態は、この
工程における被覆ワイヤ１の屈曲及び第２クランパ２か
らの被覆ワイヤ１の外れを防止するものである。
【００１６】図２（ａ）に示すように、第１クランパ３
が閉じて被覆ワイヤ１をクランプした状態で、キャピラ
リ４と共に上昇し、図２（ｂ）に示すように、被覆ワイ
ヤ１は第２ボンディング点の根元から切断され、被覆除
去予定部位１ｅが放電電極１０、２０の下方に上昇した
状態となる。次に図２（ｃ）に示すように、第１クラン
パ３及びキャピラリ４はａだけ下降し、その後図２
（ｄ）に示すように再度上昇して被覆除去予定部位１ｅ
が放電電極１０、２０に対応する。従って、図２（ｂ）
の状態で被覆ワイヤ１が第２クランパ２に張り付いてい
ても、図２（ｃ）による第１クランパ３の下降によって
第１クランパ３にクランプされた被覆ワイヤ１が下方に
ａだけ引き下げられるので、第２クランパ２への張り付
きは解除される。
【００１７】
【実施例】本発明の一実施例を図１及び図３により説明
する。なお、図４及び図５と同じ又は相当部材には、同
一番号を付して説明する。本実施例は、図３に示す放電
電極を用いた例を示す。図３に示すように、一対の放電
電極１０、２０は、それぞれ電極アーム１１、２１に固
定されており、図示しない駆動手段で被覆ワイヤ１の方
向及び離反する方向に駆動される。放電電極１０、２０
は、放電端子としての電磁片１２、２２を有し、電磁片
１２、２２の上下面は電気絶縁性の絶縁片１３、２３で
挟持されている。図４に示す放電電極の一方の放電電極
８の上面には放電面が露出したボール形成用電極面８ａ
が形成されていたが、図３の放電電極１０、２０には、
かかるボール形成用電極面８ａは形成されていない。即
ち、一対の放電電極１０、２０は、被覆膜１ｂの除去専
用の電極となっている。以下、放電電極１０、２０を被
覆膜除去用放電電極と言う。
【００１８】前記一方の電極アーム２１には、電極アー
ム３０が固定され、電極アーム３０の先端部には、ボー
ル形成用放電電極３１が固定されている。ボール形成用
放電電極３１は、被覆膜除去用放電電極１０、２０が被
覆ワイヤ１から一定距離離れた時、被覆ワイヤ１の側方
に位置するように設けられている。例えばキャピラリ４
の半径が０．８ｍｍの場合、被覆ワイヤ１の中心から約
０．９ｍｍ離れて位置する。
【００１９】次に被覆ワイヤのワイヤボンディング方法
を図１により説明する。なお、図１（ａ）から図１
（ｅ）までは図５（ａ）から図５（ｅ）までと同じであ
るので、その説明は省略する。また図１（ｆ）から図１
（ｉ）までも図５（ｆ）から図５（ｉ）までと殆ど同じ
であるが、この工程を簡単に説明する。図１（ｅ）に示
すように、被覆ワイヤ１が第２のボンディング部位（露
出部１ｄ）において切断される。この場合、第１クラン
パ３及びキャピラリ４は、該キャピラリ４の先端から伸
びた被覆ワイヤ１の被覆除去予定部位１ｅが一対の放電
電極１０、２０間に位置するように上昇させられる。次
に図１（ｆ）に示すように、一対の被覆膜除去用放電電
極１０、２０が被覆ワイヤ１の両側方から非接触の状態
で挟み込み、被覆膜除去用放電電極１０、２０に電圧が
印加され、従来と同様に、被覆ワイヤ１の所定部位にお
ける被覆膜１ｂの一部が除去され、露出部１ｄが形成さ
れる。
【００２０】次に図１（ｇ）に示すように、被覆膜除去
用放電電極１０、２０が被覆ワイヤ１より離反する方向
に退避し、元の位置に戻る。被覆膜除去用放電電極１
０、２０が元の位置に戻ると、ボール形成用放電電極３
１は被覆膜除去用放電電極１０、２０と共に移動し、図
３（ａ）に示すように、被覆ワイヤ１の側方に位置す
る。続いて２点鎖線で示すように、第２クランパ２が閉
じられ、第１クランパ３が開かれたる。その後、キャピ
ラリ４は図１（ｈ）の状態よりもＬ2 だけ相対的に下降
させられる。これにより、被覆ワイヤ１はキャピラリ４
の内部にＬ2 だけ引き込まれ、キャピラリ４の先端より
被覆ワイヤ１の先端がテール長Ｌ3 だけ突出した状態と
なる。
【００２１】次に図１（ｉ）に示すように、第１クラン
パ３が閉じて第２クランパ２が開く。続いて図１（ｊ）
に示すように、第１クランパ３及びキャピラリ４はａだ
け下降する。この下降量ａは、例えば０．１〜０．５ｍ
ｍにする。これにより、被覆ワイヤ１が２点鎖線で示す
ように、第２クランパ２に張り付いても、第１クランパ
３の下降によって第１クランパ３にクランプされた被覆
ワイヤ１が下方にａだけ引き下げられるので、第２クラ
ンパ２への張り付きは解除される。このため、次に図１
（ｋ）に示すように、キャピラリ４及び第１クランパ３
がボール形成レベルまで上昇しても、２点鎖線で示すよ
うに被覆ワイヤ１が屈曲したり、第２クランパ２から外
れたりすることが防止される。
【００２２】図１（ｋ）に示すように、キャピラリ４及
び第１クランパ３がボール形成レベルまで上昇した場
合、被覆ワイヤ１の先端がボール形成用放電電極３１の
側方に位置するまで移動する。続いて図１（ｌ）に示す
ように、ボール形成用放電電極３１と被覆ワイヤ１に高
電圧が印加され、ボール１ｃが形成される。次に第１ク
ランパ３が開き、キャピラリ４が次のボンディング点の
上方（図１（ａ）参照）に位置する。以後、前記した図
１（ａ）〜（ｌ）の一連の動作を繰り返し行う。
【００２３】ところで、第１クランパ３が閉じて被覆ワ
イヤ１をクランプして上昇する工程は、図１（ｄ）から
図１（ｅ）に示す工程もある。即ち、図１（ｄ）の状態
の時、被覆ワイヤ１が第２クランパ２のクランプ面に張
り付いた場合、図１（ｅ）に示すようにキャピラリ４及
び第１クランパ３が上昇した時、被覆ワイヤ１を屈曲等
させる恐れがある。そこで、図１（ｄ）から図１（ｅ）
の工程間にも前記したように、第１クランパ３を一定量
下げる工程を付加することが好ましい。しかし、この工
程におけるキャピラリ４及び第１クランパ３の上昇は、
前記した図１（ｉ）から図１（ｋ）の場合より小さいの
で、前記した場合より被覆ワイヤ１に与える影響は少な
い。図２はその工程を示す。図２（ａ）は図１（ｄ）の
状態を示し、図２（ｃ）は図１（ｅ）の状態を示す。
【００２４】図２（ａ）に示すように、第１クランパ３
が閉じて被覆ワイヤ１をクランプした状態で、キャピラ
リ４と共に上昇し、図２（ｂ）に示すように、被覆ワイ
ヤ１は第２ボンディング点の根元から切断される。この
動作は従来と同様である。しかし、本実施例において
は、従来とキャピラリ４及び第１クランパ３が上昇する
量が異なる。即ち、従来は、被覆ワイヤ１を第２ボンデ
ィング点の根元から切断後、被覆ワイヤ１の被覆除去予
定部位１ｅが放電電極１０、２０間に対応するように上
昇させられた。本実施例においては、図２（ｂ）に示す
ように、被覆除去予定部位１ｅが放電電極１０、２０の
下方に上昇した状態で、図２（ｃ）に示すように、第１
クランパ３及びキャピラリ４はａだけ下降し、その後図
２（ｄ）に示すように再度上昇して被覆除去予定部位１
ｅが放電電極１０、２０に対応する。従って、図２
（ｂ）の状態で被覆ワイヤ１が第２クランパ２に張り付
いていても、図２（ｃ）による第１クランパ３の下降に
よって第１クランパ３にクランプされた被覆ワイヤ１が
下方にａだけ引き下げられるので、第２クランパ２への
張り付きは解除される。
【００２５】なお、上記実施例においては、図３に示す
放電電極１０、２０を用いた場合について説明したが、
放電電極の構造は本発明の要旨には直接関係ないので、
図４に示す放電電極７、８を用いても、またその他の放
電電極を用いてもよいことは言うまでもない。
【００２６】
【発明の効果】本発明によれば、キャピラリ及び第１ク
ランパをボール形成レベルまで上昇させる工程における
第１クランパが閉じて第２クランパが開いた後、キャピ
ラリ及び第１クランパを下降させて被覆ワイヤを引き下
げて第２クランパへの張り付きを解除し、次にキャピラ
リ及び第１クランパをボール形成レベルまで上昇させる
ので、被覆ワイヤの屈曲、第２クランパからの被覆ワイ
ヤの外れが防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の被覆ワイヤのワイヤボンディング方法
の一実施例を示す動作説明図である。
【図２】本発明の被覆ワイヤのワイヤボンディング方法
の他の実施例を示す動作説明図である。
【図３】放電電極の一例を示し、（ａ）は平面図、
（ｂ）は正面図である。
【図４】放電電極の他の例を示し、（ａ）は平面図、
（ｂ）は正面図である。
【図５】従来の被覆ワイヤのワイヤボンディング方法を
示す動作説明図である。
【符号の説明】
１ 被覆ワイヤ １ａ 芯線 １ｂ 被覆膜 １ｃ ボール １ｅ 被覆除去予定部位 ４ キャピラリ ５ 半導体ペレット ５ａ パッド ６ リードフレーム ６ａ リード ７、８ 放電電極 １０、２０ 被覆膜除去用放電電極 ３１ ボール形成用放電電極
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/60

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 キャピラリの先端より伸びた被覆ワイヤ
    の被覆除去予定部位の被覆膜を除去した後、第２クラン
    パが閉じて第１クランパが開き、キャピラリ及び第１ク
    ランパが下降してキャピラリの先端より伸びた被覆ワイ
    ヤをキャピラリの内部に引き込み、キャピラリの先端よ
    り被覆ワイヤの先端をテール長だけ突出させ、次に第１
    クランパが閉じて第２クランパが開き、キャピラリ及び
    第１クランパをボール形成レベルまで上昇させ、その後
    被覆ワイヤの先端にボールを形成する工程を有する被覆
    ワイヤのワイヤボンディング方法において、前記キャピ
    ラリ及び第１クランパをボール形成レベルまで上昇させ
    る工程における第１クランパが閉じて第２クランパが開
    いた後、キャピラリ及び第１クランパを下降させて被覆
    ワイヤを引き下げて第２クランパへの張り付きを解除
    し、次にキャピラリ及び第１クランパをボール形成レベ
    ルまで上昇させることを特徴とする被覆ワイヤのワイヤ
    ボンディング方法。
  2. 【請求項２】 第２ボンディング点に第２ボンディング
    し、キャピラリ及び第１クランパが一定量上昇し、その
    後第１クランパが閉じてキャピラリ及び第１クランパが
    上昇して被覆ワイヤを第２ボンディング点の根元から切
    断し、更にキャピラリの先端から伸びた被覆ワイヤの被
    覆除去予定部位を放電電極に対応するまでキャピラリ及
    び第１クランパが上昇する工程と、キャピラリの先端よ
    り伸びた被覆ワイヤの被覆除去予定部位の被覆膜を除去
    した後、第２クランパが閉じて第１クランパが開き、キ
    ャピラリ及び第１クランパが下降してキャピラリの先端
    より伸びた被覆ワイヤをキャピラリの内部に引き込み、
    キャピラリの先端より被覆ワイヤの先端をテール長だけ
    突出させ、次に第１クランパが閉じて第２クランパが開
    き、キャピラリ及び第１クランパをボール形成レベルま
    で上昇させ、その後被覆ワイヤの先端にボールを形成す
    る工程とを有する被覆ワイヤのワイヤボンディング方法
    において、前記キャピラリ及び第１クランパをボール形
    成レベルまで上昇させる工程における第１クランパが閉
    じて第２クランパが開いた後、キャピラリ及び第１クラ
    ンパを下降させて被覆ワイヤを引き下げて第２クランパ
    への張り付きを解除し、次にキャピラリ及び第１クラン
    パをボール形成レベルまで上昇させ、また前記被覆ワイ
    ヤの被覆除去予定部位を放電電極に対応させるようにキ
    ャピラリ及び第１クランパを上昇させる工程を、先ず、
    被覆ワイヤの被覆除去予定部位が前記放電電極より下方
    に位置するようにキャピラリ及び第１クランパを上昇さ
    せ、その後キャピラリ及び第１クランパを下降させて被
    覆ワイヤを引き下げて第２クランパへの張り付きを解除
    し、次に被覆除去予定部位を放電電極に対応させるよう
    に再度キャピラリ及び第１クランパを上昇させることを
    特徴とする被覆ワイヤのワイヤボンディング方法。
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