JP3077101B2 - 被覆ワイヤのワイヤボンディング装置及びその方法 - Google Patents

被覆ワイヤのワイヤボンディング装置及びその方法

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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
ボンディング装置及びその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】被覆ワイヤのワイヤボンディング方法に
おいては、例えば特開平２−２１３１４６号公報に示す
ように、被覆ワイヤにおける第２ボンディング及びボー
ル形成のための予定部位の被覆膜を予め除去して芯線を
露出させる被覆膜除去工程及び被覆膜が除去されたワイ
ヤ先端にボールを形成するボール形成工程とがある。こ
れらの被覆膜除去工程及びボール形成工程は放電電極に
よって行われる。
【０００３】図２は従来の被覆ワイヤのワイヤボンディ
ング用電極を示し、図４は従来の被覆ワイヤのワイヤボ
ンディング方法を示す。図４に示すように、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１ｂ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。
【０００４】図２に示すように、一対の放電電極７、８
は、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１ｂ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。
【０００５】次に被覆ワイヤのワイヤボンディング方法
を図４により説明する。図４（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４（ａ）か
ら図４（ｂ）に示すように、キャピラリ４が下降してボ
ール１ｃを半導体ペレット５のパッド５ａ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４（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。
【０００６】次に図４（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４
（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１
ｄの一部が残る。
【０００７】次に図４（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、図４（ｇ）に示すように被覆ワイヤ１の所定部位に
おける被覆膜１ｂの一部が除去される。即ち、図４
（ａ）に示す露出部１ｄが形成される。次に図４（ｈ）
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。
【０００８】続いて図４（ｉ）に示すように、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４（ｈ）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。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。
【０００９】この状態で図４（ｊ）に示すように、第１
クランパ３が閉じて第２クランパ２が開き、またキャピ
ラリ４はボール形成レベルまで上昇する。続いて図４
（ｋ）に示すように、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４（ｌ）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。
続いて図４（ｍ）に示すように、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４（ａ）参照）に位置
する。以後、前記した図４（ａ）〜（ｍ）の一連の動作
を繰り返し行う。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、ボー
ル１ｃを形成するために、図４（ｊ）に示すように、キ
ャピラリ４がボール形成レベルまで上昇した後、図４
（ｋ）（ｌ）（ｍ）に示すように、放電電極８が被覆ワ
イヤ１の先端の真下に移動する動作、放電によるボール
形成動作及び放電電極８が元に戻る動作を必要とする。
【００１１】本発明の課題は、被覆膜除去動作後に行う
ボール形成動作を簡略化し、ボンディング動作のスピー
ド化、即ち生産性の向上を図ることができる被覆ワイヤ
のワイヤボンディング装置及びその方法を提供すること
にある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の被覆ワイヤのワイヤボンディング装置は、放電端子と
しての電磁片の上下面が絶縁片で挟持された一対の被覆
膜除去用放電電極とボール形成用放電電極とを有し、前
記一対の被覆膜除去用放電電極は、前記第２ボンディン
グ予定部位の被覆膜の除去時に、被覆ワイヤの第２ボン
ディング予定部位の側面の周囲を非接触の状態で挟み込
むように位置され、キャピラリに挿通され導電性金属か
らなる芯線の周囲に絶縁性の被覆膜を被着した被覆ワイ
ヤを用い、一対の被覆膜除去用放電電極によって被覆ワ
イヤの第２ボンディング予定部位の被覆膜を除去及び前
記ボール形成用放電電極によって被覆ワイヤの先端にボ
ールを形成し、被覆ワイヤの先端部に形成されたボール
を第１ボンディング点に接合し、キャピラリから繰り出
された被覆膜の除去部を第２ボンディング点に接合する
ことにより、第１ボンディング点と第２ボンディング点
との間を電気的に接続する被覆ワイヤのワイヤボンディ
ング装置において、前記ボール形成用放電電極は、前記
被覆膜除去用放電電極が開いた時に、該被覆膜除去用放
電電極と共に移動して被覆ワイヤの側方に位置し、キャ
ピラリがボール形成レベルまで上昇すると該被覆膜除去
用放電電極と共に移動して被覆ワイヤの先端がボール形
成用放電電極の側方に位置するように構成されているこ
とを特徴とする。
【００１３】上記課題を解決するための被覆ワイヤのワ
イヤボンディング方法は、キャピラリに挿通され導電性
金属からなる芯線の周囲に絶縁性の被覆膜を被着した被
覆ワイヤを用い、この被覆ワイヤの先端部に形成された
ボールを第１ボンディング点に接合し、キャピラリから
繰り出された被覆膜の除去部を第２ボンディング点に接
合することにより、第１ボンディング点と第２ボンディ
ング点との間を電気的に接続する被覆ワイヤのワイヤボ
ンディング方法において、第２ボンディング予定部位の
被覆膜を予め一対の被覆膜除去用放電電極の放電によっ
て除去した後、前記一対の被覆膜除去用放電電極が被覆
ワイヤから離反した時に該被覆膜除去用放電電極と共に
移動してボール形成用放電電極が被覆ワイヤの側方に位
置し、次にキャピラリの先端より被覆ワイヤの先端がテ
ール長だけ突出するように被覆ワイヤをキャピラリの内
部に引っ込み、続いて被覆ワイヤの先端が前記ボール形
成用放電電極の側方に位置するようにキャピラリがボー
ル形成レベルまで上昇させられ、この状態でボール形成
用放電電極の放電によって被覆ワイヤの先端にボールを
形成することを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】被覆ワイヤのワイヤボンディング
装置に用いる放電電極は、図１に示すように、放電端子
としての電磁片１２、２２の上下面が２個の絶縁片１
３、１３及び２３、２３で挟持された一対の被覆膜除去
用放電電極１０、２０と、この一対の被覆膜除去用放電
電極１０、２０の一方２０と共に移動可能に設けられた
ボール形成用放電電極３１とからなっている。そして、
一対の被覆膜除去用放電電極１０、２０は、図３（ｆ）
（ｇ）に示すように、第２ボンディング予定部位の被覆
膜１ｂの除去時に、被覆ワイヤ１の第２ボンディング予
定部位の側面の周囲を非接触の状態で挟み込むように位
置し、被覆膜除去用放電電極１０、２０による放電によ
って露出部１ｄを形成する。
【００１５】ボール形成用放電電極３１は、図３（ｈ）
に示すように、被覆膜除去用放電電極１０、２０が開い
た時に、図１（ａ）に示すように、一方の被覆膜除去用
放電電極２０と共に移動して被覆ワイヤ１の側方に位置
する。従って、その後図３（ｊ）に示すように、キャピ
ラリ４がボール形成レベルまで上昇すると、被覆ワイヤ
１の先端はボール形成用放電電極３１の側方に位置し、
ボール形成用放電電極３１による放電によってボール１
ｃを形成する。即ち、ボール１ｃ形成のためにボール形
成用放電電極３１を移動させる必要がない。
【００１６】被覆ワイヤのワイヤボンディング方法は、
図３（ｇ）に示すように、第２ボンディング予定部位の
被覆膜１ｂを予め一対の被覆膜除去用放電電極１０、２
０の放電によって除去して露出部１ｄを形成し、一対の
被覆膜除去用放電電極１０、２０が図３（ｈ）に示すよ
うに被覆ワイヤ１から離反した時、図３（ｊ）に示すボ
ール形成用放電電極３１が被覆ワイヤ１の側方に位置す
る。次に図３（ｉ）に示すように、第１クランパ３が開
いた状態で第２クランパ２を閉にしてキャピラリ４を下
降させることにより、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 だけ突出するようになる。
【００１７】続いて図３（ｊ）に示すように、キャピラ
リ４が上昇させられて被覆ワイヤ１の先端がボール形成
レベルに位置する。この場合、前記したようにボール形
成用放電電極３１は被覆ワイヤ１の側方に位置している
ので、被覆ワイヤ１の先端がボール形成レベルに位置す
ると、ボール形成用放電電極３１は被覆ワイヤ１の先端
の側方に位置することになる。この状態で図３（ｋ）に
示すように、ボール形成用放電電極３１の放電によって
被覆ワイヤ１の先端にボール１ｃを形成する。即ち、ボ
ール１ｃ形成のためにボール形成用放電電極３１を移動
させる必要がない。
【００１８】
【実施例】本発明の実施例を図１及び図３により説明す
る。なお、図２及び図４と同じ又は相当部材には、同一
番号を付して説明する。図１は被覆ワイヤのワイヤボン
ディング装置に用いる放電電極を示す。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１
２、２２の上下面は電気絶縁性の絶縁片１３、１３及び
２３、２３で挟持されている。従来は、図２に示すよう
に、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、本実施例の放
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。
【００１９】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。
【００２０】次に被覆ワイヤのワイヤボンディング方法
を図３により説明する。なお、図３（ａ）から図３
（ｅ）までは図４（ａ）から図４（ｅ）までと同じであ
るので、その説明は省略する。また図３（ｆ）から図３
（ｉ）までも図４（ｆ）から図４（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３（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と、次に図３（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、図３
（ｇ）に示すように、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の一部が除去される。
【００２１】次に図３（ｈ）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
１（ａ）に示すように、被覆ワイヤ１の側方に位置す
る。続いて図３（ｉ）に示すように、第２クランパ２が
閉じられ、第１クランパ３が開かれた後、キャピラリ４
が図３（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。
【００２２】この状態で図３（ｊ）に示すように、第１
クランパ３が閉じて第２クランパ２が開き、続いてキャ
ピラリ４はボール形成レベルまで上昇する。従来は、図
４（ｊ）に示すように、被覆ワイヤ１の先端が放電電極
８のボール形成用電極面８ａより上方に移動した。本実
施例は、被覆ワイヤ１の先端がボール形成用放電電極３
１の側方に位置するまで移動する。続いて図３（ｋ）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３（ａ）参照）に位置する。以後、前記し
た図３（ａ）〜（ｋ）の一連の動作を繰り返し行う。
【００２３】このように、図３（ｊ）は図４（ｊ）に対
応し、図３（ｋ）は図４（ｌ）に対応する。即ち、本実
施例においては、図４（ｋ）及び図４（ｍ）に示すよう
に、放電電極８を被覆ワイヤ１の先端の下方に移動及び
被覆ワイヤ１の先端から元の位置に戻す２つの動作が不
要となる。このため、ボール形成動作を簡略化し、ボン
ディング動作のスピード化、即ち生産性の向上を図るこ
とができる。
【００２４】
【発明の効果】本発明の被覆ワイヤのワイヤボンディン
グ装置及びその方法は、請求項１及び２に記載した手段
よりなるので、ボール形成動作を簡略化し、ボンディン
グ動作のスピード化、即ち生産性の向上を図ることがで
きる。
【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装置
に用いる放電電極の一実施例を示し、（ａ）は平面図、
（ｂ）は正面図である。
【図２】従来の被覆ワイヤのワイヤボンディング装置に
用いる放電電極を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面
図である。
【図３】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４】従来の被覆ワイヤのワイヤボンディング用方法
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 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 １０、２０ 被覆膜除去用放電電極 １１、２１ 電極アーム ３０ 電極アーム 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 21/60 301

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 放電端子としての電磁片の上下面が絶縁
    片で挟持された一対の被覆膜除去用放電電極とボール形
    成用放電電極とを有し、前記一対の被覆膜除去用放電電
    極は、前記第２ボンディング予定部位の被覆膜の除去時
    に、被覆ワイヤの第２ボンディング予定部位の側面の周
    囲を非接触の状態で挟み込むように位置され、キャピラ
    リに挿通され導電性金属からなる芯線の周囲に絶縁性の
    被覆膜を被着した被覆ワイヤを用い、一対の被覆膜除去
    用放電電極によって被覆ワイヤの第２ボンディング予定
    部位の被覆膜を除去及び前記ボール形成用放電電極によ
    って被覆ワイヤの先端にボールを形成し、被覆ワイヤの
    先端部に形成されたボールを第１ボンディング点に接合
    し、キャピラリから繰り出された被覆膜の除去部を第２
    ボンディング点に接合することにより、第１ボンディン
    グ点と第２ボンディング点との間を電気的に接続する被
    覆ワイヤのワイヤボンディング装置において、前記ボー
    ル形成用放電電極は、前記被覆膜除去用放電電極が開い
    た時に、該被覆膜除去用放電電極と共に移動して被覆ワ
    イヤの側方に位置し、キャピラリがボール形成レベルま
    で上昇すると該被覆膜除去用放電電極と共に移動して被
    覆ワイヤの先端がボール形成用放電電極の側方に位置す
    るように構成されていることを特徴とする被覆ワイヤの
    ワイヤボンディング装置。
  2. 【請求項２】 キャピラリに挿通され導電性金属からな
    る芯線の周囲に絶縁性の被覆膜を被着した被覆ワイヤを
    用い、この被覆ワイヤの先端部に形成されたボールを第
    １ボンディング点に接合し、キャピラリから繰り出され
    た被覆膜の除去部を第２ボンディング点に接合すること
    により、第１ボンディング点と第２ボンディング点との
    間を電気的に接続する被覆ワイヤのワイヤボンディング
    方法において、第２ボンディング予定部位の被覆膜を予
    め一対の被覆膜除去用放電電極の放電によって除去した
    後、前記一対の被覆膜除去用放電電極が被覆ワイヤから
    離反した時に該被覆膜除去用放電電極と共に移動してボ
    ール形成用放電電極が被覆ワイヤの側方に位置し、次に
    キャピラリの先端より被覆ワイヤの先端がテール長だけ
    突出するように被覆ワイヤをキャピラリの内部に引っ込
    み、続いて被覆ワイヤの先端が前記ボール形成用放電電
    極の側方に位置するようにキャピラリがボール形成レベ
    ルまで上昇させられ、この状態でボール形成用放電電極
    の放電によって被覆ワイヤの先端にボールを形成するこ
    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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