JP3276460B2 - ワイヤボンディング装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はワイヤボンディング装置
に関する。詳しくは、超音波を用いて半導体装置のワイ
ヤボンディングを行うときの超音波の効率向上を図った
ワイヤボンディング装置に関する。
に関する。詳しくは、超音波を用いて半導体装置のワイ
ヤボンディングを行うときの超音波の効率向上を図った
ワイヤボンディング装置に関する。
【０００２】最近の電子技術の進展に伴ってＩＣやＬＳ
Ｉの様な半導体装置は、その集積度が急激に増大しつつ
ある。この事は、半導体装置を構成するチップ上のボン
ディングパッド数の増加及びパッドピッチの縮小化を意
味しており、従って、パッドの大きさも従来より小さく
なり、圧着するボールの大きさも小さくならざるを得な
い状態である。
Ｉの様な半導体装置は、その集積度が急激に増大しつつ
ある。この事は、半導体装置を構成するチップ上のボン
ディングパッド数の増加及びパッドピッチの縮小化を意
味しており、従って、パッドの大きさも従来より小さく
なり、圧着するボールの大きさも小さくならざるを得な
い状態である。
【０００３】一方、各ボンディングパッドに、ワイヤで
接続されるリード部分を持つリードフレームは、プレス
打抜き等の機械的手段やエッチング等の化学的手段で形
成される為、パターンの微小化には限界はあるが、７０
μｍ程度に狭くなっている。直径３０μｍ程度の金線
を、狭い部分に圧着するには、位置精度も重要なことで
あるが、超音波を効率良く使用する事が重要になってい
る。
接続されるリード部分を持つリードフレームは、プレス
打抜き等の機械的手段やエッチング等の化学的手段で形
成される為、パターンの微小化には限界はあるが、７０
μｍ程度に狭くなっている。直径３０μｍ程度の金線
を、狭い部分に圧着するには、位置精度も重要なことで
あるが、超音波を効率良く使用する事が重要になってい
る。
【０００４】
【従来の技術】図４及び図５は従来のワイヤボンディン
グ装置におけるトランスデューサの固定方法を示す図で
ある。図４に示す方法は、（ａ）の側面図及び（ｂ）の
断面図に示すように、ホーン部２と、マウント部３及び
振動子部４とで構成されたトランスデューサ１の該マウ
ント部３を、ホルダ５で支持し、そのネジ６を締めつけ
ることで固定している。
グ装置におけるトランスデューサの固定方法を示す図で
ある。図４に示す方法は、（ａ）の側面図及び（ｂ）の
断面図に示すように、ホーン部２と、マウント部３及び
振動子部４とで構成されたトランスデューサ１の該マウ
ント部３を、ホルダ５で支持し、そのネジ６を締めつけ
ることで固定している。
【０００５】また図５に示す方法は、（ａ）の斜視図及
び（ｂ）の正面図に示すように、ホルダ７の内部にカラ
ー８とトランスデューサ１のマウント部３が挿入され、
ホルダ７のネジ９を締め込むことでカラー８を介してマ
ウント部３を固定している。
び（ｂ）の正面図に示すように、ホルダ７の内部にカラ
ー８とトランスデューサ１のマウント部３が挿入され、
ホルダ７のネジ９を締め込むことでカラー８を介してマ
ウント部３を固定している。
【０００６】なお、トランスデューサは、通常、ホーン
部２とマウント部３を一体で形成し、振動子部４とはネ
ジで固定するのが一般的である。ホーン部２の長さは、
トランスデューサの周波数によって決定される。一般的
に周波数は６４KHz 程度及び１００KHz 程度が使用され
るので、例えば６４KHz 程度の場合は図６（ａ）の如
く、２．５波長を使用すると長さＬ1 は約１００mmとな
り、図６（ｂ）の如く１．５波長を使用するときは長さ
Ｌ2 は約６０mmとなる。この波形の基準となっている所
がノード部１０である。
部２とマウント部３を一体で形成し、振動子部４とはネ
ジで固定するのが一般的である。ホーン部２の長さは、
トランスデューサの周波数によって決定される。一般的
に周波数は６４KHz 程度及び１００KHz 程度が使用され
るので、例えば６４KHz 程度の場合は図６（ａ）の如
く、２．５波長を使用すると長さＬ1 は約１００mmとな
り、図６（ｂ）の如く１．５波長を使用するときは長さ
Ｌ2 は約６０mmとなる。この波形の基準となっている所
がノード部１０である。
【０００７】このようなトランスデューサにおいて、図
７に示すように、ノード部１０を点で固定できれば超音
波は最も効率良く発生するが、トランスデューサ１が高
速で上下し、且つ前後左右に動作する為、完全に固定す
る事は困難である。そこで図４に示した様に、トランス
デューサ１のマウント部３を全体的に押さえたり、図５
に示した様に、マウント部３の前後を押さえて固定する
のが一般的となっている。
７に示すように、ノード部１０を点で固定できれば超音
波は最も効率良く発生するが、トランスデューサ１が高
速で上下し、且つ前後左右に動作する為、完全に固定す
る事は困難である。そこで図４に示した様に、トランス
デューサ１のマウント部３を全体的に押さえたり、図５
に示した様に、マウント部３の前後を押さえて固定する
のが一般的となっている。
【０００８】しかし、ノード部１０の近辺に接触した場
合、図４（ｂ）に示す様に、マウント部３とホルダ５
が、どちらも丸い形状になっている為、完全に密着して
固定することは困難であり、一部（Ｚ部）が浮いている
事になる。この僅かに浮いているＺ部がボンディング時
に高速で動く事で、接触したり離れる為に、超音波が不
安定となる。
合、図４（ｂ）に示す様に、マウント部３とホルダ５
が、どちらも丸い形状になっている為、完全に密着して
固定することは困難であり、一部（Ｚ部）が浮いている
事になる。この僅かに浮いているＺ部がボンディング時
に高速で動く事で、接触したり離れる為に、超音波が不
安定となる。
【０００９】トランスデューサの効率はその抵抗値を測
定することで良否を判定することができる。トランスデ
ューサの抵抗を測定するには図８（ａ）に示すように、
発振電源１２とトランスデューサ１との間に既知の抵抗
Ｒ（図では４．７Ω）を直列に挿入し、端子ＯとＧＮＤ
間の電圧Ｅと、端子ＰとＧＮＤ間の電圧Ｅ′を測定する
ことにより、オームの法則から、トランスデューサの抵
抗Ｚを、Ｚ＝（Ｅ／Ｅ′）×Ｒ（Ω）として計算するこ
とができる。
定することで良否を判定することができる。トランスデ
ューサの抵抗を測定するには図８（ａ）に示すように、
発振電源１２とトランスデューサ１との間に既知の抵抗
Ｒ（図では４．７Ω）を直列に挿入し、端子ＯとＧＮＤ
間の電圧Ｅと、端子ＰとＧＮＤ間の電圧Ｅ′を測定する
ことにより、オームの法則から、トランスデューサの抵
抗Ｚを、Ｚ＝（Ｅ／Ｅ′）×Ｒ（Ω）として計算するこ
とができる。
【００１０】また、図８（ｂ）に示すように、トランス
デューサ１の先端を指１３等で押さえて発振電源１２か
ら電圧を印加すると、振動しようとするトランスデュー
サ１を振動しないように妨害する事となる。その結果振
動子４には電流が流れにくくなりトランスデューサの抵
抗値Ｚは大きくなる。これは、トランスデューサの抵抗
値が無負荷状態より大きくなるように変化すれば効率が
悪くなることを意味している。
デューサ１の先端を指１３等で押さえて発振電源１２か
ら電圧を印加すると、振動しようとするトランスデュー
サ１を振動しないように妨害する事となる。その結果振
動子４には電流が流れにくくなりトランスデューサの抵
抗値Ｚは大きくなる。これは、トランスデューサの抵抗
値が無負荷状態より大きくなるように変化すれば効率が
悪くなることを意味している。
【００１１】図９にトランスデューサの抵抗値を測定し
た例を示しているが、図９（ａ）の如くホルダに取付け
ない場合は８．７Ωであったものが、図９（ｂ）の如く
ホルダ５に取付けた場合は３２．７Ωとなり、後者の方
が３倍以上抵抗値が高くなっており、効率が悪くなって
いることを示している。
た例を示しているが、図９（ａ）の如くホルダに取付け
ない場合は８．７Ωであったものが、図９（ｂ）の如く
ホルダ５に取付けた場合は３２．７Ωとなり、後者の方
が３倍以上抵抗値が高くなっており、効率が悪くなって
いることを示している。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】従来のトランスデュー
サの固定方法では、前述のように超音波を効率良く伝播
する事が困難で超音波が不安定であった。このため、ワ
イヤボンディング時に、圧着したボールが変形して隣接
するパッドと接触し、障害の原因となったり、ワイヤが
リードに完全に圧着せず、次工程の封止工程でワイヤが
リードから剥離する等の障害が発生するという問題があ
った。
サの固定方法では、前述のように超音波を効率良く伝播
する事が困難で超音波が不安定であった。このため、ワ
イヤボンディング時に、圧着したボールが変形して隣接
するパッドと接触し、障害の原因となったり、ワイヤが
リードに完全に圧着せず、次工程の封止工程でワイヤが
リードから剥離する等の障害が発生するという問題があ
った。
【００１３】本発明は、トランスデューサに効率良く超
音波を発生させることができるワイヤボンディング装置
を実現しようとする。
音波を発生させることができるワイヤボンディング装置
を実現しようとする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明のワイヤボンディ
ング装置に於いては、超音波を用いて半導体装置のワイ
ヤボンディングを行うワイヤボンディング装置におい
て、超音波を発生させるトランスデューサ２０を、該ト
ランスデューサ２０を固定するホルダ２１に固定する際
に、トランスデューサ２０のノード部２６をホルダ２１
に接触させない手段を用いたことを特徴とする。
ング装置に於いては、超音波を用いて半導体装置のワイ
ヤボンディングを行うワイヤボンディング装置におい
て、超音波を発生させるトランスデューサ２０を、該ト
ランスデューサ２０を固定するホルダ２１に固定する際
に、トランスデューサ２０のノード部２６をホルダ２１
に接触させない手段を用いたことを特徴とする。
【００１５】また、それに加えて、前記ノード部２６を
ホルダ２１に接触させない手段として、トランスデュー
サ２０の円柱形マウント部２４に対し、ホルダ２１に設
けられたマウント部支持穴２７の前記ノード部２６に対
応する開口端に逃げ２９を設けたこと、あるいは、トラ
ンスデューサ２０の円柱形マウント部２４のノード部２
６部分をホルダ２１に設けられたマウント部支持穴２７
から突き出したこと、あるいはホルダ２１に設けられた
円筒形のマウント部支持穴２７に対し、トランスデュー
サ２０の円柱形マウント部２４のノード部２６部分をテ
ーパー状に形成したことを特徴とする。
ホルダ２１に接触させない手段として、トランスデュー
サ２０の円柱形マウント部２４に対し、ホルダ２１に設
けられたマウント部支持穴２７の前記ノード部２６に対
応する開口端に逃げ２９を設けたこと、あるいは、トラ
ンスデューサ２０の円柱形マウント部２４のノード部２
６部分をホルダ２１に設けられたマウント部支持穴２７
から突き出したこと、あるいはホルダ２１に設けられた
円筒形のマウント部支持穴２７に対し、トランスデュー
サ２０の円柱形マウント部２４のノード部２６部分をテ
ーパー状に形成したことを特徴とする。
【００１６】この構成を採ることにより、トランスデュ
ーサに効率良く超音波を発生させることができるワイヤ
ボンディング装置が得られる。
ーサに効率良く超音波を発生させることができるワイヤ
ボンディング装置が得られる。
【００１７】
【作用】本発明では、図１乃至図３に示すように、、ト
ランスデューサ２０をホルダ２１に固定する際に、トラ
ンスデューサ２０のノード部２６及びその近傍を避けて
固定しているため、超音波を効率良く発生させることが
できる。またそれにより、圧着ボールの形状のばらつき
及びワイヤとリードの圧着不良を防止することが可能と
なる。
ランスデューサ２０をホルダ２１に固定する際に、トラ
ンスデューサ２０のノード部２６及びその近傍を避けて
固定しているため、超音波を効率良く発生させることが
できる。またそれにより、圧着ボールの形状のばらつき
及びワイヤとリードの圧着不良を防止することが可能と
なる。
【００１８】
【実施例】図１は本発明の第１の実施例を示す図であ
り、（ａ）は斜視図、（ｂ）は一部断面を示す側面図で
ある。同図はワイヤボンディング装置の本体は図示を省
略し、トランスデューサのみを示している。図におい
て、２０はトランスデューサ、２１は該トランスデュー
サを支持するホルダである。そして、トランスデューサ
２０は先端にキャピラリ２２を有するホーン部２３と、
該ホーン部２３に接続した円柱形のマウント部２４と、
該マウント部２４に接続した振動子部２５とよりなるこ
とは図４で説明した従来例と同様である。そして該トラ
ンスデューサ２０のノード部２６はマウント部２４のホ
ーン部２３に近接した位置にある。
り、（ａ）は斜視図、（ｂ）は一部断面を示す側面図で
ある。同図はワイヤボンディング装置の本体は図示を省
略し、トランスデューサのみを示している。図におい
て、２０はトランスデューサ、２１は該トランスデュー
サを支持するホルダである。そして、トランスデューサ
２０は先端にキャピラリ２２を有するホーン部２３と、
該ホーン部２３に接続した円柱形のマウント部２４と、
該マウント部２４に接続した振動子部２５とよりなるこ
とは図４で説明した従来例と同様である。そして該トラ
ンスデューサ２０のノード部２６はマウント部２４のホ
ーン部２３に近接した位置にある。
【００１９】本実施例の特徴はホルダ２１にある。即ち
該ホルダ２１はトランスデューサ２０のマウント部２４
を挿入できるマウント部支持穴２７と、外側から該マウ
ント部支持穴２７に通ずるすり割り２８が設けられてい
る。そしてマウント部支持穴２７の一方の開口部にはラ
ッパ状に加工された逃げ２９が設けられている。また、
すり割り部２８の外側には、該すり割りを締付けて、そ
のすき間を縮小することができる締付ねじ３０が設けら
れている。
該ホルダ２１はトランスデューサ２０のマウント部２４
を挿入できるマウント部支持穴２７と、外側から該マウ
ント部支持穴２７に通ずるすり割り２８が設けられてい
る。そしてマウント部支持穴２７の一方の開口部にはラ
ッパ状に加工された逃げ２９が設けられている。また、
すり割り部２８の外側には、該すり割りを締付けて、そ
のすき間を縮小することができる締付ねじ３０が設けら
れている。
【００２０】そして、トランスデューサ２０は、そのノ
ード部２６がホルダ２１のラッパ状の逃げ部２９に位置
するようにホルダ２１のマウント部支持穴２７にマウン
ト部２４を挿入し、締付ねじ３０の締付けにより該ホル
ダ２１に固定される。
ード部２６がホルダ２１のラッパ状の逃げ部２９に位置
するようにホルダ２１のマウント部支持穴２７にマウン
ト部２４を挿入し、締付ねじ３０の締付けにより該ホル
ダ２１に固定される。
【００２１】このように構成された本実施例は、ホルダ
２１がトランスデューサ２０を、そのノード部２６に接
触せずに固定しているため、超音波を効率良く発生させ
ることが可能となる。ちなみに本実施例の抵抗値は図９
（ａ）に示したホルダに取付けない状態と同じ値である
８．７Ωであった。また本実施例では、トランスデュー
サが不良となって交換する際も、容易にトランスデュー
サを効率の良い状態に固定することが可能な為、メンテ
ナンス性も良好となる。なお、本実施例においては、逃
げ部２９をラッパ状としたが、この形状に限らず円筒状
としても良い。
２１がトランスデューサ２０を、そのノード部２６に接
触せずに固定しているため、超音波を効率良く発生させ
ることが可能となる。ちなみに本実施例の抵抗値は図９
（ａ）に示したホルダに取付けない状態と同じ値である
８．７Ωであった。また本実施例では、トランスデュー
サが不良となって交換する際も、容易にトランスデュー
サを効率の良い状態に固定することが可能な為、メンテ
ナンス性も良好となる。なお、本実施例においては、逃
げ部２９をラッパ状としたが、この形状に限らず円筒状
としても良い。
【００２２】図２は本発明の第２の実施例を示す図であ
る。本実施例は、基本的には前実施例と同様であり、異
なるところは、ホルダ２１の厚さＴを薄くしてトランス
デューサ２０を支持固定したとき、トランスデューサ２
０のマウント部２４のノード部２６がホルダ２１から突
き出るようにしたことである。このように構成された本
実施例は、トランスデューサ２０のノード部２６がホル
ダ２１に接触していないため、前実施例と同様な作用の
効果が得られる。
る。本実施例は、基本的には前実施例と同様であり、異
なるところは、ホルダ２１の厚さＴを薄くしてトランス
デューサ２０を支持固定したとき、トランスデューサ２
０のマウント部２４のノード部２６がホルダ２１から突
き出るようにしたことである。このように構成された本
実施例は、トランスデューサ２０のノード部２６がホル
ダ２１に接触していないため、前実施例と同様な作用の
効果が得られる。
【００２３】図３は本発明の第３の実施例を示す図であ
る。本実施例は基本的には第１の実施例と同様であり、
異なることろは、第１の実施例のホルダ２１に設けた逃
げ２９の代わりにトランスデューサ２０のマウント部２
４の一端をテーパ状３１としてノード部２６をホルダ２
１に接触しない様にしたことである。このように構成さ
れた本実施例は、ノード部２６がホルダ２１に接触して
いないため、第１の実施例と同様な作用・効果が得られ
る。
る。本実施例は基本的には第１の実施例と同様であり、
異なることろは、第１の実施例のホルダ２１に設けた逃
げ２９の代わりにトランスデューサ２０のマウント部２
４の一端をテーパ状３１としてノード部２６をホルダ２
１に接触しない様にしたことである。このように構成さ
れた本実施例は、ノード部２６がホルダ２１に接触して
いないため、第１の実施例と同様な作用・効果が得られ
る。
【００２４】
【発明の効果】本発明に依れば、トランスデューサをホ
ルダに固定する際、ノード部をホルダに接触させないよ
うにして固定しているため、従来発生していた超音波の
伝播効率のばらつきを防止できるので、ワイヤボンディ
ング時に圧着ボールの形状が安定し、更に、リードへの
圧着性もばらつきが無くなるので、生産性向上に大きく
寄与する。また、従来方式より小さい径のボールも圧着
可能となるため、集積度の更なる向上も可能となる。
ルダに固定する際、ノード部をホルダに接触させないよ
うにして固定しているため、従来発生していた超音波の
伝播効率のばらつきを防止できるので、ワイヤボンディ
ング時に圧着ボールの形状が安定し、更に、リードへの
圧着性もばらつきが無くなるので、生産性向上に大きく
寄与する。また、従来方式より小さい径のボールも圧着
可能となるため、集積度の更なる向上も可能となる。
【図１】本発明の第１の実施例を示す図で、（ａ）は斜
視図、（ｂ）は一部断面を示す側面図である。
視図、（ｂ）は一部断面を示す側面図である。
【図２】本発明の第２の実施例を示す図である。
【図３】本発明の第３の実施例を示す図である。
【図４】従来のワイヤボンディング装置におけるトラン
スデューサの固定方法を示す図で、（ａ）は側面図、
（ｂ）は（ａ）図のｂ−ｂ線における断面図である。
スデューサの固定方法を示す図で、（ａ）は側面図、
（ｂ）は（ａ）図のｂ−ｂ線における断面図である。
【図５】従来のワイヤボンディング装置におけるトラン
スデューサの固定方法の他の例を示す図で、（ａ）は斜
視図、（ｂ）は（ａ）図のＺ矢視図である。
スデューサの固定方法の他の例を示す図で、（ａ）は斜
視図、（ｂ）は（ａ）図のＺ矢視図である。
【図６】トランスデューサの振動を説明する図である。
【図７】トランスデューサのノード部固定方式の１例を
示す図である。
示す図である。
【図８】トランスデューサの抵抗を説明するための図で
ある。
ある。
【図９】トランスデューサの抵抗値測定例を示す図であ
る。
る。
２０…トランスデューサ ２１…ホルダ ２２…キャピラリ ２３…ホーン部 ２４…マウント部 ２５…振動子部 ２６…ノード部 ２７…マウント部支持穴 ２８…すり割り ２９…逃げ ３０…締付ねじ ３１…テーパー部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−291937（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−235116（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−21163（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−196000（ＪＰ，Ａ) 実開 平６−52146（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−197684（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−117077（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/60 301 B60B 1/06 H01L 21/607
Claims (4)
- 【請求項１】 超音波を用いて半導体装置のワイヤボン
ディングを行うワイヤボンディング装置において、 超音波を発生するトランスデューサ（２０）を、該トラ
ンスデューサ（２０）を固定するホルダ（２１）に固定
する際に、トランスデューサ（２０）のノード部（２
６）をホルダ（２１）に接触させない手段を用いたこと
を特徴とするワイヤボンディング装置。 - 【請求項２】 前記ノード部（２６）をホルダ（２１）
に接触させない手段は、トランスデューサ（２０）の円
柱形マウント部（２４）に対し、ホルダ（２１）に設け
られたマウント部支持穴（２７）の前記ノード部（２
６）に対応する開口端に逃げ（２９）を設けたことを特
徴とする請求項１のワイヤボンディング装置。 - 【請求項３】 前記ノード部（２６）をホルダ（２１）
に接触させない手段は、トランスデューサ（２０）の円
柱形マウント部（２４）のノード部（２６）部分をホル
ダ（２１）に設けられたマウント部支持穴（２７）から
突き出したことを特徴とする請求項１のワイヤボンディ
ング装置。 - 【請求項４】 前記ノード部（２６）をホルダ（２１）
に接触させない手段は、ホルダ（２１）に設けられた円
筒形のマウント部支持穴（２７）に対し、トランスデュ
ーサ（２０）の円柱形マウント部（２４）のノード部
（２６）部分をテーパー状に形成したことを特徴とする
請求項１のワイヤボンディング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14360993A JP3276460B2 (ja) | 1993-06-15 | 1993-06-15 | ワイヤボンディング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14360993A JP3276460B2 (ja) | 1993-06-15 | 1993-06-15 | ワイヤボンディング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH077051A JPH077051A (ja) | 1995-01-10 |
| JP3276460B2 true JP3276460B2 (ja) | 2002-04-22 |
Family
ID=15342716
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14360993A Expired - Lifetime JP3276460B2 (ja) | 1993-06-15 | 1993-06-15 | ワイヤボンディング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3276460B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100799202B1 (ko) * | 2001-08-31 | 2008-01-29 | 삼성테크윈 주식회사 | 와이어 본더 헤드 |
| US6786384B1 (en) * | 2003-06-13 | 2004-09-07 | 3M Innovative Properties Company | Ultrasonic horn mount |
-
1993
- 1993-06-15 JP JP14360993A patent/JP3276460B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH077051A (ja) | 1995-01-10 |
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