JP3400269B2 - ワイヤボンディングにおけるボール形成装置 - Google Patents

ワイヤボンディングにおけるボール形成装置

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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、ワイヤの先端と放
電電極間に高電圧を印加して放電させ、ワイヤの先端に
ボールを形成するワイヤボンディングにおけるボール形
成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】放電電極方式には、放電電極を固定した
固定型放電電極方式と、ソレノイド等で放電電極を駆動
する可動型放電電極方式とがある。固定型放電電極方式
としては、例えば特開平７−２６３４８０号公報が挙げ
られる。可動型放電電極方式としては、例えば特開平５
−３６７４８号公報、特開平５−１０２２３３号公報、
特開平７−１７６５６０号公報等が挙げられる。
【０００３】固定型放電電極方式は、放電電極をワイヤ
の先端にできる限り近づけ、かつキャピラリが下降した
時に接触しない位置でワイヤ先端の側方に配置される。
可動型放電電極方式は、ワイヤ先端の真下に放電電極を
位置させ、放電させてボールを形成するものであるの
で、ボール形成後には放電電極をキャピラリの下方から
退避させる。
【０００４】固定型放電電極方式は、可動型放電電極方
式に対して放電電極を駆動する駆動部及び制御部が不要
である。このため、ボンディングヘッド全体の軽量化が
図れ、高速化が容易となると共に、装置の低廉化及びメ
ンテナンスが容易に行なえるという優れた特徴を有して
いる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】可動型放電電極方式
は、放電電極をワイヤ先端の真下に位置させて放電させ
るので、ワイヤの中心から偏心しないボールが形成され
る。しかし、固定型放電電極方式は、前記したように可
動型放電電極方式に比べて種々の特徴を有するが、放電
電極をワイヤ先端の側方に配置させて放電させるので、
偏心ボール又は歪んだボールができ易いという問題点を
有する。そこで、一般に可動型放電電極方式が多用され
ている。
【０００６】固定型放電電極方式によるボール形成状態
を図６及び図７により説明する。図６に示すように、固
定型放電電極方式は、キャピラリ１に挿通されたワイヤ
２の先端の側方に放電電極３が配置されている。そこ
で、放電を行なうと、図７（ａ）に示すように放電スパ
ーク４ａ、４ｂ、４ｃはワイヤ２の側方からワイヤ２に
向けて放電するので、ワイヤ２の先端が溶融して出来た
ボール５ａ、５ｂ、５ｃは放電スパーク４ａ、４ｂ、４
ｃの方向から溶融して、図７（ｂ）に示すようにワイヤ
２の線径の中心から偏心した偏心ボール又は歪んだボー
ル５ｄとなる。
【０００７】また放電電極３の先端部に汚れが付着して
いると、放電は放電スパーク４ｃのように放電電極の側
面から行なわれることになる。この場合、ワイヤ２はボ
ール５ｃの位置から溶融し始めるので、ワイヤ２が途中
で切れてしまいボールが出来ないか、または極小ボール
が出来てしまうことになる。ワイヤ２が途中で切れなく
ても、図７（ｃ）のような歪んだ形状のボール５ｅが出
来てしまい、ボール径のばらつきの原因となる。
【０００８】本発明の課題は、固定型放電電極方式にお
いて、ワイヤの中心から偏心しなく、また歪まないボー
ルを形成することができ、更にボール径の安定化が図れ
るワイヤボンディングにおけるボール形成装置を提供す
ることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の第１の手段は、ワイヤの先端の側方に放電電
極を配置し、ワイヤの先端と放電電極間に高電圧を印加
して放電させ、ワイヤの先端にボールを形成するワイヤ
ボンディングにおけるボール形成装置において、ワイヤ
に対応した放電スパーク部分がワイヤの下方になるよう
に湾曲させる磁界を掛ける１個の磁石を前記放電電極が
取付けられた放電ロッドに取付けたことを特徴とする。
【００１０】上記課題を解決するための本発明の第２の
手段は、上記第１の手段において、前記磁石は、ワイヤ
を＋極、放電電極を−極にした場合、放電電極側をＳ
極、反対側をＮ極に配置し、またワイヤを−極、放電電
極を＋極にした場合、放電電極側をＮ極、反対側をＳ極
に配置することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態を図１乃至
図４により説明する。図１及び図２に示すように、放電
電極３が取付けられた放電ロッド７には、永久磁石又は
電磁石等よりなる磁石１０が取付けられ、ワイヤ２の先
端と放電電極３間、即ち放電スパーク８に磁石１０によ
る磁界１１を掛けている。ワイヤ２を＋極、放電電極３
を−極にして放電させた場合、磁石１０は放電電極３側
をＳ極、反対側をＮ極に配置する。
【００１２】従って、磁石１０による磁界１１は、Ｎ極
よりＳ極に向かう。また放電スパーク８が発生した場
合、電流２０はワイヤ２から放電電極３の方に流れ、放
電電極３側から見て電流２０を中心とする左周りの磁界
２１が発生する。磁石１０による磁界１１は、電流２０
による磁界２１に作用し、電流２０、即ち放電スパーク
８を下方に湾曲させ、ワイヤ２に対応した放電スパーク
８の部分がワイヤ２の下方になるように掛けられてい
る。
【００１３】次に前記した磁石１０による磁界１１が電
流２０による磁界２１に作用する現象を図３及び図４に
より説明する。電流２０より上方側においては、磁石１
０による磁界１１Ｕ（磁束１２Ｕ）と電流２０による磁
界２１Ｕ（磁束２２Ｕ）とは同方向であるので、反発し
て反発力３０が発生する。電流２０より下方側において
は、磁石１０による磁界１１Ｄ（磁束１２Ｄ）と電流２
０による磁界２１Ｄ（磁束２２Ｄ）とは打ち消し合う方
向であるので、引き合って吸引力３１が発生する。電流
２０の上方側の反発力３０と電流２０の下方側の吸引力
３１の発生により電流２０を下方向へ押す力３２が発生
する。この力３２によって電流２０は下方向に湾曲す
る。これにより、図１に示す放電スパーク８は下方向に
湾曲し、ワイヤ２に対応した放電スパーク８の部分はワ
イヤ２の下方になる。
【００１４】即ち、図５（ａ）に示すように、放電スパ
ーク８ａ、８ｂ、８ｃの形状を湾曲状に曲げることがで
き、ワイヤ２に対応した放電スパーク８ａ、８ｂ、８ｃ
部分がワイヤ２の下方になる。これにより、ワイヤ２は
真下からの放電スパーク８ａ、８ｂ、８ｃによって溶解
してボール９ａ、９ｂ、９ｃを形成するので、図５
（ｂ）に示すように、ワイヤ２の中心から偏心しなく、
また歪まないボール９ｄが形成される。また図３に示す
ように、磁石１０によって生じる磁界１１によって湾曲
された電流２０は、放電電極３上で最も近い部位、即ち
先端部に向かって流れる。これによって放電電極３の放
電位置は一定となり、安定した放電が行なわれ、ボール
径も安定する。
【００１５】なお、上記実施の形態においては、ワイヤ
２を＋極、放電電極３を−極にした場合について説明し
たが、ワイヤ２を−極、放電電極３を＋極にし、磁石１
０は放電電極３側をＮ極、反対側をＳ極に配置しても同
様の結果が得られる。
【００１６】
【発明の効果】本発明によれば、放電スパークに磁界を
掛けることにより、ワイヤに対応した放電スパーク部分
がワイヤの下方になるように湾曲させるので、固定型放
電電極方式においても、ワイヤの中心から偏心しなく、
また歪まないボールを形成することができ、更にボール
径の安定化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の概念的説明図である。
【図２】磁石の磁界を示す平面説明図である。
【図３】磁石及び電流の磁界を示す説明図である。
【図４】電流に加わる力の原理説明図である。
【図５】（ａ）はボール形成状態を示す説明図、（ｂ）
は形成されたボールを示す説明図である。
【図６】従来例のの概念的説明図である。
【図７】（ａ）はボール形成状態を示す説明図、（ｂ）
及び（ｃ）は形成されたボールを示す説明図である。
【符号の説明】
１ キャピラリ ２ ワイヤ ３ 放電電極 ８、８ａ、８ｂ、８ｃ 放電スパーク ９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ ボール １０ 磁石 １１、１１Ｕ、１１Ｄ 磁界 ２０ 電流 ２１、２１Ｕ、２１Ｄ 磁界
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−115938（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−64084（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−176560（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−263480（ＪＰ，Ａ) (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】 ワイヤの先端の側方に放電電極を配置
    し、ワイヤの先端と放電電極間に高電圧を印加して放電
    させ、ワイヤの先端にボールを形成するワイヤボンディ
    ングにおけるボール形成装置において、ワイヤに対応し
    た放電スパーク部分がワイヤの下方になるように湾曲さ
    せる磁界を掛ける１個の磁石を前記放電電極が取付けら
    れた放電ロッドに取付けたことを特徴とするワイヤボン
    ディングにおけるボール形成装置。
  2. 【請求項２】 前記磁石は、ワイヤを＋極、放電電極を
    −極にした場合、放電電極側をＳ極、反対側をＮ極に配
    置し、またワイヤを−極、放電電極を＋極にした場合、
    放電電極側をＮ極、反対側をＳ極に配置することを特徴
    とする請求項１記載のワイヤボンディングにおけるボー
    ル形成装置。
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