JP3478510B2 - Wire bonding equipment - Google Patents

Wire bonding equipment

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JP3478510B2
JP3478510B2 JP08451295A JP8451295A JP3478510B2 JP 3478510 B2 JP3478510 B2 JP 3478510B2 JP 08451295 A JP08451295 A JP 08451295A JP 8451295 A JP8451295 A JP 8451295A JP 3478510 B2 JP3478510 B2 JP 3478510B2
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Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明はワイヤボンディング装置
に係り、特に、ワイヤボンディング時にワイヤの先端に
溶融ボールを好適に形成できるワイヤボンディング装置
に関する。 【０００２】 【従来の技術】図４に示すように、従来のワイヤボンデ
ィング装置１０は、前工程にて半導体ペレット１がマウ
ントされたリードフレーム２をリードフレーム搬送装置
１１にて搬送し、キャピラリ１２に挿通されたワイヤ３
の先端とトーチ電極１３ａとの間で放電を生じさせて、
ワイヤ３の先端に溶融ボール４を形成し、ボンディング
ヘッド１４及びボンディングアーム１５を作動させて上
記溶融ボール４を半導体ペレット１の電極に接合した
後、ワイヤ３をリードフレーム２のリードに接合して、
これらの電極とリードとを電気的に接続するものであ
る。上記トーチ電極１３ａは、ボンディングヘッド１４
に固定された固定式トーチ棒１３の先端部に保持される
固定式トーチ電極である。 【０００３】上述のワイヤボンディング装置１０におい
て、特にリードフレーム２やワイヤ３が銅などの酸化し
やすい材質の場合、リードフレーム搬送装置１１は、ボ
ンディング位置に対応して設けられた開口２８を有する
カバー２７で囲まれ、その内部は、ガス供給配管１６か
ら供給されるフォーミングガス１７によって満たされる
とともに、トーチ棒１３から、キャピラリ１２に挿通さ
れたワイヤ３の先端へ向かってフォーミングガス１８が
噴出される。このフォーミングガス１８によって溶融ボ
ール４の酸化が防止され、又、フォーミングガス１７に
よって、リードフレーム２、或いはボンディングされた
ワイヤ３の酸化が防止される。 【０００４】また、従来のワイヤボンディング装置にお
いては、図５に示すように、トーチ棒２０がボンディン
グヘッド１４に対し水平方向に揺動する移動式トーチ電
極を装備したものがある。この移動式トーチ電極では、
アーム２１がブロック２２に軸支され、このアーム２１
の一端にトーチ電極２０ａを先端部に有するトーチ棒が
設置される。また、ブロック２２には電磁石２３が設置
されるとともに、アーム２１の他端に引張力を付与する
コイルばね２５が配設されている。従って、電磁石２３
がロッド２６を進退させることにより、コイルばね２５
の引張力との相互作用でアーム２１が矢印Ａ方向に揺動
し、従って、トーチ棒２０が同方向に揺動し、トーチ電
極２０ａは、一点鎖線で示すキャピラリ１２の直下位置
と実線で示す待機位置との間で移動する。そして、トー
チ電極２０ａをキャピラリ１２の直下に位置付けて、こ
のキャピラリ１２に挿通されたワイヤ３の先端とトーチ
電極２０ａとの間に放電を生じさせ、溶融ボ−ル４を形
成した後、トーチ電極２０ａを待機位置に戻し、このキ
ャピラリ１２を下降させてボンディング動作を実施す
る。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】ところが、図４に示す
従来のワイヤボンディング装置１０では、リードフレー
ム搬送装置１１のカバー２７に、キャピラリ１２の鉛直
及び水平移動を許容する開口２８が形成されているた
め、この開口２８から流出したフォーミングガス１７
が、トーチ棒１３から噴出するフォーミングガス１８
に、キャピラリ１２に保持されたワイヤ３の先端付近で
衝突し、乱流が発生する。そして、ワイヤ３先端とトー
チ電極１３ａとの間での放電が、この乱流の中で行われ
ることから、放電状態が非常に不安定となり、その結
果、溶融ボール４の大きさが一定せず、ばらつくという
欠点を有していた。 【０００６】また、図５に示す移動式のトーチ電極２０
ａにあっては、溶融ボール４の形成時に、トーチ電極２
０ａが移動してキャピラリ１２の直下に位置付けられる
ので、このトーチ電極２０ａが、リードフレーム搬送装
置１１の開口２８から流出したフォーミングガス１７を
遮る。このため、ワイヤ３の先端とトーチ電極２０ａと
の間の放電は、一定流れのフォーミングガス１８の雰囲
気内でなされ、溶融ボール４が安定して形成される。し
かし、この移動式トーチ電極２０ａの場合には、このト
ーチ電極２０ａがキャピラリ１２の直下まで移動し停止
したときに、慣性の影響でこのトーチ電極２０ａが振動
し、この振動が停止するまで放電を実施できない。この
ため、ワイヤボンディングの処理を迅速に実施できな
い。 【０００７】本発明は、上述の事情を考慮してなされた
ものであり、ワイヤボンディング処理時間を損なうこと
なく、溶融ボールを安定して形成できるワイヤボンディ
ング装置を提供することを目的とする。 【０００８】 【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、水平方向に移動可能なボンディングヘッドと、この
ボンディングヘッドにボンディングアームを介して昇降
可能に設けられワイヤを挿通するキャピラリと、上記ボ
ンディングヘッドに固定され、上記キャピラリに挿通さ
れた上記ワイヤの先端へ向かってフォーミングガスを流
動させるトーチ棒であって、先端部に上記ワイヤの先端
との間で放電を発生させて、上記フォーミングガスの雰
囲気内でこのワイヤの先端に溶融ボールを形成するトー
チ電極を有するトーチ棒と、上記キャピラリの下方に配
設され、半導体ペレットがマウントされたリードフレー
ムをフォーミングガスの雰囲気内で搬送案内するリード
フレーム搬送装置とを有し、上記ボンディングヘッド及
びキャピラリの作動により、上記半導体ペレットの電極
と上記リードフレームのリードとを、上記リードフレー
ム搬送装置のフォーミングガスの雰囲気内で上記ワイヤ
にてボンディングするワイヤボンディング装置におい
て、上記トーチ棒は、筒形状に形成されて内部に上記フ
ォーミングガスを流動させる流路が形成されるととも
に、その先端部の上記トーチ電極は上記キャピラリの直
下を越えて延在され、更に、このトーチ電極には、上記
キャピラリ直下にこのキャピラリを挿通可能とする挿通
孔が形成され、上記トーチ電極に形成された挿通孔は、
キャピラリ側に向かって径が小さくなるテーパ形状であ
るものである。 【０００９】 【００１０】 請求項１に記載の発明には、下記（１）
〜（３）の作用がある。（１） トーチ電極がキャピラリ直下を越えて延在するこ
とから、リードフレーム搬送装置から流出されたフォー
ミングガスは上記トーチ電極とそれを支持するトーチ棒
によって遮られる。このため、ワイヤ先端とトーチ棒と
の間に発生する放電は、トーチ棒内を流動する流れの安
定したフォーミングガスの雰囲気内でなされ安定化す
る。この結果、ワイヤ先端に上記放電により形成される
溶融ボールは、その大きさが一定となって安定する。 【００１１】 （２）また、トーチ電極がボンディング
ヘッドに固定されたトーチ棒に支持される固定式トーチ
電極であるため、移動式トーチ電極に比べワイヤボンデ
ィング処理時間を短縮できる。つまり、移動式トーチ電
極の場合には、ワイヤ先端に溶融ボールを形成すべくト
ーチ電極がキャピラリ近傍に移動して停止するが、この
停止時に、トーチ電極は慣性のため振動する。従って、
移動式トーチ電極では、上記トーチ電極の振動が止むま
で放電による溶融ボール形成動作を待機しなければなら
ない。これに対し、固定式トーチ電極の場合には、上記
の移動、停止自体がなく、よってそれに伴う振動も発生
しないので、前工程のワイヤボンディング動作終了後直
ちに溶融ボール形成動作を実施でき、従ってワイヤボン
ディング処理時間を損なうことがない。 【００１２】 （３）トーチ電極に形成されたキャピラ
リ挿通用の挿通孔がキャピラリ側に向かって径が小さく
なるテーパ形状であるため、トーチ電極におけるキャピ
ラリ側の挿通孔周縁部はキャピラリ側に向かって先鋭な
エッジ形状とされることから、この先鋭な周縁部とワイ
ヤの先端との間で放電を容易に発生させることができ
る。 【００１３】 【実施例】以下、本発明の実施例を、図面に基づいて説
明する。図１は、本発明に係るワイヤボンディング装置
の一実施例を、一部を破断して示す側面図である。図２
は、図１のトーチ棒の先端部を示す斜視図である。図３
は、トーチ電極とワイヤとの間での放電状態を示す断面
図である。 【００１４】図１に示すワイヤボンディング装置３０
は、リードフレーム搬送装置３１、ＸＹテーブル３２、
ボンディングヘッド３４、キャピラリ３５、及びトーチ
棒３６を有して構成される。リードフレーム搬送装置３
１は、前工程にて半導体ペレット１がマウントされたリ
ードフレーム２を、ボンディング位置に間欠的に搬送し
案内する。ＸＹテーブル３２は、リードフレーム搬送装
置３１の側方に配設され、リードフレーム搬送装置３１
の搬送方向及びこの方向と直交する方向に移動可能に設
けられる。ボンディングヘッド３４は、ＸＹテーブル３
２に載置されて水平移動可能に設けられ、不図示のアー
ム駆動機構により鉛直方向に揺動可能なボンディングア
ーム３３を備えて構成される。キャピラリ３５は、ボン
ディングアーム３３の先端部に装着されて昇降可能に設
けられ、ワイヤ３を挿通可能とする。トーチ棒３６はボ
ンディングヘッド３４に固定支持される。このトーチ棒
３６の先端部には、キャピラリ３５の直下を越えて延在
するトーチ電極３６ａが設けられ、このトーチ電極３６
ａとキャピラリ３５に挿通されたワイヤ３の先端との間
に放電電圧を印加して放電を生じさせ、上記ワイヤ３の
先端に溶融ボール４を形成可能とする。 【００１５】上記ボンディングヘッド３４には、ワイヤ
３を巻き付けたスプール３７が設置される。ワイヤ３
は、このスプール３７から不図示のクランパ間を通って
キャピラリ３５へ導かれる。上記クランパは、ボンディ
ングアーム３３と一体に設けられ、半導体ペレット１の
電極とリードフレーム２のリードとがワイヤ３にて接続
（後述）された後、ボンディングアーム３３の上昇時に
ワイヤ３を把持して、このワイヤ３を引張り切断する。 【００１６】そこで、このワイヤボンディング装置３０
は、次のように作動する。まず、リードフレーム搬送装
置３１により、半導体ペレット１がマウントされたリー
ドフレーム２がボンディング位置に位置付けられると、
キャピラリ３５に挿通されたワイヤ３の先端とトーチ電
極３６ａとの間にて放電を生じさせ、ワイヤ３の先端に
溶融ボール４を形成する。次に、ボンディングアーム３
３の作動でキャピラリ３５は下降し、溶融ボール４を半
導体ペレット１の電極に接合する。その後、ワイヤ３を
導出させつつキャピラリ３５はリードフレーム２のリー
ド直上に移動し、このリードにワイヤ３を接合して、上
記電極とリードとを電気的に接続する。この接続後、ボ
ンディングアーム３３は上昇し、クランパによりワイヤ
３をリード近傍で引張り切断する。上述のワイヤボンデ
ィング動作を、１つの半導体ペレット１について複数の
電極とリードとの間で実施する。 【００１７】さて、上記リードフレーム搬送装置３１
は、ガイドレール３８の上方をカバー３９が覆い、この
ガイドレール３８にて、半導体ペレット１がマウントさ
れたリードフレーム２の搬送が案内される。ガイドレー
ル３８にはガス供給配管４０が設置され、ガイドレール
３８及びカバー３９にて囲まれたリードフレーム搬送装
置３１の内部空間に、上記ガス供給配管４０から供給さ
れるフォーミングガス４１が満たされる。従って、半導
体ペレット１がマウントされたリードフレーム２は、リ
ードフレーム搬送装置３１により、フォーミングガス４
１の雰囲気内を搬送される。このフォーミングガス４１
は不活性ガスからなり、ワイヤボンディング時におい
て、リードフレーム２、或いはボンディングされたワイ
ヤ３の酸化を防止する。 【００１８】上記リードフレーム搬送装置３１のカバー
３９には、ボンディング位置に対応した位置、つまり、
直上にキャピラリ３５が設置され、直下に、ヒータ４２
を内蔵したボンディングステージ４３が設置された位置
に開口４４が形成される。この開口４４は、キャピラリ
３５がリードフレーム搬送装置３１内において、半導体
ペレット１の電極とリードフレーム２のリードとの間を
移動することを許容する。 【００１９】一方、前記固定式のトーチ電極３６ａを支
持するトーチ棒３６は筒形状に構成されて、内部にガス
流路４５が形成される。このトーチ棒３６の先端部は、
図２に示すようにキャピラリ３５側に切欠部４６が形成
され、キャピラリ３５に挿通されたワイヤ３の先端部
が、上記切欠部４６を通ってガス流路４５内に至るよう
構成される。このガス流路４５には、不活性ガスからな
るフォーミングガス４７が流動し、従って、ワイヤ３の
先端部には、フォーミングガス４７の雰囲気内で溶融ボ
ール４が形成可能とされる。このフォーミングガス４７
により、溶融ボール４の酸化が防止される。 【００２０】また、トーチ棒３６の先端部に設けられた
トーチ電極３６ａにおいて、キャピラリ３５の移動直下
には、キャピラリ３５を挿通可能とするキャピラリ挿通
孔４８が形成される。このキャピラリ挿通孔４８は、図
３に示すように、キャピラリ３５側に向かって径が小さ
くなるテーパ形状に形成され、従って、トーチ電極３６
ａにおけるキャピラリ３５側の挿通孔周縁部４９は、キ
ャピラリ３５側に向かって先鋭なエッジ形状に形成され
る。 【００２１】上述のように、上記ワイヤボンディング装
置３０では、前述の溶融ボール４の形成は、トーチ棒３
６のガス流路４５を流れるフォーミングガス４７の雰囲
気内でなされ、溶融ボール４の酸化が防止される。ま
た、ワイヤボンディング時に、キャピラリ３５はトーチ
電極３６ａのキャピラリ挿通孔４８を通過して昇降し、
リードフレーム搬送装置３１の開口４４を通り、フォー
ミングガス４１で満たされたこのリードフレーム搬送装
置３１内で、半導体ペレット１の電極とリードフレーム
２のリードとをワイヤボンディングする。 【００２２】上記実施例によれば、次の〜の効果を
奏する。トーチ電極３６ａがキャピラリ３５の直下を
越えて延在することから、リードフレーム搬送装置３１
の開口４４からフォーミングガス４１がキャピラリ３５
側へ向かって流出しても、このフォーミングガス４１は
上記トーチ電極３６ａとそれを支持するトーチ棒３６に
よって遮られる。このため、このワイヤ３の先端とトー
チ電極３６ａとの間に発生する放電５０は、トーチ棒３
６内を流動する流れの安定したフォーミングガス４７の
雰囲気内でなされ安定化する。この結果、ワイヤ３の先
端に上記放電５０により形成される溶融ボール４は、そ
の大きさが一定となって安定する。 【００２３】尚、開口４４から流出したフォーミングガ
スの一部がトーチ電極３６ａに形成されたキャピラリ挿
通孔４８を通過するものの、挿通孔４８はキャピラリ３
５が挿通可能な径の小さいもので足りるため、ボール形
状への影響は殆どない。 【００２４】また、トーチ電極３６ａがボンディング
ヘッド３４に固定されたトーチ棒３６に支持される固定
式トーチ電極であるため、図５に示す移動式トーチ電極
２０ａに比べ、ワイヤボンディング処理時間を短縮でき
る。つまり、移動式トーチ電極２０ａの場合には、ワイ
ヤ３の先端に溶融ボール４を形成すべくトーチ電極２０
ａがキャピラリ１２の近傍に移動して停止するが、この
停止時にトーチ電極２０ａは慣性のために振動し、この
振動が止むまで放電による溶融ボール４の形成動作を待
機しなければならない。これに対し、図１に示す本実施
例の固定式トーチ電極３６ａでは、上記の移動、停止自
体がなく、よってそれに伴う振動も発生しないので、前
工程のワイヤボンディング動作終了後直ちに溶融ボール
４の形成動作を実施でき、従って、ワイヤボンディング
装置３０はワイヤボンディング処理時間を損なうことが
ない。例えば、固定式トーチ電極３６ａでは、移動式ト
ーチ電極２０ａに比べ溶融ボール４の形成動作を１動作
当たり約15ms短縮できるので、ワイヤボンディング装置
３０は、その分ワイヤボンディング処理時間を短縮でき
る。 【００２５】更に、トーチ電極３６ａに形成されたキ
ャピラリ挿通用の挿通孔４８がキャピラリ３５側に向か
って径が小さくなるテーパ形状であるため、トーチ電極
３６ａにおけるキャピラリ３５側の挿通孔周縁部４９は
キャピラリ３５側に向かって先鋭なエッジ形状とされる
ことから、この先鋭な周縁部４９とワイヤ３の先端との
間で放電５０を容易に発生させることができる。 【００２６】また、図５に示す移動式トーチ電極２０
ａはアーム２１、電磁石２３及びコイルばね２５等の移
動機構を必要とするが、図１に示す固定式トーチ電極３
６ａは、ボンディングヘッド３４に固定されたトーチ棒
３６に一体支持されたものである。このため、この固定
式トーチ電極３６ａを備えたワイヤボンディング装置３
０の構造を簡素化できる。 【００２７】 【発明の効果】以上のように、本発明に係るワイヤボン
ディング装置によれば、ワイヤボンディング処理時間を
損なうことなく、溶融ボールを安定して形成できる。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wire bonding apparatus, and more particularly to a wire bonding apparatus that can suitably form a molten ball at the wire tip during wire bonding. As shown in FIG. 4, a conventional wire bonding apparatus 10 transports a lead frame 2 on which a semiconductor pellet 1 is mounted in a previous process by a lead frame transport apparatus 11 and a capillary 12. Wire 3 inserted into
Causing a discharge between the tip of the electrode and the torch electrode 13a,
The molten ball 4 is formed at the tip of the wire 3, the bonding head 14 and the bonding arm 15 are operated to bond the molten ball 4 to the electrode of the semiconductor pellet 1, and then the wire 3 is bonded to the lead of the lead frame 2. ,
These electrodes and leads are electrically connected. The torch electrode 13a is connected to the bonding head 14
This is a fixed torch electrode held at the tip of a fixed torch bar 13 fixed to the head. In the wire bonding apparatus 10 described above, especially when the lead frame 2 and the wire 3 are made of an easily oxidizable material such as copper, the lead frame transport apparatus 11 has a cover having an opening 28 provided corresponding to the bonding position. 27, the inside of which is filled with the forming gas 17 supplied from the gas supply pipe 16, and the forming gas 18 is ejected from the torch bar 13 toward the tip of the wire 3 inserted through the capillary 12. . The forming gas 18 prevents the molten ball 4 from being oxidized, and the forming gas 17 prevents the lead frame 2 or the bonded wire 3 from being oxidized. In some conventional wire bonding apparatuses, as shown in FIG. 5, the torch bar 20 is equipped with a movable torch electrode that swings horizontally with respect to the bonding head 14. In this mobile torch electrode,
The arm 21 is pivotally supported by the block 22, and the arm 21
A torch bar having a torch electrode 20a at the tip is installed at one end of the torch. The block 22 is provided with an electromagnet 23 and a coil spring 25 for applying a tensile force to the other end of the arm 21. Therefore, the electromagnet 23
Moves the rod 26 forward and backward, whereby the coil spring 25
The arm 21 swings in the direction of arrow A due to the interaction with the tensile force, and thus the torch bar 20 swings in the same direction, and the torch electrode 20a is indicated by a position directly below the capillary 12 indicated by a one-dot chain line and a solid line. Move to and from the standby position. Then, the torch electrode 20a is positioned directly below the capillary 12, and a discharge is generated between the tip of the wire 3 inserted through the capillary 12 and the torch electrode 20a to form the molten ball 4, and then the torch electrode 20a is returned to the standby position, and the capillary 12 is lowered to perform the bonding operation. However, in the conventional wire bonding apparatus 10 shown in FIG. 4, an opening 28 that allows vertical and horizontal movement of the capillary 12 is formed in the cover 27 of the lead frame transfer apparatus 11. Therefore, the forming gas 17 flowing out from the opening 28 is
However, the forming gas 18 ejected from the torch bar 13
In addition, a collision occurs near the tip of the wire 3 held by the capillary 12, and turbulence is generated. Since the discharge between the tip of the wire 3 and the torch electrode 13a is performed in this turbulent flow, the discharge state becomes very unstable. As a result, the size of the molten ball 4 is not constant. , Had the disadvantage of variation. Further, the movable torch electrode 20 shown in FIG.
a), when the molten ball 4 is formed, the torch electrode 2
Since 0a moves and is positioned immediately below the capillary 12, the torch electrode 20a blocks the forming gas 17 flowing out from the opening 28 of the lead frame transfer device 11. For this reason, the discharge between the tip of the wire 3 and the torch electrode 20a is performed in an atmosphere of the forming gas 18 having a constant flow, and the molten ball 4 is stably formed. However, in the case of the movable torch electrode 20a, when the torch electrode 20a moves to a position just below the capillary 12 and stops, the torch electrode 20a vibrates due to the influence of inertia, and discharge is performed until the vibration stops. Cannot be implemented. For this reason, the process of wire bonding cannot be implemented rapidly. The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a wire bonding apparatus capable of stably forming a molten ball without impairing the wire bonding processing time. The invention according to claim 1 is a bonding head that is movable in the horizontal direction, and a capillary that is provided in the bonding head so as to be moved up and down via a bonding arm and through which a wire is inserted. And a torch bar that is fixed to the bonding head and that causes the forming gas to flow toward the tip of the wire that is inserted through the capillary, and generates a discharge between the tip of the wire at the tip, A torch bar having a torch electrode for forming a molten ball at the tip of the wire in the forming gas atmosphere and a lead frame disposed under the capillary and mounted with a semiconductor pellet are conveyed in the forming gas atmosphere. A lead frame conveying device for guiding, and the bonding head and the carrier. In the wire bonding apparatus for bonding the electrode of the semiconductor pellet and the lead of the lead frame with the wire in the forming gas atmosphere of the lead frame transfer apparatus by the operation of the pillar, the torch bar has a cylindrical shape. A flow path is formed to flow the forming gas inside, and the torch electrode at the tip of the forming gas extends beyond just below the capillary. Further, the torch electrode is directly below the capillary. An insertion hole through which this capillary can be inserted is formed, and the insertion hole formed in the torch electrode is
Diameter toward the key Yapirari side is what is tapered to become smaller. The invention described in claim 1 includes the following (1).
There exists an effect | action of (3) . (1) Since the torch electrode extends beyond just below the capillary, the forming gas flowing out from the lead frame transfer device is blocked by the torch electrode and the torch bar supporting the torch electrode. For this reason, the electric discharge generated between the wire tip and the torch bar is made and stabilized in an atmosphere of forming gas with a stable flow flowing in the torch bar. As a result, the molten ball formed by the above-described discharge at the wire tip is stable in size. (2) Since the torch electrode is a fixed torch electrode supported by a torch bar fixed to the bonding head, the wire bonding process time can be shortened as compared with the movable torch electrode. That is, in the case of a movable torch electrode, the torch electrode moves to the vicinity of the capillary and stops in order to form a molten ball at the tip of the wire, but at this stop, the torch electrode vibrates due to inertia. Therefore,
In the mobile torch electrode, it is necessary to wait for a molten ball forming operation by discharge until the vibration of the torch electrode stops. On the other hand, in the case of a fixed torch electrode, there is no movement or stop as described above, and therefore vibration associated therewith does not occur. Bonding processing time is not lost. (3) Since the insertion hole for inserting the capillary formed in the torch electrode has a tapered shape whose diameter decreases toward the capillary side, the peripheral edge of the insertion hole on the capillary side of the torch electrode faces toward the capillary side. Since it has a sharp edge shape, a discharge can be easily generated between the sharp peripheral edge and the tip of the wire. Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view showing an embodiment of a wire bonding apparatus according to the present invention with a part thereof broken. FIG.
FIG. 2 is a perspective view showing a tip portion of the torch bar of FIG. 1. FIG.
These are sectional drawings which show the discharge state between a torch electrode and a wire. A wire bonding apparatus 30 shown in FIG.
The lead frame transport device 31, the XY table 32,
A bonding head 34, a capillary 35, and a torch bar 36 are included. Lead frame transfer device 3
1 intermittently conveys and guides the lead frame 2 on which the semiconductor pellet 1 is mounted in the previous process to the bonding position. The XY table 32 is disposed on the side of the lead frame transport device 31, and the lead frame transport device 31.
It is provided so as to be movable in the transport direction and in a direction perpendicular to this direction. The bonding head 34 is connected to the XY table 3
2 and is provided with a bonding arm 33 that is horizontally movable and can be swung in the vertical direction by an arm drive mechanism (not shown). The capillary 35 is attached to the distal end portion of the bonding arm 33 and is provided so as to be able to move up and down so that the wire 3 can be inserted. The torch bar 36 is fixedly supported by the bonding head 34. A torch electrode 36 a extending beyond the capillary 35 is provided at the tip of the torch bar 36.
A discharge voltage is applied between a and the tip of the wire 3 inserted through the capillary 35 to generate a discharge, and the molten ball 4 can be formed at the tip of the wire 3. The bonding head 34 is provided with a spool 37 around which the wire 3 is wound. Wire 3
Is guided from the spool 37 to the capillary 35 through a clamper (not shown). The clamper is provided integrally with the bonding arm 33, and after the electrode of the semiconductor pellet 1 and the lead of the lead frame 2 are connected (described later) by the wire 3, the wire 3 is gripped when the bonding arm 33 is raised. The wire 3 is pulled and cut. Therefore, the wire bonding apparatus 30
Operates as follows. First, when the lead frame 2 on which the semiconductor pellet 1 is mounted is positioned at the bonding position by the lead frame transport device 31,
A discharge is generated between the tip of the wire 3 inserted through the capillary 35 and the torch electrode 36a, and the molten ball 4 is formed at the tip of the wire 3. Next, bonding arm 3
3, the capillary 35 is lowered, and the molten ball 4 is joined to the electrode of the semiconductor pellet 1. Thereafter, the capillary 35 is moved directly above the lead of the lead frame 2 while the wire 3 is led out, the wire 3 is joined to the lead, and the electrode and the lead are electrically connected. After this connection, the bonding arm 33 is raised, and the wire 3 is pulled and cut near the lead by a clamper. The wire bonding operation described above is performed between a plurality of electrodes and leads for one semiconductor pellet 1. Now, the lead frame transport device 31 is described above.
The cover 39 covers the upper side of the guide rail 38, and the guide rail 38 guides the conveyance of the lead frame 2 on which the semiconductor pellet 1 is mounted. A gas supply pipe 40 is installed on the guide rail 38, and the forming gas 41 supplied from the gas supply pipe 40 is filled in the internal space of the lead frame transfer device 31 surrounded by the guide rail 38 and the cover 39. Accordingly, the lead frame 2 on which the semiconductor pellet 1 is mounted is formed by the lead frame transfer device 31 with the forming gas 4.
1 is conveyed in the atmosphere. This forming gas 41
Is made of an inert gas and prevents oxidation of the lead frame 2 or the bonded wire 3 during wire bonding. The cover 39 of the lead frame conveying device 31 has a position corresponding to the bonding position, that is,
A capillary 35 is installed immediately above, and a heater 42 is directly below.
An opening 44 is formed at a position where the bonding stage 43 containing the substrate is installed. The opening 44 allows the capillary 35 to move between the electrode of the semiconductor pellet 1 and the lead of the lead frame 2 in the lead frame transport device 31. On the other hand, the torch bar 36 for supporting the fixed torch electrode 36a is formed in a cylindrical shape, and a gas flow path 45 is formed therein. The tip of this torch bar 36 is
As shown in FIG. 2, a notch 46 is formed on the capillary 35 side, and the tip of the wire 3 inserted through the capillary 35 is configured to reach the gas flow path 45 through the notch 46. A forming gas 47 made of an inert gas flows through the gas flow path 45, so that the molten ball 4 can be formed at the tip of the wire 3 in the atmosphere of the forming gas 47. This forming gas 47
Thus, oxidation of the molten ball 4 is prevented. In the torch electrode 36a provided at the tip of the torch bar 36, a capillary insertion hole 48 through which the capillary 35 can be inserted is formed immediately below the movement of the capillary 35. As shown in FIG. 3, the capillary insertion hole 48 is formed in a tapered shape whose diameter decreases toward the capillary 35, and accordingly, the torch electrode 36.
The insertion hole peripheral portion 49 on the capillary 35 side in a is formed in an edge shape that is sharp toward the capillary 35 side. As described above, in the wire bonding apparatus 30, the formation of the molten ball 4 is performed by the torch bar 3.
6 is performed in the atmosphere of the forming gas 47 flowing through the gas flow path 45 of the sixth gas, and oxidation of the molten ball 4 is prevented. During wire bonding, the capillary 35 moves up and down through the capillary insertion hole 48 of the torch electrode 36a,
The electrode of the semiconductor pellet 1 and the lead of the lead frame 2 are wire-bonded in the lead frame transport device 31 filled with the forming gas 41 through the opening 44 of the lead frame transport device 31. According to the above embodiment, the following effects can be obtained. Since the torch electrode 36a extends beyond just below the capillary 35, the lead frame transfer device 31
The forming gas 41 is passed through the opening 44 of the capillary 35
Even if it flows out to the side, the forming gas 41 is blocked by the torch electrode 36a and the torch bar 36 that supports it. For this reason, the discharge 50 generated between the tip of the wire 3 and the torch electrode 36a is caused by the torch bar 3
6 is stabilized in the atmosphere of the forming gas 47 having a stable flow of the fluid flowing in the interior. As a result, the molten ball 4 formed by the electric discharge 50 at the tip of the wire 3 has a constant size and is stable. Although a part of the forming gas flowing out from the opening 44 passes through the capillary insertion hole 48 formed in the torch electrode 36 a, the insertion hole 48 is formed in the capillary 3.
Since the diameter of 5 that can be inserted is sufficient, the ball shape is hardly affected. Further, since the torch electrode 36a is a fixed torch electrode supported by a torch bar 36 fixed to the bonding head 34, the wire bonding processing time can be shortened as compared with the movable torch electrode 20a shown in FIG. . That is, in the case of the movable torch electrode 20a, the torch electrode 20 is formed so as to form the molten ball 4 at the tip of the wire 3.
a moves to the vicinity of the capillary 12 and stops. At this time, the torch electrode 20a vibrates due to inertia, and it is necessary to wait for the operation of forming the molten ball 4 by discharge until the vibration stops. On the other hand, in the fixed torch electrode 36a of the present embodiment shown in FIG. 1, there is no movement and stop itself, and therefore vibration associated therewith does not occur. Therefore, immediately after the wire bonding operation in the previous step is finished, The forming operation can be performed, and therefore the wire bonding apparatus 30 does not impair the wire bonding processing time. For example, in the fixed torch electrode 36a, the forming operation of the molten ball 4 can be shortened by about 15 ms per operation compared to the movable torch electrode 20a, so that the wire bonding apparatus 30 can shorten the wire bonding processing time accordingly. Furthermore, since the insertion hole 48 for inserting the capillary formed in the torch electrode 36a has a tapered shape whose diameter decreases toward the capillary 35, the peripheral edge 49 of the insertion hole on the capillary 35 side of the torch electrode 36a is Since the edge shape is sharp toward the capillary 35 side, the discharge 50 can be easily generated between the sharp peripheral edge 49 and the tip of the wire 3. In addition, the movable torch electrode 20 shown in FIG.
Although a requires a moving mechanism such as the arm 21, the electromagnet 23, and the coil spring 25, the fixed torch electrode 3 shown in FIG.
6 a is integrally supported by a torch bar 36 fixed to the bonding head 34. For this reason, the wire bonding apparatus 3 provided with this fixed type torch electrode 36a
The structure of 0 can be simplified. As described above, according to the wire bonding apparatus of the present invention, it is possible to stably form a molten ball without impairing the wire bonding processing time.

【図面の簡単な説明】 【図１】図１は、本発明に係るワイヤボンディング装置
の一実施例を、一部を破断して示す側面図である。 【図２】図２は、図１のトーチ棒の先端部を示す斜視図
である。 【図３】図３は、トーチ電極とワイヤとの間での放電状
態を示す断面図である。 【図４】図４は、従来の固定式トーチ電極を備えたワイ
ヤボンディング装置を、一部を破断して示す側面図であ
る。 【図５】図５は、従来の移動式トーチ電極を示す斜視図
である。 【符号の説明】 １ 半導体ペレット ２ リードフレーム ３ ワイヤ ４ 溶融ボール ３０ ワイヤボンディング装置 ３１ リードフレーム搬送装置 ３２ ＸＹテーブル ３３ ボンディングアーム ３４ ボンディングヘッド ３５ キャピラリ ３６ トーチ棒 ３６ａ トーチ電極 ３９ カバー ４０ ガス供給配管 ４１ フォーミングガス ４４ 開口 ４５ ガス流路 ４７ フォーミングガス ４８ キャピラリ挿通孔 ４９ キャピラリ挿通孔周縁部 ５０ 放電BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a side view showing an embodiment of a wire bonding apparatus according to the present invention, partly broken away. FIG. 2 is a perspective view showing a tip portion of the torch bar in FIG. 1; FIG. 3 is a cross-sectional view showing a discharge state between a torch electrode and a wire. FIG. 4 is a side view of a conventional wire bonding apparatus provided with a fixed torch electrode, with a part thereof broken away. FIG. 5 is a perspective view showing a conventional movable torch electrode. [Description of Symbols] 1 Semiconductor pellet 2 Lead frame 3 Wire 4 Molten ball 30 Wire bonding device 31 Lead frame transport device 32 XY table 33 Bonding arm 34 Bonding head 35 Capillary 36 Torch bar 36a Torch electrode 39 Cover 40 Gas supply piping 41 Forming Gas 44 Opening 45 Gas flow path 47 Forming gas 48 Capillary insertion hole 49 Capillary insertion hole peripheral part 50 Discharge

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 水平方向に移動可能なボンディングヘッ
ドと、 このボンディングヘッドにボンディングアームを介して
昇降可能に設けられワイヤを挿通するキャピラリと、 上記ボンディングヘッドに固定され、上記キャピラリに
挿通された上記ワイヤの先端へ向かってフォーミングガ
スを流動させるトーチ棒であって、先端部に上記ワイヤ
の先端との間で放電を発生させて、上記フォーミングガ
スの雰囲気内でこのワイヤの先端に溶融ボールを形成す
るトーチ電極を有するトーチ棒と、 上記キャピラリの下方に配設され、半導体ペレットがマ
ウントされたリードフレームをフォーミングガスの雰囲
気内で搬送案内するリードフレーム搬送装置とを有し、 上記ボンディングヘッド及びキャピラリの作動により、
上記半導体ペレットの電極と上記リードフレームのリー
ドとを、上記リードフレーム搬送装置のフォーミングガ
スの雰囲気内で上記ワイヤにてボンディングするワイヤ
ボンディング装置において、 上記トーチ棒は、筒形状に形成されて内部に上記フォー
ミングガスを流動させる流路が形成されるとともに、そ
の先端部の上記トーチ電極は上記キャピラリの直下を越
えて延在され、更に、このトーチ電極には、上記キャピ
ラリ直下にこのキャピラリを挿通可能とする挿通孔が形
成され、 上記トーチ電極に形成された挿通孔は、キャピラリ側に
向かって径が小さくなるテーパ 形状であることを特徴と
するワイヤボンディング装置。(57) [Claims] [Claim 1] A bonding head that is movable in the horizontal direction, a capillary that can be moved up and down through the bonding arm through the bonding arm, and a wire that is inserted through the bonding head, and is fixed to the bonding head A torch bar for flowing forming gas toward the tip of the wire inserted through the capillary, and generating discharge between the tip of the wire and the tip of the wire in the atmosphere of the forming gas. A torch bar having a torch electrode that forms a molten ball at the tip of the wire; a lead frame transport device that is disposed below the capillary and transports and guides a lead frame mounted with semiconductor pellets in a forming gas atmosphere; By operating the bonding head and capillary,
In the wire bonding apparatus for bonding the electrode of the semiconductor pellet and the lead of the lead frame with the wire in a forming gas atmosphere of the lead frame transfer apparatus, the torch bar is formed in a cylindrical shape and is internally A flow path for flowing the forming gas is formed, and the torch electrode at the tip of the forming gas extends beyond directly under the capillary. Further, the capillary can be inserted under the capillary through the torch electrode. the insertion hole is formed to be, the torch electrode formed insertion hole, the capillary side
A wire bonding apparatus characterized by having a tapered shape whose diameter decreases toward the end .
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