JP3568827B2 - ワイヤボンディング装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はワイヤボンディング装置に関し、特にリード状の電極に対し、金属細線が予め定められた長さだけフラットに接触して接続する滑走路形状を成すように形成するワイヤボンディング装置に属する。
【0002】
【従来の技術】
半導体集積回路チップ(以下ICチップという)をリードフレームに搭載し、ICチップの電極とリードフレームのインナーリードとの間を金属細線で接続する場合、この金属細線がループ形状を成し、かつ、インナーリード部分では、予め定められた長さだけフラットにインナーリードに接触して接続するようにした、滑走路形状を成すように形成することにより、金属細線の断線を低減する効果があることが知られている。
金属細線(ワイヤ)のこのような接続形状を形成する従来のワイヤボンディング装置について、図4及び図5を参照しながら説明する。
この例は、複数の電極210が形成されているICチップ200を、リードフレーム300のチップ搭載部310に搭載して、ICチップ200の電極210とリードフレーム300のインナーリード320とを金などの金属細線400でボンディング接続するものであり、金属細線400の接続にワイヤボンディング装置100が用いられる。ボンディング接続された金属細線400の形状はワイヤボンディング装置100のキャピラリ120の移動経路によって制御され、前述のようなループ形状及び滑走路形状は図4(a)に示されたキャピラリ経路(A〜D,G,H)で形成することができる。
【0003】
図4(a)において、キャピラリ経路のA,B点で、金属細線400の電極210からの立上り高さを制御し、C点で金属細線400のキャピラリ120先端からの繰出し長さが制御される。
D点,G点へとキャピラリ120先端を移動させることにより、金属細線400のループ形状が形成され、また、キャピラリ120の先端には小さな湾曲部分が形成される。そして、H点(インナーリード320表面)へとキャピラリ120の先端を移動させることにより、金属細線400のこの湾曲部分が順次インナーリード320の表面に接触し、フラットな滑走路形状が形成される。
【0004】
図5(a)〜(c)には、キャピラリ経路における金属細線400の形状形成過程が示されている。
図5(a)に示された状態に至るまでの過程で、キャピラリ120の先端から僅かに繰り出された金属細線400と放電電極(図示省略)との間で放電させて、金属細線400の先端に金属ボールを形成し、この金属ボールをICチップ200の電極210にボンディング接続する。そして、クランプ130を開いて金属細線400をフリーにし、キャピラリ経路(A〜D,G,H)に対するキャピラリ120の移動が始まる。
H点で金属細線400のインナーリード320へのボンディングが終わると、キャピラリ120が一定量上昇した後クランプ130が閉じて金属細線400を挟持し上方に移動して、金属細線400をインナーリード320のところで切断し、金属細線400の、電極210とインナーリード320との間のボンディング接続が完了する。
なお、金属細線400の電極210に対する立上り高さを低く抑えたい場合などには、A,B点のリバース動作が省略されることがある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のワイヤボンディング装置では、金属細線400を電極210にボンディングした後、キャピラリ120を、リバース動作を含めて上方向(C点まで)に移動させて金属細線400を所定量繰り出し、更にインナーリード320上まで移動させることにより、金属細線400のループ形状を制御し、このときキャピラリ120の先端に形成された金属細線400の小さな湾曲部分を、インナーリード320の表面に押し付けることにより、インナーリード320に対する金属細線400の滑走路形状を形成する動作を採っているので、金属細線400の小さな湾曲部分の大きさや形状が、キャピラリ120の移動経路や金属細線400の繰出し量などによって変化し、滑走路形状のフラットの部分の長さや形状そのものにばらつきが生じ、安定した滑走路形状を取ることが難しく、従って、ボンディング接続に対する十分な信頼性が得難いという問題点がある。
【0006】
本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑みて、安定した滑走路形状を得ることができて、ボンディング接続に対する信頼性を向上させることができるワイヤボンディング装置を提供することにある。
【0007】
【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は、上記の目的を達成するために、第1の回路の第1の電極と、リード状の第2の電極との間を金属細線で接続する際に、前記金属細線の形状が、前記第1の電極と前記第2の電極との間でループ形状を成し、かつ前記第2の電極との接続部分では、予め定められた長さだけこの第2の電極表面にフラットに接触して接続する滑走路形状を成すように、次の各動作をすることを特徴とする。
(イ)ワイヤクランプを開いて前記金属細線をフリーにし、キャピラリにより前記金属細線の先端を前記第1の電極にボンディング接続した後、前記キャピラリを前記第1の電極からその上方向に移動させて前記金属細線を予め定められた長さだけ繰り出し、
(ロ)続いて、前記キャピラリを前記第2の電極方向に予め定められた距離だけ移動させて前記金属細線を湾曲させ、ループ形状形成過程における中間的なループ形状を形成し、
(ハ)続いて、前記キャピラリを上方向に予め定められた長さだけ移動させて、前記金属細線の中間的なループ形状領域につながって上方に延びる、前記滑走路形状の形成用領域を確保し、
(ニ)続いて、前記キャピラリの先端を、前記第2の電極上近傍まで移動させた後、前記金属細線の滑走路形状形成用領域を前記第2の電極表面に押しつけるように移動させて前記金属細線の最終的なループ形状、及び滑走路形状を形成し、かつ前記金属細線を第2の電極にボンディング接続し、
(ホ)続いて、前記キャピラリを一定量上昇させた後、前記ワイヤクランプを閉じてこのワイヤクランプに前記金属細線を挟持させて上方に移動させ、前記金属細線を切断する。
【0008】
また、前記ワイヤボンディング装置の、ワイヤクランプを閉じてこのワイヤクランプで金属細線を挟持する動作を、滑走路形状形成用領域確保直後に実行するようにした構成を有している。
【0009】
また、前記ワイヤボンディング装置の、キャピラリ先端を第2の電極上近傍まで移動させた後、前記金属細線の滑走路形状形成用領域を第2の電極表面に押しつける動作に代えて、前記キャピラリ先端が前記第2の電極の金属細線接続点上方を一旦通過した後、戻るようにして前記金属細線の滑走路形状形成部分を前記金属細線接続点に押しつける動作とした構成を有している。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態は、従来、キャピラリを、第1の電極から上方向に移動させて金属細線の繰出し長さを設定した後、曲線状または折線状に一気に第2の電極上近傍まで移動させていたのに対し、第2の電極上近傍まで移動させる途中で、キャピラリを予め定められた距離だけ上方向に移動させてから、第2の電極上近傍まで移動させる動作をする構成となっている。
このような動作を設けることにより、キャピラリが上方向へ移動する前までに形成された金属細線の中間的なループ形状につながって上方に延びる、滑走路形状の形成用領域が確保されるので、キャピラリを第2の電極上近傍まで移動させて、金属細線を第2の電極表面に押しつけ接続する際に、この滑走路形状の形成用領域が第2の電極表面にフラットに、かつ安定して接触し、フラットの部分の長さや形状そのものが均一化された、安定した滑走路形状を得ることができ、ボンディング接続に対する信頼性を向上させることができる。
【0011】
【実施例】
次に本発明の実施例について図面を参照して説明する。
図1(a)〜(c)は本発明の一実施例のキャピラリ経路を示す図、金属細線がインナーリードにボンディング接続される直前の状態を示す図及びボンディング接続完了後の状態を示す図であり、図2(a)〜(c)はこの実施例のキャピラリ経路における金属細線の形状形成過程を示す図である。
この実施例が図4(a)〜(c)及び図5(a)〜(c)に示された従来のワイヤボンディング装置と相違する点は、従来の装置が、キャピラリ120を、ICチップ200の電極210から、リバース動作のA,B点を、経由して上方向のC点まで移動させて金属細線400の繰出し長さを設定した後、D点を経由して折線状に一気にインナーリード320上近傍のG点まで移動させる経路を採っているのに対し、本発明では、キャピラリ120を、C点まで移動させて金属細線400の繰出し長さを設定した後、D点を経由してインナーリード320上近傍のG点まで移動させる経路の途中E点で、上方向に予め定められた距離だけ(F点まで)移動させて、金属細線400のループ形状形成領域につながって上方向に延びた滑走路形状の形成用領域を確保し、そこ(F点)からインナーリード320上近傍のG点まで移動させる経路を採る動作をするようにした点にある。
【0012】
次に、図2(a)〜(c)を併せて参照しながら、キャピラリ120の経路と金属細線400の形状について説明する。
従来の装置と同様に、キャピラリ120を、C点まで移動させた後、D点を経由してインナーリード320方向へと移動させる。このインナーリード320方向への移動の途中のE点で、上方向に予め定められた距離だけ(F点まで、この距離が滑走路形状の長さを決定する)移動させる。
キャピラリ120の、E点までの移動で、金属細線400のループ形状形成過程における中間的なループ形状が形成され、更にF点までの移動で、金属細線400の中間的なループ形状領域につながって上方向に延びて、滑走路形状に類似した形状の癖がついた滑走路形状形成用領域が確保される。
【0013】
この後、キャピラリ120をインナーリード320上近傍のG点まで、滑走路形状形成用領域を確保した状態で移動させ、キャピラリ120の先端をインナーリード320表面のH点方向に移動させて、金属細線400をインナーリード320表面に押しつけることにより(図1(b)参照)、金属細線400の滑走路形状形成用領域がインナーリード320の表面にフラットに接触して、滑走路形状が形成されると同時に、最終的なループ形状が形成される。
ここで、キャピラリ120により金属細線400をインナーリード320にボンディング接続し、キャピラリ120が一定量上昇した後、クランプ130を閉じて金属細線400を挟持し上方向に移動させて金属細線400を切断し、電極210・インナーリード320間のワイヤボンディング接続が終了する。
【0014】
このように、この実施例では、金属細線400に、癖のついた滑走路形状形成用領域を確保してこの滑走路形状形成用領域を、キャピラリ120の先端でインナーリード320表面に押しつけて滑走路形状を形成するようになっているので、金属細線400がインナーリード320表面にフラットに接触する長さ(滑走路形状の長さ)、及び滑走路形状の形状そのものを常に均一に形成することができて、安定した滑走路形状を得ることができ、ボンディング接続に対する信頼性を向上させることができる。なお、E点からF点への移動量で、滑走路形状の長さ等を変えることができる。
図3(a),(b)はこの実施例の変形例を示す図である。
【0015】
図3(a)に示された変形例はクランプ130の動作に関するものであり、前述の図1,図2の例では、クランプ130を、H点においてキャピラリ120による金属細線400のボンディング接続終了後に、金属細線400を切断するために閉じるようにしているが、図3(a)では、キャピラリ120で滑走路形状形成用領域を確保した後、クランプ130を閉じて金属細線400をクランプ130に保持させ、このクランプ130をキャピラリ120の移動に合わせて移動させるようにしている。
【0016】
図1,図2の例では、ボンディング接続終了まで金属細線400がフリーの状態となっているので、キャピラリ120の経路等によってはキャピラリ120の先端と金属細線400との間の相対位置がずれる可能性も考えられる。
そこで、上記(図3(a))のクランプ動作をさせることにより、この相対位置ずれを防ぐことができ、より一層安定した滑走路形状形成が可能となる。
【0017】
図3(b)はキャピラリ120の経路そのものを変えるようにした変形例である。この変形例では、キャピラリ120の先端を、インナーリード320の金属細線ボンディング点上方を通過してGa点まで移動させた後、インナーリード320の表面(H点)まで移動させるようにしたものである(クランプ130の動作は図1,図2の例と同じ)。
このようなキャピラリ経路とすることにより、金属細線400に対する最終的なループ形状及び滑走路形状等の癖づけや、キャピラリ120の移動に伴う相対位置ずれ防止ができ、やはり、より一層安定した滑走路形状形成が可能となる。
【0018】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、キャピラリの移動経路として、金属細線の繰出し長さを設定した後、第2の電極上近傍に移動させる途中で一旦、予め定められた距離だけ上方向に移動させてから、第2の電極上近傍まで移動させるる経路を採るようにすることにより、金属細線のループ形状形成領域につながって延びる滑走路形状形成用領域が確保できてこの形成用領域で滑走路形状を形成することができるので、滑走路形状の長さ及びその形状そのものを常に均一に形成することができて安定した滑走路形状を得ることができ、ボンディング接続に対する信頼性を向上させることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を説明するためのキャピラリ経路図、金属細線のインナーリードへのボンディング接続直前状態を示す図、及びボンディング接続完了状態を示す図である。
【図2】図1に示された実施例におけるキャピラリ経路と金属細線の形状との関係を示す図である。
【図3】図1に示された実施例に対する変形例を示す図である。
【図4】従来のワイヤボンディング装置を説明するためのキャピラリ経路図、金属細線のインナーリードへのボンディング接続直前状態を示す図、及びボンディング接続完了状態を示す図である。
【図5】図4に示されたワイヤボンディング装置におけるキャピラリ経路と金属細線の形状との関係を示す図である。
【符号の説明】
100 ワイヤボンディング装置
110 ステージ
120 キャピラリ
130 クランプ
200 ICチップ
210 電極
300 リードフレーム
310 チップ搭載部
320 インナーリード
400 金属細線
Claims (3)
- 第1の回路の第1の電極と、リード状の第2の電極との間を金属細線で接続する際に、前記金属細線の形状が、前記第1の電極と前記第2の電極との間でループ形状を成し、かつ前記第2の電極との接続部分では、予め定められた長さだけこの第2の電極表面にフラットに接触して接続する滑走路形状を成すように、次の各動作をすることを特徴とするワイヤボンディング装置。
(イ)ワイヤクランプを開いて前記金属細線をフリーにし、キャピラリにより前記金属細線の先端を前記第1の電極にボンディング接続した後、前記キャピラリを前記第1の電極からその上方向に移動させて前記金属細線を予め定められた長さだけ繰り出し、
(ロ)続いて、前記キャピラリを前記第2の電極方向に予め定められた距離だけ移動させて前記金属細線を湾曲させ、ループ形状形成過程における中間的なループ形状を形成し、
(ハ)続いて、前記キャピラリを上方向に予め定められた長さだけ移動させて、前記金属細線の中間的なループ形状領域につながって上方に延びる、前記滑走路形状の形成用領域を確保し、
(ニ)続いて、前記キャピラリの先端を、前記第2の電極上近傍まで移動させた後、前記金属細線の滑走路形状形成用領域を前記第2の電極表面に押しつけるように移動させて前記金属細線の最終的なループ形状、及び滑走路形状を形成し、かつ前記金属細線を第2の電極にボンディング接続し、
(ホ)続いて、前記キャピラリを一定量上昇させた後、前記ワイヤクランプを閉じてこのワイヤクランプに前記金属細線を挟持させて上方に移動させ、前記金属細線を切断する。 - 請求項1記載のワイヤボンディング装置の、ワイヤクランプを閉じてこのワイヤクランプで金属細線を挟持する動作を、滑走路形状形成用領域確保直後に実行するようにしたワイヤボンディング装置。
- 請求項1記載のワイヤボンディング装置の、キャピラリ先端を第2の電極上近傍まで移動させた後、前記金属細線の滑走路形状形成用領域を第2の電極表面に押しつける動作に代えて、前記キャピラリ先端が前記第2の電極の金属細線接続点上方を一旦通過した後、戻るようにして前記金属細線の滑走路形状形成部分を前記金属細線接続点に押しつける動作としたワイヤボンディング装置。
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