JP4010432B2 - 電子部品におけるワイヤボンディング方法及びその装置 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，発光ダイオード又はトランジスター等の電子部品において，その一方の極と他方の極との間を，金属線により接続すると言うワイヤボンディング方法と，その装置とに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
先行技術としての特開昭６０−３９８３９号公報には，以下に述べるようなワイヤボンディング方法が記載されている。
【０００３】
このワイヤボンディング方法は，図５〜図１０に示すように，発光ダイオードを構成するカソード極１及びアノード極２のうちカソード極１にダイボンディングしたダイオードチップ３の上面における第１ボンディング部４を，前記アノード極２の上端面における第２ボンディング部５よりも低い部位に位置して，この第１ボンディング部４と前記第２ボンディング部５との間を，金属線６にて電気的に接続する場合である。
【０００４】
すなわち，先づ，前記第１ボンディング部３の上方におけるキャピラリーツール７に挿通した金属線６の下端にボール６Ａを形成し（図５），次いで，前記キャピラリーツール７を前記第１ボンディング部３に向かって下降動することにより，前記金属線６におけるボール６Ａを，低い部位に位置する第１ボンディング部３にボンディングした（図６）のち，前記キャピラリーツール７を上昇する（図７）。
【０００５】
そして，前記金属線６の途中を，トーチ火炎８にて溶断する同時に，その溶断の両端にボール６Ａ，６Ｂを形成し（図８），次いで，第１ボンディング部３にボンディングされている金属線６を，前記第１ボンディング部３より高い部位に位置する第２ボンディング部５の方向に曲げた（図９）のち，その先端におけるボール６Ｂを，ボンディングツール９の下降動による前記第２ボンディング部５への潰し押圧により，第２ボンディング部５に対してボンディングする（図１０）と言うようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし，この先行技術によるボールボール式のワイヤボンディング方法では，第１ボンディング部３にボンディングした金属線６の先端におけるボール６Ｂを第２ボンディング部５に対してボンディングするためのボンディングツール９として，その横幅寸法Ｗを前記第２ボンディング部５における横幅寸法Ｓに近似したものを使用しているから，以下に述べるような問題があった。
【０００７】
すなわち，図９に示すように，第２ボンディング部５の方向に曲げた金属線６の先端におけるボール６Ｂを，ボンディングツール９の下降動にて第２ボンディング部５に対して押圧する場合において，前記ボンディングツール９における横幅寸法Ｗが小さいために，金属線６の図９の状態への曲げ不足等に起因して，この金属線６の先端におけるボール６Ｂが，前記ボンディングツール９の下降動の途中で図１０に二点鎖線で示すように当該ボンディングツール９の下面から外れたり，図１０に一点鎖線で示すように前記第２ボンディング部５から外れたりすることになるから，第２ボンディング部５へのボンディング不能又は不良が多発するのであった。
【０００８】
なお，この金属線６の曲げ不足等に起因する問題を低減するには，前記ボンディングツール９における横幅寸法Ｗを，第１ボンディング部３に方向に広幅にすることにより，金属線６が曲げ不足に場合でも，その他端におけるボール６Ｂが必ずボンディングツール９の下面に接当するように構成すれば良いが，このように構成すると，金属線６の先端におけるボール６Ｂを第２ボンディング部５に対して潰し押圧したとき，前記金属線６における途中の部分が前記ボンディングツール９の下面にて過度に押さえ変形されるので，ワイヤボンディングの強度が低下したり，或いは，金属線６に電気的なショートが発生すると言うような別の問題を招来するのである。
【０００９】
本発明は，これらの問題を一挙に解消したワイヤボンディング装置を提供することを技術的課題とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この技術的課題を達成するため本発明は，第１に，
「一端が電子部品の第１ボンディング部にボンディングされた金属線の他端を，前記電子部品のうち前記第１ボンディング部よりも高い部位に位置する第２ボンディングに対してボンディングするワイヤボンディング方法において，
前記金属線の他端を第２ボンディング部に対して，当該第２ボンディング部から前記第１ボンディング部に向かって斜め上向きに傾斜し且つ前記第２ボンディング部から前記第１ボンディング部にまで延びるように構成した傾斜面にて下向きに押圧することを特徴とする。」
ものであり，また，本発明は，第２に，
「一端が電子部品の第１ボンディング部にボンディングされた金属線の他端を，前記電子部品のうち前記第１ボンディング部よりも高い部位に位置する第２ボンディングに対してボンディングするワイヤボンディング方法において，
前記金属線の他端を第２ボンディング部に対して，当該第２ボンディング部から前記第１ボンディング部に向かって斜め上向きに傾斜し且つ前記第２ボンディング部から当該第２ボンディング部と前記第１ボンディング部との間の部分にまで延びるように構成した第１傾斜面にて下向きに押圧することに加えて，前記金属線のうち前記第２ボンディング部と前記第１ボンディング部との間の部分から前記第１ボンディング部に至るまでの部分を，前記第２ボンディング部と前記第１ボンディング部との間の部分から前記第１ボンディング部に向かって前記第１傾斜面よりも大きい傾斜角度で斜め上向きに傾斜し且つ前記第１ボンディング部にまで延びるように構成した第２傾斜面にて下向きに押圧することを特徴とする。」
ものである。
【００１１】
【発明の作用・効果】
第１の発明のように，第１ボンディング部にボンディングされた金属線の他端を高い部位に位置する第２ボンディング部に対して，当該第２ボンディング部から第１ボンディング部にまで延びる傾斜面にて下向きに押圧することにより，第１ボンディング部にボンディングした金属線の第２ボンディング部の方向への曲げに曲げ不足があっても，この金属線の他端を，前記傾斜面によって第２ボンディング部に対して確実にボンディングできるのであり，しかも前記傾斜面を，第１ボンディング部に向かって斜め上向きに傾斜するように形成したことにより，金属線の他端を第２ボンディング部に対して潰し押圧したとき，前記金属線における途中の部分が下向きに押さえ変形されることを，前記傾斜面によって確実に低減できるのである。
【００１２】
また，第２の発明のように，第１ボンディング部にボンディングされた金属線の他端を高い部位に位置する第２ボンディング部に対して，第１ボンディング部に向かって斜め上向きに傾斜する第１傾斜面にて下向きに押圧すること加えて，前記金属線のうち前記第２ボンディング部と前記第１ボンディング部との間の部分から前記第１ボンディング部に至るまでの部分を，前記第１傾斜面からこれより大きい角度で傾斜する第２傾斜面にて押圧することにより，前記第１の発明と同様に，金属線の他端を第２ボンディング部に対して確実にボンディングできるものでありながら，前記金属線における途中の部分を，前記第２傾斜面に沿った形状に成形することができ，換言すると，金属線の途中における形状を略同じに揃えることができると共に，この金属線の途中の部分が，下向きに垂れるように押され変形されることを，前記第１の発明の場合よりも更に低減できるのである。
【００１３】
従って，本発明によると，高さに差を有する第１ボンディング部と第２ボンディング部との間をワイヤボンディングに際して，第２ボンディング部に対してボンディング不能及び不良が発生することを確実に低減できると共に，ワイヤボンディング強度が低下すること及び金属線にショートが発生することを確実に低減できるから，歩留りを大幅に向上できる効果を有する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下，本発明の実施の形態を図面について説明する。
【００１５】
図１及び図２は第１の実施の形態を，図３及び図４は第２の実施の形態を各々示す。
【００１６】
これらの図において符号１及び２は，発光ダイオードを構成するカソード極及びアノード極であり，前記カソード極１には，ダイオードチップ３がボンディングされ，このダイオードチップ３の上面における第１ボンディング部４は，前記アノード極２の上端面における第２ボンディング５よりも低い部位に位置しており，換言すると，発光ダイオードにおける第１ボンディング部４と，第２ボンディング５とは，第２ボンディング５が第１ボンディングよりも高い部位に位置しているように段差を有しており，前記ダイオードチップ３の上面における第１ボンディング部４には，前記図５〜図８に示す従来と同様の方法にて，金属線６の下端におけるボール６Ａがキャピラリーツールの下降動による下向きの押圧にてボンディングされて，且つ，この金属線６は，前記アノード極２の上端面における第２ボンディング部５の方向に曲げられている。
【００１７】
第１の実施の形態を示す図１及び図２において，符号１０は，前記金属線６の先端におけるボール６Ｂを前記第２のボンディング部５に対して，下降動による下向きの押圧にてボンディングするためのボンディングツールを示す。
【００１８】
そして，このボンディングツール１０における横幅寸法Ｗを，前記第１ボンディング部４に向かって少なくとも前記金属線６の略中央側にまで達するように広幅に構成することにより，このボンディングツール１０の下面を，前記第２ボンディング部５から前記第１ボンディング部４に至るまでの長さにして，この下面を，前記第２ボンディング部５から前記第１ボンディング部４に向かって斜め上向きに適宜角度θだけ傾斜する傾斜面１０Ａに形成する。
【００１９】
このように構成することにより，第１ボンディング部４にボンディングした金属線６の第２ボンディング部５の方向への曲げに曲げ不足があっても，この金属線６は，その他端におけるボール６Ｂが必ずボンディングツール１０の下面における傾斜面１０Ａに接当してボンディングツール１０の下降動にて下向きに曲げられることになるから，この金属線６におけるボール６Ｂを第２ボンディング部５に対して確実にボンディングできるのであり，しかも，金属線６の先端におけるボール６Ｂを第２ボンディング部５に対して潰し押圧したとき，前記金属線６における途中の部分が過度に下向きに押さえ変形されることを，前記傾斜面１０Ａにて確実に低減できるのである。
【００２０】
また，図３及び図４に示す第２の実施の形態は，ボンディングツール１０′における下面のうち前記第２ボンディング部５側の部分，つまり，第２ボンディング部５から当該第２ボンディング部５と前記第１ボンディング部４との間の部分までの部分を，前記第２ボンディング部５から前記第１ボンディング部４に向かって斜め上向きに適宜角度θ１だけ傾斜する第１傾斜面１０Ａ′に，前記ボンディングツール１０′の下面のうち前記第２ボンディング部５と前記第１ボンディング部４との間の部分から前記第１ボンディング部４ に至るまでの部分を，前記第１ボンディング部４に向かって斜め上向きに前記第１傾斜面の角度θ１よりも大きい角度θ２に傾斜する第２傾斜面１０Ｂ′に各々形成したものである。
【００２１】
この構成によると，前記第１の実施の形態の場合と同様に，金属線６の先端におけるボール６Ｂを第２ボンディング部５に対して確実にボンディングできるものでありながら，前記金属線６における途中の部分を，前記第２傾斜面１０Ｂ′に沿った形状に成形することができると共に，この金属線６における途中の部分が下向きに垂れるように押され変形されることを前記第２傾斜面１０Ｂ′によって，前記第１の実施の形態の場合よりも更に低減できるのである。
【００２２】
なお，前記各実施の形態は，発光ダイオードに対して適用した場合であったが，本発明は，これに限らず，リードフレームにボンディングした半導体チップと，リードフレームに設けたリード端子との間におけるワイヤボンディング等，その他のワイヤボンディングに適用できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施の形態を示す要部拡大正面図である。
【図２】 前記第１の実施の形態の作用状態を示す図である。
【図３】 本発明の第２の実施の形態を示す要部拡大正面図である。
【図４】 前記第２の実施の形態の作用状態を示す図である。
【図５】 従来の装置を示す要部拡大正面図である。
【図６】 前記従来の装置における第１の作用状態を示す図である。
【図７】 前記従来の装置における第２の作用状態を示す図である。
【図８】 前記従来の装置における第３の作用状態を示す図である。
【図９】 前記従来の装置における第４の作用状態を示す図である。
【図１０】前記従来の装置における第５の作用状態を示す図である。
【符号の説明】
１ カソード極
２ アノード極
３ ダイオードチップ
４ 第１ボンディング部
５ 第２ボンディング部
６ 金属線
６Ａ，６Ｂ ボール
７ キャビラリーツール
１０，１０′ ボンディングツール
１０Ａ 傾斜面
１０Ａ′ 第１傾斜面
１０Ｂ′ 第２傾斜面

Claims (4)

  1. 一端が電子部品の第１ボンディング部にボンディングされた金属線の他端を，前記電子部品のうち前記第１ボンディング部よりも高い部位に位置する第２ボンディングに対してボンディングするワイヤボンディング方法において，
    前記金属線の他端を第２ボンディング部に対して，当該第２ボンディング部から前記第１ボンディング部に向かって斜め上向きに傾斜し且つ前記第２ボンディング部から前記第１ボンディング部にまで延びるように構成した傾斜面にて下向きに押圧することを特徴とするワイヤボンディング方法。
  2. 金属線の一端を電子部品における第１ボンディング部に対して下向きの押圧にてボンディングするキャピラリーツールと，前記金属線の他端を前記電子部品のうち前記第１ボンディング部よりも高い部位に位置する第２ボンディング部に対して下向きの押圧にてボンディングするボンディングツールとから成るボールボール式ワイヤボンディング装置において，
    前記ボンディングツールのうち前記金属線の下向きへの押圧を行う下面を，前記第１ボンディング部から第２ボンディング部にまで延びるように構成して，この下面を，前記第２ボンディング部から第１ボンディング部に向かって斜め上向きに傾斜する傾斜面に形成したことを特徴とする電子部品におけるワイヤボンディング装置。
  3. 一端が電子部品の第１ボンディング部にボンディングされた金属線の他端を，前記電子部品のうち前記第１ボンディング部よりも高い部位に位置する第２ボンディングに対してボンディングするワイヤボンディング方法において，
    前記金属線の他端を第２ボンディング部に対して，当該第２ボンディング部から前記第１ボンディング部に向かって斜め上向きに傾斜し且つ前記第２ボンディング部から当該第２ボンディング部と前記第１ボンディング部との間の部分にまで延びるように構成した第１傾斜面にて下向きに押圧することに加えて，前記金属線のうち前記第２ボンディング部と前記第１ボンディング部との間の部分から前記第１ボンディング部に至るまでの部分を，前記第２ボンディング部と前記第１ボンディング部との間の部分から前記第１ボンディング部に向かって前記第１傾斜面よりも大きい傾斜角度で斜め上向きに傾斜し且つ前記第１ボンディング部にまで延びるように構成した第２傾斜面にて下向きに押圧することを特徴とするワイヤボンディング方法。
  4. 金属線の一端を電子部品における第１ボンディング部に対して下向きの押圧にてボンディングするキャピラリーツールと，前記金属線の他端を前記電子部品のうち前記第１ボンディング部よりも高い部位に位置する第２ボンディング部に対して下向きの押圧にてボンディングするボンディングツールとから成るボールボール式ワイヤボンディング装置において，
    前記ボンディングツールのうち前記金属線の下向きへの押圧を行う下面を，前記第１ボンディング部から第２ボンディング部にまで延びるように構成して，この下面のうち前記第２ボンディング部から当該第２ボンディング部と前記第１ボンディング部との間の部分に至る部分を，前記第１ボンディング部に向かって斜め上向きに傾斜する第１傾斜面に，前記ボンディングツールの下面のうち前記第２ボンディング部と第１ボンディング部との間の部分から前記第１ボンディング部に至る部分を，前記第１ボンディング部に向かって斜め上向きに前記第１傾斜面よりも大きい角度に傾斜する第２傾斜面に各々形成したことを特徴とする電子部品におけるワイヤボンディング装置。
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