JP4392015B2 - ワイヤボンディング装置 - Google Patents

ワイヤボンディング装置 Download PDF

Info

Publication number
JP4392015B2
JP4392015B2 JP2006314431A JP2006314431A JP4392015B2 JP 4392015 B2 JP4392015 B2 JP 4392015B2 JP 2006314431 A JP2006314431 A JP 2006314431A JP 2006314431 A JP2006314431 A JP 2006314431A JP 4392015 B2 JP4392015 B2 JP 4392015B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
hole
fab
porous member
capillary
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2006314431A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2008130825A (ja
Inventor
真美 久島
秀紀 吉野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kaijo Corp
Original Assignee
Kaijo Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kaijo Corp filed Critical Kaijo Corp
Priority to JP2006314431A priority Critical patent/JP4392015B2/ja
Publication of JP2008130825A publication Critical patent/JP2008130825A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4392015B2 publication Critical patent/JP4392015B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies
    • H01L24/78—Apparatus for connecting with wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/78—Apparatus for connecting with wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/78—Apparatus for connecting with wire connectors
    • H01L2224/7825—Means for applying energy, e.g. heating means
    • H01L2224/78268—Discharge electrode
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/78—Apparatus for connecting with wire connectors
    • H01L2224/7825—Means for applying energy, e.g. heating means
    • H01L2224/783—Means for applying energy, e.g. heating means by means of pressure
    • H01L2224/78301—Capillary
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/85009—Pre-treatment of the connector or the bonding area
    • H01L2224/8503—Reshaping, e.g. forming the ball or the wedge of the wire connector
    • H01L2224/85035—Reshaping, e.g. forming the ball or the wedge of the wire connector by heating means, e.g. "free-air-ball"
    • H01L2224/85045—Reshaping, e.g. forming the ball or the wedge of the wire connector by heating means, e.g. "free-air-ball" using a corona discharge, e.g. electronic flame off [EFO]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/85053—Bonding environment
    • H01L2224/85054—Composition of the atmosphere
    • H01L2224/85075—Composition of the atmosphere being inert
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/852—Applying energy for connecting
    • H01L2224/85201—Compression bonding
    • H01L2224/85205—Ultrasonic bonding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/00014—Technical content checked by a classifier the subject-matter covered by the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group, being disclosed without further technical details
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01005—Boron [B]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01006—Carbon [C]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01007—Nitrogen [N]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01018—Argon [Ar]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01029—Copper [Cu]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01033—Arsenic [As]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01082—Lead [Pb]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/14—Integrated circuits

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)

Description

本発明は、ワイヤボンディング装置に係わり、特に、酸化防止ガス雰囲気中でＦＡＢを形成する際、ＦＡＢの酸化を抑制しつつＦＡＢの偏芯の発生を抑制できるワイヤボンディング装置に関する。
図９は、従来のワイヤボンディング装置のキャピラリとスパークロッド及びそれらの周辺を示す斜視図である。
従来のワイヤボンディング装置は、先端から銅ワイヤ（銅線）を繰り出すキャピラリ１と、キャピラリ１から繰り出された銅ワイヤの先端部に放電するスパークロッド２と、スパークロッド２から銅ワイヤの先端に放電してフリーエアボール（ＦＡＢ）を形成する際に右側及び左側それぞれから酸化防止ガス（例えば不活性ガス）を供給する右ガスノズル３及び左ガスノズル１９と、を有している。
ボンディングワイヤに銅線を使用した場合、ＦＡＢ形成時の熱によって銅と酸素が反応してＦＡＢの表面に酸化銅が形成される。この酸化銅は銅に比べて硬度が増すため、表面に酸化銅が形成されたＦＡＢをＩＣチップのパッドにボンディングするとパッド下のＩＣチップ内にダメージが加えられる問題がある。また、表面が酸化したＦＡＢは変色や偏芯が発生し、ボンディング後の概観や品質に悪影響を及ぼす。
上述したようなＦＡＢの酸化を防止するためには、ＦＡＢ形成工程で酸素の混入を防ぐことが必要となる。これを実現するには、主に窒素ガス、窒素水素混合ガス、アルゴンガスなどの不活性ガス雰囲気内でＦＡＢ形成を行うことである。
従来のワイヤボンディング装置では、キャピラリ１の先端とスパークロッド２との間の空間の左右に左ガスノズル１９及び右ガスノズル３を配置し、前記空間に左右のガスノズル３，１９から不活性ガスを供給しながら、キャピラリ１から繰り出された銅ワイヤの先端にスパークロッド２から放電してＦＡＢを形成する。これは、不活性ガス雰囲気内でＦＡＢを形成することにより、ＦＡＢ形成工程で酸素の混入を防ぐことを意図するものである。
図１０は、他の従来のワイヤボンディング装置のキャピラリとスパークロッド及びそれらの周辺を示す斜視図である。
図１０の従来のワイヤボンディング装置は、先端１ａから銅ワイヤ（銅線）４を繰り出すキャピラリ１と、キャピラリ１の先端１ａから繰り出された銅ワイヤ４の先端４ａに放電するスパークロッド２と、スパークロッド２の先端２ａから銅ワイヤ４の先端４ａに放電してＦＡＢを形成する際にＦＡＢの周辺を不活性ガス雰囲気にするためのガス閉じ込めチューブ５と、を有している。ガス閉じ込めチューブ５には上部インラインオリフィス６及び下部インラインオリフィス７が設けられており、これらオリフィス６，７は、キャピラリ１の先端１ａが貫通することができるように位置している。ガス閉じ込めチューブ５の内部にはスパークロッド２が配置されており、ガス閉じ込めチューブ５の先端側は開口されている。
図１０の従来のワイヤボンディング装置では、ガス閉じ込めチューブ５内に不活性ガスを流しながら、キャピラリ１の先端を上部インラインオリフィス６からガス閉じ込めチューブ５内に挿入し、キャピラリ１から繰り出された銅ワイヤ４の先端４ａにスパークロッド２の先端２ａから放電してＦＡＢを形成する。これは、不活性ガス雰囲気内でＦＡＢを形成することにより、ＦＡＢ形成工程で酸素の混入を防ぐことを意図するものである（例えば特許文献１参照）。
ＵＳ６２３４３７６（図２）
しかしながら、図９のワイヤボンディング装置では、十分な量の不活性ガスを供給するガスノズル３，１９を複数設けることにより、キャピラリ１の先端とスパークロッド２との間の空間に対流が発生する。そして、この対流によって外気を巻き込み、その結果、ＦＡＢ形成工程で酸素が混入され、ＦＡＢの酸化を十分に防ぐことができない。従って、ＦＡＢの表面に酸化銅が発生することになる。
また、図９のワイヤボンディング装置では、左右のガスノズル３，１９の流量が全く同一にすることができず、左右のガスノズル３，１９の流量が異なるため、ＦＡＢ形成時のスパークロッド２からの放電が、供給された不活性ガスによって流されることがある。これは、形成されたＦＡＢに偏芯が発生する原因となる。また、左右のガスノズル３，１９の微妙な位置関係を調整するのは経験を必要とし、多くの作業時間が必要となる。
また、図１０のワイヤボンディング装置では、ガス閉じ込めチューブ５内で一方向からのみ十分な量の不活性ガスを流すことにより、ＦＡＢ形成時のスパークロッド２からの放電が前記不活性ガスによって流されることがある。これにより、形成されたＦＡＢに偏芯が発生することがある。
本発明は上記のような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、酸化防止ガス雰囲気中でＦＡＢを形成する際、ＦＡＢの酸化を抑制しつつＦＡＢの偏芯の発生を抑制できるワイヤボンディング装置を提供することにある。
上記課題を解決するため、本発明に係るワイヤボンディング装置は、酸化防止ガスで満たすための内部空間を有するガスカバーと、
前記内部空間に繋げられ、前記酸化防止ガスを通す多孔質部材と、
ワイヤを繰り出すキャピラリと、
前記内部空間に先端が配置され、前記キャピラリから繰り出されたワイヤにスパークさせるスパークロッドと、
を具備し、
前記多孔質部材を通した前記酸化防止ガスによって前記内部空間を満たしながら、前記キャピラリから繰り出されたワイヤの先端を前記内部空間に位置させ、前記スパークロッドの先端から前記ワイヤの先端にスパークさせることによりフリーエアボールを形成することを特徴とする。
上記ワイヤボンディング装置によれば、酸化防止ガスを多孔質部材の内部を通過させることにより、酸化防止ガスの流速を落としつつ内部空間の内面の全体から酸化防止ガスを徐々に噴出させ、前記内部空間内全体に均一性よく酸化防止ガスを広げることができる。このため、従来技術のようにＦＡＢ形成時の放電が一方向に流されることがない。従って、ＦＡＢの酸化を抑制しつつＦＡＢの偏芯の発生を抑制することができる。
また、本発明に係るワイヤボンディング装置において、前記ガスカバーに設けられ、前記内部空間の上部に位置する上部穴と、前記ガスカバーに設けられ、前記内部空間の下部に位置し且つ前記上部穴に対向するように配置された下部穴と、前記上部穴、前記内部空間及び前記下部穴を前記キャピラリが通過するように前記キャピラリを移動させる機構と、をさらに具備することも可能である。
また、本発明に係るワイヤボンディング装置において、前記酸化防止ガスは、前記多孔質部材を通って前記内部空間に導入され、前記内部空間を満たした前記酸化防止ガスは、前記上部穴及び前記下部穴から前記ガスカバーの外部に排出されることが好ましい。
また、本発明に係るワイヤボンディング装置において、前記多孔質部材は、前記内部空間の周囲を覆うように形成されている。これにより、内部空間の周囲から酸化防止ガスを徐々に噴出させることができる。従って、前記内部空間内全体に均一性よく酸化防止ガスを広げることができる。
以上説明したように本発明によれば、酸化防止ガス雰囲気中でＦＡＢを形成する際、ＦＡＢの酸化を抑制しつつＦＡＢの偏芯の発生を抑制できるワイヤボンディング装置を提供することができる。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１によるワイヤボンディング装置を模式的に示す図である。図２（Ａ）は、本発明の実施の形態１によるワイヤボンディング装置の超音波ホーン、キャピラリ、スパークロッド及びガスカバーを示す斜視図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示すスパークロッド及びガスカバーを分解した斜視図である。図３（Ａ）は、図２（Ａ）に示すガスカバーの断面を示す図であり、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に示す多孔質部材を上方から視た平面図である。
図１に示すように、ワイヤボンディング装置は、ボンディングヘッド２１、ＸＹステージ１３、スパークジェネレータ１４、超音波制御回路１５及びモータ制御回路１６を有している。
ボンディングヘッド２１は、図２（Ａ）に示すキャピラリ１を先端に保持する超音波ホーン８、この超音波ホーン８を保持するボンディングアーム１７及びキャピラリ１を上下移動させるためにボンディングアーム１７を駆動する機構から構成されている。この機構はモータ（図示せず）を有しており、このモータの駆動力によってキャピラリ１を上下移動させることができるようになっている。
キャピラリ１の内部には銅ワイヤ（図示せず）が挿通されており、この銅ワイヤがキャピラリ１から繰り出されるようになっている。キャピラリ１の上には銅ワイヤをつかむ機構を持つワイヤクランパが配置されており、このワイヤクランパはボンディングアーム１７に取り付けられている。このワイヤクランパによって銅ワイヤをクランプすることによりキャピラリ１から繰り出される銅ワイヤの長さが調整される。
ボンディングヘッド２１は、ＸＹステージ１３上に搭載されており、このＸＹステージ１３によってＸＹ方向に移動可能となっている。ＸＹステージ１３はモータ（図示せず）を有しており、このモータの駆動力によってボンディングアーム１７を移動させることができるようになっている。スパークジェネレータ１４は、スパークロッド２の先端２ａとキャピラリ１から繰り出された銅ワイヤの先端に電圧を発生させ、放電エネルギーによってＦＡＢを形成するものである。
超音波制御回路１５は、超音波ホーン８に接続されており、この超音波ホーン８に発生させる超音波振動を制御する回路である。モータ制御回路１（１６）は、ＸＹステージ１３に接続されており、ＸＹステージの機構及び駆動を制御する回路である。モータ制御回路２（２０）は、ボンディングアーム１７の機構及び駆動を制御する回路である。
ボンディングヘッド２１には、図２（Ａ），（Ｂ）及び図３（Ａ）に示すガスカバー９が取り付けられており、このガスカバー９は樹脂やセラミックなどの絶縁材料から形成されている。ガスカバー９にはキャピラリ１が通過してボンディング作業を行うための上部穴１０ａ及び下部穴１０ｂが設けられている。上部穴１０ａは下部穴１０ｂに対向するように配置されている。また、ガスカバー９の端面は塞がれている。
ガスカバー９内には外形が略直方体形状からなる多孔質部材１２が取り付けられている。ガスカバー９と多孔質部材１２との間には殆ど隙間がない。この多孔質部材１２には、図３（Ｂ）に示すように第１及び第２の貫通孔１２ａ，１２ｂが設けられている。第１及び第２の貫通孔１２ａ，１２ｂそれぞれが貫通する方向は互いに直交するものである。第２の貫通孔１２ｂの一端は多孔質部材１２の外部に繋げられており、第２の貫通孔１２ｂの他端は第１の貫通孔１２ａに繋げられている。第１の貫通孔１２ａの両端は多孔質部材１２の外部に繋げられている。
尚、多孔質部材１２としては、樹脂、セラミック、金属などの種々の材質からなる多孔質部材を用いることができる。また、前記種々の材質に複数の穴を開けたものを多孔質部材として用いることもできる。
ガスカバー９内に多孔質部材１２が取り付けられた状態（図２（Ａ）及び図３（Ａ）に示す状態）では、第１の貫通孔１２ａの上部は前記上部穴１０ａに繋げられ、第１の貫通孔の下部は前記下部穴１０ｂに繋げられている。
また、ガスカバー９の内部にはスパークロッド２の先端側が取り付けられている。スパークロッドの先端２ａは、図３（Ａ）に示すように多孔質部材１２の第２の貫通孔１２ｂに挿入されるとともに第１の貫通孔１２ａ内に露出している。そして、フリーエアボール（ＦＡＢ）を形成する際には、キャピラリ１の先端から繰り出された銅ワイヤの斜め下方にスパークロッド２の先端２ａが位置するようになっている。
ガスカバー９の内部には、ＦＡＢ形成時に酸化を防止する酸化防止ガス、例えば窒素ガス、窒素水素混合ガス、アルゴンガスなどの不活性ガスを流すためのガス通路１１が設けられている。このガス通路１１の一端はガス流入口１１ａに繋げられており、ガス通路１１の他端は多孔質部材１２に繋げられている。
ＦＡＢ形成時には、前記不活性ガスが、ガス流入口１１ａからガス通路１１に導入され、ガス通路１１から多孔質部材１２に導入され、多孔質部材１２から第１の貫通孔１２ａに図３（Ｂ）に示す矢印のように導入され、第１の貫通孔１２ａ内は不活性ガスによって充満されるようになっている。これにより、不活性ガス雰囲気によってＦＡＢ形成を行うことができる。
また、ＦＡＢ形成時には、キャピラリ１から繰り出された銅ワイヤの先端が第１の貫通孔１２ａ内に位置するようになっている。銅ワイヤの先端にＦＡＢが形成された後に、キャピラリ１は第１の貫通孔１２ａ及び上部穴１０ａ、下部穴１０ｂを通過してボンディング作業が行われるようになっている。
次に、上記ワイヤボンディング装置を用いてＦＡＢを形成してボンディングを行う方法について説明する。
まず、不活性ガスを、ガス流入口１１ａからガス通路１１に導入し、ガス通路１１から多孔質部材１２を通して第１の貫通孔１２ａに図３（Ｂ）に示す矢印のように導入する。これにより、第１の貫通孔１２ａ内は不活性ガスによって充満される。そして、この第１の貫通孔１２ａ内の不活性ガスは上部穴１０ａ及び下部穴１０ａそれぞれからガスカバー９の外部へ排出される。その結果、第１の貫通孔１２ａ内には酸素等の外気が混入されないようになる。
この後、キャピラリ１の先端から銅ワイヤを繰り出し、この銅ワイヤの先端を第１の貫通孔１２ａ内に位置させる。この状態で、スパークロッド２の先端から銅ワイヤの先端にスパークさせる。これにより、銅ワイヤの先端が溶解され、銅ワイヤの先端にＦＡＢが形成される。この際、第１の貫通孔１２ａ内が不活性ガスで充満されているため、形成されたＦＡＢが酸化されることを抑制できる。
次いで、半導体チップのパッド（図示せず）上の第１ボンディング点にＦＡＢを押し付けて超音波を印加することによりボンディングを行う。次いで、キャピラリ１を移動させてリード（図示せず）上の第２ボンディング点にボンディングを行う。これにより、前記パッドと前記リードは銅ワイヤによって接続される。
上記実施の形態１によれば、不活性ガスを多孔質部材１２の内部を通過させることにより、不活性ガスの流速を落としつつ第１の貫通孔１２ａの内面の全体から不活性ガスを徐々に噴出させ、第１の貫通孔１２ａ内全体に均一性よく不活性ガスを広げることができる。このため、従来技術のようにＦＡＢ形成時の放電が一方向に流されることがない。従って、ＦＡＢの酸化を抑制しつつＦＡＢの偏芯の発生を抑制することができる。
また、本実施の形態では、多孔質部材１２の内部を通過させた不活性ガスを第１の貫通孔１２ａ内に導入するため、従来技術に比べて不活性ガスの量が少なくてもＦＡＢの酸化を十分に抑制することができる。つまり、上部穴及び下部穴から排出されて流れ出る不活性ガスの量を少なくしても第１の貫通孔内を不活性ガスで十分に満たすことができる。従って、不活性ガスの量を少なくできる点で低コスト化を実現できる。
また、本実施の形態では、多孔質部材１２の内部を通過させた不活性ガスを第１の貫通孔１２ａ内に導入するため、第１の貫通孔１２ａ内において対流の発生を抑制することができる。このため、第１の貫通孔内において対流による外気の巻き込みを抑制することができる。この点においてもＦＡＢの酸化を十分に抑制することができる。そして、ＦＡＢの酸化を抑制することにより、ボンディングを行う製品（例えば半導体チップ等）へのダメージや不良を減らすことができる。
また、本実施の形態によるワイヤボンディング装置では、従来技術で必要であった経験を要する調整が不要となるため、作業性を向上させることができる。
以上の説明により、本実施の形態によるワイヤボンディング装置を用いれば、銅ワイヤの先端に酸化による偏芯、変色が無く、真球に近い状態のＦＡＢを安定して形成できることがわかる。
（実施の形態２）
図４（Ａ）は、本発明の実施の形態２によるワイヤボンディング装置のガスカバーの断面を示す図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）に示す多孔質部材とキャビティーを示す平面図である。図４において図３と同一部分には同一符号を付し、実施の形態１と異なる部分についてのみ説明する。
ガスカバー９内には、その一部を塞ぐように多孔質部材２２が埋め込まれている。多孔質部材２２には、図４（Ｂ）に示すように貫通孔２２ｂが設けられている。また、ガスカバー９内には、多孔質部材２２とガスカバー９で囲まれた空間が設けられており、この空間をキャビティー１８と呼ぶ。このキャビティー１８は断面が略四角形の形状となっている。キャビティー１８の上部には上部穴１０ａが設けられており、キャビティー１８の下部には下部穴１０ｂが設けられている。
図４（Ａ）に示すスパークロッドの先端２ａは、図４（Ｂ）に示す多孔質部材２２の貫通孔２２ｂに挿入されるとともにキャビティー１８内に露出している。
ガス通路１１の他端は多孔質部材２２に繋げられている。ＦＡＢ形成時には、不活性ガスが、ガス流入口１１ａからガス通路１１に導入され、ガス通路１１から多孔質部材１２を通してキャビティー１８に導入され、このキャビティー１８内は不活性ガスによって充満されるようになっている。そして、キャビティー１８内の不活性ガスは上部穴１０ａ及び下部穴１０ａそれぞれからガスカバー９の外部へ排出される。その結果、キャビティー１８内には酸素等の外気が混入されないようになる。
また、ＦＡＢ形成時には、キャピラリ１から繰り出された銅ワイヤの先端がキャビティー１８内に位置するようになっている。銅ワイヤの先端にＦＡＢが形成された後に、キャピラリ１はキャビティー１８及び上部穴１０ａ、下部穴１０ｂを通過してボンディング作業が行われるようになっている。
上記実施の形態２によれば、不活性ガスを多孔質部材２２の内部を通過させることにより、不活性ガスの流速を落としつつ多孔質部材２２のキャビティー１８側の面の全体から不活性ガスを徐々に噴出させ、キャビティー１８内全体に均一性よく不活性ガスを広げることができる。このため、従来技術のようにＦＡＢ形成時の放電が一方向に流されることがない。従って、ＦＡＢの酸化を抑制しつつＦＡＢの偏芯の発生を抑制することができる。
また、本実施の形態では、多孔質部材２２の内部を通過させた不活性ガスをキャビティー１８内に導入するため、従来技術に比べて不活性ガスの量が少なくてもＦＡＢの酸化を十分に抑制することができる。つまり、上部穴及び下部穴から排出されて流れ出る不活性ガスの量を少なくしてもキャビティー内を不活性ガスで十分に満たすことができる。従って、不活性ガスの量を少なくできる点で低コスト化を実現できる。
また、本実施の形態では、多孔質部材２２の内部を通過させた不活性ガスをキャビティー１８内に導入するため、キャビティー１８内において対流の発生を抑制することができる。このため、キャビティー１８内において対流による外気の巻き込みを抑制することができる。この点においてもＦＡＢの酸化を十分に抑制することができる。
（実施の形態３）
図５は、本発明の実施の形態３によるワイヤボンディング装置のガスカバーを示す斜視図である。図６は、図５に示すガスカバーの断面を示す図である。図５及び図６において図４と同一部分には同一符号を付し、実施の形態２と異なる部分についてのみ説明する。
図５及び図６に示すガスカバー１９としてパイプ状のものを用いる。このパイプ状のガスカバー１９の一端には多孔質部材３２が取り付けられており、ガスカバー１９の他端は塞がれている。ガスカバー１９と多孔質部材３２とで囲まれた空間はキャビティー１８である。このキャビティー１８は断面が略円形の形状となっている。キャビティー１８の上部には上部穴１０ａが設けられており、キャビティー１８の下部には下部穴１０ｂが設けられている。
図６に示すスパークロッドの先端２ａは、多孔質部材３２の貫通孔に挿入されるとともにキャビティー１８内に露出している。
また、多孔質部材３２には導入機構（図示せず）が繋げられており、この導入機構は多孔質部材３２を通してキャビティー１８内に不活性ガスを導入する機構である。ＦＡＢ形成時には、前記導入機構によって不活性ガスが、多孔質部材３２を通してキャビティー１８に導入され、このキャビティー１８内は不活性ガスによって充満されるようになっている。そして、キャビティー１８内の不活性ガスは上部穴１０ａ及び下部穴１０ａそれぞれからガスカバー１９の外部へ排出される。その結果、キャビティー１８内には酸素等の外気が混入されないようになる。
上記実施の形態３においても実施の形態２と同様の効果を得ることができる。
また、上記実施の形態３では、パイプ状のガスカバー１９を用いているため、ガスカバー１９を作製する際の加工が実施の形態２に比べて容易であるという利点がある。
（実施の形態４）
図７は、本発明の実施の形態４によるワイヤボンディング装置のガスカバーを示す斜視図である。図８は、図７に示すガスカバーの断面を示す図である。図７及び図８において図３と同一部分には同一符号を付し、実施の形態１と異なる部分についてのみ説明する。
図７及び図８に示すガスカバー２９としてパイプ状のものを用いる。このガスカバー２９内には多孔質部材４２が埋め込まれている。多孔質部材４２は、実施の形態１と同様に第１及び第２の貫通孔４２ａ，４２ｂが設けられている。すなわち、第１及び第２の貫通孔４２ａ，４２ｂそれぞれが貫通する方向は互いに直交するものである。第２の貫通孔４２ｂの一端は多孔質部材４２の外部に繋げられており、第２の貫通孔４２ｂの他端は第１の貫通孔４２ａに繋げられている。第１の貫通孔４２ａの両端は多孔質部材４２の外部に繋げられている。ガスカバー２９には上部穴１０ａ及び下部穴１０ｂが設けられている。上部穴１０ａは第１の貫通孔４２ａの上部に位置しており、下部穴１０ｂは第１の貫通孔４２ｂの下部に位置している。
図８に示すスパークロッドの先端２ａは、多孔質部材４２の第２貫通孔４２ｂに挿入されるとともに第１の貫通孔４２ａ内に露出している。
また、多孔質部材４２には導入機構（図示せず）が繋げられており、この導入機構は多孔質部材４２を通して第１の貫通孔４２ａ内に不活性ガスを導入する機構である。ＦＡＢ形成時には、前記導入機構によって不活性ガスが、多孔質部材４２を通して第１の貫通孔４２ａに導入され、この第１の貫通孔４２ａ内は不活性ガスによって充満されるようになっている。そして、第１の貫通孔４２ａ内の不活性ガスは上部穴１０ａ及び下部穴１０ａそれぞれからガスカバー２９の外部へ排出される。その結果、キャビティー１８内には酸素等の外気が混入されないようになる。
上記実施の形態４においても実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
また、上記実施の形態４では、パイプ状のガスカバー２９を用いているため、ガスカバー１９を作製する際の加工が実施の形態１に比べて容易であるという利点がある。
尚、本発明は上記実施の形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能である。
本発明の実施の形態１によるワイヤボンディング装置を模式的に示す図である。 （Ａ）は、本発明の実施の形態１によるワイヤボンディング装置の超音波ホーン、キャピラリ、スパークロッド及びガスカバーを示す斜視図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示すスパークロッド及びガスカバーを分解した斜視図である。 （Ａ）は、図２（Ａ）に示すガスカバーの断面を示す図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示す多孔質部材を上方から視た平面図である。 （Ａ）は、本発明の実施の形態２によるワイヤボンディング装置のガスカバーの断面を示す図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示す多孔質部材とキャビティーを示す平面図である。 本発明の実施の形態３によるワイヤボンディング装置のガスカバーを示す斜視図である。 図５に示すガスカバーの断面を示す図である。 本発明の実施の形態４によるワイヤボンディング装置のガスカバーを示す斜視図である。 図７に示すガスカバーの断面を示す図である。 従来のワイヤボンディング装置のキャピラリとスパークロッド及びそれらの周辺を示す斜視図である。 他の従来のワイヤボンディング装置のキャピラリとスパークロッド及びそれらの周辺を示す斜視図である。
符号の説明
１…キャピラリ
２…スパークロッド
２ａ…スパークロッドの先端
３…右ガスノズル
４…銅ワイヤ
４ａ…銅ワイヤの先端
５…ガス閉じ込めチューブ
６…上部インラインオリフィス
７…下部インラインオリフィス
８…超音波ホーン
９，１９，２９…ガスカバー
１０ａ…上部穴
１０ｂ…下部穴
１１…ガス通路
１１ａ…ガス流入口
１２，２２，３２，４２…多孔質部材
１２ａ，４２ａ…第１の貫通孔
１２ｂ，４２ｂ…第２の貫通孔
１３…ＸＹステージ
１４…スパークジェネレータ
１５…超音波制御回路
１６…モータ制御回路１
１７…ボンディングアーム
１８…キャビティー
１９…ガスノズル
２０…モータ制御回路２
２１…ボンディングヘッド

Claims (4)

  1. 酸化防止ガスで満たすための内部空間を有するガスカバーと、
    前記内部空間に繋げられ、前記酸化防止ガスを通す多孔質部材と、
    ワイヤを繰り出すキャピラリと、
    前記内部空間に先端が配置され、前記キャピラリから繰り出されたワイヤにスパークさせるスパークロッドと、
    を具備し、
    前記多孔質部材を通した前記酸化防止ガスによって前記内部空間を満たしながら、前記キャピラリから繰り出されたワイヤの先端を前記内部空間に位置させ、前記スパークロッドの先端から前記ワイヤの先端にスパークさせることにより偏芯の発生を抑制したフリーエアボールを形成することを特徴とするワイヤボンディング装置。
  2. 前記ガスカバーに設けられ、前記内部空間の上部に位置する上部穴と、前記ガスカバーに設けられ、前記内部空間の下部に位置し且つ前記上部穴に対向するように配置された下部穴と、前記上部穴、前記内部空間及び前記下部穴を前記キャピラリが通過するように前記キャピラリを移動させる機構と、をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載のワイヤボンディング装置。
  3. 前記酸化防止ガスは、前記多孔質部材を通って前記内部空間に導入され、前記内部空間を満たした前記酸化防止ガスは、前記上部穴及び前記下部穴から前記ガスカバーの外部に排出されることを特徴とする請求項２に記載のワイヤボンディング装置。
  4. 前記多孔質部材は、前記内部空間の周囲を覆うように形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のワイヤボンディング装置。
JP2006314431A 2006-11-21 2006-11-21 ワイヤボンディング装置 Active JP4392015B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006314431A JP4392015B2 (ja) 2006-11-21 2006-11-21 ワイヤボンディング装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006314431A JP4392015B2 (ja) 2006-11-21 2006-11-21 ワイヤボンディング装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008130825A JP2008130825A (ja) 2008-06-05
JP4392015B2 true JP4392015B2 (ja) 2009-12-24

Family

ID=39556357

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006314431A Active JP4392015B2 (ja) 2006-11-21 2006-11-21 ワイヤボンディング装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4392015B2 (ja)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SG179409A1 (en) * 2008-06-10 2012-04-27 Kulicke & Soffa Ind Inc Gas delivery system for reducing oxidation in wire bonding operations
JP4817341B2 (ja) 2009-08-13 2011-11-16 株式会社カイジョー ワイヤボンディング装置
JP2012244093A (ja) 2011-05-24 2012-12-10 Renesas Electronics Corp 半導体装置の製造方法
JP5618974B2 (ja) * 2011-08-16 2014-11-05 株式会社新川 ワイヤボンディング装置
KR101612012B1 (ko) * 2012-01-26 2016-04-12 가부시키가이샤 신가와 산화 방지 가스 취출 유닛
JP2014075519A (ja) 2012-10-05 2014-04-24 Shinkawa Ltd 酸化防止ガス吹き出しユニット
JP5916814B2 (ja) * 2014-08-06 2016-05-11 株式会社カイジョー ボンディング方法及びボンディング装置
JP6467281B2 (ja) 2015-04-30 2019-02-13 日鉄マイクロメタル株式会社 ボンディングワイヤのボール形成方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60244034A (ja) * 1984-05-18 1985-12-03 Mitsubishi Electric Corp ワイヤボンデイング用雰囲気形成装置
JPH10193125A (ja) * 1997-01-14 1998-07-28 Nippon Light Metal Co Ltd 溶極式溶接機の溶接トーチ
JP2004034811A (ja) * 2002-07-02 2004-02-05 Hino Motors Ltd キャブティルト装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2008130825A (ja) 2008-06-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4392015B2 (ja) ワイヤボンディング装置
KR100902271B1 (ko) 본딩 장치
JP4817341B2 (ja) ワイヤボンディング装置
US8283593B2 (en) Wire cleaning guide
TWI588922B (zh) 接合方法與接合裝置
US20080035709A1 (en) Bonding apparatus, ball forming device in said bonding apparatus, and ball forming method using said bonding apparatus
KR20100067135A (ko) 본딩 장치 및 본딩 방법
US4575602A (en) Apparatus for forming bonding balls on bonding wires
US20100078464A1 (en) Wire bonding apparatus and ball forming method
JP2009105114A (ja) ワイヤボンディング装置及びボール形成方法
JPS62276840A (ja) ボンデイング装置
JP3478510B2 (ja) ワイヤボンディング装置
JP2009141211A (ja) ボンディング装置及びボンディング方法
JPH03253045A (ja) ワイヤボンディング装置
JP3767750B2 (ja) ボンディング装置
JP2008218634A (ja) ワイヤボンディング方法およびワイヤボンディング装置
JP2776100B2 (ja) ワイヤボンディング装置
JP2004311844A (ja) ワイヤボンディング装置およびワイヤボンディング方法
JP2008140865A (ja) フリーエアボールの形成方法及びワイヤボンディング装置
JP2002299368A (ja) ワイヤボンディング方法
JP2004207555A (ja) ワイヤボンディング装置
JPS5974640A (ja) ワイヤボンダ
JPH08162490A (ja) ボンディング装置
JPS59182533A (ja) ワイヤボンダ用ツ−ル
JPH0737930A (ja) ボンディング装置及びバンプ形成方法

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090615

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090623

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090805

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20091006

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20091008

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121016

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4392015

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121016

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131016

Year of fee payment: 4