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

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/74Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies
    • H01L24/78Apparatus for connecting with wire connectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/78Apparatus for connecting with wire connectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/78Apparatus for connecting with wire connectors
    • H01L2224/7825Means for applying energy, e.g. heating means
    • H01L2224/78268Discharge electrode
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/78Apparatus for connecting with wire connectors
    • H01L2224/7825Means for applying energy, e.g. heating means
    • H01L2224/783Means for applying energy, e.g. heating means by means of pressure
    • H01L2224/78301Capillary
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85Methods 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
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85Methods 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
    • H01L2224/85009Pre-treatment of the connector or the bonding area
    • H01L2224/8503Reshaping, e.g. forming the ball or the wedge of the wire connector
    • H01L2224/85035Reshaping, e.g. forming the ball or the wedge of the wire connector by heating means, e.g. "free-air-ball"
    • H01L2224/85045Reshaping, 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]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85Methods 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
    • H01L2224/85053Bonding environment
    • H01L2224/85054Composition of the atmosphere
    • H01L2224/85075Composition of the atmosphere being inert
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85Methods 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
    • H01L2224/852Applying energy for connecting
    • H01L2224/85201Compression bonding
    • H01L2224/85205Ultrasonic bonding
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/00014Technical 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
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01005Boron [B]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01006Carbon [C]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01007Nitrogen [N]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01018Argon [Ar]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01029Copper [Cu]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01033Arsenic [As]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01082Lead [Pb]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11Device type
    • H01L2924/14Integrated 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
CN103930980B (zh) * 2012-01-26 2016-11-23 株式会社新川 防止氧化的气体的吹送单元
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
KR100988200B1 (ko) 본딩 장치 및 본딩 방법
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
US7644852B2 (en) Bonding apparatus, ball forming device in said bonding apparatus, and ball forming method using said bonding apparatus
US4575602A (en) Apparatus for forming bonding balls on bonding wires
US20100078464A1 (en) Wire bonding apparatus and ball forming method
JP2007012909A (ja) ボンディング装置
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
JP2000049186A (ja) ワイヤボンディングにおけるボール形成方法
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
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