JP4547405B2 - ワイヤボンディング方法 - Google Patents

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Description

本発明は、第１ボンド点と第２ボンド点間をワイヤで接続するワイヤボンディング方法に係り、特に低ワイヤループ形成方法に関する。
第１ボンド点と第２ボンド点間を接続したワイヤに垂れが生じると、ワイヤがダイに接触して電気的なショートが生じる。これを防止するため、従来は、第１ボンド点にボールを圧着して圧着ボールを形成した後、圧着ボール上に上方に伸びたネック高さ部を形成し、ネック高さ部の上端に屈折部（癖）を形成している（例えば特許文献１参照。）。
特開平１０−１８９６４１号公報
従来技術の方法は、圧着ボール上にネック高さ部を形成するので、必然的に高いワイヤループとなる。近年、半導体装置は小型化及び薄型化の傾向にあるが、従来技術の方法では、この要望を十分に満足させることができなかった。
本発明の課題は、圧着ボール直上のワイヤに強い屈折部を形成することができ、低ワイヤループ化が図れるワイヤボンディング方法を提供することにある。
上記課題を解決するための本発明の請求項１は、第１ボンド点にワイヤの先端に形成されたボールを圧着して圧着ボールを形成する工程と、次に圧着ボール上にワイヤを押圧して圧着ワイヤを形成する工程と、その後キャピラリを上昇させてワイヤを繰り出し、キャピラリを第２ボンド点の方向に移動させてワイヤを第２ボンド点に接続する工程とを行い、第１ボンド点と第２ボンド点との間をワイヤで接続するワイヤボンディング方法において、前記圧着ワイヤを形成する工程は、圧着ボールを形成した後にキャピラリを上昇させ、続いて第２ボンド点と反対方向に移動させてリバース動作を行う工程と、次にキャピラリを僅かに下降させる工程と、続いてキャピラリを上昇させ、その後キャピラリを第２ボンド点の方向に該第２ボンド点と反対側のキャピラリの下面が前記圧着ボールの上方に位置するように移動させる工程と、次にキャピラリを下降させてワイヤを圧着ボール上に押圧する工程よりなることを特徴とする。
上記課題を解決するための本発明の請求項２は、第１ボンド点にワイヤの先端に形成されたボールを圧着して圧着ボールを形成する工程と、次に圧着ボール上にワイヤを押圧して圧着ワイヤを形成する工程と、その後キャピラリを上昇させ、続いてキャピラリを第２ボンド点と反対方向に移動させるリバース動作を少なくとも１回行う工程と、その後キャピラリを上昇させてワイヤを繰り出し、キャピラリを第２ボンド点の方向に移動させてワイヤを第２ボンド点に接続する工程とを行い、第１ボンド点と第２ボンド点との間をワイヤで接続するワイヤボンディング方法において、前記圧着ワイヤを形成する工程は、圧着ボールを形成した後にキャピラリを上昇させ、続いて第２ボンド点と反対方向に移動させてリバース動作を行う工程と、次にキャピラリを僅かに下降させる工程と、続いてキャピラリを上昇させ、その後キャピラリを第２ボンド点の方向に該第２ボンド点と反対側のキャピラリの下面が前記圧着ボールの上方に位置するように移動させる工程と、次にキャピラリを下降させてワイヤを圧着ボール上に押圧する工程よりなることを特徴とする。
圧着ボールを形成した後、キャピラリを上昇させ、続いてリバース動作を行った後にキャピラリを下降させるので、圧着ボールから僅かに上方のワイヤ部分に強い屈折部が形成される。また圧着ボール上にワイヤを押圧して圧着ワイヤを形成するので、圧着ワイヤの端部に強い屈折部が形成される。このように、２個の強い屈折部が形成されることにより、第１ボンド点と第２ボンド点間に接続したワイヤには弛みが生じない。また圧着ボール上にはワイヤのネック高さ部が存在しないので、極めて低いワイヤループが形成される。
本発明のワイヤボンディング方法の第１の実施の形態を図１及び図２により説明する。図２（ｂ）に示すように、セラミック基板やプリント基板等の基板又はリードフレーム等よりなる回路基板１上には、電極パッド２が形成されたダイ３がマウントされている。電極パッド２の第１ボンド点Ａと回路基板１の配線又はリード等の第２ボンド点Ｂ間はワイヤ４により電気的に接続される。
まず、図１（ａ）に示すように、ワイヤ４をクランプするクランパ（図示せず）は開状態で、キャピラリ５が下降して第１ボンド点Ａにワイヤ４の先端に形成されたボールをボンディングして圧着ボール１１を形成した後、キャピラリ５はＣ点まで少し上昇してワイヤ４を繰り出す。次に図１（ｂ）に示すように、キャピラリ５を第２ボンド点Ｂ（図２（ｂ）参照）と反対方向のＤ点まで水平移動させる第１のリバース動作を行う。続いて図１（ｃ）に示すように、キャピラリ５をＥ点まで僅かに下降させる。この図１（ａ）から（ｃ）の工程により、圧着ボール１１から僅かに上方のワイヤ４の部分に腰の強い屈折部２１が付けられる。
次に図１（ｄ）に示すように、キャピラリ５をＦ点まで上昇させる。続いて図１（ｅ）に示すように、キャピラリ５を第２ボンド点Ｂの方向に、該第２ボンド点Ｂと反対側のキャピラリ５の下面５ａが圧着ボール１１の上方に位置するようにＧ点まで水平移動させる。次に図１（ｆ）に示すように、キャピラリ５をＨ点まで下降させてワイヤ４を折り曲げて圧着ボール１１上に重ね合わせて押圧する。これにより、圧着ボール１１上に圧着ワイヤ１２が形成される。この図１（ｅ）及び（ｆ）に示す工程により、圧着ワイヤ１２の端部には強い屈折部２２が形成される。
次に図１（ｇ）に示すように、キャピラリ５は第１ボンド点Ａと第２ボンド点Ｂに接続するワイヤ長だけＩ点まで上昇してワイヤ４を繰り出す。その後は従来と同じ動作を行う。即ち、図２（ａ）に示すように、キャピラリ５は円弧運動又は円弧運動後に下降して第２ボンド点Ｂに位置し、第２ボンド点Ｂにワイヤ４をボンディングする。次に図示しないクランパ及びキャピラリ５が共に上昇し、この上昇途中でクランパが閉じ、図２（ｂ）に示すように、ワイヤ４は第２ボンド点Ｂの根元より切断される。これにより、第１ボンド点Ａと第２ボンド点Ｂ間にワイヤ４が電気的に接続される。
前記したように、図１（ｂ）のリバース動作の後に図１（ｃ）のようにキャピラリ５を下降させるので、圧着ボール１１から僅かに上方のワイヤ４部分に強い屈折部２１が形成される。また図１（ｆ）の工程により圧着ボール１１上にワイヤ４を押圧して圧着ワイヤ１２を形成するので、圧着ワイヤ１２の端部に強い屈折部２２が形成される。このように、強い屈折部２１、２２が形成されることにより、第１ボンド点Ａと第２ボンド点Ｂ間に接続したワイヤ４には弛みが生じない。また圧着ボール１１上にはワイヤ４のネック高さ部が存在しないので、極めて低いワイヤループが形成される。
本発明のワイヤボンディング方法の第２の実施の形態を図３により説明する。なお、図１及び図２と同じ又は相当部材若しくは相当部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。本実施の形態は、図３（ｅ）に示すように、ワイヤ４の途中に屈折部２３を形成したものである。
まず、図１（ａ）乃至（ｆ）の工程により圧着ボール１１上に圧着ワイヤ１２を形成する。次に図３（ａ）に示すように、キャピラリ５は図３（ｅ）の水平部分３１の長さだけＪ点まで上昇する。続いて図３（ｂ）に示すように、第２ボンド点Ｂと反対方向にＫ点まで円弧運動して下降する第２のリバース動作を行う。これにより、ワイヤ４は傾斜状態となり屈折部２３が形成される。次に図３（ｃ）に示すように、キャピラリ５は図３（ｅ）の傾斜部３２の長さだけＬ点まで上昇する。その後は図２（ａ）（ｂ）と同じ動作を行い、図３（ｄ）（ｅ）に示すように、ワイヤ４を第２ボンド点Ｂにボンディングする。
本実施の形態は、前記実施の形態の効果の他に次のような効果が得られる。ワイヤループの途中に屈折部２３を形成するので、圧着ワイヤ１２と屈折部２３間はほぼ水平部分３１となる。この水平部分３１の存在により、例えばダイ３が２点鎖線で示すように伸びており、第１ボンド点Ａとダイ３の端部との距離が長くてもダイ３との接触が防止でき、又は第１ボンド点Ａと第２ボンド点Ｂの距離が長い場合にもワイヤループの垂れ下がりが小さくて効果的である。
本発明のワイヤボンディング方法の第１の参考の形態を図４により説明する。まず、図４（ａ）に示すように、ワイヤ４をクランプするクランパ（図示せず）は開状態で、キャピラリ５が下降して第１ボンド点Ａにワイヤ４の先端に形成されたボールをボンディングして圧着ボール１１を形成した後、キャピラリ５はＣ点まで上昇してワイヤ４を繰り出す。この工程は、図１（ａ）の工程と同じである。
次に図４（ｂ）に示すように、キャピラリ５を第２ボンド点Ｂの方向に、該第２ボンド点Ｂと反対側のキャピラリ５の下面５ａが圧着ボール１１の上方に位置するようにＭ点まで水平移動させる。次に図４（ｃ）に示すように、キャピラリ５をＮ点まで下降させてワイヤ４を圧着ボール１１上に重ね合わせて押圧する。これにより、圧着ボール１１上に圧着ワイヤ１３が形成される。この図４（ｂ）及び（ｃ）に示す工程により、圧着ワイヤ１３の端部には強い屈折部２４が形成される。
次に図４（ｄ）に示すように、キャピラリ５は第１ボンド点Ａと第２ボンド点Ｂに接続するワイヤ長だけＯ点まで上昇してワイヤ４を繰り出す。その後は従来と同じ動作を行う。即ち、図４（ｅ）に示すように、キャピラリ５は円弧運動又は円弧運動後に下降して第２ボンド点Ｂに位置し、第２ボンド点Ｂにワイヤ４をボンディングする。次に図示しないクランパ及びキャピラリ５が共に上昇し、この上昇途中でクランパが閉じ、図４（ｆ）に示すように、ワイヤ４は第２ボンド点Ｂの根元より切断される。これにより、第１ボンド点Ａと第２ボンド点Ｂ間にワイヤ４が電気的に接続される。この図４（ｄ）から図４（ｆ）までの工程は、図１（ｇ）、図２（ａ）（ｂ）の工程と同じである。
前記したように、図４（ｃ）の工程により圧着ボール１１上にワイヤ４を押圧して圧着ワイヤ１３を形成するので、圧着ワイヤ１３の端部に強い屈折部２４が形成される。このように、強い屈折部２４が形成されることにより、第１ボンド点Ａと第２ボンド点Ｂ間に接続したワイヤ４には弛みが生じない。また圧着ボール１１上にはワイヤ４のネック高さ部が存在しないので、極めて低いワイヤループが形成される。
本発明のワイヤボンディング方法の第２の参考の形態を図５により説明する。本参考の形態は、図３に示す第２の実施の形態を図４に示す参考の形態に適用したものである。即ち、図４（ａ）乃至（ｃ）の工程により圧着ボール１１上に圧着ワイヤ１３を形成した後、図５（ａ）乃至（ｅ）の工程、即ち、図３（ａ）乃至（ｅ）の工程を行ったものであるので、その詳細な説明は省略する。従って、本参考の形態においても第２の実施の形態と同様の効果が得られる。
なお、図３の第２の実施の形態及び図５の第２の参考の形態においては、屈折部２２と第２ボンド点Ｂ間のワイヤ４部分に１個の屈折部２３を形成したが、２個以上のリバース動作を行って２個以上の屈折部を形成してもよい。
本発明のワイヤボンディング方法の第１の実施の形態を示す工程図である。 図１（ｇ）に続く工程図である。 本発明のワイヤボンディング方法の第２の実施の形態を示し、図１（ｆ）に続く工程図である。 本発明のワイヤボンディング方法の第１の参考の形態を示す工程図である。 本発明のワイヤボンディング方法の第２の参考の形態を示し、図４（ｃ）に続く工程図である。
符号の説明
Ａ 第１ボンド点
Ｂ 第２ボンド点
１ 回路基板
２ 電極パッド
３ ダイ
４ ワイヤ
５ キャピラリ
１１ 圧着ボール
１２、１３ 圧着ワイヤ
２１、２２、２３、２４ 屈折部
３１ 水平部分
３２ 傾斜部

Claims (2)

  1. 第１ボンド点にワイヤの先端に形成されたボールを圧着して圧着ボールを形成する工程と、次に圧着ボール上にワイヤを押圧して圧着ワイヤを形成する工程と、その後キャピラリを上昇させてワイヤを繰り出し、キャピラリを第２ボンド点の方向に移動させてワイヤを第２ボンド点に接続する工程とを行い、第１ボンド点と第２ボンド点との間をワイヤで接続するワイヤボンディング方法において、前記圧着ワイヤを形成する工程は、圧着ボールを形成した後にキャピラリを上昇させ、続いて第２ボンド点と反対方向に移動させてリバース動作を行う工程と、次にキャピラリを僅かに下降させる工程と、続いてキャピラリを上昇させ、その後キャピラリを第２ボンド点の方向に該第２ボンド点と反対側のキャピラリの下面が前記圧着ボールの上方に位置するように移動させる工程と、次にキャピラリを下降させてワイヤを圧着ボール上に押圧する工程よりなることを特徴とするワイヤボンディング方法。
  2. 第１ボンド点にワイヤの先端に形成されたボールを圧着して圧着ボールを形成する工程と、次に圧着ボール上にワイヤを押圧して圧着ワイヤを形成する工程と、その後キャピラリを上昇させ、続いてキャピラリを第２ボンド点と反対方向に移動させるリバース動作を少なくとも１回行う工程と、その後キャピラリを上昇させてワイヤを繰り出し、キャピラリを第２ボンド点の方向に移動させてワイヤを第２ボンド点に接続する工程とを行い、第１ボンド点と第２ボンド点との間をワイヤで接続するワイヤボンディング方法において、前記圧着ワイヤを形成する工程は、圧着ボールを形成した後にキャピラリを上昇させ、続いて第２ボンド点と反対方向に移動させてリバース動作を行う工程と、次にキャピラリを僅かに下降させる工程と、続いてキャピラリを上昇させ、その後キャピラリを第２ボンド点の方向に該第２ボンド点と反対側のキャピラリの下面が前記圧着ボールの上方に位置するように移動させる工程と、次にキャピラリを下降させてワイヤを圧着ボール上に押圧する工程よりなることを特徴とするワイヤボンディング方法。
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