JPH02112246A - Bonding device - Google Patents
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- JPH02112246A JPH02112246A JP63263918A JP26391888A JPH02112246A JP H02112246 A JPH02112246 A JP H02112246A JP 63263918 A JP63263918 A JP 63263918A JP 26391888 A JP26391888 A JP 26391888A JP H02112246 A JPH02112246 A JP H02112246A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、ボンディング技術、特に、被ボンディング物
の酸化防止技術に関し、例えば、半導体装置の製造工程
において、ベレッｌ−とリードフレームの各リードフレ
ームとを電気的に接続するワイヤボンディング装置に利
用して有効なものに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to bonding technology, particularly technology for preventing oxidation of objects to be bonded. This invention relates to a wire bonding device that is effective for use in a wire bonding device that electrically connects a frame.
〔従来の技術］
半導体装置の製造工程において、ペレットとリードフレ
ームの各リードとをワイヤにより電気的に接続する手段
として、特開昭６１−２５３８２４号公報、および特開
昭６１−２５３８２５号公報に記載されているように、
リードフレームが一方向に歩進送りされる搬送路（フィ
ーダ）を還元性ガス雰囲気に保ち、リードフレームを歩
進送りする間に所定温度まで加熱した後、ボンディング
ステージにおいてワイヤボンディングが実行されるよう
に構成されているワイヤボンディング装置、が使用され
ている。[Prior Art] In the manufacturing process of semiconductor devices, Japanese Patent Laid-Open No. 61-253824 and No. 61-253825 disclose means for electrically connecting a pellet and each lead of a lead frame using wires. As stated,
The conveyance path (feeder) through which the lead frame is fed step by step in one direction is kept in a reducing gas atmosphere, and after the lead frame is heated to a predetermined temperature while the lead frame is fed step by step, wire bonding is performed at the bonding stage. A wire bonding device configured as follows is used.
このようなワイヤボンディング装置においては、還元性
ガスの節約について配慮がなされておらず、還元性ガス
が多量に使用されるため、次のような問題点があること
が本発明者によって明らかにされた。The inventor has revealed that in such wire bonding equipment, no consideration is given to saving reducing gas, and a large amount of reducing gas is used, resulting in the following problems. Ta.
（１）還元性ガスが高価であり、しかも、多量に使用さ
れるため、半導体装置についての製造ｍｌスト増が招来
される。(1) Reducing gas is expensive and is used in large quantities, resulting in an increase in the number of milliliters of production for semiconductor devices.
（２）通例、還元性ガスには約１０〜２０％前後の水素
（Ｈ２）ガスが含有されているため、安全上の観点から
使用量を減少させることが望ましい。(2) Since the reducing gas usually contains about 10 to 20% hydrogen (H2) gas, it is desirable to reduce the amount used from the viewpoint of safety.
本発明の目的は、還元性ガスの使用量を低減させること
ができるボンディング装置を提供することにある。An object of the present invention is to provide a bonding apparatus that can reduce the amount of reducing gas used.
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
〔課題を解決するだめの手段〕
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を説明すれば、次の通りである。[Means for Solving the Problems] Representative inventions disclosed in this application will be summarized as follows.
すなわち、被ボンディング物に対するボンディングが実
行されるボンディングステージの前段階に、被ボンディ
ング物を還元する還元ステージを設けるとともに、前記
ボンディングステージにはリードフレーム酸化防止用ガ
スが供給されるように構成したものである。That is, a reduction stage for reducing the bonding object is provided before a bonding stage in which bonding is performed on the bonding object, and a gas for preventing lead frame oxidation is supplied to the bonding stage. It is.
前記した手段によれば、還元性ガスは還元性ステージに
のみ供給すれば済むため、還元性ガスの供給量はその分
節約することができる。このとき、還元性ステージはボ
ンディングステージと独立した温度に加熱することがで
きるため、還元性ガスが最も有効に活性化される温度を
設定することができ、還元反応を最適化することができ
る。その結果、還元性ガスの使用量をより一層節約する
ことが可能になる。According to the above-described means, since the reducing gas only needs to be supplied to the reducing stage, the amount of reducing gas supplied can be reduced accordingly. At this time, since the reducing stage can be heated to a temperature independent of the bonding stage, the temperature at which the reducing gas is most effectively activated can be set, and the reduction reaction can be optimized. As a result, it becomes possible to further reduce the amount of reducing gas used.
他方、ボンディングステージにおいては、酸化防止用ガ
スの雰囲気が確保されるとともに、還元作用に規制され
ずに最適温度に制御することができるため、適正なボン
ディング作業が実行されることになる。また、ボンディ
ングステージにおいて還元性ガスを使用しないことによ
り、還元性ガスに含まれる可燃性ガスの引火を未然に回
避することができるため、ボンディング作業の安全性を
高めることができる。On the other hand, in the bonding stage, an atmosphere of anti-oxidation gas is ensured and the temperature can be controlled to an optimum level without being restricted by the reducing action, so that proper bonding work can be performed. Furthermore, by not using a reducing gas in the bonding stage, it is possible to prevent the flammable gas contained in the reducing gas from igniting, thereby increasing the safety of the bonding operation.
第１図は本発明の一実施例であるワイヤボンディング装
置を示す正面断面図、第２図はその一部切断斜視図、第
３図は第１図の■−■線に沿う側面断面図である。FIG. 1 is a front sectional view showing a wire bonding device as an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a partially cutaway perspective view thereof, and FIG. 3 is a side sectional view taken along the line ■-■ in FIG. 1. be.
本実施例において、ワイヤボンディング装置は半導体装
置１におけるペレット２の電極バット−と多連リードフ
レーム３のリード４とにワイヤ５をそれぞれボンディン
グするごとにより、ペレット２と各リード４とを電気的
に接続するように構成されている。ここで、多連リード
フレーム３ば複数個の単位リードフレーム３ａが一方向
に規則的に配列されて一体的に構成されており、このワ
イヤボンディング装置において、搬送は多連リードフレ
ーム３毎に行われるが、ワイヤボンディングは各単位リ
ードフレーム３ａ毎に行われるようになっている。In this embodiment, the wire bonding apparatus electrically connects the pellet 2 and each lead 4 by bonding the wire 5 to the electrode butt of the pellet 2 in the semiconductor device 1 and the lead 4 of the multiple lead frame 3. configured to connect. Here, the multiple lead frames 3 are integrally constructed by regularly arranging a plurality of unit lead frames 3a in one direction, and in this wire bonding apparatus, transportation is performed for each multiple lead frame 3. However, wire bonding is performed for each unit lead frame 3a.
このワイヤボンディング装置は多連リードフレーム３を
一方向に送るためのフィーダ６を備えており、フィーダ
６は多連リードフレーム３をガイドテーブル７により摺
動自在に載置しながら、適当な間欠送り手段（図示せず
）により単位リードフレーム３ａのピッチをもって歩進
送りするように構成されている。フィーダ６のボンディ
ングステージ（後記される。）の外部にはＸＹ子テーブ
ルがＸＹ力方向移動し得るように設備されており、ＸＹ
子テーブル上にはボンディングヘッド９が搭載されてい
る。ボンディングヘッド９にはボンディングアーム１０
が基端を回転自在に軸支されて支持されており、このア
ーム１０はその先端に固設されたキャピラリー１１が上
下動されるように、カム機構（図示せず）により駆動さ
れるように構成されている。ボンディングアーム１０の
上側には一対のクランパアーム１２．１３が電磁プラン
ジャ機構等のような適当な手段（図示せず）により作動
されるように設備されており、両アーム１２．１３の各
先端はキャピラリー１１の真上位置に配されてクランパ
１４を形成している。クランパ１４にはリール（図示せ
ず）から繰り出されるワイヤ５がガイド１５を介して挿
通されており、ワイヤ５はさらにキャピラリー１１に挿
通されている。This wire bonding apparatus is equipped with a feeder 6 for feeding the multiple lead frames 3 in one direction, and the feeder 6 is configured to feed the multiple lead frames 3 in an appropriate intermittent manner while slidably placing the multiple lead frames 3 on a guide table 7. The unit lead frame 3a is configured to be fed step by step at a pitch by means (not shown). An XY child table is installed outside the bonding stage (described later) of the feeder 6 so that it can move in the XY force direction.
A bonding head 9 is mounted on the child table. A bonding arm 10 is attached to the bonding head 9.
is rotatably supported at its base end, and this arm 10 is driven by a cam mechanism (not shown) so that a capillary 11 fixed to its tip is moved up and down. It is configured. A pair of clamper arms 12.13 are provided on the upper side of the bonding arm 10 to be actuated by suitable means (not shown) such as an electromagnetic plunger mechanism, and each tip of both arms 12.13 is A clamper 14 is arranged directly above the capillary 11. A wire 5 fed out from a reel (not shown) is inserted into the clamper 14 via a guide 15 , and the wire 5 is further inserted into a capillary 11 .
キャピラリー１１の近傍には放電電極１６が独立して設
備されており、この放電電極１６はその上端部が回転自
在に軸支されることにより、その先端部がキャピラリー
１１の下方位置、すなわち、ワイヤ５の先端の真下位置
と、このキャピラリー１１の側方位置（退避位置）との
間を移動されるように構成されている。また、この放電
電極１６と前記クランパ１４との間には電源回路１７が
接続されており、これにより、クランパ１４、すなわち
、これに挿通されるワイヤ５を陽極とするとともに、電
極１６を陰極とし、電極１Ｇからワイヤ５に向かって放
電アークが生成されるようになっている。A discharge electrode 16 is installed independently in the vicinity of the capillary 11, and the upper end of the discharge electrode 16 is rotatably supported so that its tip is positioned below the capillary 11, that is, the wire 5 and a position to the side of the capillary 11 (retracted position). Further, a power supply circuit 17 is connected between the discharge electrode 16 and the clamper 14, so that the clamper 14, that is, the wire 5 inserted therein, is used as an anode, and the electrode 16 is used as a cathode. , a discharge arc is generated from the electrode 1G toward the wire 5.
前記フィーダ６上にばカバー１８がフィーダ６を送られ
る多連リードフレーム３を略全体にわたって被覆し得る
ように設備されており、カバー１８には略長方形形状の
開口部１９がボンディングステージとなる位置に搬送方
向を横断するように配されて、単位リードフレーム３ａ
の被ボンディング領域をカバーし得るように開設されて
いる。A cover 18 is provided on the feeder 6 so as to cover substantially the entire multiple lead frame 3 to which the feeder 6 is fed, and the cover 18 has a substantially rectangular opening 19 located at a position that will serve as a bonding stage. The unit lead frame 3a is arranged so as to cross the conveyance direction.
It has been established to cover the bonding area.
開口部１９には略長方形枠形状に形成されたリードフレ
ーム押さえ部材２０が昇降自在に嵌合されており、この
押さえ部材２０はカム機構等の適当な駆動手段（図示せ
ず）によりフィーダ６の歩進送り作動に連携して昇降す
るように構成されている。A lead frame holding member 20 formed in a substantially rectangular frame shape is fitted into the opening 19 so as to be able to move up and down. It is configured to move up and down in conjunction with the step feed operation.
一方、フィーダ６のガイドテーブル７には一対のヒーＩ
・ブロンク２１および３１が、ボンディングステージと
、その上流側領域とで隣合うようにそれぞれ配されて設
備されており、両ヒートブロック２１．３１は互いに独
立したヒータ２１ａ１および３］ａにより各別に温度制
御されるように構成されている。On the other hand, a pair of heaters I is mounted on the guide table 7 of the feeder 6.
- Broncs 21 and 31 are arranged and installed adjacent to each other in the bonding stage and its upstream region, and both heat blocks 21 and 31 are heated individually by independent heaters 21a1 and 3]a. configured to be controlled.
ボンディングステージ、すなわち、開口部１９が含まれ
るｆｉＩ域に配設されている第１ヒートブロツク２１に
は、多連リードフレーム３の酸化を防止するためのリー
ドフレーム酸化防止用ガス２２を供給する手段としての
ガス供給装置２３が設備されており、この供給装置２３
は吹出口２４を備えている。吹出口２４は多連リードフ
レーム３の周囲にリードフレーム酸化防止用ガス２２を
緩やかに吹き出し得るように、ヒートブロック２Ｉの上
面に複数個開設されており、この吹出口２４群にはガス
供給路２５が接続されている。ガス供給路２５はガス供
給ユニット２６に接続されており、ガス供給ユニット２
６はリードフレーム酸化防止用ガス、例えば、窒素（Ｎ
２）ガス等のような不活性ガスを、予め設定された流量
をもって供給し得るように構成されている。そして、第
１ヒートブロック２１が設備されている領域はボンディ
ングステージ２７を実質的に構成している。A means for supplying lead frame oxidation prevention gas 22 to prevent oxidation of the multiple lead frame 3 to the first heat block 21 disposed in the bonding stage, that is, the fiI region including the opening 19. A gas supply device 23 is installed as a gas supply device 23.
is equipped with an air outlet 24. A plurality of air outlets 24 are provided on the upper surface of the heat block 2I so as to gently blow out the lead frame oxidation prevention gas 22 around the multiple lead frames 3, and the group of air outlets 24 is provided with a gas supply path. 25 are connected. The gas supply path 25 is connected to a gas supply unit 26, and the gas supply path 25 is connected to a gas supply unit 26.
6 is a lead frame oxidation prevention gas, for example, nitrogen (N
2) It is configured to be able to supply an inert gas such as gas at a preset flow rate. The area where the first heat block 21 is installed substantially constitutes a bonding stage 27.
また、このボンディングステージ２７の上流側領域に配
設されている第２ヒートブロツク３１には、多連リード
フレーム３を還元するための還元性ガス３２を供給する
手段としてのガス供給装置３３が設備されており、この
供給装Ｍ３３は吹出口３４を備えている。吹出口３４は
多連リードフレーム３の周囲に還元性ガス３２を緩やか
に吹き出し得るように、ヒートブロック３１の上面に複
数個開設されており、この吹出口３４群にはガス供給路
３５が接続されている。ガス供給路３５はガス供給ユニ
ット３６に接続されており、ガス供給ユニット３６は還
元性ガス、例えば、窒素ガスおよび水素ガスから成る混
合ガスを、予め設定された流量もって供給し得るように
構成されている。Further, the second heat block 31 disposed in the upstream region of the bonding stage 27 is equipped with a gas supply device 33 as a means for supplying a reducing gas 32 for reducing the multiple lead frame 3. This supply device M33 is equipped with an air outlet 34. A plurality of air outlets 34 are provided on the upper surface of the heat block 31 so that the reducing gas 32 can be gently blown out around the multiple lead frame 3, and a gas supply path 35 is connected to this group of air outlets 34. has been done. The gas supply path 35 is connected to a gas supply unit 36, and the gas supply unit 36 is configured to supply a reducing gas, for example, a mixed gas consisting of nitrogen gas and hydrogen gas at a preset flow rate. ing.
そして、フィーダ６上に被せられたカバー１８の内面に
は、ガス流障害部Ｌ８ａが第１ヒートブロツク２１と第
２ヒートブロツク３１との略境目の位置に横断するよう
に配されて、第１ヒートブロツク２１側のガス流と第２
ヒートブロック３１例のガス流との混流を可及的に防止
するように下向きに突設されている。A gas flow obstruction portion L8a is disposed on the inner surface of the cover 18 placed over the feeder 6 so as to cross the first heat block 21 and the second heat block 31. The gas flow on the heat block 21 side and the second
It is provided to protrude downward so as to prevent the mixed flow with the gas flow of the 31 heat blocks as much as possible.
次に作用を説明する。Next, the action will be explained.
各単位リードフレーム３ａにベレット２を銀（Ａｇ）ペ
ースト等のような適当なボンディング材層によりボンデ
ィングされた多連リードフレーム３は、フィーダ６によ
りそのガイドテーブル７上に設定された還元ステージ３
０に供給されζ来る。The multiple lead frame 3, in which the pellet 2 is bonded to each unit lead frame 3a with a layer of suitable bonding material such as silver (Ag) paste, is placed on the reduction stage 3 set on the guide table 7 by the feeder 6.
0 is supplied and ζ comes.
この還元ステージ３０には還元性ガス３２が還元性ガス
供給ユニット３６によりガス供給路３５を介して吹出口
３４群から吹き出されており、吹き出された還元性ガス
３２がカバー１８により散逸を防止されるため、還元ス
テージ３０には還元性ガス雰囲気が形成されていること
になる。ちなみに、ボンディングステージ２７側へのガ
スの散逸はカバー１８に突設されたガス流障害部１８ａ
により防止される。A reducing gas 32 is blown out from a group of outlets 34 by a reducing gas supply unit 36 through a gas supply path 35 to this reduction stage 30, and the blown out reducing gas 32 is prevented from dissipating by a cover 18. Therefore, a reducing gas atmosphere is formed in the reduction stage 30. Incidentally, gas dissipation toward the bonding stage 27 side is caused by a gas flow obstruction portion 18a protruding from the cover 18.
This is prevented by
そして、この還元性ガス３２は第２ヒートブし１ツク３
１により、最も効果的にその還元反応が活性化する温度
、例えば、２５０°Ｃ以上であって、半導体装置に悪影
響を及ぼさない３５０°Ｃ以下に加熱される。しかも、
還元性ガス３２は第２ヒートブロック３１の内部を流通
されるため、効果的に、かつ、安定的に加熱されること
になる。Then, this reducing gas 32 is heated to a second temperature.
1, heating is performed to a temperature at which the reduction reaction is most effectively activated, for example, 250° C. or higher, and 350° C. or lower, which does not adversely affect the semiconductor device. Moreover,
Since the reducing gas 32 is passed through the second heat block 31, it is effectively and stably heated.
このようにして最も効果的に還元反応が活性化された還
元性ガス３２の雰囲気に多連リードフレーム３が供給さ
れると、例えば、酸化し易い銅系（銅または銅合金）材
料が使用されている場合であっても、リードフレーム３
は確実に還元されることになる。When the multiple lead frame 3 is supplied to the atmosphere of the reducing gas 32 in which the reduction reaction is most effectively activated in this way, for example, a copper-based (copper or copper alloy) material that is easily oxidized is used. Even if the lead frame 3
will definitely be returned.
また、多連リードフレーム３は第２ヒートブロック３１
によって加熱されることにより、次のボンディング作業
に対して予熱されるとともに、銀ペースト等のベレット
ボンディング材層についての硬化（キュアないしはヘー
ク）作用が実施されることになる。したがって、本実施
例によれば、ベレットボンディング材層の硬化に使用さ
れるキュア炉やベーク炉等のような加熱炉についての省
略化も可能になる。Furthermore, the multiple lead frame 3 is connected to a second heat block 31.
This heating preheats the next bonding operation and also performs a curing or haking action on the layer of bullet bonding material such as silver paste. Therefore, according to this embodiment, it is also possible to omit a heating furnace such as a curing furnace or a baking furnace used for curing the pellet bonding material layer.
そして、還元ステージ３０に供給された多連リードフレ
ーム３は前述した還元、予熱および硬化作用を受けなが
ら、フィーダ６によって歩進送りされることにより、ボ
ンディングステージ２７に順次供給されて行く。The multiple lead frames 3 supplied to the reduction stage 30 are sequentially supplied to the bonding stage 27 by being fed step by step by the feeder 6 while being subjected to the reduction, preheating and curing effects described above.
このボンディングステージ２７にはリードフレーム酸化
防止用ガス２２がガス供給装置ユニッ１−２６により供
給路２５を介して吹出「１２４群から吹き出されており
、吹き出された酸化防止用ガス２２がカバー１８により
散逸を防止されるため、ボンディングステージ２７には
酸化防止用ガス雰囲気が形成されていることになる。To this bonding stage 27, lead frame oxidation preventing gas 22 is blown out from group 124 via a supply path 25 by a gas supply unit 1-26, and the blown out oxidation preventing gas 22 is blown out by a cover 18. To prevent dissipation, an antioxidizing gas atmosphere is formed in the bonding stage 27.
フィーダ６におけるボンディングステージ２７において
、リードフレーム押さえ部材２０の中空部内に単位リー
ドフレーム３ａが整合すると、多連リードフレーム３は
間欠停止される。At the bonding stage 27 in the feeder 6, when the unit lead frame 3a is aligned within the hollow part of the lead frame holding member 20, the multiple lead frames 3 are stopped intermittently.
続いて、リードフレーム押さえ部材２０が下降されて、
中空部内における単位リードフレーム３ａの外周辺部が
押さえられる。そして、このボンディングステージ２７
には酸化防止用ガス雰囲気が形成されているため、単位
リードフレーム３ａは酸化防止用ガス雰囲気内に浸漬さ
れる。しだがって、還元ステージ３０において既に還元
された多連リードフレーム３は酸化を確実に防止される
ことになる。Subsequently, the lead frame holding member 20 is lowered,
The outer periphery of the unit lead frame 3a within the hollow portion is pressed. And this bonding stage 27
Since an oxidation-preventing gas atmosphere is formed in the unit lead frame 3a, the unit lead frame 3a is immersed in the oxidation-preventing gas atmosphere. Therefore, the multiple lead frames 3 that have already been reduced in the reduction stage 30 are reliably prevented from being oxidized.
一方、キャピラリー１１においては、放電電極１６がワ
イヤ５の下端に接近されて電源回路１７が閉じられるこ
とにより、ワイヤ５の先端にボール５ａが溶融形成され
る。このとき、ボンディングステージ２７に従来例のよ
うに還元性ガス雰囲気が形成されていると、放電電極１
６のアークにより還元性ガスに含まれている水素ガスの
ような可燃性ガスが引火される危険がある。On the other hand, in the capillary 11, the discharge electrode 16 is brought close to the lower end of the wire 5 and the power supply circuit 17 is closed, whereby a ball 5a is melted and formed at the tip of the wire 5. At this time, if a reducing gas atmosphere is formed in the bonding stage 27 as in the conventional example, the discharge electrode 1
There is a risk that combustible gas such as hydrogen gas contained in the reducing gas may be ignited by the arc in step 6.
しかし、本実施例においては、ボンディングステージ２
７には窒素ガス等のような不活性ガスによる酸化防止用
ガス雰囲気が形成されているに過ぎないため、引火の危
険性はなく、作業上、きわめて安全である。However, in this embodiment, bonding stage 2
Since 7 only has an oxidation-preventing gas atmosphere made of an inert gas such as nitrogen gas, there is no risk of ignition, and the work is extremely safe.
続いて、キャピラリー１１がボンディングヘッド９によ
り下降されてカバー１８の開口部１９に挿通され、ワイ
ヤ５の先端部に形成されたボール５ａが開口部１９に整
合した単位リードフレーム３ａにおけるベレット２のパ
ッドに押着される。Subsequently, the capillary 11 is lowered by the bonding head 9 and inserted into the opening 19 of the cover 18, and the ball 5a formed at the tip of the wire 5 is aligned with the opening 19 to the pad of the pellet 2 in the unit lead frame 3a. be pressed into place.
このとき、ベレット２が第１ヒートブロック２１によっ
て加熱されているため、ボール５ａはベレット２のパッ
ド上に熱圧着される。At this time, since the pellet 2 is heated by the first heat block 21, the ball 5a is thermocompressed onto the pad of the pellet 2.
第１ボンディング部が形成された後、キャピラＵ−１１
がＸＹ子テーブルおよびボンディングヘッド９により開
口部１９内において３次元的に相対移動され、開口部１
９に整合した単位リードフレーム３ａにおける所定のり
一ド４にワイヤ５の中間部を押着させる。このとき、リ
ーＦ４が第１ヒートブロツク２１によって加熱されてい
るため、ワイヤ５はリード４上に熱圧着される。After the first bonding part is formed, the capillary U-11
is relatively moved three-dimensionally within the opening 19 by the XY child table and the bonding head 9, and the opening 1
The intermediate portion of the wire 5 is pressed against a predetermined glue 4 in the unit lead frame 3a aligned with the lead frame 9. At this time, since the lead F4 is heated by the first heat block 21, the wire 5 is thermocompressed onto the lead 4.
ちなみに、第１ヒートブロツク２１は還元性ガスを活性
化させる必要がないため、半導体装置に悪影響を及ぼさ
ない温度であって、前記第１および第２ボンディング部
の熱圧着が確保される温度、例えば、１６０°Ｃ〜３４
０°Ｃに設定すればよい。Incidentally, since the first heat block 21 does not need to activate the reducing gas, the temperature is set at a temperature that does not adversely affect the semiconductor device and at which thermocompression bonding of the first and second bonding parts is ensured, for example. , 160°C ~ 34
Just set it to 0°C.
また、リードフレームは還元ステージ３０において予熱
されているため、第１ヒートブロック２１にお−いて加
熱に消費されるエネルギは節約されることになる。Further, since the lead frame is preheated in the reduction stage 30, the energy consumed for heating in the first heat block 21 is saved.
第２ボンディングが終了すると、クランパ１４によりワ
イヤ５が把持され、クランパ１４はキャピラリー１１と
ともに第２ボンディング部に対して離反移動される。こ
の離反移動により、ワイヤ５は第２ボンディング部から
引き千切られる。その後、クランパ１４によるワイヤ５
の把持が解除されるとともに、キャピラリー１１が若干
上昇されることにより、ワイヤ５の先端部がボール５ａ
の成形に必要な長さだけ突き出される（テール出し）。When the second bonding is completed, the wire 5 is gripped by the clamper 14, and the clamper 14 is moved away from the second bonding portion together with the capillary 11. This separation movement causes the wire 5 to be torn off from the second bonding portion. After that, the wire 5 is clamped by the clamper 14.
is released and the capillary 11 is slightly raised, so that the tip of the wire 5 is aligned with the ball 5a.
The tail is pushed out (tail extension) by the length required to form the material.
以後、前記作動が繰り返されることにより、第１番目の
単位リードフレーム３ａにおける各パッドおよびリート
についてワイヤボンディング作業が順次実施される。Thereafter, by repeating the above operations, wire bonding work is sequentially performed for each pad and reat in the first unit lead frame 3a.
第１番目の単位リードフレー１．３ａについてのワイヤ
ボンディングが完了すると、リードフレーム押さえ部材
２０が上昇される。リードフレーム押さえ部材２０が上
死点まで上昇すると、フィーダ６により多連リードフレ
ーム３が１ピツチ先方に送られ、新規の単位リードフレ
ーム３ａが押さえ部材２０内に対応するボンデインダス
テージに供給される。When the wire bonding for the first unit lead frame 1.3a is completed, the lead frame holding member 20 is lifted. When the lead frame holding member 20 rises to the top dead center, the multiple lead frame 3 is fed one pitch forward by the feeder 6, and a new unit lead frame 3a is fed into the holding member 20 to the corresponding bonder stage. .
以後、前記作動が繰り返されることにより、多連リード
フレーム３における全ての単位リードフレーム３ａにつ
いてワイヤボンディング作業が実施される。Thereafter, by repeating the above operation, wire bonding work is performed for all unit lead frames 3a in the multiple lead frames 3.
ところで、リードフレームとして銅系のリードフレーム
が使用され、ボンディング部に部分銀めっき等が施され
ていない場合、銅は酸化され易く、酸化膜がボンディン
グ面に厚く形成されるため、第２ボンディングにおける
ボンダビリティ−が低下する。すなわち、酸化膜が形成
されると、ワイヤとの金属結合性が低下するため、ボン
ダビリティ−が低下する。By the way, if a copper-based lead frame is used as the lead frame and the bonding part is not partially silver plated, copper is easily oxidized and a thick oxide film is formed on the bonding surface, so Bondability decreases. That is, when an oxide film is formed, the metal bondability with the wire decreases, resulting in a decrease in bondability.
しかし、本実施例においては、リードフレームは還元ス
テージにおいてきわめて効果的に還元されるとともに、
ボンデインダステージに供給された後は、酸化防止ガス
雰囲気に浸漬されるごとにれ易い銅系リードフレームが
使用されていても、その表面に酸化膜が形成されること
はなく、その結果、ワイヤ５は良好なボンダビリティ−
をもってリード４上にボンディングされることになる。However, in this example, the lead frame is reduced very effectively in the reduction stage, and
After being supplied to the bonder stage, an oxide film will not form on the surface of the copper lead frame, which is prone to peeling when immersed in an antioxidant gas atmosphere, and as a result, the wire 5 is good bondability.
Bonding is then performed on the lead 4.
しかも、フィーダ６上を被覆するカバー１８にはガス流
障害部ｌｅａが突設され、また、カバーはボンディング
作業に最小限必要な開口面積を有する開口部１９のみに
おいて開口されているため、還元性ガス雰囲気、および
酸化防止用ガス雰囲気はきわめて効率的にそれぞれ形成
されることになる。Moreover, the cover 18 that covers the feeder 6 has a gas flow obstruction part lea protruding from it, and the cover is opened only at the opening 19 which has the minimum opening area required for the bonding operation, so that reducing The gas atmosphere and the anti-oxidation gas atmosphere are each formed very efficiently.
前記実施例によれば次の効果が得られる。According to the embodiment described above, the following effects can be obtained.
（１） リードフレームを還元するための還元ステー
ジをボンデインダステージの前段階に設けるとともに、
当該ボンディングステージに酸化防止用ガス雰囲気が形
成されるように構成することにより、還元性ガスの使用
量を抑制しながら、リードフレームの適正なボンダビリ
ティ−を確保することができるため、所期の品質および
信転性を確保しながら、コストを低減させることができ
る。(1) A reduction stage for reducing the lead frame is provided before the bonding stage, and
By configuring the bonding stage to form an oxidation-preventing gas atmosphere, it is possible to suppress the amount of reducing gas used while ensuring appropriate bondability of the lead frame. Costs can be reduced while ensuring quality and reliability.
（２） 還元ステージの温度制御がボンディングステ
ージから独立して実行されるように構成することにより
、ボンディングステージの温度に規制されずに還元性ガ
スの還元反応を最も効果的に活性化させることができる
ため、還元性ガスの使用量をより一層低減させることが
できる。(2) By configuring the temperature control of the reduction stage to be executed independently from the bonding stage, it is possible to most effectively activate the reduction reaction of the reducing gas without being restricted by the temperature of the bonding stage. Therefore, the amount of reducing gas used can be further reduced.
（３）還元ステージとボンディングステージとの境界に
ガス流障害部を介設することにより、還元性ガスのボン
ディングステージへの散逸を抑制することができるため
、還元性ガスの使用量をより一層低減させることができ
る。(3) By providing a gas flow obstruction at the boundary between the reduction stage and the bonding stage, it is possible to suppress the dissipation of reducing gas to the bonding stage, further reducing the amount of reducing gas used. can be done.
（４）還元ステージにおいてリードフレームを加熱する
ことにより、リードフレームにペレットをボンディング
するのに使用される銀ペースト等のホンディング材層の
硬化を実行させることができるため、ボンディング材層
の硬化に使用される加熱炉を省略化することもできる。(4) By heating the lead frame in the reduction stage, it is possible to harden the bonding material layer such as silver paste used to bond the pellet to the lead frame. It is also possible to omit the heating furnace used.
（５） ボンディングステージを酸化防止ガス雰囲気
に形成することにより、還元性ガスに含まれている水素
等のような可燃性ガスの引火を回避することができるた
め、ネイルボール形成のための放電電極やトーチを使用
するワイヤボンディング作業の安全性を高めることがで
きる。(5) By forming the bonding stage in an antioxidant gas atmosphere, it is possible to avoid ignition of combustible gases such as hydrogen contained in reducing gases, so discharge electrodes for forming nail balls can be It can improve the safety of wire bonding work using torches and torches.
（６） リードフレームを効果的に還元させるととも
に、酸化膜の形成を確実に防止することにより、良好な
金属結合性を維持して適正なボンディング、強いては製
品の品質および信頼性を高めることができ、また、銅系
のように酸化され易いリードフレームであっても酸化膜
の形成を確実に防止することができるため、銅系のリー
ドフレームの使用を実現化することにより、コストの低
減化等を促進させることができる。(6) By effectively reducing the lead frame and reliably preventing the formation of an oxide film, it is possible to maintain good metal bonding, ensure proper bonding, and ultimately improve product quality and reliability. In addition, it is possible to reliably prevent the formation of an oxide film even on lead frames that are easily oxidized, such as copper-based lead frames.By realizing the use of copper-based lead frames, costs can be reduced. etc. can be promoted.
（７） カバーにボンディング作業の実施に最小限度
必要な開口面積の開口部を開設することにより、還元性
ガスおよび酸化防止用ガスの逃散を最小限度に抑制する
ことができるため、還元性ガスおよび酸化防止用ガス雰
囲気の形成を一層効率化させることができるとともに、
ガス使用量を抑制させることができる。(7) By creating an opening in the cover with the minimum necessary opening area for bonding work, the escape of reducing gas and antioxidant gas can be suppressed to a minimum. Not only can the formation of an antioxidant gas atmosphere be made more efficient, but also
Gas consumption can be suppressed.
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。Although the invention made by the present inventor has been specifically explained above based on Examples, it goes without saying that the present invention is not limited to the Examples and can be modified in various ways without departing from the gist thereof. Nor.
例えば、リードフレームとしては銅系のものを使用す８
に限らず、鉄−ニッケル系のリードフレーム等を使用し
てもよいし、また、複数のり一トフレームが一方向に配
列されている多連リードフレームを使用するに限らず、
複数のり一トフレームが縦横に配列されたマルチリード
フレーム等を使用してもよい。For example, use a copper-based lead frame8.
In addition, an iron-nickel lead frame or the like may be used, and the use is not limited to the use of a multiple lead frame in which a plurality of glue frames are arranged in one direction.
A multi-lead frame or the like in which a plurality of lead frames are arranged vertically and horizontally may also be used.
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である熱圧着式ワイヤボン
ディング技術に適用した場合に一ついて説明したが、そ
れに限定されるものではなく、超音波熱圧着式や超音波
式のワイヤボンディング技術、さらにはペレットボンデ
ィング技術や、プリント配線基板への電子部品の実装技
術等に適用することができる。In the above explanation, the invention made by the present inventor was mainly explained as applied to thermocompression wire bonding technology, which is the background application field, but the invention is not limited to this. It can be applied to crimp-type and ultrasonic-type wire bonding techniques, pellet bonding techniques, and techniques for mounting electronic components on printed wiring boards.
例えば、ボンディング材料としてはんだ材が使用される
ペレットボンディングに本発明が適用された場合、リー
ドフレームに予め形成されたはんだボンディング床の濡
れ性を高めることができるという効果も得られる。For example, when the present invention is applied to pellet bonding in which a solder material is used as a bonding material, the wettability of a solder bonding bed previously formed on a lead frame can be improved.
〔発明の効果］
本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、次の通りである。[Effects of the Invention] The effects obtained by typical inventions disclosed in this application will be briefly explained as follows.
リードフレーＪ３を還元するだめの還元ステージをボン
ディングステージの前段階に設りノるとともに、当該ボ
ンディングステージに酸化防止用ガス雰囲気が形成され
るように構成することにより、還元性ガスの使用量を抑
制しながら、リードフレームの適正なボンダビリティ−
を確保することができるため、所期の品質および信頼性
を確保しながら、コストを低減させることができる。By providing a reduction stage for reducing lead flake J3 before the bonding stage and configuring the bonding stage to form an oxidation-preventing gas atmosphere, the amount of reducing gas used can be reduced. Proper bondability of lead frame while controlling
Therefore, it is possible to reduce costs while ensuring the desired quality and reliability.
第１図は本発明の一実施例であるワイヤボンディング装
置を示す正面断面図、
第２図は一部切断斜視図、
第３図は第１図のＩＩＩ−ＩＩ線に沿う側面断面図であ
る。
■・・・半導体装置、２・・・ペレット、３・・・多連
り−ドフレーム、３ａ・・・単位リードフレーム、４・
・・リード、５・・・ワイヤ、５ａ・・・ポール、６・
・・フィーダ、７・・・ガイドテーブル、８・・・ｘＹ
子テーブル９・・・ボンディングヘッド、１０・・・ボ
ンディングアーム、１１・・・キャピラリ＝（ボンディ
ングツール）、１２．１３・・・クランパアーム、１４
・・・クランパ、１５・・・ガイド、１６・・・放電電
極、１７・・・電源回路、１８・・・カバー １８ａ・
・・ガス流障害部、１９・・・開口部、２０・・・リー
ドフレーム押さえ部材、２１・・第１ヒートブロツク、
２２・・・リードフレーム酸化防止用ガス、２３・・・
酸化防止用ガス供給装置、２４・・・吹出口、２５・・
・供給路、２６・・・ガス供給ユニット、３０・・・還
元ステージ、３１・・・第２ヒートフロツク、３２・・
・還元性ガス、３３・・・還元性ガス供給装置、３４・
・・吹出口、３５・・・ガス供給路、３６・・・ガス供
給ユニッＩ・。FIG. 1 is a front sectional view showing a wire bonding apparatus as an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a partially cutaway perspective view, and FIG. 3 is a side sectional view taken along line III-II in FIG. 1. . ■...Semiconductor device, 2...Pellet, 3...Multiple lead frame, 3a...Unit lead frame, 4...
...Lead, 5...Wire, 5a...Pole, 6.
...Feeder, 7...Guide table, 8...xY
Child table 9... Bonding head, 10... Bonding arm, 11... Capillary = (bonding tool), 12.13... Clamper arm, 14
... Clamper, 15 ... Guide, 16 ... Discharge electrode, 17 ... Power supply circuit, 18 ... Cover 18a.
...Gas flow obstruction part, 19...Opening part, 20...Lead frame holding member, 21...First heat block,
22... Lead frame oxidation prevention gas, 23...
Antioxidant gas supply device, 24... Outlet, 25...
- Supply path, 26... Gas supply unit, 30... Reduction stage, 31... Second heat block, 32...
・Reducing gas, 33... Reducing gas supply device, 34.
...Air outlet, 35...Gas supply path, 36...Gas supply unit I.
Claims (1)
るボンディングステージの前段階に、被ボンディング物
を還元する還元ステージが設けられているとともに、前
記ボンディングステージにはリードフレーム酸化防止用
ガスが供給されるように構成されていることを特徴とす
るボンディング装置。 ２、前記還元ステージが、被ボンディング物を一方向に
搬送するフィーダ上における前記ボンディングステージ
の上流側に隣接されて配設されていることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載のボンディング装置。 ３、前記ボンディングステージおよび前記還元ステージ
が、互いに独立して温度制御されるようにそれぞれ構成
されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
のボンディング装置。[Claims] 1. A reduction stage for reducing the bonding object is provided before the bonding stage in which bonding is performed on the bonding object, and the bonding stage is provided with a lead frame oxidation prevention gas. A bonding device characterized in that it is configured to be supplied with. 2. The bonding apparatus according to claim 1, wherein the reduction stage is disposed adjacent to the upstream side of the bonding stage on a feeder that conveys the bonding object in one direction. . 3. The bonding apparatus according to claim 1, wherein the bonding stage and the reduction stage are each configured to be temperature-controlled independently of each other.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63263918A JPH02112246A (en) | 1988-10-21 | 1988-10-21 | Bonding device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63263918A JPH02112246A (en) | 1988-10-21 | 1988-10-21 | Bonding device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02112246A true JPH02112246A (en) | 1990-04-24 |
Family
ID=17396077
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63263918A Pending JPH02112246A (en) | 1988-10-21 | 1988-10-21 | Bonding device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02112246A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1988
- 1988-10-21 JP JP63263918A patent/JPH02112246A/en active Pending
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