JPH0251258B2 - - Google Patents

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JPH0251258B2
JPH0251258B2 JP58168181A JP16818183A JPH0251258B2 JP H0251258 B2 JPH0251258 B2 JP H0251258B2 JP 58168181 A JP58168181 A JP 58168181A JP 16818183 A JP16818183 A JP 16818183A JP H0251258 B2 JPH0251258 B2 JP H0251258B2
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Japan
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bonding
lead frame
pellet
wire
bonded
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Hisashi Yoshida
Susumu Okikawa
Michio Okamoto
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Hitachi Ltd
Renesas Eastern Japan Semiconductor Inc
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Hitachi Tokyo Electronics Co Ltd
Hitachi Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明はボンデイング技術、特に、半導体ペレ
ツトをリードフレーム上にボンデイングしたり、
ペレツトのボンデイングパツドとリードフレーム
とをワイヤでボンデイングするために適用して有
用な技術に関する。
［背景技術］ 半導体装置（以下、ICと称する）の組立て過
程においてペレツトをリードフレーム上にボンデ
イングしたり、ペレツトとリードフレームとをワ
イヤで接続するためには、それぞれペレツトボン
ダまたはワイヤボンダと呼ばれるボンデイング装
置が使用される。
まず、ワイヤボンダについて説明すると、第１
図は考えられるワイヤボンダの要部を示す。すな
わち、ヒートブロツク１があり、ペレツト６をボ
ンデイングされたICのリードフレーム５が装填
される。このヒートブロツク１は通常加熱（350
℃前後）し、この上に載せられたICのペレツト
およびリードフレーム５を加熱する。リードフレ
ーム５はクランパ２とヒートブロツク１との間に
挟まれて固定される。ボンデイングツール（キヤ
ピラリ）３はワイヤをキヤピラリの穴にガイドし
先端のボール状のものを引つ掛け、ボンデイング
ツール３を下降させることによりワイヤ７をペレ
ツト６の電極部またはリードフレーム５に押し付
けることにより所謂熱圧着の原理によりワイヤの
ボンデイングを行う。また、ある場合はキヤピラ
リ３に超音波振動またはスクラブと称する微少変
位を与えボンデイングを行う場合もある。この場
合、ヒートブロツクによる加熱温度が軽減され、
場合によつては常温の場合もある。
４はワイヤクランパと称し、ワイヤ７をクラン
プするもので、ワイヤ７を上下する働きをさせる
と共に、ボンデイングした後ワイヤクランプして
引き切る場合にも使われる。
第２図にワイヤボンダを用いて集積回路（IC）
のボンデイングを行う場合の原理図を示す。各部
は第１図と全く同様である。
第２図ａはボンデイングツール３が下降しペレ
ツトに当たり、ワイヤがIC素子の電極部にボン
デイングされた場合を示す。
第２図ｂはボンデイングツール３がペレツト６
から離れリードフレーム５のところに下降し、リ
ードフレーム５にワイヤ７がボンデイングされた
場合を示す。
第２図ｃはワイヤクランパ４がワイヤをクラン
プし、ボンデイングツール３と共に上昇すること
により、リードフレーム５のボンデイング箇所か
ら少し離れたところで線から引き切られたところ
を示す。
ところが、ワイヤボンデイングにおいてはボン
デイングされるリードフレームのリードはボンデ
イング箇所から少し離れたところを確実にクラン
プする必要がある。これはスクラブを伴うボンデ
イングまたは超音波を加えるボンデイングにおい
てはクランプの確実さが極めて重要である。そこ
で、第１図に示す如く、ヒートブロツクとクラン
パとの間に機械的に挟んで固定を行うことが考え
られる（特公昭53−42666号公報参照）が、ヒー
トブロツクとクランパの平坦度の違いによりクラ
ンプ不確実な場合が起こる。特り、ICのように
数十本のリードが存在する場合、このうち数本が
クランプ不確実なことが時々起こる。
特に、リードフレームの中の数本のリード中、
厚さのばらつきがある場合、厚さの薄いものがク
ランプ不確実になる。
クランプが不確実であると、単に熱と圧力のみ
を加える純粋な熱圧着の場合はそれ程ボンデイン
グ不良に結び付かないが、ボンデイングツールに
超音波を加えて行う超音波ボンデイング、または
ツールに揺動を加えるスクラブ併用のボンデイン
グにおいてはツールの振動エネルギーが被圧着体
であるリードのクランプ不確実のため、吸収され
ボンデイング不良が発生することになる。
また、仮にリードのクランプが確実であつた場
合でもボンデイングする場所は少し離れており、
多少たわみを生じるためボンデイング不良の原因
にもなる。
このため、従来の方法としてのヒートブロツク
とクランパで機械的にリードをクランプする方法
は、クランプそのものが不確実な場合を生じ、ま
た、確実であつてもボンデイング箇所をクランプ
していないためボンデイング不良を発生させるこ
とがあるという欠点を有していることが本発明者
により明らかにされた。
次にペレツトボンダについて説明する。
第３図は考えられるペレツトボンダでペレツト
ボンデイングを行つているところの要部断面図を
示す。すなわち、ヒートブロツク１にリードフレ
ーム５が装填されているところは前述のワイヤボ
ンダと同様である。ペレツト６はリードフレーム
中央の箇所（タブ）５ａにボンデイングされる。
タブ５ａはクランパ２とヒートブロツク１によ
り挟まれて固定される。ペレツト６はコレツト８
により真空吸着され、リードフレームのタブ５ａ
に押し付けられ水平面内で揺動（スクラブ）され
て接合される。ペレツト６とタブ５ａとの間に接
着剤を用いる場合と用いない場合があり、ヒート
ブロツクも加熱する場合と加熱しない場合で２通
りがある。
しかし、ペレツトボンダについては前記以外
に、次のような問題点が挙げられる。
ペレツトボンダにおいてペレツトを付けるべき
部分（タブ）を固定する方法は前述のワイヤボン
ダと同様にクランパとヒートブロツクの間に挟み
固定されるのは同様である。タブは通常１つであ
りワイヤボンデイングの場合数十本のICのリー
ドを固定するのと異なり比較的確実に行える。た
だし、タブの大きさはICを少なくする目的と次
に行われるワイヤボンデイングのワイヤがタブに
タツチするのを防ぐ目的で、ペレツトより極くわ
ずか大き目の程度である。このため、クランプす
る場所の制約があり、時にはクランパが入らない
場合もある。
この場合、タブのクランプが不確実のため、コ
レツトの振動エネルギーが吸収されペレツトボン
デイング不良を生じることがある。ペレツトとタ
ブとのぬれ部分はペレツトの下部面積の95％以上
は必要で、これが少ないとICを実装した場合ペ
レツトクラツクを生じることがあることが本発明
者によつて解明された。
［発明の目的］ 本発明の目的は、ボンデイング装置における被
ボンデイング物の固定不良に起因するボンデイン
グ不良の発生を防止することのできる技術を提供
することにある。
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。
［発明の概要］ 本願において開示される発明のうち代表的なも
のの概要を簡単に説明すれば、次の通りである。
すなわち、被ボンデイング物を流体の加圧力ま
たは吸引力により搬送面の所定位置に固定するこ
とにより、被ボンデイング物の厚さのばらつき等
に関係なく常に安定した確実な固定を行い、固定
不良に起因するボンデイング不良の発生を防止す
ることができる。
実施例 １ 第４図は本発明によるボンデイング装置の一例
の概略を示す図であり、第５図はそれに組み込ま
れる搬送固定機構の要部の概略断面図である。
本実施例において、ボンデイング装置はたとえ
ばワイヤボンダであり、この装置は、被ボンデイ
ング物であるリードフレームを供給するためのロ
ーダ１０、このローダ１０からリードフレームを
ボンデイング装置を経て搬送する搬送機構１１、
リードフレームとペレツトのボンデイングパツド
とをワイヤでボンデイングするボンデイング機構
１２、ボンデイング位置を認識により検出する認
識機構１３、ボンデイングを終了したリードフレ
ームを収納するアンローダ１４、前記各機構の動
作を制御する制御部１５よりなる。
前記搬送機構１１のリードフレーム搬送面を形
成するヒートブロツク１６は第５図の実施例に示
すように、その内部に流体通路１７が形成されて
いる。この流体通路１７は基端側が高圧流体源１
８に連通し、先端側はヒートブロツク１６のリー
ドフレーム搬送面に開口している。すなわち、高
圧流体源１８からたとえば加圧空気よりなる高圧
流体を流体通路１７を経て供給すると、その高圧
流体はヒートブロツク１６の上面のリードフレー
ム搬送面から上方に噴出される。
したがつて、本実施例によれば、リードフレー
ム１９にペレツト２０をボンデイングした後、そ
のリードフレーム１９をヒートブロツク１６のリ
ードフレーム搬送面に沿つて所定位置まで搬送し
た後、クランパ２１でリード部分を上から挟み付
けると共に、高圧流体源１８からの高圧空気を流
体通路１７を経て供給すると、リードフレーム１
９は流体通路１７から噴出される高圧空気流によ
りクランパ２１に押し付けられるので、リードフ
レーム１９の厚さにばらつきがあつても、厚さの
厚いものは勿論のこと、薄いものでも常に確実に
クランプされ、安定した固定状態が得られる。
その結果、本実施例のワイヤボンダでは、リー
ドフレーム１９の厚さに左右されることなく常に
確実なワイヤボンデイングを行うことができる。
実施例 ２ 第６図は本発明の実施例２であるボンデイング
装置の要部の拡大部分断面図である。
この実施例では、リードフレーム１９をヒート
ブロツク１６の搬送面上に固定するためにクラン
パ２１の他に、真空源２２からの真空吸着力を用
いるものである。すなわち、本実施例の場合、前
記実施例１の高圧流体源１８とは違つて、真空源
２２をヒートブロツク１６内の流体通路１７に接
続し、その真空源２２からの真空吸着力とクラン
パ２１のクランプ力との組合せでリードフレーム
１９をヒートブロツク１６の搬送面上に密着固定
するものである。
したがつて、この場合にも、リードフレーム１
９はその厚さにばらつきがあつても常に確実にヒ
ートブロツク１６の搬送面上に密着固定されるの
で、安定したワイヤボンデイング性能を確保する
ことができる。
また、本実施例では、クランパ２１ではクラン
プできない端部たとえば第６図のＡ部でも流体通
路１７の形成により容易に固定できる。
実施例 ３ 第７図は本発明の実施例３としてのボンデイン
グ装置の要部の拡大部分断面図である。
本実施例のボンデイング装置はペレツトボンダ
であり、リードフレーム１９のタブ１９ａにはペ
レツトがボンデイングされていないので、クラン
パ２１ａは該タブ１９ａの上を押圧してクランプ
を行う。
また、本実施例においても、ヒートブロツク１
６ａの内部には、流体通路１７ａが設けられ、こ
の流体通路１７ａは高圧流体源１８ａに連通して
いる。
したがつて、本実施例では、前記実施例１（第
５図）と同様に、高圧流体源１８ａからの高圧流
体の噴出力でペレツトボンデイング面であるタブ
１９ａを下からクランパ２１ａに向けて押圧する
ことにより、クランパ２１ａのクランプ力とも相
まつて、リードフレーム１９の厚さにばらつきに
左右されることなく常に安定した固定を行い、良
好なペレツトボンデイング性能を確保できる。
実施例 ４ 第８図は本発明の実施例４によるボンデイング
装置の要部の拡大部分断面図である。
この実施例も本発明をワイヤボンダに適用した
ものであり、前記実施例２（第６図）の場合と同
様にヒートブロツク１６ａの内に形成した流体通
路１７ａを介してタブ１９ａに真空源２２ａから
の真空吸着力を与えることにより、クランパ２１
ａからのクランプ力と相まつて、リードフレーム
１９の厚さのばらつきがあつても常に安定した密
着固定を行うことができ、ペレツトの接着不良を
防止できる。
また、この場合、図示の如く、流体通路１７ａ
をタブ１９ａの中心部下方に対応する位置に形成
することにより、クランパ２１ａでクランプでき
ない位置でも容易に密着固定できるという利点も
ある。
［効果］ (1) 被ボンデイング物を流体の加圧力で固定する
ことにより、被ボンデイング物の厚さのばらつ
きに左右されることなく、常に安定した固定を
行い、良好なボンデイング性能を得ることがで
きる。
また、被ボンデイング物を真空吸着力によつ
て固定するボンデイング装置に比べ、大きな固
定力を得ることが可能であり、しかも真空源か
らの真空吸着力よりも容易に利用できる高圧流
体圧によつて固定することができる。
(2) ヒートブロツク内に設けられる流体通路の位
置を適当に選ぶことにより、機械的クランプ力
を加えることのできない部分でも要易かつ確実
に固定できる。
(3) 機械的な力を加えることなく固定できるの
で、被ボンデイング物に傷を付けることを回避
できる。
以上本発明者によつ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。
たとえば、流体通路の形成位置や構造等は他の
様々なものに変更できる。また、クランパに流体
通路を設けて、リードを加圧力にて固定するよう
にしてもよい。
さらに、クランパによる機械的クランプ力を全
く使用せず、流体による吸着力または加圧力のみ
で固定するようにすることもでき、特にペレツト
ボンデイングを真空吸着固定方式で行うような場
合にはクランパがボンデイングの邪魔になること
がないので非常に有利である。
［利用分野］ 以上の説明では主として本発明者によつてなさ
れた発明をその背景となつた利用分野であるリー
ドフレームのペレツトボンデイングおよびワイヤ
ボンデイングに適用した場合について説明した
が、それに限定されるものではなく、たとえば、
セラミツク等の基板に対するボンデイングにも適
用でき、また超音波ボンデイングやスクラブによ
るボンデイングに対しても特に有利に適用できる
が、それ以外のボンデイングにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は考えられるワイヤボンデイングの例を
示す概略説明図、第２図ａ〜ｃはワイヤボンデイ
ングの工程を順次示す概略説明図、第３図は考え
られるペレツトボンデイングの例を示す概略説明
図、第４図は本発明におけるボンデイング装置の
概略説明図、第５図は本発明の実施例１であるボ
ンデイング装置の要部の拡大部分断面図、第６図
は本発明の実施例２であるボンデイング装置の要
部の拡大部分断面図、第７図は本発明の実施例３
であるボンデイング装置の要部の拡大部分断面
図、第８図は本発明の実施例４であるボンデイン
グ装置の要部の拡大部分断面図である。 １０……ローダ、１１……搬送機構、１２……
ボンデイング機構、１３……搬送機構、１４……
アンローダ、１５……制御部、１６，１６ａ……
ヒートブロツク、１７，１７ａ……流体通路、１
８，１８ａ……高圧流体源、１９……リードフレ
ーム（被ボンデイング物）、１９ａ……タブ、２
０……ペレツト、２１，２１ａ……クランパ、２
２，２２ａ……真空源。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 被ボンデイング物上にペレツトをボンデイン
    グしたり、ペレツトのボンデイングパツドと被ボ
    ンデイング物とをワイヤでボンデイングするため
    に用いられるボンデイング装置において、被ボン
    デイング物が固定される固定面内に流体通路を形
    成し、この流体通路を経て被ボンデイング物に対
    して流体の加圧力を与えて被ボンデイング物を固
    定面の所定位置に固定するように構成したことを
    特徴とするボンデイング装置。 ２ 流体通路がヒートブロツク内に形成され、高
    圧流体源に連通していることを特徴とする特許請
    求の範囲第１項記載のボンデイング装置。 ３ 流体通路がクランパ内に形成されていること
    を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のボンデ
    イング装置。
JP58168181A 1983-09-14 1983-09-14 ボンディング装置 Granted JPS6060732A (ja)

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