JPH036841A - ボンデイング装置及び方法 - Google Patents

ボンデイング装置及び方法

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JPH036841A
JPH036841A JP2128947A JP12894790A JPH036841A JP H036841 A JPH036841 A JP H036841A JP 2128947 A JP2128947 A JP 2128947A JP 12894790 A JP12894790 A JP 12894790A JP H036841 A JPH036841 A JP H036841A
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JP
Japan
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wire
bonding
movement
guide
clamping means
Prior art date
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Application number
JP2128947A
Other languages
English (en)
Inventor
Howard D Buxton
ハワード・デイーン・バツクストン
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.)
Motorola Solutions Inc
Original Assignee
Motorola Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はワイヤを半導体デバイスへ取り付けるための改
善されたボンディング装置及び方法に関し、より具体的
には均等間隔で離間したワイヤを半導体デバイスに対し
て取り付けるための改善されたボンディング装置及び方
法に関する。
〔従来の技術〕
半導体デバイス及び集積回路及びその種の他のデバイス
に配線を施すための電子技術においては細いワイヤをこ
れらのデバイス上に配置されたボンディングパッド上ヘ
ボンデイングすることによって行なわれることがよ（知
られている。Ａｕ。
Ａ１！、Ｃｕ及びそれらの合金はボンディングパッド及
び／或いは接続ワイヤとして共通に使用される材料の例
である。
半導体デバイス及びその種の他のデバイス上のボンディ
ングパッドへワイヤを取り付けるよく知られた方法は熱
圧着ボンディング（ｔｈｅｒｍｏ−ｃｏｍｐｒｅｓｓｉ
ｏｎ　ｂｏｎｄｉｎｇ）による方法である。典型的な構
成においては、例えば、ＡｕもしくはＡＩの細いワイヤ
が取り付けが実施されるべきボンディングパッドとボン
ディングウェッジ（ｗｅｄｇｅ）との間に捕獲されてい
る（ｃａｐｔｕｒｅｄ）。圧力がボンディングウェッジ
に加えられると捕獲されたワイヤは部分的に圧着され、
通常超音波エネルギーを使用してボンディングウェッジ
は急速に前後にごしごしとこすりみがかれることになる
。圧力と、超音波によるごしごしとこすりみがかれるこ
とで発生された熱との組み合わせによってワイヤとボン
ディングパッドとの間には溶接部が発生する。ボンディ
ングプロセス期間中、ボンディングウェッジとボンディ
ングパッドとの間に捕獲されるワイヤの部分は実質的に
平坦化されている。
例えばＲＦ（無線周波）トランジスタや或いは集積回路
のような特定のタイプのデバイスに対しては、デバイス
上のボンディング領域とデバイスがその上に実装される
リードフレームもしくは回路ボード上のボンディング領
域との間には数多くの互いに平行で近接した間隔を有す
るワイヤの接続を提供することが必要である。しばしば
、接続するワイヤはデバイスに対して結合されなければ
ならずかつ回路ボード或いはリードフレームに対しても
結合されなければならないということが生ずる。従って
、接続するワイヤは充分に注意深く制御された所定のル
ープ高さと間隔を持つことが必要である。なぜならば、
数多くのＲＦデバイスが動作する周波数において、ボン
ディングワイヤと回路の残りの部分（ｒｅｓｔ）との間
の長さ、曲線（Ｃｕｒｖａｔｕｒｅ）及び空間的な関係
が寄生的なインダクタンス及びキャパシタンスに実質的
な影響を及ぼすからである。相互接続による寄生的なイ
ンダクタンス及びキャパシタンスはデバイスの全体的な
性能に対して重大なる影響を与えるはずである。
従って、このようなＲＦ（無線周波）デバイス及び回路
を製造する場合において、均等に離間した−様なワイヤ
結合を与えることができるということが非常に重要であ
る。
デバイス寸法（サイズ）が減少するにつれてワイヤは今
までより以上に接近した間隔とならなければならず、ワ
イヤの空間的な間隔及び／または並行的な並びの整合性
における小さい偏位（変動分）が電気・的な特性に対し
てより重要な影響を与えることになる。またボンディン
グの速度及びボンディングプロセス工程に関連する自動
化の程度が増加するにつれて、しっかりした（ｃｏｎｓ
ｉｓｔｅｎｔ）、平行な、多数の、近接した間隔のワイ
ヤボンド結合を達成することが次第により困難となって
いる。従って、多数の近接間隔のワイヤ及びワイヤボン
ド結合が利用される必要がある。特に、極度によく制御
されたワイヤループ寸法（サイズ）及び方向性を有する
非常に等間隔で−様な均一ワイヤボンドを得ることを可
能とするワイヤボンディングのための改良された手段及
び方法に対する必要性が引続き存在している。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の目的の１つは半導体デバイス、集積回路、及び
他の電子回路の形式に対して接続ワイヤを取り付けるた
めの改良された手段及び方法としてのボンディング装置
及びボンディング方法を提供することである。
本発明の更に他の目的の１つは予定された位置から結合
されたワイヤの横方向の変位が最小にされる条件の下に
おいて、上記の様な機能を演するボンディング装置及び
ボンディング方法を提供することである。本発明の更に
別の目的の１つは均一で一貫した（ｃｏｎｓｉｓｔｅｎ
ｔ）分離を保つ多数の接近間隔の平行ワイヤボンドルー
プを製作するための、改良された手段及び方法としての
ボンディング装置及びボンディング方法を提供すること
である。
〔課題を解決するための手段〕
上記及び他の目的及び利点は、ボンディングパッドに対
してワイヤをボンディングするためのボンディング手段
と、ボンディングワイヤの縦方向の移動を一時的に拘束
するための取り外し可能なクランプ手段と、及び、ワイ
ヤが縦方向でボンディングパッドに対して垂直方向に移
動することを可能とし、しかもワイヤが実質的に他の横
断する方向に移動することを防止するボンディング手段
とクランプ手段との間に配置されたガイド手段とを含む
、ボンディング装置における第１の実施例において達成
される。クランプ手段がワイヤを締め付け（ｅｎｇａｇ
ｅｄ　ｏｎ）、ボンディングがおこなわれている間のボ
ンディングワイヤのこのような横方向の動きのようなも
のをガイド手段が抑制することが特に望ましいことであ
る。
望ましい実施例においては、ガイド手段はボンディング
中にボンディングパッドに対して垂直な面内でボンディ
ングワイヤが可動することは許容するが、この面に対し
て垂直な方向内におけるボンディング手段とクランプ手
段との間のワイヤの動きを防止する、垂直方向のせまい
スロット（ｎａｒｒｏｗ　５ｌｏｔ）から構成されてい
る。この垂直方向のスロットはボンディングパッドに面
する端部においては開き、また、その長さはワイヤ直径
の約５−１０倍の範囲内であることが望ましい。ボンデ
ィングパッドに面し向けられたワイヤガイド手段の端部
はワイヤの縦方向軸に略垂直になるような角度を有する
ことが望ましい。
第１の所定面内にあるボンディングパッドに対して細い
ワイヤを取り付ける改良された方法はワイヤをボンディ
ングパッドに対して押し付ける（圧着する）ボンディン
グ手段と、ワイヤの縦方向の動きを一時的に停止するた
めにボンディング手段に対してきわめて接近するクラン
プ手段と、及びボンディング手段と第１の所定面に対し
て垂直な第２の平面にワイヤの動きを制限するためのク
ランプ手段との間に配置されたガイド手段とを供給し、
ボンディング手段をボンディングパッド上に、その間に
掴かまれた（ｃａｐｔｕｒｅｄ）ワイヤと共に配置し、
ワイヤ上においてクランプ手段を閉じ（Ｃｌｏｓｉｎｇ
）、ボンディング手段とクランプ手段との間のワイヤが
第２の平面内のガイド手段の中で動くことを許容し、第
２の平面に対して略横断的な方向のワイヤの動きを実質
的に防止しながら、ボンディングパッドに対してワイヤ
を部分的に押しつぶしくｃｒｕｓｈｉｎｇ）また溶接す
ること（ｗｅｌｄｉｎｇ）によって、達成される。
上記の溶接工程（ｓｔｅｐ）に引き続いて、クランプ手
段は取り外され（ｒｅｌｅａｓｅ）Ｌかもボンディング
ウェッジ及びワイヤは第２のボンディング位置（Ｓｅｃ
ｏｎｄ　ｂｏｎｄｉｎｇ　１ｏｃａｔｉｏｎ）に移動さ
れしかもこのプロセスは繰り返される。多数の平行なワ
イヤボンドループを製作することが望まれる所では、ボ
ンディング手段は第１のボンディング位置に隣接するボ
ンディング位置に戻され、この全プロセスが繰り返され
る。望ましい実施例においては、この方法はボンディン
グ手段とクランプ手段との間に配置され、その中をワイ
ヤが第２の平面に横断的な方向において動くことを抑制
されつつ、ボンディングパッドに対して垂直にこの第２
の平面内において動けるような方法で通過できる、垂直
方向のスロットを含むガイド手段を使用している。
〔概要〕
電子デバイス、回路及びアセンブリ組立に対する応用の
ために接近間隔の平行ワイヤをボンデイングする改良さ
れた手段及び方法がここに説明されている。ワイヤガイ
ド手段は通常のワイヤポンダのボンディングウェッジと
取り外し可能な（着脱式）ワイヤクランプとの間に配置
され提供されている。ワイヤガイド手段はボンディング
の期間中、ワイヤの動きをボンディングパッドの面に対
して垂直な面に抑制し、この垂直面に対して横断的なワ
イヤの動きを実質的に防止する、スロットを有する。こ
れはボンディングがワイヤの横方向への微少な変位を導
入することを防止する。即ち、このような変位はワイヤ
ループ高さの小さな変位によって吸収されているからで
ある。
〔実施例〕
第１図はボンディング領域１４，１６．１８゜２０が配
置され、しかもその間にボンディングワイヤ２２，２４
．２６が延長する、基板１２を含む電子的（回路）アセ
ンブリ（組立）の一部分の簡略化された平面図を示す。
基板１２は例えば半導体、またはセラミック、またはプ
リント回路基板、または同様のもののような、いかなる
材料によって形成されていてもよい。ボンディング領域
１４．１６．１８．２０は通常は金属領域または金属被
覆化された（ｍｅｔａｌｌｉｚｅｄ）半導体領域であり
、技術的に既知の手段によって形成されている。
電子回路アセンブリの一部分ＩＯは例えば、半導体チッ
プ（例えば１６）及びプリント回路基板或いはメタライ
ズ（金属被覆）セラミック基板１２上の隣接接続リード
（例えば１４，１８．２０）を含んでいてもよい。
第２図はボンディングワイヤ２２及び２４の配置構成を
図示する第１図のアセンブリ（組立）の右側面図である
。ボンディングワイヤ２２．２４はボンディング領域１
４，１６．１８の間に最も直接的な直線によって延長す
ることはなく、それぞれ高さ２３Ｈ及び２５Ｈのループ
を有するように形成されているという点は注意すべきで
あろう。ループ高さ２３Ｈ及び２５Ｈは一貫して形成さ
れ、出来る限り同じようであるべきである。
第１図を再び参照すると、当業技術者には、ボンディン
グワイヤ２２．２４の間の間隔２３Ｓ。
２５Ｓ及び２７８は、可能ならば、−様に均一でなけれ
ばならないということを理解できるであろう。例えば、
ボンディング工程（プロセス）がボンディングの期間中
にワイヤの制御されない横方向変位を与えるとすれば、
その時には間隔２３Ｓ、２５Ｓ及び／または２７Ｓは一
様に均等ではなく、ワイヤ対ワイヤの間隔はアセンブリ
の異なる部分において変化することもありうる。ワイヤ
のループ高さ及びワイヤ間隔は全体としてのデバイスま
たは回路の部分としてのワイヤの等価的な電気的特性に
重大なる影響を与えることになることから、これは全く
望ましくないことである。
第３図は、非常に簡略化された形式において、第１図及
び第２図に図示される型のワイヤボンド（結合）を製作
するのに通常使用されるボンディング装置を図示してい
る。ボンディング装置３０はワイヤクランプ手段３３及
びワイヤガイド３６．３８が取り付けられる支持アーム
（ｓｕｐｐｏｒｔ　ａｒｍ）３２を含む。トランスデユ
ーサアーム３４は、ボンディングに対して必要とされる
こすり動作（Ｓｃｒｕｂｂｉｎｇ　ａｃｔｉｏｎ）を供
給する圧電ドライブトランスデユーサ（ｐｉｅｚｏ　ｅ
ｌｅｃｔｒｉｃ　ｄｒｉｖｉｎｇ　ｔｒａｎｓｄｕｃｅ
ｒ）（図示されていない）から支持アーム３２に対して
一般的に平行に延長する。
ボンディングウェッジ４０はトランスデユーサ３４の端
にほぼ近接して設けられている。ボンディングウェッジ
４０の低い方の端（下端部）４０Ｅは第４図において拡
大して図示されている。ボンディングワイヤ４２は、通
常孔３５及びトランスデユーサアーム３４を通過して、
ワイヤガイド３６を通して、（ワイヤ）クランプ（手段
）３３の間隔を離して離隔したあご３７の間、及びワイ
ヤガイド３８を通過する。ボンディングワイヤ４２はそ
れから、ボンディングウェッジ４０の足（「ｏｏｔ）　
（下端部）４０Ｅ内の孔４１を通過して延長し、足４０
Ｅと、例えばボンディング領域１８　（第３図乃至第４
図を参照）との間において掴まえられる（捕獲される）
ようになっている。第３図乃至第４図において図示され
る装置構成は従来からの通常のものである。ボンディン
グウェッジ４０の端４０Ｅは、典型的には溝４６を持つ
低い方の面（ｌｏｗｅｒ　ｆａｃｅ）４４を有し、ボン
ディングワイヤ４２がボンディング領域１８と接触して
こすられる（ｓｃｒｕｂｂｅｄ　）ときにボンディング
ウェッジ４０の下側でボンディングワイヤ４２がすべる
（ｓｌｉｐｐａｇｅ）ことを防止する。
第５図はボンディングウェッジ４０の低い方の面４４が
ワイヤ４２内において平坦化された領域４５を作り、溝
４６はリッジ（ｒｉｄｇｅ）４７を作る、完成されたボ
ンド（結合）の簡略化された平面図を示す。
第３図は、先野技術において、ボンディングの期間中に
ボンディングワイヤ４２の配置を制御することを試みよ
うとするためにいかにして、クランプ手段３３の可動あ
ご（ｍｏｖａｂｌｅ　ｊａｗｓ）３７に極めて接近して
ワイヤガイドが供給されるかの方法を図示している。ワ
イヤガイド３６は２つの小さいロッド（ｒｏｄｓ）を含
む型のものであり、１つのロッドはボンディングワイヤ
４２の上側に、他方はボンディングワイヤの下側に、第
３図の面に実質的に垂直に延長している。ワイヤガイド
（手段）３６に接続された２つのロッド（ｒｏｄｓ）は
第３図に対して垂直に方向づけられていることから、こ
れらはボンディングワイヤ４２が第３図の面に対して垂
直な方向内において可動するのは許容するが、ボンディ
ングワイヤ４２を束縛し、ボンディングワイヤ４２は第
３図の面、即ちボンディングパッド１８に垂直な面内に
おいて可動することは不可能である。
ワイヤガイド３８はボンディングワイヤ４２が通過する
管（ｔｕｂｉｎｇ）の小さな断面の形式である。
ボンディングワイヤ４２は典型的には非常に細いので、
皮下注射針（ｈｙｐｏｄｅｒｍｉｃ　ｎｅｅｄｌｅ）の
断面がワイヤガイド３８の製作には非常に有利である。
便宜上、ワイヤガイド３６及び３８はクランプ手段３３
によって支持されている。ワイヤガイド３８はワイヤ４
２を束縛するのでワイヤはクランプ手段３３のあご３７
の間の同じ位置を通過して常に延長している。ガイド手
段３８はクランプ３３の前に、すなわち、クランプ３３
とボンディングウェッジ４０との間に配置されるように
図示されているが、またワイヤガイド手段３６はクラン
プ３３のうしろに配置されるように図示されている。し
かしそれらの位置は交換可能でありしかもそれらは個別
にも使用でき、対としても、また、図示される組合せに
おいても使用可能である。
第３図において図示されるようなワイヤガイド３６．３
８のような典型的な先行技術のガイド手段が使用される
か、或いは、それらが交換して使用される時において、
ボンディングの期間中にボンディングワイヤ及びワイヤ
ループの小さな横方向変位を防止することは極めて難し
いということが知られている。ボンディングが行なわれ
る時に、ボンディングワイヤ４２はボンディングウェッ
ジ４０とボンディング領域１８との間に掴えられ（捕獲
され）、クランプ手段３３のあご３７はワイヤ上におい
て閉じられている（ｃｌｏｓｅｄ）。この様な状況のも
とで、ボンディングウェッジ４０の下端部４０Ｅとクラ
ンプ手段３３のあご３７との間に配置されたボンディン
グワイヤ４２の部分５０は両端において保持されている
。ワイヤボンディング動作に関係するボンディングワイ
ヤ４２の押しつぶしくｏｒｕｓｈｉｎｇ）はボンディン
グワイヤ４２の長さ方向に微小な伸長を起こし、これは
部分５０内において収容（適合）されているということ
が認められている。部分５０は両端で保持されているこ
とから、ボンディングワイヤ４２のこの小さな長さ方向
の伸長は部分５０の曲がり（ｂｅｎｄｉｎｇ）によって
のみ収容（適合）可能である。従って、小さい曲がり（
ｂｅｎｄ）またはよじれ（ｋｉｎｋ）は、ボンディング
ウェッジ４０の下端部４０Ｅの直後のボンディングワイ
ヤ４２の部分５０内において形成されている。このこと
は結果として、ワイヤ４２のこの部分の制御されない横
方向の変位として生ずる。
単一のワイヤボンドループが使用されるか、或いは、隣
接するワイヤボンドが１０−２０倍のワイヤ直径または
それ以上の距離だけ離れているような状況のもとでは、
ボンディングワイヤのこの小さな横方向変位（！ａｔｅ
ｒａｌ　ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ）は殆んど゛目立た
ない。しかしながら、ワイヤ２２，２４．２６が非常に
近接した間隔で配置され、出来る限り殆んど完全に平行
で均等であることが意図される第１図に図示された型の
デバイスにおいては、ボンド（結合）されたワイヤの極
めて小さな横方向の変位でさえ非常に重要となる。例え
ば、高性能ＲＦ（無線周波）半導体デバイス或いは集積
回路においては、１．５ミルの金（Ａｕ）のボンディン
グワイヤが使用され、隣接するボンディングワイヤ間の
間隔２３Ｓ、２５Ｓ　（第１図を参照して下さい。）は
典型的に８ミルの程度もあり、従って、その様な場合に
は、オーバラップボンド（結合）　（ｏｖｅｒｌａｐｐ
ｉｎｇ　ｂｏｎｄｓ）がおき、最小のワイヤ対ワイヤ間
隔２７Ｓは４ミルと同程度に小さいこともある。この様
な状況のもとでは、ワイヤの非常に僅かな横方向（ｌａ
ｔｅｒａｌ）、または、側面方向（ｓｉｄｅｗａｙ）の
変位でさえも、極めて面倒なものとなる。従って、通常
の大部分のアセンブリ組立作業（動作）においては、高
密度集積回路応用においてさえ通常は無視されつるこれ
らの微小な変位が、非常に近接した間隔で平行なワイヤ
ボンドループが使用されなければならない非常に高性能
なＲＦ（無線周波）デバイスと組み合わされると非常に
重要な問題を引き起こすことになる。
非常に近接間隔に配置され、制御された寸法と方向を有
するワイヤボンドループを提供することに関連する上記
及び他の問題点は第６図乃至第７図に関連して図示され
る本発明の手段と方法によって克服されうるであろうと
いうことが見出された。
第６図は第３図のワイヤクランプ手段３３に類似のワイ
ヤクランプ手段５３の正面図を示すが、非常に拡大され
ている。第７図は第６図の装置の簡略化された右側面図
を示す。第６図乃至第７図は一緒に組み合わされて考慮
さるべきであるということが示唆されている。
クランプ５３のあご部分５７はクランプ３３のあご部分
３７に類似している。典型的には、クランプ５３の部分
５３Ｌはボンディング装置のフレーム３２に固定されて
いるが、一方で部分５３Ｒのほうは関節でつながれてお
り（ａｒｔｉｃｕｌａｔｅｄ）、ボンディングワイヤ４
２上において開いたり、また、閉じたりできるようにな
されている。あご５７Ｌ、５７Ｒの間のギャップ５８は
、ワイヤ４２の直径によって決定されるが、しかしこれ
は重要ではない。簡潔のために、第６図において、あご
５７Ｌと５７Ｒとの間のボンディングワイヤ４２の一般
的な配置は、第６図において４２で示される小さな円に
よって簡単に示されている。
本発明の好ましい実施例に従って、第６図の正面図にお
いて図示されるワイヤガイド６０は、スロット６３を通
るねじ６２によって、クランプ５３の固定された部分５
３Ｌに取り付けられているが、いかなる便利な取付け（
実装）装置構成もまた使用可能である。ガイド６０は固
定されたクランプ部分５３Ｌからクランプあご５７Ｌと
５７Ｒとの間のギャップ５８方向に向って延長する中心
部分６４を有する。
ガイド手段６０はボンディングワイヤ４２の直径より僅
かに大きい幅７０のスロット６８を含む端の部分（ｅｎ
ｄ　ｐｏｒｔｉｏｎ）６６を有し、ボンディングワイヤ
は第６図の４２として示される小円によって表示されて
いる。ガイド６０の端の部分６６は最小のワイヤ対ワイ
ヤ間隔よりも小さい端子の幅（ｔｅｒｍｉｎａｌ　ｗｉ
ｄｔｈ）６７を持っている。
スロット６８は深さ７２を有することが望ましい。スロ
ット６８はボンディングパッド１８に対面するその端（
子の部分）６６において開かれた面とりをされた（ｏｐ
ｅｎ　ｃｈａｍｆｅｒｅｄ）領域（丸溝を彫られた領域
）７４を有することが望ましい。ワイヤガイド手段６０
の端（の部分）６６はボンディングウェッジ４０に向か
う方向にクランプあごから角度７６だけ曲げられている
ことが望ましい。
ボンディングワイヤ４２、クランプ手段５３及びワイヤ
ガイド手段６０の相対的な方向は、第７図を考慮すれば
最も良く理解されるであろう。ボンディングウェッジ４
０、クランプ手段５３、ガイド手段６０、及びボンディ
ング領域１８の間の相互関係は、第８図において模式的
に図示されている。ガイド６０の端部分６６はボンディ
ングワイヤ４２に略垂直であるように角度７６が選ばれ
ることが望ましい。
当業技術者は第６図乃至第８図及び上記説明を考慮すれ
ば、ボンディングワイヤ４２はボンディングの期間中に
ボンディングウェッジ４０の下側及びあご５７によって
クランプされるということを理解できるであろう。従っ
て、ワイヤ°４２内において平坦化された領域４５にお
いてボンディングワイヤ４２の押しつぶしくｃｒｕｓｈ
ｉｎｇ）が行なわれるときに、ボンディング期間中にリ
ッジ４７（ｒｉｄｇｅ）が発生しく第５図を参照）それ
によってボンディングウェッジ４０とあご５７との間に
延長するボンディングワイヤ４２の部分５０の長さ方向
において微小な増加が生じ、このワイヤの追加分の長さ
は第８図のワイヤ４２の部分５０Ｃにおいて誇張して図
示されるように、ボンディングワイヤ４２の部分５０に
おいて形成される、僅かの曲がり（ｂｅｎｄ）またはカ
ーブ（ｃｕｒｖｅ）によって吸収される。
ワイヤガイド手段６０の動作はスロット６８の面内に存
在するワイヤ曲りを有するワイヤ４２の部分５０Ｃの動
きを制限することである。スロットはボンディングパッ
ド１８に対して実質的に垂直である。従って、ボンディ
ングワイヤ４２の部分５０の長さ方向の延長、及び、そ
のためのワイヤ４２の部分５０Ｃにおけるカーブまたは
曲がりの量が、接近した間隔のワイヤボンドのアレイ内
におけるボンド（結合）からボンド（結合）に対して変
動するとしても、その変動分は第２図のループ高さ２３
Ｈ，２５Ｈの小さな変動分によって収容（適合）される
ものである。ループの高さは典型的には、横方向のワイ
ヤ対ワイヤ間隔よりも１桁から２桁も大きい量であるこ
とから、この変化分はほとんど悪い影響を与えない。従
って、本発明はワイヤボンドループにおけるいかなる変
動分も電気的特性に対して最小の影響しかもたない方向
において生ずるように限定する。
ボンディングパッドの面に対して垂直な面内にあるワイ
ヤの動きを抑制するための本発明のワイヤガイドの好ま
しい実施例を用いて実行されたテストは、ワイヤボンド
ループの位置または形状における、より大きな変動分が
回路上に有害な影響を与えることなしに許容（適合）で
きることから、ワイヤホンダの調整に要する時間量が非
常に低減化されることを示している。更に、数多くのデ
バイス及び回路において多隣接ワイヤボンドの均等間隔
に対して手動（マニュアル）で直線化しかつ整合化する
ことがしばしば必要であったのに対して、本方法ではも
はや、垂直ループ高さに非常に僅かな変化が生じたとし
てもワイヤの横方向の間隔は今や完全に均等であること
から、その必要はない。従って、その結果として得られ
る集積回路またはＲＦ（無線周波）トランジスタまたは
モジュールは、単により一貫した電気的特性を有するば
かりではなく、製作費も安価である。これらの結果は非
常に望ましいことである。
−母御 多ワイヤ（ｍｕｌｔｉｐｌｅ　ｗｉｒｅ）ボンド（マル
チワイヤ結合）は、アルミニウムのメタライズボンディ
ングパッド及びセラミック基板上に金の金属領域を持つ
半導体チップを含む、ＲＦモジュールの中のデバイスを
ボンド（結合）するために１．５ミルの金のワイ、ヤを
用い製作された。ペンシルベニア州フィラデルフィアの
キューリツク　アンド　ゾッファ社製のに＆５１４７０
Ｕ／Ｓ型ワイヤポンダが使用された。ここに記載された
ワイヤガイドの設備以外にはワイヤボンダは通常の動作
に対して設定されていた。ウェッジの重さは、５０グラ
ムが標準であるが４０−１００グラムの範囲内に設定さ
れていた。ボンディングウェッジとボンディングパッド
との間に金のワイヤを捕獲した後で、ボンド（結合）形
成のために超音波トランスデユーサを起動する前に、２
０ミリ秒の遅延が許容されていた。２０−８０ミリ秒、
より便宜的には３０−６０ミリ秒及び典型的には４０ミ
リ秒の程度の超音波トランスデユーサのこすり時間（ｓ
ｃｒｕｂｔｉｍｅ）が使用された。高速写真が、ボンデ
ィングの期間中のボンディングウェッジとクランプとの
間に配置されたワイヤ部分（ｗｉｒｅ　ｓｅｇｍｅｎｔ
）の動きを調査するために使用された。クランプとウェ
ッジとの間のワイヤのヒール部分（ｈｅｅｌ　ｐｏｒｔ
ｉｏｎ）がボンディングの期間中に歪み、よじられる（
ｄｉｓｔ。
ｒｔｅｄ）のが観測された。
ボンディングに続いてクランプははなされ（リリースさ
れ）、ワイヤがボンディングウェッジの先端（ｔｉｐ）
を通り望ましいループの形状を形成するために繰り出さ
れている間、ボンディングウェッジは望ましいワイヤル
ープの方向に引き込まれる。ボンディングウェッジはそ
こで、第２のボンディングパッド、即ち、ボンディング
位置上において、ボンディングウェッジとボンディング
パッドとの間にワイヤを捕獲された状態で到着して休む
（ｃｏｍｅｓ　ｔｏ　ｒｅｓｔ　ｏｎ）。望ましいボン
ディング重量、遅延及び超音波トランスデユーサの持続
期間はそこで、第２のボンド（結合）形成のために再び
加えられる。さらにボンド（結合）が同じ連続したワイ
ヤで望まれない場合には、ウェッジはボンディングパッ
ドに対してワイヤのボンドされた部分を捕獲されたまま
に保ち続けながら、クランプはワイヤを破断するために
僅かに引き込まれる（ｒｅｔｒａｃｔｅｄ）。何故なら
ばボンディングワイヤは、ボンド（結合）に直接隣接し
た所が最も弱く、実質的にその点で破断するからである
。
多平行ワイヤボンド（結合）がつくられている場合には
、ボンディングウェッジはそこで、次のボンディング位
置、典型的には第】のボンディング位置から僅かに離れ
た場所に、再び位置され、第３のボンドを形成するため
にボンディング手順が繰り返され、第４のボンディング
位置に到着するまで第１ボンドに平行にさらにワイヤが
繰り出され、また第４ボンドが完成される。このような
事柄の連続性は多ボンディングワイヤが要求される多く
の回数繰り返される。本発明のワイヤガイドを用いて作
られるワイヤボンドループは、間隔及び平行度の均一性
において実質的に優れている。また、ボンディング工具
ツールの整合化、または、誤って整合されたワイヤルー
プを直線化することに対して、従来技術のガイドで達成
されたものよりも、非常に少ない時間しか必要としない
。
このように本発明は記載されてきたが、当業技術者には
発明された方法及び構造は半導体デバイス、集積回路及
び電子回路アセンブリ、特に多（の非常に均一な、近接
間隔のワイヤを必要とするものの上におけるワイヤボン
ディングに対して改良を提供することは明らかである。
さらに、その結果としてのワイヤボンドループの形状及
び配置は工具（ツール）　（ｔｏｏｌ）の特別な調整条
件に対して全く敏感ではない。
本発明は特定的なボンディングパッド材料に対するボン
ディングの特定的なワイヤ材料に関連して記載されてい
るが、当業技術者にはここの記載にもとづき、本発明の
方法及び構造は幅広い種類のボンディング状況に対して
適用されるということが理解できるであろう。更に、本
発明のガイド手段はワイヤが垂直には動くがしかし水平
には動かないようなスロット型の配置構成を持つように
最も便宜的に図示されているが、当業技術者には本発明
の記載にもとづき、それらがある特定の面に対するワイ
ヤの動きを抑制し、しかもそれに対する横断方向のワイ
ヤの動きを妨げるならば、他の装置構成もまた使用可能
であるということがわかるであろう。
従って、ここに開示された内容にもとづき当業技術者に
考えられるような全ての変更及び等価の同等の修正等は
、前記特許請求の範囲展望と精神の内に含まれるという
ことが意図されている。
【図面の簡単な説明】
第１図は多数の近接間隔の均一ワイヤボンドループを利
用する電子的アセンブリ（組立）の簡略化された平面図
であり、 第２図は第１図のアセンブリの簡略化された右側面図で
あり、 第３図はワイヤボンドとそれらの間のループとを製作す
るために使用されるボンディング装置の極めて簡略化さ
れた図面であり、 第４図はボンディングが実行されている第３図の一部分
の非常に拡大された部分的に切断された断面図であり、 第５図は電子的アセンブリ（組立）の一部分上のワイヤ
ボンドの極めて簡略化された平面図であり、 第６図は通常のワイヤクランプ手段に対しその接続関係
を図示する、本発明に従うワイヤガイド手段の正面図で
あり、また 第７図はボンディングワイヤに対するその接続関係を図
示する、第６図のワイヤガイド手段とクランプ手段との
側面図である。 第８図はボンディングワイヤの一部分の曲がり（ｂｅｎ
ｄｉｎｇ）を図示するボンディングウェッジ４０とボン
ディング領域１８を図示するとともに、第６図のワイヤ
ガイド手段とクランプ手段とを図示する側面図である。 ＩＯ・・・電子的（回路）アセンブリ（組立）の一部分
、１２・・・基板、１４．１６，１８．２０・・・ボン
ディング領域、２２、２４．２６．４２・・・ボンディ
ングワイヤ、２３１＋、２５Ｈ・・・ボンディングワイ
ヤループの高さ、２３Ｓ、２５Ｓ。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）ワイヤをボンディングパッドに取り付ける装置で
    あって、 ワイヤをボンディングパッドに結合するボンディング手
    段と、 ワイヤの縦方向の移動を一時的に拘束する解放可能なク
    ランプ手段と、及び ワイヤが縦方向でボンディングパッドに対して垂直方向
    に移動することを可能とし、しかもワイヤが実質的に他
    の横断する方向に移動することを防止するボンディング
    手段とクランプ手段との間に配置されたガイド手段とか
    ら構成されることを特徴とするボンディング装置。
  2. （２）ガイド手段はボンディング中にワイヤの横方向の
    移動を抑制する一方でワイヤの垂直方向の移動を可能に
    する方向に一般的に向けられているワイヤガイドスロッ
    トから構成されることを特徴とする請求項１記載のボン
    ディング装置。
  3. （３）細いワイヤを第１の所定の面内に配置されたボン
    ディングパッドへ取り付ける方法であって、ボンディン
    グパッドに対してワイヤを圧着するボンディング手段と
    、ボンディング手段に接近した位置においてワイヤの縦
    方向の移動を一時的に停止させるクランプ手段と、及び
    ボンディング手段とクランプ手段との間に配置されワイ
    ヤの移動を制限するガイド手段とを具え、 ボンディング手段をボンディングパッド上にそれらの間
    にワイヤが捕獲されるように配置し、かつクランプ手段
    をワイヤ上に接近して配置し、ワイヤをボンデイングパ
    ツドヘボンデイングし、一方でボンディング手段とクラ
    ンプ手段との間のワイヤは第１の面に対して垂直な第２
    の面内においてガイド手段内を移動させ、他方第２の面
    に対して実質的に横断する方向におけるワイヤの移動を
    抑制することを特徴とするボンディング方法。
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