JPH04109638A - ワイヤボンディング法及びその方法に使用する装置 - Google Patents

ワイヤボンディング法及びその方法に使用する装置

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JPH04109638A
JPH04109638A JP2227745A JP22774590A JPH04109638A JP H04109638 A JPH04109638 A JP H04109638A JP 2227745 A JP2227745 A JP 2227745A JP 22774590 A JP22774590 A JP 22774590A JP H04109638 A JPH04109638 A JP H04109638A
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synthetic resin
laser light
bonding
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Masateru Koide
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Fujitsu Ltd
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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】 〔概　要〕 ワイヤボンディング法及びその方法に使用する装置乙こ
関し、 ワイヤホンディングの品質１生産性及び信顧性の向上を
回ることを目的とし、 合成樹脂膜で被覆したワイヤにレーザ光を照射して合成
樹脂膜を予め部分的に除去し、その後、ツールでワイヤ
の露出した芯線部分をボンディングするワイヤボンディ
ング法において、上記合成樹脂膜で被覆したワイヤに紫
外線頷域のレーザ光を照射して合成樹脂膜を部分的に除
去する。また、その後、ワイヤの露出した芯線部分に赤
外線領域又は近赤外線領域のレーザ光を照射してボンデ
ィングを行うように構成した。
また、合成樹脂膜で被覆したワイヤにレーザ光を照射し
て合成樹脂膜を予め部分的に除去し、その後、ツールで
ワイヤの露出した芯線部分をボンディングするワイヤボ
ンディング法において、上記ワイヤの搬送路にワイヤ貫
通孔を有する凹面鏡を配設し、その凹面鏡でレーザ光を
集光させて搬送ワイヤに照射するように構成した。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体装置のパッドとリード間、又はパッド
間をワイヤで接続するワイヤボンディング法及びその方
法に使用する装置に関する。
一般に、半導体装置のパッドとリード間、又はパッド間
をワイヤで接続するが、近年の半導体装置の高密度配線
に伴い、ワイヤのショートや腐食を避けるために芯線の
外周面を合成樹脂膜で被覆したワイヤが使われている。
［従来の技術〕 従来、合成樹脂膜で被覆したワイヤによるワイヤボンデ
ィング法は、最初にＣＯ□レーザ光を搬送ワイヤに照射
して合成樹脂膜を除去し、その後露出した芯線部分をツ
ールを用い超音波圧着等によるボンディングを行ってパ
ッドとリード間、又はパッド間をワイヤで接続していた
。
〔発明が解決しようとする課題〕
然し乍ら、上述のワイヤボンディング法は、搬送ワイヤ
に対し、ＣＯｚ　レーザ光を一方から照射するので、ワ
イヤの外周面に均一に照射できず、合成樹脂膜が完全に
除去されないことがある。また、ＣＯ２レーザ光は、熱
を伴うので、芯線部分に悪影響を与え、ボンディングす
る以前に半溶融部が注したり、合成樹脂膜の除去部分が
必要以上に長くなる場合がある。従って、ボンディング
が適切に行われず、ボンディングの品質、生産性及び信
軌性に欠け、高密度化に対応できるものではなかった。
本発明は斯かることに鑑みてなされたもので、ボンディ
ングの品質、生産性及び信転性の向上が図れるワイヤボ
ンディング法及びその方法に使用する装置を提供するこ
とを目的とするものである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、合成樹脂膜で被覆したワイヤに紫外線頷域の
レーザ光を照射して合成樹脂膜を予め部分的に除去する
。また、その後、ツールでワイヤの露出した芯線部分を
ボンディングするが、そ−・際に例えば、赤外線領域又
は近赤外線領域のレーザ光を照射してボンディングを行
うようにした。
また、ワイヤの搬送路にワイヤ貫通孔を有する凹面鏡を
配設し、その凹面鏡でレーザ光、例えば、紫外線頷域の
レーザ光を集光させて搬送ワイヤに照射して合成樹脂膜
を予め部分的に除去し、その後、ツールで露出した芯線
部分を熱を加えたボンディング等によりボンディングを
行うようにした。
〔作　用〕
紫外線頷域のレーザ光は、熱はなく、ワイヤの芯線部分
に悪影響を与えることなくワイヤの外周の合成樹脂膜の
分子を破壊し、合成樹脂膜のみを部分的に良好に除去す
ることができる。その後、赤外線領域又は近赤外線領域
のレーザ光をワイヤの露出した芯線部分に照射すれば、
その熱のあるレーザ光により露出した芯線部分が溶け、
良好なボンディングが行われる。
また、凹面鏡でレーザ光を集光させて搬送ワイヤに照射
すれば、レーザ光をワイヤの一方だけでなく、ワイヤ外
周面周囲を照射することができ、合成樹脂膜を部分的に
正確に除去できる。そして、その後のツールによるボン
ディングにより、正確且つ確実なボンディングが行われ
る。
〔実施例〕
以下、本発明を図面に基づき説明する。
第１回は、本発明のワイヤボンディング法の一実施例を
示したものである。
同図において、搬送されるワイヤ１は、例えば第３図に
示すように金線からなる芯線２の外周面をポリウレタン
等の熱昇華性の合成樹脂膜３で被覆したもので、その搬
送されるワイヤ１のワイヤ搬送路５の端には、ボンディ
ングを行うツール４が配設されている。ワイヤ１が搬送
されるワイヤ搬送路５の途中には、第２図に示すように
中央にワイヤ貫通孔６を有する凹面鏡７が配設されてい
る。また、ワイヤ搬送路５から隔離された位置に、波長
変換素子８を備えたレーザ光源（ＹＡＧレーザ光源）９
が配設されている。レーザ光源９の前部には、レーザ光
を凹面鏡７側又はツール４側に切換える切換反射鏡ＩＯ
が配置され、凹面鏡７上方には、レーザ光源９からのレ
ーザ光を凹面鏡７の凹面全体に分散するスプリッタ１１
が配置され、ツール４の近傍には、露出した芯線２部分
にレーザ光を反射して照射する反射鏡１２が配置されて
いる。
そして、最初にレーザ光源９から波長変換素子８を通し
て紫外線頷域のレーザ光、例えば、エキシマレーザ光を
凹面鏡７に導き、搬送されるワイヤＩに対し凹面鏡７で
集光したレーザ光をその外周面周囲に照射し、第２図に
示すように搬送ワイヤ１の外部の剥離したい合成樹脂膜
３部分のみを部分的に除去する。この操作により、ボン
ディングしようとする部分の外周の合成樹脂膜３が正確
に部分的に除去され、ボンディングしようとする芯線２
の部分が正確且つ確実に露出される。
その後、切換反射鏡１０をツール４側に切換えて、レー
ザ光源９から波長変換素子８を通さず直接に赤外線領域
又は近赤外線領域のレーザ光、この実施例の場合、ＹＡ
Ｇレーザ光を露出した芯線２部分に照射して部分的に加
熱溶融してツール４でボンディングを行う。
このボンディング法によれば、最初に搬送されるワイヤ
１に対して紫外線頷域のレーザ光が照射されるので、熱
はなく芯線１部分に何ら影響を与えることなく合成樹脂
膜３の分子を破壊して合成樹脂膜３のみを部分的に良好
に除去できる。その際、凹面鏡７でレーザ光を集光させ
て紫外線頷域のレーザ光を合成樹脂膜３で被覆されたワ
イヤ１の外周面周囲に対して照射が行われるので、ボン
ディングしようとする部分の合成樹脂膜３のみが正確に
除去され、芯線２が露出する。
そして、その後、露出した芯線２に赤外線領域又は近赤
外線領域のレーザ光が照射されるので、その露出した芯
線２部分がその熱により熔け、ツール４による熱圧着等
を加えたボンディングより、正確且つ確実なボンディン
グが行われる。
第４図は、本発明の他の実施例を示したものである。
この実施例は、２つのレーザ光源を設け、各レーザ光源
からレーザ光を発するようにした例である。つまり、紫
外線頷域のレーザ光を照射する、例えばエキシマレーザ
光源１３と、赤外線領域又は近赤外線領域のレーザ光を
照射する、例えばＹＡＧレーザ光源１４を配設して最初
に搬送されるワイヤｌに対してエキシマレーザ光源１３
からエキシマレーザ光を照射して搬送ワイヤ１の外部の
剥離したい合成樹脂膜３部分のみを部分的に除去し、そ
の後ツール４でボンディングする際に、ワイヤ１の露出
した芯線２の部分に対し、ＹＡＧレーザ光源１４からＹ
ＡＧレーザ光を照射してその露出した芯線２の部分を熱
により溶融してボンディングを行うようにした。この場
合も、ワイヤ搬送路５の途中にワイヤ貫通孔６を有する
凹面鏡７を設けて、レーザ光を凹面鏡７で集光させてワ
イヤ１の外周面周囲に照射して合成樹脂膜３を除去する
ので、ボンディングしようとする芯線２の部分のみが正
確に露出する。
かかる実施例の場合も、ワイヤ１の外周面周囲の合成樹
脂膜３が部分的に良好に除去され、その後のＹＡＧレー
ザ光を照射によるボンディングにより正確且つ確実なボ
ンディングが行われる。尚、前記実施例の反射鏡に代え
てプリズム１６を用いている。
第５図は、本発明の更に他の実施例を示したものである
。
この実施例は、１つのレーザ光源により、エキシマレー
ザ光とＹＡＧレーザ光を発せるようにした例である。つ
まり、自由電子レーザからなるレーザ光源１５を配置し
ておいて、被覆除去の隙にレーザ光ａ１５からエキシマ
レーザ光を搬送ワイヤ１に照射して剥離したい合成樹脂
膜３部分のみを部分的に除去し、その後のボンディング
の際にレーザ光源１５からＹＡＧレーザ光をワイヤ１の
露出した芯線２の部分に照射してボンディングを行うよ
うにした。この実施例の場合も、反射鏡の代えてプリズ
ム１６．１７を用いた。
かかる実施例の場合（第１の実施例も同様であるが）、
１台のレーザ光源により合成樹脂膜３の除去とボンディ
ングに寄与するので、装置の消費電力や専用スペースを
小さくすることができ、作業効率もよくなる。勿論、前
記実施例と同様にワイヤ１の外周面周囲の合成樹脂膜３
が部分的に良好に除去され、その後のＹＡＧレーザ光を
照射によるボンディングにより正確且つ確実なボンディ
ングが行われる。
尚、前記実施例おいて、合成樹脂膜の除去精度をそれほ
ど必要のないものにおいては、レーザ光源から発せられ
るレーザ光を凹面鏡を通さずに直接搬送ワイヤに一方向
から照射するようにしてもよい。また、ツールによるボ
ンディングする際も、赤外線領域又は近赤外線領域のレ
ーザ光を照射して行うボンディングが好ましいが、必要
によっては、他のポンディング法により行うことも、可
能である。
〔発明の効果〕
以上述べた如く本発明は、合成樹脂膜で被覆したワイヤ
に紫外線頷域のレーザ光を照射して合成樹脂膜を予め部
分的に除去し、その後、ワイヤの露出した芯線部分に赤
外ｇ領域又は近赤外線領域のレーザ光を照射してボンデ
ィングを行うようにし、またワイヤの搬送路にワイヤ貫
通孔を有する凹面鏡を配設し、その凹面鏡でレーザ光を
集光させて搬送ワイヤに照射するようにしたことで、ワ
イヤポンディングが適切に行われ、ワイヤボンディング
の品質、生産性及び信頼性が向上し、そして高密度化に
対応できるものとなる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例を示す図、 第２図は本発明の一実施例の要部拡大断面図、第３図は
ワイヤの拡大断面図、 第４図は本発明の他の実施例を示す図、第５図は本発明
の更に他の実施例を示す図である。 図において、 １はワイヤ、 ２は芯線、 ３は合成樹脂膜、 ４はツール、 ５はワイヤ搬送路、 ６はワイヤ貫通孔、 ７は凹面鏡、 ９．１３．１４．．１５はレーザ光源、１１はスプリン
タである。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）合成樹脂膜（３）で被覆したワイヤ（１）にレー
    ザ光を照射して合成樹脂膜（３）を予め部分的に除去し
    、その後、ツール（４）でワイヤ（１）の露出した芯線
    （２）部分をボンディングするワイヤボンディング法に
    おいて、上記合成樹脂膜（３）で被覆したワイヤ（１）
    に紫外線領域のレーザ光を照射して合成樹脂膜（３）を
    部分的に除去することを特徴とするワイヤボンディング
    法。
  2. （２）合成樹脂膜（３）で被覆したワイヤ（１）にレー
    ザ光を照射して合成樹脂膜（３）を予め部分的に除去し
    、その後、ツール（４）でワイヤ（１）の露出した芯線
    （２）部分をボンディングするワイヤボンディング法に
    おいて、上記合成樹脂膜（３）で被覆したワイヤ（１）
    に紫外線領域のレーザ光を照射して合成樹脂膜（３）を
    部分的に除去し、その後、ワイヤ（１）の露出した芯線
    （２）部分に赤外線領域又は近赤外線領域のレーザ光を
    照射してボンディングを行うことを特徴とするワイヤボ
    ンディング法。
  3. （３）合成樹脂膜（３）で被覆したワイヤ（１）にレー
    ザ光を照射して合成樹脂膜（３）を予め部分的に除去し
    、その後、ツール（４）でワイヤの露出した芯線（２）
    部分をボンディングするワイヤボンディング法において
    、上記ワイヤ（１）の搬送路（５）にワイヤ貫通孔（６
    ）を有する凹面鏡（７）を配設し、その凹面鏡（７）で
    レーザ光を集光させて搬送ワイヤ（１）に照射すること
    を特徴とするワイヤボンディング法。
  4. （４）合成樹脂膜（３）で被覆したワイヤ（１）にレー
    ザ光を照射して合成樹脂膜（３）を予め部分的に除去し
    、その後、ツール（４）でワイヤの露出した芯線（２）
    部分をボンディングするワイヤボンディング法に使用す
    る装置において、上記ワイヤ（１）のワイヤ搬送路（５
    ）に、レーザ光を集光させるワイヤ貫通孔（６）を有す
    る凹面鏡（７）を設け、その凹面鏡（７）の上方にレー
    ザ光源（９，１３，１５）からのレーザ光を前記凹面鏡
    （７）の凹面全体に分散するスプリッタ（１１）を配置
    したことを特徴とするワイヤボンディング法に使用する
    装置。
  5. （５）合成樹脂膜（３）で被覆したワイヤ（１）にレー
    ザ光を照射して合成樹脂膜（３）を予め部分的に除去し
    、その後、ツール（４）でワイヤの露出した芯線（２）
    部分をボンディングするワイヤボンディング法に使用す
    る装置において、上記ワイヤ（１）のワイヤ搬送路（５
    ）から隔離して紫外線頷域のレーザ光と赤外線領域又は
    近赤外線領域のレーザ光を発するレーザ光源（９，１３
    ，１４，１５）を配設したことを特徴とするワイヤボン
    ディング法に使用する装置。
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