JPH04157791A - ワイヤボンディング装置 - Google Patents

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］ 基板上のパッドにワイヤを接続する基板配線作業に使用
されるワイヤボンディング装置に関し、ボンディングに
よってパッドと配線パターンの機械的強度が低下するこ
との無いワイヤボンディング装置の提供を目的とし、 ワイヤが接続されるパッドの周囲を押圧する押圧ツール
と、前記パッド上に位置決めされた前記ワイヤに当接し
てこれを加熱するボンディングツールと、これら押圧ツ
ールとボンディングツールの動作を逐次制御するシーケ
ンス制御部と、によって構成する。

〔産業上の利用分野］ 本発明は、表面にポリイミド等の樹脂をコーティングし
、その上にバッドと配線パターンを形成した基板（配線
基板）に適したワイヤポンディング装置に関する。

〔従来の技術〕

第４図は従来のワイヤボンディング装置の構造とその動
作を説明するための要部斜視図である。

第４図に示すように、従来のワイヤボンディング装置４
０は、保持部４６によって矢印Ｒ−Ｒ”方向に回転可能
に保持された本体部４５と、当該本体部４５に内蔵され
た界降機構によって上下方向（矢印Ｕ−Ｄ方向）に移動
可能に構成されたポンディングツール１０とを装備して
いる。このワイヤボンディング装置４０は、基板１のバ
ッド３上に位置決めされたワイヤ５をボンディングツー
ル１０によって加熱してパッド３上に半田めっきの形で
配置されている半田（図示せず）を溶融させ、この半田
によって当該ワイヤ５をバッド３にポンディングする。

なお、前記ワイヤ５を所定のパッド３上に誘導するワイ
ヤの誘導操作は図示しないワイヤ誘導機構によって行わ
れる。図中、４はバッド３に接続される配線パターンを
示す。

〔発明が解決しようとする課題〕

第５図は上記従来のワイヤボンディング装置４０による
ポンディング結果を示す模式的要部側断面図である。

第５図で明らかなように、この基板１は、表面にポリイ
ミド等より成る樹脂層２を形成し、その上にバッド３と
配線パターン４を形成した基板構成になっている。この
ため、ボンディングツール１０によってバッド３が押圧
され、かつ加熱されると、当該ポンディングツール１０
の押圧力と熱によってバッド３が下方へ押し下げられ、
その周囲に樹脂層２による突起部Ｐが形成される。この
突起部Ｐは、熱によって樹脂層２が半溶融状態となるこ
とによって起こる現象であるが、ポンディングが完了し
た後もこの突起部Ｐは復元されることなく永久に残るこ
とになる。このため、バッド３と配線パターン４の機械
的強度が弱くなり、極端な場合にはバッド３や配線パタ
ーン４が樹脂層２から剥離するケースも出てくる。

本発明はこの問題を解決するためになされたもので、ポ
ンディング時に前記突起部Ｐが発生しないワイヤボンデ
ィング装置の提供を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によるワイヤボンディング装置２０は、第１図に
示すように、ワイヤ５が接続されるバッド３の周囲を押
圧する押圧ツール１１と、前記バッド（３）上に位置決
めされたワイヤ５に当接してこれを加熱するボンディン
グツール１０と、これら押圧ツール１１とボンディング
ツール１０の動作を逐次制御するシーケンス制御部１５
とを装備している。

〔作　用〕

このワイヤボンディング装置２０は、ワイヤ５が接続さ
れるバッド３の周囲を押圧する押圧ツール１１を備えて
いることから、ボンディングツール１０の熱によってバ
ッド３周囲の樹脂層２に突起部Ｐが生じる現象は的確に
回避される。

〔実　施　例〕

以下実施例図に基づいて本発明の詳細な説明する。

第１図（ａ）と（ｂ）は本発明の一実施例を示す図であ
って、（ａ）は全体構成を示す要部斜視図、（ロ）はポ
ンディング時における主要構成部材の位置関係を示す模
式的要部平面図、第２図（ａ）と（ｂ）と（Ｃ）は本発
明によるワイヤボンディング装置の動作を説明するため
の模式的要部側断面図、第３図（ａ）と（ｂ）は押圧ツ
ールの一構造例を示す要部斜視図であるが、前記第４図
、第５図と同一部分にはそれぞれ同一符号を付している
。

第１図（ａ）と（ｂ）に示すように、本発明によるワイ
ヤボンディング装置２０は、保持部１８によって矢印Ｒ
−Ｒ’方向に回転可能に保持された本体部１９と、本体
部１９に内蔵された具陳機構によって上下方向（矢印Ｕ
−Ｄ方向）に移動し、ボンディングを行う時はワイヤ５
が接続されるバッド３の周囲を押圧する押圧ツール１１
と、該押圧ツール１１と同様に本体部１９に内蔵された
昇降機構によって上下方向（矢印Ｕ−Ｄ方向）に移動し
、ボンディングを行う時は前記バッド（３）上に位置決
めされたワイヤ５に当接してこれを加熱するボンディン
グツール１０と、これら押圧ツール１１とボンディング
・クール１０の動作を逐次制御するシーケンス制御部１
５を装備している。図中、１２は押圧ツール１１を昇降
可能に支持する支持アーム、ｌｌａは前記押圧ツール１
１の下端部分（基板１と対向する部分）に互いに対とな
る形で設けられたワイヤガイド部、ｌｌｂは押圧ツール
１１の下端部分に形成されたパターン回避溝であるが、
これらワイヤガイド部１１ａとパターン回避溝１１ｂの
詳細については後述する。なお、この押圧ツール１１の
断面形状は中空型の六角形状になっているが、これはバ
ッド３の形状に対応させたもので、この押圧ツール１１
の断面形状については特定しない。

これら押圧ツール１１とボンディングツール１０とバッ
ド３および配線パターン４の位置関係は、第１図（ｂ）
に示す通りである。即ちバッド３の外周端と押圧ツール
１１の内周面間には所定の間隔Δが設けられ、配線パタ
ーン４と押圧ツール１１間にもこのΔとほぼ同等の間隔
が設けである。これはワイヤ５のボンディング中にボン
ディングツール１０からの熱が押圧ツール１１に伝わる
のを避けるためである。なお、上記説明は、押圧ツール
１１を熱伝導性材料を用いて製作した場合であるが、押
圧ツール１１の細部構造については後述する。

以下第２図（ａ）と（ｂ）と（Ｃ）を用いてこのワイヤ
ボンディング装置の動作を説明する。

（１）、ボンディング開始前〔第２図（ａ）参照〕この
時の押圧ツール１１はシーケンス制御部１５からの信号
によってバッド３の上方位置に位置決めされ、ワイヤ５
は図示しない誘導装置によってバッド３の上方位置に位
置決めされている。

（２）、ボンディング第１工程〔第２図（ハ）参照］シ
ーケンス制御部１５からの信号によって押圧フール１１
が矢印り方向に下降してきてワイヤ５をワイヤガイド部
１１ａで保持する。この操作によってワイヤ５はバッド
３の中心に位置決めされ、同時に押圧ツール１１の下端
部分と基板１の樹脂層２が当接状態になる。この時、バ
ッド３の外周端と押圧ツール１１の内周面間には所定の
間隔Δが確保される。

（３）、ボンディング第２工程〔第２図（Ｃ）参照〕シ
ーケンス制御部１５からの信号によってボンディングツ
ール１０が下降してきてバッド３上に位置決めされたワ
イヤ５を押圧してこれを加熱する。

これによってバッド３上の図示しない半田めっきが溶融
し、ワイヤ５はバッド３に半田付は実装される。なお、
この操作によってバッド３が加熱され、それによって樹
脂層２の温度も上昇するが、当該樹脂層２は押圧ツール
１１によって表面を押圧されているので第５図に示すよ
うな突起部Ｐは発生しない。

（４）、ボンディング第３工程 ボンディングが終了すると、シーケンス制御部１５から
の信号によって先ずボンディングツール１０がワイヤ５
から離れ、次いで押圧ツール１１が樹脂層２から離れて
それぞれ待機位置に復帰する。

次は第３図（ａ）と（ロ）を用いて押圧クールの細部構
造について説明する。なお、第３図（ａ）は押圧ツール
を熱伝導性材料を用いて製作した例であり、第３図（ｂ
）は押圧ツールを断熱材料を用いて製作した例である。

先ず第３図（ａ）の例から説明する。支持アーム１２に
よって保持されたこの押圧ツールＩＩＡは、熱伝導性が
良好な材料１例えば銅合金等を用いて製作されている。

この押圧ツールＩＩＡは、基板１と対向する端面部分に
、互いに対となる形でワイヤガイド部１１ａを装備する
と共に、配線パターン４を跨ぐパターン回避溝１１ｂを
装備している。このワイヤガイド部１１ａはワイヤ５を
バッド３上に位置決めするために設けられるものである
ことから、その横幅Ｗはワイヤ５が遊嵌状態で係入する
寸法に設定され、その高さＨはパッド３上に位置決めさ
れたワイヤ５に接触しない寸法に設定される。

なお、パターン回避溝１１ｂの横幅Ｗ、は、配線パター
ン４に接触しない範囲内でなるべく狭い寸法に設定され
る。この押圧ツールＩＩＡは熱伝導性に優れた材料を用
いて製作されていることから、樹脂層２を冷却して当該
樹脂層２の溶融を防止する効果がある。

次に押圧ツールを断熱材料を用いて製作した場合である
が、第３図（ハ）に示すこの押圧ツールＩＩＢは、断熱
材料２例えば合成樹脂材等を用いて製作されている。こ
の押圧ツール１１Ｂは、前記押圧ツールＩＩＡと同様に
ワイヤガイド部１１ａを装備しているが、配線パターン
４からの熱伝導を考慮する必要が無いのでパターン回避
溝１１ｂを備えていない、この押圧ツールＩＩＢは、パ
ターン回避溝１１ｂを設ける必要が無いので、パッド３
のほぼ全周を押圧する形となり、突起部Ｐが生じ難い。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によるワイヤボ
ンディング装置は、パッドの周囲を予め押さえ込んだ状
態でボンディングを行う構成になりでいることから、パ
ッドの周囲に突起部が発生してパッドと配線パターンの
機械的強度が低下する現象が回避され、信転性の高い基
板配線を実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）とｂ）は本発明の一実施例を示す要部斜視
図と模式的要部平面図、 第２図（ａ）と（ｂ）と（Ｃ）は本発明によるワイヤボ
ンディング装置の動作を説明するための模式的要部側断
面図、 第３図（ａ）と（ト））は押圧クールの一構造例を示す
要部斜視図、 第４図は従来のワイヤボンディング装置の構造とその動
作を説明するための要部斜視図、第５図は上記従来のワ
イヤボンディング装置４゜によるボンディング結果を示
す模式的要部側断面図である。 図において、１は基板、２は樹脂層、３はパッド、４は
配線パターン、５はワイヤ、１０はボンディングツール
、１１は押圧ツール、１１ａはワイヤガイド部、ｌｌｂ
はパターン回避溝、１２は支持アーム、１５はシーケン
ス制御部、１８と４６は保持部、１９と４５は本体部、
Ｐは突起部、をそれぞれ示す。 １１’ｂ　ｔｅターン回Δ畏１（ 揶Ｚ　凶

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．基板（１）上のパッド（３）にワイヤ（５）を接続
   する基板配線作業に使用されるワイヤボンディング装置
   であって、 前記ワイヤ（５）が接続される前記パッド（３）の周囲
   を押圧する押圧ツール（１１）と、 前記パッド（３）上に位置決めされたワイヤ（５）に当
   接してこれを加熱するボンディングツール（１０）と、 これら押圧ツール（１１）とボンディングツール（１０
   ）の動作を逐次制御するシーケンス制御部（１５）と、 を具備してなることを特徴とするワイヤボンディング装
   置。
2. ２．前記押圧ツール（１１）を熱伝導性材料を用いて製
   作したことを特徴とする請求項１記載のワイヤボンディ
   ング装置。
3. ３．前記押圧ツール（１１）を断熱性材料を用いて製作
   したことを特徴とする請求項１記載のワイヤボンディン
   グ装置。