JPH04278552A - 超音波ワイヤボンディング方法 - Google Patents
超音波ワイヤボンディング方法Info
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電極とワイヤを超音波
振動でボンディングする超音波ワイヤボンディング方法
に係り、特に安定した複合振動を容易に形成することが
できる超音波ワイヤボンディング方法に関する。
振動でボンディングする超音波ワイヤボンディング方法
に係り、特に安定した複合振動を容易に形成することが
できる超音波ワイヤボンディング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】超音波溶接は、同種または異種金属材料
等の接合が、略冷間で、また接合部が溶接境界面近傍に
限定した状態で行われ、溶接強度、疲労強度も大である
等優れた溶接特性を有しており、現在広い分野で適用さ
れている。特に、細線の超音波溶接は超音波ワイヤボン
ディングと通称されており、集積回路、トランジスタ、
電子部品の導線、端子の接合に極めて多く使用されてい
る。
等の接合が、略冷間で、また接合部が溶接境界面近傍に
限定した状態で行われ、溶接強度、疲労強度も大である
等優れた溶接特性を有しており、現在広い分野で適用さ
れている。特に、細線の超音波溶接は超音波ワイヤボン
ディングと通称されており、集積回路、トランジスタ、
電子部品の導線、端子の接合に極めて多く使用されてい
る。
【０００３】しかしながら、現在使用されている超音波
ワイヤボンディング装置は、単一の超音波振動系を用い
ており、溶接チップの振動方向と細線の長さ方向が一致
した場合に溶接強度が最大となり、溶接チップの振動方
向が細線の長さ方向のみで接合を良好に行うことができ
るが、振動方向が細線と直交した場合には溶接が極めて
困難になる溶接の方向性を有しており、また溶接特性も
改善の余地が大であるという問題を有している。
ワイヤボンディング装置は、単一の超音波振動系を用い
ており、溶接チップの振動方向と細線の長さ方向が一致
した場合に溶接強度が最大となり、溶接チップの振動方
向が細線の長さ方向のみで接合を良好に行うことができ
るが、振動方向が細線と直交した場合には溶接が極めて
困難になる溶接の方向性を有しており、また溶接特性も
改善の余地が大であるという問題を有している。
【０００４】この問題を解決するにはウエッジに２つの
振動系を各々他方の振動のノードとなる個所に取り付け
て複合振動を形成すればよいことが知られており、これ
については「複合振動溶接チップを用いた超音波ワイヤ
ーボンディング」辻野次郎丸他（神奈川大学）、電子情
報通信学会技術研究報告書，ＶＳ８７−６７，Ｐ２５〜
Ｐ３２で報告されている。
振動系を各々他方の振動のノードとなる個所に取り付け
て複合振動を形成すればよいことが知られており、これ
については「複合振動溶接チップを用いた超音波ワイヤ
ーボンディング」辻野次郎丸他（神奈川大学）、電子情
報通信学会技術研究報告書，ＶＳ８７−６７，Ｐ２５〜
Ｐ３２で報告されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記した複合振動溶接
チップによる従来の超音波ワイヤボンディング方法は、
単一振動系を用いた超音波ワイヤボンディング方法の場
合よりも接合の方向性をなくして直交した方向での接合
も良好にすることができ、接合強度を大きくすることが
できるという利点があるが、２つの振動系をウエッジに
取り付けて複合振動を形成しているため、その振動系を
各々他方の振動のノードの位置に取り付けねばならず、
そのノード位置が周波数によって限定されてしまい、任
意の組み合わせに対応し難く調整が困難であった。この
ため、安定した複合振動を形成するのが困難であるとい
う問題があった。
チップによる従来の超音波ワイヤボンディング方法は、
単一振動系を用いた超音波ワイヤボンディング方法の場
合よりも接合の方向性をなくして直交した方向での接合
も良好にすることができ、接合強度を大きくすることが
できるという利点があるが、２つの振動系をウエッジに
取り付けて複合振動を形成しているため、その振動系を
各々他方の振動のノードの位置に取り付けねばならず、
そのノード位置が周波数によって限定されてしまい、任
意の組み合わせに対応し難く調整が困難であった。この
ため、安定した複合振動を形成するのが困難であるとい
う問題があった。
【０００６】そこで本発明は、安定した複合振動を容易
に形成することができる超音波ワイヤボンディング方法
を提供することを目的としている。
に形成することができる超音波ワイヤボンディング方法
を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明による超音波ワイ
ヤボンディング方法は上記目的達成のため、ウエッジ側
と電極側を同時に超音波で振動させてボンディングを行
うように構成する。
ヤボンディング方法は上記目的達成のため、ウエッジ側
と電極側を同時に超音波で振動させてボンディングを行
うように構成する。
【０００８】
【作用】本発明では、図１、２に示すように、ワイヤ５
をチップ２側の電極１及び基板４側の電極３にボンディ
ングする際、ウエッジ６の振動を矢印Ｘ部の如く従来通
り横振動させるとともに、更にその振動方向と平行な平
面上で被接合物である電極１，３側を矢印Ｙ方向の如く
振動させる。
をチップ２側の電極１及び基板４側の電極３にボンディ
ングする際、ウエッジ６の振動を矢印Ｘ部の如く従来通
り横振動させるとともに、更にその振動方向と平行な平
面上で被接合物である電極１，３側を矢印Ｙ方向の如く
振動させる。
【０００９】このように、本発明では、ワイヤ５を電極
１，３にボンディングする際、ウエッジ６側と電極１，
３側とを同時に振動させるように構成したため、振動系
を別々に設計することができる。このため、従来のウエ
ッジ側で複合振動を形成していた場合よりも安定した複
合振動を容易に形成することができる。
１，３にボンディングする際、ウエッジ６側と電極１，
３側とを同時に振動させるように構成したため、振動系
を別々に設計することができる。このため、従来のウエ
ッジ側で複合振動を形成していた場合よりも安定した複
合振動を容易に形成することができる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。図
１及び図２は本発明の一実施例に則した超音波ワイヤボ
ンディング方法を説明する図である。図１において、１
はチップ２に形成された電極であり、３は基板４に形成
された電極である。５はチップ２側の電極１と基板４側
の電極３を接続するためのワイヤ、６は振動をワイヤ５
に伝えるウエッジであり、７ａは振動子８ａが設けられ
ウエッジ６に振動を与える超音波振動発振装置、７ｂは
振動子８ｂが設けられ電極１，３に振動を与える超音波
発振動振装置である。
１及び図２は本発明の一実施例に則した超音波ワイヤボ
ンディング方法を説明する図である。図１において、１
はチップ２に形成された電極であり、３は基板４に形成
された電極である。５はチップ２側の電極１と基板４側
の電極３を接続するためのワイヤ、６は振動をワイヤ５
に伝えるウエッジであり、７ａは振動子８ａが設けられ
ウエッジ６に振動を与える超音波振動発振装置、７ｂは
振動子８ｂが設けられ電極１，３に振動を与える超音波
発振動振装置である。
【００１１】ここでは、ワイヤ５をチップ２側の電極１
及び基板４側の電極３にボンディングする際、ウエッジ
６の振動を矢印Ｘ部の如く従来通り横振動させるととも
に、更にその振動方向と平行な平面上で被接合物である
電極１，３側を矢印Ｙの如く振動させる。このように、
本実施例では、ワイヤ５を電極１，３にボンディングす
る際、ウエッジ６側と電極１，３側とを同時に振動させ
るように構成したため、振動系を別々に設計することが
できる。このため、従来のウエッジ側で複合振動を形成
していた場合よりも安定した複合振動を容易に形成する
ことができる。
及び基板４側の電極３にボンディングする際、ウエッジ
６の振動を矢印Ｘ部の如く従来通り横振動させるととも
に、更にその振動方向と平行な平面上で被接合物である
電極１，３側を矢印Ｙの如く振動させる。このように、
本実施例では、ワイヤ５を電極１，３にボンディングす
る際、ウエッジ６側と電極１，３側とを同時に振動させ
るように構成したため、振動系を別々に設計することが
できる。このため、従来のウエッジ側で複合振動を形成
していた場合よりも安定した複合振動を容易に形成する
ことができる。
【００１２】次に、本発明においては、ウエッジ側と電
極側の振動方向を適宜調整し、更に超音波及び位相を適
宜調整することにより相対的振動を無方向にすることが
できる。具体的には、ウエッジの振動と直角方向に電極
側を振動させる場合、振動の位相を揃え、更に若干異な
る周波数で振動させればよい。この場合のウエッジと電
極の相対変位軌跡（電極側振動周波数を変化させた時の
相対変位（ウエッジ軌跡））は図３に示す如くなり、こ
の図から判るように振動に方向性を無くすことができる
。これはウエッジと電極との振動を適宜異なる周波数で
与えることができることによるものである。
極側の振動方向を適宜調整し、更に超音波及び位相を適
宜調整することにより相対的振動を無方向にすることが
できる。具体的には、ウエッジの振動と直角方向に電極
側を振動させる場合、振動の位相を揃え、更に若干異な
る周波数で振動させればよい。この場合のウエッジと電
極の相対変位軌跡（電極側振動周波数を変化させた時の
相対変位（ウエッジ軌跡））は図３に示す如くなり、こ
の図から判るように振動に方向性を無くすことができる
。これはウエッジと電極との振動を適宜異なる周波数で
与えることができることによるものである。
【００１３】次に、本発明においては、ウエッジ側と電
極側の振動の同一方向成分（同一方向に振動させる場合
を含む）に関して周波数及び位相を適宜調整することに
より相対的振動にうなりを生じさせることができるうえ
、相対的振動に２つの周波数成分を含ませることができ
るため、ウエッジの振動を吸収し接合性の悪いものに対
して良い接合性を得ることができる。具体的には、図４
に示す如くウエッジ６の振動と同方向に電極１，３側を
振動させる場合、振動の位相を揃え、若干異なる周波数
で振動させると、その時のウエッジ６と電極１，３の相
対変位は図５（ウエッジと電極の相対変位（時間変化）
）に示す如くうなりを持ちながら振動する。ある周波数
帯の振動エネルギーを吸収する弾性体があり、接合性が
悪くなっていたもの（図６参照）を他の周波数での振動
を同時に加えることにより、接合に寄与する振動エネル
ギーを多くすることができる。
極側の振動の同一方向成分（同一方向に振動させる場合
を含む）に関して周波数及び位相を適宜調整することに
より相対的振動にうなりを生じさせることができるうえ
、相対的振動に２つの周波数成分を含ませることができ
るため、ウエッジの振動を吸収し接合性の悪いものに対
して良い接合性を得ることができる。具体的には、図４
に示す如くウエッジ６の振動と同方向に電極１，３側を
振動させる場合、振動の位相を揃え、若干異なる周波数
で振動させると、その時のウエッジ６と電極１，３の相
対変位は図５（ウエッジと電極の相対変位（時間変化）
）に示す如くうなりを持ちながら振動する。ある周波数
帯の振動エネルギーを吸収する弾性体があり、接合性が
悪くなっていたもの（図６参照）を他の周波数での振動
を同時に加えることにより、接合に寄与する振動エネル
ギーを多くすることができる。
【００１４】次に、本発明においては、図７（ａ）に示
すように、ウエッジ６のボンディングを、凸面を組み合
わせた溝を形成するようにしてもよく、この場合、ワイ
ヤ５の押圧力を両側より中心部に向かってかけることが
できるため、ボンディングの際、ワイヤ変形幅を抑える
ことができ、押圧力の局所集中を起こらないようにする
ことができる。このため、信頼性の高いワイヤボンディ
ングを行うことができる。具体的には、図７（ｂ）に示
す如く、ワイヤ５を溝で受けてボンディングすると、ワ
イヤ５を押圧する力Ｆ２ はワイヤ５中心部より両端部
の方で大きくすることができる。このため、ワイヤ５が
周辺部へ押し広げられるのを防ぐことができるため、変
形幅を抑えることができる。しかも、押圧力もワイヤ５
の中心に向かい局部集中も起こらないようにすることが
できる。
すように、ウエッジ６のボンディングを、凸面を組み合
わせた溝を形成するようにしてもよく、この場合、ワイ
ヤ５の押圧力を両側より中心部に向かってかけることが
できるため、ボンディングの際、ワイヤ変形幅を抑える
ことができ、押圧力の局所集中を起こらないようにする
ことができる。このため、信頼性の高いワイヤボンディ
ングを行うことができる。具体的には、図７（ｂ）に示
す如く、ワイヤ５を溝で受けてボンディングすると、ワ
イヤ５を押圧する力Ｆ２ はワイヤ５中心部より両端部
の方で大きくすることができる。このため、ワイヤ５が
周辺部へ押し広げられるのを防ぐことができるため、変
形幅を抑えることができる。しかも、押圧力もワイヤ５
の中心に向かい局部集中も起こらないようにすることが
できる。
【００１５】
【発明の効果】本発明によれば、安定した複合振動を容
易に形成することができるという効果がある。
易に形成することができるという効果がある。
【図１】本発明の一実施例に則した超音波ワイヤボンデ
ィング方法を説明する図である。
ィング方法を説明する図である。
【図２】本発明の一実施例に則した超音波ワイヤボンデ
ィング方法を説明する図である。
ィング方法を説明する図である。
【図３】本発明に適用できる直角方向振動例を示す図で
ある。
ある。
【図４】本発明に適用できる超音波ワイヤボンディング
方法を説明する図である。
方法を説明する図である。
【図５】本発明に適用できる同方向振動例を示す図であ
る。
る。
【図６】本発明に適用できる電極下に弾性体層がある場
合を示す図である。
合を示す図である。
【図７】本発明に適用できるウエッジを示す図である。
１ 電極
２ チップ
３ 電極
４ 基板
５ ワイヤ
６ ウエッジ
７ａ 超音波振動発振装置
７ｂ 超音波振動発振装置
８ａ 振動子
８ｂ 振動子
Claims (4)
- 【請求項１】 ウエッジ（６）側と電極（１，３）側
を同時に超音波で振動させてボンディングを行うことを
特徴とする超音波ワイヤボンディング方法。 - 【請求項２】 相対的振動が無方向となるように前記
ウエッジ側と前記電極側の振動方向を調整し、更に周波
数及び位相を調整することを特徴とする請求項１記載の
超音波ワイヤボンディング方法。 - 【請求項３】 相対的振動にうなりを生じさせるよう
に前記ウエッジ側と前記電極側の振動の同一方向成分に
関して周波数及び位相を調整することを特徴とする請求
項１記載の超音波ワイヤボンディング方法。 - 【請求項４】 前記ウエッジのボンディング面が凸面
を組み合わせた溝が形成されていることを特徴とする請
求項１乃至３記載の超音波ワイヤボンディング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3040352A JPH04278552A (ja) | 1991-03-07 | 1991-03-07 | 超音波ワイヤボンディング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3040352A JPH04278552A (ja) | 1991-03-07 | 1991-03-07 | 超音波ワイヤボンディング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04278552A true JPH04278552A (ja) | 1992-10-05 |
Family
ID=12578242
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3040352A Pending JPH04278552A (ja) | 1991-03-07 | 1991-03-07 | 超音波ワイヤボンディング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04278552A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7246425B2 (en) | 2003-03-27 | 2007-07-24 | - Mineba Co. Ltd. | Method of manufacturing a speaker |
-
1991
- 1991-03-07 JP JP3040352A patent/JPH04278552A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7246425B2 (en) | 2003-03-27 | 2007-07-24 | - Mineba Co. Ltd. | Method of manufacturing a speaker |
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