JPH04291937A - ワイヤボンディング装置 - Google Patents

ワイヤボンディング装置

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JPH04291937A
JPH04291937A JP3081437A JP8143791A JPH04291937A JP H04291937 A JPH04291937 A JP H04291937A JP 3081437 A JP3081437 A JP 3081437A JP 8143791 A JP8143791 A JP 8143791A JP H04291937 A JPH04291937 A JP H04291937A
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JP
Japan
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horn
vibrator
capillary
wire
vibration
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JP3081437A
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English (en)
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Yasufumi Nakasu
康文 中須
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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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】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば半導体素子を
リードフレームに電気的に接続するワイヤボンディング
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図３はワイヤボンディング装置の従来例
を示したものである。図中、４は半導体素子、５は半導
体素子４の上の電極、８はリードフレームである。１は
電極５とリードフレーム８とを結線するワイヤ、２はワ
イヤ１が通してあるボンディングツールとしてのキャピ
ラリ、３はワイヤ１の先端を放電加熱するトーチ、７は
トーチ３の放電加熱によって生じるボール、６はワイヤ
１を接続するためのクランパである。
【０００３】図４に上記キャピラリ２に超音波振動を与
える超音波ホーン１２を示す。図中、１１は上記キャピ
ラリ２を先端に取付け、効率よく振動を伝えるホーン、
１０はホーン１１に振動を与えるアクチュエータとして
の振動子、１３は振動子１０を駆動する超音波電源であ
る。なお、図中、斜線部は超音波ホーン１２を固定し、
所定の動作を行わせるボンディングヘッド（図示しない
）の固定接触部、１８は超音波ホーンのボンディングヘ
ッドとの固定部である。
【０００４】図５は超音波ホーン１２の周波数特性（振
動子１０に印加する電圧の周波数に対する超音波ホーン
１２の先端の変位）を示す図である。
【０００５】まずボールボンディング方法の手順を説明
する。図３ａより、トーチ３により、ワイヤ１の先端を
放電加熱し、図３ｂの様にボールを形成する。次に、図
３ｃ及び図３ｄにより、キャピラリ２が下降、押圧し、
さらに超音波ホーン１２により、キャピラリ２に超音波
振動を印加し、ワイヤ１と電極５とを接合する。この時
、半導体素子５は、予め加熱（約２８０℃）されている
。さらに、図３ｅ，ｆによりキャピラリ２をリードフレ
ーム８に移動後、下降、押圧し、超音波振動を印加する
ことで、ワイヤ１がリードフレーム８にボンディングさ
れる。最後にクランパ６がワイヤ１をつかみ、キャピラ
リ２と共に所定の位置に上昇することでワイヤ１は切断
され、ボンディングが終了する。
【０００６】この際の超音波ホーン１２の動作について
次に示す。超音波電源１３により、振動子１０が矢印Ａ
方向に縦振動し、その縦振動がホーン１１で増幅して伝
わり、キャピラリ２が振動させられる。この時、ホーン
１１の縦振動の腹と節の位置は、キャピラリ２の取付部
（ホーンの先端部）では、振幅が最大となるように腹、
固定部１８では固定時の付加が加わるので、振動伝達効
率が良くなるように振幅がほとんど生じない節となって
いる。また、振動子１０の駆動周波数は、最も効率よく
キャピラリ２に最大振幅が生じるように、振動子１０と
ホーン１１系の共振周波数を使用している。しかし、超
音波ホーン１２に負荷（例えばキャピラリ２が半導体素
子を押圧する時）が加わると、図５中、破線のように、
共振点での効率が低下し、キャピラリ２に伝わる振動振
幅が小さくなる。また共振周波数以外ではほとんど超音
波ホーン１２は振動できない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来のワイヤボンディ
ング装置は以上のように構成され、超音波ホーンの振動
に共振周波数を用いているので、ボンディング時に超音
波ホーンが受ける負荷によって、キャピラリに与える振
動振幅が低下し、ボンディングが安定しない。また、半
導体素子の共振点と、超音波ホーンの共振周波数とが一
致すると、半導体素子及びキャピラリに与える振幅が過
度に増大し、過大な振動が半導体素子に加わり、ボンデ
ィングが不安定となるなどの問題点があった。
【０００８】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、ボンディングの際に超音波ホー
ンに加わる負荷に超音波ホーンの振動振幅が影響されに
くく、超音波ホーンの振動周波数も任意に変えることが
でき、安定したボールボンディングが行えるワイヤボン
ディング装置を得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明に係るワイヤボ
ンディング装置は、振動子の一端に固定板を固定し、他
端にホーンを取付けたものである。さらにこの発明にか
かるワイヤボンディング装置は、ホーンを複数の平行ヒ
ンジで支持したものである。
【００１０】
【作用】この発明におけるワイヤボンディング装置は、
固定板に取付けられた振動子により、ホーン全体が強制
的に振動できるとともに、ホーンの振動も任意に変えら
れる。さらにこの発明におけるワイヤボンディング装置
は、ホーンが複数の平行ヒンジによって支持されること
により、振動子の振動方向には剛性が低く、他の方向に
は高剛性となる。
【００１１】
【実施例】以下この発明の一実施例を図について説明す
る。図１において、１６ａ，１６ｂは振動子１０の両端
に固定され、振動子１０に過大なせん断力が加わらない
ためのヒンジ、１４ａ〜１４ｄはホーン１１を固定・支
持し、振動子１０の振動方向のみ低剛性で、他の方向は
高剛性となっている平行ヒンジ、１５はヒンジ１６ｂ及
び平行ヒンジ１４ａ〜１４ｄの一端を固定する固定板で
ある。なおその他は従来例と同様につき説明を省略する
。
【００１２】このようなものにおいて、ボールボンディ
ング方法については従来例と同様につき説明を省略し、
次に超音波振動を与える方式についてその動作を説明す
る。まず、超音波電源１３により振動子１０に交流の電
圧を印加すると、矢印ＢＣ方向に交互に変位が生じる。 ヒンジ１６ａ，１６ｂは、矢印ＢＣ方向には高剛性で、
平行ヒンジ１４ａ〜１４ｄは、矢印ＢＣ方向には剛性が
低いため、振動子１０によって容易にホーン１１とキャ
ピラリ２とは、一体となって矢印Ｄ方向に振動する。
【００１３】また、振動子１０に印加する電圧の周波数
を変えれば、キャピラリ１２の振動周波数も変わり、任
意の周波数をもった振動をキャピラリ２に与えることが
できる。加えて、キャピラリ２にボールボンディング時
の負荷が加わった時でも、振動子の推力がかなり大きい
ため、キャピラリ２は負荷に打ち勝って振動する。
【００１４】さらに、ボールボンディング時に、キャピ
ラリ２は矢印Ｅ方向に上下運動を行うが、Ｅ方向に対し
、ホーン１１を支持している平行ヒンジ１４ａ〜１４ｄ
は高剛性であるので、上下方向に振動したり、たわんだ
りすることはなく、安定したボンディングが行える。
【００１５】なお上記実施例では、平行ヒンジ１４ａ〜
１４ｄを平行に並べたものを示したが、平行ヒンジの数
は複数であればいくつでもよい。また、平行ヒンジ１４
ａ〜１４ｄにヒンジ形状のものを示したが、図５の１７
ａ〜１７ｄのように、Ｆ方向には高剛性で、Ｇ方向には
低剛性の形状、例えば板バネ，皿バネであってもよく、
上記実施例と同様の効果を奏する。
【００１６】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、振動
子の両端に固定板とホーンとを固定した構成にしたので
、キャピラリのボールボンディング時の負荷によっても
、キャピラリの振動振幅が安定し、かつ、任意にキャピ
ラリに与える振動周波数を変えることができるので、半
導体素子自身の共振周波数とキャピラリの振動周波数と
が共振しないように、キャピラリの振波数を変え、ボー
ルボンディングを安定させることができる。また、ホー
ンを平行ヒンジで支持しているので、容易に振動子がホ
ーンを振動させることができ、さらにボールボンディン
グ時に必要なキャピラリの上下運動を行っても、その運
動によってホーンが振動したり、たわんだりしないので
、ボールボンディングが安定する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例によるボンディング装置を
示す側面図である。
【図２】この発明の他の実施例を示す側面図である。
【図３】ボールボンディング方法を示す図である。
【図４】従来のワイヤボンディング装置を示す側面図で
ある。
【図５】従来の超音波ホーンの周波数特性を示す図であ
る。
【符号の説明】
１　　　　　　　　　　ワイヤ ２　　　　　　　　　　キャピラリ １０　　　　　　　　振動子 １１　　　　　　　　ホーン １３　　　　　　　　超音波電源 １４ａ〜１４ｄ　　平行ヒンジ １５　　　　　　　　固定板 １６ａ，１６ｂ　　ヒンジ １７ａ〜１７ｄ　　ヒンジ相当部材

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　ボンディング用ワイヤに超音波振動を
    加える超音波ホーンを有し、半導体素子の電極とリード
    フレームとをワイヤで接続するワイヤボンディング装置
    において、固定部と、この固定部に固定された振動子と
    、この振動子の先端に取付けられたホーンとを備えたこ
    とを特徴とするボンディング装置。
  2. 【請求項２】　　ホーンは、振動子の振動方向に対し低
    剛性で、他の方向に対して高剛性な複数個の部材で支持
    されている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。
JP3081437A 1991-03-20 1991-03-20 ワイヤボンディング装置 Pending JPH04291937A (ja)

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JP3081437A JPH04291937A (ja) 1991-03-20 1991-03-20 ワイヤボンディング装置

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JP3081437A JPH04291937A (ja) 1991-03-20 1991-03-20 ワイヤボンディング装置

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JPH04291937A true JPH04291937A (ja) 1992-10-16

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JP3081437A Pending JPH04291937A (ja) 1991-03-20 1991-03-20 ワイヤボンディング装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6578753B1 (en) * 1999-05-28 2003-06-17 Kabushiki Kaisha Shinkawa Ultrasonic transducer for a bonding apparatus and method for manufacturing the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6578753B1 (en) * 1999-05-28 2003-06-17 Kabushiki Kaisha Shinkawa Ultrasonic transducer for a bonding apparatus and method for manufacturing the same

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