JPH0587976B2 - - Google Patents

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JPH0587976B2
JPH0587976B2 JP59179244A JP17924484A JPH0587976B2 JP H0587976 B2 JPH0587976 B2 JP H0587976B2 JP 59179244 A JP59179244 A JP 59179244A JP 17924484 A JP17924484 A JP 17924484A JP H0587976 B2 JPH0587976 B2 JP H0587976B2
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clampers
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、ワイヤボンデイング方法に関す
る。
〔発明の技術的背景とその問題点〕 IC，LSIなどのフルオートワイヤボンデイング
においては金ワイヤを用いたものが実用されてい
る。このワイヤ材料も半導体素子の低コスト化に
伴ないコスト高の要因となり、金代替ワイヤを用
いてボンデイングすることが要望されている。そ
の代表的なものに銅ワイヤやアルミニウムワイヤ
を用いることが試みられているが、なかなか実用
されていない。特に、銅などの卑金属ワイヤを用
いた場合、ICワークステージを加熱し、ICのペ
レツトやリードフレームなどの被接合部材を200
℃〜350℃程度に昇温する必要があるため、この
熱によりワイヤが酸化され、この酸化によりボン
デイング不良が発生することである。ワイヤの酸
化に対する対策として実開昭59−26246号に記載
されているようにワイヤの先端部に不活性ガスを
吹き付け、この不活性ガスで遮蔽した状態でワイ
ヤ先端にボールを形成して酸化防止を行うことが
提案されている。しかしこの提案によつても本件
出願人の研究によると、ワークステージに組み込
まれたヒータ台の熱によつてヒータ台上方の近接
したワイヤが酸化される。特にキヤピラリーがワ
イヤクランパも加熱され高温になるためワイヤ走
行中このワイヤクランパ部にて接触して熱酸化さ
れ、ワイヤが被接合部材近傍に走行される時には
すでに酸化が進行していることが判つた。
従つて被接合部材近傍に走行されて電気トーチ
法または酸水素トーチ法などでボールを形成しよ
うとしても、ボール形成が困難となる場合が多い
という問題があつた。
〔発明の目的〕
この発明は、上記点に鑑みなされたもので、走
行中のワイヤのクランパ部での酸化を防止し、ボ
ール形成を安定化ならしめかつ接合強度の高いワ
イヤボンデイング方法を提供するものである。
〔発明の概要〕
すなわち、本願発明は、ワイヤをワイヤ繰り出
し部から導出しクランパを順次介しキヤピラリー
を挿通して被接合部材に圧着してボンデイングす
るに際し、上記クランパの少なくとも上記ワイヤ
との対向部及びその近傍に対し不活性ガス又は窒
素ガス又は還元性ガスを噴出することを特徴とす
るワイヤボンデイング方法を得るものであり、ま
た、ワイヤをワイヤ繰り出し部から導出しクラン
パを順次介しキヤピラリーを挿通して被接合部材
に圧着してボンデイングするに際し、上記クラン
パの少なくとも上記ワイヤとの対向部の近傍に対
し不活性ガス又は窒素ガス又は還元性ガスを噴出
することを特徴とするワイヤボンデイング方法を
得るものである。
〔発明の実施例〕
次にこの発明方法を銅ワイヤを用いた電気トー
チ法によるワイヤボンデイングに適用した実施例
を図面を参照して説明する。
電気トーチ法によるフルオートワイヤボンデイ
ング装置は当業者において周知であるから、その
説明は省略する。即ち、ワイヤボンデイング装置
のボンデイングアーム系を第１図に示す。ボンデ
イング用ワイヤ例えば銅ワイヤがワイヤ繰り出し
部例えばワイヤスプール１に巻装されてボンデイ
ング装置に設置される。このワイヤスプール１か
ら導出された銅ワイヤ２はワイヤガイド３を経て
クランパ例えば第１のクランパ４、第２のクラン
パ５を走行し、ボンデイングツールであるキヤピ
ラリー６を挿通して、銅ワイヤ２の先端がキヤピ
ラリー６から突出した状態に導びかれる。この銅
ワイヤ２の突出した先端近傍には電気トーチ棒７
が設置され、銅ワイヤ２の先端にボールを形成す
る時のみ、銅ワイヤ２の先端との間で放電を発生
させるように相対的に移動例えばトーチ棒７を移
動させてボール８を形成する。この際、電気トー
チとワイヤ近傍は酸化防止のために、不活性ガス
や還元性ガスなどでおおわれている。このボール
８の下方には被接合部材例えば集積回路（IC）
９が取着されたリードフレーム１０を設置するワ
ークステージ１１が設けられている。このワーク
ステージ１１にはヒーター１２が組み込まれてお
り、銅ワイヤ２のボンデイングを良好に促進させ
るように温度例えば200℃を発生する。このヒー
タ１２はボンデイング開始前から加温され、ボン
デイング中は連結して加熱動作を実行するが、こ
の加熱は直流交流いずれでもよい。
上記したボンデイングアームは、ワークステー
ジ１１とは別のＸ−Ｙ駆動テーブル（図示せず）
上に設置されるが、さらに上下方向のＺ軸方向に
も駆動されるように夫々直接カム機構を係合せず
リニアモータ（図示せず）に接続される。
さらに上記テーブルにはボンデイング位置を視
覚認識するためのTVカメラ（図示せず）も設置
され、出力をコンピユータ（図示せず）に入力し
て、このコンピユータによりボンデイング位置制
御を行う。
このような装置において、この発明方法は、上
記ヒータ１２による熱により銅ワイヤ２が酸化さ
れる第１及び第２のクランパの少なくとも上記ワ
イヤと対向する対向部及びその近傍を不活性ガス
又は窒素ガス又は還元性ガスの流路に暴すことで
ある。例えばガイド３の通過後の第１および第２
の各クランパ４，５の上下位置に不活性ガス又は
窒素ガス又は還元性ガスを吹き出す治具１３，１
４，１５，１６を設置する。即ち、この治具は第
２図に示すように環状にガス吹き出穴１７が配列
され、中心部は穴１８が開いた構成である。この
治具１３，１４，１５，１６が穴１８の中央部を
ワイヤ２が走行するように固定設置し、各クラン
パ４，５について上下面を上記ガスの流路に暴
す。この各治具にはガス流入口１９が設けられ、
この流入口１９から不活性ガス又は還元性ガス例
えば水素混合ガスを流入させ環状にガスを噴射さ
せる。
このように水素混合ガス流路を形成するとヒー
タ１２からの熱の上昇気流を排除すると共にクラ
ンパ４，５を冷却する効果がある。従つて、クラ
ンパ４，５を銅ワイヤ２が走行した時酸化される
のを防止できる効果がある。
これら４つの治具１３，１４，１５，１６から
の流量はそれぞれ同一量でもよいが適宜コンピユ
ータにより制御することもできる。例えば上側の
治具１３，１５から吹き出す流量を下側の治具１
４，１６から吹き出す流量より大きくしてヒータ
１２からの熱気流の上昇を排除させたり、クラン
パ５側の治具１５，１６から吹き出す流量を、ク
ランパ４側の治具１３，１４から吹き出す流量よ
り大きくするように制御することが可能である。
また、ガスの流量は一定の例えば0.3／min
でもよいが、流量を時間で可変してもよいし、ヒ
ータの温度に応じて流量を可変してもよい。さら
にガスは連続吹き出しでなく適宜の間隔で断続し
てパルス運転してもよい。このような構成でボン
デイングの実行に際しては、ボンデイングに先行
してワイヤ２の導出設定後ヒータ１２への電源投
入とともにガス流入口から水素混合ガスを流入す
るように制御後、ボンデイング作業を開始するよ
うに上記コンピユータによりプログラムコントロ
ールを実施する。ボンデイング作業は周知の通り
トーチ棒７により銅ワイヤ先端にボール８を形成
後、ボンデイング位置にキヤピラリー６により押
圧して、ヒータ１２による熱との共働作用により
超音波併用の熱圧着を行う。
このように銅ワイヤ２の走行路を水素混合ガス
雰囲気に形成することによりボンデイング前の銅
ワイヤ２の酸化を防止でき、安定に銅ワイヤの先
端にボールを形成でき、強固にボールボンデイン
グを実行できる効果がある。特にボールボンデイ
ング後のウエツジボンデイングにおいて従来の先
端のみガスシールドでは強固なボンデイング得ら
れなかつたが、この実施例によれば良好な接合強
度が得られている。
なお上記実施例では水素混合ガスを用いた例に
ついて説明したが、ワイヤが熱酸化するのをシー
ルドする効果のあるガス不活性ガス又は還元性ガ
スであれば例えばアルゴンガスや窒素ガスなどで
ワイヤを大気からシールドしても同様な効果があ
る。
さらにまた上記実施例では卑金属として銅ワイ
ヤを用いた例について説明したが卑金属であれば
例えば銅系合金ワイヤ、アルミニウムワイヤ、ア
ルミニウム系合金ワイヤなど何れでもワイヤボン
デイングに実用できる卑金属であればよい。
さらにまた上記実施例では電気トーチ法による
ワイヤボンデイングに適用した例について説明し
たが、酸水素トーチ法によるワイヤボンデイング
に適用してもよい。
さらにまた、クランパ４，５への不活性ガス又
は還元性ガスの吹きつけ法については第１図の実
施例のほか、クランパ４，５の熱によるワイヤ２
の酸化防止が可能であれば何れでもよいが、例え
ば第３図のようにクランパ４，５およびワイヤ２
の走行路に対して（クランパ４，５の少なくとも
上記ワイヤ２との対向部及びその近傍に対して）
斜交する角度で吹きつけてもよい。
さらにまた第４図のようにクランパ４，５を囲
繞するようにクランパ４，５に環状の治具２１を
装着し、この環状治具２１の中心方向に向けてガ
スを吹き出す構成にしてもよい。この場合にはガ
スをワイヤ２に直接吹きつけない構成となる。こ
の場合、環状治具２１からクランパ４，５に対し
て噴出されたガスによりクランパ４，５を冷却す
ることができるため、クランパ４，５からの発熱
によるワイヤ２の酸化を防止することが可能とな
る。また、環状治具２１からクランパ４，５のワ
イヤ２との対向部の近傍に対して噴出されたガス
は、クランパ４，５の表面に沿つてワイヤ２方向
にも流れて行くため、ヒータ１２からの熱の上昇
気流を排除することも可能となり、その結果ワイ
ヤ２の酸化を防止することが可能となる。また上
記実施例では、ワイヤクランパを２個設けた例に
ついて説明したが、クランパの数は必要に応じて
１個又は３個以上設けてもよい。
〔発明の効果〕
以上説明したようにこの発明によれば、クラン
パのボンデイング用ワイヤ（卑金属ワイヤ）との
対向部やその近傍に対し不活性ガス又は窒素ガス
又は還元ガスを噴出するので、ワイヤ走行時クラ
ンパでの酸化が防止されワイヤ先端へのボール形
成時ワイヤが酸化されていないため、良好なボー
ルが形成でき、強固なボンデイングを行うことが
できる効果がある。さらにボールボンデイング後
のウエツジボンデイングについてもワイヤ（卑金
属ワイヤ）が酸化されていないので、ワイヤと被
接合面との接合強度が向上するなどの効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明方法の実施例を説明するための
側面図、第２図は第１図の治具説明図でイは正面
図ロは側面図、第３図および第４図は第１図のガ
ス吹き付け法の他の実施例説明図である。 １……スプール、２……ワイヤ、４，５……ク
ランパ、６……キヤピラリ、１３，１４，１５，
１６……治具。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ ワイヤをワイヤ繰り出し部から導出しクラン
    パを順次介しキヤピラリーを挿通して被接合部材
    に圧着してボンデイングするに際し、上記クラン
    パの少なくとも上記ワイヤとの対向部及びその近
    傍に対し不活性ガス又は窒素ガス又は還元性ガス
    を噴出することを特徴とするワイヤボンデイング
    方法。 ２ 上記ワイヤは、卑金属ワイヤであることを特
    徴とする特許請求の範囲第１項記載のワイヤボン
    デイング方法。 ３ ワイヤをワイヤ繰り出し部から導出しクラン
    パを順次介しキヤピラリーを挿通して被接合部材
    に圧着してボンデイングするに際し、上記クラン
    パの少なくとも上記ワイヤとの対向部の近傍に対
    し不活性ガス又は窒素ガス又は還元性ガスを噴出
    することを特徴とするワイヤボンデイング方法。 ４ 上記ワイヤは、卑金属ワイヤであることを特
    徴とする特許請求の範囲第３項記載のワイヤボン
    デイング方法。
JP59179244A 1984-08-30 1984-08-30 ワイヤボンデイング方法 Granted JPS6158247A (ja)

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JPS6158247A JPS6158247A (ja) 1986-03-25
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TWI427719B (zh) 2007-01-15 2014-02-21 Nippon Steel & Sumikin Mat Co The joint structure of the joining wire and its forming method

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JPS6158247A (ja) 1986-03-25

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