JPH06268006A - ワイヤボンディング方法 - Google Patents

ワイヤボンディング方法

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JPH06268006A
JPH06268006A JP5046193A JP5046193A JPH06268006A JP H06268006 A JPH06268006 A JP H06268006A JP 5046193 A JP5046193 A JP 5046193A JP 5046193 A JP5046193 A JP 5046193A JP H06268006 A JPH06268006 A JP H06268006A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 テール長を安定させるワイヤボンディング方
法を提供する。 【構成】 第２ボンディング工程において、押圧ツール
１が基板に接地する際、ワイヤ２をカットクランパ３０
により微小荷重下で挾持させ、このワイヤ２をこのカッ
トクランパ３０で挾持したまま、所定テール長Ｌ１だ
け、このカットクランパ３０と押圧ツール１を上昇さ
せ、このカットクランパ３０がこのワイヤ２を挾持する
荷重を微小荷重より大なる切断用荷重として、このワイ
ヤ２を基板６から切断する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、テール長を安定させる
ことができるワイヤボンディング方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】半導体チップを製造する工程において、
キャピラリツールなどの押圧ツールに挿通されたワイヤ
の下端部に、電気的スパークによりボールを形成し、こ
のボールをチップの電極にボンディングする第１ボンデ
ィング工程と、再度押圧ツールを昇降させてワイヤを基
板にボンディングする第２ボンディング工程からなる、
ボンディング方法が実施される。
【０００３】図５は、従来のボンディング方法の各工程
を示す。図中、１はキャピラリツール、２はキャピラリ
ツール１に挿通されたワイヤ、７はトーチ電極である。
３０はキャピラリツール１と共に矢印Ｎ１方向に昇降す
るカットクランパであり、そのうち３１は固定パッド、
３２は可動パッドである。４０は矢印Ｎ１方向に不動の
テンションクランパであり、４１はその固定パッド、４
２は可動パッドである。そして可動パッド３２，４２は
互いに独立して矢印Ｎ２方向に移動することにより、ワ
イヤ２を挾持／解放する。
【０００４】さて、図５（ａ）〜（ｃ）は第１ボンディ
ング工程、同図（ｄ）〜（ｅ）は第２ボンディング工程
を示す。即ち、まずカットクランパ３０を閉じ、キャピ
ラリツール１が上昇した位置において、キャピラリツー
ル１の下端部から所定テール長Ｌ１のワイヤ２が導出さ
れており、トーチ電極７により電気的スパークを発生
し、ボール３を形成する（同図（ａ））。次いでキャピ
ラリツール１を下降して（同図（ｂ））、このボール３
をチップ４の電極に押付ける（同図（ｃ））。これで第
１ボンディング工程が終了する。
【０００５】次いでキャピラリツール１を再上昇し（同
図（ｄ））、ワイヤ２の下端部を基板６へボンディング
する（同図（ｅ））。これで第２ボンディング工程が終
了する。次いで、次の第１ボンディング工程に備えるべ
く、カットクランパ３０を開いたまま、上記所定テール
長Ｌ１だけキャピラリツール１を上昇させ（同図
（ｆ））、カットクランパ３０の閉鎖動作が完了する
（同図（ｇ））まで待機した上で、同図（ａ）の高さま
でキャピラリツール１を上昇させる（同図（ｈ））。こ
こで、基板６から同図（ａ）におけるキャピラリツール
１の下端部までの距離は、所定テール長Ｌ１よりもずっ
と大きいので、同図（ｇ）〜（ｈ）の間に、ワイヤ２は
基板６から切断されることになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】さて図６は、図５
（ｅ）以後（ｈ）以前における動作を拡大して示したも
のである。即ち、従来のワイヤボンディング方法では、
図５（ｅ）に示すように第２ボンディング工程において
キャピラリツール１が基板６に着地した際、カットクラ
ンパ３０は開の状態となっており、カットクランパ３０
を開いたままキャピラリツール１を所定テール長Ｌ１だ
け上昇させるようにしていた。ここで、ワイヤ２は通常
極細の金線などからなり、非常にたるみやすい。したが
って、カットクランパ３０を開とし、ワイヤ２をフリー
にしたままキャピラリツール１を上昇させると、図６
（ｅ１）に示すように、ワイヤ２がキャピラリツール１
内及びその上下においてたるんでしまう。
【０００７】次いで、カットクランパ３０が閉じる（図
６（ｇ））まで待機した上で、カットクランパ３０を上
昇させても、ワイヤ２はたるんでいるので、図６（ｇ）
の状態で直ちにワイヤ２が切断される訳ではない。さら
にカットクランパ３０が上昇し、ワイヤ２のたるみが零
となって（図６（ｇ１））、始めてワイヤ２の下端部が
基板６から切断される。したがって、キャピラリツール
１の下端部から導出されたワイヤ２の実際のテール長Ｌ
２は、上記所定テール長Ｌ１よりも大きくなってしまう
（同図（ｇ２））。しかもこのたるみ量は予測困難であ
り、コントロールすることはできない。ここで、このテ
ール長がばらつくと、ボール３の径がばらつくことにな
り、良好なボンディング結果を得ることができない。こ
のように、従来のワイヤボンディング方法においては、
テール長が不安定であり、そのためボールの径がばらつ
いて、良好なボンディングを行い難いという問題点があ
った。
【０００８】そこで本発明は、テール長を安定させて良
好なワイヤボンディングを行うワイヤボンディング方法
を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明のワイヤボンディ
ング方法は、第２ボンディング工程において、押圧ツー
ルが基板に接地する際、ワイヤをカットクランパにより
微小荷重下で挾持させ、このワイヤをこのカットクラン
パで挾持したまま、所定テール長だけ、このカットクラ
ンパと押圧ツールを上昇させ、このカットクランパがこ
のワイヤを挾持する荷重を微小荷重より大なる切断用荷
重として、このワイヤを基板から切断するようにしてい
る。
【００１０】
【作用】上記構成により、押圧ツールが基板に着地した
後上昇しようとする際に、カットクランパからワイヤへ
微小荷重が与えられる。したがって、カットクランパは
ワイヤを軽く挟み、すべりながら上昇する。これによ
り、ワイヤのたるみが除去され、押圧ツールは基板から
所定テール長だけ上昇する。
【００１１】そして、カットクランパの荷重を切断用荷
重にして、さらに押圧ツールを上昇させると、押圧ツー
ルから所定テール長だけワイヤが導出された状態で、ワ
イヤの切断が行われる。これにより、所定テール長を安
定させ、ボール径を正確に保つことができる。加えて、
ワイヤの切断時前後においては、カットクランパの荷重
を上昇させるのみでよく、メカニカルにクランパを開閉
させる必要がないので、従来手段のようにクランパが閉
じるまで押圧ツールの上昇を待つ必要がなく、それだけ
サイクルタイムを短縮できる。
【００１２】
【実施例】次に図面を参照しながら本発明の実施例を説
明する。
【００１３】図１は本発明の一実施例に係るワイヤボン
ディング方法を用いたワイヤボンディング装置の側面図
である。なお従来の技術を示す図５，図６と同様の構成
要素については、同一符号を付すことにより、説明を省
略する。さて４は、基板６に搭載されたチップ、１１は
フレームであり、ホーン１２が保持されている。このホ
ーン１２は、ピン２０を中心に回転自在に軸着されてい
る。１９はホーン１２の弾持用ばね材である。
【００１４】１３はフレーム１１の後部に設けられたカ
ム、１４はカムフォロアである。モータ１５が駆動する
と、カム１３は回転し、フレーム１１は、ピン１６を中
心に上下方向Ｎ１に回転し、これによりホーン１２はピ
ン１６を中心に矢印Ｎ１方向に揺動する。１７はモータ
１５の回転角度を検出するエンコーダである。
【００１５】１はホーン１２の先端部に保持された押圧
ツールとしてのキャピラリツールであって、ワイヤ２が
挿通されている。３はワイヤ２の下端部に、トーチ電極
７の電気的スパークにより形成されたボールである。
【００１６】１８はホーン１２の後部に設けられたタッ
チセンサである。常時は、ホーン１２の後端部はこのタ
ッチセンサ１８に接地し、ホーン１２はフレーム１１と
一体的に揺動しているが、ボール３がチップに着地し
て、ホーン１２がばね材１９のばね力に抗してピン２０
を中心に回転すると（同図鎖線参照）、ホーン１２はタ
ッチセンサ１８から離れ、ボール３がチップに着地した
ことが検出される。
【００１７】図２は、図１Ａ−Ａ線端面図である。次に
図２を参照しながら、カットクランパ３０の構成を説明
する。３１は固定パッド、３２は可動パッドであって、
両パッド３１，３２は互いに正対しており、後述するよ
うに、可動パッド３２が固定パッド３１に対して進退す
ることにより、ワイヤ２を挾持し、また解放する。固定
パッド３１は、図１に示すように、上記フレーム１１に
固定されたアーム３４から延出するプレート３５の先端
部に固着されている。したがって、カットクランパ３０
はキャピラリツール１と一体的に矢印Ｎ１方向に昇降す
る。
【００１８】３６はステータヨークであって、アーム３
４からカギ形状に延出する先端部３４ａの内面に取り付
けられている。３７はステータヨーク３６の内方に設け
られたマグネット、３８はマグネット３７の先端部に設
けられたポールである。
【００１９】３９はボビンであって、その周面にコイル
４０が巻回されており、上記各構成部品により、ボイス
コイルモータが構成される。可動パッド３２は、その背
面をボビン３９の前面に貼着して保持されている。
【００２０】３３はガイドシャフトであって、ボビン３
９はこのガイドシャフト３３に可動パッド３２の進退方
向にスライド自在に挿嵌されている。また上記ステータ
ヨーク３６は、このガイドシャフト３３により、上記先
端部３４ａに固着されている。すなわちガイドシャフト
３３に、ステータヨーク３６を先端部３４ａに固着する
固着手段を兼務させることにより、部品点数を削減して
可動部分を軽量化し、その進退速度を高速化している。
【００２１】したがってコイル４０に駆動電流を印加す
ると、ボビン３９は磁気力によりガイドシャフト３３に
沿ってスライドし、可動パッド３２は固定パッド３１に
対して進退して、両パッド３１，３２は、上記駆動電流
に応じた荷重で、ワイヤ２を挾持し、また解放する。こ
の場合、可動パッド３２はガイドシャフト３３に案内さ
れて進退するので、可動パッド３２は垂直な姿勢を保持
し、ワイヤ２を正しく挾持できる。
【００２２】また図１において、５０はワイヤボンディ
ング装置の制御部であり、この制御部５０は、タッチセ
ンサ１８による接地信号、エンコーダ１７による位置信
号などを入力し、モータ１５をドライブする。また、５
１は上記ボイスコイルモータのコイル４０に駆動電流を
印加する荷重切替部であり、無荷重時にはコイル４０の
電流をカットし、カットクランパ３０が微小荷重をワイ
ヤ２に与える際にはコイル４０に微小電流を供給し、カ
ットクランパ３０がワイヤ２に切断用荷重を与えるべき
ときには、コイル４０に、この微小電流よりも大なる切
断用電流を供給する。ここで、微小電流から切断用電流
へ切替える際には、荷重切替部５１が供給する駆動電流
値を変更するのみで足りるので、非常に高速に処理を行
うことができる。
【００２３】本実施例に係るワイヤボンディング装置
は、上記のような構成よりなり、次に図３，図４を参照
しながら、本実施例のワイヤボンディング方法の過程に
ついて説明する。
【００２４】さて、図３は本実施例のワイヤボンディン
グ方法における動作を示す。ここで図３（Ａ）〜（Ｄ）
は、それぞれ従来技術に係る図５（ａ）〜（ｄ）と同様
であるので、説明を省略する。さて、第２ボンディング
工程において、キャピラリツール１が基板６に接地した
際（図３（Ｅ））、タッチセンサ１８が接地を検出し、
制御部５０は接地信号を入力する。すると、制御部５０
は荷重切替部５１にワイヤ２を微小荷重下で挾持するよ
うに命ずる。しかし、荷重切替部５１は、カットクラン
パ３０のコイル４０に微小電流を印加し、固定パッド３
１、可動パッド３２は微小荷重でワイヤ２を挾持する
（図３（Ｅ））。
【００２５】ここで、図４（Ｅ）に拡大して示している
ように、このときワイヤ２は、キャピラリツール１の内
あるいは上方においてたるんでいる。次いで制御部５０
は、モータ１５にホーン１２を上昇させる方向へ回転す
るよう命じ、ホーン１２、キャピラリツール１２及びカ
ットクランパ３０が上昇を始める。そして、わずかに上
昇すると、固定パッド３１、可動パッド３２はワイヤ２
を引く方向に上昇し、上記たわみが除去される（図４
（Ｅ１））。さらに固定パッド３１、可動パッド３２は
ワイヤ２に摺接しながら上昇し、基板６からキャピラリ
ツール１の下端部までの距離が所定テール長Ｌ１となる
（図４（Ｆ））。この間、エンコーダ１７は上昇距離を
監視しており、制御部５０へ位置信号が送られており、
上記上昇距離が所定テール長Ｌ１になると、制御部５０
は荷重切替部５１にカットクランパ３０へ切断用荷重を
与えるよう命じ、荷重切替部５１はコイル４０に切断用
電流を印加する。それと共に、モータ１５は上記上昇方
向に回転を続け、キャピラリツール１が所定テール長Ｌ
１よりも上昇した際、ワイヤ２が基板６から切断される
（同図（Ｆ１））。
【００２６】またこのように、ワイヤ２のたるみが除か
れた後、ワイヤ２の切断が行われるので、所定テール長
Ｌ１を設定通りにすることができ、ボール径のばらつき
を抑制できる。また、この動作において、カットクラン
パ３０がメカニカルな開閉動作を行うわけではなく、荷
重切替部５１が印加する駆動電流値が変更されるにすぎ
ず、高速な動作を実現できる。特に、従来技術を示す図
５（ｆ）〜（ｇ）におけるようなカットクランパ３０が
閉鎖するまでキャピラリツール１の上昇を待つというよ
うなことは不要であって、それだけタクトタイムを短縮
できる。
【００２７】
【発明の効果】本発明は上述のように構成したので、ワ
イヤのたるみにより所定テール長がばらつかず、正確な
ボール径により、良好なボンディングを行うことができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係るワイヤボンディング方
法を用いたボンディング装置の側面図
【図２】本発明の一実施例に係るカットクランパの端面
図
【図３】（Ａ）本発明の一実施例に係るワイヤボンディ
ング方法の工程図 （Ｂ）本発明の一実施例に係るワイヤボンディング方法
の工程図 （Ｃ）本発明の一実施例に係るワイヤボンディング方法
の工程図 （Ｄ）本発明の一実施例に係るワイヤボンディング方法
の工程図 （Ｅ）本発明の一実施例に係るワイヤボンディング方法
の工程図 （Ｆ）本発明の一実施例に係るワイヤボンディング方法
の工程図 （Ｈ）本発明の一実施例に係るワイヤボンディング方法
の工程図
【図４】（Ｅ）本発明の一実施例に係るワイヤボンディ
ング方法の工程図 （Ｅ１）本発明の一実施例に係るワイヤボンディング方
法の工程図 （Ｆ）本発明の一実施例に係るワイヤボンディング方法
の工程図 （Ｆ１）本発明の一実施例に係るワイヤボンディング方
法の工程図
【図５】（ａ）従来のワイヤボンディング方法の工程説
明図 （ｂ）従来のワイヤボンディング方法の工程説明図 （ｃ）従来のワイヤボンディング方法の工程説明図 （ｄ）従来のワイヤボンディング方法の工程説明図 （ｅ）従来のワイヤボンディング方法の工程説明図 （ｆ）従来のワイヤボンディング方法の工程説明図 （ｇ）従来のワイヤボンディング方法の工程説明図 （ｈ）従来のワイヤボンディング方法の工程説明図
【図６】（ｅ１）従来のワイヤボンディング方法の工程
説明図 （ｇ）従来のワイヤボンディング方法の工程説明図 （ｇ１）従来のワイヤボンディング方法の工程説明図 （ｇ２）従来のワイヤボンディング方法の工程説明図
【符号の説明】 １ キャピラリツール ２ ワイヤ ４ チップ ６ 基板 １２ ホーン ３０ カットクランパ Ｌ１ 所定テール長

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ホーンに保持された押圧ツールにワイヤを
    挿通し、この押圧ツールを昇降させて、チップの電極に
    ボンディングを行う第１ボンディング工程と、再び前記
    押圧ツールを昇降させて、基板にボンディングを行う第
    ２ボンディング工程と、この第２ボンディング工程終了
    後に、カットクランパを閉じてワイヤを挾持させ、この
    カットクランパと前記押圧ツールを上昇させてワイヤを
    基板から切断することにより、前記押圧ツールから所定
    テール長だけワイヤを導出させるワイヤボンディング方
    法であって、 前記第２ボンディング工程において、前記押圧ツールが
    前記基板に接地する際、前記ワイヤを前記カットクラン
    パにより微小荷重下で挾持させ、このワイヤをこのカッ
    トクランパで挾持したまま、前記所定テール長だけ、こ
    のカットクランパと前記押圧ツールを上昇させ、このカ
    ットクランパがこのワイヤを挾持する荷重を前記微小荷
    重より大なる切断用荷重として、このワイヤを前記基板
    から切断することを特徴とするワイヤボンディング方
    法。
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