JPH0653291A - 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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JPH0653291A
JPH0653291A JP4203334A JP20333492A JPH0653291A JP H0653291 A JPH0653291 A JP H0653291A JP 4203334 A JP4203334 A JP 4203334A JP 20333492 A JP20333492 A JP 20333492A JP H0653291 A JPH0653291 A JP H0653291A
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capillary
bonding
wire
wire bonding
piezo element
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JP4203334A
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Makoto Imanishi
誠 今西
Akira Kabeshita
朗 壁下
Shiro Oji
士朗 大路
Satoshi Shida
智 仕田
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ボンディング範囲を限定することなく広範囲
にボンディングできるとともに、ＸＹ方向および上下方
向ともに高精度のボンディングができるボンディング装
置を提供する。 【構成】 ＸＹ方向および上下方向に移動可能なボンデ
ィングヘッド１と、ボンディングヘッド１に備えられ
た、キャピラリー４に振動をあたえるピエゾ素子７と、
ピエゾ素子７を振動させるための加振器８と、ピエゾ素
子７にホルダー９とともに取付けられたキャピラリー４
とを備え、ピエゾ素子７を、その変位をキャピラリー４
に直接伝えて、キャピラリー４を振動させるようにした
構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置内に設けら
れた電極間を導電線にて結線するワイヤボンディング装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のワイヤボンディング装置を用いた
ワイヤボンディング方法は、図５に示すように、ヒート
ブロック６上に基板２を載置固定し、基板２を介してボ
ンディング領域を加熱するとともに超音波ホーン１０に
超音波を印加してボンディングを行っていた。５はヒー
トブロック６に埋設されたヒータ、１４はＩＣ部品、１
５は基板２に半田付けされた電子部品、１６は基板２の
電極部、３はＩＣ部品１４の電極１６ａと電極部１６を
接続するワイヤである。
【０００３】図４において、１１は超音波ホーン１０を
加振するための加振器、１２は超音波ホーン１０を回転
自由な状態で保持するホーンホルダー、１３は超音波ホ
ーン１０を上下方向に動かすリニアモータであり、超音
波ホーン１０をホーンホルダー１２を支点にして上下動
させ、キャピラリー４を上下動させることができる。
【０００４】超音波ホーン１０の内部には、キャピラリ
ー４と逆側（図の左側）にピエゾ素子などの発振子を備
えており、これを超音波ホーン１０自体で増幅し、キャ
ピラリー４に伝える構造になっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のボンディング装置では、超音波ホーン１０が前述の
ような内部構造をとるため、図４に示すように、超音波
ホーン１０を加振するユニット全体が長大で、かつホー
ンホルダー１２やリニアモータ１３、ヘッド１などが、
キャピラリー４の先端よりも下側に張り出す構成になっ
ている。したがって、基板２を移動させたい範囲と干渉
し、基板２の可動範囲を小さく限定してしまうという問
題があった。
【０００６】またヒートブロック６からの熱で超音波ホ
ーン１０自体が伸縮し、長さが安定しないことからボン
ディング位置のずれを生じ、ボンディング精度を低くす
るという問題点、さらには超音波ホーン１０が長くなれ
ばなるほど、超音波ホーン１０の先端部、すなわちボン
ディング位置での上下方向の動きに対して残留振動が発
生し、上下方向の精度も低下し、ボンディング時にも、
ワイヤ溶解時にも不良を発生させるという問題点など、
超音波ホーン１０の使用には多くの問題があった。
【０００７】本発明は上記問題点を解決するもので、ボ
ンディング範囲を限定することなく広範囲にボンディン
グできるとともに、上下方向、ＸＹ方向ともに高精度の
ボンディングができるワイヤボンディング装置を提供す
ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明のワイヤボンディング装置の第１の手段は、ＸＹ
方向および上下方向に移動可能なボンディングヘッド
と、このボンディングヘッドに備えられた、キャピラリ
ーに振動をあたえるピエゾ素子と、このピエゾ素子を振
動させるための加振器と、前記ピエゾ素子にホルダーと
ともに取付けられたキャピラリーとを備え、前記ピエゾ
素子を、その変位を前記キャピラリーに直接伝えて、前
記キャピラリーを振動させるように構成したものであ
る。また本発明のワイヤボンディング装置の第２の手段
は、前記ピエゾ素子を複数個備えたものである。
【０００９】
【作用】この構成により、ピエゾ素子をその変位をキャ
ピラリーに直接伝えて、キャピラリーを振動させるよう
に構成したことにより、基板のボンディング範囲を限定
することなく広範囲にボンディングできるとともに、上
下方向、ＸＹ方向ともに高精度のボンディングができる
こととなる。
【００１０】
【実施例】以下本発明の実施例のワイヤボンディング装
置について、図面を参照しながら説明する。
【００１１】（実施例１）図１に示す実施例１のワイヤ
ボンディング装置は、ＸＹ方向および上下方向に移動可
能なボンディングヘッド１と、このボンディングヘッド
１に備えられた、キャピラリー４に振動をあたえるピエ
ゾ素子７と、このピエゾ素子７を振動させるための加振
器８と、ピエゾ素子７にホルダー９とともに取付けられ
たキャピラリー４とを備え、ピエゾ素子７を、その変位
をキャピラリー４に直接伝えて、キャピラリー４を振動
させるように構成したものである。
【００１２】また２はボンディングされる基板、３は基
板２上の電極間を結線するためのワイヤ、４はホルダー
９に保持され、ワイヤ３を基板２上に結線するためのキ
ャピラリー、５はヒータ、６は基板２を支えながらヒー
タ５の熱を基板２に伝え、かつＸＹ方向に移動可能なヒ
ートブロックである。
【００１３】以上のように構成されたワイヤボンディン
グ装置について、以下図１，図２を用いてその動作を説
明する。
【００１４】ワイヤボンディングを行なうには、ヒート
ブロック６上に基板２を載置して固定し、ボンディング
ヘッド１にてＩＣ部品１４のボンディングすべき電極部
１６をキャピラリー４の下方位置に位置決めする。この
ときＩＣ部品１４はヒートブロック６により加熱されて
いる。電極部１６を、たとえばワイヤ３が金線の場合に
その再結晶温度以上の３５０℃の温度まで加熱する。そ
してボンディングヘッド１を下降させ、ワイヤ３の一端
をこの電極部１６に押圧し、同時にピエゾ素子７により
キャピラリー４を直接振動させてボンディングする。そ
の後ボンディングヘッド１を適当距離上昇させ、さらに
ＸＹ方向に動作させてＩＣ部品１４の電極部１６ａと接
続すべき基板２上の配線パターンの電極部１６をキャピ
ラリー４の下方位置に位置決めし、ボンディングヘッド
１を下降させてボンディングし、その後ワイヤ３を切断
してボンディングヘッド１を上昇させる。以下同様にＩ
Ｃ部品１４の各電極部１６ａと基板２の対応する電極部
１６を順次ワイヤボンディングして電気的に接続する。
１５は基板２に半田付けされた電子部品である。
【００１５】ピエゾ素子７は一般に広く知られているも
ので、電圧を制御することによりピエゾ素子７自体が伸
縮する。したがって、ワイヤ３の種類によってキャピラ
リー４を適切な周波数で振動させるような伸縮の周期が
必要であり、その制御を加振器８で行なっている。
【００１６】図１に示すように、ピエゾ素子７によりキ
ャピラリー４を直接加振する構成は、キャピラリー４を
加振器７とホルダー９を介してボンディングヘッド１か
ら懸垂させることにより、基板２の可動域が限定される
ことはなく、従来方法である超音波ホーン１０を用いた
方法（図５参照）とは大きく異なる。
【００１７】以上のように本実施例によれば、超音波ホ
ーン１０の代わりにピエゾ素子７をその変位をキャピラ
リー４に直接伝えて、キャピラリー４を振動させるよう
に構成したことにより、基板２のボンディング範囲を限
定することなく広範囲にボンディングできるとともに、
上下方向、ＸＹ方向ともに高精度のボンディングができ
る。
【００１８】（実施例２）図３において、図１と同一部
分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。図１の
構成と異なるのは、ピエゾ素子７を２個設け、キャピラ
リー４のホルダー９ａを板状にした点である。
【００１９】前述したように、ワイヤ３の種類によって
キャピラリー４を適切な周波数で振動させなければなら
ないので、上記２個のピエゾ素子７は伸縮が逆になるよ
うに加振器８で同期をとっている。
【００２０】本実施例２ではピエゾ素子７を２個用いて
いるので、加振に要する力が大きく、またキャピラリー
４の動きも安定する。
【００２１】なお実施例２ではピエゾ素子７を２個用い
ているが、ボンディングヘッド部１の構成をかえること
により、さらに２個より多くのピエゾ素子を用いること
も可能である。
【００２２】これにより、実施例２も、実施例１と同様
の効果がある。
【００２３】
【発明の効果】以上の実施例の説明により明らかなよう
に本発明のワイヤボンディング装置によれば、ボンディ
ングヘッドと、基板へワイヤを接合させるためのキャピ
ラリーと、このキャピラリーに振動を与えるためのピエ
ゾ素子と、このピエゾ素子を振動させるための加振器と
を備え、ピエゾ素子をその変位をキャピラリーに直接伝
えて、キャピラリーを振動させるように構成したことに
より、ワイヤボンディング時に、基板のボンディング範
囲を限定することなく広範囲にボンディングが可能とな
る。さらに超音波ホーン自体の問題点である熱膨張・収
縮がなく、また上下方向の残留振動もないので、上下方
向、ＸＹ方向ともに高精度のボンディングが可能とな
り、不良を大幅に減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１のワイヤボンディング装置の
要部の概略の構成を示す正面図
【図２】同ワイヤボンディングの工程を説明する略図
【図３】同実施例２のワイヤボンディング装置の要部の
概略の構成を示す正面図
【図４】従来のワイヤボンディング装置の要部の概略の
構成を示す正面図
【図５】同ワイヤボンディング工程を説明する斜視図
【符号の説明】
１ ボンディングヘッド ３ ワイヤ ４ キャピラリー ７ ピエゾ素子 ８ 加振器 ９，９ａ ホルダー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 仕田 智 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ＸＹ方向および上下方向に移動可能なボン
    ディングヘッドと、このボンディングヘッドに備えられ
    た、キャピラリーに振動をあたえるピエゾ素子と、この
    ピエゾ素子を振動させるための加振器と、前記ピエゾ素
    子にホルダーとともに取付けられたキャピラリーとを備
    え、前記ピエゾ素子を、その変位を前記キャピラリーに
    直接伝えて、前記キャピラリーを振動させるように構成
    したワイヤボンディング装置。
  2. 【請求項２】ピエゾ素子を複数個備えた請求項１記載の
    ワイヤボンディング装置。
JP4203334A 1992-07-30 1992-07-30 ワイヤボンディング装置 Pending JPH0653291A (ja)

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