JPH0682701B2 - ワイヤボンデイング方法および装置 - Google Patents

ワイヤボンデイング方法および装置

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JPH0682701B2
JPH0682701B2 JP60054499A JP5449985A JPH0682701B2 JP H0682701 B2 JPH0682701 B2 JP H0682701B2 JP 60054499 A JP60054499 A JP 60054499A JP 5449985 A JP5449985 A JP 5449985A JP H0682701 B2 JPH0682701 B2 JP H0682701B2
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Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は電極間のワイヤボンディングに適用して有効な
技術に関するものである。
［背景技術］ ペレットのボンディングパッドとリードの電気的接続手
段として金（Au）、銅（Cu）等のワイヤを用いることが
知られているが、これらのワイヤを用いた場合にはワイ
ヤ同士の短絡、ワイヤとペレット端との短絡を生じる場
合のあることが知られている。
特に今後半導体装置の高集積化にともないペレット上の
パッド密度が高くなってくるとこのような問題が生じ易
いと考えられる。
そのため、ボンディングワイヤとして線材の周囲を絶縁
性材料で覆った、いわゆる被覆線を用いることにより上
記問題を解決することも考えられている。
しかし、ワイヤとして被覆線を用いた場合には第二ボン
ディングの信頼性を如何に確保するかが問題となること
が本発明者によって明らかにされた。
たとえば、ボンディングツールとしてキャピラリを用い
た場合を例に説明すれば、第一ボンディングの際には、
ワイヤの被覆材は放電トーチの放電によって溶融してし
まうため問題とはならないが、第二ボンディングの際に
この被覆材の除去をどのようにして行うかが問題となる
のである。
すなわち、第二ボンディングの際に、インナーリード上
に被覆線をキャピラリでこすりつけて被覆材を除去する
ことも考えられるが、この方法では被覆材が十分に剥離
せず、また剥離したとしてもインナーリード上に残留し
た被覆材がボンディングの邪魔となり、ボンディング不
良を生じ易いことがさらに本発明者によって明らかにさ
れた。
なお、被覆線の技術を述べている出願の例としては、特
開昭58-3239号、特開昭58-63142号、特開昭58-103146号
等がある。
［発明の目的］ 本発明の目的は、被覆線を用いたワイヤボンディングの
接合不良を防止することにある。
本発明の他の目的は信頼性の高い半導体装置を提供する
ことにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろ
う。
［発明の概要］ 本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、次の通りである。
すなわち、被覆線を用いたワイヤボンディングに際し
て、第一ボンディングを行った終に、ワイヤをボンディ
ングツールに挿通したままの状態でワイヤの所定の長さ
を自動検出し、検出位置の被覆材を加熱して除去した後
に該被覆材除去部分で第二ボンディングを行うことによ
り、第二ボンディングの際にワイヤのボンディング部分
が露出した状態となり、しかもリード上に被覆材が残留
することもないため、第二ボンディングを良好ならしめ
接合不良を防止することができる。
また、被覆線を銅線の周囲に被覆材として酸化銅を被着
したものとし、水素雰囲気中で該被覆材を加熱して銅に
還元させて被覆材の除去を行うことにより、残留被覆材
を生じることなく被覆線のボンディングを行うことがで
きるため、第二ボンディングに際してさらに信頼性の高
い接合を確保することができる。
［実施例］ 第１図は本発明の一実施例であるワイヤボンディング装
置を示す説明図、第２図はその要部の拡大部分説明図で
ある。
本実施例のワイヤボンディング装置１はペレット２の取
付けられたリードフレーム３にワイヤ４として銅線の周
囲に被覆材4aである酸化第一銅もしくは酸化第二銅を被
着した被覆線を用いて、ペレット２とリードフレーム３
のインナーリード3aとを電気的に接続するためのもので
ある。
ワイヤボンディング装置１はリードフレーム３をペレッ
ト取付け面を上向きに保持するボンディングステージ５
とボンディング機構部が搭載されたXYテーブル６および
被覆材除去機構部７を備えている。
XYテーブル６上にはボンディングヘッド８が立設され、
このボンディングヘッド８には一端がばね９により上向
きに係止されるアーム10が軸支されている。
アーム10はばね９による係合部11と軸支部12の中間でカ
ム13に係合されており、カム駆動モータ14によってカム
13に与えられる回転運動を介して規則的に上下動され、
アーム10の他端はボンディングステージ５上に延設され
ており、そのアーム10の先端にはボンディングツールと
してのキャピラリ15がほぼ垂直方向に取付けられてお
り、該キャピラリ15にはスプール16に巻装されたワイヤ
４がクランパ17を経て挿通されている。
なお、カム駆動モータ14および前記XYテーブル６の各動
作については制御部18により電気的に制御されている。
また、ボンディングステージ５はステージ面がキャピラ
リ15と対向する様に位置しており、該ボンディングステ
ージ面上にはボンディングステージ５の内部のヒータ19
により加熱されたリードフレーム３がペレット２を取付
けた状態で載置されている。
被覆材除去機構部７はリニアモータ20により上下動さ
れ、レーザー発振回路21とガイド28によって接続されて
いるレーザー光線発射部22を有し、該レーザー光線発射
部22の高さ位置はセンサ23を介して高さ検出回路24によ
って検出され、該情報はコントローラ25から送られてく
る各ワイヤ長さの情報と駆動制御回路26で照合され、ド
ライバ27を介してリニアモータ20を作動させ、ワイヤ４
の所定位置すなわち第１ボンディング部から距離１のと
ころにレーザー光線発射部22からレーザー光線22aを照
射可能にしている。なお、レーザー発振回路21はレーザ
ーの発振をコントローラ25により電気的に制御されてい
る。
以下、本実施例の作用について説明する。
まず、ペレット２の取付けられたリードフレーム３をボ
ンディングステージ５上に載置し、キャピラリ15の先端
に突出したワイヤ４の端部を図示しない放電トーチによ
り加熱しボール形成を行った後、ペレット２のパッド上
にキャピラリで該ボール部を圧着して第一ボンディング
を行う。
次にクランパ17でワイヤ４を保持しながらキャピラリ15
を上昇させ、ワイヤ４の所定位置を水素ガス雰囲気に浸
しながらレーザー光線22aを照射する。このワイヤ４の
所定位置は各ワイヤ４につき第二ボンディングを行う部
分で、第１ボンディング部から距離１の位置であり、予
めコントローラ25に入力されている各ワイヤ４の第二ボ
ンディングに必要な長さのワイヤ情報にもとづいて、各
ワイヤ４毎にリニアモータ20によりレーザー光線発射部
22が上下方向の位置を調整される。
レーザー光線22aがワイヤ４に照射されると、ワイヤ４
の被覆材4aである酸化第一銅もしくは酸化第二銅は水素
ガス雰囲気中で銅に還元され、該部分は導電性を有する
ことになる。
次に、リードフレーム３のインナーリード3a上に該ワイ
ヤ４の還元部分（被覆材除去部分）4bをボンディングす
ることにより、第二ボンディングを完了する。
このとき、第二ボンディングを行うワイヤ４の被覆材除
去部分4bは上述のように既に銅に還元されているため、
被ボンディング部であるインナーリード3a上に被覆材が
残留することはない。そのため第二ボンディングの接合
不良を防止することができる。
［効果］ （１）．第一ボンディング終了後、ワイヤをボンディン
グツールに挿通したままの状態でワイヤの所定長さを自
動検出し、検出位置の被覆材を加熱し除去した後に該被
覆材除去部分で第二ボンディングを行うことにより、第
二ボンディング際してワイヤのボンディング部分を露出
した状態で、しかもリード上に除去した被覆材を残留さ
せることなく第二ボンディングを行うことができるた
め、第二ボンディングの接合不良を防止することができ
る。
（２）．被覆線を銅線の周囲に被覆材として酸化銅を被
着した構造として、水素雰囲気中でワイヤを加熱して該
被覆材の部分を銅に還元させることにより、残留被覆材
を生じることなく被覆線のボンディングを行うことがで
きるため、第二ボンディングに際してさらに信頼性の高
い接合を確保することができる。
（３）．前記（１）および（２）より、被覆線を用いた
ワイヤボンディングが可能となり、ワイヤ同士の短絡ま
たはワイヤとタブ端の短絡による電気的不良の発生を防
止することができる。
（４）．前記（１）、（２）および（３）より電気的に
信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。
たとえば、被覆線としては金線にポリイミド樹脂を被着
したものを用いてもよい。さらに、被覆材除去手段とし
ては、レーザー光線の照射に限らず放電トーチ等により
ワイヤを加熱して被覆材を溶解、除去するものであって
もよい。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例であるワイヤボンディング装
置を示す説明図、 第２図はその要部の拡大部分説明図である。 １……ワイヤボンディング装置、２……ペレット、３…
…リードフレーム、3a……インナーリード、４……ワイ
ヤ、4a……被覆材、4b……被覆材除去部分、５……ボン
ディングステージ、６……XYテーブル、７……被覆材除
去機構部、８……ボンディングヘッド、10……アーム、
11……係合部、12……軸支部、13……カム、14……カム
駆動モータ、15……キャピラリ、16……スプール、17…
…クランパ、18……制御部、19……ヒータ、20……リニ
アモータ、21……レーザ発振回路、22……レーザ光線発
射部、23……センサ、24……高さ検出回路、25……コン
トローラ、26……駆動制御回路、27……ドライバ、28…
…ガイド。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】被覆線を用いたワイヤボンディング方法で
    あって、第一ボンディング終了後、ワイヤをボンディン
    グツールに挿通したままの状態でワイヤの所定長さを自
    動検出し、検出位置のワイヤ部分を加熱して被覆材を除
    去した後に該被覆材除去部分で第二ボンディングを行う
    ことを特徴とするワイヤボンディング方法。
  2. 【請求項２】被覆線が銅線の周囲に被覆材として酸化銅
    を被着したものであり、水素雰囲気中でワイヤ部分を加
    熱して該被覆材を銅に還元させることにより被覆材の除
    去を行うことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
    ワイヤボンディング方法。
  3. 【請求項３】検出位置のワイヤ部分を加熱して被覆材を
    溶解することにより被覆材の除去を行うことを特徴とす
    る特許請求の範囲第１項記載のワイヤボンディング方
    法。
  4. 【請求項４】ワイヤ部分の加熱をレーザー光線によって
    行うことを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項ま
    たは第３項記載のワイヤボンディング方法。
  5. 【請求項５】被覆線のボンディングを行うワイヤボンダ
    であって、ワイヤの所定長さ部分を自動検出する検出機
    構と、該検出機構により検出されたワイヤの所定部分の
    被覆材を加熱して除去する被覆材除去機構とを有するこ
    とを特徴とするワイヤボンディング装置。
  6. 【請求項６】被覆材加熱機構がレーザー光線発射部であ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第５項記載のワイヤ
    ボンディング装置。
  7. 【請求項７】被覆材加熱機構が放電トーチであることを
    特徴とする特許請求の範囲第５項記載のワイヤボンディ
    ング装置。
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