JPH0755001Y2 - ボンダの雰囲気カバー - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、半導体素子製造ラインにおいて、ボンディン
グ装置に用いられる雰囲気カバーに関する。

従来の技術 従来、外部引き出し端子を有する半導体においては、所
定数の外部引き出し端子を１組として複数組（例えば50
組）が連続状に設けられた、ベアカッパー（Bare Coppe
r）材よりなるリードフレーム、つまりベアカッパーリ
ードフレームに対し、第６図に示した工程により処理を
行っている。

すなわち、第１の工程であるダイボンダ（Die Bonder）
１においては、ベルトコンベア上に載置されたベアカッ
パーリードフレームに対して、加熱してクリーニングを
行う。しかる後に、クリーニングされたベアカッパーリ
ードフレームの電極部分に、熱硬化性樹脂を滴下し該熱
硬化性樹脂を介して所定の外部引き出し端子の電極部分
にチップを固着させる。

そして、次の工程であるキュア（Cure）炉２において
は、前記チップが付着されているベアカッパーリードフ
レームを、硬化炉内にてベルトコンベアで搬送しつつ加
熱し、これにより前記熱硬化性樹脂を硬化させて前記チ
ップを固着させた後、次の工程であるワイヤボンダに移
送する。

該ワイヤボンダにおいては、ベアカッパーリードフレー
ムを加熱しつつ、前記チップと他の外部引き出し端子の
電極部分とにワイヤの両端部を圧着し、このワイヤボン
ダが終了した後、モールド成形がなされる。そしてモー
ルド成形が終了した後、前記ベアカッパーリードフレー
ムに一体的に設けられている不要な連接部を切除すこと
により、モールドがなされた部分毎に半導体が完成され
る。

ここで、前記ワイヤボンダ３においては、前述のように
ベアカッパーリードフレームが加熱されることから、こ
の加熱に伴う酸化を防止するために、ワイヤボンダ３は
N₂＋H₂からなる雰囲気ガスの中で行われ、該雰囲気中で
前記チップの表面、及び前記外部引き出し端子の電極部
表面が還元される。

したがって、この還元された部分に前記ワイヤが圧着さ
れることにより、充分なワイヤの固着強度、すなわち充
分なボンディング品質が得られることから、ワイヤボン
ダにおいてベアカッパーリードフレームに取り込まれる
前記雰囲気ガスの量により、ボンディング品質が決定さ
れるのである。

考案が解決しようとする課題 しかしながら、前記ワイヤの圧着は、上下方向（紙面垂
直方向）に動作するボンディングヘッドを用いて、該ワ
イヤの端部を上方から押圧することにより行われること
から、例えばカバー部材等を用いて、前記雰囲気ガスの
雰囲気を隔成する空間を形成するようにしても、前記カ
バー部材には、前記ボンディングヘッドが上下動する為
のボンディング用開口部を設けることが不可欠となる。

このため、該ボンディング用開口部から前記雰囲気中に
空気が侵入し、該空気がベアカッパーリードフレームと
接触することにより、該ベアカッパーリードフレームに
酸化が生じてしまうおそれがあった。

本考案は、このような従来の課題に鑑みてなされたもの
であり、ベアカッパーリードフレームに酸化を生じさせ
ることなく、圧着を行うことを可能にしたボンダの雰囲
気カバーを提供することを目的とするものである。

課題を解決するための手段 前記課題を解決するために本考案にあっては、半導体製
造ラインに配置され、雰囲気ガスの雰囲気中で搬送され
たワークにワイヤを圧着するワイヤボンディング装置に
おいて、該ワイヤボンディング装置に、摺動自在であっ
て前記ワークを覆う可動カバーを設け、該可動カバーに
ボンディング用開口部と、雰囲気ガス供給配管とを設け
るとともに、該雰囲気ガス供給配管から給送された雰囲
気ガスを、前記ボンディング開口部の周部から略水平方
向に吹き出させる吹出口を設けてある。

また、半導体製造ラインに配置されたダイボンディング
装置にあっては、前記ボンディング用開口部と前記雰囲
気用配管、及び吹出口を有する固定カバーを設け、また
好ましくは前記雰囲気ガス供給配管を、前記ボンディン
グ用開口部の両側に設けてある。

作用 前記構成において、ワークは前記可動カバーにより覆わ
れることにより、雰囲気ガスの雰囲気中で搬送され、か
つボンディングヘッドにより前記ボンディング用開口部
を介してワイヤの圧着がなされる。このとき、前記可動
カバーには、雰囲気ガス供給配管と、前記吹出口とが設
けられていることから、該吹出口からは雰囲気ガスが前
記ボンディング開口部の周部から略水平方向に吹き出さ
れる。

これにより、ボンディング用開口部には、雰囲気ガスに
よるエアーカーテンが略水平方向に形成され、該エアー
カーテンにより前記ボンディング開口部から雰囲気ガス
中への空気の侵入は防止され、よって該雰囲気中におい
て前記ボンディングヘッドによりワイヤの圧着がなされ
るワークに、酸化が生ずることはない。また、前記ダイ
ボンディング装置に、前記ボンディング用開口部と前記
雰囲気用配管、及び吹出口を有する固定カバーを設けた
構造によれば、ダイボンディング時におけるワークの酸
化が防止される 実施例 以下、本考案の一実施例について図面に従って説明す
る。すなわち第３図に示したように、ワイヤボンディン
グ装置11には、支持部材12、12上に平行に架設された一
対の架橋部材13a,13bが設けられており、該架橋部材13
a,13bの長尺方向に沿って、加熱部14、プレヒート部1
5、ボンディング部16、及び冷却部17が設けられてい
る。

一方の架橋部材13aには、前記各部14,15,16,17に亙って
レール18aが設けられており、他方の架橋部材13bには、
前記加熱部14と冷却部17に夫々レール18b、18cが設けら
れている。

前記加熱部14には、前記レール18aに沿って第１雰囲気
配管19が設けられており、該第１雰囲気用配管19には複
数の吹出口20・・・が設けられている。また、前記レー
ル18bにも、複数の吹出口20・・・が設けられており、
該吹き出し口20からは図示しない雰囲気用配管から供給
される雰囲気ガスが吹き出されるとともに、さらに加熱
部14には第４図に示したように第１ヒータ33が設けられ
てている。

前記プレヒート部15とボンディング部16には、この両部
15,16に亙ってヒートコラム21が設けられており、該ヒ
ートコラム21には単一の第２ヒータ34が設けられてい
る。また、ヒートコラム21のプレヒート部15側とボンデ
ィング部16側には、各々吹出口38・・・と吹出口39・・
・が設けられている。前記吹出口38・・・からは、第２
雰囲気用配管22より供給される雰囲気ガスが吹き出さ
れ、前記吹出口39・・・からは第３雰囲気用配管23より
供給される雰囲気用ガスが吹き出されるようになってい
る。

一方前記冷却部17には、前記架橋部材13a,13bに沿っ
て、一対の第４雰囲気用配管24,24が設けられており、
該第４雰囲気用配管24,24にも複数の吹出口40が設けら
れている。

前記各部14,15,16,17の上面は、第５図に示したように
可動カバー25と、該可動カバー25の移動範囲を超える部
分に及ぶ固定カバー28とにより覆われており、該固定カ
バー28の加熱部14側端部と、冷却部17側中央部には送り
爪用穴26,27が設けられている。

各送り爪用穴26,27の上部には、図示しない部材に移動
可能に支持された送り爪31,32が設けられており、該送
り爪31,32はワークたるベアカッパーリードフレーム６
に設けられている係止孔に係合して、これを搬送方向Ａ
に移動させるように構成され、前記ベアカッパーリード
フレーム６は、所定数の外部引き出し端子を１組とし
て、例えば50組が一体的に設けられた構造よりなる。

また、前記可動カバー25は、第１、２図に示したように
ヒートコラム21に沿って摺動するベースプレート42を有
し、該ベースプレート42の略中央部には、ボンディング
用開口部43が設けられている。さらにベースプレート42
上には、係合部材44と、平板状パイプ45が設けられてお
り、前記係合部材44には、ボンディングヘッドに設けら
れた図示しない駆動用のロッドが係合されている。

前記平板状パイプ45は両端部が閉塞された中空状の部材
であって、前記ボンディング開口部43を包囲する吹出口
46が設けられているとともに、該吹出口46の両側部位
に、各々雰囲気ガスを供給する雰囲気ガス供給配管47,4
8が設けられている。

他方、第４図に示したように、前記ヒートコラム21の下
部には、前記支持部材12,12間に下部室35が隔成されて
おり、一方の支持部材12には、この下部室35内に雰囲気
ガスを供給する第５雰囲気配管36が設けられている。

以上の構成にかかる本実施例において、ワイヤボンディ
ング装置11が作動している状態においては、加熱部14か
ら冷却部17に亙って複数のベアカッパーリードフレーム
５が羅列された状態にあり、該ベアカッパーリードフレ
ーム６は前記送り爪31,32の動作に伴って、所定数の外
部引き出し端子１組として、例えば10組づつ間欠的に搬
送される。

そして、前記加熱部14において前記ベアカッパーリード
フレーム17は、両側部を前記レール18a,18b上に摺接さ
せつつ、該レール18a,18bの上面と前記固定カバー28の
下面間を移動し、前記第１のヒータ33の作動に伴ってレ
ール18bから直接受ける熱により加熱される。また、こ
れと同時に、前記第１雰囲気用配管19とレール18bとに
設けられた吹出口20・・・から吹き出される雰囲気ガス
により、還元がなされ、これによってベアカッパーリー
ドフレーム６は酸化を防止されつつ、所定の温度まで加
熱される。

また、次のプレヒート部15においては、ベアカッパーリ
ードフレーム６はヒートコラム21上を摺動しつつ、該ヒ
ートコラム21の上面と前記固定カバー28の下面間を移動
し、前記第２のヒータ34の作動に伴ってヒートコラム21
から直接受ける熱により加熱される。

これと同時に、前記第２雰囲気用配管22から供給さる雰
囲気ガスがヒートコラム21に設けられた吹出口38から吹
き出され、これによりベアカッパーリードフレーム17は
酸化を防止されつつ、ボンディング温度に近接する温度
まで加熱される。

そして、次のボンディング部16においてベアカッパーリ
ードフレーム６は所定のボンディング温度に到達し、前
記ボンディング用開口部43を介してボンディングヘッド
（図示ぜず）が上下動することにより、前述したチップ
と他の外部引き出し端子の電極部分とにワイヤ（φ25μ
Au）の両端部を圧着するワイヤボンディングがなされ
る。

このとき、前記可動カバー25には、雰囲気ガス供給配管
47,48とこの雰囲気ガス供給配管47,48より給送された雰
囲気ガスを吹き出させる前記吹出口46とが設けられてい
ることから、該吹出口46からは前記ボンディング開口部
43の周部から略水平方向に雰囲気ガスが吹き出される。

これにより、ボンディング用開口部43の上部には、第２
図に示したように雰囲気ガスによるエアーカーテンＡが
略水平方向に形成され、しかも本実施例においては、前
記吹出口46の両側部位に雰囲気ガス47,48が設けられて
いることから、前記吹出口46において相対向二方向に雰
囲気ガスが吹き出され、前記エアーカーテンＡは強力な
ものとなる。

よって、この強力なエアーカーテンＡにより、前記ボン
ディング開口部43から可動カバー25の下面側に形成され
た雰囲気ガスの雰囲気中への、空気の侵入を確実に防止
することができる。このため、前記ボンディングヘッド
が上下動してワイヤボンディングを行うためのワイヤボ
ンディング開口部43が設けられていても、によりワイヤ
の圧着がなされて時に、ワークに酸化が生ずることはな
く、良好なボンディング品質を確保することができる。

そして、当該１組の外部引き出し端子に対する、ワイヤ
ボンディングが終了すると、ボンディングヘッドが移動
するとともに、該ボンディングヘッドに設けられている
ロッドが移動する。したがって前記係合部材44に係合し
ている前記ロッドが移動することにより、前記可動カバ
ー25はボンディングヘッドとともに移動し、ボディング
開口部43を次の１組の外部引き出し端子に合致させる。
これにより、該ボンディング開口部43を介して、次の１
組の外部引き出し端子に対するワイヤボンディングが行
われる。

このようにして、前記外部引き出しを１組として10組に
対して、ワイヤボンディングが終了すると、前記送り爪
31,32が作動し、ベアカッパーリードフレーム６を前記1
0組に相当する距離だけ搬送方向Ａに移送し、次の10組
に対してワイヤボンディグがなされる。

そして、ボンディングが終了したベアカッパーリードフ
レーム６は、冷却部17内に移送され、該冷却部17におい
て前記ベアカッパーリードフレーム６は、両側部を前記
レール18a,18cに摺接させつつ、該レール18a,18cの上面
と前記固定カバー28の下面間を移動し、第４雰囲気用配
管24に設けられた吹出口40から吹き出される雰囲気ガス
により、酸化を防止されつつ放熱を促進され冷却され
る。

したがって、ボンディング部16から搬出される直前にお
いて約300℃に加熱されていたベアカッパーリードフレ
ーム６は、冷却部17から外部に搬出された際には、大気
中の酸素と接触しても、酸化現象を引き起こすことのな
い温度状態となっており、前記ベアカッパーリードフレ
ーム６は、活性面を保持しつつ次工程であるモールドを
行う工程に移送されるのである。

なお、前記実施例においては、ワイヤボンディング装置
について説明したが、ダイボンディング装置において
は、前記可動カバー25と同様の構成にかかるカバーを固
定して用いれば、ダイボンディングにおいても同様にベ
アカッパーフレーム６の酸化を防止し得る。

考案の効果 以上説明したように本考案は、ワークを覆う可動カバー
にボンディング用開口部と、雰囲気ガス供給配管とを設
けるとともに、該雰囲気ガス供給配管から給送された雰
囲気ガスを、前記ボンディング開口部の周部から略水平
方向に吹き出させる吹出口を設けるようにした。

したがって、前記吹出口から吹き出される雰囲気ガスに
より、ボンディング用開口部において略水平方向に雰囲
気ガスによるエアーカーテンを形成することができ、該
エアーカーテンにより、前記ボンディング開口部から可
動カバーの下面側に形成された雰囲気ガス中への、空気
の侵入を確実に防止することができる。よって、前記ボ
ンディングヘッドが上下動してワイヤボンディングを行
うためのワイヤボンディング開口部が設けられていて
も、によりワイヤボンディング時に、ワークに酸化が生
ずることはなく、良好なボンディング品質を確保するこ
とができる。

また、ダイボンディング装置においても、前記可動カバ
ーとともに同様の構成にかかる固定カバーを用いること
により、ワークの酸化を防止し得るとともに、前記雰囲
気ガス供給配管を、前記ボンディング用開口部の両側に
設けたことから、前記吹出口において相対向する二方向
から、雰囲気ガスが吹き出され、これにより前記エアー
カーテンをより強力なものにして、前記ワークの酸化を
確実に防止し、一層良好なボンディング品質を得ること
を可能にするものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の一実施例にかかる可動用カバーの斜
視図、 第２図は、第１図II-II線に沿う断面図、 第３図は、本考案の一実施例にかかるワイヤボンディン
グ装置の固定カバー及び可動カバーを除去した状態にお
ける平面図、 第４図は、同装置の側面説明図、 第５図は、同実施例の前記固定カバー及び可動カバーを
装着した状態の要部平面図である。 11……ワイヤボンディング、25……可動カバー、43……
ボンディング用開口部、46……吹出口、47,48……雰囲
気ガス供給配管。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体製造ラインに配置され、ワークの酸
   化防止ガスの雰囲気中で、搬送されたワークにワイヤを
   圧着するワイヤボンディング装置において、該ワイヤボ
   ンディング装置に、摺動自在であって前記ワークを覆う
   可動カバーを設け、該可動カバーにボンディング用開口
   部と、雰囲気ガス供給配管とを設けるとともに、該雰囲
   気ガス供給配管から給送された雰囲気ガスを、前記ボン
   ディング開口部の周部から略水平方向に吹き出させる吹
   出口を設けたことを特徴とするボンダの雰囲気カバー。
2. 【請求項２】半導体製造ラインに配置されたダイボンデ
   ィング装置に、請求項１記載の前記ボンディング用開口
   部と前記雰囲気用配管、及び吹出口を有する固定カバー
   を設けたことを特徴とするボンダの雰囲気カバー。
3. 【請求項３】前記雰囲気ガス供給配管を、前記吹出口の
   両側部位に設けたことを特徴とする請求項１又は２記載
   の雰囲気カバー。