JPH077784B2 - 絶縁被覆ワイヤのワイヤボンデイング方法 - Google Patents
絶縁被覆ワイヤのワイヤボンデイング方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、絶縁被覆ワイヤのワイヤボンデイング方法に
係り、特に、半導体装置やプリント板などで絶縁被覆ワ
イヤを使用する配線において、該絶縁被覆ワイヤの導電
材を、導電体電極へ確実に且つ容易に接合するに好適な
ワイヤボンデイング方法に関するものである。
係り、特に、半導体装置やプリント板などで絶縁被覆ワ
イヤを使用する配線において、該絶縁被覆ワイヤの導電
材を、導電体電極へ確実に且つ容易に接合するに好適な
ワイヤボンデイング方法に関するものである。
従来、半導体装置の回路板などの電極へ、絶縁被覆ワイ
ヤを接合する場合には、たとえば、溶接技術（1983年３
月号,23頁〜27頁）に記載のように、予め電極に半田め
つきを施しておき、その上へ絶縁被覆ワイヤを重ね、加
熱したキヤピラリを押し当てて前記半田を融解すること
により、リフローソルダリング法によつて接合してい
た。この場合、絶縁被覆ワイヤの絶縁被覆としてポリウ
レタンなどを使用しておけば、これが約300℃で融解す
るので、電極面の半田が導電材へ乗り移り、容易に接合
を行なうことができる。
ヤを接合する場合には、たとえば、溶接技術（1983年３
月号,23頁〜27頁）に記載のように、予め電極に半田め
つきを施しておき、その上へ絶縁被覆ワイヤを重ね、加
熱したキヤピラリを押し当てて前記半田を融解すること
により、リフローソルダリング法によつて接合してい
た。この場合、絶縁被覆ワイヤの絶縁被覆としてポリウ
レタンなどを使用しておけば、これが約300℃で融解す
るので、電極面の半田が導電材へ乗り移り、容易に接合
を行なうことができる。
ところで、半導体装置の内部配線のように、導電体電
極、すなわち、金，銀，アルミニウム，銅などの電極，
あるいは、アルミナセラミツクスの上にタングステン層
を、その上にニツケル層を、さらにその上に金，アルミ
ニウムなどの金属をめつきしてなる電極へ、絶縁被覆ワ
イヤを接合する場合でも、キヤピラリの加熱温度をさら
に高くし、電極表面の金属を融解せしめることにより、
前記同様にして、接合を実施することができる。
極、すなわち、金，銀，アルミニウム，銅などの電極，
あるいは、アルミナセラミツクスの上にタングステン層
を、その上にニツケル層を、さらにその上に金，アルミ
ニウムなどの金属をめつきしてなる電極へ、絶縁被覆ワ
イヤを接合する場合でも、キヤピラリの加熱温度をさら
に高くし、電極表面の金属を融解せしめることにより、
前記同様にして、接合を実施することができる。
上記従来技術は、導電体電極へ絶縁被覆ワイヤを接合す
る場合、高温に加熱されたキヤピラリにより、これと直
接触れない、接合に関与しない部分の絶縁被覆までも溶
けて、余計な長さの導電材が露出し、隣接した導電材同
士が短絡したり、電極面へ接触してリーク電流を発生し
たり、また、融解した絶縁被覆材が導電体電極へ付着し
てその接合を妨害するなど接合上の不都合を生ずるとい
う問題点があつた。また、絶縁被覆ワイヤの線材を無駄
なく使用し、これを有効に利用するという点については
配慮されていなかつた。
る場合、高温に加熱されたキヤピラリにより、これと直
接触れない、接合に関与しない部分の絶縁被覆までも溶
けて、余計な長さの導電材が露出し、隣接した導電材同
士が短絡したり、電極面へ接触してリーク電流を発生し
たり、また、融解した絶縁被覆材が導電体電極へ付着し
てその接合を妨害するなど接合上の不都合を生ずるとい
う問題点があつた。また、絶縁被覆ワイヤの線材を無駄
なく使用し、これを有効に利用するという点については
配慮されていなかつた。
本発明は、上記した従来技術の問題点を改善して、絶縁
被覆ワイヤから電極面へリーク電流が流れたり、絶縁被
覆ワイヤ同士が短絡したり、また、融解した絶縁被覆材
が接合を妨害するという、接合上の不都合がなく、導電
体電極へ絶縁被覆ワイヤを確実に、且つ容易に接合する
ことができるとともに、絶縁被覆ワイヤの線材を無駄な
く有効に利用することができる、絶縁被覆ワイヤのワイ
ヤボンデイング方法の提供を、その目的とするものであ
る。
被覆ワイヤから電極面へリーク電流が流れたり、絶縁被
覆ワイヤ同士が短絡したり、また、融解した絶縁被覆材
が接合を妨害するという、接合上の不都合がなく、導電
体電極へ絶縁被覆ワイヤを確実に、且つ容易に接合する
ことができるとともに、絶縁被覆ワイヤの線材を無駄な
く有効に利用することができる、絶縁被覆ワイヤのワイ
ヤボンデイング方法の提供を、その目的とするものであ
る。
上記問題点を解決するための本発明に係る、絶縁被覆ワ
イヤのワイヤボンデイング方法の構成は、導電材の外側
に絶縁被覆を被覆してなる絶縁被覆ワイヤの一端側を、
キヤピラリのスルーホール内へ繰出し可能に挿入し、ア
ーク電源を使用して、前記絶縁被覆ワイヤの先端と放電
トーチとの間でアーク放電を行なつて前記先端にボール
を形成し、前記キヤピラリによつて、そのボールを導電
体電極に係るボンデイングパツドへ位置決めするととも
に、該ボールへ所定の圧力を加えながら超音波振動を付
加することによりボンデイングを行なうようにした、絶
縁被覆ワイヤのワイヤボンデイング方法において、回転
自在の金属製スプールへ絶縁被覆ワイヤを巻回し、その
終端の導電材を該金属製スプールへ接続し、アーク電源
を、この金属製スプールに残留する前記絶縁被覆ワイヤ
の巻回長さに比例して低下する電圧を印加することがで
きるアーク電源にし、このアーク電源の陽極側を前記金
属製スプールへ回転接続するとともに該金属製スプール
をアースし、陰極側を放電トーチへ接続するようにした
ものである。
イヤのワイヤボンデイング方法の構成は、導電材の外側
に絶縁被覆を被覆してなる絶縁被覆ワイヤの一端側を、
キヤピラリのスルーホール内へ繰出し可能に挿入し、ア
ーク電源を使用して、前記絶縁被覆ワイヤの先端と放電
トーチとの間でアーク放電を行なつて前記先端にボール
を形成し、前記キヤピラリによつて、そのボールを導電
体電極に係るボンデイングパツドへ位置決めするととも
に、該ボールへ所定の圧力を加えながら超音波振動を付
加することによりボンデイングを行なうようにした、絶
縁被覆ワイヤのワイヤボンデイング方法において、回転
自在の金属製スプールへ絶縁被覆ワイヤを巻回し、その
終端の導電材を該金属製スプールへ接続し、アーク電源
を、この金属製スプールに残留する前記絶縁被覆ワイヤ
の巻回長さに比例して低下する電圧を印加することがで
きるアーク電源にし、このアーク電源の陽極側を前記金
属製スプールへ回転接続するとともに該金属製スプール
をアースし、陰極側を放電トーチへ接続するようにした
ものである。
さらに詳しくは、次の通りである。
上記目的は、金属製スプールに巻回した絶縁被覆ワイヤ
を陽極側に給電し、放電トーチを陰極側に給電し、アー
ク電源の印加電圧を、前記金属製スプールに残留する絶
縁被覆ワイヤの巻回長さに比例して低下させながら、ア
ーク放電を行ない、ワイヤ先端に前記放電トーチからの
アークを集中させて、被覆除去し、真球のボールを形成
することにより、達成される。
を陽極側に給電し、放電トーチを陰極側に給電し、アー
ク電源の印加電圧を、前記金属製スプールに残留する絶
縁被覆ワイヤの巻回長さに比例して低下させながら、ア
ーク放電を行ない、ワイヤ先端に前記放電トーチからの
アークを集中させて、被覆除去し、真球のボールを形成
することにより、達成される。
この場合、絶縁被覆ワイヤへの給電は、その途中の絶縁
被覆を除去したり、針状のプローブを突きさすなどの方
法を採らずに、該絶縁被覆ワイヤの終端端末部を被覆除
去し、これへ前記金属製スプールを介して給電するよう
にしたので、絶縁被覆ワイヤを全長に亘つて使用するこ
とができる。
被覆を除去したり、針状のプローブを突きさすなどの方
法を採らずに、該絶縁被覆ワイヤの終端端末部を被覆除
去し、これへ前記金属製スプールを介して給電するよう
にしたので、絶縁被覆ワイヤを全長に亘つて使用するこ
とができる。
そして、前記ボールの形成後、そのボールをボンデイン
グパツドへ位置決めし、所定の圧力を加えながら超音波
振動を付加して、絶縁被覆ワイヤと前記ボンデイングパ
ツドとを接合すればよい。
グパツドへ位置決めし、所定の圧力を加えながら超音波
振動を付加して、絶縁被覆ワイヤと前記ボンデイングパ
ツドとを接合すればよい。
絶縁被覆ワイヤをアーク電源の陽極側に、放電トーチを
陰極側にそれぞれ接続するようにしたので、絶縁被覆の
溶け上がりはほとんどなくなり、接合に関与しない余計
な長さの導電材を露出することなく、ボールを形成する
ことができる。しがたつて、接合上の不都合を生ずるこ
とはない。
陰極側にそれぞれ接続するようにしたので、絶縁被覆の
溶け上がりはほとんどなくなり、接合に関与しない余計
な長さの導電材を露出することなく、ボールを形成する
ことができる。しがたつて、接合上の不都合を生ずるこ
とはない。
また、アーク電源から絶縁被覆ワイヤへの給電方法は、
絶縁被覆ワイヤを金属製スプールへ巻回し、その終端の
導電材を該金属製スプールへ接続し、このスプールを介
して行なうようにしたので、絶縁被覆ワイヤを傷めるこ
はなく、全長に亘つて使用することができる。
絶縁被覆ワイヤを金属製スプールへ巻回し、その終端の
導電材を該金属製スプールへ接続し、このスプールを介
して行なうようにしたので、絶縁被覆ワイヤを傷めるこ
はなく、全長に亘つて使用することができる。
これに加えて、アーク電源の印加電圧を、金属製スプー
ルに残留する絶縁被覆ワイヤの巻回長さに比例して低下
させるようにしたので、ボールの形成時にその表面に、
ボンデイングを阻害する酸化物を生成することはなく、
ボンデイングを確実に実施することができる。
ルに残留する絶縁被覆ワイヤの巻回長さに比例して低下
させるようにしたので、ボールの形成時にその表面に、
ボンデイングを阻害する酸化物を生成することはなく、
ボンデイングを確実に実施することができる。
以下、本発明を実施例によつて説明する。
第１図は、本発明の一実施例に係る、絶縁被覆ワイヤの
ワイヤボンデイング方法の実施に使用されるワイヤボン
デイング装置の要部を示す略示斜視図、第２図は、第１
図における金属製スプールの詳細と、これへの給電手段
を示す部分断面図、第３図は、第１図におけるアーク電
源の詳細を示す回路図、第４図は、絶縁被覆ワイヤの使
い初めにおける、前記アーク電源の印加電圧を模式的に
示す印加電圧図、第５図は、絶縁被覆ワイヤの残留巻回
長さと前記印加電圧との関係を示す印加電圧特性図であ
る。
ワイヤボンデイング方法の実施に使用されるワイヤボン
デイング装置の要部を示す略示斜視図、第２図は、第１
図における金属製スプールの詳細と、これへの給電手段
を示す部分断面図、第３図は、第１図におけるアーク電
源の詳細を示す回路図、第４図は、絶縁被覆ワイヤの使
い初めにおける、前記アーク電源の印加電圧を模式的に
示す印加電圧図、第５図は、絶縁被覆ワイヤの残留巻回
長さと前記印加電圧との関係を示す印加電圧特性図であ
る。
まず、このワイヤボンデイング装置の構成を説明する。
第１図において、50はアーク電源（詳細後述）、40は、
このアーク電源50の陰極側に接続された放電トーチ、20
は、そのスルーホール20a内に絶縁被覆ワイヤ10を繰り
出し可能に挿入することができるキヤピラリであつて、
このキヤピラリ20は、超音波発振器（図示せず）の超音
波ホーンの先端に取付けられている。前記超音波発振器
は、XYテーブル（図示せず）上に載置固定された昇降機
構部（図示せず）に取付けられており、この昇降機構部
によってキヤピラリ20を上下動させることができる。ま
た、前記XYテーブルによつて、キヤピラリ20をXY面内で
移動させ、このキヤピラリ20のスルーホール20aに挿入
されている絶縁被覆ワイヤ10の接合部分を、所定の接合
位置へ位置決めすることができるようになつている。
このアーク電源50の陰極側に接続された放電トーチ、20
は、そのスルーホール20a内に絶縁被覆ワイヤ10を繰り
出し可能に挿入することができるキヤピラリであつて、
このキヤピラリ20は、超音波発振器（図示せず）の超音
波ホーンの先端に取付けられている。前記超音波発振器
は、XYテーブル（図示せず）上に載置固定された昇降機
構部（図示せず）に取付けられており、この昇降機構部
によってキヤピラリ20を上下動させることができる。ま
た、前記XYテーブルによつて、キヤピラリ20をXY面内で
移動させ、このキヤピラリ20のスルーホール20aに挿入
されている絶縁被覆ワイヤ10の接合部分を、所定の接合
位置へ位置決めすることができるようになつている。
絶縁被覆ワイヤ10の他端側は、回転自在の金属製スプー
ル60に巻回されており、第２図に詳細を示すように、そ
の終端の導電材１が、金属製スプール60に設けた切欠部
56へクランプ61によつて結線されている。このように巻
回された絶縁被覆ワイヤ10は、金属製スプール60から逐
次繰り出されて、途中に設けられたワイヤ供給ローラ2
5,26を経てキヤピラリ20へ至るようになつている。
ル60に巻回されており、第２図に詳細を示すように、そ
の終端の導電材１が、金属製スプール60に設けた切欠部
56へクランプ61によつて結線されている。このように巻
回された絶縁被覆ワイヤ10は、金属製スプール60から逐
次繰り出されて、途中に設けられたワイヤ供給ローラ2
5,26を経てキヤピラリ20へ至るようになつている。
前記アーク電源50は、その詳細を第３図に示すように、
コンデンサ51と、このコンデンサ51へ充電させ、放電電
流を供給することができる蓄積用コンデンサ52と、この
蓄積用コンデンサ52をトリガするサイリスタ54と、この
サイリスタ54と直列に接続された可変抵抗53とを有して
いる。55は、このアーク電源50の陽極側に取付けたブラ
シであり、このブラシ55が、前記金属製スプール60と回
転接続するようになつている。70,70′は繰り出しロー
ラ、71は、繰り出しローラ70の軸に取付けられ、繰り出
した（すなわち消費した）絶縁被覆ワイヤ10の長さを計
測するための測長器、72は、この測長器71に接続された
減算カウンタであり、この減算カウンタ72により、前記
可変抵抗53の抵抗値を、金属製スプール60に残留する絶
縁被覆ワイヤ10の巻回長さとともに変化させ、アーク電
源50の印加電圧Ｖを、次の（１）式の大きさにすること
ができるようになつている。すなわち、 Ｖ＝Ｖ′＋ΔＶ＝Ｖ′＋Cox …（１） （ｘ≦Ｌ） ただし、Ｖ′：放電トーチと絶縁被覆ワイヤのワイヤ 先端との間の電圧 Co:定数 x:金属製スプールに残留する絶縁 被覆ワイヤの残留巻回長さ L:１スプール当りの巻量 アーク電源50の印加電圧Ｖを、前記（１）式のようにき
めた理由を、第4,5図を参照して説明する。
コンデンサ51と、このコンデンサ51へ充電させ、放電電
流を供給することができる蓄積用コンデンサ52と、この
蓄積用コンデンサ52をトリガするサイリスタ54と、この
サイリスタ54と直列に接続された可変抵抗53とを有して
いる。55は、このアーク電源50の陽極側に取付けたブラ
シであり、このブラシ55が、前記金属製スプール60と回
転接続するようになつている。70,70′は繰り出しロー
ラ、71は、繰り出しローラ70の軸に取付けられ、繰り出
した（すなわち消費した）絶縁被覆ワイヤ10の長さを計
測するための測長器、72は、この測長器71に接続された
減算カウンタであり、この減算カウンタ72により、前記
可変抵抗53の抵抗値を、金属製スプール60に残留する絶
縁被覆ワイヤ10の巻回長さとともに変化させ、アーク電
源50の印加電圧Ｖを、次の（１）式の大きさにすること
ができるようになつている。すなわち、 Ｖ＝Ｖ′＋ΔＶ＝Ｖ′＋Cox …（１） （ｘ≦Ｌ） ただし、Ｖ′：放電トーチと絶縁被覆ワイヤのワイヤ 先端との間の電圧 Co:定数 x:金属製スプールに残留する絶縁 被覆ワイヤの残留巻回長さ L:１スプール当りの巻量 アーク電源50の印加電圧Ｖを、前記（１）式のようにき
めた理由を、第4,5図を参照して説明する。
本発明者らの研究によれば、導電材１を、たとえば32μ
ｍ金線とした場合、絶縁被覆ワイヤ10にＩ＝150mAの電
流を流せば、放電トーチ40とワイヤ先端11との間に、
Ｖ′＝1400ボルトの電圧が0.1msだけ流れ、この短時間
で形成されるボールには、ボンデイングを阻害する酸化
物の生成は全くなかつた。
ｍ金線とした場合、絶縁被覆ワイヤ10にＩ＝150mAの電
流を流せば、放電トーチ40とワイヤ先端11との間に、
Ｖ′＝1400ボルトの電圧が0.1msだけ流れ、この短時間
で形成されるボールには、ボンデイングを阻害する酸化
物の生成は全くなかつた。
そこで、金属製スプール60に残留する絶縁被覆ワイヤ10
の残留巻回長さｘにかかわらず、上記の条件を満足する
ためには、アーク電源50の印加電圧Ｖを、次の（１）′
式を満足するように、絶縁被覆ワイヤの消費量（Ｌ−
ｘ）の増加とともに低下させればよい。
の残留巻回長さｘにかかわらず、上記の条件を満足する
ためには、アーク電源50の印加電圧Ｖを、次の（１）′
式を満足するように、絶縁被覆ワイヤの消費量（Ｌ−
ｘ）の増加とともに低下させればよい。
Ｖ＝Ｖ′＋ΔＶ＝1400＋4.476x …（１）′ （ｘ≦Ｌ） ただし、Ｌは、１スプール当りの巻量、すなわち、絶縁
被覆ワイヤ10の使い初めの長さであり、Ｌ＝500mであ
る。
被覆ワイヤ10の使い初めの長さであり、Ｌ＝500mであ
る。
この（１）′式に示す、残留巻回長さｘを印加電圧Ｖと
の直接関係は、導電材１の材質，線径にかかわらず成立
し、ただ定数項とｘの係数が、異なるのみである。
の直接関係は、導電材１の材質，線径にかかわらず成立
し、ただ定数項とｘの係数が、異なるのみである。
上記のように構成したワイヤボンデイング装置を使用し
て、本発明の一実施例に係る、絶縁被覆ワイヤのワイヤ
ボンデイング方法を、第1,6〜８図を用いて説明する。
て、本発明の一実施例に係る、絶縁被覆ワイヤのワイヤ
ボンデイング方法を、第1,6〜８図を用いて説明する。
第６図は、第１図に係るワイヤボンデイング装置のアー
ク放電によつて形成されたボールを示す拡大正面図、第
７図は、前記ワイヤボンデイング装置を使用して接合さ
れたICパツケージを示す斜視図、第８図は、第７図に係
るICパツケージを樹脂封止してなる樹脂封止品を示す部
分断面斜視図である。
ク放電によつて形成されたボールを示す拡大正面図、第
７図は、前記ワイヤボンデイング装置を使用して接合さ
れたICパツケージを示す斜視図、第８図は、第７図に係
るICパツケージを樹脂封止してなる樹脂封止品を示す部
分断面斜視図である。
この実施例は、未配線ICパツケージ（詳細後述）のICチ
ツプと各リード部とを絶縁被覆ワイヤ10によつて配線す
るものである。
ツプと各リード部とを絶縁被覆ワイヤ10によつて配線す
るものである。
前記未配線ICパツケージは、第７図を参照して、導電体
電極に係る、第１のボンデイングパツド5,第３のボンデ
イングパツド（図示せず），…を有するICチツプ４と、
導電体電極に係る第２のボンデイングパツド15を有する
第１リード部14,導電体電極に係る第４のボンデイング
パツド（図示せず）を有する第２リード部（図示せ
ず），…を具備してなるものである。
電極に係る、第１のボンデイングパツド5,第３のボンデ
イングパツド（図示せず），…を有するICチツプ４と、
導電体電極に係る第２のボンデイングパツド15を有する
第１リード部14,導電体電極に係る第４のボンデイング
パツド（図示せず）を有する第２リード部（図示せ
ず），…を具備してなるものである。
まず、金属製スプール60に絶縁被覆ワイヤ10を巻回し、
その終端の絶縁被覆２を切除して露出した導電材１を切
欠部56へ結線する。先端側を、繰り出しローラ70,7
0′，供給ローラ25,26を経てキヤピラリ20のスルーホー
ル20aへ挿入し、ワイヤ先端11がキヤピラリ20から所定
長さだけ突出するようにしておく。このとき、金属製ス
プール60へブラシ55が当接しており、絶縁被覆ワイヤ10
と導通している。
その終端の絶縁被覆２を切除して露出した導電材１を切
欠部56へ結線する。先端側を、繰り出しローラ70,7
0′，供給ローラ25,26を経てキヤピラリ20のスルーホー
ル20aへ挿入し、ワイヤ先端11がキヤピラリ20から所定
長さだけ突出するようにしておく。このとき、金属製ス
プール60へブラシ55が当接しており、絶縁被覆ワイヤ10
と導通している。
治具（図示せず）上の所定位置に前記未配線ICパツケー
ジを載置固定する。このパツケージの前記各リード部
は、ヒータ（図示せず）によつて、絶縁被覆ワイヤ10の
絶縁被覆２のガラス転位温度以上（たとえば75℃）にま
で加熱することができるようになつている。
ジを載置固定する。このパツケージの前記各リード部
は、ヒータ（図示せず）によつて、絶縁被覆ワイヤ10の
絶縁被覆２のガラス転位温度以上（たとえば75℃）にま
で加熱することができるようになつている。
ここでワイヤボンデイング装置をONにすると、絶縁ヒー
タがONになり、全リード部が所定温度まで加熱される。
前記XYテーブル，昇降機構部によつて絶縁被覆ワイヤ10
のワイヤ先端11が放電トーチ40から所定の距離だけ離間
した位置に位置決めされる。アーク電源50がONになり
（たとえば、DCに−3638ボルトが印加される）、0.1ms
という短時間で、導電材１と放電トーチ40との間で放電
が行なわれ、第６図に示すようなボール６が形成され
る。前記XYテーブルによつて、ボール６がICチツプ４の
第１のボンデイングパツド５上へ位置決めされる。そし
て、前記昇降機構部によつて、位置決めされたボール６
へ所定圧力が加圧される。前記超音波発振器がONにな
り、超音波振動（たとえば60KHz）がキヤピラリ20へ伝
達され、第７図に示すように、ボール６が矢印方向へ振
動する（たとえば振幅１μｍ）。そしてボール６がボー
ル圧縮部３となつて第１のボンデイングパツド５へ接合
され、前記超音波発振器がOFFになる。絶縁被覆ワイヤ1
0を金属製スプール60から繰り出しながらキヤピラリ20
が上昇し、再び下降して、該ワイヤ10の所定の途中部分
を、第１リード部14の第２のボンデイングパツド15上へ
位置決めする。そして、前記昇降機構部によつて、位置
決めされた途中部分へ所定圧力が加圧され、さらに、第
２のボンデイングパツド15を介して第１リード部14から
加熱され、当該部分の絶縁被覆２が流動状態になる。再
び前記超音波発振器がONになり、超音波振動が前記途中
部分へ伝達され、第７図に示すように、この途中部分が
矢印方向へ振動し、導電材１が露出してなるウエツジ部
13が第２のボンデイングパツド15へ接合される。次に、
前記昇降機構部によつてキヤピラリ20が上昇すると、絶
縁被覆ワイヤ10に引張力がかかり、この絶縁被覆ワイヤ
10がウエツジ部13の端で切れる。これにより、第１のボ
ンデイングパツド５と第２のボンデイングパツド15とが
絶縁被覆ワイヤ10で配線される。キヤピラリ20がさらに
移動して、絶縁被覆ワイヤ10の端、すなわちワイヤ先端
11が放電トーチ40から所定の距離だけ離間した位置へ位
置決めされる。そして、アーク電源50がONになり（この
とき、DCに印加される電圧は、絶縁被覆ワイヤの消費量
に応じて低下し、たとえば、−3628ボルトである）、0.
1msという短時間でアーク放電が行なわれ、さきと同様
のボール６が形成される。
タがONになり、全リード部が所定温度まで加熱される。
前記XYテーブル，昇降機構部によつて絶縁被覆ワイヤ10
のワイヤ先端11が放電トーチ40から所定の距離だけ離間
した位置に位置決めされる。アーク電源50がONになり
（たとえば、DCに−3638ボルトが印加される）、0.1ms
という短時間で、導電材１と放電トーチ40との間で放電
が行なわれ、第６図に示すようなボール６が形成され
る。前記XYテーブルによつて、ボール６がICチツプ４の
第１のボンデイングパツド５上へ位置決めされる。そし
て、前記昇降機構部によつて、位置決めされたボール６
へ所定圧力が加圧される。前記超音波発振器がONにな
り、超音波振動（たとえば60KHz）がキヤピラリ20へ伝
達され、第７図に示すように、ボール６が矢印方向へ振
動する（たとえば振幅１μｍ）。そしてボール６がボー
ル圧縮部３となつて第１のボンデイングパツド５へ接合
され、前記超音波発振器がOFFになる。絶縁被覆ワイヤ1
0を金属製スプール60から繰り出しながらキヤピラリ20
が上昇し、再び下降して、該ワイヤ10の所定の途中部分
を、第１リード部14の第２のボンデイングパツド15上へ
位置決めする。そして、前記昇降機構部によつて、位置
決めされた途中部分へ所定圧力が加圧され、さらに、第
２のボンデイングパツド15を介して第１リード部14から
加熱され、当該部分の絶縁被覆２が流動状態になる。再
び前記超音波発振器がONになり、超音波振動が前記途中
部分へ伝達され、第７図に示すように、この途中部分が
矢印方向へ振動し、導電材１が露出してなるウエツジ部
13が第２のボンデイングパツド15へ接合される。次に、
前記昇降機構部によつてキヤピラリ20が上昇すると、絶
縁被覆ワイヤ10に引張力がかかり、この絶縁被覆ワイヤ
10がウエツジ部13の端で切れる。これにより、第１のボ
ンデイングパツド５と第２のボンデイングパツド15とが
絶縁被覆ワイヤ10で配線される。キヤピラリ20がさらに
移動して、絶縁被覆ワイヤ10の端、すなわちワイヤ先端
11が放電トーチ40から所定の距離だけ離間した位置へ位
置決めされる。そして、アーク電源50がONになり（この
とき、DCに印加される電圧は、絶縁被覆ワイヤの消費量
に応じて低下し、たとえば、−3628ボルトである）、0.
1msという短時間でアーク放電が行なわれ、さきと同様
のボール６が形成される。
以降、さきと同様の動作が繰り返されて、第３のボンデ
イングパツドと第４のボンデイングパツドとが配線され
るなどして、すべての接合が終了したとき、このワイヤ
ボンデイング装置がOFFになり、前記未配線ICパツケー
ジの配線を完了する。そして、これを樹脂30で封止する
ことにより、第８図に示すような、所望の樹脂封止品31
が得られる。
イングパツドと第４のボンデイングパツドとが配線され
るなどして、すべての接合が終了したとき、このワイヤ
ボンデイング装置がOFFになり、前記未配線ICパツケー
ジの配線を完了する。そして、これを樹脂30で封止する
ことにより、第８図に示すような、所望の樹脂封止品31
が得られる。
以上説明した実施例によれば、第１ボンデイング，第３
ボンデイング，…においては、絶縁被覆２の溶け上がり
がなく、且つ表面に酸化物のないボール６を形成し、こ
のボール６を第１のボンデイングパツド5,第３のボンデ
イングパツド，…へ接合し、また、第２ボンデイング，
第４ボンデイング，…においては、ウエツジ部13となる
絶縁被覆２の途中部分のみを、リード部からの加熱によ
つて流動状態にし、当該部分の導電材１を第２のボンデ
イングパツド15,第４のボンデイングパツド，…へ接合
するようにしたがので、従来のように、絶縁被覆ワイヤ
10の露出した導電材がICチツプの外周上端に接触してリ
ーク電流を発生したり、交差する絶縁被覆ワイヤ10の導
電材同士が短絡したり、溶けた絶縁被覆材がボンデイン
グパツドへ付着して接合を妨害したりするなどの不都合
がなく、また、各ボンデイングパツド5,15,…へ絶縁被
覆ワイヤ10を確実に、且つ容易に接合することができ
る。
ボンデイング，…においては、絶縁被覆２の溶け上がり
がなく、且つ表面に酸化物のないボール６を形成し、こ
のボール６を第１のボンデイングパツド5,第３のボンデ
イングパツド，…へ接合し、また、第２ボンデイング，
第４ボンデイング，…においては、ウエツジ部13となる
絶縁被覆２の途中部分のみを、リード部からの加熱によ
つて流動状態にし、当該部分の導電材１を第２のボンデ
イングパツド15,第４のボンデイングパツド，…へ接合
するようにしたがので、従来のように、絶縁被覆ワイヤ
10の露出した導電材がICチツプの外周上端に接触してリ
ーク電流を発生したり、交差する絶縁被覆ワイヤ10の導
電材同士が短絡したり、溶けた絶縁被覆材がボンデイン
グパツドへ付着して接合を妨害したりするなどの不都合
がなく、また、各ボンデイングパツド5,15,…へ絶縁被
覆ワイヤ10を確実に、且つ容易に接合することができ
る。
また、絶縁被覆ワイヤ10へのアーク電源50からの給電
は、ワイヤ途中の絶縁被覆２を除去したり、針状のプロ
ーブを突きさすなどの方法によらず、絶縁被覆ワイヤ10
の終端の絶縁被覆２を切除して導電材１を金属製スプー
ル60へ結線し、このスプール60を介して給電するように
したので、絶縁被覆ワイヤ10を全長に亘つて使用するこ
とができ、その消費量に無駄がないという効果がある。
は、ワイヤ途中の絶縁被覆２を除去したり、針状のプロ
ーブを突きさすなどの方法によらず、絶縁被覆ワイヤ10
の終端の絶縁被覆２を切除して導電材１を金属製スプー
ル60へ結線し、このスプール60を介して給電するように
したので、絶縁被覆ワイヤ10を全長に亘つて使用するこ
とができ、その消費量に無駄がないという効果がある。
なお、本実施例においては、金属製スプール60への回転
接続にブラシ55を使用したが、これに限るものではな
く、一般の移動接触に使用される導体であつてもよい。
接続にブラシ55を使用したが、これに限るものではな
く、一般の移動接触に使用される導体であつてもよい。
以上詳細に説明したように本発明によれば、絶縁被覆ワ
イヤから電極面へリーク電流が流れたり、絶縁被覆ワイ
ヤ同士が短絡したり、また、融解した絶縁被覆材が接合
を妨害するという、接合上の不都合がなく、導電体電極
へ絶縁被覆ワイヤを確実に、且つ容易に接合することが
できるとともに、絶縁被覆ワイヤの線材を無駄なく有効
に利用することができる。絶縁被覆ワイヤのワイヤボン
デイング方法を提供することができる。
イヤから電極面へリーク電流が流れたり、絶縁被覆ワイ
ヤ同士が短絡したり、また、融解した絶縁被覆材が接合
を妨害するという、接合上の不都合がなく、導電体電極
へ絶縁被覆ワイヤを確実に、且つ容易に接合することが
できるとともに、絶縁被覆ワイヤの線材を無駄なく有効
に利用することができる。絶縁被覆ワイヤのワイヤボン
デイング方法を提供することができる。
第１図は、本発明の一実施例に係る、絶縁被覆ワイヤの
ワイヤボンデイング方法の実施に使用されるワイヤボン
デイング装置の要部を示す略示斜視図、第２図は、第１
図における金属製スプールの詳細と、これへの給電手段
を示す部分断面図、第３図は、第１図におけるアーク電
源の詳細を示す回路図、第４図は、絶縁被覆ワイヤの使
い初めにおける、前記アーク電源の印加電圧を模式的に
示す印加電圧図、第５図は、絶縁被覆ワイヤの残留巻回
長さと前記印加電圧との関係を示す印加電圧特性図、第
６図は、第１図に係るワイヤボンデイング装置のアーク
放電によつて形成されたボールを示す拡大正面図、第７
図は、前記ワイヤボンデイング装置を使用して接合され
たICパツケージを示す斜視図、第８図は、第７図に係る
ICパツケージを樹脂封止してなる樹脂封止品を示す部分
断面斜視図である。 １…導電材、２…絶縁被覆、５…第１のボンデイングパ
ツド、６…ボール、10…絶縁被覆ワイヤ、15…第２のボ
ンデイングパツド、20…キヤピラリ、20a…スルーホー
ル、40…放電トーチ、50…アーク電源、53…可変抵抗、
55…ブラシ、60…金属製スプール。
ワイヤボンデイング方法の実施に使用されるワイヤボン
デイング装置の要部を示す略示斜視図、第２図は、第１
図における金属製スプールの詳細と、これへの給電手段
を示す部分断面図、第３図は、第１図におけるアーク電
源の詳細を示す回路図、第４図は、絶縁被覆ワイヤの使
い初めにおける、前記アーク電源の印加電圧を模式的に
示す印加電圧図、第５図は、絶縁被覆ワイヤの残留巻回
長さと前記印加電圧との関係を示す印加電圧特性図、第
６図は、第１図に係るワイヤボンデイング装置のアーク
放電によつて形成されたボールを示す拡大正面図、第７
図は、前記ワイヤボンデイング装置を使用して接合され
たICパツケージを示す斜視図、第８図は、第７図に係る
ICパツケージを樹脂封止してなる樹脂封止品を示す部分
断面斜視図である。 １…導電材、２…絶縁被覆、５…第１のボンデイングパ
ツド、６…ボール、10…絶縁被覆ワイヤ、15…第２のボ
ンデイングパツド、20…キヤピラリ、20a…スルーホー
ル、40…放電トーチ、50…アーク電源、53…可変抵抗、
55…ブラシ、60…金属製スプール。
フロントページの続き (72)発明者 岡本 道夫 東京都小平市上水本町1450番地 株式会社 日立製作所武蔵工場内 (72)発明者 川名 武 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 浦山 敏 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内
Claims (1)
- 【請求項１】導電材の外側に絶縁被覆を被覆してなる絶
縁被覆ワイヤの一端側を、キヤピラリのスルーホール内
へ繰出し可能に挿入し、アーク電源を使用して、前記絶
縁被覆ワイヤの先端と放電トーチとの間でアーク放電を
行なつて前記先端にボールを形成し、前記キヤピラリに
よつて、そのボールをボンデインパツドへ位置決めする
とともに、該ボールへ所定の圧力を加えながら超音波振
動を付加することによりボンデイングを行なうようにし
た、絶縁被覆ワイヤのワイヤボンデイング方法におい
て、回転自在の金属製スプールへ絶縁被覆ワイヤを巻回
し、その終端の導電材を該金属製スプールへ接続し、ア
ーク電源を、この金属製スプールに残留する前記絶縁被
覆ワイヤの巻回長さに比例して低下する電圧を印加する
ことができるアーク電源にし、このアーク電源の陽極側
を前記金属製スプールへ回転接続するとともに該金属製
スプールをアースし、陰極側を放電トーチへ接続するよ
うにしたことを特徴とする、絶縁被覆ワイヤのワイヤボ
ンデイング方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62308540A JPH077784B2 (ja) | 1987-12-08 | 1987-12-08 | 絶縁被覆ワイヤのワイヤボンデイング方法 |
| US07/277,645 US4950866A (en) | 1987-12-08 | 1988-11-29 | Method and apparatus of bonding insulated and coated wire |
| KR1019880016177A KR910009779B1 (ko) | 1987-12-08 | 1988-12-05 | 절연피복 와이어의 와이어 본딩방법 및 그 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62308540A JPH077784B2 (ja) | 1987-12-08 | 1987-12-08 | 絶縁被覆ワイヤのワイヤボンデイング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01150333A JPH01150333A (ja) | 1989-06-13 |
| JPH077784B2 true JPH077784B2 (ja) | 1995-01-30 |
Family
ID=17982258
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62308540A Expired - Lifetime JPH077784B2 (ja) | 1987-12-08 | 1987-12-08 | 絶縁被覆ワイヤのワイヤボンデイング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH077784B2 (ja) |
-
1987
- 1987-12-08 JP JP62308540A patent/JPH077784B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01150333A (ja) | 1989-06-13 |
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