JPH08139139A - ボンディング装置およびボンディングツール - Google Patents
ボンディング装置およびボンディングツールInfo
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- JPH08139139A JPH08139139A JP6273201A JP27320194A JPH08139139A JP H08139139 A JPH08139139 A JP H08139139A JP 6273201 A JP6273201 A JP 6273201A JP 27320194 A JP27320194 A JP 27320194A JP H08139139 A JPH08139139 A JP H08139139A
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- Power Engineering (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ホーンからボンディングツールへの超音波振
動の伝達効率向上。 【構成】 超音波振動装置を内蔵したホーンと、前記ホ
ーンの先端に取り付けられるボンディングツールとを有
するボンディング装置であって、前記ホーンのボンディ
ングツール固定面またはボンディングツールの被固定面
の少なくとも一方の面は凹凸面となっている。前記ボン
ディングツールは筒体となり、ワイヤボンディング用の
ボンディングツールとなっている。
動の伝達効率向上。 【構成】 超音波振動装置を内蔵したホーンと、前記ホ
ーンの先端に取り付けられるボンディングツールとを有
するボンディング装置であって、前記ホーンのボンディ
ングツール固定面またはボンディングツールの被固定面
の少なくとも一方の面は凹凸面となっている。前記ボン
ディングツールは筒体となり、ワイヤボンディング用の
ボンディングツールとなっている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はボンディング装置および
ボンディングツールに関し、たとえば、半導体装置の組
立時に使用する超音波併用熱圧着法ワイヤボンディング
装置に適用して有効な技術に関する。
ボンディングツールに関し、たとえば、半導体装置の組
立時に使用する超音波併用熱圧着法ワイヤボンディング
装置に適用して有効な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】集積回路，混成集積回路等半導体装置の
組立において、電極とリード等を導電性を有するワイヤ
で電気的に接続する技術がある。このワイヤボンディン
グ技術として、超音波振動を利用してワイヤボンディン
グを行う装置が知られている。超音波振動を利用したワ
イヤボンディング装置としては、筒型のキャピラリと呼
称されるボンディングツールを使用する超音波併用熱圧
着法やウエッジ構造のボンディングツールを使用する超
音波法がある。超音波併用熱圧着法や超音波法について
は、日経ＢＰ社発行「ＶＬＳＩパッケージング技術
（下）」1993年５月15日発行、Ｐ22〜Ｐ30に記載されて
いる。
組立において、電極とリード等を導電性を有するワイヤ
で電気的に接続する技術がある。このワイヤボンディン
グ技術として、超音波振動を利用してワイヤボンディン
グを行う装置が知られている。超音波振動を利用したワ
イヤボンディング装置としては、筒型のキャピラリと呼
称されるボンディングツールを使用する超音波併用熱圧
着法やウエッジ構造のボンディングツールを使用する超
音波法がある。超音波併用熱圧着法や超音波法について
は、日経ＢＰ社発行「ＶＬＳＩパッケージング技術
（下）」1993年５月15日発行、Ｐ22〜Ｐ30に記載されて
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】超音波併用熱圧着法に
よるワイヤボンディング装置においては、ホーンと呼ば
れるアームの後端部分に超音波振動子（超音波振動装
置）を内蔵するとともに、前記ホーンの先端にボンディ
ングツール（キャピラリ）が固定される構造となってい
る。この場合、ボンディングツールの外側は表面が滑ら
かな曲面（円形）となるとともに、ボンディングツール
を固定するホーン側の固定部分も、前記ボンディングツ
ールと同様に円形穴状となっている。また、前記ホーン
の先端は割り型（二股構造）となるとともに、割り型の
底部分に前記ボンディングツールを入れる円形状の挿入
穴が設けられている。したがって、前記挿入穴にボンデ
ィングツールを入れた後、割り型部分をネジで締め付け
てボンディングツールをホーンに固定する構造となって
いる。
よるワイヤボンディング装置においては、ホーンと呼ば
れるアームの後端部分に超音波振動子（超音波振動装
置）を内蔵するとともに、前記ホーンの先端にボンディ
ングツール（キャピラリ）が固定される構造となってい
る。この場合、ボンディングツールの外側は表面が滑ら
かな曲面（円形）となるとともに、ボンディングツール
を固定するホーン側の固定部分も、前記ボンディングツ
ールと同様に円形穴状となっている。また、前記ホーン
の先端は割り型（二股構造）となるとともに、割り型の
底部分に前記ボンディングツールを入れる円形状の挿入
穴が設けられている。したがって、前記挿入穴にボンデ
ィングツールを入れた後、割り型部分をネジで締め付け
てボンディングツールをホーンに固定する構造となって
いる。
【０００４】しかし、時として、ボンディングツールに
おける超音波振動の変動が生じ、ワイヤボンディング強
度が低くなることが判明した。この現象について分析検
討した結果、つぎのような事実が判明した。キャピラリ
は円筒状となり、ホーンの円形の挿入穴に密着固定され
る構造となっているが、キャピラリの交換時、作業者の
手に付着している油や塵、さらには空気中に浮遊する塵
埃がキャピラリとホーンとの固定部分に付着した場合、
超音波振動のキャピラリへの伝達効率が低下して、ワイ
ヤボンディング強度が低下することが判明した。
おける超音波振動の変動が生じ、ワイヤボンディング強
度が低くなることが判明した。この現象について分析検
討した結果、つぎのような事実が判明した。キャピラリ
は円筒状となり、ホーンの円形の挿入穴に密着固定され
る構造となっているが、キャピラリの交換時、作業者の
手に付着している油や塵、さらには空気中に浮遊する塵
埃がキャピラリとホーンとの固定部分に付着した場合、
超音波振動のキャピラリへの伝達効率が低下して、ワイ
ヤボンディング強度が低下することが判明した。
【０００５】また、円形状の挿入穴に外周面が円形とな
るキャピラリが挿入されかつ締め付けられることから、
取付状態が悪いと隙間が生じ、超音波振動が確実にキャ
ピラリに伝達されなくなることがあることも判明した。
るキャピラリが挿入されかつ締め付けられることから、
取付状態が悪いと隙間が生じ、超音波振動が確実にキャ
ピラリに伝達されなくなることがあることも判明した。
【０００６】本発明の目的は、ホーンからボンディング
ツールに対して超音波振動の伝達効率が高くなるボンデ
ィング装置を提供することにある。
ツールに対して超音波振動の伝達効率が高くなるボンデ
ィング装置を提供することにある。
【０００７】本発明の他の目的は、ホーンからボンディ
ングツールに対して超音波振動の伝達効率が高くなるボ
ンディングツールを提供することにある。
ングツールに対して超音波振動の伝達効率が高くなるボ
ンディングツールを提供することにある。
【０００８】本発明の前記ならびにそのほかの目的と新
規な特徴は、本明細書の記述および添付図面からあきら
かになるであろう。
規な特徴は、本明細書の記述および添付図面からあきら
かになるであろう。
【０００９】
【課題を解決するための手段】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、下
記のとおりである。すなわち、本発明のボンディング装
置は、超音波振動装置を内蔵したホーンと、前記ホーン
の先端に取り付けられるボンディングツール（円筒状の
キャピラリ）とを有するボンディング装置であって、前
記ホーンのボンディングツール固定面に接触するボンデ
ィングツールの被固定面は凹凸面となっている。
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。すなわち、本発明のボンディング装
置は、超音波振動装置を内蔵したホーンと、前記ホーン
の先端に取り付けられるボンディングツール（円筒状の
キャピラリ）とを有するボンディング装置であって、前
記ホーンのボンディングツール固定面に接触するボンデ
ィングツールの被固定面は凹凸面となっている。
【００１０】本発明の他の実施例によるボンディング装
置におけるボンディングツールにおいては、ボンディン
グツール表面に設けられた凹凸面の凸面部分は平坦とな
っている。
置におけるボンディングツールにおいては、ボンディン
グツール表面に設けられた凹凸面の凸面部分は平坦とな
っている。
【００１１】
【作用】上記した手段によれば、本発明のボンディング
装置においては、ホーンに固定されるボンディングツー
ルの被固定面は凹凸面となっていることから、ホーンの
固定用の挿入穴の内面との接触箇所が多くなり、挿入穴
の内壁とボンディングツールの外周面との間に油や塵埃
が介在しても、ホーンとボンディングツールとの接触部
分が多いことから、ボンディングツールはホーンに確実
に固定され、ホーンからボンディングツールに高効率で
超音波振動が伝達される。
装置においては、ホーンに固定されるボンディングツー
ルの被固定面は凹凸面となっていることから、ホーンの
固定用の挿入穴の内面との接触箇所が多くなり、挿入穴
の内壁とボンディングツールの外周面との間に油や塵埃
が介在しても、ホーンとボンディングツールとの接触部
分が多いことから、ボンディングツールはホーンに確実
に固定され、ホーンからボンディングツールに高効率で
超音波振動が伝達される。
【００１２】本発明の他の実施例によるボンディングツ
ールでは、凹凸面の凸部分の先端は平坦となっているこ
とから、凹凸面での凸部分の磨耗が少なくなり、ボンデ
ィングツールの寿命が長くなる。
ールでは、凹凸面の凸部分の先端は平坦となっているこ
とから、凹凸面での凸部分の磨耗が少なくなり、ボンデ
ィングツールの寿命が長くなる。
【００１３】
【実施例】以下図面を参照して本発明の一実施例につい
て説明する。本実施例では超音波併用熱圧着法によるワ
イヤボンディング装置に本発明を適用した例について説
明する。
て説明する。本実施例では超音波併用熱圧着法によるワ
イヤボンディング装置に本発明を適用した例について説
明する。
【００１４】超音波併用熱圧着法によるワイヤボンディ
ング装置は、図３に示すように、水平方向に延在するア
ーム状のホーン１を有している。このホーン１は、先端
にキャピラリと呼称されるボンディングツール２が交換
可能に取り付けられているとともに、後端部分は本体３
に取り付けられている。また、ホーン１の後端部分は超
音波振動子４となっている。この超音波振動子４による
振動は、ホーン１の先端のボンディングツール２に伝達
される。
ング装置は、図３に示すように、水平方向に延在するア
ーム状のホーン１を有している。このホーン１は、先端
にキャピラリと呼称されるボンディングツール２が交換
可能に取り付けられているとともに、後端部分は本体３
に取り付けられている。また、ホーン１の後端部分は超
音波振動子４となっている。この超音波振動子４による
振動は、ホーン１の先端のボンディングツール２に伝達
される。
【００１５】前記本体３は水平ＸＹ方向に沿って移動制
御されるＸＹテーブル５上に載る。また、図示はしない
が、前記本体３内にはホーン１を上下動させる昇降機構
が設けられている。なお、図３において６はＹモータ、
７はＸモータである。
御されるＸＹテーブル５上に載る。また、図示はしない
が、前記本体３内にはホーン１を上下動させる昇降機構
が設けられている。なお、図３において６はＹモータ、
７はＸモータである。
【００１６】また、前記ホーン１の先端のボンディング
ツール２の下方には、ボンディングステージ１０が配置
されている。このボンディングステージ１０上には、集
積回路等半導体装置の製造におけるリードフレーム１１
が載置される。そして、前記ボンディングステージ１０
上のリードフレーム１１のタブ１２上に固定されたチッ
プ１３の図示しない電極と、前記チップ１３の周囲に内
端を臨ませるリード１４の先端は、二点鎖線で示される
ように前記ボンディングツール２に保持したワイヤ１５
で電気的に接続される。
ツール２の下方には、ボンディングステージ１０が配置
されている。このボンディングステージ１０上には、集
積回路等半導体装置の製造におけるリードフレーム１１
が載置される。そして、前記ボンディングステージ１０
上のリードフレーム１１のタブ１２上に固定されたチッ
プ１３の図示しない電極と、前記チップ１３の周囲に内
端を臨ませるリード１４の先端は、二点鎖線で示される
ように前記ボンディングツール２に保持したワイヤ１５
で電気的に接続される。
【００１７】前記ホーン１の先端は、端面からスリット
２０が設けられて二股となるとともに、スリット２０の
奥部分には前記ホーン１を挿入する挿入穴２１が設けら
れている。前記ボンディングツール２は挿入穴２１に挿
入され、かつ前記二股片２２ａ，２２ｂをネジ２３で締
め付けることによってホーン１に固定される構造となっ
ている。
２０が設けられて二股となるとともに、スリット２０の
奥部分には前記ホーン１を挿入する挿入穴２１が設けら
れている。前記ボンディングツール２は挿入穴２１に挿
入され、かつ前記二股片２２ａ，２２ｂをネジ２３で締
め付けることによってホーン１に固定される構造となっ
ている。
【００１８】一方、これが本発明の特徴の一つである
が、前記ボンディングツール２の被固定面は、図１およ
び図２に示すように、凹凸面２５となっている。この凹
凸面２５は七子目ローレット状の凹凸面あるいは粗面と
なっている。前記凹凸面２５の凹凸の高さは、たとえ
ば、１５μｍ前後となり、塵や油等の異物が、ボンディ
ングツール２の前記挿入穴２１の内壁面（固定面）と、
ボンディングツール２のホーン１に固定される被固定面
との間に微量付着した程度では、ボンディングツール２
とホーン１との固定のための接触面は、前記凹凸面２５
の存在によって多くなり、確実な接触固定が可能とな
る。したがって、ホーン１は後端の超音波振動子４によ
って超音波振動するが、この超音波振動は、ホーン１に
ボンディングツール２が確実に固定されていることから
超音波振動の伝達は確実となり、伝達効率は高い状態で
維持できることになる。
が、前記ボンディングツール２の被固定面は、図１およ
び図２に示すように、凹凸面２５となっている。この凹
凸面２５は七子目ローレット状の凹凸面あるいは粗面と
なっている。前記凹凸面２５の凹凸の高さは、たとえ
ば、１５μｍ前後となり、塵や油等の異物が、ボンディ
ングツール２の前記挿入穴２１の内壁面（固定面）と、
ボンディングツール２のホーン１に固定される被固定面
との間に微量付着した程度では、ボンディングツール２
とホーン１との固定のための接触面は、前記凹凸面２５
の存在によって多くなり、確実な接触固定が可能とな
る。したがって、ホーン１は後端の超音波振動子４によ
って超音波振動するが、この超音波振動は、ホーン１に
ボンディングツール２が確実に固定されていることから
超音波振動の伝達は確実となり、伝達効率は高い状態で
維持できることになる。
【００１９】前記被固定面は、ボンディングツール２の
等径部分全体に亘って設けても良く、本実施例のように
被固定面となる上部分のみに設けても良い。
等径部分全体に亘って設けても良く、本実施例のように
被固定面となる上部分のみに設けても良い。
【００２０】なお、前記ボンディングツール２は、材質
は特に限定されるものではないが、たとえば、ルビー等
の単結晶によって形成されている。
は特に限定されるものではないが、たとえば、ルビー等
の単結晶によって形成されている。
【００２１】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、本発明は上記実施例に
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、
前記実施例ではボンディングツールの被固定面に凹凸面
を形成したが、ホーンのボンディングツール固定面側に
形成しても前記実施例同様な効果が得られる。
例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に
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、
前記実施例ではボンディングツールの被固定面に凹凸面
を形成したが、ホーンのボンディングツール固定面側に
形成しても前記実施例同様な効果が得られる。
【００２２】図４は本発明の他の実施例によるボンディ
ングツール２を示す一部の断面図である。この実施例で
は、ボンディングツール２の凹凸面２５の凸部２６の先
端を平坦面２７とすることによって、凸部２６の先端の
磨耗を抑えボンディングツールの寿命の長寿命化を図っ
ている。
ングツール２を示す一部の断面図である。この実施例で
は、ボンディングツール２の凹凸面２５の凸部２６の先
端を平坦面２７とすることによって、凸部２６の先端の
磨耗を抑えボンディングツールの寿命の長寿命化を図っ
ている。
【００２３】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野である超音波
併用熱圧着法によるワイヤボンディング技術に適用した
場合について説明したが、それに限定されるものではな
く、ボンディングツールとしてウェッジを使用した超音
波ワイヤボンディング装置にも適用できる。また、本発
明は超音波を利用したチップボンディング装置のボンデ
ィングツール（コレット）にも同様に適用できる。
なされた発明をその背景となった利用分野である超音波
併用熱圧着法によるワイヤボンディング技術に適用した
場合について説明したが、それに限定されるものではな
く、ボンディングツールとしてウェッジを使用した超音
波ワイヤボンディング装置にも適用できる。また、本発
明は超音波を利用したチップボンディング装置のボンデ
ィングツール（コレット）にも同様に適用できる。
【００２４】本発明は少なくとも超音波振動を利用する
技術には適用できる。
技術には適用できる。
【００２５】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。本発明の超音波ボンディング装置
は、ホーンに固定されるボンディングツールの被固定面
は凹凸面となっていることから、ホーンの固定用の挿入
穴の内面との接触箇所が多くなり、挿入穴の内壁とボン
ディングツールの外周面との間に油や塵埃が介在して
も、ホーンとボンディングツールとの接触部分が多いこ
とから、ボンディングツールはホーンに確実に固定さ
れ、ホーンからボンディングツールに高効率で超音波振
動が伝達される。したがって、ワイヤの接合強度は常に
高い状態を維持できることになる。
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。本発明の超音波ボンディング装置
は、ホーンに固定されるボンディングツールの被固定面
は凹凸面となっていることから、ホーンの固定用の挿入
穴の内面との接触箇所が多くなり、挿入穴の内壁とボン
ディングツールの外周面との間に油や塵埃が介在して
も、ホーンとボンディングツールとの接触部分が多いこ
とから、ボンディングツールはホーンに確実に固定さ
れ、ホーンからボンディングツールに高効率で超音波振
動が伝達される。したがって、ワイヤの接合強度は常に
高い状態を維持できることになる。
【図１】本発明の一実施例によるボンディングツールを
組み込んだホーン部分を示す斜視図である。
組み込んだホーン部分を示す斜視図である。
【図２】本実施例によるボンディングツールの一部を示
す断面図である。
す断面図である。
【図３】本実施例によるボンディングツールを組み込ん
だワイヤボンディング装置の概要を示す模式図である。
だワイヤボンディング装置の概要を示す模式図である。
【図４】本発明の他の実施例によるボンディングツール
の一部を示す断面図である。
の一部を示す断面図である。
１…ホーン、２…ボンディングツール、３…本体、４…
超音波振動子、５…ＸＹテーブル、６…Ｙモータ、７…
Ｘモータ、１０…ボンディングステージ、１１…リード
フレーム、１２…タブ、１３…チップ、１４…リード、
１５…ワイヤ、２０…スリット、２１…挿入穴、２２
ａ，２２ｂ…二股片、２３…ネジ、２５…凹凸面、２６
…凸部、２７…平坦面。
超音波振動子、５…ＸＹテーブル、６…Ｙモータ、７…
Ｘモータ、１０…ボンディングステージ、１１…リード
フレーム、１２…タブ、１３…チップ、１４…リード、
１５…ワイヤ、２０…スリット、２１…挿入穴、２２
ａ，２２ｂ…二股片、２３…ネジ、２５…凹凸面、２６
…凸部、２７…平坦面。
Claims (4)
- 【請求項１】 超音波振動装置を内蔵したホーンと、前
記ホーンの先端に取り付けられるボンディングツールと
を有するボンディング装置であって、前記ホーンのボン
ディングツール固定面またはボンディングツールの被固
定面の少なくとも一方の面は凹凸面となっていることを
特徴とするボンディング装置。 - 【請求項２】 前記凹凸面の凸部先端は平坦となってい
ることを特徴とする請求項１記載のボンディング装置。 - 【請求項３】 前記ボンディングツールは筒体となり、
ワイヤボンディング用のボンディングツールとなってい
ることを特徴とする請求項１または請求項２記載のボン
ディングツール。 - 【請求項４】 超音波振動装置を内蔵したホーンに取り
付けられるボンディングツールであって、前記ボンディ
ングツールの被固定面には凹凸面が設けられていること
を特徴とするボンディングツール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6273201A JPH08139139A (ja) | 1994-11-08 | 1994-11-08 | ボンディング装置およびボンディングツール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6273201A JPH08139139A (ja) | 1994-11-08 | 1994-11-08 | ボンディング装置およびボンディングツール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08139139A true JPH08139139A (ja) | 1996-05-31 |
Family
ID=17524512
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6273201A Pending JPH08139139A (ja) | 1994-11-08 | 1994-11-08 | ボンディング装置およびボンディングツール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08139139A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110165304A (zh) * | 2019-06-28 | 2019-08-23 | 武汉逸飞激光设备有限公司 | 一种电芯揉平装置 |
-
1994
- 1994-11-08 JP JP6273201A patent/JPH08139139A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110165304A (zh) * | 2019-06-28 | 2019-08-23 | 武汉逸飞激光设备有限公司 | 一种电芯揉平装置 |
| CN110165304B (zh) * | 2019-06-28 | 2024-06-11 | 武汉逸飞激光股份有限公司 | 一种电芯揉平装置 |
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