JPH08139140A - ワイヤボンディング方法とその装置 - Google Patents

ワイヤボンディング方法とその装置

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JPH08139140A
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wire
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隆弘 米澤
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朗 壁下
Akihiro Yamamoto
章博 山本
Makoto Imanishi
誠 今西
Kenichi Nishino
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ボンディング範囲が広く、位置決め精度が高
く、高段差のボンディングが可能で、ワイヤループの形
状が安定化するワイヤボンディング方法の提供。 【構成】 超音波ホーン１の先端部にあるキャピラリー
２にワイヤ１１を挿通し、キャピラリー２をボンディン
グすべき電極又は電極部上に昇降させ、超音波発振子３
からの超音波振動を超音波ホーン１が増幅してキャピラ
リー２に伝え、熱と超音波振動とによってワイヤ１１を
前記電極又は電極部上にファーストまたはセカンドボン
ディングするワイヤボンディング方法において、超音波
ホーン１を、その軸方向を水平に維持して上下方向に移
動させ、キャピラリー２を、その軸方向を垂直に維持し
て上下方向に移動させ、且つ、超音波ホーン１を、その
軸方向に、自身長以上の距離を移動させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置に設けられ
た電極と電極部との間をワイヤで接続したり、電極部に
バンプを形成するワイヤボンディング方法とその装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来技術のワイヤボンディング方法を使
用するワイヤボンディング装置を、図６に基づいて説明
する。
【０００３】図６において、先ず、基板１３を、カート
リッジヒータ１５を有するヒートステージ部１４の上に
載置して固定し、基板１３を加熱する。ワイヤ１１を挿
通して保持するキャピラリー２を先端に有する超音波ホ
ーン１を保持するヘッド部１９と、前記ヒートステージ
部１４とは、前後左右に相対移動し、キャピラリー２
が、基板１３上に取付けられたＩＣ部品１２の接続され
るべき電極の上方に位置決めされる。この位置決めまで
に、ＩＣ部品１２の接続されるべき電極は、ヒートステ
ージ部１４によって加熱されている。
【０００４】次いで、キャピラリー２が、前記電極上に
下降し、ワイヤ１１の先端を、前記加熱と超音波振動と
によって、前記電極にファーストボンディングする。こ
のファーストボンディングが終了すると、キャピラリー
２は、一旦上昇し、前記ヘッド部１９と前記ヒートステ
ージ部１４とが前後左右に相対移動して、キャピラリー
２が、基板１３上に取付けられたＩＣ部品１２の接続さ
れるべき電極部の上方に位置決めされ、キャピラリー２
が、前記電極部上に下降し、ワイヤ１１の先端を、前記
加熱と超音波振動とによって、前記電極部にセカンドボ
ンディングする。
【０００５】上記の動作が繰り返されて、ボンディング
が行われる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の従来例
の構成では、図７に示すように、セカンドボンディング
すべき基板１３上の電極部の面と、超音波ホーン１を上
下方向に回動可能に支持する回転軸６とを同一平面上に
配置し、キャピラリー２が、前記電極部の面に対して垂
直になるように構成されているので、超音波ホーン１を
保持するヘッド部１９の一部が、ヒートステージ部１４
の上面より下方に位置し、前記ヘッド部１９と前記ヒー
トステージ部１４との前後左右の相対移動を規制し、ボ
ンディング可能範囲が、超音波ホーン１の長さＬに限ら
れるという問題点がある。
【０００７】又、超音波ホーン１が、ヒートステージ部
１４からの熱輻射や熱気に曝されて加熱され、その長さ
が伸縮することによって、ボンディング位置決め精度が
低下するという問題点がある。
【０００８】又、図８に示すように、セカンドボンディ
ング面がＩＣ部品１２の電極部である場合、前記電極部
の面が前記回転軸６の平面上から大きく離れると、つま
り、ＩＣ部品１２の厚みが厚くなると、キャピラリー２
が、前記のボンディングすべき面への必要な垂直度を維
持できなくなり、セカンドボンディングが不可能になる
という問題点がある。
【０００９】又、図９に示すように、ファーストボンデ
ィング後、キャピラリー２が、ボンディングするワイヤ
長さ分だけ上昇するときに、キャピラリー２が、回転運
動によって上昇するので、ワイヤ１１がボンディングす
べき電極面に対して傾きを持った状態になり、ワイヤ１
１にその形状を与えるので、図９のワイヤボンディング
方向３２、３３により、セカンドボンディング後のワイ
ヤループの形状が、図９のイ、ロに示すように形状が異
なり、ワイヤ倒れを引き起こす原因になるという問題点
がある。
【００１０】本発明は、上記の問題点を解決し、ボンデ
ィング可能範囲を超音波ホーンの長さ以上に長くでき、
ヒートステージ部の熱による超音波ホーンの伸縮を抑え
てボンディング位置決めの精度を高くし、高段差のボン
ディングが可能で、且つ、ワイヤループの形状が安定す
るワイヤボンディング方法とその装置を提供することを
課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本願第１発明のワイヤボ
ンディング方法は、上記の課題を解決するために、ボン
ディングすべき基板をヒートステージ上に載置し、超音
波ホーンの先端部にあるキャピラリーにワイヤを挿通
し、ファーストボンディング前に前記ワイヤの先端を溶
融してボールを形成し、前記キャピラリーの下方に前記
基板のボンディングすべき電極又は電極部を位置決め
し、前記キャピラリーを前記電極又は電極部上に昇降さ
せ、超音波発振子からの超音波振動を前記超音波ホーン
が増幅して前記キャピラリーに伝え、熱と超音波振動と
によって前記ワイヤを前記電極又は電極部上にファース
トまたはセカンドボンディングするワイヤボンディング
方法において、前記超音波ホーンを、その軸方向を水平
に維持して上下左右前後方向に移動させ、前記キャピラ
リーを、その軸方向を垂直に維持して上下左右前後方向
に移動させ、且つ、前記超音波ホーンを、その軸方向に
は、自身長以上の距離を移動させることを特徴とする。
【００１２】本願第２発明のワイヤボンディング装置
は、上記の課題を解決するために、ボンディングすべき
基板を載置するヒートステージ部と、超音波発振子と、
先端部にワイヤを挿通するキャピラリーを有し前記超音
波発振子からの超音波振動を増幅して前記キャピラリー
に伝える超音波ホーン部と、前記超音波ホーン部を保持
するホーン保持部と、ファーストボンディング前に前記
ワイヤの先端を溶融してボールを形成するボール形成手
段と、前記キャピラリーの下方に前記基板のボンディン
グすべき電極又は電極部を位置決めする位置決め手段
と、前記キャピラリーを前記電極又は電極部上に昇降さ
せる上下移動手段とを有するワイヤボンディング装置に
おいて、前記超音波ホーン部は、その増幅部の長さが、
前記キャピラリーの長さの０．５〜２倍の長さで、前記
キャピラリーの下端が、前記超音波ホーン部とその保持
部との最下端より下に位置することを特徴とする。
【００１３】本願第３発明のワイヤボンディング装置
は、上記の課題を解決するために、本願第２発明におい
て、上下移動手段は、超音波ホーンを水平に保持して上
下方向に移動するホーン保持部と、前記ホーン保持部
を、ヒートステージ部上に載置されたボンディングすべ
き基板に対する平行性を維持して上下方向に移動させる
平行リンク部と、前記平行リンク部による前記ホーン保
持部の移動に対するバランサー部と、前記ホーン保持部
を上下方向に移動させる駆動部及びその制御部とを有す
ることを特徴とする。
【００１４】本願第４発明のワイヤボンディング装置
は、上記の課題を解決するために、本願第２発明におい
て、上下移動手段は、超音波ホーンを水平に保持して上
下方向に移動するホーン保持部と、前記ホーン保持部
を、ヒートステージ部上に載置されたボンディングすべ
き基板に対する平行性を維持して上下方向に移動させる
平行リンク部と、前記ホーン保持部を上下方向に移動さ
せる駆動部及びその制御部とを有することを特徴とす
る。
【００１５】本願第５発明のワイヤボンディング装置
は、上記の課題を解決するために、本願第２発明におい
て、上下移動手段は、超音波ホーンを水平に保持して上
下方向に移動するホーン保持部と、前記ホーン保持部
を、ヒートステージ部上に載置されたボンディングすべ
き基板に対する平行性を維持して上下方向に移動するよ
うに摺動可能に支持するエアー軸受部と、前記ホーン保
持部を、上下方向に移動させる駆動部及びその制御部と
を有することを特徴とする。
【００１６】本願第６発明のワイヤボンディング装置
は、上記の課題を解決するために、本願第２発明におい
て、位置決め手段は、ホーン保持部を左右方向に移動し
位置決めする左右移動部と、ヒートステージ部を前後方
向に移動し位置決めする前後移動部とを有することを特
徴とする。
【００１７】本願第７発明のワイヤボンディング装置
は、上記の課題を解決するために、本願第２発明におい
て、超音波ホーン部は、ヒートステージ部との間に、熱
遮断部を有することを特徴とする。
【００１８】本願第８発明のワイヤボンディング装置
は、上記の課題を解決するために、本願第３発明におい
て、位置決め手段は、ホーン保持部を左右方向に移動し
位置決めする左右移動部と、ヒートステージ部を前後方
向に移動し位置決めする前後移動部と、前記前後移動部
の位置決めを、平行リンク部の揺動によるずれ量を補正
しながら行う補正制御部とを有し、超音波ホーン部は、
ヒートステージ部との間に、熱遮断部を有することを特
徴とする。
【００１９】
【作用】本願第１発明のワイヤボンディング方法は、超
音波ホーンを、その軸方向を水平に維持して上下左右前
後方向に移動させ、前記超音波ホーンの先端部にあるキ
ャピラリーを、その軸方向を垂直に維持して上下左右前
後方向に移動させるので、高段差のボンディングが可能
になり、又、ワイヤループ形状が安定化して、ワイヤリ
ングの信頼性が向上する。
【００２０】又、前記超音波ホーンを、その軸方向に
は、自身長以上の距離を移動させるので、ボンディング
可能範囲が広くなる。
【００２１】本願第２発明のワイヤボンディング装置
は、超音波ホーン部は、その増幅部の長さが、キャピラ
リーの長さの０．５〜２倍の長さであるので、前記超音
波ホーン部の熱伸縮が小さくなり、ボンディング位置決
め精度が向上し、狭ピッチボンディングが可能になる。
【００２２】又、前記キャピラリーの下端が、前記超音
波ホーン部とその保持部との最下端より下に位置するの
で、前記キャピラリーを上昇させることにより、前記超
音波ホーンを、ボンディング対象の基板上を自由に移動
させることができ、従来例では、超音波ホーン部とその
保持部とがヒートステージ部に移動を規制されるのに比
べて、ボンディング可能範囲が広くなる。
【００２３】本願第３発明のワイヤボンディング装置
は、上下移動手段が、超音波ホーンを水平に保持して上
下方向に移動するホーン保持部と、前記ホーン保持部
を、ヒートステージ部上に載置されたボンディングすべ
き基板に対する平行性を維持して上下方向に移動させる
平行リンク部と、前記ホーン保持部を上下方向に移動さ
せる駆動部及びその制御部とを有するので、前記超音波
ホーンは、その軸方向を水平に維持して上下左右前後方
向に移動し、前記超音波ホーンの先端部にあるキャピラ
リーは、その軸方向を垂直に維持して上下左右前後方向
に移動するので、高段差のボンディングが可能になり、
又、ワイヤループ形状が安定化して、ワイヤリングの信
頼性が向上する。
【００２４】又、前記平行リンク部による前記ホーン保
持部の移動に対するバランサー部を有するので、前記平
行リンク部による回転モーメントが釣り合って、動作が
円滑化する。
【００２５】本願第４発明のワイヤボンディング装置
は、上下移動手段が、超音波ホーンを水平に保持して上
下方向に移動するホーン保持部と、前記ホーン保持部
を、ヒートステージ部上に載置されたボンディングすべ
き基板に対する平行性を維持して上下方向に移動させる
平行リンク部と、前記保持部を上下方向に移動させる駆
動部及びその制御部とを有するので、前記超音波ホーン
は、その軸方向を水平に維持して上下左右前後方向に移
動し、前記超音波ホーンの先端部にあるキャピラリー
は、その軸方向を垂直に維持して上下左右前後方向に移
動するので、高段差のボンディングが可能になり、又、
ワイヤループ形状が安定化して、ワイヤリングの信頼性
が向上する。
【００２６】本願第５発明のワイヤボンディング装置
は、上下移動手段が、超音波ホーンを水平に保持して上
下方向に移動するホーン保持部と、前記ホーン保持部
を、ヒートステージ部上に載置されたボンディングすべ
き基板に対する平行性を維持して上下方向に移動するよ
うに摺動可能に支持するエアー軸受部と、前記ホーン保
持部を、上下方向に移動させる駆動部及びその制御部と
を有するので、前記ホーン保持部の上下移動に際して、
位置ずれが無く、位置ずれの補正が不要になり、ボンデ
ィングの位置決め精度が向上する。
【００２７】本願第６発明のワイヤボンディング装置
は、位置決め手段が、ホーン保持部を左右方向に移動し
位置決めする左右移動部と、ヒートステージ部を前後方
向に移動し位置決めする前後移動部とに分かれているの
で、広い領域を、夫々の小型の部材で構成することがで
き、設備が小型化するだけではなく、高速化が可能にな
る。
【００２８】本願第７発明のワイヤボンディング装置
は、超音波ホーン部が、ヒートステージ部との間に、熱
遮断部を有するので、前記超音波ホーン部の熱伸縮が小
さくなり、ボンディング位置決め精度が向上し、狭ピッ
チボンディングが可能になる。
【００２９】本願第８発明のワイヤボンディング装置
は、位置決め手段が、ホーン保持部を左右方向に移動し
位置決めする左右移動部と、ヒートステージ部を前後方
向に移動し位置決めする前後移動部とに分かれているの
で、広い領域を、夫々の小型の部材で構成することがで
き、設備が小型化するだけではなく、高速化が可能にな
る。
【００３０】又、前記前後移動部の位置決めを、平行リ
ンク部の揺動によるずれ量を補正しながら行う補正制御
部とを有するので、ボンディングの位置決め精度が向上
する。
【００３１】又、超音波ホーン部は、ヒートステージ部
との間に、熱遮断部を有するので、前記超音波ホーン部
の熱伸縮が小さくなり、ボンディング位置決め精度が向
上し、狭ピッチボンディングが可能になる。
【００３２】
【実施例】本発明のワイヤボンディング方法を使用する
ワイヤボンディング装置の第１実施例を図１、図２に基
づいて説明する。
【００３３】図１において、ヘッド部１９に保持された
超音波ホーン１の先端にキャピラリー２が設けられ、超
音波ホーン１の基端に超音波発進子３が取付けられてい
る。
【００３４】上記の構成において、超音波ホーン１の増
幅部の長さＬ1 は、キャピラリーの超音波ホーン１の軸
中心より下の長さＬ2 の０．５倍〜２倍の長さからな
り、又、キャピラリーの超音波ホーン１の軸中心より下
の長さＬ2 は、超音波ホーン１を保持するホーン保持部
４の超音波ホーン１の軸中心より下の長さＬ3 よりも長
くなっている。
【００３５】図２において、超音波ホーン１を保持する
ホーン保持部４が、ワイヤ１１をボンディングすべきＩ
Ｃ部品１２の面や基板１３の面に対して垂直方向に往復
揺動するように、ヘッド部１９側にある平行リンク部固
定側回転支持部６ａ、６ｃと、ホーン保持部４側にある
平行リンク部可動側回転支持部６ｂ、６ｄとの間を、平
行リンク部５ａ、５ｂが接続している。リニアモータ７
が、前記平行リンク部固定側回転支持部６ａ、６ｃに対
して、ホーン保持部４と同じ側の上方に位置して、ホー
ン保持部４をＺ方向、即ち、上下方向に往復駆動させ、
変位センサ８が、ホーン保持部４の上下位置を検出して
いる。バランサー９が、ホーン保持部４のθ方向の回転
モーメントの釣り合いを取っている。熱遮断部１０が、
カートリッジヒータ１５によって加熱されているヒート
ステージ部１４からの輻射熱が超音波発進子３に伝わる
のを遮断し、ヒートステージ部１４からの熱気を吸引パ
イプ１０ａで吸引する。
【００３６】クランパー部１６が、ワイヤ１１をキャピ
ラリー２に供給送りしたり停止したり開閉駆動し、エア
テンショナー１７が、ワイヤ１１を上方向に引っ張りワ
イヤ１１のたるみを防ぐ。
【００３７】位置認識カメラ１８が、ボンディングされ
る基板１３と、ＩＣ部品１２の各電極、電極部の位置を
検出する。
【００３８】キャピラリー２を前記の電極、電極部に位
置決めするには、図示しない位置制御部がＸ−Ｙテーブ
ル上のヘッド部１９を前後左右に移動し、キャピラリー
２を位置決めする。
【００３９】次に、本実施例の動作を図１、図２に基づ
いて説明する。
【００４０】図１に示すように、キャピラリーの超音波
ホーン１の軸中心より下の長さＬ2は、超音波ホーン１
を保持するホーン保持部４の超音波ホーン１の軸中心よ
り下の長さＬ3 よりも長くなっているので、図２に示す
ように、超音波ホーン１とキャピラリー２と超音波発振
子３とが、ヒートステージ部１４上に載置された基板１
３の上方を自由に移動でき、ボンディング作業範囲を広
くすることができる。
【００４１】そして、熱遮断部１０と吸引パイプ１０ａ
とがあるので、ヒートステージ部１４の上方を移動して
も、ヒートステージ部１４からの熱の影響を防ぐことが
できる。
【００４２】又、超音波ホーン１の増幅部の長さＬ
1 は、キャピラリーの超音波ホーン１の軸中心より下の
長さＬ2 の０．５倍〜２倍の長さからなり、その絶対長
が短いので、超音波ホーン１が、ヒートステージ部１４
からの熱で、伸縮しても、この伸縮による位置決め誤差
が小さくなる。
【００４３】図２に示すように、位置認識カメラ１８
が、ボンディングすべき電極、電極部の位置を検出し、
前記の図示しない位置制御部が、キャピラリー２の下方
に、前記電極、電極部を位置決めする。リニアモータ７
が、キャピラリー２を保持したホーン保持部４を下方向
に移動させるように動作し、ホーン保持部４は、平行リ
ンク部５ａ、５ｂに支持され、平行リンク部回転支持部
６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄの回転により、変位センサ８に
よって位置を検出されながら下降する。そして、キャピ
ラリー２に保持されたワイヤ１１の先端をボンディング
すべき電極に押圧し、同時に、キャピラリー２を超音波
ホーン１によって超音波振動させてファーストボンディ
ングする。
【００４４】ファーストボンディング後、キャピラリー
２を、リニアモータ７によって所定距離上昇させ、図示
しない位置制御部が、前記のボンディングした電極に接
続すべき電極部を前記キャピラリー２の下方に位置決め
し、同時に、キャピラリー２は、変位センサ８によって
位置を検出されながら、リニアモータ７によって下降
し、ワイヤ１１が、前記電極部にセカンドボンディング
される。
【００４５】セカンドボンディング後、キャピラリー２
が一定距離上昇した位置で、クランパー部１６が、ワイ
ヤ１１を固定して切断する。
【００４６】その後、図示しないトーチ部によって、ワ
イヤ１１の先端に金ボールが形成され、以下、上記を繰
り返して、電極と電極部とがワイヤ１１でボンディング
される。
【００４７】尚、本実施例では、ホーン支持部４が、平
行リンク部固定側回転支持部６ａ、６ｃを中心に、θ方
向に回動する場合の回転モーメントの釣り合いに、バラ
ンサー９を設けたが、バネ等で釣り合わせても同様の効
果が得られる。
【００４８】本発明のワイヤボンディング方法を使用す
るワイヤボンディング装置の第２実施例を図３に基づい
て説明する。
【００４９】図３において、第１実施例では、リニアモ
ータ７が、平行リンク部固定側回転支持部６ａ、６ｃに
対して、ホーン保持部４と同じ側の上方に位置している
のに対して、本実施例では、リニアモータ７が、平行リ
ンク部固定側回転支持部６ａ、６ｃに対して、ホーン保
持部４と反対側の上方に位置している。
【００５０】本実施例は、上記以外は、第１実施例と同
様なので、説明を省略するが、本実施例のように、リニ
アモータ７を、平行リンク部固定側回転支持部６ａ、６
ｃに対してホーン保持部４と反対側に位置させると、第
１実施例のバランサー９が不要になり、その分だけ、低
イアナーシャ化が図られ、高速化が可能になる。
【００５１】本発明のワイヤボンディング方法を使用す
るワイヤボンディング装置の第３実施例を図４に基づい
て説明する。
【００５２】図４において、本実施例では、超音波ホー
ン１を保持するホーン保持部４が、エアー軸受部２０に
よって支持されている。エアー軸受部２０は、ホーン保
持部４を、ボンディング面に垂直方向に上下移動するよ
うに支持している。
【００５３】又、バネ部２１が、キャピラリー２が上昇
して上死点位置に達したときに、リニアモータ７に加わ
る負荷が０になるように、上方に引上げている。
【００５４】以下に、本実施例の動作を説明する。
【００５５】位置認識カメラ１８が、ボンディングすべ
き電極を検出し、図示しない位置制御部が、前記電極を
キャピラリー２の下方に位置決めする。
【００５６】リニアモータ７が、変位センサ８によって
位置検出を行いながら、エアー軸受部２０が支持するホ
ーン保持部４と共にキャピラリー２を下降させる。
【００５７】上記以外は、第１実施例と同様で、説明を
省略するが、本実施例では、第１、第２実施例の平行リ
ンク部５ａ、５ｂによる回転運動を伴う上下移動ではな
く、ホーン保持部４が、エアー軸受部２０によって垂直
に上下移動するので、回転運動に伴う位置決めずれ量の
補正が不要で、位置決めが容易になり、且つ、バネ部２
１の作用により、リニアモータ７の負担が減少するの
で、更に高速化が可能になる。
【００５８】本発明のワイヤボンディング方法を使用す
るワイヤボンディング装置の第４実施例を図５に基づい
て説明する。
【００５９】図５において、本実施例では、ホーン保持
部４が、キャピラリー２を先端部に備えた超音波ホーン
１を保持し、ヘッド部１９が、前記ホーン保持部４を上
下方向に移動し位置決めできるように保持している。以
上は、第１、第２、第３実施と同様であるが、本実施例
では、前記ヘッド部１９が、左右方向に移動するＸテー
ブル部２２に保持され、駆動モータ２４が回転するボー
ルネジ部２３によって、左右方向に移動し、ボンディン
グすべき基板１３等を保持するヒートステージ部１４
が、前後方向に移動するＹテーブル部２５に保持され、
駆動モータ２６が回転するボールネジ部２７によって、
前後方向に移動し、前記キャピラリー２の下方に、前記
ボンディングすべき電極を位置決めする。
【００６０】Ｘテーブル部２２は、ブロック２９の上に
構成され、ブロック２９は、Ｙテーブル部２５と共に、
ベース部３０の上に構成される。
【００６１】上記の構成によると、第１実施例で説明し
たように、超音波ホーン１とキャピラリー２と超音波発
振子３とが、ヒートステージ部１４上に載置された基板
１３の上方を自由に移動でき、ボンディング作業範囲を
広くすることができる。
【００６２】上記以外は、第１、第２、第３実施と同様
であるので、説明を省略する。
【００６３】尚、本実施例では、ヘッド部１９を左右方
向に、ヒートステージ部１４を前後方向に移動させてい
るが、逆構成でも同様の効果を得られる。
【００６４】
【発明の効果】本願第１発明のワイヤボンディング方法
は、超音波ホーンの先端部にあるキャピラリーを、その
軸方向を垂直に維持して上下左右前後方向に移動させる
ので、高段差のボンディングが可能になり、マルチチッ
プモジュール（ＭＣＭ）等において、幅広いワイヤリン
グ構成が可能になるという効果を奏する。
【００６５】又、ワイヤループ形状が安定化して、ワイ
ヤリングの信頼性が向上するという効果を奏する。
【００６６】又、前記超音波ホーンを、その軸方向に
は、自身長以上の距離を移動させるので、ボンディング
可能範囲が広くなり、大型基板（マザーボード）への直
接ワイヤボンディングや８インチウエハー等の大きなウ
エハーへの金バンプボンディング形成ができるという効
果を奏する。
【００６７】本願第２発明のワイヤボンディング装置
は、超音波ホーン部が短いので、前記超音波ホーン部の
熱伸縮が小さくなり、ボンディング位置決め精度が向上
し、狭ピッチボンディングが可能になるという効果を奏
する。
【００６８】又、前記キャピラリーの下端が、前記超音
波ホーン部とその保持部との最下端より下に位置するの
で、ボンディング可能範囲が広くなるという効果を奏す
る。
【００６９】本願第３発明のワイヤボンディング装置
は、平行リンク部により、キャピラリーが、その軸方向
を垂直に維持して上下左右前後方向に移動し、高段差の
ボンディングが可能になり、又、ワイヤループ形状が安
定化して、ワイヤリングの信頼性が向上するという効果
を奏する。
【００７０】又、前記平行リンク部による前記ホーン保
持部の移動に対するバランサー部を有するので、前記平
行リンク部による回転モーメントが釣り合って、動作が
円滑化するという効果を奏する。
【００７１】本願第４発明のワイヤボンディング装置
は、平行リンク部により、キャピラリーが、その軸方向
を垂直に維持して上下左右前後方向に移動し、高段差の
ボンディングが可能になり、又、ワイヤループ形状が安
定化して、ワイヤリングの信頼性が向上するという効果
を奏する。
【００７２】本願第５発明のワイヤボンディング装置
は、ホーン保持部を、ヒートステージ部上に載置された
ボンディングすべき基板に対する平行性を維持して上下
方向に移動するように摺動可能に支持するエアー軸受部
を有するので、前記ホーン保持部の上下移動に際して、
位置ずれが無く、位置ずれの補正が不要になり、ボンデ
ィングの位置決め精度が向上するという効果を奏する。
【００７３】本願第６発明のワイヤボンディング装置
は、位置決め手段が、左右移動部と、前後移動部とに分
かれているので、広い領域を、夫々の小型の部材で構成
することができ、設備が小型化するだけではなく、高速
化が可能になるという効果を奏する。
【００７４】本願第７発明のワイヤボンディング装置
は、超音波ホーン部が、ヒートステージ部との間に、熱
遮断部を有するので、前記超音波ホーン部の熱伸縮が小
さくなり、ボンディング位置決め精度が向上し、狭ピッ
チボンディングが可能になるという効果を奏する。
【００７５】本願第８発明のワイヤボンディング装置
は、位置決め手段が、左右移動部と、前後移動部とに分
かれているので、広い領域を、夫々の小型の部材で構成
することができ、設備が小型化するだけではなく、高速
化が可能になるという効果を奏する。
【００７６】又、前記前後移動部の位置決めを、平行リ
ンク部の揺動によるずれ量を補正しながら行う補正制御
部を有するので、ボンディングの位置決め精度が向上す
るという効果を奏する。
【００７７】又、超音波ホーン部は、ヒートステージ部
との間に、熱遮断部を有するので、前記超音波ホーン部
の熱伸縮が小さくなり、ボンディング位置決め精度が向
上し、狭ピッチボンディングが可能になるという効果を
奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願第１、第２発明の超音波ホーン部の一実施
例の側面図である。
【図２】本願第１、第２発明のヘッド部の一実施例の側
面図である。
【図３】本願第３発明のヘッド部の一実施例の側面図で
ある。
【図４】本願第４発明のヘッド部の一実施例の側面図で
ある。
【図５】本願第５発明のヘッド部とその位置決め手段の
一実施例の斜視図である。
【図６】従来例のワイヤボンディング装置の側面図であ
る。
【図７】従来例のボンディング動作を示す図である。
【図８】従来例のボンディング動作を示す図である。
【図９】従来例のボンディング動作を示す図である。
【符号の説明】
１ 超音波ホーン ２ キャピラリー ３ 超音波発振子 ４ ホーン保持部 ５ａ、５ｂ 平行リンク部 ６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ 平行リンク部回転支持部 ７ リニアモータ ８ 変位センサ ９ バランサー １０ 熱遮断部 １０ａ 吸引パイプ １１ ワイヤ １２ ＩＣ部品 １３ 基板 １４ ヒートステージ部 １５ カートリッジヒータ １６ クランパー部 １７ エアテンショナー １８ 位置確認カメラ １９ ヘッド部 ２０ エアー軸受部 ２１ バネ部 ２２、２５ テーブル部 ２３、２７ ボールネジ部 ２４、２６ 駆動モータ Ｌ1 増幅部の長さ Ｌ2 キャピラリーの超音波ホーンの軸中心より下の長
さ Ｌ3 超音波ホーンを保持するホーン保持部の超音波ホ
ーンの軸中心より下の長さ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今西 誠 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 西野 賢一 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 (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ボンディングすべき基板をヒートステー
    ジ上に載置し、超音波ホーンの先端部にあるキャピラリ
    ーにワイヤを挿通し、ファーストボンディング前に前記
    ワイヤの先端を溶融してボールを形成し、前記キャピラ
    リーの下方に前記基板のボンディングすべき電極又は電
    極部を位置決めし、前記キャピラリーを前記電極又は電
    極部上に昇降させ、超音波発振子からの超音波振動を前
    記超音波ホーンが増幅して前記キャピラリーに伝え、熱
    と超音波振動とによって前記ワイヤを前記電極又は電極
    部上にファーストまたはセカンドボンディングするワイ
    ヤボンディング方法において、 前記超音波ホーンを、その軸方向を水平に維持して上下
    左右前後方向に移動させ、前記キャピラリーを、その軸
    方向を垂直に維持して上下左右前後方向に移動させ、且
    つ、前記超音波ホーンを、その軸方向には、自身長以上
    の距離を移動させることを特徴とするワイヤボンディン
    グ方法。
  2. 【請求項２】 ボンディングすべき基板を載置するヒー
    トステージ部と、超音波発振子と、先端部にワイヤを挿
    通するキャピラリーを有し前記超音波発振子からの超音
    波振動を増幅して前記キャピラリーに伝える超音波ホー
    ン部と、前記超音波ホーン部を保持するホーン保持部
    と、ファーストボンディング前に前記ワイヤの先端を溶
    融してボールを形成するボール形成手段と、前記キャピ
    ラリーの下方に前記基板のボンディングすべき電極又は
    電極部を位置決めする位置決め手段と、前記キャピラリ
    ーを前記電極又は電極部上に昇降させる上下移動手段と
    を有するワイヤボンディング装置において、 前記超音波ホーン部は、その増幅部の長さが、前記キャ
    ピラリーの長さの０．５〜２倍の長さで、前記キャピラ
    リーの下端が、前記超音波ホーン部とその保持部との最
    下端より下に位置することを特徴とするワイヤボンディ
    ング装置。
  3. 【請求項３】 請求項２に記載のワイヤボンディング装
    置において、 上下移動手段は、超音波ホーンを水平に保持して上下方
    向に移動するホーン保持部と、前記ホーン保持部を、ヒ
    ートステージ部上に載置されたボンディングすべき基板
    に対する平行性を維持して上下方向に移動させる平行リ
    ンク部と、前記平行リンク部による前記ホーン保持部の
    移動に対するバランサー部と、前記ホーン保持部を上下
    方向に移動させる駆動部及びその制御部とを有すること
    を特徴とするワイヤボンディング装置。
  4. 【請求項４】 請求項２に記載のワイヤボンディング装
    置において、 上下移動手段は、超音波ホーンを水平に保持して上下方
    向に移動するホーン保持部と、前記ホーン保持部を、ヒ
    ートステージ部上に載置されたボンディングすべき基板
    に対する平行性を維持して上下方向に移動させる平行リ
    ンク部と、前記ホーン保持部を上下方向に移動させる駆
    動部及びその制御部とを有することを特徴とするワイヤ
    ボンディング装置。
  5. 【請求項５】 請求項２に記載のワイヤボンディング装
    置において、 上下移動手段は、超音波ホーンを水平に保持して上下方
    向に移動するホーン保持部と、前記ホーン保持部を、ヒ
    ートステージ部上に載置されたボンディングすべき基板
    に対する平行性を維持して上下方向に移動するように摺
    動可能に支持するエアー軸受部と、前記ホーン保持部
    を、上下方向に移動させる駆動部及びその制御部とを有
    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】 請求項２に記載のワイヤボンディング装
    置において、 位置決め手段は、ホーン保持部を左右方向に移動し位置
    決めする左右移動部と、ヒートステージ部を前後方向に
    移動し位置決めする前後移動部とを有することを特徴と
    するワイヤボンディング装置。
  7. 【請求項７】 請求項２に記載のワイヤボンディング装
    置において、 超音波ホーン部は、ヒートステージ部との間に、熱遮断
    部を有することを特徴とするワイヤボンディング装置。
  8. 【請求項８】 請求項３に記載のワイヤボンディング装
    置において、 位置決め手段は、ホーン保持部を左右方向に移動し位置
    決めする左右移動部と、ヒートステージ部を前後方向に
    移動し位置決めする前後移動部と、前記前後移動部の位
    置決めを、平行リンク部の揺動によるずれ量を補正しな
    がら行う補正制御部とを有し、超音波ホーン部は、ヒー
    トステージ部との間に、熱遮断部を有することを特徴と
    するワイヤボンディング装置。
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