JPH08203947A - ワイヤボンディング用ノズル - Google Patents

ワイヤボンディング用ノズル

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JPH08203947A
JPH08203947A JP7008004A JP800495A JPH08203947A JP H08203947 A JPH08203947 A JP H08203947A JP 7008004 A JP7008004 A JP 7008004A JP 800495 A JP800495 A JP 800495A JP H08203947 A JPH08203947 A JP H08203947A
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JP
Japan
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nozzle
wire
inert gas
gas
wire bonding
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JP7008004A
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English (en)
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Takahito Tejima
孝人 手嶋
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ボールボンダにあって、空気中の酸素を完全
に遮断しながら安定したボール形成を可能にするノズル
を提供する。 【構成】 ボンディングワイヤに金線以外の銅、アルミ
ニウム等の金属線を用いてワイヤボンディングを行うに
際し、そのワイヤボール形成部に不活性ガスを供給する
ノズルにおいて、その不活性ガスの吐出口をノズル１、
及びこれに同軸に配設されるノズル２からなる多重構造
にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置のワイヤボ
ンディング、特に、金線以外の銅、アルミ等のワイヤを
用いてワイヤボールボンディングを行うためのボールボ
ンダ用ガスノズルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】コストダウンに有効な材料である銅（Ｃ
ｕ）、アルミニウム（Ａｌ）等のワイヤを用いてワイヤ
ボールボンディングを行おうとすると、これらの素材は
金線と異なり、空気に触れて生じる酸化によって表面に
絶縁層が生じ、ボンディングが行えないという問題があ
る。酸化を防止するために、トーチ電極に吹出ノズルを
取り付けて不活性ガス（窒素ガス等）を放出するという
提案もなされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記したよう
にトーチ電極に吹出ノズルを取り付けた構成にあって
は、ボール形成部にガスを吹きかける吹出ノズルが単管
状であるため、空気（すなわち空気中の酸素）の接触を
十分に遮ることができず、完全な酸化防止は困難であっ
た。
【０００４】本発明は、ボールボンダにあって、空気中
の酸素を完全に遮断しながら安定したボール形成を可能
にするノズルの提供を目的としている。また、本発明の
他の目的は、メッキレスリードフレームの酸化防止が可
能なボールボンダ用ガスノズルを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、ボンディングワイヤに金線以外の銅、
アルミニウム等の金属線を用いてワイヤボンディングを
行うに際し、そのワイヤボール形成部に不活性ガスを供
給するノズルにおいて、その不活性ガスの吐出口を多重
構造にしている。
【０００６】このノズルの吐出口は、同軸形にすること
ができる。
【０００７】更に、ノズルへ供給する不活性ガスは、緩
衝材を内蔵したサージタンクを経由して行うことができ
る。
【０００８】前記緩衝材には、メッシュ材またはスチー
ルウールを用いることができる。
【０００９】また、上記他の目的を達成するために、本
発明は、不活性ガスを吐出するための多層構造の開口を
有すると共に、それ自体がヒートブロックにリードフレ
ームを押圧固定するためのクランパとして機能するよう
にしている。
【００１０】
【作用】上記した手段によれば、少なくともボンディン
グワイヤの先端部に不活性ガスが吐出され、この不活性
ガスは空気中の酸素がボンディングワイヤに接触しない
ようにする。この結果、ボンディングワイヤに銅、アル
ミニウム等の金属線を用いた場合でも酸化を防止でき、
ボールを安定に形成することができる。
【００１１】ノズルの吐出口の形状を同軸形にした場
合、安定したガス層流を形成でき、酸素の遮断が効果的
に行われる結果、酸化防止を完全な形で行うことができ
る。
【００１２】不活性ガスの供給は、緩衝材を内蔵したサ
ージタンクを経由して行うことにより、不活性ガスの流
量が安定し、この結果安定した層流を得ることができ
る。
【００１３】緩衝材は供給路を流れる不活性ガスに対
し、ガス流の乱れを防止するように働き、安定したガス
流量を得るように機能する。
【００１４】内部構造が不活性ガスを吐出するための多
層構造の開口を有し、かつ、それ自体がリードフレーム
をヒートブロックに押圧固定するためのクランパとして
機能する構造は、リードフレームに銅無垢などのメッキ
レスリードフレームを用いた場合でも酸化を防止するこ
とができ、特に、水素ガスを混入させることにより還元
を行うこともできる。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
【００１６】図１は本発明によるボールボンダ用ガスノ
ズルの一実施例を示す断面図であり、図２は図１による
ガスノズルの装着例を示す正面図である。
【００１７】図１に示すように、本発明によるボールボ
ンダ用ガスノズルは、小径の円筒状の第１のノズル１の
外側には、第２のノズル２が同軸状に配設され、各々の
ノズルの一端は共に斜めに開口されている。ノズル１の
他端はＬ字形に曲げ加工が施され、ノズル２の側面を貫
通して外部に露出しており、この端部にはホース３が連
結されている。また、ノズル２の他端は閉塞され、その
側面には内部空間に連通するガス供給口４が設けられて
いる。このガス供給口４には、ホース５が連結されてい
る。
【００１８】このように、ノズル１とノズル２には、ガ
ス供給が独立に行われる。そして、各ノズルの出口は同
一位置にされ、ガスが同軸状態で分離したまま同時に排
出される。
【００１９】図１に示したガスノズル６は、ボールボン
ダ用に適用した場合、その装着は図２のようになる。す
なわち、ガスノズル６はキャピラリ８に対向配置される
トーチ電極７の先端寄りに装着される。キャピラリ８に
挿通されている微細径（例えば、約２５μｍφ）のボン
ディングワイヤはキャピラリ８の先端から引き出され、
トーチ電極７からボンディングワイヤの先端に向けて瞬
時的に放電を行えば、ボンディングワイヤの露出端が溶
融し、例えば７０μｍφ程度のボールが形成される。
【００２０】このとき、トーチ電極７の先端部にガスノ
ズル６からの不活性ガスが吹きつけられる。その際、ガ
ス流は２層化の状態で放出されるため、整流された状態
で不活性ガスが吐出されるため、層流域が安定化し、か
つ、その状態を継続させることができ、トーチ電極７の
先端部が酸化するのを防止することができる。この結
果、安定したボール形成が可能になる。
【００２１】上記のようにして形成された金属ボールを
半導体チップ上のボンディングパッドに熱圧着し、キャ
ピラリ８のエッジ部でボンディングワイヤ（金属ボール
に連結している部分）を熱圧着して結線を行えば、ワイ
ヤボンディングが行われたことになる。
【００２２】図３はノズルにリード押さえの機能をもた
せた構成を示す断面図である。その用途は、銅無垢のメ
ッキレスリードフレームに対するワイヤボンディングで
ある。このために供せられるガスノズル９は、同軸形で
はなく多層形の構成が適している。ヒートブロック１０
に載置されたリードフレーム１１（銅無垢のメッキレ
ス）及び半導体ペレット１２に対し、ガスノズル９はリ
ードフレーム１１をヒートブロック１０に押圧するため
のクランパとして機能する。
【００２３】図３に示すように、半導体ペレット１２の
電極部とリードフレーム１１の所定位置との間は、金
線、銅線、アルミ線等のボンディングワイヤ１３によっ
て接続される。この場合、ボンディングワイヤ１３に銅
線及び銅無垢のメッキレスによるリードフレーム１１
は、そのままでは空気に触れて直ぐに酸化する。
【００２４】そこで、ガスノズル９から不活性ガスを吐
出し、リードフレーム１１及びボンディングワイヤ１３
（銅線の場合）が空気との接触によって酸化するのを防
止する、いわゆる還元用として用いることが可能であ
る。還元用として用いる際はガスノズル９から吐出する
不活性ガスに水素を加えればよい。すなわち、ボンディ
ングワイヤが金線以外のものでも、又リードフレームが
無垢のメッキレスのものでも還元用として用いることが
可能となる。
【００２５】図３に示した構成によれば、リードフレー
ム１１、更には銅材によるボンディングワイヤ１３が酸
化するのを防止することができ、安定したボール形成が
可能になる。
【００２６】なお、ガスノズル６またはガスノズル９に
ガス供給を行う場合、供給するガス流量を安定にするこ
とが望まれる。このための具体例が図４であり、ホース
３の途中（なるべく吹出口に近いところ）にサージタン
ク１４を設置し、その内部にメッシュ材、スチールウー
ル等の緩衝材１５を設置した構成にしている。このよう
な構成により、安定したガス流量を得ることが可能にな
る。
【００２７】上記実施例においては、ノズルが二重同軸
形及び２層形の例を示したが、３重以上の同軸形、３層
以上の多層形にすることもできる。また、トーチ電極等
に固定することなく、分離した構成、すなわち単独の装
置として構成することもできる。
【００２８】
【発明の効果】以上より明らかな如く、本発明によれ
ば、ワイヤボール形成部に不活性ガスを供給するノズル
の不活性ガス吐出口を多重にしたことにより、ボンディ
ングワイヤに銅、アルミニウム等の金属線を用いた場合
でも酸化を防止でき、ボールを安定に形成することがで
きる。
【００２９】また、不活性ガスを吐出するための多層構
造の開口を有すると共に、それ自体がリードフレームを
ヒートブロックに押圧固定するためのクランパとして機
能するようにしたノズルにより、リードフレームに銅無
垢などのメッキレスリードフレームを用いた場合でも酸
化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるボールボンダ用ガスノズルの一実
施例を示す断面図である。
【図２】図１によるガスノズルの装着例を示す正面図で
ある。
【図３】ノズルにリード押さえの機能をもたせた構成を
示す断面図である。
【図４】供給するガス流量を安定にするためのサージタ
ンクの構造例を示す断面図である。
【符号の説明】
１，２ ノズル ９ ガスノズル １０ ヒートブロック １１ リードフレーム １４ サージタンク １５ 緩衝材

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ボンディングワイヤに金線以外の銅、ア
    ルミニウム等の金属線を用いてワイヤボンディングを行
    うに際し、そのワイヤボール形成部に不活性ガスを供給
    するノズルにおいて、その不活性ガスの吐出口を多重に
    することを特徴とするワイヤボンディング用ノズル。
  2. 【請求項２】 前記多重の吐出口は、同軸形であること
    を特徴とする請求項１記載のワイヤボンディング用ノズ
    ル。
  3. 【請求項３】 前記ノズルへ供給する不活性ガスは、緩
    衝材を内蔵したサージタンクを経由して行うことを特徴
    とする請求項１記載のワイヤボンディング用ノズル。
  4. 【請求項４】 前記緩衝材は、メッシュ材またはスチー
    ルウールであることを特徴とする請求項３記載のワイヤ
    ボンディング用ノズル。
  5. 【請求項５】 不活性ガスを吐出するための多層構造の
    開口を有すると共に、それ自体がリードフレームをヒー
    トブロックに押圧固定するためのクランパとして機能す
    ることを特徴とするワイヤボンディング用ノズル。
JP7008004A 1995-01-23 1995-01-23 ワイヤボンディング用ノズル Pending JPH08203947A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010258286A (ja) * 2009-04-27 2010-11-11 Sanyo Electric Co Ltd 半導体装置及びその製造方法

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JP2010258286A (ja) * 2009-04-27 2010-11-11 Sanyo Electric Co Ltd 半導体装置及びその製造方法

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