JPH0927523A - ワイヤボンディング装置 - Google Patents

ワイヤボンディング装置

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JPH0927523A
JPH0927523A JP7197989A JP19798995A JPH0927523A JP H0927523 A JPH0927523 A JP H0927523A JP 7197989 A JP7197989 A JP 7197989A JP 19798995 A JP19798995 A JP 19798995A JP H0927523 A JPH0927523 A JP H0927523A
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JP
Japan
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bonding
ultrasonic vibration
capillary
wire
arm
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Pending
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JP7197989A
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Inventor
Makoto Arie
誠 有江
Satoru Uemura
哲 植村
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Toshiba Mechatronics Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Mechatronics Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 常に安定した超音波振動をキャピラリに付与
することで、良好なボンディング状態を得るとともに、
高速ボンディングも可能にすること。 【構成】 ガイドレール10aに設けた移動テーブル1
2に超音波振動放出部13を搭載し、キャピラリ6の移
動に追従するように超音波振動放出部13を移動させ
る。ワイヤボンディング時には、超音波振動放出部13
より非接触状態でキャピラリ6に振動が付与される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体ペレットの電極
やリードフレームのリード等のボンディング点間をワイ
ヤで接続するワイヤボンディング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ワイヤボンディング装置としては、例え
ば特開昭55−128841号公報や特公昭59−19
463号公報に記載されているが、通常ボンディングヘ
ッドに揺動自在に支持されたボンディングアームは、ス
テンレス鋼等からなる超音波振動を増幅する超音波ホー
ンとして形成される。そして、このボンディングアーム
の一端には、ワイヤを挿通可能な挿通孔を有するキャピ
ラリが装着され、他端には、圧電素子等の超音波振動子
が装着される構成とされる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、圧電素子か
ら出力される超音波振動は、ボンディングアームを介し
てキャピラリに付与されるようになっているため、次の
ような問題を有する。 製造誤差等によるボンディングアームの形状のばらつ
き、或いはボンディング時の加熱によるボンディングア
ームの伸縮等によって、ボンディングアームによる超音
波振動の伝達効率が変化してしまう。 ボンディングアームに対する圧電素子の装着状態の良
否によって、圧電素子からボンディングアームへ伝達さ
れる超音波振動の伝達効率が変化してしまう。 ボンディングアームに対するキャピラリの装着状態に
よって、ボンディングアームからキャピラリに伝達され
る超音波振動の伝達効率が変化してしまう。
【0004】そして、上記の理由により、キャピ
ラリに付与される超音波振動の大きさにばらつきが生
じ、良好なボンディング状態が得られないという欠点を
有していた。
【0005】また、ボンディングアームに圧電素子等が
装着されているため、ボンディングアーム等の可動部の
重量が大となり、それだけ慣性力が大きくなり、ボンデ
ィング動作の高速化を阻害していた。
【0006】本発明は、常に安定した超音波振動をキャ
ピラリに付与することで、良好なボンディング状態を得
ることができるとともに、高速ボンディングも可能なワ
イヤボンディング装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、ボンディング
アームに保持されたキャピラリに超音波振動を付与しな
がらボンディング点にワイヤを接続するワイヤボンディ
ング装置において、前記キャピラリに超音波振動を付与
する超音波振動放出手段と、この超音波振動放出手段に
駆動電力を供給する駆動電力供給手段とを有し、前記超
音波振動放出手段は前記キャピラリ及び前記ボンディン
グアームとは非接触状態で設けられたことを特徴とす
る。
【0008】
【作用】本発明によれば、キャピラリへの超音波振動
が、このキャピラリ及びボンディングアームとは非接触
状態で設けられる超音波振動放出手段より付与される。
【0009】
【実施例】図1は本発明に係るワイヤボンディング装置
の一実施例の正面図、図2は図1の平面図である。
【0010】ワイヤボンディング装置1は、水平方向に
移動自在な移動テーブル2上に載置されたボンディング
ヘッド3を有する。このボンディングヘッド3には、ボ
ンディングアーム4が上下方向に揺動自在に支持されて
おり、このボンディングアーム4の先端部に、ワイヤ5
を挿通可能に挿通孔を有するキャピラリ6が装着され
る。尚、本実施例において、ボンディングアーム4は、
カーボングラファイトなどの炭素繊維複合材料で形成さ
れている。
【0011】ボンディングヘッド3の近傍には、半導体
ペレット7を等ピッチで搭載したリードフレーム8を順
次ボンディングヘッド3によるボンディング位置Aに搬
送する搬送手段9が設けられる。この搬送手段9は、リ
ードフレーム8の搬送をガイドする一対のガイドレール
10a、10bと、ボンディング位置Aに位置決めされ
たリードフレーム8を加熱する加熱ブロック11を有す
る。
【0012】また、一方のガイドレール10a上には、
リニアモータ等の駆動手段にてリードフレーム8の送り
方向に移動自在な移動テーブル12が設けられ、この移
動テーブル12上には超音波振動放出部13が搭載され
る。この超音波振動放出部13は、圧電素子等の振動子
13aと、この振動子による振動を空気振動に変換する
コーン等の振動変換手段13bとから構成されており、
駆動電力を供給する駆動電力供給部14に接続される。
また駆動電力供給部14は、ボンディングヘッド3、お
よび移動テーブル2、12を制御する制御装置15に接
続される。
【0013】次に、上記構成による作動について説明す
る。
【0014】搬送手段9にて、不図示のマガジンより供
給されたリードフレームがガイドレール10a、10b
に沿って移動され、リードフレーム上の半導体ペレット
7がボンディング位置Aに順次位置決めされると、半導
体ペレット7とリードフレーム8の位置ずれ状態が検出
される。そして、検出結果は制御装置15に送られ、制
御装置15は検出された位置ずれ状態に基づいてボンデ
ィングヘッド3及び移動テーブル2を移動制御し、電極
7aとリード8a間をワイヤ5にてボンディングを施
す。
【0015】ここで、ボンディング動作は、次のように
して行われる。
【0016】まず、ワイヤ5の先端に放電等により溶融
ボール5aが形成されると、制御装置15は、移動テー
ブル2を介してボンディングヘッド3を移動させて、キ
ャピラリ6を第1のボンディング点である半導体ペレッ
ト7の電極7a上に移動させる。そしてこの動作とほぼ
同時に、移動テーブル12を駆動制御して超音波振動放
出部13をリードフレーム8の送り方向に移動させ、キ
ャピラリ6の対向位置に位置付ける。次に、ボンディン
グアーム4が下動し、キャピラリ6にてボール5aを電
極7aに押し付ける。この押し付け時、或いはその直前
より制御装置15は、駆動電力供給部14に駆動電力供
給指令を発し、超音波振動放出部13よりキャピラリ6
に向けて超音波振動を放出させる。これにより、キャピ
ラリ6には大気を介して超音波振動が付与され、キャピ
ラリ6は超音波振動する。つまり、超音波振動放出部1
3は、非接触状態でキャピラリ6に超音波振動を付与す
る。このように、キャピラリ6に超音波振動が付与され
ると、ワイヤ5の端部は、この振動状態下で電極7aに
ボンディングされる。ボンディング後、制御装置15は
駆動電力供給部14に駆動電力の供給を停止する指令を
発する。
【0017】次に、制御装置15は移動テーブル2を駆
動し、キャピラリ6を第2のボンディング点であるリー
ドフレーム8のリード8a上に移動させる。このとき制
御装置15は、移動テーブル12を駆動制御して超音波
振動放出部13をキャピラリ6の移動に追従させる。
【0018】ここでボンディングアーム4が下動し、キ
ャピラリ6にてワイヤ5をリード8aに押し付ける。そ
してこのとき、制御装置15は駆動電力供給部14に駆
動電力供給指令を発して超音波振動放出部13からキャ
ピラリ6に向けて超音波振動を放出させ、このキャピラ
リ6を超音波振動させる。
【0019】このようにして、ワイヤ5が超音波振動を
付与された状態下にてリード8aにボンディングされた
後、キャピラリ6は上昇し、そしてワイヤ5はリード8
aとのボンディング点にて切断される。
【0020】以後は、またワイヤ5の先端に溶融ボール
5aが形成され、上述のようなボンディング動作が、各
電極7aとリード8a間にて繰り返される。
【0021】リードフレーム8における全ての半導体ペ
レット7に対してワイヤボンディングが施されると、そ
のリードフレーム8は、搬送手段9にてガイドレール1
0a、10bに沿って下流へと送られ、不図示のマガジ
ンに収納される。
【0022】上記実施例によれば、キャピラリ6に必要
な超音波振動が、このキャピラリ6とは非接触状態の超
音波振動放出部13にて付与される。このため、製造誤
差等によるボンディングアーム4の形状のばらつき、或
いはボンディング時の加熱によるボンディングアーム4
の伸縮等の影響を受けることなく、常に安定してキャピ
ラリ6を振動させることができる。従って、電極7aや
リード8a等のボンディング点に対しワイヤ5を良好な
状態でボンディングすることができる。
【0023】また、同理由から、ボンディングアーム4
に圧電素子等の超音波振動子を保持させる必要がなくな
る。そしてボンディングアーム4の材質は、超音波振動
の伝達可能なステンレス鋼等の材質でなくても良く、さ
らにはボンディングアーム4の形状の制限を受けなくて
すむ。実施例の場合、ステンンレス鋼に比べて比重が約
1/4であるカーボングラファイト等の炭素繊維複合材
料にてボンディングアーム4を形成した。このようなこ
とから、従来に比して、ボンディングアーム4を軽量化
することができ、慣性力も減少し、高速ボンディングが
可能となる。ボンディングアーム4の軽量化に伴い、こ
のボンディングアーム4の昇降用駆動源を小さくでき、
装置の小形化も達成できる。
【0024】なお、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内で変更可能
であることは言うまでもない。
【0025】例えば、上記実施例において、超音波振動
放出部13をキャピラリ6に追従して移動させるように
構成したが、図3に示すように、超音波振動放出部23
をキャピラリ6の移動範囲を包含する大きさとし、ガイ
ドレール10a上に固定するようにしても良い。両ガイ
ドレール10a、10bに超音波振動放出部23を配置
し、適宜使い分けるようにしても良い。
【0026】また、図4に示すように、超音波振動放出
部33を不図示のロボットアーム等の移動アームに保持
させ、自由に水平動と回転動可能に構成し、キャピラリ
6の移動に追従させるようにしても良い。この場合、形
成するワイヤループの方向を考慮して超音波振動放出部
33の移動停止位置を設定し、キャピラリ6に付与する
超音波振動の振動方向がワイヤループの形成方向と一致
するようにすると、形成方向と直交方向に超音波振動が
付与された場合に生じるワイヤ5の接合面積の低下を防
止できるので好ましい。
【0027】また、上記実施例では、炭素繊維複合材料
としてカーボングラファイトを用いたボンディングアー
ム4を用いたが、他のものであっても良い。
【0028】
【発明の効果】本発明によれば、常に安定した超音波振
動をキャピラリに付与することで、良好なボンディング
状態を得ることができるとともに、高速ボンディングも
可能なる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るワイヤボンディング装置の一実施
例の構成を示す正面図である。
【図2】図1の平面図である。
【図3】図1に示した実施例の変形例を示す平面図であ
る。
【図4】図1に示した実施例の変形例を示す平面図であ
る。
【符号の説明】
1 ワイヤボンディング装置 2 移動テーブル 3 ボンディングヘッド 4 ボンディングアーム 5 ワイヤ 6 キャピラリ 7 半導体ペレット 8 リードフレーム 9 搬送手段 10a ガイドレール 10b ガイドレール 11 加熱ブロック 12 移動テーブル 13 超音波振動放出部 13a 振動子 13b 振動変換手段 14 駆動電力供給部 15 制御装置 23 超音波振動放出部 33 超音波振動放出部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ボンディングアームに保持されたキャピ
    ラリに超音波振動を付与しながらボンディング点にワイ
    ヤを接続するワイヤボンディング装置において、前記キ
    ャピラリに超音波振動を付与する超音波振動放出手段
    と、この超音波振動放出手段に駆動電力を供給する駆動
    電力供給手段とを有し、前記超音波振動放出手段は前記
    キャピラリ及び前記ボンディングアームとは非接触状態
    で設けられたことを特徴とするワイヤボンディング装
    置。
  2. 【請求項2】 ボンディングアームは、炭素繊維複合材
    料にて形成されていることを特徴とする請求項1に記載
    のワイヤボンディング装置。
JP7197989A 1995-07-11 1995-07-11 ワイヤボンディング装置 Pending JPH0927523A (ja)

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JP7197989A JPH0927523A (ja) 1995-07-11 1995-07-11 ワイヤボンディング装置

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JP7197989A JPH0927523A (ja) 1995-07-11 1995-07-11 ワイヤボンディング装置

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JP7197989A Pending JPH0927523A (ja) 1995-07-11 1995-07-11 ワイヤボンディング装置

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