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Info
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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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- ultrasonic vibration
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- H01L2924/01004—Beryllium [Be]
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- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/1015—Shape
- H01L2924/1016—Shape being a cuboid
- H01L2924/10162—Shape being a cuboid with a square active surface
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- Wire Bonding (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
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。
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
【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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
る。
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)
- 【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。 - 【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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7197989A JPH0927523A (ja) | 1995-07-11 | 1995-07-11 | ワイヤボンディング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7197989A JPH0927523A (ja) | 1995-07-11 | 1995-07-11 | ワイヤボンディング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0927523A true JPH0927523A (ja) | 1997-01-28 |
Family
ID=16383666
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7197989A Pending JPH0927523A (ja) | 1995-07-11 | 1995-07-11 | ワイヤボンディング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0927523A (ja) |
-
1995
- 1995-07-11 JP JP7197989A patent/JPH0927523A/ja active Pending
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