JPH0945717A - ワイヤボンディング方法およびそれに用いるキャピラリ - Google Patents

ワイヤボンディング方法およびそれに用いるキャピラリ

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JPH0945717A
JPH0945717A JP3253996A JP3253996A JPH0945717A JP H0945717 A JPH0945717 A JP H0945717A JP 3253996 A JP3253996 A JP 3253996A JP 3253996 A JP3253996 A JP 3253996A JP H0945717 A JPH0945717 A JP H0945717A
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wire bonding
bonding
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Kazuhiro Tsuchikawa
和弘 土川
Takatsugu Tsubaki
隆次 椿
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Rohm Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 １台のワイヤボンディング装置による１個の
電子部品へのワイヤボンディング時間を短縮し、工数の
削減を図るとともに、高価なワイヤボンディング装置の
稼動率を向上させるワイヤボンディング方法およびそれ
に用いるキャピラリを提供する。 【構成】 電子部品チップの電極パッド１ａ、１ｂと外
部接続用のリード８ａ、８ｂ間をワイヤ２１ａ、２２ａ
で接続するワイヤボンディング方法であって、複数のワ
イヤ供給部を有する１台のボンディングヘッドを用いて
複数個の前記電極パッドに同時にワイヤをボンディング
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はワイヤボンディング方法
およびそれに用いるキャピラリに関する。さらに詳しく
は、１台のボンディングヘッドによる電子部品１個あた
りのボンディング時間を短縮させたワイヤボンディング
方法およびそれに用いるキャピラリに関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体チップやコンデンサチップなどの
電子部品チップの電極端子を外部接続用のリードと電気
的に接続するため、金線などのワイヤを用いてワイヤボ
ンディングが行われる。従来のワイヤボンディング方法
は、１個の高周波振動子に固定された１個のキャピラリ
からなるボンディングヘッドを用いて、該キャピラリを
貫通する金線などのワイヤにより、半導体チップの１個
の電極パッドと１個のリードとを順次ワイヤボンディン
グして接続し、その繰り返しによって全電極パッドのボ
ンディングを行っている。ワイヤボンディングはワイヤ
が繰り出されるキャピラリの先端とボンディングされる
電極パッドなどとの位置合わせがされ、キャピラリの先
端を加熱するとともに高周波振動を印加しながらボンデ
ィングする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】たとえば前述のように
電極パッドが２個あるばあいは１個の電子部品チップに
対して途中でボンディングヘッドを移動させて位置調整
をし、２回のボンディング作業をする必要がある。その
ため、そのボンディング工数を多く必要とするととも
に、高価なワイヤボンディング装置のさらなる稼動率の
向上が要望されている。
【０００４】一方、特開昭４７−２７４７１号公報には
複数台のワイヤボンディング装置を用いて複数個の電極
パッドにワイヤを同時にボンディングする技術が開示さ
れている。しかし、この方法によればボンディング工数
を短縮することはできるが、高価なワイヤボンディング
装置の台数が増加し、設備費が一層高価になるととも
に、１個の電子部品チップに対する１台のワイヤボンデ
ィング装置の稼動時間を短縮するものではない。
【０００５】本発明はこのような問題を解決するために
なされたもので、１台のワイヤボンディング装置による
１個の電子部品へのワイヤボンディング時間を短縮し、
工数の削減を図るとともに、高価なワイヤボンディング
装置の稼動率を向上させるワイヤボンディング方法およ
びそれに用いるキャピラリを提供することを目的とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のワイヤボンディ
ング方法は、電子部品チップの電極パッドと外部接続用
のリード間をワイヤで接続するワイヤボンディング方法
であって、複数のワイヤ供給部を有する１台のボンディ
ングヘッドを用いて複数個の前記電極パッドに同時にワ
イヤボンディングをすることを特徴とする。
【０００７】また本発明のキャピラリは、超音波振動子
の先端に固定され、内部にワイヤが貫通する貫通孔が設
けられたワイヤボンディング用のキャピラリであって、
前記貫通孔が複数個設けられている。
【０００８】
【作用】本発明のワイヤボンディング方法によれば、１
台のボンディングヘッドにより複数個の電極パッドに同
時にワイヤボンディングをしているため、１回のボンデ
ィング作業で、複数個の電極パッドへのワイヤのボンデ
ィングが同時に完了する。そのため、ボンディング工数
を短縮することができるとともに、１台のワイヤボンデ
ィング装置により単位時間あたりにワイヤボンディング
をすることができる電子部品チップの数である稼動率が
向上する。
【０００９】すなわち、安価に大量生産される同一種類
の電子部品は皆同じ寸法で製造され、複数の電極パッド
のそれぞれの間隔も全て等しい。そのため、あらかじめ
電極パッドの間隔に合わせてキャピラリのワイヤ貫通用
の貫通孔の間隔を合わせて１個の高周波振動子に固定し
ておくことにより、電極パッドのボンディングされる部
分の並び方向とキャピラリの貫通孔の並び方向とをボン
ディングヘッドを回転させて合わせるだけで同時に複数
個のワイヤを複数個の電極パッドにボンディングするこ
とができる。
【００１０】また、本発明のキャピラリによれば、１個
の超音波振動子に固定されるキャピラリに貫通孔が複数
個設けられているため、貫通孔の先端の間隔を電子部品
チップのボンディングされる部分の電極パッドの間隔に
合わせておけば、ボンディングの際にボンディングヘッ
ドの向きも含めて位置合わせするだけで同時に同じ条件
でワイヤボンディングをすることができる。さらにキャ
ピラリは非常に安価に製造されるため、電子部品の品種
ごとに電極パッドの間隔に合わせたキャピラリを準備し
ておくことができる。
【００１１】
【実施例】つぎに添付図面を参照しつつ本発明のワイヤ
ボンディング方法およびそれに用いるキャピラリを説明
する。図１（ａ）は本発明のワイヤボンディング方法の
一実施例に用いる装置の一例の概略説明図、図１（ｂ）
はそのキャピラリ部の拡大説明図である。
【００１２】図１において、３はキャピラリ、４は超音
波振動子、５は水素バーナなどからなるトーチランプ、
６はカメラである。なお、本装置は、図示しないが超音
波振動子４の駆動回路やカメラ６により認識した画像の
画像処理部、キャピラリ３を上下動させる駆動部、ｘｙ
ステージなどを有している。
【００１３】本発明のワイヤボンディング方法に用いる
装置は、超音波振動子４に固定されたキャピラリ３から
なるボンディングヘッドにおいて、図１（ｂ）に示され
るように、キャピラリ３にワイヤを貫通させる貫通孔３
ａ、３ｂが複数個設けられていることに特徴がある。す
なわち、図１（ｂ）に示されるように、キャピラリ３は
従来と同様にセラミックスやルビーなどにより形成され
るが、その際、金線などのワイヤ２１、２２を貫通させ
る貫通孔３ａ、３ｂが２個形成される。その先端の間隔
Ｅは、ワイヤをボンディングする、たとえばトランジス
タチップの電極パッドの間隔と合わせて形成され、シャ
ンク部３ｃが超音波振動子４に挿入されて固定されてい
る。図１（ｂ）に示されるキャピラリ３は、セラミック
スの成形、焼結などにより一体に形成されるため、小さ
な貫通孔３ａ、３ｂでも正確な間隔で形成される。その
ため、製造が容易で、１個あたり１０００円程度の安価
でえられる。
【００１４】本実施例によれば、キャピラリ３に設けら
れた２個の貫通孔３ａ、３ｂに、２本のワイヤ２１、２
２が挿入され、通常のボンディングの一工程で２本のワ
イヤを同時にボンディングすることができる。そのた
め、超音波振動子や画像処理部など高価な部品を有する
ワイヤボンディング装置は１台で同時に２本のワイヤボ
ンディングを行うことができ、ボンディング工程の時間
を短縮することができるとともに、高価なワイヤボンデ
ィング装置の稼働を向上（単位時間あたりにワイヤボン
ディングをすることができる電子部品チップの数を増
加）させることができる。
【００１５】つぎに、図２〜３を参照しながら、図１に
示されるワイヤボンディング装置を用いてトランジスタ
チップ１にワイヤボンディングする方法について説明す
る。図３にトランジスタチップ１にワイヤボンディング
された状態の平面説明図が示されるように、トランジス
タチップ１のたとえばベースの電極パッド１ａとエミッ
タの電極パッド１ｂのボンディング部を結ぶ方向Ｇはト
ランジスタチップ１の一辺、すなわちダイパッド８ｃの
一辺Ｈと角度θをなして電極パッド１ａ、１ｂが設けら
れている。この角度θはトランジスタチップ１の設計に
より定まり、製造上の僅かなバラツキがあるのみであ
る。また、電極パッド１ａ、１ｂのボンディング部の間
隔Ｅも設計により定まっており、この間隔Ｅと合わせ
て、図１（ｂ）に示されるキャピラリ３の貫通孔３ａ、
３ｂの間隔Ｅが一致するようにキャピラリ３が形成され
ている。
【００１６】このトランジスタチップ１のワイヤボンデ
ィングをするには、まず、ボンディングヘッドの下部に
トランジスタチップ１をセッティングし、カメラ６（図
１参照）で電極パッド１ａ、１ｂの画像を読み取り、ダ
イパッド８ｃの一辺Ｈとワイヤボンディング部を結ぶ線
Ｇとのなす角θと一致するようにボンディングヘッドを
回転させるとともに、電極パッド１ａ、１ｂとキャピラ
リ３の貫通孔３ａ、３ｂの先端部とが一致するようにボ
ンディングヘッドが載置されたｘｙステージのｘ方向お
よびｙ方向の位置合わせをする。
【００１７】つぎにキャピラリ３を降下させ圧接すると
キャピラリ３の貫通孔３ａ、３ｂ内を貫通し、先端にボ
ールが形成されたワイヤ２１、２２がそれぞれ電極パッ
ド１ａ、１ｂに押しつけられ、超音波振動子４より伝達
される超音波が印加されるとともに加熱されたキャピラ
リ３により、ワイヤ２１、２２の先端部のボールが電極
パッド１ａ、１ｂに熱圧着される。
【００１８】そののち、図２（ｂ）に示されるように、
キャピラリ３をもち上げ、水素バーナなどからなるトー
チランプ５によりワイヤ２１、２２を同時に溶断する。
その際、溶断部の両端には図２（ｂ）に示されるよう
に、ボールが形成され、トランジスタチップ１上に先端
がボール状になったワイヤ２１ａ、２２ａが形成され
る。
【００１９】ワイヤボンディング装置によるボンディン
グ作業はこれで終了し、リードフレームが前方に送られ
てボンディングヘッドから離れたところで図示しない振
分け棒によりワイヤ２１ａ、２２ａをリード８ａおよび
８ｂ側にそれぞれ折り曲げ、リード８ａおよび８ｂに先
端を加熱した金属棒（図示せず）によりそれぞれ熱圧着
しワイヤボンディングが完了する（図２（ｃ）参照）。
前述のリードフレームが前方に送られることにより、ボ
ンディングヘッドの下部にはつぎのトランジスタチップ
１がセッティングされ、前述のリード８ａ、８ｂとのワ
イヤボンディングと並行して新たなトランジスタチップ
１へのワイヤボンディングが同様に行われる。その結
果、１個のトランジスタチップあたりのワイヤボンディ
ング装置によりボンディングをする時間を１／４程度短
縮することができる。
【００２０】本実施例では１個のキャピラリに２個の貫
通孔を設けたが、貫通孔の数は２個に限らず、たとえば
トランジスタの電極パッドが３個ともチップ表面に形成
されるばあいには３本のワイヤを同時にボンディングで
きるように３個の貫通孔が設けられてもよいし、簡単な
ＩＣで４個以上の貫通孔を設けることもできる。図４は
本発明のワイヤボンディング方法の他の実施例に用いる
ボンディングヘッド部の説明図である。本実施例では、
ワイヤ２１、２２を貫通させる貫通孔３１ａ、３２ａが
１個のキャピラリに形成されないで、１個の貫通孔３１
ａ、３２ａをそれぞれ有する２個のキャピラリ３１、３
２がホルダー３３のシャンク部３３ａを介して超音波振
動子４に固定されることにより形成されている。このよ
うに別々のキャピラリ３１、３２により複数個の貫通孔
３１ａ、３２ａが設けられていても、２つのキャピラリ
３１、３２は共に１個の超音波振動子４に固定されてい
るため、安価なキャピラリが１個増えるだけで、１台の
ワイヤボンディング装置により２個のワイヤボンディン
グを１度に行うことができる。
【００２１】本実施例では１個のキャピラリに１個の貫
通孔を設けてキャピラリの数を複数にしたが、複数個の
キャピラリのうち、少なくとも１個が複数個の貫通孔を
有していてもよい。
【００２２】
【発明の効果】本発明によれば、電子部品の品種に応じ
て複数個の貫通孔の間隔を調整しなければならないが、
キャピラリは安価に形成でき、１台のワイヤボンディン
グ装置で複数本のワイヤを１度にボンディングすること
ができるため、チップ１個あたりのボンディング工数を
１／４程度低下させることができるとともに、高価なワ
イヤボンディング装置の稼働率を向上させることがで
き、電子部品の製造コストを低下させることができる。
【００２３】さらに、１個の電子部品チップに対し、キ
ャピラリを圧接する回数を１／２以下にすることができ
るため、キャピラリの交換頻度を少なくすることがで
き、作業効率が向上する。さらに、電子部品の組立ライ
ンでネックとなり易いワイヤボンディング工程を短縮す
ることができるため、全体の生産性が向上するという利
点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のワイヤボンディング方法の一実施例に
用いる装置の概略説明図である。
【図２】本発明のワイヤボンディング方法の一実施例を
説明する断面説明図である。
【図３】トランジスタチップがワイヤボンディングされ
た状態を示す平面説明図である。
【図４】本発明のワイヤボンディング方法の他の実施例
のボンディングヘッド部の説明図である。
【符号の説明】
１ トランジスタチップ １ａ 電極パッド １ｂ 電極パッド ３ キャピラリ ３ａ 貫通孔 ３ｂ 貫通孔 ４ 超音波振動子 ８ａ リード ８ｂ リード ２１ ワイヤ ２１ａ ワイヤ ２２ ワイヤ ２２ａ ワイヤ ３１ キャピラリ ３１ａ 貫通孔 ３２ キャピラリ ３２ａ 貫通孔

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電子部品チップの電極パッドと外部接続
    用のリード間をワイヤで接続するワイヤボンディング方
    法であって、複数のワイヤ供給部を有する１台のボンデ
    ィングヘッドを用いて複数個の前記電極パッドに同時に
    ワイヤをボンディングするワイヤボンディング方法。
  2. 【請求項２】 超音波振動子の先端に固定され、内部に
    ワイヤが貫通する貫通孔が設けられたワイヤボンディン
    グ用のキャピラリであって、前記貫通孔が複数個設けら
    れてなるキャピラリ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8008183B2 (en) * 2007-10-04 2011-08-30 Texas Instruments Incorporated Dual capillary IC wirebonding

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