JPH10116851A - ワイヤボンディング装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ボンディング対象であるパッド及びリードと
ボールとに接合エネルギーを充分に伝えることができる
ワイヤボンディング装置を提供すること。 【解決手段】 ボンディングツール７をその軸心方向に
励振することを行う。こてにより、ホーン軸心周りの質
量バランスの崩れに起因するスクラブ方向の振動の乱れ
を抑制し、且つ、ボンディング面の状態による悪影響を
も払拭し、以て、上記の効果を得、良好なるボンディン
グ性を発揮する。更に、ボンディングツールを該ボンデ
ィングツール及びホーンの各軸心に対して直角な方向で
も励振し、エネルギー伝達の均一化、高効率化を図って
いる。
ボールとに接合エネルギーを充分に伝えることができる
ワイヤボンディング装置を提供すること。 【解決手段】 ボンディングツール７をその軸心方向に
励振することを行う。こてにより、ホーン軸心周りの質
量バランスの崩れに起因するスクラブ方向の振動の乱れ
を抑制し、且つ、ボンディング面の状態による悪影響を
も払拭し、以て、上記の効果を得、良好なるボンディン
グ性を発揮する。更に、ボンディングツールを該ボンデ
ィングツール及びホーンの各軸心に対して直角な方向で
も励振し、エネルギー伝達の均一化、高効率化を図って
いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイスの
組立工程において、例えばＩＣチップ上のパッド（電
極）を第１ボンディング点とし、該ＩＣチップが貼着さ
れているリードフレームに形成された外部リードを第２
ボンディング点として、該ボンディング点間を導電性を
有するワイヤを用いて接続するワイヤボンディング装置
に関する。詳しくは、超音波振動を併用して圧着接続を
行うワイヤボンディング装置に関する。
組立工程において、例えばＩＣチップ上のパッド（電
極）を第１ボンディング点とし、該ＩＣチップが貼着さ
れているリードフレームに形成された外部リードを第２
ボンディング点として、該ボンディング点間を導電性を
有するワイヤを用いて接続するワイヤボンディング装置
に関する。詳しくは、超音波振動を併用して圧着接続を
行うワイヤボンディング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図５に、従来のワイヤボンディング装置
の要部を示す。
の要部を示す。
【０００３】図示のように、ホーン１と、該ホーン１の
後端部に結合された振動子３とを備えている。該ホーン
１は、そのノーダル・ポイント（超音波振動の節位置）
部に設けられたフランジ部１ａにて図示しない保持枠に
装着されており、該保持枠と共にボンディングアームの
一部を構成する。該ボンディングアームは、図示しない
駆動手段によって上下に駆動される。
後端部に結合された振動子３とを備えている。該ホーン
１は、そのノーダル・ポイント（超音波振動の節位置）
部に設けられたフランジ部１ａにて図示しない保持枠に
装着されており、該保持枠と共にボンディングアームの
一部を構成する。該ボンディングアームは、図示しない
駆動手段によって上下に駆動される。
【０００４】上記振動子３は、発振器５によって所定周
波数の電圧が印加され、この周波数の超音波振動を発生
する。ホーン１は、該振動子３が発する振動を機械的に
増幅する作用をなす。振動の方向を矢印Ｕ1 にて示す。
波数の電圧が印加され、この周波数の超音波振動を発生
する。ホーン１は、該振動子３が発する振動を機械的に
増幅する作用をなす。振動の方向を矢印Ｕ1 にて示す。
【０００５】ホーン１の先端部にはボンディングツール
としてのキャピラリ７が装着されている。このキャピラ
リ７は中空状に形成され、上方からワイヤ８が挿通さ
れ、該ワイヤ８の先端部に高電圧でスパークさせること
等によって形成されるボール８ａをボンディング対象と
してのパッド（後述）及びリード（同）に圧着するため
のものである。
としてのキャピラリ７が装着されている。このキャピラ
リ７は中空状に形成され、上方からワイヤ８が挿通さ
れ、該ワイヤ８の先端部に高電圧でスパークさせること
等によって形成されるボール８ａをボンディング対象と
してのパッド（後述）及びリード（同）に圧着するため
のものである。
【０００６】上記矢印Ｕ1 で示すように、振動子３から
の超音波振動はホーン１に対してその軸心方向、すなわ
ち縦振動として伝わる。上記ボール８ａとボンディング
対象とを接合せしめるキャピラリ７は、接合に必要な横
方向、つまりスクラブ（ｓｃｒｕｂ）方向（図５におい
て矢印Ｓで示す）に励振しなければならないから、縦振
動を横振動に変換すべく、キャピラリ７はその軸心をホ
ーン１の軸心に対して直角にして取り付けられている。
の超音波振動はホーン１に対してその軸心方向、すなわ
ち縦振動として伝わる。上記ボール８ａとボンディング
対象とを接合せしめるキャピラリ７は、接合に必要な横
方向、つまりスクラブ（ｓｃｒｕｂ）方向（図５におい
て矢印Ｓで示す）に励振しなければならないから、縦振
動を横振動に変換すべく、キャピラリ７はその軸心をホ
ーン１の軸心に対して直角にして取り付けられている。
【０００７】当該ワイヤボンディング装置においては、
複数のＩＣチップ１２が長手方向に並べて貼着されたリ
ードフレームＬ＼Ｆ（図５参照）が扱われる。作業開始
に際して加熱されているボンディングステージ（図示せ
ず）上に該リードフレームＬ＼Ｆが搬入され、最先のＩ
Ｃチップ１２がボンディング作業位置に位置決めされ
る。この状態で、上記構成のボンディング手段（ホーン
１等）により該最先のＩＣチップ１２に関するボンディ
ング作業が行われる。
複数のＩＣチップ１２が長手方向に並べて貼着されたリ
ードフレームＬ＼Ｆ（図５参照）が扱われる。作業開始
に際して加熱されているボンディングステージ（図示せ
ず）上に該リードフレームＬ＼Ｆが搬入され、最先のＩ
Ｃチップ１２がボンディング作業位置に位置決めされ
る。この状態で、上記構成のボンディング手段（ホーン
１等）により該最先のＩＣチップ１２に関するボンディ
ング作業が行われる。
【０００８】なお、上述した構成のボンディング手段は
図示しないＸＹテーブル上に搭載され、このＸＹテーブ
ルの作動により二次元的に移動せしめられ、位置決めさ
れる。
図示しないＸＹテーブル上に搭載され、このＸＹテーブ
ルの作動により二次元的に移動せしめられ、位置決めさ
れる。
【０００９】図６に示すように、ＩＣチップ１２は例え
ば正方形にしてその上面外周に沿って多数のパッド１２
ａが並設され、リードフレームＬ＼Ｆに形成されたラン
ド部１４に貼着されている。そして、リードフレームＬ
＼Ｆには、これらパッド１２ａ各々に対応するリード１
５が設けられている。但し、図６は、各パッド１２ａと
各リード１５との接続がほぼ完了しつつある状態を示
す。
ば正方形にしてその上面外周に沿って多数のパッド１２
ａが並設され、リードフレームＬ＼Ｆに形成されたラン
ド部１４に貼着されている。そして、リードフレームＬ
＼Ｆには、これらパッド１２ａ各々に対応するリード１
５が設けられている。但し、図６は、各パッド１２ａと
各リード１５との接続がほぼ完了しつつある状態を示
す。
【００１０】続いて、ボンディング工程について説明す
る。この動作の制御は、マイクロプロセッサ等よりなる
制御部によりなされる。
る。この動作の制御は、マイクロプロセッサ等よりなる
制御部によりなされる。
【００１１】まず、ＩＣチップ１２上のパッド１２ａに
ボンディングするとき、先端にボール８ａが形成された
ワイヤ８が挿通されたキャピラリ７を、前記ＸＹテーブ
ルの作動により該パッド１２ａの直上に位置決めする。
ボンディングするとき、先端にボール８ａが形成された
ワイヤ８が挿通されたキャピラリ７を、前記ＸＹテーブ
ルの作動により該パッド１２ａの直上に位置決めする。
【００１２】この位置決めが完了したら、ホーン１等か
らなるボンディングアームを図示しない駆動手段により
駆動してキャピラリ７を下降させ、該パッド１２ａ上で
ボール８ａを押しつぶして熱圧着ボンディングを行う。
このとき、振動子３を発振させ、キャピラリ７を励振す
る。
らなるボンディングアームを図示しない駆動手段により
駆動してキャピラリ７を下降させ、該パッド１２ａ上で
ボール８ａを押しつぶして熱圧着ボンディングを行う。
このとき、振動子３を発振させ、キャピラリ７を励振す
る。
【００１３】この第１ボンディング点への接続が終わる
と、該ボンディングアームの昇降動作及び前記ＸＹテー
ブルの動作が適宜行われ、所定のループコントロールに
従ってワイヤ８が引き出され、第１ボンディング点に対
すると同様にしてリード１５上の第２ボンディング点へ
のボンディングが行われる。
と、該ボンディングアームの昇降動作及び前記ＸＹテー
ブルの動作が適宜行われ、所定のループコントロールに
従ってワイヤ８が引き出され、第１ボンディング点に対
すると同様にしてリード１５上の第２ボンディング点へ
のボンディングが行われる。
【００１４】その後、ボンディングアームを所定の高さ
まで上昇させる過程でワイヤのカットが行われ、一組の
パッド１２ａ及びリード１５の接続が完了する。
まで上昇させる過程でワイヤのカットが行われ、一組の
パッド１２ａ及びリード１５の接続が完了する。
【００１５】以降、ＩＣチップ１２に設けられた各パッ
ド１２ａとこれらに対応する各リード１５について上記
の一連の動作が繰り返される。
ド１２ａとこれらに対応する各リード１５について上記
の一連の動作が繰り返される。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のワイヤ
ボンディング装置においては、次のような問題がある。
ボンディング装置においては、次のような問題がある。
【００１７】まず、上記キャピラリ７は小さいながらも
質量を有することから、これがホーン１の先端部に垂下
状態で取り付けられることによって、ホーン１の軸心に
対する質量のバランスが崩れる。よって、ホーン軸心方
向の振動、すなわち縦振動に悪影響を及ぼし、その結
果、キャピラリ７のスクラブ方向の振動が乱れを生じ、
接合エネルギーが充分に伝達されないという不都合があ
る。
質量を有することから、これがホーン１の先端部に垂下
状態で取り付けられることによって、ホーン１の軸心に
対する質量のバランスが崩れる。よって、ホーン軸心方
向の振動、すなわち縦振動に悪影響を及ぼし、その結
果、キャピラリ７のスクラブ方向の振動が乱れを生じ、
接合エネルギーが充分に伝達されないという不都合があ
る。
【００１８】また、パッド１２ａ及びリード１５の表面
はこれらの素材に添加された材質やその酸化物の影響に
よって様々な状態になる。故に、キャピラリ７の先端に
形成したボール８ａをこの表面上を摩擦（スクラブ）運
動させるだけでは所要の接合エネルギーを安定して供給
することが困難になる場合があり、そうするとボンディ
ング不良が発生する。
はこれらの素材に添加された材質やその酸化物の影響に
よって様々な状態になる。故に、キャピラリ７の先端に
形成したボール８ａをこの表面上を摩擦（スクラブ）運
動させるだけでは所要の接合エネルギーを安定して供給
することが困難になる場合があり、そうするとボンディ
ング不良が発生する。
【００１９】本発明は、上記従来技術の欠点に鑑みてな
されたものであって、その目的とするところは、ボール
とボンディング対象とに接合エネルギーを充分に伝える
ことができるワイヤボンディング装置を提供することで
ある。
されたものであって、その目的とするところは、ボール
とボンディング対象とに接合エネルギーを充分に伝える
ことができるワイヤボンディング装置を提供することで
ある。
【００２０】また、本発明は、更に他の効果をも奏し得
るワイヤボンディング装置を提供する。
るワイヤボンディング装置を提供する。
【００２１】
【課題を解決するための手段】上記目的を解決するため
に、本発明は、ホーンの先端部にボンディングツールを
互いの軸心が略直角となるように装着してなり、該ホー
ンに軸心方向の超音波振動を付与することにより該ボン
ディングツールをスクラブ方向に励振しつつボンディン
グを行うワイヤボンディング装置において、前記ボンデ
ィングツールを軸心方向に励振する超音波励振手段と、
該ボンディングツールを該ボンディングツール及び前記
ホーンの各軸心に対して直角な方向に励振する他の超音
波励振手段とを設けている。
に、本発明は、ホーンの先端部にボンディングツールを
互いの軸心が略直角となるように装着してなり、該ホー
ンに軸心方向の超音波振動を付与することにより該ボン
ディングツールをスクラブ方向に励振しつつボンディン
グを行うワイヤボンディング装置において、前記ボンデ
ィングツールを軸心方向に励振する超音波励振手段と、
該ボンディングツールを該ボンディングツール及び前記
ホーンの各軸心に対して直角な方向に励振する他の超音
波励振手段とを設けている。
【００２２】加えて、更に他の効果を得るために、下記
の構成が採用されている。
の構成が採用されている。
【００２３】すなわち、前記ワイヤボンディング装置に
おいては、前記超音波励振手段及び前記他の超音波励振
手段が、前記ホーンをたわみ振動させる振動子を有す
る。
おいては、前記超音波励振手段及び前記他の超音波励振
手段が、前記ホーンをたわみ振動させる振動子を有す
る。
【００２４】また、前記ワイヤボンディング装置では、
前記振動子は、互いに略同方向に作動すべくかつ作動方
向とは略直交する方向で並設されて前記ホーンの端部に
装着されている。
前記振動子は、互いに略同方向に作動すべくかつ作動方
向とは略直交する方向で並設されて前記ホーンの端部に
装着されている。
【００２５】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例としてのワ
イヤボンディング装置について、添付図面を参照しなが
ら説明する。但し、本発明に係るこのワイヤボンディン
グ装置は、以下に説明する部分以外は図５に示した従来
のワイヤボンディング装置と同様に構成されており、装
置全体としての構成及び動作の説明は重複する故に省略
し、要部のみの説明に止める。
イヤボンディング装置について、添付図面を参照しなが
ら説明する。但し、本発明に係るこのワイヤボンディン
グ装置は、以下に説明する部分以外は図５に示した従来
のワイヤボンディング装置と同様に構成されており、装
置全体としての構成及び動作の説明は重複する故に省略
し、要部のみの説明に止める。
【００２６】また、以下の説明及び図において、上記従
来例の構成部分と同一又は対応する構成部分については
同じ参照符号を付して示している。
来例の構成部分と同一又は対応する構成部分については
同じ参照符号を付して示している。
【００２７】図１に示すように、当該ワイヤボンディン
グ装置においては、振動子３を第１の振動子とすれば第
２及び第３のの振動子と称すべき振動子２１、振動子２
２を有している。これらの振動子２１、２２は、振動子
３駆動用の発振器５にはよらず、夫々他の発振器２３、
２６によって所定周波数の電圧を印加され、その周波数
の超音波振動を発する。振動子２１及び発振器２３を超
音波励振手段と総称し、又、振動子２４及び発振器２６
を他の超音波励振手段と総称する。
グ装置においては、振動子３を第１の振動子とすれば第
２及び第３のの振動子と称すべき振動子２１、振動子２
２を有している。これらの振動子２１、２２は、振動子
３駆動用の発振器５にはよらず、夫々他の発振器２３、
２６によって所定周波数の電圧を印加され、その周波数
の超音波振動を発する。振動子２１及び発振器２３を超
音波励振手段と総称し、又、振動子２４及び発振器２６
を他の超音波励振手段と総称する。
【００２８】後述するが、振動子３が発する超音波振動
がホーン１の軸心方向の縦振動であるのに対して、他の
振動子２１、２４は該ホーン１をたわみ振動せしめる。
図１において、振動子３による縦振動の方向を矢印Ｕ1
で示し、振動子２１及び振動子２４によるたわみ振動の
方向を各々矢印Ｕ2 、Ｕ3 にて示している。図示のよう
に、矢印Ｕ2 で示すたわみ振動は上下方向、すなわち、
キャピラリ７の軸心方向で行われ、矢印Ｕ3 で示すたわ
み振動は左右方向、つまり、キャピラリ７及びホーン１
の各軸心に対して直角な方向で行われる。
がホーン１の軸心方向の縦振動であるのに対して、他の
振動子２１、２４は該ホーン１をたわみ振動せしめる。
図１において、振動子３による縦振動の方向を矢印Ｕ1
で示し、振動子２１及び振動子２４によるたわみ振動の
方向を各々矢印Ｕ2 、Ｕ3 にて示している。図示のよう
に、矢印Ｕ2 で示すたわみ振動は上下方向、すなわち、
キャピラリ７の軸心方向で行われ、矢印Ｕ3 で示すたわ
み振動は左右方向、つまり、キャピラリ７及びホーン１
の各軸心に対して直角な方向で行われる。
【００２９】ここで、上記振動子３、振動子２１及び振
動子２４の構成について詳述する。
動子２４の構成について詳述する。
【００３０】まず、縦振動を発する振動子３に関して
は、図２に示すように、軸方向に分極された円環状のＰ
ＺＴ（ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ：圧電）素子２５を
例えば２つ、同心的に結合してなる（単一又は３つ以上
のＰＺＴ素子で形成してもよい）。詳しくは、相互結合
側が同極となされている。
は、図２に示すように、軸方向に分極された円環状のＰ
ＺＴ（ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ：圧電）素子２５を
例えば２つ、同心的に結合してなる（単一又は３つ以上
のＰＺＴ素子で形成してもよい）。詳しくは、相互結合
側が同極となされている。
【００３１】この構成において、各ＰＺＴ素子２５に通
電、具体的には電圧のプラス側を印加すれば、各ＰＺＴ
素子２５は図で矢印Ｌにて示すように伸び歪を生じ、電
圧のマイナス側を印加すれば縮むように歪む。この伸縮
動作が所定周波数にて繰り返されるものであり、これに
よって縦振動（振動の方向を図１で矢印Ｕ1 にて示して
いる）が発生する。
電、具体的には電圧のプラス側を印加すれば、各ＰＺＴ
素子２５は図で矢印Ｌにて示すように伸び歪を生じ、電
圧のマイナス側を印加すれば縮むように歪む。この伸縮
動作が所定周波数にて繰り返されるものであり、これに
よって縦振動（振動の方向を図１で矢印Ｕ1 にて示して
いる）が発生する。
【００３２】一方、ホーン１を上下方向でたわみ振動さ
せる振動子２１の構成は下記のようである。
せる振動子２１の構成は下記のようである。
【００３３】図２に示すように、該振動子２１は、略半
環状のＰＺＴ素子２７ａ、２８ａを夫々２つずつ結合し
てなる略半円筒状の振動子である半体２７、２８を、隙
間ｅを隔てて対向配置してなり、全体としては略円筒状
を呈している。この半体２７及び２８はその作動方向が
同じとなされ、かつ、該作動方向とは直交する方向、こ
の場合上下方向で並設されている。詳しくは、これら半
体２７及び２８が有するＰＺＴ素子２７ａ、２８ａは各
々軸方向において分極されており、且つ、結合された２
つずつのＰＺＴ素子２７ａ同士及びＰＺＴ素子２８ａ同
士は、その相互結合側が同極となされている。そして、
隙間ｅを隔てて対向するＰＺＴ素子２７ａとＰＺＴ素子
２８ａとでは、互いに異極が対向するようになされてい
る。
環状のＰＺＴ素子２７ａ、２８ａを夫々２つずつ結合し
てなる略半円筒状の振動子である半体２７、２８を、隙
間ｅを隔てて対向配置してなり、全体としては略円筒状
を呈している。この半体２７及び２８はその作動方向が
同じとなされ、かつ、該作動方向とは直交する方向、こ
の場合上下方向で並設されている。詳しくは、これら半
体２７及び２８が有するＰＺＴ素子２７ａ、２８ａは各
々軸方向において分極されており、且つ、結合された２
つずつのＰＺＴ素子２７ａ同士及びＰＺＴ素子２８ａ同
士は、その相互結合側が同極となされている。そして、
隙間ｅを隔てて対向するＰＺＴ素子２７ａとＰＺＴ素子
２８ａとでは、互いに異極が対向するようになされてい
る。
【００３４】なお、このような構成の振動子２１はその
製作が比較的容易で装置の製造コストを安く抑える上で
有効であり、振動子２１そのものも小さく、装置の小型
化が図り易い。
製作が比較的容易で装置の製造コストを安く抑える上で
有効であり、振動子２１そのものも小さく、装置の小型
化が図り易い。
【００３５】上記の構成で、各ＰＺＴ素子２７ａ、２８
ａに電圧のプラス側を印加すると、ＰＺＴ素子２７ａで
は矢印Ｌにて示すように伸び歪を生じ、ＰＺＴ素子２８
ａでは矢印Ｓで示す如く縮むように歪む。そして、印加
電圧がマイナスとなると、ＰＺＴ素子２７ａは縮み、Ｐ
ＺＴし素子２８ａは伸びる。この伸縮動作が所定周波数
で繰り返され、図１において矢印Ｕ2 でその方向を示す
たわみ振動が発生する。
ａに電圧のプラス側を印加すると、ＰＺＴ素子２７ａで
は矢印Ｌにて示すように伸び歪を生じ、ＰＺＴ素子２８
ａでは矢印Ｓで示す如く縮むように歪む。そして、印加
電圧がマイナスとなると、ＰＺＴ素子２７ａは縮み、Ｐ
ＺＴし素子２８ａは伸びる。この伸縮動作が所定周波数
で繰り返され、図１において矢印Ｕ2 でその方向を示す
たわみ振動が発生する。
【００３６】次に、ホーン１を左右方向でたわみ振動さ
せる振動子２４は下記のように構成されている。
せる振動子２４は下記のように構成されている。
【００３７】図２に示すように、該振動子２４は前述し
た振動子２１とほぼ同様に構成されている。すなわち、
該振動子２４は、略半環状のＰＺＴ素子２９ａ、３０ａ
を夫々２つずつ結合してなる略半円筒状の振動子である
半体２９、３０を、隙間ｅを隔てて対向配置してなり、
全体としては略円筒状を呈している。この半体２９及び
３０はその作動方向が同じとなされ、かつ、該作動方向
とは直交する方向、この場合左右方向で並設されてい
る。
た振動子２１とほぼ同様に構成されている。すなわち、
該振動子２４は、略半環状のＰＺＴ素子２９ａ、３０ａ
を夫々２つずつ結合してなる略半円筒状の振動子である
半体２９、３０を、隙間ｅを隔てて対向配置してなり、
全体としては略円筒状を呈している。この半体２９及び
３０はその作動方向が同じとなされ、かつ、該作動方向
とは直交する方向、この場合左右方向で並設されてい
る。
【００３８】詳しくは、これら半体２９及び３０が有す
るＰＺＴ素子２９ａ、３０ａは各々軸方向において分極
されており、且つ、結合された２つずつのＰＺＴ素子２
９ａ同士及びＰＺＴ素子３０ａ同士は、その相互結合側
が同極となされている。そして、隙間ｅを隔てて対向す
るＰＺＴ素子２９ａとＰＺＴ素子３０ａとでは、互いに
異極が対向するようになされている。
るＰＺＴ素子２９ａ、３０ａは各々軸方向において分極
されており、且つ、結合された２つずつのＰＺＴ素子２
９ａ同士及びＰＺＴ素子３０ａ同士は、その相互結合側
が同極となされている。そして、隙間ｅを隔てて対向す
るＰＺＴ素子２９ａとＰＺＴ素子３０ａとでは、互いに
異極が対向するようになされている。
【００３９】上記構成で、各ＰＺＴ素子２９ａ、３０ａ
にプラスの電圧を印加すると、ＰＺＴ素子２９ａでは矢
印Ｌにて示すように伸び歪を生じ、ＰＺＴ素子３０ａで
は矢印Ｓで示すように縮むように歪む。そして、印加電
圧がマイナスになると、ＰＺＴ素子２９ａは縮み、ＰＺ
Ｔ素子３０ａは伸びる。この伸縮動作が所定周波数で繰
り返され、図１において矢印Ｕ3 で示す方向のたわみ振
動が発生する。
にプラスの電圧を印加すると、ＰＺＴ素子２９ａでは矢
印Ｌにて示すように伸び歪を生じ、ＰＺＴ素子３０ａで
は矢印Ｓで示すように縮むように歪む。そして、印加電
圧がマイナスになると、ＰＺＴ素子２９ａは縮み、ＰＺ
Ｔ素子３０ａは伸びる。この伸縮動作が所定周波数で繰
り返され、図１において矢印Ｕ3 で示す方向のたわみ振
動が発生する。
【００４０】上述した構成のワイヤボンディング装置に
おいては、ボール８ａをボンディング対象であるパッド
１２ａ（図６参照）又はリード１５（同）に熱圧着する
際、図１に示す発振器５、発振器２３及び発振器２６が
同時に作動せしめられる。これにより、ホーン１は振動
子３によってその軸心方向の超音波振動を付与され、振
動子２１、振動子２４によって上下方向、左右方向にた
わみ振動させられる。
おいては、ボール８ａをボンディング対象であるパッド
１２ａ（図６参照）又はリード１５（同）に熱圧着する
際、図１に示す発振器５、発振器２３及び発振器２６が
同時に作動せしめられる。これにより、ホーン１は振動
子３によってその軸心方向の超音波振動を付与され、振
動子２１、振動子２４によって上下方向、左右方向にた
わみ振動させられる。
【００４１】振動子３よりホーン１に加えられる軸心方
向の振動、すなわち縦振動は応力の粗密波として現れ、
その振幅を図３及び図４の（ａ）において曲線Ｆで示し
ている。この縦振動は、キャピラリ７をホーン１に対し
て軸心を直交させて取り付けた構成に基づき、該キャピ
ラリ７のスクラブ（ｓｃｒｕｂ）方向のたわみ振動に変
換される。このスクラブ方向のたわみ振動は、ボール８
ａをボンディング対象であるパッド１２ａ（図６参照）
やリード１５（同）に接合させるに必要な接合エネルギ
ーとして作用する。図３及び図４の（ａ）に、該スクラ
ブ方向のたわみ振動のモードを曲線Ａにて示し、振動方
向を記号Ｓで示す。
向の振動、すなわち縦振動は応力の粗密波として現れ、
その振幅を図３及び図４の（ａ）において曲線Ｆで示し
ている。この縦振動は、キャピラリ７をホーン１に対し
て軸心を直交させて取り付けた構成に基づき、該キャピ
ラリ７のスクラブ（ｓｃｒｕｂ）方向のたわみ振動に変
換される。このスクラブ方向のたわみ振動は、ボール８
ａをボンディング対象であるパッド１２ａ（図６参照）
やリード１５（同）に接合させるに必要な接合エネルギ
ーとして作用する。図３及び図４の（ａ）に、該スクラ
ブ方向のたわみ振動のモードを曲線Ａにて示し、振動方
向を記号Ｓで示す。
【００４２】上記スクラブ方向の振動を生ぜしめる発振
器５はその出力、発振周波数が、例えば最大１．５Ｗ、
１００ＫＨｚ〜１５０ＫＨｚに設定されている。
器５はその出力、発振周波数が、例えば最大１．５Ｗ、
１００ＫＨｚ〜１５０ＫＨｚに設定されている。
【００４３】上記に対し、発振器２３の出力、発振周波
数は例えば最大１．５Ｗ、３０ＫＨｚ〜６０ＫＨｚに設
定され、ホーン１はこの周波数にて上下方向のたわみ振
動を行う。図３及び図４の（ｂ）で、この上下方向のた
わみ振動のモードを曲線Ｂにて示す。このたわみ振動は
キャピラリ７に対して該キャピラリの軸心方向の振動と
して伝わり、該キャピラリ７を励振せしめる。但し、キ
ャピラリ７の軸心方向の振動は、応力の粗密波として現
れ、その振幅を図３及び図４の（ｂ）において曲線Ｅで
示している。
数は例えば最大１．５Ｗ、３０ＫＨｚ〜６０ＫＨｚに設
定され、ホーン１はこの周波数にて上下方向のたわみ振
動を行う。図３及び図４の（ｂ）で、この上下方向のた
わみ振動のモードを曲線Ｂにて示す。このたわみ振動は
キャピラリ７に対して該キャピラリの軸心方向の振動と
して伝わり、該キャピラリ７を励振せしめる。但し、キ
ャピラリ７の軸心方向の振動は、応力の粗密波として現
れ、その振幅を図３及び図４の（ｂ）において曲線Ｅで
示している。
【００４４】図３及び図４の（ｂ）から、キャピラリ７
の軸心方向の振動は、該キャピラリの先端とホーン１と
の結合部分が振動の腹、すなわち振幅が最大で応力がゼ
ロとなされている。キャピラリ７をこのように軸心方向
に励振させることによって、下記の効果が得られる。
の軸心方向の振動は、該キャピラリの先端とホーン１と
の結合部分が振動の腹、すなわち振幅が最大で応力がゼ
ロとなされている。キャピラリ７をこのように軸心方向
に励振させることによって、下記の効果が得られる。
【００４５】第１に、キャピラリ７は小さいながらも質
量を有するから、ホーン１の先端部に該キャピラリ７が
垂下状態で取り付けられることによってホーン１の軸心
周りの質量バランスが崩れ、これが振動子３から加えら
れる縦振動に影響して前記スクラブ方向の振動に乱れを
生ずる。上記振動子２１を以て該キャピラリ７を軸心方
向に励振すれば、この振動がキャピラリ７をボンディン
グ対象に向けて押さえつける作用をなし、その結果、か
かるスクラブ方向の振動の乱れは抑制される。
量を有するから、ホーン１の先端部に該キャピラリ７が
垂下状態で取り付けられることによってホーン１の軸心
周りの質量バランスが崩れ、これが振動子３から加えら
れる縦振動に影響して前記スクラブ方向の振動に乱れを
生ずる。上記振動子２１を以て該キャピラリ７を軸心方
向に励振すれば、この振動がキャピラリ７をボンディン
グ対象に向けて押さえつける作用をなし、その結果、か
かるスクラブ方向の振動の乱れは抑制される。
【００４６】なお、発振器２３の発振周波数を前述のよ
うに比較的低く設定したことで、キャピラリ７をボンデ
ィング対象に押さえつける作用はそれほど強くはなく、
この作用によってボンディング対象、特にパッド１２
ａ、延いてはＩＣチップ１２を損傷することはない。
うに比較的低く設定したことで、キャピラリ７をボンデ
ィング対象に押さえつける作用はそれほど強くはなく、
この作用によってボンディング対象、特にパッド１２
ａ、延いてはＩＣチップ１２を損傷することはない。
【００４７】第２に、前記パッド１２ａ及びリード１５
の表面はこれらの素材に添加された材質やその酸化物の
影響によって様々な状態になり、キャピラリ７の先端を
スクラブ方向に振動させるのみでは接合エネルギーを安
定して供給することが困難になることがある。キャピラ
リ７をボンディング対象に押さえつける上述の作用によ
り、このボンディング面の状態による悪影響も回避され
る。
の表面はこれらの素材に添加された材質やその酸化物の
影響によって様々な状態になり、キャピラリ７の先端を
スクラブ方向に振動させるのみでは接合エネルギーを安
定して供給することが困難になることがある。キャピラ
リ７をボンディング対象に押さえつける上述の作用によ
り、このボンディング面の状態による悪影響も回避され
る。
【００４８】上記の効果から、当該ワイヤボンディング
装置では、接合エネルギーを充分に伝えることができ、
良好なるボンディング性を発揮する。
装置では、接合エネルギーを充分に伝えることができ、
良好なるボンディング性を発揮する。
【００４９】次に、発振器２６の出力、発振周波数は例
えば最大１．５Ｗ、１００ＫＨｚ〜１５０ＫＨｚに設定
されている。ホーン１はこの周波数にて左右方向のたわ
み振動を行う。図３及び図４の（ｃ）で、この左右方向
のたわみ振動のモードを曲線Ｃにて示す。この左右方向
のたわみ振動に基づき、キャピラリ７は、図３及び図４
の（ｃ）でモードを曲線Ｄで示す如く、スクラブ方向に
対して直交する方向のたわみ振動を行う。このようにス
クラブ方向のたわみ振動（図３及び図４の（ａ）におい
て曲線Ａにて示す）に加えて直交方向のたわみ振動を付
与することによって、接合エネルギーの伝達効率が高ま
っている。特に、かかる構成では、キャピラリ７の先端
を円又はそれに近い形態で運動させることができ、単に
スクラブ方向で直線的に往復運動させる場合に比して、
エネルギーを面として伝えることができて均一化され、
又、円運動させればエネルギーの損失も少ないなど、有
用である。
えば最大１．５Ｗ、１００ＫＨｚ〜１５０ＫＨｚに設定
されている。ホーン１はこの周波数にて左右方向のたわ
み振動を行う。図３及び図４の（ｃ）で、この左右方向
のたわみ振動のモードを曲線Ｃにて示す。この左右方向
のたわみ振動に基づき、キャピラリ７は、図３及び図４
の（ｃ）でモードを曲線Ｄで示す如く、スクラブ方向に
対して直交する方向のたわみ振動を行う。このようにス
クラブ方向のたわみ振動（図３及び図４の（ａ）におい
て曲線Ａにて示す）に加えて直交方向のたわみ振動を付
与することによって、接合エネルギーの伝達効率が高ま
っている。特に、かかる構成では、キャピラリ７の先端
を円又はそれに近い形態で運動させることができ、単に
スクラブ方向で直線的に往復運動させる場合に比して、
エネルギーを面として伝えることができて均一化され、
又、円運動させればエネルギーの損失も少ないなど、有
用である。
【００５０】なお、当該ワイヤボンディング装置では、
キャピラリ７をその軸心方向で励振（図３及び図４の
（ｂ）で曲線Ｅで示す）させるために、振動子２１をホ
ーン１の基端側に設けて該ホーン１ををたわみ振動（図
３及び図４の（ｂ）で曲線Ｂで示す）させている。更
に、キャピラリ７を左右方向でたわみ振動（図３及び図
４の（ｃ）で曲線Ｄで示す）させるために、振動子２４
をホーン１の基端側に設けて該ホーン１をたわみ振動
（図３及び図４の（ｃ）で曲線Ｃで示す）させている。
この構成では、該振動子２１及び振動子２４は他の振動
子３と共にホーン１の後方にまとめて配置され、該振動
子自体がホーン１の振動に影響を及ぼすことがなく、装
置のコンパクト化も図られる。
キャピラリ７をその軸心方向で励振（図３及び図４の
（ｂ）で曲線Ｅで示す）させるために、振動子２１をホ
ーン１の基端側に設けて該ホーン１ををたわみ振動（図
３及び図４の（ｂ）で曲線Ｂで示す）させている。更
に、キャピラリ７を左右方向でたわみ振動（図３及び図
４の（ｃ）で曲線Ｄで示す）させるために、振動子２４
をホーン１の基端側に設けて該ホーン１をたわみ振動
（図３及び図４の（ｃ）で曲線Ｃで示す）させている。
この構成では、該振動子２１及び振動子２４は他の振動
子３と共にホーン１の後方にまとめて配置され、該振動
子自体がホーン１の振動に影響を及ぼすことがなく、装
置のコンパクト化も図られる。
【００５１】また、本実施例においては、夫々縦振動、
たわみ振動を生ぜしめる振動子３、２１及び２４を個別
の発振器５、２３、２６により駆動しているが、これら
の振動子３、２１、２４を同一の発振器で駆動すること
としてもよい。この場合、駆動周波数の低い振動子、例
えば振動子２１については分周器を介すること等にて駆
動する。
たわみ振動を生ぜしめる振動子３、２１及び２４を個別
の発振器５、２３、２６により駆動しているが、これら
の振動子３、２１、２４を同一の発振器で駆動すること
としてもよい。この場合、駆動周波数の低い振動子、例
えば振動子２１については分周器を介すること等にて駆
動する。
【００５２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によるワイ
ヤボンディング装置においては、ボンディングツールを
その軸心方向に励振することを行う。よって、ホーン軸
心周りの質量バランスの崩れに起因するスクラブ方向の
振動の乱れをこの励振によって抑制し、かつ、ボンディ
ング面（パッド等の表面）の状態による悪影響をも払拭
し、以て、接合エネルギーを充分に伝えることができ、
良好なるボンディング性を発揮する。
ヤボンディング装置においては、ボンディングツールを
その軸心方向に励振することを行う。よって、ホーン軸
心周りの質量バランスの崩れに起因するスクラブ方向の
振動の乱れをこの励振によって抑制し、かつ、ボンディ
ング面（パッド等の表面）の状態による悪影響をも払拭
し、以て、接合エネルギーを充分に伝えることができ、
良好なるボンディング性を発揮する。
【００５３】また、本発明に係るワイヤボンディング装
置では、更に、前記ボンディングツールを該ボンディン
グツール及びホーンの各軸心に対して直角な方向に励振
することも行う。すなわち、ボンディングツールは、ス
クラブ方向とこれに直角な方向で励振される。このよう
に、スクラブ方向の振動に加えて直交方向の振動を付与
することによって、接合エネルギーの伝達効率が高まっ
ている。特に、かかる構成では、ボンディングツールの
先端を円又はそれに近い形態で運動させることができ、
単にスクラブ方向で直線的に往復運動させる場合に比し
て、エネルギーを面として伝えることができて均一化さ
れ、又、円運動させればエネルギーの損失も少ないな
ど、有用である。
置では、更に、前記ボンディングツールを該ボンディン
グツール及びホーンの各軸心に対して直角な方向に励振
することも行う。すなわち、ボンディングツールは、ス
クラブ方向とこれに直角な方向で励振される。このよう
に、スクラブ方向の振動に加えて直交方向の振動を付与
することによって、接合エネルギーの伝達効率が高まっ
ている。特に、かかる構成では、ボンディングツールの
先端を円又はそれに近い形態で運動させることができ、
単にスクラブ方向で直線的に往復運動させる場合に比し
て、エネルギーを面として伝えることができて均一化さ
れ、又、円運動させればエネルギーの損失も少ないな
ど、有用である。
【図１】図１は、本発明の実施例としてのワイヤボンデ
ィング装置の要部を一部ブロック化して示した斜視図で
ある。
ィング装置の要部を一部ブロック化して示した斜視図で
ある。
【図２】図２は、図２に示したワイヤボンディング装置
が具備する振動子の、一部断面を含む斜視図である。
が具備する振動子の、一部断面を含む斜視図である。
【図３】図３は、図１に示したワイヤボンディング装置
の要部の振動態様を示す斜視図である。
の要部の振動態様を示す斜視図である。
【図４】図４は、図３に示した構成における振動の態様
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図５】図５は、従来のワイヤボンディング装置の要部
を一部ブロック化して示した斜視図である。
を一部ブロック化して示した斜視図である。
【図６】図６は、ボンディングされるべきＩＣチップ及
びリードを示す平面図である。
びリードを示す平面図である。
１ ホーン ３ 振動子 ５ 発振器 ７ キャピラリ（ボンディングツール） ８ ワイヤ ８ａ （ワイヤの）ボール １２ ＩＣチップ １２ａ （ＩＣチップの）パッド １５ リード ２１ 振動子 ２３ 発振器 ２４ 振動子 ２６ 発振器
Claims (3)
- 【請求項１】 ホーンの先端部にボンディングツールを
互いの軸心が略直角となるように装着してなり、該ホー
ンに軸心方向の超音波振動を付与することにより該ボン
ディングツールをスクラブ方向に励振しつつボンディン
グを行うワイヤボンディング装置であって、 前記ボンディングツールを軸心方向に励振する超音波励
振手段と、 該ボンディングツールを該ボンディングツール及び前記
ホーンの各軸心に対して直角な方向に励振する他の超音
波励振手段とを有することを特徴とするワイヤボンディ
ング装置。 - 【請求項２】 前記超音波励振手段及び他の超音波励振
手段は、前記ホーンをたわみ振動させる振動子を有する
ことを特徴とする請求項１記載のワイヤボンディング装
置。 - 【請求項３】 前記振動子は、互いに略同方向に作動す
べくかつ作動方向とは略直交する方向で並設されて前記
ホーンの端部に装着されていることを特徴とする請求項
２記載のワイヤボンディング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8287519A JPH10116851A (ja) | 1996-10-09 | 1996-10-09 | ワイヤボンディング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8287519A JPH10116851A (ja) | 1996-10-09 | 1996-10-09 | ワイヤボンディング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10116851A true JPH10116851A (ja) | 1998-05-06 |
Family
ID=17718403
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8287519A Pending JPH10116851A (ja) | 1996-10-09 | 1996-10-09 | ワイヤボンディング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10116851A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023063431A1 (ja) * | 2021-10-17 | 2023-04-20 | 株式会社新川 | 超音波ホーン及びボンディング装置 |
-
1996
- 1996-10-09 JP JP8287519A patent/JPH10116851A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023063431A1 (ja) * | 2021-10-17 | 2023-04-20 | 株式会社新川 | 超音波ホーン及びボンディング装置 |
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