JPH11168119A - ワイヤボンディング方法とそれに用いる押圧ツール - Google Patents

ワイヤボンディング方法とそれに用いる押圧ツール

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JPH11168119A
JPH11168119A JP9335207A JP33520797A JPH11168119A JP H11168119 A JPH11168119 A JP H11168119A JP 9335207 A JP9335207 A JP 9335207A JP 33520797 A JP33520797 A JP 33520797A JP H11168119 A JPH11168119 A JP H11168119A
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wire
clamper
capillary tool
bonding
pressing tool
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Kenji Maeda
健児 前田
Tadahisa Inui
忠久 乾
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Matsushita Electronics Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 第２ボンド側のリード高さによらず、テール
長を安定させる。 【解決手段】 第２ボンディング工程終了後にワイヤク
ランパ１でワイヤ４を挟持させた状態でワイヤ４をリー
ド８から切断した後、ワイヤクランパ１と押圧ツール２
を上昇させてワイヤクランパ１と押圧ツール２の間隔を
狭くすることにより押圧ツール２から所定テール長だけ
ワイヤ４を導出させる工程により、ワイヤ４は確実に押
圧ツール２の先端で切断されるようになる。そして、ワ
イヤクランパ１と押圧ツール２の間隔を狭くすることに
より押圧ツール２から所定テール長だけワイヤ４を導出
させるので、リード８の高さばらつきがある場合でも、
所定テール長がばらつくことはなく、テール１０に形成
されるボール５の径が一定となり、良好なボンディング
を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、テール長を安定
させることができるワイヤボンディング方法とそに用い
る押圧ツールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体チップを製造する工程において、
キャピラリツールなどの押圧ツールに挿通されたワイヤ
の下端部に、電気的スパークによりボールを形成し、こ
のボールを押圧ツールの昇降によりチップの電極に押し
付けてボンディングする第１ボンディング工程と、再度
押圧ツールを昇降させてワイヤを基板にボンディングす
る第２ボンディング工程からなる、ボンディング方法が
実施されている。
【０００３】図３は従来のボンディング方法の各工程を
示す。図中、１２はキャピラリツール、４はキャピラリ
ツール１２に挿通されたワイヤ、３はトーチ電極であ
る。１はキャピラリツール１２と同様に昇降し、ワイヤ
４を挾持、解放する。さて、図３（ａ）〜（ｃ）は第１
ボンディング工程、（ｄ）〜（ｅ）は第２ボンディング
工程、（ｆ），（ｇ）は第２ボンディング工程終了後、
第１ボンディング工程の準備工程を示す。即ち、図３
（ａ）に示すように、ワイヤクランパ１を閉じ、キャピ
ラリツール１２が上昇した位置において、キャピラリツ
ール１２の下端部から所定テール長Ｌ１のワイヤ４が導
出されており、トーチ電極３により電気的スパークを発
生し、ボール５を形成する。次いで図３（ｂ）に示すよ
うに、ワイヤクランパ１を開にし、キャピラリツール１
２を下降して、このボール５をチップ６の電極に押付け
る（図３（ｃ））。これで第１ボンディング工程が終了
する。
【０００４】次いで図３（ｄ）に示すように、キャピラ
リツール１２を再上昇した後下降させ、キャピラリツー
ル１２の先端に位置するワイヤ４の端部を基板上のリー
ド８へボンディングする（図３（ｅ））。これで第２ボ
ンディング工程が終了する。次いで、次の第１ボンディ
ング工程に備えるべく、図３（ｆ）に示すように、ワイ
ヤクランパ１を開いたまま、上記所定テール長Ｌ１だけ
キャピラリツール１２を上昇させ、ワイヤクランパ１の
閉鎖動作が完了するまで待機した上で、図３（ａ）の高
さまでキャピラリツール１２を上昇させる（図３
（ｇ））。ここで、リード８から図３（ａ）におけるキ
ャピラリツール１２の下端部までの距離は、所定テール
長Ｌ１よりもずっと大きいので、図３（ｆ），（ｇ）の
間に、ワイヤ４はリード８から切断されることになる。
【０００５】次に、図３の（ｅ）から（ｆ）にかけての
メカニズムについて詳述する。図５は、従来のワイヤボ
ンド法でのキャピラリツールの先端の拡大図である。第
２ボンド後、所定テール長Ｌ１を確保するためには、図
６に示すように、第２ボンド側のリード８上にテール１
０の先端１０ａを一時接着させた状態にする必要があ
る。そのために、キャピラリツール１２の内部径には、
図５に示すように、ワイヤ４が導出される先端部１１の
近傍において切欠き（インナーチャンファ）９やインナ
ーラディアスと呼ばれる丸みを設けている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来のワイヤボンディ
ング方法では、図３（ｅ）から（ｇ）に示すように第２
ボンディング工程においてキャピラリツール１２がリー
ド８に着地した際、ワイヤクランパ１は開の状態となっ
ており、ワイヤクランパ１を開いたままキャピラリツー
ル１２を所定テール長Ｌ１だけ上昇させるようにしてい
た。そのため、第２ボンド側のリード８の高さがばらつ
いたり、リード８が上下方向に固定されず変動する場合
がある。
【０００７】図４は、図３（ｆ）におけるリード高さの
ばらつきが大きい場合のテール長を示したものである。
図４に示すように、キャピラリツール１２が一定位置ｈ
１まで上昇したときワイヤクランパ１を閉にして、その
後さらに、ワイヤクランパ１とキャピラリツール１２を
上昇させることによりワイヤ４をカットする従来工法で
は、テール長が非常にばらつくことになる。すなわち、
図４（ａ）に示した標準リード高さより、リード８が低
くなるとテール長が長くなり（図４（ｂ））、リード８
が高くなるとテール長が短くなる（図４（ｃ））。ここ
で、このテール長がばらつくと、ボール５の径がばらつ
くことになり、良好なボンディング結果を得ることがで
きない。このように、従来のワイヤボンディング方法に
おいては、第２ボンド側のリード８の高さがばらついた
り、リード８が上下方向に固定されず変動する場合、テ
ール長が不安定となり、そのためボール５の径がばらつ
いて、良好なボンディングを行い難いという問題点があ
った。
【０００８】また、上記のように第２ボンド後、所定テ
ール長Ｌ１を確保するためには、図６に示すように、第
２ボンド側のリード８上にテール１０の先端１０ａを一
時接着させた状態にする必要があるが、通常この接着強
度は非常に小さいため、第２ボンド側でのキャピラリツ
ール１２の超音波振動のパワーを大きくし過ぎるとリー
ド８とテール１０の先端部分との間でワイヤ４が切断し
てしまい、接着状態が維持できない。テール先端１０ａ
で接着状態が維持できないと、その後、キャピラリツー
ル１２を上昇させてもテール１０を引き出すことが出来
ず、スパーク後、ボール５ができない、あるいは、ボー
ル径が非常に小さくなるという問題があった。
【０００９】したがって、この発明の目的は、第２ボン
ド側のリード高さが安定していなかったり、固定されて
いなかったりする場合においても、テール長を安定さ
せ、また、第２ボンド時に超音波振動のパワーを大きく
しても確実に金ボールを作り、良好なワイヤボンディン
グを行うワイヤボンディング方法とそれに用いる押圧ツ
ールを提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、この発明の請求項１記載のワイヤボンディング方
法は、ワイヤを挟持、開放するワイヤクランパを経て押
圧ツールにワイヤを挿通し、このワイヤの下端部に電気
的スパークによりボールを形成し、押圧ツールを下降さ
せてボールをチップの電極に押し付けることによりボン
ディングする第１ボンディング工程と、押圧ツールを昇
降させて基板上のリードにボンディングする第２ボンデ
ィング工程と、第２ボンディング工程終了後にワイヤク
ランパでワイヤを挟持させた状態で、ワイヤをリードか
ら切断した後、ワイヤクランパと押圧ツールを上昇させ
てワイヤクランパと押圧ツールの間隔を狭くすることに
より押圧ツールから所定テール長だけワイヤを導出させ
る工程とを含むものである。
【００１１】このように、第２ボンディング工程終了後
にワイヤクランパでワイヤを挟持させた状態で、ワイヤ
をリードから切断するので、ワイヤは確実に押圧ツール
先端で切断されるようになる。そして、ワイヤクランパ
と押圧ツールを上昇させてワイヤクランパと押圧ツール
の間隔を狭くすることにより押圧ツールから所定テール
長だけワイヤを導出させるので、リードの高さばらつき
がある場合でも、所定テール長がばらつくことはなく、
テールに形成されるボールの径が一定となり、良好なボ
ンディングを行うことができる。また、テール先端とリ
ードとの接着を確保する必要がなくなるため、第２ボン
ディング工程時に超音波振動のパワーを大きくすること
ができる。
【００１２】この発明の請求項２記載の押圧ツールは、
ワイヤを挿通する孔の内径がワイヤが導出される先端部
近傍で一定になっていることを特徴とする。このよう
に、ワイヤを挿通する孔の内径がワイヤが導出される先
端部近傍で一定になっているので、第２ボンディング工
程終了後にワイヤを押圧ツール先端で切断するような請
求項１記載のワイヤボンディング方法に用いる押圧ツー
ルとして適している。また、従来例のような切欠き等を
設けなくてよいので、加工が容易になる。
【００１３】
【発明の実施の形態】この発明の実施の形態のワイヤボ
ンディング方法とそれに用いる押圧ツールを図１および
図２に基づいて説明する。図１はこの発明の実施の形態
のワイヤボンディング方法の工程説明図、図２はこの発
明の実施の形態のワイヤボンディング方法に用いるキャ
ピラリツールの先端形状の一例を示す断面図である。図
１において、１はワイヤクランパ、２はキャピラリツー
ル（押圧ツール）、３はトーチ電極、４はキャピラリツ
ール２に挿通されたワイヤ、５はボール、６はチップ、
７はダイパッド、８は基板上のリード、１０はテールで
ある。ワイヤクランパ１とキャピラリツール２はそれぞ
れ独立して昇降し、ワイヤクランパ１はワイヤ４を挾
持、解放する。キャピラリツール２は、図２に示すよう
に、ワイヤ４が導出される先端部１１の近傍において従
来のキャピラリツール（図５）に形成されているような
チャンファー部がない。
【００１４】つぎに、ワイヤボンディング方法について
説明する。図１（ａ）〜（ｃ）は第１ボンディング工
程、（ｄ）〜（ｅ）は第２ボンディング工程、（ｆ），
（ｇ）は第２ボンディング工程終了後、第１ボンディン
グ工程の準備工程を示す。図１（ａ）〜（ｄ）はそれぞ
れ従来技術の図３（ａ）〜（ｄ）と同様である。すなわ
ち、図１（ａ）に示すように、ワイヤクランパ１を閉
じ、キャピラリツール２が上昇した位置において、キャ
ピラリツール２の下端部から所定テール長Ｌ１のワイヤ
４が導出されており、トーチ電極３により電気的スパー
クを発生し、ボール５を形成する。次いで図２（ｂ）に
示すように、ワイヤクランパ１を開にし、キャピラリツ
ール２を下降して、このボール５をチップ６の電極に押
付ける（図１（ｃ））。これで第１ボンディング工程が
終了する。
【００１５】次いで図１（ｄ）に示すように、キャピラ
リツール２を再上昇した後下降させ、キャピラリツール
２の先端に位置するワイヤ４の端部をリード８へボンデ
ィングする（図１（ｅ））。この第２ボンディング工程
において、キャピラリツール２がリード８に接地した際
（図１（ｅ））、タッチセンサが接地を検出し、制御部
は接地信号を入力する。すると、制御部はワイヤクラン
パ１にワイヤ４を挾持するように命じ、挟持する（図１
（ｅ））。この時のキャピラリツール２とワイヤクラン
パ１の上下方向の位置を、機械的にまたはセンサー等に
より、それぞれ検出し、キャピラリツール２とワイヤク
ランパ１の間隔Ｌ２を求めておく。
【００１６】ワイヤ４を挾持後、図１（ｆ）に示すよう
にキャピラリツール２とワイヤクランパ１を上昇させ
て、ワイヤ４をキャピラリツール２の先端でリード８か
ら切断する。キャピラリツール２とワイヤクランパ１を
ある程度上昇させた後、図１（ｇ）に示すようにワイヤ
クランパ１とキャピラリツール２の間隔を狭くすること
によりキャピラリツール２から所定テール長Ｌ１だけワ
イヤ４を導出させる。すなわち、キャピラリツール２と
ワイヤクランパ１の間隔Ｌ３がＬ２−Ｌ１になるように
設定する。
【００１７】ここで、間隔Ｌ２及びＬ３は、ワイヤクラ
ンパ１の下端からキャピラリツール２の下端までとした
が、これは一例であり、どの箇所の間隔を基準にしても
よく、Ｌ２の測定基準とＬ３の測定基準とが一致してい
ればよい。また、キャピラリツール２とワイヤクランパ
１の間隔を短くする際（図１（ｇ））、キャピラリツー
ル２を固定し、ワイヤクランパ１を下に駆動させても、
逆にワイヤクランパ１を固定し、キャピラリツール２を
上に駆動させても、あるいはワイヤクランパ１を下にキ
ャピラリツール２を上に駆動させてもよい。
【００１８】以上のようにすると、所定テール長Ｌ１を
リード高さのばらつきに関係なく設定通りにすることが
でき、ボール径のばらつきを抑制できる。また、キャピ
ラリツール２とワイヤクランパ１の間隔を短くする動作
の際（図１（ｇ））、ワイヤクランパ１及びキャピラリ
ツール２の駆動中にキャピラリツール２に超音波振動を
印加しておくと、ワイヤ４をキャピラリツール２内でつ
まらせることなく押し出すことができる。
【００１９】また、第２ボンディング工程の直後にワイ
ヤ４を切断するため、図６に示すような、リード８とテ
ール先端１０ａとの接着は必要ではない。したがって、
キャピラリツール２の先端部１１の近傍において、リー
ド８とテール先端１０ａとの接着に必要なチャンファー
部（切欠き）は、必要ではなく、小さくできるか、ある
いは、図２のように全くなくすことができる。
【００２０】
【発明の効果】この発明の請求項１記載のワイヤボンデ
ィング方法によれば、第２ボンディング工程終了後にワ
イヤクランパでワイヤを挟持させた状態で、ワイヤをリ
ードから切断するので、ワイヤは確実に押圧ツール先端
で切断されるようになる。そして、ワイヤクランパと押
圧ツールを上昇させてワイヤクランパと押圧ツールの間
隔を狭くすることにより押圧ツールから所定テール長だ
けワイヤを導出させるので、リードの高さばらつきがあ
る場合でも、所定テール長がばらつくことはなく、テー
ルに形成されるボールの径が一定となり、良好なボンデ
ィングを行うことができる。また、テール先端とリード
との接着を確保する必要がなくなるため、第２ボンディ
ング工程時に超音波振動のパワーを大きくすることがで
きる。
【００２１】この発明の請求項２記載のの押圧ツールに
よれば、ワイヤを挿通する孔の内径がワイヤが導出され
る先端部近傍で一定になっているので、第２ボンディン
グ工程終了後にワイヤを押圧ツール先端で切断するよう
な請求項１記載のワイヤボンディング方法に用いる押圧
ツールとして適している。また、従来例のような切欠き
等を設けなくてよいので、加工が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態のワイヤボンディング方
法で（ａ）〜（ｃ）は第１ボンディング工程を示す工程
説明図、（ｄ），（ｅ）は第２ボンディング工程を示す
工程説明図、（ｆ），（ｇ）は第１ボンディング工程の
準備工程を示す工程説明図である。
【図２】この発明の実施の形態のワイヤボンディング方
法に用いるキャピラリツールの先端形状を示す断面図で
ある。
【図３】従来のワイヤボンディング方法で（ａ）〜
（ｃ）は第１ボンディング工程を示す工程説明図、
（ｄ），（ｅ）は第２ボンディング工程を示す工程説明
図、（ｆ），（ｇ）は第１ボンディング工程の準備工程
を示す工程説明図である。
【図４】従来のワイヤボンディング方法の課題を示す説
明図である。
【図５】従来のワイヤボンディング方法に用いるキャピ
ラリツールの先端形状を示す断面図である。
【図６】従来のワイヤボンディング方法の第２ボンディ
ング工程後の状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１ ワイヤクランパ ２ キャピラリツール ３ トーチ電極 ４ ワイヤ ５ ボール ６ チップ ７ ダイパッド ８ リード ９ チャンファー部 Ｌ１ テール長 Ｌ２ ワイヤクランパとキャピラリツールとの第２ボン
ド直後の間隔 Ｌ３ ワイヤクランパとキャピラリツールとの所定テー
ル長押し出し後の間隔 ｈ１ クランパ挾持時のキャピラリの所定高さ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ワイヤを挟持、開放するワイヤクランパ
    を経て押圧ツールにワイヤを挿通し、このワイヤの下端
    部に電気的スパークによりボールを形成し、前記押圧ツ
    ールを下降させて前記ボールをチップの電極に押し付け
    ることによりボンディングする第１ボンディング工程
    と、前記押圧ツールを昇降させて基板上のリードにボン
    ディングする第２ボンディング工程と、この第２ボンデ
    ィング工程終了後に前記ワイヤクランパでワイヤを挟持
    させた状態で、前記ワイヤを前記リードから切断した
    後、前記ワイヤクランパと前記押圧ツールを上昇させて
    前記ワイヤクランパと前記押圧ツールの間隔を狭くする
    ことにより前記押圧ツールから所定テール長だけ前記ワ
    イヤを導出させる工程とを含むワイヤボンディング方
    法。
  2. 【請求項２】 ワイヤを挿通する孔の内径がワイヤが導
    出される先端部近傍で一定になっていることを特徴とす
    る押圧ツール。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102629648A (zh) * 2012-03-21 2012-08-08 杭州华扬电子有限公司 Led数码管打线治具
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