JPS60195945A - ワイヤボンデイング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明はワイヤボンディング技術に関し、特に超音波を
利用してワイヤボンディングを行なう方式の装置に利用
して好適なリードフレーム押え機構を有するワイヤボン
ディング技術に関するものである。

〔背景技術〕

半導体素子ベレツトと、これを支持するリードフレーム
間を電気的に接続するワイヤのボンディング方法として
、従来からへ２線を使用した超音波ボンディングやＡｕ
線を使用したボンディングが知られている。（電子材料
１９８１年１１月号別冊、工業調査会発行、昭和５６年
１１月１０日発行、ｐ１５６〜ｐ１６２　）。これに対
し、本発明者等により先に提案されたＡｎ線を用いたポ
ールボンディングが高速化、低コスト化の上で有利であ
りモの実用化が促進されている。ところで、このＡｋ線
を使用したポールボンディング法は、ボンディング時に
超音波をボンディング箇所に供給することか肝要であり
、これによりＡｕに劣らないボンディング効果を得るこ
とができる。そして、このボンディングを好適なものと
するためには、超音波をボンディング箇所に有効に作用
させる必要があり、このためにはリードフレームのボン
ディング部位をしっがりと固定しておくことが要求され
る。

このようなことがら、ワイヤボンディング装置において
は、通常リードフレームを固定的に抑圧支持する押え機
構が付設されているが、この種のものは単に平坦な支持
台（ヒートブロック）上に載置したリードフレームを先
端平坦な抑圧部材で上方から押圧する構造であるために
、リードフレームを確実に押えることができず、したが
って良好なボンディングを行なうことが難がしいという
問題があることが本発明者によって明らかにされた。

即ち、一般にリードフレームはリード厚さに若干のばら
つき（不均一）が存在する上にその表面の平坦性も低く
、また支持台の表面の平坦性もそれほど高くはない。こ
のため、押圧部材でリードフレームを押圧して一部のリ
ードを固定状態としても、薄いリードや平坦性の高（な
い（凹状）箇所のリードは良好にこれを押圧することが
できな（なり、結局全てのリードフレームを固定的に支
持することが困難になる。

〔発明の目的〕

本発明の目的はリードフレームの厚さや平坦性の不均一
による押え不良、更には支持台や抑圧機構が原因とされ
る押え不良を防止して全てのリードを確実にかっしっが
りと固定状態に抑圧でき、これ罠より良好なワイヤボン
ディングを行なうことができるワイヤボンディング技術
を提供することＫある。

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであ
ろう。

〔発明の概要〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。

すなわち、リードフレームを支持する支持台上に突起を
形成する一方、リードフレームを上方から押圧する抑圧
部材はこの突起と異なる平面位置に配設し、かつリード
フレームを押圧したときに前記突起と抑圧部材とでリー
ドを若干撓ませ得るように構成することにより、リード
フレームの厚さ、平坦性の不均一にかかわらず、全ての
リードを確実に固定状態におくことができ、これにより
信頼性の高いワイヤボンディングを良好に行なうことが
できるものである。

〔実施例〕

第１図ないし第４図は本発明をへ２ボールボンデイン式
のワイヤボンディング装置に適用した実施例を示す。第
１図のように、このワイヤボンディング装置は、ワイヤ
ボンディングが施される半導体構体（半導体素子チップ
２を固着したリードフレーム３）１を略水平に載荷する
支持台としてのヒートブロック４と、このヒートブロッ
ク４上で上下動してワイヤ５をボンディングするボンデ
インク機構６とを備えている。前記ヒートブロック４は
その上面にリードフレーム搬送路７を有し、図外の搬送
手段によりヒートブロック４の上面略中夫に半導体構体
１が移動されてきたときにこれを一時的に停止させ、か
つヒートブロック４全体を若干上動させることにより後
述する抑圧機構８によって半導体構体１のリードフレー
ム３をその上面にしっかりと支持することができる。こ
のヒートブロック４は半導体構体１を加熱してワイヤボ
ンディング作用を助長するものであることは言うまでも
ない。

前記ボンディング機構６は、図外のボンディングヘッド
から横方向に突出されたボンディングアーム９を有し、
このアームの先端にキャピラリ１０を取着している。前
記ボンディングアーム９は超音波ホーンをその一部に有
し、アーム基部側に設けた超音波振動源からの振動をキ
ャピラリ１０に伝達する。前記キャピラリ１０にはワイ
ヤ、即ちＡＩ！、線５が挿通され、図外のトーチ等の作
用によってＡｊｉ線５の下端にＡ２ボール５ａが形成さ
れ得る。そして、ボンディングヘッドのＸ、Ｙ移動とア
ーム９の上下動によりてキャピラリ１０は素子チップ（
電極パッド）２とリードフレーム（複数本のり−ド１１
）３とに夫々ＡＪ線５をポールボンディングし、両者の
電気的接続を可能にする。

前記ヒートブロック４上に設けた半導体構体１゜換言す
ればリードフレーム３の抑圧機構８を第２図、第３図に
示す。図示のように、ヒートブロック４の上面には下受
１ｉＥ１２を一体に固定する一方、これに対向する小寸
法の上方位置に装置固定部（固定枠１３）に固着した抑
圧部材１４とを備えている。前記下受板１２は載荷され
るリードフレーム３の中心に対するＸ、Ｙ方向の両側に
、他の部位１５よりも約０．１ｍｍ程度高くされた面状
突起１６を形成し、またこれら面状突起１６で囲まれた
中央部分にはＸ方向に互に対向配置された約コ字形の突
条１８を形成している。更にこれら突状１８の内側には
１、リード７歳、−ム３の中央に設けられたタブ１９の
四隅部に対応する位置に４個の突起２０を形成している
。これら突状１８と突起２０は前記面状突起１６と同一
高さに形成している。

一方、前記抑圧部材１４は弾性板からなる４枚の押圧板
２１，２１，２２，２３をその外側位置にて前記固定枠
１３上にねじ止めしており、全体構造は省略するが略コ
字状に形成した押圧板２１の対向先端２１ａ、２１ａを
Ｘ方向に対向させ、他の押圧板２２．２３の各先端なＹ
方向に対向させることにより各先端を正方形に配列して
いる。

そして、各先端にはスリットを形成することにより、細
幅の抑圧片２４を各々複数本づつ並列配置している。そ
して、これらの抑圧片２４は先端を前記下受板１２の面
状突起１６と突状１８の略中間位置となるようにその長
さを設定し、かつ先端は略９０°下方に向けた鉤状に形
成している。なお、抑圧板２２．２３における各中央の
押圧片２４ａ。

２４ａは他のものよりも若干長（形成している。

以上の構成によれば、図外の搬送手段により半導体構体
１がヒートブロック４上に移動されて来て所定の位置に
停止されると、リードフレーム３のタブ１９はその四隅
を突起２０上に位置され、各リード１１はその内端側の
部位な突条１８上に交差するように位置される。また、
タブリード１１ａを含めた各リード１１の外端側の部位
は夫々面状突起１６上に位置される。そして、この状態
でヒートブロック４が上動されると、リードフレーム３
はその上面において前記押圧部材１４の各押圧片２４・
２４“０先端にすされ・前記下受板１２と押圧部材１４
との間にしっからと挾持される。即ち、第３図ＡＡ、Ｂ
Ｂの断面を第４図（Ａ）、（Ｂ）に示すように、各リー
ド１１は突条１８と面状突起１６とに下面が、また抑圧
片２４の先端に上面中間が夫々当接され、しかも当接力
と押圧片２４の弾性力によってリード１１は中間位置が
若干下方に撓められた状態で挾持される。このため、各
リード１１間に厚さの不均一や表面平坦性の不均一が生
じていても、また押圧部材１４や下受板１２に寸法誤差
等が生じていても、これらは全てリードの撓みによって
吸収され、全リードが確実に支持されることになる。一
方、タブ１９は突起２０に四隅を支承されかつタブＩＪ
　−ド１１ａの下面と上面に夫々面状突起１６と押圧片
２４ａが当接することにより、リード１１の場合と同様
にタブ１９およびタブリードｌｌａは確実に支持される
ことになる。この場合、タブ１９は四隅において点に近
い状態で支持されるので、タブに捩れ等が生じることは
ない。

したがって、この状態でタブ１９上の素子チップ２や各
リード１１にＡ２線５のボールボンデインクを行なえば
、チップ２やリード１１は確実に固定状態で支持されて
いるので超音波のエネルギロスが生じることもなく、有
効なワイヤボンディングを行なうことができる。

〔効　果〕

（１）　リードフレームの支持台上に突起を設ける一方
、その上方にこれと平面位置の異なる部位において当接
する抑圧部材を設け、これら突起と抑圧部材とでリード
を若干撓ませながら支持させ得るように構成しているの
で、リードの厚さや平坦性が不均一であっても、また支
持台や抑圧部材等に寸法誤差が生じていても各リードを
確実に支持することができ、これにより良好なワイヤボ
ンディングを実現できる。

（２）　リードの下面をリード内端側の突条と、外端側
の面状突起に夫々当接し、その上面を中間位置において
抑圧部材に当接させているので、所謂３点支持となり、
安定なかつがたのない支持を行なうことができる。

（３）　押圧部材を弾性片で構成しているので、当接力
や各部の寸法のばらつきを抑圧部材の変形でこれを吸収
でき、リードへの過荷重を防止してリードの曲げや破損
を防止することができる。

（４）　各リードに対して夫々各一本の抑圧片を当接す
ることにより、各リードの支持を更に安定なものにでき
る。

以上本発明者によってなされた発明を実施例にもとづき
具体的に説明したが、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で種々変更可
能であることはいうまでもない。たとえば、面状突起、
突条、突起で例示された突起は図示の形状に限られるも
のではなく、リードフレームの形状に応じて適宜変更す
ることができる。また、ヒートブロック、即ち支持台を
上下動させる代りに抑圧部材を上下動させるようにして
もよい。

〔利用分野〕

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野であるＡＬ線のポールポン
ディング用のワイヤボンディング装置に適用した場合に
ついて説明したが、それに限定されるものではなく、例
えば、Ａｕ、Ｃｕを主成分としたワイヤを用い、超音波
を利用するワイヤボンディング方式をとりかつリードフ
レームが固定状態にない半導体装置へのワイヤボンディ
ングを行なう全ての装置に適用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概略正面図、第２図は押圧
機構の要部の斜視図、 第３図は要部の平面図、 第４図（Ａ）、（Ｂ）は第３図のＡＡ線、ＢＢ線の拡大
断面図である。 １・・・半導体構体、２・・・素子チップ、３・・・リ
ードフレーム、４・・・ヒートブロック、５・・・ワイ
ヤ（Ａ２線）、６・・・ボンディング機構、８・・・押
圧機構、１０・・・キャピラリ、１１・・・リード、ｌ
ｌａ・・・タブリード、１２・・・下受板、１３・・・
固定枠、１４・・・押圧部材、１６・・・面状突起、１
８・・・突条、１９・・・タブ、２０・・・突起、２１
〜２３・・・押圧板、２４゜２４ａ・・・押圧片。 第　１　図 第　３　図 第　４　図 （Ｂン

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、支持台上に載置したリードフレームのリード部位を
   抑圧部材にて抑圧した上でこのリード部倍にワイヤをボ
   ンディングするワイヤ、ボンディング装置であって、前
   記支持台の主面に奪起を形成する一方、前記抑圧部材の
   リード抑圧部はこの突起と異なる平面位置に設け、かつ
   聞−ドフレームを押圧したときに前記リード部位を若干
   量強制的に撓ませ得るように構成したことを特徴とする
   ワイヤボンディング装置。　。 ２、突起は、複数本のリードの並設方、回に沿った突条
   として形成し、各リードがとの突条と交差されるよう構
   成してなる４！昨、請求の範囲第１項記載のワイヤボン
   ディング装置。 ８、抑圧部材は先端を鉤状に、形成した弾性材針らなり
   、支持台に対して相対的に上下動され得る特許請求の範
   囲第１項又は第２項記載のワイヤボンディング装置。