JPS60216563A - 電極クリ−ニング方法ならびに装置 - Google Patents

電極クリ−ニング方法ならびに装置

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JPS60216563A
JPS60216563A JP59234843A JP23484384A JPS60216563A JP S60216563 A JPS60216563 A JP S60216563A JP 59234843 A JP59234843 A JP 59234843A JP 23484384 A JP23484384 A JP 23484384A JP S60216563 A JPS60216563 A JP S60216563A
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cleaning
efo
bonding
pole
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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】 【産業上の利用分野１ 本発明は電極のクリーニングに関するもので、とくに電
子フレームオフ法によるポンディングボール形成に用い
る電極のクリーニングに係わるものである。
［従来の技術］ ポンディングワイヤにボールを形成するには一般にいわ
ゆる電子フレームオフＣＥＦＯ）技術が用いられている
。　この技術は電極をポンディングワイヤの先端部付近
に移動させてこれら電極とポンディングワイヤとの間の
ギャップを電気アークが通過し、この電気アークにより
ポンディングワイヤの先端部を溶融させて、該先端部に
ポンディングボールを形成させるようにしたものである
。
この電子フレームオフ技術はごく最近までポンディング
ワイヤとして金線を使用する場合にのみ有効であったが
、金線の代りにアルミ線を用いることができるようにす
ることが、とくにその価格が低廉であることと入手が容
易であること等のために１強く望まれていた。　しかし
ながら、アルミ線によるボールポンディングが企業化可
能の処理法となるところまで技術レベルが向上したのは
、極めて最近のことである。
電子フレームオフ技術を用いてアルミ線によるボールポ
ンディングを行なうことを可能とした方法としては、米
国特許第４，３８７，２８３号および米国特許出願第２
４８，７７５号（１９８１年３月３０日出願）にその開
示例がある。　これらに記載された方法はいずれも電子
放電によりアルミ線のポンディングポールを形成させ、
その際アーク領域の周囲にアルゴンガスな介在させるよ
うにしたものであるこのような方法を用いてアルミ線に
よるポンディングポールを形成する場合、ポンディング
ポールが形成される毎に電子フレームオフ電極（以下Ｅ
ＦＯ電極という）に一定量の酸化アルミが形成され、こ
のような電極の汚染により、形成されるポンディングポ
ールの質が低下することとなる、　このＥＦＯ電極の劣
化は、該酸化アルミが絶縁体であるために電極先端部の
止常な機能が妨げられることに起因する。
ＥＦＯ電様に付着した酸化アルミ層を取り除くのには、
電極の先端部から該層を機械的に擦り取るのもひとつの
方法ではあるが、このような方法は電極先端部に過度の
損傷が生じないよう、絶えず機械的調節を行なっていな
ければならないという重大な欠点がある。　加えて、電
極先端部から酸化アルミを機械的に擦り取るのに用いる
装置は、自動ボールポンディング装置内でＥＦＯ電極の
通常の動作位置の近くに配置する必要があると思われる
が、そのような場所はすでに他の目的のためにいわば先
取りされているのが許通である。
［発明が解決しようとする問題点］ かくてＥＦＯ電極の先端部から汚染物質を除去する有効
な方法を得ることが要望されるのであるが、そのような
方法としてはまず、簡単かつ安価で、しかも容易に実施
しうるものであることが望まれる。　またそのクリーニ
ング方法は電極の先端部にはなるべく損傷を与えず、従
って電極自体の寿命を延ばすようなものであること、自
動ボールポンディング装置を用いた場合にも実施しうる
とともに、自動ボールポンディング装置におけるスペー
スを他の目的のために残しておけるよう、なるべく小型
であること等が望まれ、さらにはホンディング装置自体
のサイクルタイムを増大させることな〈実施しうるちの
であることが必要である。
【発明の目的１ 故に本発明の目的は上記のような要望をすべて満たすＥ
ＦＯ電極のクリーニング方法ならびに装置を提供するこ
とにある。
［問題点を解決しようとするための手段］このような目
的を達成すべく本発明はＥＦＯ電様の通常の動作位置か
られずかに離れた位置にクリーニング用の電極を配置し
、ＥＦＯ電極を定期的にその通常の動作位置から該クリ
ーニング用電極近傍の位置に移動させるようにするとと
もに、クリーニング用の電極とＥＦＯ電極との間のギャ
ップを介して放電を行なわせ、その際ＥＦＯ電極をクリ
ーニング用電極に対して負の電位にバイアスさせるよう
にしたＥＦＯ電様のクリーニング方法をを提供するもの
である。　なお９両電極間のギャップ近傍の領域には希
ガスを、好ましくはアルゴンガスを満たし、この昂ガス
をイオン化して生成させたイオンを、ＥＦＯ電極に形成
された酸化アルミ層を除去するのに十分なエネルギで該
電極に衝突させるようにする。
［実施例］ 次に図面を参照して本発明の詳細な説明する。　第１図
に本発明による方法を用いてワイヤ１４の先端部にポン
ディングポール１２を形成する装置ｌＯを示す、　この
ワイヤ１４は微小径たとえば直径１ミリの細線で、スプ
ール１６に貯えられ、ここから必要に応じて引き出され
てポンディングチップ、すなわちキャピラリ１８に通さ
れる。　このようにしてポンディングチップ１８に通さ
れたワイヤ１４には、これが該チップ１８から突出する
部位でポンディングポール１２が形成される。　公知の
ように、このポンディングポール１２はポンディングワ
イヤ１４の先端部と電子フレームオフ（ＥＦＯ）電極２
０との間に電気アークを発生させることにより形成する
。　この場合のポール形成アークは、たとえば放電開始
電圧を１アンペアで約８００ボルトとして発生させ、所
望の大きさのポンディングポール１２が形成されるのに
十分な時間たとえば５０ポルト、２アンペアでアークを
保持するようにすればよい、コントロールユニット２４
は、公知の手段で導線２Ｂを通してワイヤ１４に電流を
供給する。
ポール形成アーク領域にはガス供給源３０からアルゴン
ガス　（第１図に矢印３２で示す）を供給して該領域内
の酸素の大部分を除去しやすくすることにより、ポンデ
ィングポール１２に酸化アルミが形成される速度を緩慢
にして、形状の良好なポンディングポールが得られるよ
うにする。　ポンディングポール１２が形成される毎に
前記ＥＦＯ電極２０にはφＶい酸化アルミの層が形成さ
れ、そのまま一定時間が経過すると、絶縁体であるこの
酸化アルミ層によりＥＦＯ電極２０の正常な動作が妨げ
られて、形成されるポンディングポールの質を低下させ
ることとなる。
そのようなポンディングポール１２の質的低下を未然に
防ぐため１本発明においては上記のごと＜ＥＦＯ電極２
０に形成される酸化アルミを定期的に除去するようにす
るもので、このためにはＥＦＯ電８ｉ２０を第１図に実
線で示すクリーニング用電極３４近傍の位置に機械的に
移動させることとする、このクリーニング用電極３４と
前記ＥＦＯ電極２０との間のギャップ３５を介して電圧
を発生させ。
コントロールユニット２４によりクリーニング用電極３
４が導線３６を通しで正に、またＥＦＯ電極２０が導線
２Ｂを通して負にそれぞれ帯電する。　この場合の電圧
は、アーク放電ではなくグロー放電が前記ギャップ３５
を介して発生するような電圧とする上記クリーニング用
電極３４はＥ　ＦＯ？ｌｌｉ極２０の通常の動作位置に
十分近づけて配置することにより、前記アルゴンガス３
２がクリーニング用電極３４周辺の領域をも満たしうる
ようにする。　かくてクリーニング用電極３４とＥＦＯ
電極２０との間にグロー放電が行なわれると、アルゴン
ガス３２がイオン化して、生成されたアルゴンイオンが
ＥＦＯ電極２０に向って加速され、ＥＦＯ電極２０に衝
突したアルゴンイオンによる衝撃によって、該電極に形
成された薄い酸化アルミ層が剥脱される。　かくして浄
化されたＥＦＯ電極２０は、これを再びその通常の動作
位置（第１図に破線で示す）に復帰させて、その本来の
動作を行なわせることができる上記のようなＥＦＯ電極
２０のクリーニングはポンディングポール１２が形成さ
れる都度性なう必要は一般にはない、　すなわちポンデ
イングポ−ル１２が１個形成されるときにＥＦＯ電極２
０に形成される酸化アルミ層は普通は分子２，３個分の
厚さにすぎず、従ってＥＦＯ電極２０のクリーニングは
定期的に、たとえばポンディングポールサイクルにして
２４サイクルにつき１回ずつ行なうようにするのがよい
、この場合１図示の自動ポールポンディング装置ｌＯを
用いてたとえばピンが２４本の集積回路２２のポンディ
ングを行なうとすれば。
ポンディング処理済みの集積回路２２を未処理の集積回
路と取り換えている間に、ＥＦＯ電極２０のクリーニン
グを行なうことが可能となる。　このように、　Ｅ　Ｆ
　Ｏ’ｉｒｆ、極２０のクリーニングを行なってから次
のクリーニングを行なうまでのポール形成サイクルの回
数は、ポンディングを行なう集積回路２２のビンの本数
に合せて選定することができる。
いずれにしてもＥＦＯ電極２０のクリーニング回数を少
なくすればそれだけ該電極の寿命は長くなり、クリーニ
ング処理を行なう度に電極２０の酸化アルミ層は剥脱さ
れ、また電極２０の取換え頻度はクリーニングを行なう
回数に比例することとなる。
クリーニング用電極３４とＥＦ、Ｏ電極２０との間に発
生させる放電は上述のごとくグロー放電とするのがよく
、このようにアーク放電ではなくグロー放電とすること
によりＥＦＯ電極２０の表面積を広くカバーしてそのク
リーニング効率を高めることができる。　この場合グロ
ー放電は、たとえば１ミリアンペアないしそれ以下の電
流で１０ないし２０キロボルトのアークを用いて発生さ
せればよいただしアーク放電を用いることも可能ではあ
るが、この場合はＥＦＯ電極２０のクリーニング面積が
小さくなる結果、電極２０に酸化アルミが若干残留して
ポンディングポールの形成が不全となる、　なお、クリ
ーニング用電極３４に対するＥＦＯ電極２０の移動位置
は必ずしもこれを厳密に選定する必要はなく、ギャップ
３５は２０ないし３０分の１インチ程度とすれば、構成
上容易に実現しうるとともに十分なりリーニング作用も
得られる。
クリーニング処理中はクリーニング用電極３４とＥＦＯ
電極２０との間の領域にアルゴンガスが充満するように
するのが好ましいが、ただしこれは、供給されたアルゴ
ンガスはその大部分がイオン化して、イオンによる衝撃
によりＥＦＯ電極２０の沙化に寄与するものであるため
、必ずしも必須の要件ではない、　いずれにしてもアル
ゴンは希ガスであるため電極２０の金属とは反応せず、
またその重量が大きいためネオンやヘリラン等よりも効
果的である。　ラドン等アルゴンよりも重量の大きな希
ガスもあるが、これは放射性ガスであるためＩＩａ回路
の製造現場に使用するものとしては不適当である。　さ
らにアルゴンガスの利点としてはその価格が比較的低廉
で、ポンディングに要するコストにはほとんど影響がな
いことがあげられる。
第２図に本発明の他の実施例を示す６　この実施例はク
リーニング用電極３４とＥＦＯ電極２０との間の気中酸
素量が過大である場合に適するもので、このような場合
にはクリーニング用電極３４にカラー３８を組み合せて
用いる。　このようにすることによりアルゴンガスはカ
ラー３８を介してクリーニング用電極３４の周面上に集
中して流れて両電極間に達し、該領域におけるアルゴン
ガスの濃度を高めるとともに、グロー放電領域から酸素
を放逐する効果をもたらすものである。
以上本発明の実施例につき記載してきたが。
本発明の要旨はこれら実施例に限定されるものでなく、
これら実施例に種々の追加や変更を行なって本発明を実
施してもよいことはいうまでもない。
【発明の効果１ かくて本発明においては上記のように、電子フレームオ
フ法によるポンディングポール形成に際して、ポール形
成に用いるＥＦＯ電極の通常の動作位置かられずかに離
れた位置にクリーニング用の電極を配置し、ＥＦＯ電極
を定期的にその通常の動作位置から該クリーニング用電
極近傍の位置に移動させるようにするとともに、クリー
ニング用の電極とＥＦＯ電極との間のギャップを介して
放電を行なわせ、その際ＥＦＯ電極をクリーニング用電
極に対して負の電位にバイアスさせ、また両電極間のギ
ャップ近傍の領域には希ガスを。
好ましくはアルゴンガスを満たし、この希ガスをイオン
化してＥＦＯ電極に衝突させることにより該電極に形成
された酸化アルミ層を除去するようにしたので、ｍ単か
つ安価にＥＦＯ電極の浄化を行なうことができるととも
に、汚染層を機械的に擦り取る手段を用いる必要がない
ため、クリーニングを行なった電極の先端部に損傷を与
えることがなく、従って電極自体の寿命を延ばすことが
できるという効果がある。　さらに本発明による方法な
らびに装置は、自動ポールポンディング装置を用いた場
合にも実施しうるとともに、そのようなポンディング装
置におけるスペースを他の目的に使用しうるよう十分小
型であり、またとくにクリーニングを行なう頻度をポン
ディングを行なう集積回路のピンの本数に合せて選定す
ることにより、ポンディング装置自体のサイクルタイム
を増大させることな〈実施しうる等の特徴を有するもの
であるため、ポンディングワイヤとして金線の代りに低
源かつ入手が容易なアルミ線を効果的に用いることがで
きるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による方法を実施する場合に用いるポー
ルポンディング装置の一例を示す概略図、第２図は本発
明による方法を実施する場合に用いるボールポンディン
グ装置の他の例を示す図である。 １２、、、ポンディングポール。 １４、、、ポンディングワイヤ。 １８、、、ポンディングチップ（キャピラリ）。 ２０、、、ＥＦＯ電極。 ２２、、、集積回路。 ２４、、、制御回路。 ３２、、、アルゴンガス。 ３４、、、クリーニング用電極。 ３８、、、カラー。 出願人　テキサスインスツルメンツ・ 図面の浄書（内容に変更なし） ｈ夕・／ Ｆｔ’ｔ）、　、ｐ 手続補正書（方式） ％式％ ２　発明の名称　電極クリーニング方法ならびに装置３
　補正をする者 本件との関イ系　特許出願人 住　所　アメリカ合衆国テキサス州ダラス、ノースセン
トラル　エクスプレスウェイ　１３５０００４　代　理
　人　〒１５０ 住　Ｔｖｒｔｒ京都渋谷区道玄坂ＩＴ目２０番２−昨５
　補正命令の日付　昭和６０年２月６日（昭和６０年年
月１２６日送） ６　補正によ＆Ｊ増加する発明の釣　０７ａ止の対費　
図　面（仝　図） ８補止の内Ｉｌ￥ｒ’゛別紙の通り

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 （１）　電極のクリーニングにあたって該電極をクリー
    ニング用電極の近傍の位置まで移動させる工程（ａ）と
    、クリーニングすべき電極と前記クリーニング用電極と
    の間のギャップを介して電圧を印加する工程（ｂ）とを
    含み、クリーニングすべき電極をクリーニング用電極に
    対して負電位にバイアスさせた状態で前記ギャップを介
    して電流が流れるようにしたことを特徴とする電極クリ
    ーニング方法。 （２）　前記両電極間のギャップ近傍の領域に昂ガスを
    満たす工程（ｃ）をさらに含むようにした特許請求の範
    囲第１項に記載の電極クリーニング方法（３）　前記希
    ガスは、これをアルゴンガスとした特許請求の範囲第２
    項に記載の電極クリーニング方法。 （４）　前記電圧の印加により前記両電極間にグロー放
    電を行なわせるようにした特許請求の範囲第１ｓＡに記
    載の電極クリーニング方法。 （５）　前記電圧は、これを１０，０００ボルト以上と
    した特許請求の範囲第１項に記載の電極クリーニング方
    法。 （６）　クリーニングすべき電極をポンディングワイヤ
    の先端部近傍の位置に移動させる工程（ｄ）と、前記ク
    リーニングすべき電極と前記ポンディングワイヤとの間
    のギャップ近傍の領域に希ガスを満たす工程（ｅ）と、
    放電により該ポンディングワイヤに少なくとも１個のポ
    ンディングポールを形成させる工程（ｆ）とをさらに含
    み、前記工程（ａ）ないし　（ｆ）を反覆して繰り返す
    ことにより、複数本のポンディングワイヤの各先端部に
    ボンディングポールを形成し、かつ前記クリーニングす
    べき電極のクリーニングを行なうようにした特許請求の
    範囲第１項記載の電極クリーニング方法。 （７）　汚染した電極のクリーニングを行なう装置にお
    いて、クリーニング用電極と、このクリーニング用電極
    の近傍に前記汚染した電極を位置せしめる手段と、前記
    クリーニング用電極と前記汚染した電極との間に放電を
    行なわせる手段とからなることを特徴とする電極のクリ
    ーニング装置。
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