JPS6120341A - ワイヤボンデイング装置 - Google Patents
ワイヤボンデイング装置Info
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- Japan
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- bonding
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- capillary
- wire
- heating
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- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
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- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
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- Wire Bonding (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野］
この発明はワイヤボンディング装置に関し、特に、ボン
ディング接合力を強固にすることができる改良されたワ
イヤボンディング装置に関覆るものである。
ディング接合力を強固にすることができる改良されたワ
イヤボンディング装置に関覆るものである。
［発明の技術的背景］
半導体チップ上の電極パッドと外部リードとを金属細線
で接続する方法、すなわちワイヤボンディング装置は半
導体装置のリード接続方法として最も一般的である。
現在ではワイヤボンデング方法として熱圧肴法、超音波
法と熱ｊ■肴法とを組み合わせたサーモソニックボンデ
ィング法などが広〈実施されている。
で接続する方法、すなわちワイヤボンディング装置は半
導体装置のリード接続方法として最も一般的である。
現在ではワイヤボンデング方法として熱圧肴法、超音波
法と熱ｊ■肴法とを組み合わせたサーモソニックボンデ
ィング法などが広〈実施されている。
［背ｍ技術の問題点］
接続用ワイヤとしてＡｕ線を用い従来公知の→Ｊ−モソ
ニックボンデイング装置によりワイＶボンディングを行
う場合について説明すると、半淘体チップ上の電極パッ
ドと該ワイヤとの接合いわゆるネイルヘッドボンディン
グ（第１ボンデイング）の接合強度はよいが、接続リー
ドと該ワイヤとの接合いわゆるステッチボンディング（
第２ボンデイング）の接合強度が不足し、その結束、接
続リード側でワイヤオ−−ブンが生じやりいという問題
があった。 また、ステッチボンディングの接合が安定
していないと、ステッチボンディング後切断したワイヤ
テール部に形成づるボールの形成不良も発生しやすい。
ニックボンデイング装置によりワイＶボンディングを行
う場合について説明すると、半淘体チップ上の電極パッ
ドと該ワイヤとの接合いわゆるネイルヘッドボンディン
グ（第１ボンデイング）の接合強度はよいが、接続リー
ドと該ワイヤとの接合いわゆるステッチボンディング（
第２ボンデイング）の接合強度が不足し、その結束、接
続リード側でワイヤオ−−ブンが生じやりいという問題
があった。 また、ステッチボンディングの接合が安定
していないと、ステッチボンディング後切断したワイヤ
テール部に形成づるボールの形成不良も発生しやすい。
さらに、ボンディング開始初期（ボンディングスター
トビン）においては最初のパッドの位置確認の時間を要
づる事情がらそこにお【プるネイルヘッドボンディング
部のワイヤオープンの発生率が高かった。 従って、ワ
イヤボンディングに起因づる前記のごとき問題が従来の
半埒体装市の信頼性の向上と歩留りの向上とを阻害づる
結果となっていた。 特に最近はリードｋＣ１系＆Ｋｆ
ｍがボンディング部分のめつぎなしで使用されることが
多くなり、この問題の解決が望まれている。
トビン）においては最初のパッドの位置確認の時間を要
づる事情がらそこにお【プるネイルヘッドボンディング
部のワイヤオープンの発生率が高かった。 従って、ワ
イヤボンディングに起因づる前記のごとき問題が従来の
半埒体装市の信頼性の向上と歩留りの向上とを阻害づる
結果となっていた。 特に最近はリードｋＣ１系＆Ｋｆ
ｍがボンディング部分のめつぎなしで使用されることが
多くなり、この問題の解決が望まれている。
［発明の目的］
この発明の目的は、接続リードとワイヤとの接合強電を
高めるとともにボール形成不良を低減し、ワイヤオープ
ン等の発生率を著しく減少させることのＣぎる、改良さ
れたワイＡ７ボンデイング装置を提供づることである。
高めるとともにボール形成不良を低減し、ワイヤオープ
ン等の発生率を著しく減少させることのＣぎる、改良さ
れたワイＡ７ボンデイング装置を提供づることである。
［発明の概要］
従来のワイＡ７ボンデイング装置を使用して製造した半
導体装置について結合強度不良及びボール形成不良の発
生原因を調査した結果、ワイヤボンディング装置のキャ
ピラリの加熱不足及びワイセデール部の加熱不足による
ものであることがわかった。
導体装置について結合強度不良及びボール形成不良の発
生原因を調査した結果、ワイヤボンディング装置のキャ
ピラリの加熱不足及びワイセデール部の加熱不足による
ものであることがわかった。
この弁明によるワイヤボンディング載置は前記のごとき
結果を考慮して構成されたらのである。
結果を考慮して構成されたらのである。
この弁明によるワイヤボンディング６１は１−ヤピラリ
の先端近傍及び該キャピラリから送り出されるワイヤを
加熱するための加熱装置を備えていることを特徴とする
。 そして、この加熱装置は４−ヤビラリとともにＸ−
Ｙ方向に移動し、キャピラリのボンディング動作にかか
わらず上下方向に移動しないように、例えばキャピラリ
ツールが載置されているＸ−Ｙテーブル、Ｆに載置され
ているｂのである。 従って、この発明のワイヤボンデ
ィング装置によれば、ヒーターブロックの構３１ 、ｈ
キャピラリ先端及びボンゲインクワイヘノを加熱づる加
熱装置を設けることができなかった従来装置が改良され
て、接続リードとボンディングワイＡ７との接合力を強
固にすることができるととしに、ワイＶのボール形成不
良をも低減させることがでさる。
の先端近傍及び該キャピラリから送り出されるワイヤを
加熱するための加熱装置を備えていることを特徴とする
。 そして、この加熱装置は４−ヤビラリとともにＸ−
Ｙ方向に移動し、キャピラリのボンディング動作にかか
わらず上下方向に移動しないように、例えばキャピラリ
ツールが載置されているＸ−Ｙテーブル、Ｆに載置され
ているｂのである。 従って、この発明のワイヤボンデ
ィング装置によれば、ヒーターブロックの構３１ 、ｈ
キャピラリ先端及びボンゲインクワイヘノを加熱づる加
熱装置を設けることができなかった従来装置が改良され
て、接続リードとボンディングワイＡ７との接合力を強
固にすることができるととしに、ワイＶのボール形成不
良をも低減させることがでさる。
［発明の実施例］
添イ１第１図は本発明のワイヤボンディング装置の一実
施例の概略図である。
施例の概略図である。
同図において、１はキャピラリ、２はキャピラリ１の先
端から間けつ的に送り出されるボンディングワイｖノ、
３はキャピラリ１を支持するとともに超音波振動子４の
振動をキャピラリ１に伝達するホーン、５はキャピラリ
１の先端から突出したワイψｊ−ル部を放電加熱するボ
ール形成用電極、６はヒーターブロック、７はキャピラ
リ１の先端部近傍に加熱した不活性ガスを吹ぎ付けるガ
スノズル７△と該不活性ガスを加熱する加熱部７Ｂとを
右する加熱装置である。 ヒーターブロック６の上部に
は！Ｐ導体デツプＣを取り付けたＣｕ製又はＣｕ合金製
リードフレームＦを載置するための載「♂部が設けられ
、該載置部の周囲空間には該ヒーターブロック６に連結
された還元性ガス導入管８及びヒーターブロック６内の
管路６ａを通ってｉＩ２元ｆｌのガスが吹き出される７
まが、ヒーターブロック６内にはヒーター６ｂが設（
プられ、該ヒーター６ｂによって該載置部上の半導体装
置を加熱するようになっている。 加熱部′ＦＩ７の加
熱部７Ｂには不活性ガス導入管７ａが接続されるととも
にカートリッジヒーター７ｂが内蔵されており、不活性
ガス導入管７ａを通って矢印ｆ、の如く加熱部７Ｂ内に
入った不活性ガスはカートリッジヒーター７ｂによって
加熱された後、ガスノズル７△から矢印ｆ２のようにキ
ャピラリ１の先端部近傍に吹き出される。
端から間けつ的に送り出されるボンディングワイｖノ、
３はキャピラリ１を支持するとともに超音波振動子４の
振動をキャピラリ１に伝達するホーン、５はキャピラリ
１の先端から突出したワイψｊ−ル部を放電加熱するボ
ール形成用電極、６はヒーターブロック、７はキャピラ
リ１の先端部近傍に加熱した不活性ガスを吹ぎ付けるガ
スノズル７△と該不活性ガスを加熱する加熱部７Ｂとを
右する加熱装置である。 ヒーターブロック６の上部に
は！Ｐ導体デツプＣを取り付けたＣｕ製又はＣｕ合金製
リードフレームＦを載置するための載「♂部が設けられ
、該載置部の周囲空間には該ヒーターブロック６に連結
された還元性ガス導入管８及びヒーターブロック６内の
管路６ａを通ってｉＩ２元ｆｌのガスが吹き出される７
まが、ヒーターブロック６内にはヒーター６ｂが設（
プられ、該ヒーター６ｂによって該載置部上の半導体装
置を加熱するようになっている。 加熱部′ＦＩ７の加
熱部７Ｂには不活性ガス導入管７ａが接続されるととも
にカートリッジヒーター７ｂが内蔵されており、不活性
ガス導入管７ａを通って矢印ｆ、の如く加熱部７Ｂ内に
入った不活性ガスはカートリッジヒーター７ｂによって
加熱された後、ガスノズル７△から矢印ｆ２のようにキ
ャピラリ１の先端部近傍に吹き出される。
加熱部７［３内には、カーｌ・リッジヒーター７ｂの温
度及び不活性ガスの温度を検出ηるための熱゛市対など
の温度検出器（図示せず〉が設けられ、該温度検出器の
信号を制御装置等に伝送σるための配線７Ｃが加熱部７
Ｂに接続されている。 また、カートリッジヒーター７
ｂに電力を供給づるための電力用配線７ｄがカー１〜リ
ツジヒーター７１）に接続されている。 カートリッジ
ヒーター７ｂの温度及びガスノズル７Ａから吹き出され
る不活性ガスの温度は加熱部７Ｂ内の温度検出器で検出
され、その検出結果に閃いて制御装置（図示せず）がカ
ー１ヘリツジヒーター７ｂの温度を制御するように椛成
されている。
度及び不活性ガスの温度を検出ηるための熱゛市対など
の温度検出器（図示せず〉が設けられ、該温度検出器の
信号を制御装置等に伝送σるための配線７Ｃが加熱部７
Ｂに接続されている。 また、カートリッジヒーター７
ｂに電力を供給づるための電力用配線７ｄがカー１〜リ
ツジヒーター７１）に接続されている。 カートリッジ
ヒーター７ｂの温度及びガスノズル７Ａから吹き出され
る不活性ガスの温度は加熱部７Ｂ内の温度検出器で検出
され、その検出結果に閃いて制御装置（図示せず）がカ
ー１ヘリツジヒーター７ｂの温度を制御するように椛成
されている。
超音波振動ｆ４、キャピラリ１などからなるキャピラリ
ツールはＸ−Ｙテーブル（図示せず）上に載δされてお
り、また上下方向にボンディング動作をさせるために下
降上昇機構を備えている。
ツールはＸ−Ｙテーブル（図示せず）上に載δされてお
り、また上下方向にボンディング動作をさせるために下
降上昇機構を備えている。
一方加熱装買７は上記Ｘ−Ｙテーブル上に載置され：１
ヤビラリツールとともにＸ−Ｙ方向に移動するが、上下
方向には移動機構を備えておらず常に上昇時の４レピラ
リ先端を指向して不活性ガスを吹き付【プる位置に固定
されてキＡ・ピラリのボンディング動作を妨げないよう
になっている。
ヤビラリツールとともにＸ−Ｙ方向に移動するが、上下
方向には移動機構を備えておらず常に上昇時の４レピラ
リ先端を指向して不活性ガスを吹き付【プる位置に固定
されてキＡ・ピラリのボンディング動作を妨げないよう
になっている。
前記のごとき本発明のワイヤボンディング装置にＪ、っ
て半導体装置のワイヤボンディングを行う場合について
説明する。
て半導体装置のワイヤボンディングを行う場合について
説明する。
リードフレームＦ上に半導体チップＣが取り付けられて
いる半導体装置がヒーターブロック６の載置部土に載置
されると、該ヒーターブロック６内のヒーター６ｂによ
ってり〜ドフレームＦは約３００℃に加熱され、また該
載置部の周囲空間はヒーターブロック６内の管路６ａか
ら吹き出された還元性ガスに満たされＣリード表面の酸
化が防庄される。 一方、加熱装置７の加熱部７Ｂ内で
はそこに導入された不活Ｍガスがカートリッジヒーター
７ｂによって約３００℃に加熱され、加熱された不活性
ガスはガスノズル７Ａからキャピラリ１の先端部近傍に
向かって吹き出されて１Ａ・ピラリ１の先端部およびそ
こから突出したボンディングワイヤの先端を加熱してい
る。
いる半導体装置がヒーターブロック６の載置部土に載置
されると、該ヒーターブロック６内のヒーター６ｂによ
ってり〜ドフレームＦは約３００℃に加熱され、また該
載置部の周囲空間はヒーターブロック６内の管路６ａか
ら吹き出された還元性ガスに満たされＣリード表面の酸
化が防庄される。 一方、加熱装置７の加熱部７Ｂ内で
はそこに導入された不活Ｍガスがカートリッジヒーター
７ｂによって約３００℃に加熱され、加熱された不活性
ガスはガスノズル７Ａからキャピラリ１の先端部近傍に
向かって吹き出されて１Ａ・ピラリ１の先端部およびそ
こから突出したボンディングワイヤの先端を加熱してい
る。
キャピラリ１が半導体チップＣｔの所定のｍｌパッドに
対して位置決めされるとくキャピラリツール及び加熱装
置を支持しているＸＹス７−ジが位置決め移動されて）
、キャピラリ１が下降し、加熱Ｎ極２によりボンディン
グワイ（７先端にボールが形成された状態で該電極バツ
ドトに加Ｈし、同時に超音波撮動子４からキャピラリ１
に加えられた超音波振動によってボンディングワイ）７
の先端のボールが圧着される（ネイルヘッドボンディン
グ）。 キャピラリ１が上昇すると加熱装ＷＱ７により
キャごラリとボンディングワイヤは加熱されて望ましい
温度に上昇し、同時にＸＹスデージが移動してキャピラ
リ１とリードフレームＦ上の厚１定のリードとが同一鉛
直線上に一致づるように位置決めされ、続いてキャピラ
リ１が下降するとボンディングワイヤのテール部が該リ
ード上に加几されるととｂに該キャピラリ１の超音波振
動によって圧潰されつつ溶融して該リード上に圧着接合
される（ステッヂボンデイング）。
対して位置決めされるとくキャピラリツール及び加熱装
置を支持しているＸＹス７−ジが位置決め移動されて）
、キャピラリ１が下降し、加熱Ｎ極２によりボンディン
グワイ（７先端にボールが形成された状態で該電極バツ
ドトに加Ｈし、同時に超音波撮動子４からキャピラリ１
に加えられた超音波振動によってボンディングワイ）７
の先端のボールが圧着される（ネイルヘッドボンディン
グ）。 キャピラリ１が上昇すると加熱装ＷＱ７により
キャごラリとボンディングワイヤは加熱されて望ましい
温度に上昇し、同時にＸＹスデージが移動してキャピラ
リ１とリードフレームＦ上の厚１定のリードとが同一鉛
直線上に一致づるように位置決めされ、続いてキャピラ
リ１が下降するとボンディングワイヤのテール部が該リ
ード上に加几されるととｂに該キャピラリ１の超音波振
動によって圧潰されつつ溶融して該リード上に圧着接合
される（ステッヂボンデイング）。
［発明の効果］
前記のごとき椙造の本発明のワイヤボンディング装置に
よつ℃多数の半導体装置のワイヤボンディングを（ｊつ
だところ、次のような結果を得ることができた。
よつ℃多数の半導体装置のワイヤボンディングを（ｊつ
だところ、次のような結果を得ることができた。
■ 各ステツヂボンデイング部における接合強度が従来
の半導体装置よりも高く、ワイヤオーブン等の不良がほ
とんど発生しなくなった。
の半導体装置よりも高く、ワイヤオーブン等の不良がほ
とんど発生しなくなった。
そのため、従来よりも半導体装置の歩留りが茗しく向上
覆るとともに信頼性も著しく向上した。
覆るとともに信頼性も著しく向上した。
■ 接続リードとボンディングワイヤどの接合が安定す
るとワイヤテール部の切断形状も安定し、その結果ボー
ル形成不良も減少した。
るとワイヤテール部の切断形状も安定し、その結果ボー
ル形成不良も減少した。
特に、ボンディングスタートピンでのボールはがれ発生
率が著しく減少した。
率が著しく減少した。
すなわち、本発明によれば、接続リードとボンディング
ワイヤとの接合力を従来のワイヤボンディング装置によ
るよりも強固に−４にとができ、その結果、半導体装置
の歩留りや信頼ｆｌを向上させることができるワイヤボ
ンディング装置が提供される。
ワイヤとの接合力を従来のワイヤボンディング装置によ
るよりも強固に−４にとができ、その結果、半導体装置
の歩留りや信頼ｆｌを向上させることができるワイヤボ
ンディング装置が提供される。
なお、本発明装置は、Ｃｕ製もしくはＣＵ含合金製リー
ドフレームを有する半導体装置に対しては特に接続リー
ドとボンディングワイＸ７どの接合力の改善に効果があ
るが、本発明装置をボンディング部分にＣｕめっきされ
たＦｅｄリードフレームに対して使用しても全く同じ効
果が（ｑられることは当然である。 また、ボンディン
グワイＸ７として金線ばかりでなく銅線やアルミ線を用
いた場合も全く同じ効果が得られることも明らかになつ
ている。
ドフレームを有する半導体装置に対しては特に接続リー
ドとボンディングワイＸ７どの接合力の改善に効果があ
るが、本発明装置をボンディング部分にＣｕめっきされ
たＦｅｄリードフレームに対して使用しても全く同じ効
果が（ｑられることは当然である。 また、ボンディン
グワイＸ７として金線ばかりでなく銅線やアルミ線を用
いた場合も全く同じ効果が得られることも明らかになつ
ている。
添付第１図は本発明の一実施例の該略図である。
１・・・キ１７ビラリ、 ２・・・ボンディング、 ３
・・・・１・−ン、 ４・・・超音波娠動子、 ５・・
・電柚、 ６・・・ヒーターブロック、 ７・・・加熱
装置、 ８・・・還元性ガスの導入管、 ６ａ・・・管
路、 ６ｂ・・・ヒーター、 ７Ａ・・・ガスノズル、
７Ｂ・・・加熱部、７ａ・・・不活性ガス導入管、
７ｂ・・・カートリッジヒーター、 ７Ｃ・・・（温度
検出器の）電気配線。 １）許出願人 株式会社 東 芝 代理人 弁理士 諸１）英ニ 第１図
・・・・１・−ン、 ４・・・超音波娠動子、 ５・・
・電柚、 ６・・・ヒーターブロック、 ７・・・加熱
装置、 ８・・・還元性ガスの導入管、 ６ａ・・・管
路、 ６ｂ・・・ヒーター、 ７Ａ・・・ガスノズル、
７Ｂ・・・加熱部、７ａ・・・不活性ガス導入管、
７ｂ・・・カートリッジヒーター、 ７Ｃ・・・（温度
検出器の）電気配線。 １）許出願人 株式会社 東 芝 代理人 弁理士 諸１）英ニ 第１図
Claims (1)
- １ ワイヤボンディング用キャピラリの先端近傍に加熱
した不活性ガスを吹き付けるための加熱装置を備えてお
り、該加熱装置がＸ−Ｙ方向については該キャピラリの
Ｘ−Ｙ方向の移動とともに移動し、上下方向については
不活性ガスの吹き付けが該キャピラリの上昇時における
キャピラリ先端を指向するものであることを特徴とする
ワイヤボンディング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59140597A JPS6120341A (ja) | 1984-07-09 | 1984-07-09 | ワイヤボンデイング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59140597A JPS6120341A (ja) | 1984-07-09 | 1984-07-09 | ワイヤボンデイング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6120341A true JPS6120341A (ja) | 1986-01-29 |
Family
ID=15272394
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59140597A Pending JPS6120341A (ja) | 1984-07-09 | 1984-07-09 | ワイヤボンデイング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6120341A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008155013A1 (de) * | 2007-06-19 | 2008-12-24 | Ultrasonics Steckmann Gmbh | Ultraschall-schweissstation |
| CN102513687A (zh) * | 2011-12-16 | 2012-06-27 | 先进光电器材（深圳）有限公司 | 焊线机及其防氧化结构 |
-
1984
- 1984-07-09 JP JP59140597A patent/JPS6120341A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008155013A1 (de) * | 2007-06-19 | 2008-12-24 | Ultrasonics Steckmann Gmbh | Ultraschall-schweissstation |
| CN102513687A (zh) * | 2011-12-16 | 2012-06-27 | 先进光电器材（深圳）有限公司 | 焊线机及其防氧化结构 |
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