JPS61263233A - 超音波ワイヤボンデイング装置 - Google Patents

超音波ワイヤボンデイング装置

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JPS61263233A
JPS61263233A JP60103950A JP10395085A JPS61263233A JP S61263233 A JPS61263233 A JP S61263233A JP 60103950 A JP60103950 A JP 60103950A JP 10395085 A JP10395085 A JP 10395085A JP S61263233 A JPS61263233 A JP S61263233A
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wire bonding
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鈴木 久彌
Makoto Arie
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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] 本発明は、超音波ワイヤボンディング装置に関する。
[従来の技術] 従来、例えばIC,LSI等の製造は、先ずリードフレ
ームのアイランド部に半導体ベレットを接合し、次いで
半導体ベレット表面の電極バットとリードフレームのリ
ード端子とをAu線等のワイヤによりワイヤボンディン
グして行なわれる。ワイヤボンディングの行なわれたリ
ードフレームは、該ボンディング部分に対して樹脂封止
が行なわれ、樹脂封止の行なわれたリードフレームは各
チップごとに切断し、分離される。この結果、複数の接
続端子を備えたチップ状のICまたはLSIが製造され
ることとなる。
ベレット表面の電極パッドとリードフレームのリード端
子との間のワイヤボンディングには、例えば、超音波ワ
イヤボンディング装置が用いられる。超音波ワイヤボン
ディング装置は、超音波を出力可能とする超音波発振回
路と、超音波発振回路より出力される超音波により振動
されるトランスジューサと、トランスジューサに配設さ
れ、所定のボンディング部間、例えば電極パッドとリー
ド端子間をワイヤボンディング可能とするボンディング
ツールとを備えてなる。超音波ワイヤボンディング装置
によるワイヤボンディングは、振動されるトランスジュ
ーサによりボンディングツールを振動させ、ボンディン
グツールに供給され、かつ電極パッドやリード端子等の
ボンディング部に押圧状態で接触されるワイヤを該超音
波振動によりボンディング部に対して摩擦圧接するよう
にして行なわれる。すなわち、ボンディングツールによ
るワイヤボンディングは、該ツールに供給されるワイヤ
の先端部を例えば電極パッドに圧接し、次いで該ワイヤ
の所定部をリード端子に圧接して電極パッドとリード端
子との間を該ワイヤにより接続して行なわれる。ボンデ
ィングツールに供給され、ワイヤボンディングの行なわ
れたワイヤは、リード端子の圧接部分で切断され、切断
されたワイヤの先端部は次にボンディングを行なう電極
パッドに対し圧接するようにしている。
このようにして、超音波ワイヤボンディング装置により
、対応する電極パッドとリード端子間が順次ワイヤボン
ディングされることとなる。
ところで、従来の超音波ワイヤボンディング装置は、例
えば特公昭57−9494や特開昭55−120145
に示すように超音波発振回路より出力される超音波出力
値を制御可能とする制御手段を設けるようにしている。
この制御手段は、ボンディング部の材質やボンディング
部に対するワイヤの押圧時に生ずる負荷に応じた超音波
振動エネルギーを該超音波発振回路から出力制御可能と
し、ボンディング部に対する良好なボンディング状態を
得ることを可能としている。
[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、上記従来の超音波ワイヤボンディング装
置における制御手段は、超音波発振回路より出力される
超音波出力波形の定常出力値をそれぞれ可変に制御する
ことができるものの、各超音波出力波形の定常出力値に
至る立上り時間は常時一定のものとされていた。このた
め、ボンディング部の材質によっては、定常出力値に至
る立上り時間が急激となり、このため、ボンディング部
表面を剥離したり、またボンディング部にクラックを生
じさせる等のダメージを生じさせることが考えられる。
また、ボンディング部やワイヤの材質などによっては、
立上り時間が長すぎること、または短かすぎることによ
ってワイヤとボンディング部の接合強度が低下する場合
が考えられる。さらに、立上り時間は、ボンディングを
行なうワイヤ先端のポール形状の大きさ等に重要な影響
を与え、例えば立上り時間が長すぎるためにポール形状
が大きくなりすぎ、圧接されたワイヤがボンディング部
よりはみ出す等の不具合も考えられる。
本発明は、各ボンディング部に対するワイヤボンディン
グをボンディング部の材質、ワイヤの材質等に応じて適
正な接合強度、安定したポール形状で安全かつ確実に行
なうことを目的としている。
[問題点を解決するための手段] 上記目的を達成するために、本発明は、超音波を出力可
能とする超音波発振回路と、超音波発振回路より出力さ
れる超音波により振動されるトランスジューサと、トラ
ンスジューサに配設され、所定のボンディング部間をワ
イヤボンディング可能とするボンディングツールと、を
備えてなる超音波ワイヤボンディング装置において、上
記超音波発振回路に、超音波出力波形の定常出力値に至
る立上り時間を調整可能とする立上り調整手段を設ける
こととしている。
[作 用] 本発明によれば、立上り調整手段の調整により、ボンデ
ィング部の材質、ワイヤの材質等に応じた最良のボンデ
ィング状態を与える立上り時間を設定することが可能と
なり、これにより、各ボンディング部に対するワイヤボ
ンディングを適正な接合強度、安定したポール形状で安
全かつ確実に行なうことが可能となる。
[実施例] 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第1図は本発明の一実施例に係る超音波ワイヤボンディ
ング装置の回路図、第2図は超音波ワイヤボンディング
装置によりワイヤボンディングする状態を示す斜視図、
第3図は第2図のm−m線に沿う矢視図、第4図(A)
〜(D)第1図に示す回路図の各部における信号の波形
図である。
超音波ワイヤボンディング装置10は、IC製造用のも
のとされ、第1図に示すようにXY方向の所定位置に供
給され、位置決めされるリードフレーム11に対しワイ
ヤボンディングを行なうこととしている。すなわち、ワ
イヤボンディングは、リードフレーム11のアイランド
部12に接合された半導体ベレット13のうち、周部表
面にそれぞれ設けられる各電極パッド14とリードフレ
ーム11の対応するリード端子15をAu線等のワイヤ
16により接続して行なうようにしている。超音波ワイ
ヤボンディング装置10は、第3図に示すように超音波
発振回路17を備えてなり、該回路17は、超音波を出
力可能としている。超音波発振回路17から出力される
超音波は、トランスジューサ18に対し加えられ、これ
によりトランスジューサ18は矢示Y方向に機械的な超
音波振動を起こすようにしている。さらにトランスジュ
ーサ18にはホーン19が取着され、該ホーン19の先
端部にはボンディングツールとしてのキャピラリ20が
取着される。キャピラリ20はトランスジューサ18の
振動に基づくホーン19の振動により、矢示Y方向に振
動される。キャピラリ20には、スプール21に巻回さ
れるワイヤ16の一端が供給され、キャピラリ20によ
るワイヤボンディングは、キャピラリ20を対応する電
極パッド14とリード端子15との間を移動させて行な
われる。すなわち、キャピラリ20は、各位置で供給さ
れるワイヤ16を超音波振動により摩擦圧接し、これに
より該電極パッド14と対応するリード端子15との間
をワイヤ16を介して接続するようにしている。
トランスジューサ18に所定の超音波を発振可能とする
超音波発振回路17は、第4図(A)に示すような一定
振幅の超音波Aを発振可能とする超音波発振器22を備
えてなる。超音波発振器22より発振される超音波Aは
、乗算器23に対して出力され、該乗算器23は積分器
24側から出力される発振信号Bと上記超音波Aとを乗
算し、この結果得られる出力波Cを電力増幅器25に対
し出力可能としている。さらに電力増幅器25は、入力
される乗算器23の出力波Cを所定の増幅率Gをもって
増幅し、これにより該増幅された状態の超音波りをトラ
ンスジューサ18に出力するようにしている。電力増@
1Jh25における増幅率Gの設定は、ボンディング部
としての電極パッド14やリード端子15の表面の材質
あるいは該ボンディング部に対するワイヤ16の押圧時
に生ずるキャピラリ20の負荷抵抗等に基づき可変に行
なわれる。このため、キャピラリ20における超音波振
動の状態が不図示の制御手段により電力増幅器25にフ
ィードバックされ、さらに制°御手段は該フィードバッ
クされたキャピラリ20の振動状態や電極パッド14の
材質等に基づき増幅率Gを可変に設定するようにしてい
る。
積分器24側から乗算器23に対して出力される発振信
号Bは、積分器24に対してスタート信号Eを入力する
ことにより行なわれ、スタート信号Eは第4図(B)に
示すように一定値のものとされる。このようなスタート
信号Eの入力により積分器?4は、第4図(C)に示す
発振信号Bを乗算器23に対して出力するようにしてい
る。また1乗算器23は、超音波Aと該発振信号Bを乗
算し、第4図(D)に示す波形Cの信号波を電力増幅器
25に出力可能としている。さらに電力増幅器25は、
第4図(D)に示す波形Cを増幅させた状態の波形の出
力波をトランスジューサ18に出力可能としている。こ
こで乗算器23が出力する波形Cおよび電力増幅器25
が出力する波形りのうち、スタート信号Eを入力してか
ら一定振幅の定常出力値Fの出力波を出力するまでの立
上り時間Tは、立上り調整手段としてのDA変換部26
において調整可能とされる。すなわち、DA変換部26
は、積分器24より出力される発振信号Bにおいて、定
常信号値Hに至る立上り時間Tを可変に調整可能とし、
該立上り時間Tは、該DA変換部26にて予めいくつか
[例えばT1〜T20]の時間に対応するように予めデ
ジタル設定される、この結果、設定される各立上り時間
Tl〜T20に対応されるデジタル値をDA変換部26
に入力し、さらにスタート信号Eを入力することで電力
増幅器25から出力される超音波波形りの立上り時間T
を所定の値に設定することが可能となる。したがって、
例えば振動されるワイヤ16の先端部のポール形状を安
定した形状とし、さらにボンディング部とワイヤ16と
の安定した圧接状態を得るために立上り時間Tを可変に
調整することが可能となる。
上記超音波ワイヤボンディング装置lOにおけるDA変
換部26での立上り時間Tの調整例としては、上記ワイ
ヤ16のボール形状の変換や圧接状態の変更の他に次の
ものが考えられる0例えば、ボンディングを行なう半導
体ペレット13の材質がガリウム砒素、ガリウムリン等
から成る場合、立上り時間Tが急激となると振動される
ワイヤ16の先端部により該ベレット13が欠けてしま
う恐れがある。また、半導体ペレット13の表面の電極
バッド14が例えばアルミシリコンの蒸着層により形成
される場合等においては、立上り時間Tが急激となると
振動されるワイヤ16の先端部により蒸着層を剥離して
しまう恐れがある。
このような場合には、立上り時間Tが長くなるように予
めT1〜T20に対応する所定のデジタル値をDA変換
部26に入力するようにする。
これに対し、リードフレーム11のリード端子15にワ
イヤ16を圧接する場合、リード端子15の表面が半導
体ペレット13に比べて硬質とされるので迅速かつ安定
した圧接状態を得るためには立上り時間Tを短かくする
必要がある。このため、このような場合には、立上り時
間Tが短かくなるように予めT1〜T20に対応する所
定のデジタル値をDA変換部26に入力するようにする
次に、上記実施例の作用を説明する。
と記実施例に係るワイヤボンデインク装置10によれば
、立上り調整手段としてのDA変換部26において、ボ
ンディング部の材質、ワイヤの材質等に応じた最良のボ
ンディング状態を与える立上がり時間Tを設定すること
が可能となり、これにより、各ボンディング部に対する
ワイヤボンディングを適正な接合強度、安定したボール
形状で安全かつ確実に行なうことが可能となる。
[発明の効果] 以上のように、本発明は超音波を出力可能とする超音波
発振回路と、超音波発振回路より出力される超音波によ
り振動されるトランスジューサと、トランスジューサに
配設され、所定のボンディング部間をワイヤボンディン
グ可能とするボンディングツールと、を備えてなる超音
波ワイヤボンディング装置において、上記超音波発振回
路に、超音波出力波形の定常出力値に至る立上り時間を
調整可能とする立上り調整手段を設けることとしたため
、各ボンディング部に対するワイヤボンディングをボン
ディング部の材質、ワイヤの材質等に応じて適正な接合
強度、安定したポール形状で安全かつ確実に行なうこと
ができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係る超音波ワイヤボンディ
ング装置の回路図、第2図は超音波ワイヤボンディング
装置によりワイヤボンディングする状態を示す斜視図、
第3図は第2図のm−■線に沿う矢視図、第4図(A)
〜(D)第1図に示す回路図の各部における信号の波形
図である。 lO・・・超音波ワイヤボンディング装置、14・・・
電極パッド、15・・・リード端子、16・・・ワイヤ
、17・・・超音波発振回路、18・・・トランスジュ
ーサ、20・・・キャピラリ、22・・・超音波発振器
、24・・・積分器、26・・・DA変換器、T・・・
立上り時間。 代理人  弁理士  塩 川 修 治 第 1 図 図面の浄書(内容に変更なし) 第 4 図 手続補正書(方式) 昭和60年 3月3日

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)超音波を出力可能とする超音波発振回路と、超音
    波発振回路より出力される超音波により振動されるトラ
    ンスジューサと、トランスジューサに配設され、所定の
    ボンディング部間をワイヤボンディング可能とするボン
    ディングツールと、を備えてなる超音波ワイヤボンディ
    ング装置において、上記超音波発振回路に、超音波出力
    波形の定常出力値に至る立上り時間を調整可能とする立
    上り調整手段を設けたことを特徴とする超音波ワイヤボ
    ンディング装置。
JP60103950A 1985-05-17 1985-05-17 超音波ワイヤボンデイング装置 Granted JPS61263233A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60103950A JPS61263233A (ja) 1985-05-17 1985-05-17 超音波ワイヤボンデイング装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60103950A JPS61263233A (ja) 1985-05-17 1985-05-17 超音波ワイヤボンデイング装置

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Publication Number Publication Date
JPS61263233A true JPS61263233A (ja) 1986-11-21
JPH0476501B2 JPH0476501B2 (ja) 1992-12-03

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ID=14367696

Family Applications (1)

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JP60103950A Granted JPS61263233A (ja) 1985-05-17 1985-05-17 超音波ワイヤボンデイング装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0355955A2 (en) * 1988-07-25 1990-02-28 Hitachi, Ltd. Connection for semiconductor devices or integrated circuits by coated wires and method of manufacturing the same
JPH03102844A (ja) * 1989-08-11 1991-04-30 Orthodyne Electron Corp 超音波ワイヤボンダー

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