JPS61296730A - ワイヤボンデイング装置 - Google Patents

ワイヤボンデイング装置

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JPS61296730A
JPS61296730A JP60137770A JP13777085A JPS61296730A JP S61296730 A JPS61296730 A JP S61296730A JP 60137770 A JP60137770 A JP 60137770A JP 13777085 A JP13777085 A JP 13777085A JP S61296730 A JPS61296730 A JP S61296730A
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JP
Japan
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bonding
stage
permanent magnet
lead frame
wire
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JP60137770A
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English (en)
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Hiromichi Suzuki
博通 鈴木
Hiroshi Mikino
三木野 博
Wahei Kitamura
北村 和平
Shunichiro Matsumoto
俊一郎 松本
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Hitachi Ltd
Proterial Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Metals Ltd
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Publication date
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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】 [技術分野] 本発明はワイヤボンディング装置、特に半導体装置の製
造工程におけるワイヤボンディング時の作業性向上に適
用して有効な技術に関する。
[背景技術] 加熱が素子等に及ぼす影響への懸念、および銅(Cu)
もしくはアルミニウム(AI)などのワイヤ材料の多様
化に対処するため、超音波振動と熱圧着を併用した、低
加熱条件下で接合を行うことのできる、いわゆるサーモ
ソニックボンディング法によるワイヤボンディング法が
知られている。
ところで、ワイヤの接合に際して超音波が使用されるよ
うになると、ワイヤを接合するインナーリードを如何に
して確実に固定するかが問題となる。
すなわち、各インナーリードがポンデインダステージ上
で固定されずに浮動状態になっていると、インナーリー
ド上に超音波振動を印加した際に振動がリードの動揺に
よって吸収されてしまい、接合不良を生じる可能性が高
いためである。。
この点につき、リード押さえ治具のリード押さえ部に凹
凸等を設けて一本ずつリードをボンディングステージ上
に押圧することも考えられるが、多様化するリードフレ
ームの形状に対処しきれず、またリード上の被ボンデイ
ング部位を直接治具で押圧することはワイヤボンディン
グの作業上不可能であるため、リードの確実な固定を行
うことが難しいことが本発明者によって明らかにされた
なお、超音波振動を利用したワイヤボンディングの技術
として詳しく述べである例としては、株式会社工業調査
会、1980年1月15日発行、「IC化実装技術」 
(日本マイクロエレクトロニクス協会線’)P102〜
P103がある。
[発明の目的] 本発明の目的は、ワイヤボンディングに際して、リード
を確実に固定して信頼性の高い接合を行うことのできる
ワイヤボンディング装置を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他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明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、次の通りである。
すなわち、ボンディングステージに磁力によるリードフ
レーム固定機構を備えることによって、ワイヤボンディ
ングに際してリードを確実に固定することができ、接合
の信頼性を高めることができる。
[実施例] 第1図は本発明の一実施例であるワイヤボンディング装
置のボンディングステージを示す概略断面図、第2図は
本実施例のワイヤボンディング装置の全体を示す概念図
である。
本実施例のワイヤボンディング装置1は熱圧着方式と超
音波方式を併用するいわゆるサーモソニック方式のワイ
ヤボンディング装置である。
被ボンデイング部材としてのリードフレーム2は例えば
、フラットパッケージ形状の樹脂封止型半導体装置に用
いられるリードフレームであり、既にペレット3が取付
けられた状態のものである。
なお、本実施例ではリードフレーム2の材質はコバール
、42アロイ等、鉄系の材質のものが望ましい。
ワイヤボンディング装置1は上記リードフレーム2をベ
レット取付は面側を上向きに保持するボンディングステ
ージ4とボンディング機構部であるボンディングヘッド
5が搭載されたXYテーブル6とを備えており、ボンデ
ィングヘッド5には一端がアーム可動用偏心カム7と係
合してなるアーム8が取付けられている。上記アーム可
動用偏心カム7はZ軸方向駆動モータ9により回転運動
がなされ、アーム8を上下動させる。
上記アーム8の他端側すなわち、ボンディングステージ
4側は軸支部lOを経て先端に第一クランパ11を有す
るツールリフタ12と超音波ホーン13とで構成されて
おり、通常はこのツールリフタ12と超音波ホーン13
とは一体となって軸支部10を中心として前記Z軸方向
駆動モータ9により上下動がなされる。このように、ボ
ンディングステージ4側のアームがツールリフタ12と
超音波ホーン13の二つのアーム部材で構成されている
のは、超音波ホーン13の慣性動作を制御してペレット
3等の接合面への衝撃力を少なくするとともに、設定さ
れた加重を正確に接合面に加えるためである。なお、前
記のZ軸方向駆動モータ9およびXYテーブル6の動作
については制御部14により電気的に制御されている。
一方、超音波ホーン13の先端にはボンディングツール
としてのキャピラリ15が超音波ホーン13に対して略
垂直方向に取付けられており、このキャピラリ15には
ワイヤスプール16に巻装されたワイヤ17が第二クラ
ンパ18および第一クランパ11を経て端部をキャピラ
リ15の先端から突出させた状態で挿通されている。
ボンディングステージ4はリードフレーム2を載置した
ステージ板19がキャピラリ15の先端と対向する位置
に取付けられており、該ステージ板19はステージ板を
支持するボンディングステージ本体20に埋設されたヒ
ータ21により常に所定温度(本実施例では200℃前
後)を維持するよう温度制御がなされている。ここで、
ステージ板19は例えばステンレス等のように、耐熱性
があり、非磁性の材質のものであればいかなるものであ
ってもよい。また、ステージ板19の下面側にはばね2
2によってボンディングステージ本体20に係止される
ブロック状の永久磁石23が取付けられ、該永久磁石2
3は偏心カム24と係合して上下動する従節部25と連
結されている。
すなわち、前記永久磁石23は永久磁石駆動用モータ2
6の回転により、上下動がなされ、ステージ板19との
接触状態もしくは非接触状態を所定位置で維持するよう
になっている。
次に、本実施例の作用について説明する。
まず、ボンディングステージ4のステージ板19上に被
ボンデイング部材であるリードフレーム2を載置する。
このリードフレーム2の載置作業時にはステージ板19
の下の永久磁石23は下降した状態で停止しており、ス
テージ板19と永久磁石23とは非接触の状態となって
いる。したがって、磁石の磁力の影響を受けることなく
、リードフレーム2をステージ板19上に載置すること
ができる。その後、永久磁石駆動モータ26の回転によ
り永久磁石23が上昇し、ステージ板19と永久磁石2
3は接触した状態となり停止する。
このとき、ステージ板19上のリードフレーム2は永久
磁石23の磁力によりステージ板19のステージ面に吸
着され、固定状態となる。
次に、図示しない放電トーチにより、キャピラリ15の
先端から突出したワイヤ17の先端との間に高電圧を印
加し、ワイヤ17の先端にボールを形成し、該ボール部
分をペレフト3の所定位置に加圧して接合を行う。
次に、ワイヤ17を挿通した状態のままキャピラリ15
を上昇させ、所定量移動させた後、超音波振動を印加し
ワイヤ17の途中部分をリードフレーム2のインナーリ
ード2aの所定位置に接合する。このとき、インナーリ
ード2aの被接合部位は永久磁石23によりステージ板
19のステージ面に吸着された状態で固定されているた
め、超音波振動の印加によりインナーリード2aが揺動
することなく接合を確実に行うことができる。
その後、キャピラリ15を再度上昇させワイヤI7の金
線部分を切断して1サイクルのワイヤボンディング工程
を完了する。なお、ワイヤ17の切断の際にもインナー
リード2aが永久磁力23による磁力で確実に固定され
ているため、切断のためにワイヤ17にかかる応力によ
ってインナーリード2aがはね上がったりすることはな
い、したがって、インナーリードのはね上がりによって
生じるインナーリードの変形およびワイヤショートの発
生も防止される。
上記のワイヤボンディングを完了した後は、永久磁石2
3は下降してステージ板19と被接触の状態となり、載
置されたリードフレーム2は磁力から開放されるため、
容易に次工程に移送することができる。
[効果] (1)、ボンディングステージに磁力によるリードフレ
ーム固定機構を備えたワイヤボンディング装置構造とす
ることにより、ワイヤボンディングに際してリードを確
実に固定することができるため、信頼性の高い接合が可
能となる。
(2)、前記fl)により、被ボンデイング部位の固定
を確実に行うことができるため、特に超音波振動を用い
たワイヤボンディングに際して接合強度を高めることが
できる。
(3)、前記(1)および(2)により、微細なリード
であっても確実にボンディングステージ上に固定するこ
とができるため、多ビンのリードフレームへのワイヤボ
ンディングが可能となり、半導体装置の高集積化を促進
することができる。
(4)、永久磁石をボンディングステージ方向に対して
可動な状態で取付けることにより、リードフレームの載
置・移送時には磁力の影響を回避することができ、リー
ドフレームの移動を容易に行うことができる。
(5)、ボンディングステージにリードを密着した状態
で固定することができるため、被ボンデイング部位への
ヒータによる加熱を効率良く行うことができ、熱不足に
よるボンディング不良を防止することができる。
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前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、実施例では磁力によるリードフレーム固定機
構として永久磁石を用いた場合についてのみ説明乙たが
、永久磁石の代わりに電磁石をボンディングステージの
裏面側に取付けてもよい。
この場合、リードフレームの移動時には電気的に磁力の
発生を停止することによって、前記実施例で述べたのと
同様の効果を得ることができる。
また、実施例では磁力によるリードフレームの固定につ
いてのみ説明したが、ボンディングステージ上面からの
押さえ治具によるリードの押圧を併用しても良好な効果
を得ることができる。
[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、いわゆるサーモソ
ニックボンディングに適用した場合について説明したが
、これに限定されるものではな(、たとえば超音波振動
のみによるボンディング装置、もしくは熱圧着のみによ
るボンディング装置に適用してもリードを確実に固定す
ることができ有効な技術である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例であるワイヤボンディング装
置のボンディングステージを示す概略断面図、 第2図は本実施例のワイヤボンディング装置の全体を示
す概念図である。 1・・・ワイヤボンディング装置、2・・・リードフレ
ーム、2a・・・インナーリード、3・・・ベレット、
4・・・ボンディングステージ、5・・・ボンディング
ヘッド、6・・・XYテーブル、7・・・アーム駆動用
偏心カム、8・・・アーム、9・・・Z軸方向駆動モー
タ、10・・・軸支部、11・・・第一クランパ、12
・・・ツールリフタ、13・・・超音波ホーン、14・
・・制御部、15・・・キャピラリ、16・・・ワイヤ
スプール、17・・・ワイヤ、18・・・第二クランパ
、19・・・ステージ板、20・・・ボンディングステ
ージ本体、21・・・ヒータ、22・・・ばね、23・
・・永久磁石、24・・・偏心カム、25・・・従節部
、26・・・永久磁石駆動モータ。 第  1  図 第  2  図。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、磁力によるリードフレーム固定機構を備えたボンデ
    ィングステージを有することを特徴とするワイヤボンデ
    ィング装置。 2、リードフレーム固定機構がボンディングステージ裏
    面に取付けられた永久磁石であることを特徴とする特許
    請求の範囲第1項記載のワイヤボンディング装置。 3、永久磁石がボンディングステージ方向に対して可動
    な状態で取付けられていることを特徴とする特許請求の
    範囲第2項記載のワイヤボンディング装置。 4、リードフレーム固定機構がボンディングステージ裏
    面に取付けられた電磁石であることを特徴とする特許請
    求の範囲第1項記載のワイヤボンディング装置。
JP60137770A 1985-06-26 1985-06-26 ワイヤボンデイング装置 Pending JPS61296730A (ja)

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JP60137770A JPS61296730A (ja) 1985-06-26 1985-06-26 ワイヤボンデイング装置

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01179337A (ja) * 1987-12-30 1989-07-17 Sanken Electric Co Ltd ワイヤボンディング装置
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