JPS6158246A - ワイヤボンデイング方法 - Google Patents

ワイヤボンデイング方法

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JPS6158246A
JPS6158246A JP59179240A JP17924084A JPS6158246A JP S6158246 A JPS6158246 A JP S6158246A JP 59179240 A JP59179240 A JP 59179240A JP 17924084 A JP17924084 A JP 17924084A JP S6158246 A JPS6158246 A JP S6158246A
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幸一郎 渥美
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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】 〔発明の技術分野〕 この発明は卑金属ワイヤを、用いたワイヤボンディング
方法に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
ＩＣ，Ｌ８Ｉなどのツルオートワイヤボンディングにお
いては金ワイヤを用いたものが実用されている。このワ
イヤ材料も半導体素子の低コスト化に伴ないコスト高の
要因となり、全代替ワイヤを用いてボンディングすると
とが要望されている。
その代表的なものに銅ワイヤやアルミニウムワイヤを用
いることが試みられているが、なかなか実用されていな
い。特に、銅などの卑金属ワイヤを用いた場合、ワーク
ステージを加熱し、ＩＣのペレットやリードフレームな
どの被接合部材を２００℃〜３５０℃程度に昇温する必
要があるため、この熱によシワイヤが酸化され、この酸
化によシボンディング不良が発生することである。
ワイヤの酸化に対する対策として実開昭５９−２６２４
６号に記載されているようにワイヤの先端部に不活性ガ
スを吹き付け、この不活性ガスで遍蔽した状態でワイヤ
先端にボールを形成して酸化防止を行うことが提案され
ている。
しかし、この提案によっても、本件出願人の研究による
と、ワークステージに組み込まれたヒータ台の熱によっ
てヒータ台上方の近接したワイヤが酸化される。特にキ
ャピラリーやワイヤクランパも加熱されるためワイヤ走
行中このワイヤクランパ部にて接触時熱酸化され、ワイ
ヤが被接合部材近傍に走行される時にはすでに酸化が進
行していることが判った。
従って被接合部材近傍に走行されて、電気トーチ法また
は酸水素トーチ法などでボールを形成しようとしても、
ボール形成が困難となる場合が多いと−う問題があった
〇 〔発明の目的〕 この発明は、上記点に鑑みなされたもので、走行中のワ
イヤの酸化を防止し、ボール形成を安定化ならしめかつ
接合強度の高いワイヤボンディング方法を提供するもの
である。
〔発明の概要〕
すなわち、卑金属ワイヤをワイヤ繰り出し部から導出し
、クランパを順次介しキャピラリを挿通して被接合部材
に圧着してボンディングするに際し、上記クランパおよ
びキャピラリー間にＮ２ガス、不活性ガス又は還元性ガ
ス流入路を設け、上記卑金属ワイヤ走行路に沿って不活
性ガス又は還元性ガスを流通させることを特徴とするワ
イヤボンディング方法を得るものである。
〔発明の実施例〕
次にこの発明方法を銅ワイヤを用いた電気トーチ法によ
るワイヤボンディングに適用した実施例を図面を参照し
て説明する。
電気トーチ法によるフルオートワイヤボンディング装置
は当業者において周知であるから、その説明は省略する
。即ち、ワイヤボンディング装置のボンディングアーム
系を第１図に示す。ボンディング用ワイヤ例えば銅ワイ
ヤがワイヤ繰り出し部例えばワイヤスプール（１）に巻
装されてボンディング装置に設置される。このワイヤス
プール（１）から導出された銅ワイヤ（２）はワイヤガ
イド（３）を径てクランパ例えば第１のクランパ（４）
、第２のクランパ（５）を走行し、ボンディングシール
であるキャピラリー（６）を挿通して、銅ワイヤ（２）
の先端がキャピラ！ｊ−（６）から突出した状態に導び
かれる。
この銅ワイヤ（２）の突出した先端近傍には電気トーチ
棒（７）が設置され、銅ワイヤ（２）の先端にボールを
形成する時のみ、銅ワイヤ（２）の先端との間で放電を
発生させるように相対的に移動例えばトーチ棒（７）を
移動させてボール（８）を形成する、この際、電気トー
チとワイヤ近傍は酸化防止のために不活性ガスや還元性
ガスなどでおおわれている。このボール（８）の下方に
は被接合部材例えば集積回路（Ｉ　Ｃ’）　（９）が取
着されたリードフレームａｅを設置するワークステージ
圓が設けられている。このワークステージＩにはヒータ
ーαりが組み込まれておシ、銅ワイヤ（２）のボンディ
ングを良好に促進させるように温度例えば２００°０を
発生する。このヒータａ′！Ｊはボンディング開始前か
ら加温され、ボンディング中は連続して−１作を実行す
るが、この加熱は直流交流いずれでもよい。
上記したボンディングアームは、ワークステージαυと
は別のＸ−Ｙ駆動テーブル〔図示せず）上に設置される
が、さらにキャピラリー（６）をボンディングアーム（
１３を介して上下方向（Ｚ軸方向）にも駆動されるよう
に夫々直接カム機構を係合せずリニアモータ（図示せず
）に接続される。
さらに上記テーブルにはポンディング位置全視覚認識す
るためのカメラ（図示せず）も設置され出力をコンビエ
ータ（図示せず）に入力して、とのコンビエータにより
ボンディング位置制御を行う。
このような装置において、この発明方法は、上記ヒータ
αりＫよる熱によシ銅ワイヤ（２）が特ＫＭ著に酸化さ
れる領域のワイヤ走行路を窒素ガス（Ｎ２ガス）又は不
活性ガス又は還元性ガス雰囲気にすることでらるっ即ち
、第２のクランパ（５）とキャピラリ（６）間の銅ワイ
ヤ走行路αくを不活性ガス又は還元性ガス雰囲気にする
。即ち、第２のクランパ（５）とキャピラリ（６）間の
銅ワイヤ（２）の走行路に断面Ｔ字状ダクト（ｔ９を上
記ガスの流路を形成する如くする。このダクトα９は側
方から上記ガスが流入する流入口αυを設け、銅ワイヤ
（２）の走行路穴αカと貫通する構造になっている。こ
のガス流入０翰から不活性ガス又は還元性ガス例えば水
素混合ガスを流入させ、ワイヤの走行方向に溢って流路
を形成し、キャピラリ（６）の内部にもガスが充満する
ようにガス流路を形成して銅ワイヤ（２）の走行路に水
素混合ガス雰囲気を形成する。このように水素混合ガス
流路を形成すると、吹き出しガスによシキャピラ＋７−
（６１から突出した銅ワイヤ（２）の先端も形状に応じ
てかな９水素混合ガスでシールドされると共に熱気流の
上昇をも防止できる効果がある。また鋼ワイヤ先端には
別にシールドガスを吹き付ける手段と併用するようにし
てもよい。さらに供給するガスの流量は一定の例えば０
．３１／ｍ１　ｎでもよいが、流量を時間で可変し工も
よいし、ヒータの温度に応じて流量を可変できるようＫ
してもよい０さらにまた。ガスは連続吹き出しでなく適
宜の間隔で断続してパルス運転してもよい。また水素混
合ガスはキャピラリ（６）中で必ずしも気体流を作る必
要はなく、充満する程度にガスを供給するようにしても
よい。このような構成で、ボンディングの実行に際し、
ボンディングに先行してワイヤ（２）の導出設定後ヒー
タα２えの電源投入とともにガス流入口α０から水素混
合ガスを流入するように制御後、ボンディング作業を開
始するように上記コンビー−タによシブログラムコント
ロールを実施する。
ボンディング作業は周知の通Ｄ）−チ棒（７）にょ）銅
ワイヤ先端にボール（８）を形成後、ボンディング位置
にキャピラリー（６）によ）押圧して、ヒータαａによ
る熱との共働作業にょシ超音波竹用の熱圧着を行う。
このように銅ワイヤ（２）の走行路のキャピラリ入口側
を水素混合ガス雰囲気で形成することにょシにボールボ
ンディングを実行できる効果がある〇特にポールポンデ
ィング後のウェッジボンディングにおいて従来の先端の
みのガスシールドでは強固なボンディング得られなかう
たが、との実施例によれば良好な接合強度が得られてい
る。
なお上記実施例では水素混合ガスを用いた例について説
明したが、ワイヤが熱酸化するのをシールドする効果の
あるガス不活性ガス又は還元性ガスであれば例えばアル
ゴンガスや窒素ガスな−どでワイヤを大気からシールド
しても同様な効果がある。
さらにまた上記実施例では卑金属として銅ワイヤを用い
た例について説明したが卑金属であれば例えば銅系合金
ワ、イヤ、アルミニウムワイヤ、アルミニウム系合金ワ
イヤなど何れでもワイヤボンディングに実用できる卑金
属であればよい。
さらにまたダク）　（１１９は第２図に示すようにキャ
ピラリ（６）と連動するようにアームα尋を駆動する駆
動源Ｑυにアーム器を介して固定させてもよいし、又は
第２クランパ（５）Ｋアーム（２）を取着してもよい。
さらにまたダクト（Ｌ５の設置によシ銅ワイヤ（２）の
セツティングＫＶＡＬ、キャピラリー（６）への挿入が
一五（２）の途中に関節０υを設けて、ワイヤ（２）の
セツティング時のみ、キャピラリ（６）へのワイヤ（２
）の挿通動作が可能な如く回転させる機構にしてもよい
。
さらｌｃｔたダク）　（１Ｓは外観的に外方からダクト
（Ｌ９を走行するワイヤ（２）の走行状態が監視できる
よさらにまたダクトａ５を第２のクランパおよびキャピ
ラリー間に設けた例について説明したが、クランパが一
系統のみで構成されている場合や多数で構成される場合
にも適用できることは説明するまでもないことで、要す
るにクランパとキャピラリー間に配設すれば良い。
〔発明の効果〕
以上説明したようにこの発明によれば、ボンディング用
卑金属ワイヤ走行路のキャピラリの入口側を不活性ガス
又は還元性ガス雰囲気にするのでワイヤ先端へのポール
形成時ワイヤが酸化されてないため、良好なボールが形
成でき、強固なボンさらにポールボンディング後のウェ
ッジボンディングについても卑金属ワイヤが酸化されて
ないので、ワイヤと被接合面との接合強度が向上するな
どの効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明方法の実施例を説明するための側面図、
第２図は第１図のダクト支持例を説明するための側面図
、第３図は第２図ダクトの他の実施例説明図である。 １・・・スプール、　　２・・・ワイヤ。 ６・・・キャピラリ、１６・・・ガス流入口。 第１図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）卑金属ワイヤをワイヤ繰り出し部から導出しクラ
    ンパを順次介しキャピラリーを挿通して被接合部材に圧
    着してボンディングするに際し、上記クランパおよびキ
    ャピラリー間に不活性ガス、窒素ガス又は還元性ガス流
    入路を設け、上記卑金属ワイヤの走行路に沿って不活性
    ガス又は還元性ガスを流通させることを特徴とするワイ
    ヤボンディング方法。
  2. （２）上記卑金属ワイヤの走行路に沿って不活性ガス又
    は還元性ガスを流入させる手段は卑金属ワイヤ走行穴を
    有し、この穴に貫通するガス流入路を設けたダクトであ
    る特許請求の範囲第１項記載のワイヤボンディング方法
    。
  3. （３）上記ダクトは透明な材料で形成され、外方からワ
    イヤの走行状態が監視できるように構成されたものであ
    る特許請求の範囲第２項記載のワイヤボンディング方法
    。
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