JPS6158247A - 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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JPS6158247A JP59179244A JP17924484A JPS6158247A JP S6158247 A JPS6158247 A JP S6158247A JP 59179244 A JP59179244 A JP 59179244A JP 17924484 A JP17924484 A JP 17924484A JP S6158247 A JPS6158247 A JP S6158247A
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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〕 この発明は銅又は銅系合金などの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〇〔発明の技術的背景
とその問題点〕 ＩＣ、ＬＳ　ＩなどのフルオートワイヤボンディングＫ
ｔｉＰ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１因となり、全代替ワイヤを用いてボンディング
するこ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、ＩＣワ
ークステージを加熱し、ＩＣのベ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、この不活性ガスで遮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Ｌ−夕台上方の近接したワイヤが酸化される。特
にキャピラリーがワイヤクランパも加熱され高温になる
ためワイヤ走行中このワイヤクランパ部にて接触して熱
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ととが判った。
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いう問題があった
。
〔発明の目的〕 この発明は、上記点に婦みなされたもので、走行中のワ
イヤのクランパ部での酸化を防止し、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
、第１及び第２の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
記第１及び第２のクランパ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
は画業者におｉ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）Ｋ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、ボンディングツール
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（ＩＣ）（９）
が取着されたリードフレームα呻を設置するワークステ
ージＩが設けられている。このワークステージ住りには
ヒーター（Ｉ３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２０
０°Ｃを発生する。とのヒータα２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結して加熱動作を
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Ｉとは
別のＸ−Ｙ駆動テーブル（図示せず）上に設置されるが
、さらに上下方向の２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ボンディング位置を視覚認識す
るだめのＴＶカメラ（図示せず）も設置され、出力をコ
ンピュータ（図示せず）に入力して、このコンビ為−夕
によシ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のによる熱によシ銅ワイヤ（２）が酸化され出す治具
ａ３α４α９αυを設置する。即ち、との治具は具α尋
α荀α９αＱが穴α樽の中央部をワイヤ（２）が走行す
るように固定設置し、各クランパ（４）　（５）につい
て上下面を上記ガスの流路に暴す。この各治具にはガス
流入０四が設けられ、この流入口α９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環状にガス
を憤射させる。
このように水素混合ガス流路を形成するとヒータαりか
らの熱の上昇気流を排除すると共にクランパ（４）（５
）を冷却する効果がある。従って、クランパ（４）　（
５）を銅ワイヤ（２）が走行した時酸化されるのを防止
できる効果がある。
これら４つの治具（１３（１４）　（ｉｓ　（ｌＧから
の流量はそれぞれ同一量でもよいが適宜コンピュータに
よ）制御することもできる。例えば上側の治具（１３Ｑ
５から吹き出す流量を下側の治具α養αｅから吹き出す
流量より大きくしてヒータα２からの熱気流の上昇を排
除させたシ、クランパ（５）側の治具霞（Ｉｓから吹き
出す流量を、クランパ（４）側の治具α３（１◆から吹
き出す流量よシ大きくするように制御することが可能で
あるＯ また、ガスの流量は一定の例えば０．３１７ｍ　ｉ　ｎ
でもよいが、流量を時間で可変してもよいし、ヒータの
温度に応じて流量を可変してもよい。さらにガスは連続
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。このような構成でボンディングの実行に際しては
、ボンディングに先行してワイヤ（２）の導出設定後ヒ
ータ（１′３への電源投入とともにガス流入口から水素
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為−タｔｇ、ｘｐフログラム
コントロールを実施する◇ボンディング作業は周知の通
シトーチ棒（７）によシ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）にょシ
抑圧して、ヒータα■による熱との共働作用にょ夛超音
波Ｉ！月の熱圧着を行う。
このように銅ワイヤ（２）の走行路を水素混合ガス雰囲
黛ｉ成することによりボンディング前の銅ワイヤ（２）
の酸化を防止でき、安定に銅ワイヤの先端ｌＣホールｆ
：形成でき、強固にボールボンディングを実行できる効
果がある。特にボールボ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ガスシールドでは強固な
ボンディング得られなかったが、こ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。
さらにまた上記実施例では電気トーチ法によるワイヤボ
ンディングに適用した例忙ついて説明したが、酸水素ト
ーチ法によるワイヤボンディングに適用してもよい。
さらにまた、クランパ（４月５）への不活性ガス又は還
元性ガスの吹きつけ法については第１図の実施例のほか
、クランパ（４）　（５）の熱によるワイヤ（２）の酸
化防止が可能であれば何れでもよいが、例えば第３図の
よ５にクランパ（４）（５）およびワイヤ（２）の走行
路に対して斜交する角度で吹きつけてもよい。
さらにまた第４図のようにクランパ（４）（５）を囲繞
するようにクランパ（４）（５）に環状の治具■Ｄを装
着し、この環状治具ＱＤの中心方向に向けてガスを吹き
出す構成にしてもよい。この場合にはガスをワイヤ（２
）に吹きつけない構成となる。また上記実施例では、ワ
イヤクランパを２個設けた例について説明したが、クラ
ンパの数は必要に応じて１個又は３個以上設けてもよい
。
〔発明の効果〕
以上説明したようにこの発明によれば、クランパのボン
ディング用卑金属ワイヤ走行部近傍を不活性ガス又は還
元性ガス流路にさらすので、ワイヤ走行時クランパでの
酸化が防止され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、強固なボンディングを行うこ
とができる効果がある。さらにボ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図の治具説明図で信）は正面図（→は側面
図、第３図および第４図は第１図のガス吹き付は法の他
の実施例説明図である。 １・・・スプール、　　２・・・ワイヤ、４．５・・・
クランパ、　　６・・・キャピラリ、１３　、１４　、
１５　、１６・・・治具〇第１図 第３図　　　　剪４１１０

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、上記クランパの少なく
    とも上記卑金属ワイヤとの対向部外囲器を不活性ガス又
    は窒素ガス又は還元性ガスの流路にさらすことを特徴と
    するワイヤボンディング方法。
  2. （２）上記クランパ外囲器を不活性又は窒素ガス又は還
    元性ガスの流路にさらす手段は、クランパの上下面から
    還状の不活性ガス又は窒素ガス又は還元性ガスを憤出し
    たもの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）上記クランパ外囲器への不活性ガス又は窒素ガス
    又は還元性ガスの流路にさらす手段は走行する卑金属ワ
    イヤが前記ガスの流路に入らないようにすることを特徴
    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
    方法。
JP59179244A 1984-08-30 1984-08-30 ワイヤボンデイング方法 Granted JPS6158247A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100303052B1 (ko) * 1996-02-08 2001-11-30 모리시타 요이찌 범프형성장치및방법
WO2008087922A1 (ja) * 2007-01-15 2008-07-24 Nippon Steel Materials Co., Ltd. ボンディングワイヤの接合構造及びその形成方法

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