JPS62210633A - 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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JPS62210633A
JPS62210633A JP61052455A JP5245586A JPS62210633A JP S62210633 A JPS62210633 A JP S62210633A JP 61052455 A JP61052455 A JP 61052455A JP 5245586 A JP5245586 A JP 5245586A JP S62210633 A JPS62210633 A JP S62210633A
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wire
bonding
heating
heated
capillary
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誠 北野
Sueo Kawai
末男 河合
Tetsuo Kumazawa
熊沢　鉄雄
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Hitachi Ltd
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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〕 本発明は半導体装置のワイヤボンディング技術に係り、
特にボンディングワイヤ（以下ワイヤと呼ぶ）と基板な
どの接触により発生する短絡を防止するのに好適なワイ
ヤボンディング装置に関する。
〔従来の技術〕
従来のワイヤの短絡を防止する技術としては、特開昭５
５−１２１６７号、実開昭６０−９９５３６号などに記
載のように、パッケージの構造に対応してワイヤ径を選
定する方法が知られている。
また前記とは異なるワイヤの短絡を防止する技術として
は、特開昭５６−２４９５８号、特開昭５７−９３５３
８号などに記載のように短絡の生じる部分に絶縁物を設
ける方法がある６ さらに公知の技術としては、素子と外部リードの段差を
少なくして、ワイヤと素子の短絡を防止する方法もある
。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記従来技術においては、ワイヤと他の構成部材とのシ
ョートは防止できるが、ワイヤ径に制約を加えたり、生
産工程数が増加したり、素子の大形化を妨げる等の問題
点があった。
本発明の目的は、従来技術の欠点を解決してワイヤの短
絡を防止することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的は、ワイヤを一方から他方に配線する間、また
はボンディングが完了した後に、ワイヤの一部をボンデ
ィング操作時にワイヤ素材の再結晶開始温度以上に加熱
することにより達成される。
〔作用〕
キャピラリにより半導体素子にボンディングされたワイ
ヤは、キャピラリの移動によりリード側のボンディング
近傍に運ばれる。このときワイヤーの一部分は加熱装置
により加熱される。このワイヤへの加熱によってワイヤ
は変形が可能になるので、ワイヤは半導体基板には接触
することなく短絡を防止できる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。
以下の各図において、同一符号を付した部分は同一の構
成部分を示す。
第１図は本発明の一実施例を示すものである。
１は半導体基板で、この半導体基板１上には半導体素子
２と外部リード３が載置されており、これら素子２とリ
ード３はワイヤ（金属細り４により電気的に接続されて
いる。５はワイヤ４をボンディングするキャピラリで、
このキャピラリ５の内部にはワイヤ４が伸縮可能に挿入
されている。
７はファイバホルダ８に保持される光ファイバで、この
光フアイバ７内にはレーザ光や赤外線などの加熱光線９
が通っており、この加熱光線９によってワイヤ４の一部
がボンディング作業時に加熱される。この光ファイバ７
はキャピラリ５にキャピラリホルダ６を介して支持され
ている。前記光ファイバ７および加熱光線を加熱装置と
する。
次に本発明のボンディング装置の動作について説明する
。
半導体素子２の第１のボンディング点４ａでボンディン
グされたワイヤ４は、キャピラリ５の移動によりリード
２の第２ボンディング点近傍まで運ばれる。このとき、
ワイヤ４の４ｄの部分が加熱装置の光ファイバ７を通っ
て来たレーザじ己などの加熱光線９により瞬時に加熱さ
れる。このため、後述する手段により、ワイヤの４ｄの
部分は曲がりやすくなるので、ワイヤ４は素子２に勉れ
ることはなく、ワイヤによる短絡が防げる。このとき加
熱光線９が照射される時間は、キャピラリ５の位置と同
期されであるので、ワイヤ４のボンディングの作業毎に
、ワイヤの一部の任意の位置に照射して加熱することが
できる。
次にワイヤ４を変形しやすくするための手段について説
明する。
ボンディングワイヤ４をワイヤ素材の再結晶開始温度以
上（約２５０℃以上）融点以下の温度に加熱すると、ワ
イヤ４の線引き加工による微細な結晶が再結晶して疎大
化するので、降伏応力が低下する。
第４図は、Ａｕ材のワイヤを所定の温度に加熱した後に
、室温で引張試験を行い、降伏応力を測定した結果であ
る。この図かられかるように、２５０℃以以上に加熱す
ると、ワイヤ素材は再結晶するので、降伏応力が急激に
低下する。
従って、ボンディングワイヤの一部を加熱すると、加熱
した部分だけ降伏応力が低下するので変形しやすくなり
、ワイヤ形状を自由に変えることができる。
第５ＶＡに示すように、ワイヤの４ｄの部分を加熱して
曲がりやすくすると、ワイヤを素子に押し付けるモーメ
ントが小さくなるので、ワイヤ４は素子２に触れず、短
絡を防止することができる。
ちなみに、従来技術の如くワイヤ４を加熱しない状態で
素子２からリード３にボンディングした状態を第６図に
示す。
図のように、第１ボンディング点４ａと第２ボンディン
グ点４ｂに段差がある場合、ワイヤ４は素子１のコーナ
４Ｃで短絡しやすい。この原因は。
第２ボンディング点４ｂの手順のワイヤ４ｄが曲がりに
くく、ワイヤ４を素子１に押し付けるモーメントが生じ
ることにある。
ところで、ワイヤの熱容量が大きいかまたは加熱光線の
出力が小さく、ワイヤを瞬時に所定の温度まで加熱する
のが困芝な場合は、ボンディング作業を高温雰囲気で行
うか、または加熱光線の出力を加減して、ワイヤを常時
ある温度に保てばよい。例えば第４図に示した特性のワ
イヤを用いる場合は、ワイヤを２００℃程度に加熱して
おき。
第１図の状態でワイヤ４ｄを２５０℃に加熱する。
また、加熱光線９の光束の直径がワイヤ径より大きい場
合には、光ファイバ７の先端を凸レンズ状に加工し、ワ
イヤの位置と加熱光ｌｓ９の焦点の位置を一致させるこ
とにより、加熱能力の向上と加熱光線９が他の部分に照
射することを防ぐことができる。
第２図は本発明の他の実施例を示すものである。
本実施例では、加熱光源１ｏをキャピラリ５から離して
設け、加熱光、ｉＩ９の照射方向と照射時間をキャピラ
リ５の位置と同期させる。加熱光線９はレンズで絞られ
、照点の位置はワイヤの４ｄの位置と一致させる。
前記各実施例では、ワイヤボンディング作業の第１ボン
デイングと第２ボンディング作業の間にワイヤを加熱し
ているが、従来技術でボンディング作業が完了した後に
、加熱光線９をワイヤの所定の位置に照射し、加熱して
もよい。
第３図は、本発明のさらに他の実施例を示すものである
。本実施例では、キャピラリ５に取り付けたヒーター１
１でキャピラリ５を加熱し、キャピラリ５からワイヤ４
に熱を伝え、ワイヤ４を加熱するようにしたものである
。ヒーター１１の加熱時間は、前記実施例の場合と同様
に、キャピラリ５の位置と同期させる。このときヒータ
ー１１は、キャピラリ５に抵抗線等を巻き付けるか、ま
たはキャピラリ５に電極をとりつけてヒータ電線１２に
より電流を流し、ヒーターとしてもよい。
上記のように、ワイヤ４の一部分を再結晶開始温度以上
に加熱すると、ワイヤ４の形状はボンディング作業時に
変形可能になるので、ワイヤが基板に接触することによ
り発生する短絡を防止することができる。
〔発明の効果〕 本発明によれば、ワイヤの一部を再結晶開始温度以上に
加熱することにより、ボンディングワイヤの形状をボン
ディング作業時に自由に変形可能としたので、ワイヤの
短絡をワイヤ径に制約を加えたり、生産工数を増加させ
ることなく確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明のワイヤボンディング装置の一実施例を
示す側面図、第２図は本発明の他の実施例を示す側面図
、第３図は本発明のさらに他の実施例を示す側面図、第
４図は本発明におけろワイヤの加熱温度と降伏応力の関
係を実験的に測定した結果を示す図、第５図は本発明の
ワイヤボンディング装置によりボンディングを行ったと
きのワイヤ形状を説明するための図、第６図は従来技術
によりワイヤボンディングを行ったときのワイヤ形状を
説明するための図である。 １・・・半導体素子、２・・・リード、３・・・半導体
基板、４・・・ワイヤ、４ａ・・・第１ボンディング点
、４ｂ・・・第２ボンデイング点、４ｃ・・・ワイヤの
短絡発生点、４ｄ、４ｅ・・・ワイヤの短絡を起こす曲
げモーメントを生じるワイヤの一部分、５・・・キャピ
ラリ、６第１図 ｑ−一一加熱尤牒 Ｙ　Ｚ　図 ＶＪ　　ｊ　図 ／Ｉ−−−１ニーター　　　　　ＩＺ−−−ヒーター電
聯にｆＪ４図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、半導体装置の半導体素子の電極と外部リードをキャ
    ピラリにより金属細線で電気的に接続するワイヤボンデ
    ィング装置において、前記キャピラリによりワイヤボン
    ディング作業時に、ワイヤの一部を加熱するための加熱
    装置を設けたことを特徴とするワイヤボンディング装置
    。 ２、前記ワイヤへの加熱は、ワイヤを一方から他方へボ
    ンディングする間に施すようにした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、前記キャピラリの位置と加熱装置の作動時間を同期
    させ、所定の時間にワイヤが加熱されるようにしたこと
    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。 ４、前記加熱装置は、光ファイバーとレーザ光から構成
    した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。
JP61052455A 1986-03-12 1986-03-12 ワイヤボンデイング装置 Pending JPS62210633A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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