JPS6355946A - ワイヤボンダにおけるボ−ル形成方法 - Google Patents

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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、ワイヤボンダにおいてワイヤにボールを形成
する方法に関する。

（従来の技術） 半導体装置の製造工程において、半導体ペレットの電極
と、対応する外部リードのボンディング点とを金線より
成るワイヤで接続するワイヤボンディングが行なわれる
。一般的な工程を説明すると、まずキャピラリにワイヤ
を挿通し、ワイヤの先端を放電電極に対向させて両者間
に放電を生じせしめ、この放電によりワイヤを溶融して
その先端にボールを形成する。次にキャピラリを半導体
ペレットの電極に移動させ、ボールを押しつぶしながら
ワイヤの一端をボンディングする。そしてキャピラリを
外部リードのボンディング点に移動させ、ワイヤ途中を
ホンディング後、ワイＡ７をカットし、■度ワイヤ先端
に上記方法でボールを形成する。

また最近は、ワイヤとして高価な金線に代わり、安価な
銅線やアルミニウム線が用いられてきている。ところが
このような銅線やアルミニウム線において、金線と同様
に放電によりボールを形成しようとすると、酸化が問題
となる。

このため例えば特開昭５９−９４８３８号公報に記載の
技術のように、ワイヤ先端と放電電極との間の雰囲気を
不活性ガス雰囲気に保つことが公知である。

（発明が解決しようとする問題点） ところがこのガス流が冷却作用として働いてしまうため
、これを考慮に入れ、ワイＡ７には大電流を流す必要が
おり安全上問題となっていた。これは例えばワイヤ直径
４０ミクロン以上の場合、１００ミリアンペア以上もの
大電流が必要で、作業者が過ってワイヤに触れてしまっ
た場合致命傷ともなりかねない。

なおボール形成に水素トーチを使用することも周知であ
るが、この場合、高温を得るため酸素と水素との混合比
を最適になるように設定するのが困難で多大な時間を要
し、またボンベを有するため装置が大がかりになりがち
であった。さらに通常、ノズルから水素炎を形成し続け
、このノズルをワイヤに向けて首（辰り状態としている
ため、炎がふらつき、正常なボールを形成することがで
きなかった。

そこで本発明は上記した欠点をすべて除去するために成
されたもので、ワイヤに電流を流すことなく正常なボー
ルを形成することができ、非常に安全性が高く、かつ装
置を大型化することなく、しかも面倒な温度調整を必要
としないボール形成方法を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 上記した目的を達成するため本発明においては、少なく
とも一対の電極間における放電によりプラズマを形成し
、このプラズマをガス流によりプラズマ流とし、このプ
ラズマ流をワイヤの所定箇所に導くことにより、この所
定箇所にボールを形成することを特徴とする。

（実施例） 以下本発明の一実施例につき、図面を参照しながら説明
する。第１図は本発明を実施するために用いられるワイ
ヤボンダの第１の実施例の部分断面正面図を示す。図に
おいて、１はセラミック等の高熱に耐え１ｑる材料より
成るキャピラリ、２はキャピラリ１に挿通されたアルミ
ニウム線より成るワイヤ、３は軸方向にアルゴン等の不
活性ガスの通路４を有するノズルで、そのノズル口３ａ
はワイヤ２の先端に向けられている。このノズル３には
、通路４を挟んで１対の電極５．６が対向するように取
着される。この取着方法は、図示のような接着剤７によ
っても、また図示は省略するが、カシメによる固定でも
よい。そして一方の電極５はプラズマ発生電源８に接続
されるとともに、他方の電極６は適宜アース９される。

ざらに、ノズル３のノズル口３ａとは反対側端より不活
性ガスが通路４に導入されるとともに、この不活性ガス
は、ノズル口３ａから吹き出されるようになっている。

さて上記構成にあけるワイヤボンダにおいて、ワイヤ２
の先端にボール２ａを形成するには次のように行なう。

まずキャピラリ１に挿通されたワイＡ７２の先端をノズ
ル３のノズル口３ａに対向ざぜる。次にプラズマ発生電
源８により電極５．６間に放電を生じせしめ、プラズマ
を形成する。そして通路４に不活性ガスを導入する。こ
うすることで、電極５．６間に形成されたプラズマは、
ノズル口３ａから加熱された不活性ガスと共にプラズマ
流となってワイヤ２の先端に至り、ワイヤ先端を溶融し
てボール２ａを形成する。その後はこのボール２ａを用
いて、前記したようにワイヤボンディングが行なわれる
こととなる。

このように上記第１の実施例によれば、ワイＸ７２には
何ら電流を流さずにボール２ａを形成することが可能と
なる。また不活性ガスがノズル口３ａから吹き出される
時には既にそれ自体高温となっているため不活性ガスに
よる冷却作用をまったく防ぐことができる。ざらに不活
性ガスがワイＡ７に吹き付けられながらボール２ａを形
成するようにしたので、ボール形成時の酸化問題を解消
することも可能である。加えて、プラズマ発生電源８を
ＯＦＦにすればプラズマはすぐに消失するので、ワイヤ
の溶融時間管理が容易に行なえ、しかもプラズマ解消後
は、形成されたボールに不活性ガスだけが吹き付けられ
ることとなるので、ボール形成後の酸化も防げる。また
ワイヤ２を溶融させる時の温度は、通路に流すガスの種
類や流量を変えたり、予熱されたガスを流すなどして容
易に調整することも可能でおる。

第２図は第２の実施例の部分断面正面図を示しており、
第１図とほとんど同じであるが、放電回路が閉回路にな
っている点が異なる。すなわち電極５．６間における放
電時、電極５．６、導線１Ｑａ、１０ｂ、プラズマ発生
電源８とにより閉回路が構成される。

この第２の実施例によれば第１の実施例の有する効果に
加え、ノズル３、電極５．６等から成る放電部分だけを
１ユニツトとして構成できる利点がおる。すなわち従来
はワイヤ２自体に電流を流すことが必要なため、放電部
分はワイヤボンダに一体として組込まなければならなか
ったのに対し、本実施例ではその必要性がないというこ
とである。

このため、保守、点検がワイヤボンダとは別体として切
り放して容易に行なえる。

なお上記２つの実施例においては、ワイヤ２の先端にボ
ール２ａを形成する例で説明したが、第３図に示される
ように、ワイヤの途中を溶断してボールを形成する場合
、例えば特開昭６０−３９８３９号公報に記載あるが、
この場合においても適用できることは勿論である。

またガスは不活性ガスを用いて酸化を防止するようにし
たが、窒素ガスや還元性ガスでもよく、ざらにワイヤと
して金線を用いる場合は単にエアーでもかまわない。

さらにノズル３の位置をワイヤに対し側方としたが、ワ
イヤの軸線方向としてもよい。

［発明の効果コ 本発明によるワイヤボンダにおけるボール形成方法によ
れば、ボールを形成するに際し、ワイヤ自体には何ら電
流を流さずに行なうことができるので安全上すぐれた効
果を有する。またプラズマ流を発生させたり、中止させ
たりすることが容易に制御できるので、その時間調整に
より最良のボールを形成することができる。さらに電極
間に形成されたプラズマを不活性ガスや窒素ガス或いは
還元性ガスを用いてワイヤに導くようにすれば、ボール
形成時の酸化も防ぐこともできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するために用いられるワイヤボン
ダの第１の実施例の部分断面正面図、第２図は第２の実
施例の部分断面正面図、第３図は他のポンディング方法
の概略正面図を各々示す。 １・・・キャピラリ、２・・・ワイヤ、３−・・ノズル
、３ａ・・・ノズル口、５．６・・・電極、８・・・プ
ラズマ発生電源。 特許出願人　　　東芝精機株式会社 第１図 −″９

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも一対の電極間における放電によりプラ
   ズマを形成し、このプラズマをガス流によりプラズマ流
   とし、このプラズマ流をワイヤの所定箇所に導くことに
   より、この所定箇所にボールを形成することを特徴とす
   るワイヤボンダにおけるボール形成方法。
2. （２）ワイヤの所定箇所とは、ワイヤの先端であること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のワイヤボンダ
   におけるボール形成方法。
3. （３）ガスは不活性ガスまたは窒素ガス或いは還元性ガ
   スであることを特徴とする特許請求の範囲第１項または
   第２項記載のワイヤボンダにおけるボール形成方法。