JPS645888Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の技術分野〕 本考案は、例えばアルミニウム、銅などのワイ
ヤのボンデイングに好適するワイヤボンデイング
装置に関する。

〔考案の技術的背景とその問題点〕

たとえばキヤピラリに通されたワイヤの先端に
ボールを作り、このボールを被接合部材である
ICペレツトの金属膜に圧着させる、いわゆるボ
ールボンデイングにおいては、上記ワイヤに電気
トーチでボールを作るので、このボールが高温度
に加熱されることになり、また上記ボールが金属
膜に付着しやすいようにするため、この金属膜も
予め高温度に加熱するようにしている。このよう
なボールボンデイングにおいて上記ワイヤがアル
ミニウム又は銅であると、これらは高温度に加熱
されることにより酸化し、接合性が低下してしま
う。そこで、ワイヤがアルミニウム又は銅の場合
には、上記ボールと金属膜とを不活性ガスでシー
ルドし、これらが酸化するのを防止するようにし
ている。ところで従来においては上記不活性ガス
として、その温度が常温に近いものを用いてい
る。このような不活性ガスを用いた場合、形成さ
れたワイヤのボールの表面が急激に冷却され表面
温度が低下して硬化し、接合加圧によるボールの
変形が困難となつてペレツトの金属膜に衝撃を与
え、クラツクなどの損傷を与える欠点がある。の
みならず、ワイヤのボールと金属膜とに向けて不
活性ガスを一方向から噴射させると、不活性ガス
の圧力により、電気トーチで形成されたボールが
軸心に対して偏心してしまいボールの位置ずれが
発生し、ワイヤボンデイングを確実に行うことが
できない問題があつた。

〔考案の目的〕

本考案は、上記事情を勘案してなされたもの
で、ワイヤ先端に形成されたボールの酸化防止用
不活性ガスによる冷却硬化を防止して、確実にワ
イヤボンデイングできるワイヤボンデイング装置
を提供することを目的とする。

〔考案の概要〕

ワイヤ及び被接合部材に対して、高温に加熱さ
れた不活性ガスを噴出させ、ワイヤ先端に形成さ
れたボール温度の急冷硬化を防止して、被接合部
材の損傷なく、良好な圧着性をもつて確実にワイ
ヤボンデイングするようにしたものである。

〔考案の実施例〕

以下、本考案を図面を参照して、実施例に基づ
いて詳述する。

第１図及至第３図は本実施例のワイヤボンデイ
ング装置を示している。この装置の本体１の前面
からは、先端にキヤピラリ２が設けられた超音波
ホーン３及びこの超音波ホーン３の上方からクラ
ンパ４が突出している。さらに、クランパ４の上
方からはアルミニウム製のワイヤ５が導出され、
このワイヤ５はクランパ４を介して上記キヤピラ
リ２に挿通されている。上記超音波ホーン３は本
体１に内蔵された図示せぬ駆動源によつて上下方
向に揺動駆動されるようになつている。またキヤ
ピラリ２の下端には図示せぬヒータ台６が対応し
て配置され、このヒータ台６上には接合部材とし
てのICペレツト７が供給されるようになつてい
る。キヤピラリ２から突出したワイヤ５の先端に
図示せぬ電気トーチでボール８が形成され、この
ボール８が超音波ホーン３の揺動により、上記ヒ
ータ台６上で加熱されたICペレツト７のアルミ
ニウム製の金属膜９に圧着されるようになつてい
る。また、超音波３とヒータ台６との間には、環
状の吹出体１０が上記ワイヤ５と同軸、すなわち
その中心部に上記ワイヤ５が通された状態で配置
されている。（第３図参照）この吹出体１０は、
パイプ材により形成されて、第２図に示すよう
に、パイプ材の内側である内周面には第１の噴出
孔１１…、ICペレツト７に対向する下面には第
２の噴出孔１２…が、それぞれ周方向に沿つて等
間隔で複数個穿設されている。また、吹出体１０
の外周面には導管１３が一端を接続して設けら
れ、この導管１３の他端は、例えば窒素、アルゴ
ン等の不活性ガスを200℃〜400℃程度に加熱して
吹出体１０に供給する熱風源１４に接続されてい
る。

つぎに、このように構成に構成された本実施例
のワイヤボンデイング装置の作動について説明す
る。熱風源１４からは、200℃〜400℃の高温に加
熱された不活性ガス（不活性ガスの温度は、ボー
ル８の融点以上であつてはならない。）が吹出体
１０に供給される。すると、吹出体１０の第２の
吹出孔１２…から、第３図矢印１５方向すなわち
ICペレツト７に向つて不活性ガスが噴出される。
同時に、第２の噴出孔１１…からも、高温に加熱
された不活性ガスが第３図矢印１６方向すなわち
吹出体１０の径方向に噴出される。その結果、不
活性ガスにより吹出体１０の下方の空間がシール
ドされるとともに、吹出体１０の径方向の面がシ
ールドされて、吹出体１０の上方から下方へ空気
が巻き込まれるのが防止される。そして、吹出体
１０の下側の完全にシールドされた空間内におい
てワイヤ５の先端にボール８が形成され、このボ
ール８が加熱されたICペレツト７の金属膜９に
圧着されることになるので、ワイヤ５がアルミニ
ウム製であつても酸化されることがなく、良好な
圧着性を得ることができる。しかも、不活性ガス
は高温に加熱されているので、電気トーチにより
溶融形成されたボール８は、吹き付けられた不活
性ガスの温度で擬固する。したがつて、ボール８
が急激に冷却されることなく、ボール８の温度
は、ほとんど不活性ガスの温度付近に保持され
る。その結果、ボール８が極度に硬化せずして、
常温下にあるボール８に比べて軟らかであるので
金属膜９やICペレツト本体にクラツクなどの損
傷を与えることがなく、確実にボール８を金属膜
９に圧着することができる。さらに、本実施例に
おいては、第２の噴出孔１２…から噴出される不
活性ガスはワイヤ５の軸線と平行に流れるので、
ワイヤ５の先端に形成されたボール８が横方向の
力を受けることがない。したがつて、ボール８は
ワイヤ５の軸線からずれることがないので、超音
波ホーン３の揺動によりワイヤ５のボール８を金
属膜９の所定位置に確実に圧着することができ
る。第４図は本考案の他の実施例を示すものであ
る（この図において、上記実施例と同一部分には
同一記号を符してある）。ボール８を対称中心と
した対称位置に先端開口部がノズル状となつてい
る２本の管状の吹出体１７，１７が配設されてい
る。これら吹出体１７，１７の開口部は不活性ガ
スを第４図矢印１８方向すなわち、ワイヤ５先端
に形成されたボール８と金属膜９に噴出して、こ
れらの酸化を防止するような位置に設定されてい
る。第５図は吹出体１７の断面図である。この吹
出体１７は耐火性の例えばガラスなどの管体１９
からなり、一端部はノズル部２０となつている。
管体１９の他端部は、耐火性の円環状の支持体２
１により不活性気体を管体１９に案内する導管２
２が、管体１９と同軸に連結されている。管体１
９中にはコイル状の電熱線２３が内蔵されてい
る。この電熱線２３は、導管２２から供給された
不活性ガスを200℃〜400℃に加熱するためのもの
で、管体１９からは離間して設置されている温度
調節器２４に電気的に接続されている。また、ノ
ズル部２０の開口周縁部には、例えば熱電対、サ
ーミスタ等の温度センサ２５が取付けられてい
る。しかして、第５図矢印２６方向に案内されて
きたアルゴンガス窒素ガス等の不活性ガスは、管
体１９を通過ると、高温に加熱される。そして、
ノズル部２０からは第４図矢印１８方向に高温の
不活性ガスが噴出する。このときの不活性ガスの
温度は、温度センサ２５を介して温度調節器２４
にて検出され、あらかじめ設定された温度になる
ように、電熱線２３への給電調整がなされる。こ
の実施例においても、前記実施例と同様に、吹出
体１７，１７から噴出された不活性ガスにより、
ボール８と金属膜９とは、酸化から防止されると
ともに、ボール８の温度を高温に維持したまま圧
着することができるので、確実かつ強固にボール
８を金属膜９に圧着することができる。しかも、
吹出体１７，１７は、ボール８をはさんで互に対
称位置に配設されているので、ボール８がワイヤ
５の軸線からずれることがなく、所定位置に確実
に圧着することがきる。さらに、吹出体１７，１
７から噴出される不活性ガスの温度は、ワイヤボ
ンデイング条件に応じて調整自在であることも圧
着性向上に寄与する。なお、上記実施例において
はワイヤ５は、アルミニウム製であるが、銅その
他の酸化されやすい金属であつても本考案を適用
することができる。また、最初の実施例における
吹出体１０をキヤピラリ２と同軸に配設するとと
もに、この吹出体１０に接続された導管１３を連
結具２７により超音波ホーン３に連結し、吹出体
１０と超音波ホーン３とを一体的としてもよい。
（第６図参照）この場合は、超音波ホーン３と吹
出体１０とが一体的に動くのでこの吹出体１０か
ら噴出される不活性ガスによるシールを確実に行
うことができる。のみならず、吹出体１０をキヤ
ピラリ２と同軸に配設するとともに、この吹出体
１０を図示せぬ支持体に取り付け、超音波ホーン
３の揺動と同期して上下動させるようにしてもよ
い。さらに、２番目の実施例においては、温度セ
ンサ２５を管体１９のノズル部２０の開口部に取
付けているが、第７図に示すように、管体１９の
内部空間中央部に配設してもよい。さらにまた、
不活性ガス中に水素ガスを混入してもよく、この
場合、ボール８及び金属膜９に酸化膜が形成され
ても、還元除去され圧着性が極めて向上する。さ
らに、本考案は、ワイヤ５が金製の場合にも適用
でき、上述した実施例と、同様の効果を奏する。
ただ、この場合、ボーが金であるので不活性ガス
でなく高温（ただし、金の融点以下）に加熱され
た空気を用いてもよい。

〔考案の効果〕

本考案のワイヤボンデイング装置は、高温に加
熱された酸化防止用の不活性ガスをワイヤ先端の
ボールを含む被接合部位に噴出させ、溶融形成さ
れたばかりのボールが急冷して硬化するのを防止
するようにしたので、被接合部位を損傷すること
なく、良好な圧着性をもつて確実にワイヤボンデ
イングできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例のワイヤボンデイン
グ装置の側面図、第２図は同じく吹出体の断面
図、第３図は同じく超音波ホーン先端部分の斜視
図、第４図は本考案の他の実施例のワイヤボンデ
イング装置の超音波ホーン先端部分の斜視図、第
５図は同じく吹出体の構造を示す断面図、第６図
は第１図のワイヤボンデイング装置の変形例を示
す側面図、第７図は第５図に示す吹出体の変形例
を示す断面図である。 ２……キヤピラリ、５……ワイヤ、８……ボー
ル、９……金属膜（被接合部材）、１０，１７…
…吹出体、１２……噴出孔（第２の）。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) キヤピラリに通されたワイヤの先端部にボー
   ルを形成し、このボールを被接合部材に圧着さ
   せるワイヤボンデイング装置において、上記ボ
   ールに対して高温ガスを噴出させる吹出体を設
   けたことを特徴とするワイヤボンデイング装
   置。 (2) 吹出体は環状に形成されてワイヤと同軸に配
   設され、上記吹出体の被接合部材に対向する部
   位に高温ガスを噴出させる複数の噴出孔が穿設
   されていることを特徴とする実用新案登録請求
   の範囲第１項記載のワイヤボンデイング装置。 (3) 吹出体は先端がボールに向つて高温ガスを噴
   出するノズルに形成された管体であることを特
   徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記載の
   ワイヤボンデイング装置。 (4) 吹出体はボールを中心に複数個等配されてい
   ることを特徴とする実用新案登録請求の範囲第
   ３項記載のワイヤボンデイング装置。 (5) 高温ガスは不活性ガスであることを特徴とす
   る実用新案登録請求の範囲第１項ないし第４項
   のいずれかに記載のワイヤボンデイング装置。 (6) 高温ガスの温度はボールの融点以下であるこ
   とを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項
   ないし第４項のいずれかに記載のワイヤボンデ
   イング装置。