JP2937954B2 - ワイヤボンディング装置 - Google Patents

ワイヤボンディング装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置等の電子
装置を製造するワイヤボンディグ装置に係り、特にリー
ドフレームの裏面が２００℃の加熱を伴うワイヤボンデ
ィングの際生じる酸化物を、不活性ガス噴出孔を設ける
ことにより生成を抑制させモールド処理をしてもクラッ
ク等が発生しない高信頼性電子装置を製造するのに有効
な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、リードフレームの裏面酸化防止と
して裏面上に酸化防止用被膜を設けたり、また例えば特
開昭６３−２６６８４６号公報に開示されているよう
に、押さえ具により表面側から押さえたリードフレーム
の裏面に不活性ガスを吹きつけていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら酸化防止
用被膜を設ける方法は２００℃の加熱処理を伴うワイヤ
ボンディングの際の酸化防止には有効ではなく、かつこ
の被膜を形成するために余分の工数を必要とする。
【０００４】一方、リードフレームの裏面に不活性ガス
を吹きつける方法は酸化防止に有効である。しかし従来
技術では、押さえ具によりリードフレームを表面（上
面）側から押さえていたから、裏面から吹き付ける不活
性ガスによりリードフレームの特にアイランド及びその
周辺のワイヤボンディングする箇所が浮いてしまう。
【０００５】これは従来のように上側からの押さえ手段
の場合は、リードフレームの周辺箇所を押さえることし
か出来ず、ワイヤボンディングするリードフレームの裏
面箇所をヒータプレートに密着させることが出来ないか
らである。
【０００６】このためにボンディング条件が変化し、ワ
イヤ接続不良等が発生してしまう。これは、リードフレ
ームの上記浮き上がりにより、ヒートアップしているリ
ードフレームを冷却してしまい熱圧着時の妨げになるか
らである。
【０００７】ワイヤボンディング装置において特にリー
ドフレームの裏面で２００℃の加熱処理を伴うワイヤボ
ンディングの際に生ずる酸化物がモールドの処理後、モ
ールド剤と銅との間に極めて剥がれ易い酸化物層が残存
してしまう。そのためアイランド裏面に溜った水分が蒸
気化して空穴ができ裏面モールド剤にふくれが発生しク
ラックを誘発してしまう。
【０００８】したがって本発明の目的は、上記従来技術
の問題を解決することにより、加熱処理を伴うワイヤボ
ンディングの際生ずる酸化物の生成を抑制し、高信頼性
電子装置を製造するのに有効なワイヤボンディング装置
を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、ヒータ
プレートに設けた複数の不活性ガス吹出孔より窒素ガス
等の不活性ガスを噴出させることによりリードフレーム
の裏面の酸化を防止し、更にバキューム孔を設けて前記
リードフレームを前記ヒータプレート等の下部部材に真
空吸着することにより前記リードフレームの浮きを抑え
るワイヤボンディング装置にある。ここで、前記ヒータ
プレートとヒータブロックとの間のバキューム路の所定
箇所に前記バキューム孔が前記ヒータプレートを貫通し
て設けられ、前記バキューム路の両側に複数の前記不活
性ガス吹出孔が配列していることができる。あるいは、
前記ヒータプレートに段付き窓枠を設け、前記段付き窓
枠に前記不活性ガス吹出孔となる細かい穴を多数形成し
た板部材をはめ込み、もしくは前記段付き窓枠に多孔質
の板部材をはめ込むことにより該板の該孔を前記不活性
ガス吹出孔とし、前記バキューム孔を前記板部材の中央
部を貫通して設けることができる。この場合、段付き窓
枠にはめ込む前記板部材がセラミック板であることがで
きる。
【００１０】このような本発明によれば、リードフレー
ムのアイランドの裏面をバキューム孔により吸着するこ
とができるから、リードフレームの必要な裏面箇所とな
るアイランド及びその周辺箇所の裏面をヒータプレート
等に密着固定することが出来、これにより不活性ガス吹
出し孔より吹出した不活性ガスによってワイヤボンディ
ング箇所が浮くことがなく良好なボンディングを可能に
する。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明について図面を参照して詳
細に説明する。
【００１２】図１は本発明の第１の実施の形態のワイヤ
ボンディング装置を示す側面図及び側断面図である。ま
た図２は図１の要部を拡大して示す図であり、（Ａ）は
平面図、（Ｂ）は（Ａ）の不活性ガス吹出孔、バキュー
ム孔および不活性ガスの通路を示す断面図である。
【００１３】まず図１を参照して、ボンディングヘッド
１２に結合するボンディングアーム１３の先端にキャピ
ラリー１９が取り付けられ、クランパアーム１５、ガイ
ド１６、クランパ１４のワイヤ供給機構によるワイヤ１
７がキャピラリー１９を通過して、放電電極１８により
先端にボールを形成してワイヤボンディングを行う機構
が図の上方に設けられている。
【００１４】図の下方には、ヒータ３が内蔵されたヒー
タブロック２上にヒータプレート１が設けられ、ガイド
２０により両側面部を支持され搬送されてきたリードフ
レーム２１のアイランド２３上に搭載されたペレット２
２の電極とリードフレームの内部リードとがヒータプレ
ート２で加熱された状態でワイヤボンディングされる。
【００１５】図１および図２を参照して、本実施の形態
では、ヒータプレート１の底部、すなわちヒータプレー
ト１とヒータブロック２との間には、不活性ガス用パイ
プ４から供給された窒素ガス等の不活性ガス６をヒータ
３により予熱して供給する供給路１０が形成され、この
供給路１０に接続する複数の不活性ガス吹出孔８の群が
ヒータプレート１を貫通して配列し、リードフレーム２
１の酸化を防止するための加熱された不活性ガス６を上
方に吹き出すようになっている。
【００１６】また不活性ガス６の吹き出しによるアイラ
ンド２３の浮きあがり防止として、バキューム孔９及び
バキューム用パイプ５に接続するバキューム路１１を設
け、バキューム（真空）７により真空吸引してアイラン
ドおよびその周辺のリードフレームのワイヤボンディン
グ箇所をヒータプレート１に密着固定する。
【００１７】図２（Ａ）に示すようにこの実施の形態で
は、一方向に延在するバキューム路１１の両側に複数の
不活性ガス吹出孔８が配列しているから、リードフレー
ムに配列するアイランドを、その両側から不活性ガスを
吹きつけながらヒータプレートに確実に真空吸着させる
こができる。
【００１８】図２を参照すると本実施の形態では、厚さ
５ｍｍのヒータプレート１にリードフレームのアイラン
ドを固定する直径１．０ｍｍのバキューム孔９及び酸化
を抑制させる直径０．８ｍｍの不活性ガス吹出孔８群が
あり、それぞれの供給路はヒータプレート１の裏面に溝
幅３ｍｍ、深さ１ｍｍの溝により形成される。
【００１９】このような構成によれば、ヒータ３の加熱
よりリードフレームの酸化を抑制するための不活性ガス
用パイプ４には不活性ガス６が供給され供給路１０を通
り不活性ガス吹出孔８からリードフレームアイランド裏
面に吹きつけられる。またこの時アイランドが不活性ガ
ス６による浮き防止のためバキューム用パイプ５よりバ
キューム孔９を通しアイランドをバキューム（真空）７
で真空吸引して固定する。
【００２０】次に本発明の第２の実施の形態について図
３を参照して説明する。この第２の実施の形態も図１と
同様のワイヤボンディング装置であるが、第１の実施の
形態の図２と異なる構成のみを図３に示してある。尚、
図３のおいて図１，図２と同一もしくは類似の箇所は同
じ符号を付してあるから、重複する説明はなるべく省略
する。
【００２１】図３において、ヒータプレート１に段付き
窓枠２５を設け、ここにリードフレーム酸化抑制用不活
性ガス（窒素ガス等）の不活性ガス吹出孔８となる細か
い穴８を多数形成した板部材２６、例えばセラミック板
をその上面がヒータプレート１の上面と一致するように
はめ込み、板部材２６の中央部を貫通するパイプの内面
積でバキューム孔９を構成している。この場合、板部材
２６は多孔質の板、例えば多孔質セラミック板を用い
て、この板を構成する多孔を不活性ガス吹出孔８とする
こともできる。
【００２２】この実施の形態では吹出し孔群８により不
活性ガスをアイランド裏面の隅々まで行き渡らせること
ができ酸化物の生成を抑制できる。また、アイランドは
板部材２６に真空吸着されるから、その温度が所定の値
となるようにヒータの電力を調節する。
【００２３】
【発明の効果】第１の効果は、加熱を伴うワイヤボンデ
ィングの際生じる酸化物によるモールド処理後のクラッ
ク発生を防止することが出来ることである。
【００２４】その理由は、アイランド裏面から不活性ガ
スを吹きつけ酸化物の生成を抑制させているからであ
る。
【００２５】第２の効果は、不活性ガスをアイランド裏
面から吹きつけても、アイランドが浮くことはなく安定
したボンディングができるようになる。
【００２６】その理由は、アイランド裏面をバキューム
で吸引し固定しているからである。更に不活性ガスはヒ
ータブロック内を通過するため予熱されリードフレーム
を冷却することなく吹きつけることができるからであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のワイヤボンディン
グ装置を示した図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の要部を拡大して示
した図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態の要部を拡大して示
した図である。
【符号の説明】
１ ヒータプレート ２ ヒータブロック ３ ヒータ ４ 不活性ガス用パイプ ５ バキューム用パイプ ６ 不活性ガス ７ バキューム（真空） ８ 不活性ガス吹出孔 ９ バキューム孔 １０ 供給路 １１ バキューム路 １２ ボンディングヘッド １３ ボンディングアーム １４ クランパ １５ クランパアーム １６ ガイド １７ ワイヤ １８ 放電電極 １９ キャピラリー ２０ ガイド ２１ リードフレーム ２２ ペレット ２３ アイランド ２５ 段付き窓枠 ２６ 板部材

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ヒータプレートに設けた複数の不活性ガ
    ス吹出孔より不活性ガスを噴出させることによりリード
    フレームの裏面の酸化を防止し、更にバキューム孔を設
    けて前記リードフレームを真空吸着することにより前記
    リードフレームの浮きを抑えることを特徴とするワイヤ
    ボンディング装置。
  2. 【請求項２】 前記ヒータプレートとヒータブロックと
    の間のバキューム路の所定箇所に前記バキューム孔が前
    記ヒータプレートを貫通して設けられ、前記バキューム
    路の両側に複数の前記不活性ガス吹出孔が配列している
    ことを特徴とする請求項１記載のワイヤボンディング装
    置。
  3. 【請求項３】 前記ヒータプレートに段付き窓枠を設
    け、前記段付き窓枠に前記不活性ガス吹出孔となる細か
    い穴を多数形成した板部材をはめ込み、前記バキューム
    孔を前記板の中央部を貫通して設けたことを特徴とする
    請求項１記載のワイヤボンディング装置。
  4. 【請求項４】 前記ヒータプレートに段付き窓枠を設
    け、前記段付き窓枠に多孔質の板部材をはめ込むことに
    より該板の該孔を前記不活性ガス吹出孔とし、前記バキ
    ューム孔を前記板の中央部を貫通して設けたことを特徴
    とする請求項１記載のワイヤボンディング装置。
  5. 【請求項５】 前記板部材はセラミック板であることを
    特徴とする請求項３又は請求項４記載のワイヤボンディ
    ング装置。
  6. 【請求項６】 前記不活性ガスは窒素ガスであることを
    特徴とする請求項１記載のワイヤボンディング装置。
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