JP3566156B2 - ピン状ワイヤ等の形成方法 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ピン状ワイヤ又はバンプの形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ピン状ワイヤとバンプとは、一般に、電子回路素子等の電極パッド上にボンディングされたボール上に残っているワイヤの有無又はワイヤの長短によって区別しているが、その区別は厳密ではない。ここでは、前記ワイヤの長さが例えば１００〜５００μｍのように長いものを一般にピン状ワイヤと呼び、それより短いものをバンプと呼んでいる。
【０００３】
従来、ピン状ワイヤ又はバンプの形成方法として、例えば特開平１０−１３５２２０号公報が挙げられる。前記公知文献は、バンプ形成方法となっているが、電子回路素子等の電極パッドにボンディングされたボール上にある程度の長さを有するワイヤが形成されているので、ピン状ワイヤ形成方法と見ることもできる。
【０００４】
前記公知文献は、キャピラリに挿通されたワイヤの先端にボールを形成し、前記ボールをキャピラリを用いて電子回路素子等の電極パッドにボンディングし、キャピラリを一定量上昇させ、ワイヤをキャピラリの下端にて、かつボールから充分に離れた位置で、次に述べる方法で切断し、ピン状ワイヤ又はバンプを形成している。
【０００５】
前記ワイヤ切断方法として、次のような方法が開示されている。
第１の方法は、キャピラリの側面に付設された放電電極により、ワイヤのキャピラリ孔先端部分に放電させてワイヤ切断を行う。
第２の方法は、キャピラリの下端側方に配設されたレーザ手段により、ワイヤのキャピラリ孔先端部分にレーザ光を照射してワイヤ切断を行う。
第３の方法は、キャピラリの先端側方に配設されたエアノズルにより、ワイヤのキャピラリ孔先端部分にエアを吹き付けてワイヤ切断を行う。
第４の方法は、キャピラリをワイヤの締め付けとその解除を可能とした複数のチャック片とするか、或いは先端部のみをチャック部とし、ワイヤのキャピラリ孔先端部分にキャピラリのエッジによって傷を付け、ワイヤに引っ張り力を加えてワイヤ切断を行う。
第５の方法は、キャピラリの側方にカッターを配設し、ワイヤのキャピラリ孔先端部分にカッターを押し付けてワイヤ切断を行う。
第６の方法は、キャピラリに挿通されるワイヤに予め切り込みやプレス溝等による歪み部分を長手方向に等間隔に形成しておき、ワイヤに引っ張り力を加えてワイヤ切断を行う。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記第１の方法は、ワイヤのキャピラリ孔先端部分に放電させてワイヤ切断を行うので、放電によってワイヤが溶けてキャピラリ孔に盛り上がり、キャピラリ孔詰まりが発生するという問題がある。
【０００７】
前記第２、第３及び第５の方法は、電極パッドにボンディングされたボールと上昇状態のキャピラリ間の例えば５００μｍ以下の短い長さのワイヤ部分にレーザ光を照射するレーザ手段、エアを吹き付けるエアノズル、ワイヤを切断するカッター等を配設することは困難であり、ボールとキャピラリ間のワイヤ長さがある程度の長さを有しないと実現できない。また電子回路素子等に密集して多数のピン状ワイヤ又はバンプが形成されている場合、ピン状ワイヤ又はバンプにレーザ手段、エアノズル、カッター等の切断手段が接触するので、これらの切断手段を配設できない。
【０００８】
前記第４の方法は、キャピラリを開閉自在なチャック片又はチャック部としている。しかし、この方法は、超音波ボンディングをする場合には、キャピラリの構造はボンダビリティに影響するので、チャック構造に形成することは困難であり、実用的ではない。
【０００９】
前記第６の方法は、ワイヤの製造工程で予めワイヤに等間隔に歪み部分を形成しておく必要があるので、ワイヤの製造工程が増え、材料費がコスト高になる。またワイヤの直径は、一般に２０〜５０μｍと非常に細く、またワイヤが巻回されたスプールとキャピラリ間のワイヤ部分にはバックテンションが掛けられているので、このバックテンションによりスプールとキャピラリ間に存在するワイヤの任意の歪み部分が捩れ、歪み等によって切断する恐れがある。またボンディングされたボールより上方のワイヤ長さが限定される。
【００１０】
本発明の課題は、電子回路素子等にボンディングされたボールより上方のワイヤ長さを任意に設定でき、またコスト高になることもないと共に、ピン状ワイヤの長さが一定となり、安定した一定量の長さのピン状ワイヤ等の形成方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明の手段は、キャピラリと共に上下動する第１ワイヤクランパと上下動しない第２ワイヤクランパを有するワイヤボンディング装置を用い、第２ワイヤクランパ及び第１ワイヤクランパを通してキャピラリにワイヤが挿通され、前記第２ワイヤクランパを開き、前記第１ワイヤクランパを閉じた状態で、キャピラリに挿通されたワイヤの先端にボールを形成した後、前記第１ワイヤクランパを開き、前記ワイヤに掛けられているバックテンションの作用によってボールがキャピラリの下端に当接し、次にキャピラリ及び第１ワイヤクランパを下降させ、続いて第２ワイヤクランパを閉じてからキャピラリ及び第１ワイヤクランパを上昇させてキャピラリの下端よりワイヤを延在させ、次に第１ワイヤクランパを閉じ、第２ワイヤクランパを開いた状態でワイヤボンディング装置に設けた傷付け手段によって前記ボールと前記キャピラリ間のワイヤ部分に傷を付け、続いて第１ワイヤクランパを開いてキャピラリ及び第１ワイヤクランパを下降させて、前記ボールを前記キャピラリを用いて電子回路素子等の電極パッドにボンディングし、次にキャピラリ及び第１ワイヤクランパを上昇させ、この上昇途中で第１ワイヤクランパを閉じてワイヤを上方に引っ張って前記傷部分よりワイヤを切断してピン状ワイヤ等を形成することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態を図１により説明する。図１（ａ）に示すように、ワイヤ１は、第２ワイヤクランパ２及び第１ワイヤクランパ３を通してキャピラリ４にワイヤ１が挿通され、キャピラリ４の下端より延在している。この状態においては、第２ワイヤクランパ２が開き、第１ワイヤクランパ３が閉じた状態にある。ここで、第２ワイヤクランパ２は上下動しなく、第１ワイヤクランパ３はキャピラリ４と共に上下動するようになっている。この状態で同図（ｂ）に示すように、ワイヤ１の先端に電気トーチ５による放電によってボール１ａを作る。その後、電気トーチ５は矢印方向へ移動する。
【００１４】
次に同図（ｃ）に示すように、第１ワイヤクランパ３が開く。これにより、ワイヤ１に掛けられているバックテンションの作用によってボール１ａがキャピラリ４の下端に当接する。続いて同図（ｄ）に示すように、キャピラリ４及び第１ワイヤクランパ３が長さＬ１だけ下降する。次に同図（ｅ）に示すように、第２ワイヤクランパ２が閉じ、キャピラリ４及び第１ワイヤクランパ３が元の位置に上昇、即ち長さＬ１だけ上昇する。これにより、キャピラリ４の下端からワイヤ１が長さＬ１だけ延在する。
【００１５】
次に同図（ｆ）に示すように、第１ワイヤクランパ３が閉じた後に第２ワイヤクランパ２が開き、キャピラリ４の下端より長さＬ２だけ下方に配設されている図示しないワイヤボンディング装置に設けたカッター６が往復動作してワイヤ１を切断する箇所に傷１ｂを付ける。この時、カッター６がワイヤ１に対向するように当接してほぼ等しく喰い込むので、傷１ｂは対向した位置にほぼ等しい大きさで付けられる（図２参照）。
【００１６】
カッター６が退避した後、同図（ｇ）に示すように、第１ワイヤクランパ３が開き、キャピラリ４及び第１ワイヤクランパ３が下降し、ボール１ａをＩＣ、ＬＳＩ等の電子回路素子７の電極パッド８に圧接させる。次にキャピラリ４に超音波振動を印加し、ボール１ａを電極パッド８にボンディングする。
【００１７】
次に同図（ｈ）に示すように、キャピラリ４と第１ワイヤクランパ３が共に上昇し、この上昇途中で第１ワイヤクランパ３が閉じる。これにより、同図（ｉ）に示すように、同図（ｈ）に示す傷１ｂ部分よりワイヤ１が切断される。この傷１ｂ部分はワイヤ１の対抗する位置に等しい大きさで付けられているので、切断面はばらつかずに一様となる（図３参照）。これにより、図１（ｉ）及び図３に示すようにピン状ワイヤ又はバンプ９が形成される。この場合におけるピン状ワイヤ１ｃの長さは安定し、一定量の長さＬ４が得られる。
【００１８】
同図（ｆ）に示すように、ワイヤ１にカッター６で傷１ｂを付ける工程は、ボール１ａを電極パッド８にボンディングするためにキャピラリ４が下降する前に行われる。従って、電極パッド８とキャピラリ４間はカッター６を配設するのに十分な間隔があり、何ら支障はない。また既に密集して同図（ｉ）に示すピン状ワイヤ又はバンプ９が形成されている場合も、カッター６はピン状ワイヤ又はバンプ９より離れた上方で作動するので、カッターがピン状ワイヤ又はバンプ９に接触することもない。これらのことにより、傷１ｂを付けるワイヤ１の部分に制限はなく、ワイヤ１ｃの長さを任意に設定できる。
【００１９】
また第２ワイヤクランパ２を用いることにより、図１（ｅ）に示すようにキャピラリ４の下端より一定量の長さＬ１だけワイヤ１を延在させることができるので、図１（ｆ）に示すように予め決められたワイヤ１の位置に傷１ｂを付けることができる。これにより、ボール１ａから傷１ｂまでの長さＬ３は安定した一定量となる。従って、図１（ｉ）及び図３に示すように形成されたピン状ワイヤ又はバンプ９のピン状ワイヤ１ｃの長さが一定となり、前記長さＬ３とほぼ等しい安定した一定量の長さＬ４が得られる。
【００２０】
なお、上記実施の形態においては、相対向して配設された一対のカッター６で傷１ｂを付けたが、一方のみカッター６で、他方は当て板でもよい。またカッター６に限定されなく、他の傷付け手段を用いてもよい。
【００２１】
【発明の効果】
本発明は、キャピラリと共に上下動する第１ワイヤクランパと上下動しない第２ワイヤクランパを有するワイヤボンディング装置を用い、第２ワイヤクランパ及び第１ワイヤクランパを通してキャピラリにワイヤが挿通され、前記第２ワイヤクランパを開き、前記第１ワイヤクランパを閉じた状態で、キャピラリに挿通されたワイヤの先端にボールを形成した後、前記第１ワイヤクランパを開き、前記ワイヤに掛けられているバックテンションの作用によってボールがキャピラリの下端に当接し、次にキャピラリ及び第１ワイヤクランパを下降させ、続いて第２ワイヤクランパを閉じてからキャピラリ及び第１ワイヤクランパを上昇させてキャピラリの下端よりワイヤを延在させ、次に第１ワイヤクランパを閉じ、第２ワイヤクランパを開いた状態でワイヤボンディング装置に設けた傷付け手段によって前記ボールと前記キャピラリ間のワイヤ部分に傷を付け、続いて第１ワイヤクランパを開いてキャピラリ及び第１ワイヤクランパを下降させて、前記ボールを前記キャピラリを用いて電子回路素子等の電極パッドにボンディングし、次にキャピラリ及び第１ワイヤクランパを上昇させ、この上昇途中で第１ワイヤクランパを閉じてワイヤを上方に引っ張って前記傷部分よりワイヤを切断してピン状ワイヤ等を形成するので、電子回路素子等にボンディングされたボールより上方のワイヤ長さを任意に設定でき、またコスト高になることもないと共に、ピン状ワイヤの長さが一定となり、安定した一定量の長さが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のピン状ワイヤ等の形成方法の一実施の形態を示す工程図である。
【図２】（ａ）は図１（ｃ）の要部拡大図、（ｂ）は（ａ）の平面図である。
【図３】図１（ｉ）のピン状ワイヤの部分を示し、（ａ）は拡大図、（ｂ）はピン状ワイヤの先端の平面図である。
【符号の説明】
１ ワイヤ
１ａ ボール
１ｂ 傷
１ｃ ピン状ワイヤ
２ 第２ワイヤクランパ
３ 第１ワイヤクランパ
４ キャピラリ
５ 電気トーチ
６ カッター
７ 電子回路素子
８ 電極パッド
９ ピン状ワイヤ又はバンプ

Claims (1)

  1. キャピラリと共に上下動する第１ワイヤクランパと上下動しない第２ワイヤクランパを有するワイヤボンディング装置を用い、第２ワイヤクランパ及び第１ワイヤクランパを通してキャピラリにワイヤが挿通され、前記第２ワイヤクランパを開き、前記第１ワイヤクランパを閉じた状態で、キャピラリに挿通されたワイヤの先端にボールを形成した後、前記第１ワイヤクランパを開き、前記ワイヤに掛けられているバックテンションの作用によってボールがキャピラリの下端に当接し、次にキャピラリ及び第１ワイヤクランパを下降させ、続いて第２ワイヤクランパを閉じてからキャピラリ及び第１ワイヤクランパを上昇させてキャピラリの下端よりワイヤを延在させ、次に第１ワイヤクランパを閉じ、第２ワイヤクランパを開いた状態でワイヤボンディング装置に設けた傷付け手段によって前記ボールと前記キャピラリ間のワイヤ部分に傷を付け、続いて第１ワイヤクランパを開いてキャピラリ及び第１ワイヤクランパを下降させて、前記ボールを前記キャピラリを用いて電子回路素子等の電極パッドにボンディングし、次にキャピラリ及び第１ワイヤクランパを上昇させ、この上昇途中で第１ワイヤクランパを閉じてワイヤを上方に引っ張って前記傷部分よりワイヤを切断してピン状ワイヤ等を形成することを特徴とするピン状ワイヤ等の形成方法。
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