JP5338759B2 - Wire bonding method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被接合面に、1次ボンディングとしてボールボンディングを行い、2次ボンディングとしてステッチボンディングを行うことによってワイヤの接続を行うワイヤボンディング方法に関する。 The present invention relates to a wire bonding method for connecting wires by performing ball bonding as primary bonding and stitch bonding as secondary bonding on a surface to be bonded.
この種のワイヤボンディング方法は、キャピラリを用いて行われるものであり、基板の一面に設けられた電子部品などの第1の被接合面に、ボールボンディングによってワイヤを接合する1次ボンディング工程を行った後、基板の一面に設けられたボンディングランドなどの第2の接合面に対して、ステッチボンディングによってワイヤを接合する2次ボンディング工程を行うものである。 This type of wire bonding method is performed using a capillary, and a primary bonding process is performed in which a wire is bonded to a first bonded surface such as an electronic component provided on one surface of a substrate by ball bonding. Thereafter, a secondary bonding step is performed in which a wire is bonded to the second bonding surface such as a bonding land provided on one surface of the substrate by stitch bonding.
具体的には、キャピラリは、その内部から先端部まで貫通し先端部にて開口する内孔を有しており、この内孔にワイヤが挿入される。そして、キャピラリの先端部にて内孔から引き出されたワイヤに対して、放電トーチを用いて放電加工を行ってイニシャルボールを形成し、続く1次ボンディング工程では、キャピラリの先端部で、イニシャルボールを第1の被接合面に押し当てて接合する。 Specifically, the capillary has an inner hole that penetrates from the inside to the distal end and opens at the distal end, and a wire is inserted into the inner hole. The wire drawn from the inner hole at the tip of the capillary is subjected to electric discharge machining using a discharge torch to form an initial ball. In the subsequent primary bonding step, the initial ball is formed at the tip of the capillary. Is pressed against the first surface to be joined.
その後、キャピラリによって、第2の被接合面までワイヤを引き回し、2次ボンディング工程では、キャピラリの先端部にてワイヤを第2の被接合面に押し当て、荷重・振動を印加してワイヤを接合する。こうして、ワイヤの接合が完了する。 Thereafter, the wire is routed by the capillary to the second surface to be joined, and in the secondary bonding step, the wire is pressed against the second surface to be joined at the tip of the capillary, and the wire is joined by applying a load / vibration. To do. Thus, the bonding of the wires is completed.
その後は、再び、ワイヤの引き出しおよびイニシャルボールの形成を行い、上記同様に、1次ボンディング、2次ボンディングを行うことで、複数本のワイヤの接合が行われていく。 Thereafter, the drawing of the wire and the formation of the initial ball are performed again, and a plurality of wires are joined by performing primary bonding and secondary bonding in the same manner as described above.
具体的には、2次ボンディング工程の後、ワイヤ引き出し工程では、キャピラリを上昇させ、ワイヤにおける第2の被接合面との接続部とキャピラリの先端部との間にワイヤを引き出す。そして、さらにキャピラリを上昇させて、当該引き出されたワイヤとワイヤにおける第2の被接合面との接続部とを切り離す。 Specifically, after the secondary bonding step, in the wire drawing step, the capillary is raised, and the wire is drawn between the connection portion of the wire with the second bonded surface and the tip portion of the capillary. Then, the capillary is further raised, and the drawn wire and the connection portion between the wire and the second bonded surface are separated.
その後、引き出されたワイヤに対して上記同様、放電加工を行って、イニシャルボールを形成する。そして、この形成されたイニシャルボールを用いて、上記同様に、1次ボンディング、2次ボンディングを行っていくのである。 Thereafter, the drawn wire is subjected to electrical discharge machining in the same manner as described above to form an initial ball. Then, using this formed initial ball, primary bonding and secondary bonding are performed in the same manner as described above.
一方、このようなワイヤボンディング方法において、従来では、各被接合面へのワイヤの不着や放電エラーなどを、電気的・光学的に検出し、これらエラーが発生した場合に、ワイヤボンディングを停止するようにした方法(特許文献1参照)や、2次ボンディング後のワイヤ引き出し工程において引き出されたワイヤが極力真っ直ぐとなるようにキャピラリを動かす方法(特許文献2参照)が提案されている。 On the other hand, in such a wire bonding method, conventionally, non-bonding of a wire to each surface to be bonded or a discharge error is detected electrically and optically, and when these errors occur, the wire bonding is stopped. There have been proposed a method as described above (see Patent Document 1) and a method of moving the capillary so that the wire drawn in the wire drawing step after the secondary bonding is as straight as possible (see Patent Document 2).
本発明者の検討によれば、2次ボンディング後のワイヤ引き出し工程において、ワイヤが曲がることにより、その後のイニシャルボールの形成が適切に行われないという問題が発生することがわかった。 According to the study by the present inventor, it has been found that, in the wire drawing process after the secondary bonding, a problem arises in that the initial ball is not appropriately formed after the wire is bent.
図9は、本発明者が試作したワイヤボンディング方法における、(a)2次ボンディング後のワイヤ引き出し工程、(b)イニシャルボールの形成工程を示す図である。この図9を参照して、上記問題を説明する。 FIG. 9 is a diagram showing (a) a wire drawing process after secondary bonding and (b) an initial ball forming process in the wire bonding method prototyped by the present inventors. The above problem will be described with reference to FIG.
図9(a)に示されるように、ワイヤ引き出し工程では、第2の接合面30からキャピラリ100を上昇させ、ワイヤ40における第2の被接合面30との接続部と、キャピラリ100の先端部102との間にワイヤ40を引き出す。
As shown in FIG. 9A, in the wire drawing step, the capillary 100 is raised from the
そして、さらに図9(b)に示されるように、キャピラリ100を上昇させて当該引き出されたワイヤ40と、ワイヤ40における第2の被接合面30との接続部とを切り離し、引き出されたワイヤ40に対して、放電トーチ120との間で、イニシャルボールを形成するべく放電を発生させて、放電加工を行う。
Further, as shown in FIG. 9B, the capillary 100 is lifted to separate the drawn
ここで、ワイヤ40の切り離しは、キャピラリ100をワイヤ40に押し付けて、ワイヤ40を薄くすることで、この薄くなった部位にて切り離しを行うものである。このとき、第2の被接合面30に異物Kあるいは欠陥などが存在すると、その凹凸等により、ワイヤ40が十分に薄くならないときがある。
Here, the cutting of the
そうすると、図9(a)に示されるように、ワイヤ40の切り離しの際に、ワイヤ40が切れないまま、キャピラリ100が移動し、結果として、引き出されたワイヤ40が曲がってしまうことが起こる。
Then, as illustrated in FIG. 9A, when the
つまり、正常な切り離しの場合、引き出されたワイヤ40は、図9(b)中の一点鎖線に示されるキャピラリ100の内孔101の延びる方向に延長した仮想線S上に位置するが、曲がった状態では、この仮想線Sから外れるように曲がったものとなる。
That is, in the case of normal disconnection, the drawn
引き出されたワイヤ40が当該仮想線S上、すなわち正常な位置にあれば、放電トーチ120とワイヤ40との放電距離が正規の距離となり、その状態で行われる放電加工によって形成されるイニシャルボールは正規の形状とされる。
If the drawn
しかし、ワイヤ40が曲がった状態の場合、図9(b)に示されるように、当該放電距離が正規の距離から外れて遠くなり、この場合、放電がおこらず、イニシャルボールが形成されない可能性が出てくる。
However, when the
この問題に対して、上記特許文献1の方法では、ワイヤボンディングにおけるエラーは検出できるものの、ワイヤの曲がりによる放電不良に起因するイニシャルボールの形成不良については解決できない。 To solve this problem, the method of Patent Document 1 can detect an error in wire bonding, but cannot solve the formation failure of the initial ball due to the discharge failure due to the bending of the wire.
また、上記特許文献2の方法では、2次ボンディング後のワイヤ引き出し工程において引き出されたワイヤが極力真っ直ぐとなるが、上記異物や欠陥の存在は考慮されておらず、上記異物や欠陥が存在していた場合には、それによるワイヤの曲がりを解決することはできない。
In the method of
本発明は、上記した問題に鑑みてなされたものであり、2次ボンディング後のワイヤ引き出し工程によって引き出されたワイヤが、放電不可能なレベルまで曲がったとしても、適切なイニシャルボールの形成が可能なワイヤボンディング方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and even if the wire drawn out in the wire drawing process after the secondary bonding is bent to a level where it cannot be discharged, an appropriate initial ball can be formed. An object of the present invention is to provide a simple wire bonding method.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明においては、ワイヤ引き出し工程後にイニシャルボール(41)を形成するとき、引き出されたワイヤ(40)への放電を行い、この放電状態に基づいて、引き出されたワイヤ(40)がキャピラリ(100)の内孔(101)の延びる方向に延長した仮想線(S)に対して曲がった状態となっているかどうかを検出し、当該曲がった状態が検出された場合には、引き出されたワイヤ(40)が仮想線(S)と同一方向に延びた状態となるように、引き出されたワイヤ(40)の曲がりを矯正し、その後、当該矯正されたワイヤ(40)に対して再び放電加工を行ってイニシャルボール(41)を形成するものであり
引き出されたワイヤ(40)の曲がりを矯正する工程では、引き出されたワイヤ(40)を環状のリング部材(200)の中空穴(201)に通し、引き出されたワイヤ(40)に対してリング部材(200)を仮想線(S)の方向に往復移動させることにより、引き出されたワイヤ(40)をリング部材(200)の内面および開口縁部に当てて当該矯正を行うことを特徴とする。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, when the initial ball (41) is formed after the wire drawing step, the drawn wire (40) is discharged, and based on this discharge state. It is detected whether the drawn wire (40) is bent with respect to the virtual line (S) extending in the direction in which the inner hole (101) of the capillary (100) extends, and the bent state is detected. If detected, the bending of the drawn wire (40) is corrected so that the drawn wire (40) extends in the same direction as the imaginary line (S), and then the correction is made. The initial ball (41) is formed by subjecting the wire (40) to electric discharge machining again .
In the step of correcting the bending of the drawn wire (40), the drawn wire (40) is passed through the hollow hole (201) of the annular ring member (200), and a ring is formed with respect to the drawn wire (40). The member (200) is reciprocated in the direction of an imaginary line (S), and the drawn wire (40) is applied to the inner surface and the opening edge of the ring member (200) to perform the correction. .
それによれば、ワイヤ引き出し工程によって、引き出されたワイヤ(40)が放電不可能なレベルまで曲がったとしても、その後のイニシャルボール(41)の形成の際には、ワイヤ(40)への放電を行ったときの当該放電状態に基づいて、その曲がり状態が検出され、放電トーチ(120)との距離が放電可能な距離となるようにワイヤ(40)の曲がりが矯正されるから、適切なイニシャルボール(41)の形成が可能となる。 According to this, even when the drawn wire (40) is bent to a level at which it cannot be discharged by the wire drawing process, when the initial ball (41) is formed thereafter, the wire (40) is discharged. Since the bending state is detected on the basis of the discharge state at the time when it is performed, the bending of the wire (40) is corrected so that the distance from the discharge torch (120) becomes a dischargeable distance. The ball (41) can be formed.
なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in the claim and this column is an example which shows a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, parts that are the same or equivalent to each other are given the same reference numerals in the drawings in order to simplify the description.
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係る電子装置の概略断面構成を示す図である。本実施形態の電子装置は、大きくは、基板10と、基板10の一面上に搭載された電子部品20と、基板10の一面上に設けられたボンディングランド30と、電子部品20とボンディングランド30とを結線するワイヤ40とを備えて構成されている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a schematic cross-sectional configuration of an electronic device according to the first embodiment of the present invention. The electronic device of the present embodiment is broadly divided into a
基板10は、セラミック基板、プリント基板などの配線基板であり、このような配線基板としては単層基板でも多層基板でもよい。さらに、基板10としては、その一面に電子部品20が搭載され、且つ当該一面にボンディングランド30が設けられたものであればよく、上記した配線基板以外にも、たとえばリードフレーム、ヒートシンクなどが挙げられる。
The
この基板10の一面(図1中の上面)には、電子部品20が搭載されている。電子部品20としては、ワイヤボンディングされるものであればよく、ICチップ、モールドICなどが挙げられるが、ここでは、電子部品20はICチップ20とされている。
An
このICチップ20は、シリコン半導体などにトランジスタ素子などによりIC回路を形成してなる一般的なものであり、表面にAl(アルミニウム)やCu(銅)などよりなる電極としてのパッド21を有する。このパッド21は、第1の被接合面21として構成されており、さらに言うならば、このパッド21の表面が第1の被接合面21とされている。
The
そして、このICチップ20と基板10の一面との間には、図示しないダイボンド材が介在されており、このダイボンド材によってICチップ20と基板10とは接合され固定されている。このようなダイボンド材としては、たとえばAgペースト、はんだ、導電性接着剤などが挙げられる。
A die bond material (not shown) is interposed between the
また、ボンディングランド30は、基板10の一面においてICチップ20の近傍に配置されている。このボンディングランド30は、第2の被接合面30として構成されており、さらに言うならば、このボンディングランド30の表面が第2の被接合面30とされている。
The bonding
このボンディングランド30は、たとえば金(Au)銀(Ag)や銅(Cu)あるいはタングステン(W)やモリブデン(Mo)などの導体ペーストを印刷し、これを焼成することにより形成されたものである。また、このボンディングランド30は、印刷・焼成後にさらにNiやAuなどがメッキされたものであってもよい。
The bonding
ここで、図1では、第1の被接合面としてのパッド21、第2の被接合面としてのボンディングランド30は、1個ずつであるが、実際には、それぞれが、ICチップ20の表面上、基板10の一面上に複数個配列されている。
Here, in FIG. 1, there are one
そして、これらICチップ20のパッド21とボンディングランド30との複数の組がそれぞれ、ワイヤ40を介して結線されており、このワイヤ40を介して電気的に接続されている。このワイヤ40は、たとえばAuやCuなどよりなるものであり、1次ボンディングとしてボールボンディングを行い、2次ボンディングとしてステッチボンディングを行うワイヤボンディングにより形成されたものである。
A plurality of sets of
具体的に、ワイヤ40は、ICチップ20のパッド21を1次ボンディング側、ボンディングランド30を2次ボンディング側として、これらICチップ20のパッド21とボンディングランド30とを接続している。
Specifically, the
この本実施形態の電子装置は、基板10の一面に、上記ダイボンド材を介してICチップ20を搭載・固定した後、ICチップ20のパッド21とボンディングランド30とを、ワイヤボンディングにより結線することによって製造される。
In the electronic device of this embodiment, after the
次に、本実施形態に係るワイヤ30の形成方法すなわちワイヤボンディング方法について、図2を参照して述べる。図2は、本ワイヤボンディング方法を示す工程図であり、各工程の状態を、キャピラリ100の縦方向断面に沿った断面にて示してある。
Next, a method for forming the
本実施形態におけるワイヤボンディング装置は、この種のワイヤボンディングを行うことのできる一般的な装置と同様のものであり、超音波などにより振動するキャピラリ100と、ワイヤ40を固定するクランパ110と、放電を行う放電トーチ120とを有するものである。
The wire bonding apparatus in the present embodiment is the same as a general apparatus capable of performing this type of wire bonding, and includes a capillary 100 that vibrates by ultrasonic waves, a
これらキャピラリ100、クランパ110および放電トーチ120は、一般のものと同様、図示しないアクチュエータなどにより、上下左右の任意方向に一体に移動するようになっている。なお、図2において、放電トーチ120は、(e)のみに示してあり、(a)〜(d)では省略してある。
The capillary 100, the
キャピラリ100は、先端部102に開口する内孔101を有している。この内孔101は、キャピラリ100の先端部102とは反対の端部である後端部103から先端部102まで貫通する真っ直ぐな貫通孔であり、先端部102および後端部103に開口している。
The capillary 100 has an
つまり、このキャピラリ100は、内孔101を中空部とする筒形状をなすものである。そして、キャピラリ100は、その内孔101にワイヤ40を挿入して当該ワイヤ40を保持するとともに、キャピラリ100の先端部102にワイヤ40が繰り出されるものである。
That is, the capillary 100 has a cylindrical shape with the
クランパ110は、キャピラリ100の後端部103側に設けられたものであり、キャピラリ100に挿入されるワイヤ40がキャピラリ100の後端部103側へ抜けるのを防止するために、ワイヤ40を挟んで固定するという一般的なものである。
The
ここで、クランパ110がワイヤ40を挟み付けて固定する状態を、オン状態、ワイヤ40を離して解放する状態をオフ状態ということにする。なお、図2中のクランパ110では、(a)、(b)がオフ状態、(c)〜(e)がオン状態とされている。
Here, a state in which the
放電トーチ120は、棒状の電極120aを有する一般的なものであり、キャピラリ100の先端部102の近傍に設けられている。そして、この放電トーチ120は、高電圧が印加されて、この放電トーチ120と対向するワイヤ40との間で放電を発生させ、ワイヤ40を溶融させてイニシャルボールを形成するものである。
The
このようなワイヤボンディング装置を用いて、本実施形態では、複数のパッド21およびボンディングランド30の組のうち、ある1つの組からボンディングを開始し、そのボンディングの完了後、次に別の組、その次はさらに別の組、・・・というように、順次ボンディングを行っていく。
Using such a wire bonding apparatus, in the present embodiment, bonding is started from one set among a plurality of sets of
まず、キャピラリ100の内孔101に挿入されたワイヤ40においてキャピラリ100の先端部102から引き出されたワイヤ40の部分に、放電トーチ120を用いた放電加工によって、球形状をなすイニシャルボール41を形成する。ここで、ワイヤ40の引き出しおよびイニシャルボール41の形成時には、クランパ110はオン状態とされ、ワイヤ40を固定している。
First, in the
そして、図2(a)に示されるように、クランパ110をオフ状態として、このイニシャルボール41をICチップ20のパッド21に押し当てて、超音波振動を加えながら接合する。図2(a)では、イニシャルボール41は、当該押し当てによって、初期の球状から潰れた形状となっている。こうして、第1の被接合面であるパッド21にボールボンディングによってワイヤ40を接合する1次ボンディング工程が行われる。
Then, as shown in FIG. 2A, the
その後、クランパ110をオフ状態としてワイヤ40をクランパ110から解放した状態のまま、ワイヤ40を、キャピラリ100の先端部102から繰り出して、パッド21からボンディングランド30まで引き回す。
Thereafter, with the
次に、図2(b)に示されるように、第2の被接合面であるボンディングランド30まで引き回されたワイヤ40を、キャピラリ100の先端部102にてボンディングランド30に押しつけて、超音波振動を加えながら接合し、ステッチボンディングとしての2次ボンディングを行う(2次ボンディング工程)。
Next, as shown in FIG. 2B, the
この2次ボンディング工程の後、図2(c)、図2(d)に示されるワイヤ引き出し工程を行う。この場合、まず、図2(c)に示されるように、クランパ110をオン状態としつつ、キャピラリ100を、ボンディングランド30の被接合面に対して垂直方向に上昇させる。これによって、ワイヤ40におけるボンディングランド30との接続部と、キャピラリ100の先端部102との間に、ワイヤ40を引き出す。
After this secondary bonding step, the wire drawing step shown in FIGS. 2C and 2D is performed. In this case, first, as shown in FIG. 2C, the capillary 100 is raised in the direction perpendicular to the surface to be bonded of the bonding
このとき、クランパ110がワイヤ40を固定しているので、ワイヤ40は上方に引っ張られ、ボンディングランド30の被接合面と垂直方向に延びるように引き出される。その後、図2(d)に示されるように、さらにキャピラリ100を上昇させて、キャピラリ100の先端部102から引き出されたワイヤ40と、ワイヤ40におけるボンディングランド30との接続部とを切り離す。ここまでが、ワイヤ引き出し工程である。
At this time, since the
その後、図2(e)に示されるように、キャピラリ100の先端部102から引き出されたワイヤ40に対して、放電トーチ120による放電加工を行うことによって球状のイニシャルボール41を形成する。
Thereafter, as shown in FIG. 2E, the spherical
その後は、このイニシャルボール41を用いて、次のパッド21およびランド30の組に対して、再び1次ボンディング、2次ボンディング、ワイヤ引き出しの各工程を行っていく。
Thereafter, using this
このように本実施形態のワイヤボンディング方法は、1次ボンディングとしてボールボンディングを行い、2次ボンディングとしてステッチボンディングを行うものであるが、さらに、ワイヤ引き出し工程によって引き出されたワイヤ40が曲がる場合を考慮して、次のような独自の工夫を有している。
As described above, the wire bonding method of the present embodiment performs ball bonding as primary bonding and stitch bonding as secondary bonding, but further considers the case where the
この工夫点について、図3を参照して述べる。図3は、本ワイヤボンディング方法においてワイヤ引き出し工程後に行われるイニシャルボール41の形成工程の詳細を示す工程図である。なお、図3において、(a)に示されるモニター手段130は、(b)、(c)では省略してある。
This device will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a process diagram showing details of the process of forming the
まず、本実施形態のワイヤボンディング装置においては、放電トーチ120からの放電時に放電トーチ120とワイヤ40との間に流れる電流をモニターするモニター手段130を設けておく。このモニター手段130は、電流計やコンピュータなどより構成されてなるものである。
First, in the wire bonding apparatus according to the present embodiment, a
ここで、ワイヤ引き出し工程後のキャピラリ100の先端部102から引き出されたワイヤ40が、仮に図3(a)に示される仮想線Sのように、曲がっておらず真っ直ぐな正規の状態にあるときには、当該ワイヤ40に放電電流が流れ、モニター手段130においては、その放電電流が検知される。
Here, when the
この場合には、そのまま、放電を続け、イニシャルボール41を形成する。ここで、この仮想線Sは、キャピラリ100の真っ直ぐな貫通孔である内孔101の延びる方向(つまり、筒状をなすキャピラリ100の軸方向)に延長した直線である。
In this case, the discharge continues and the
それに対して、図3(a)に示されるように、キャピラリ100の先端部102から引き出されたワイヤ40が、上記仮想線Sに対して曲がった状態となり、放電トーチ120と引き出されたワイヤ40との放電距離が放電不可能な程度に遠くなってしまった場合には、ワイヤ40に電流が流れず、モニター手段130には電流が流れない。なお、放電距離は、放電トーチ120の電極120aの先端部とワイヤ40との距離である。
On the other hand, as shown in FIG. 3A, the
つまり、本実施形態では、イニシャルボール41を形成するときに行われるワイヤ40への放電において、その放電電流をモニターする。そうすることによって、当該引き出されたワイヤ40が放電不可能なレベルまで上記仮想線Sに対して曲がった状態となっているかどうかを検出するのである。
That is, in this embodiment, the discharge current is monitored in the discharge to the
そして、この放電電流のモニターにより、当該放電電流が流れずに、引き出されたワイヤ40が放電不可能なレベルまで曲がっていることが検出された場合には、その時点で、放電トーチ120への通電を停止する。
If it is detected by this monitoring of the discharge current that the drawn
そして、図3(b)に示されるように、引き出されたワイヤ40が仮想線Sと同一方向に延びた状態となるように、当該引き出されたワイヤ40の曲がりを矯正する。ここで、この矯正とは、ワイヤ40の曲がりを無くして真っ直ぐにするか、もしくは、曲がりは残っていてもその曲がり度合いを小さくすることである。
Then, the bending of the drawn
本実施形態では、このワイヤ40の曲がりを矯正することは、キャピラリ100によって行う。具体的には、図3(b)に示されるように、引き出されたワイヤ40をクランパ110で固定しておき、当該ワイヤ40に対してキャピラリ100をワイヤ40の長手方向(つまり、上記仮想線Sの方向)に往復移動させる。この往復移動は、たとえば2、3度繰り返すのがよい。
In the present embodiment, the bending of the
そうすることにより、引き出されたワイヤ40が、キャピラリ100の内孔101の内面および開口縁部に当たるから、上記仮想線Sの方向に倣うように変形し、当該ワイヤ40の曲がりが矯正される。
By doing so, since the drawn
こうして、ワイヤ40の曲がりの矯正を行った後、図3(c)に示されるように、矯正されたワイヤ40に対して、再び放電加工を行ってイニシャルボール41を形成する。このときは、上記矯正により、放電トーチ120とワイヤ40との距離が放電可能なレベルまで、ワイヤ40の曲がりが矯正されているので、適切な放電が行え、イニシャルボール41の形成が可能となる。
After correcting the bending of the
このように、本実施形態のワイヤボンディング方法によれば、ワイヤ引き出し工程によって、引き出されたワイヤ40が放電不可能なレベルまで曲がったとしても、その後のイニシャルボール41の形成の際には、ワイヤ40への放電を行ったときの当該放電状態に基づいて、その曲がり状態が検出される。
As described above, according to the wire bonding method of the present embodiment, even when the drawn
そして、その曲がり状態のワイヤ40に対して、放電トーチ120との距離が放電可能な距離となるようにワイヤ40の曲がりが矯正されるから、適切なイニシャルボール41の形成が可能となる。
And since the bending of the
(第2実施形態)
図4は、本発明の第2実施形態に係るワイヤボンディング方法においてワイヤ引き出し工程後に行われるイニシャルボール41の形成工程の詳細を示す工程図であり、図4では、(a)のモニター手段130は、(b)、(c)では省略してある。また、図5は、本実施形態のイニシャルボール41の形成工程に用いる矯正用治具200を示す図であって、(a)は側面図、(b)は(a)の上面図である。ここでは、本実施形態と上記第1実施形態との相違点を中心に述べる。
(Second Embodiment)
FIG. 4 is a process diagram showing details of the process of forming the
本実施形態も、上記第1実施形態のワイヤボンディング方法と同様に、ワイヤ引き出し工程後にイニシャルボール41を形成するとき、引き出されたワイヤ40への放電を行い、この放電状態に基づいて、引き出されたワイヤ40が上記仮想線Sに対して放電不可能なレベルまで曲がった状態となっているかどうかを検出する。
In the present embodiment, similarly to the wire bonding method of the first embodiment, when the
そして、当該曲がった状態が検出された場合には、上記第1実施形態と同様に、引き出されたワイヤ40の曲がりを矯正し、その後、当該矯正されたワイヤ40に対して再び放電加工を行ってイニシャルボール41を形成するものである。
When the bent state is detected, the bending of the drawn
ここにおいて、本実施形態では、ワイヤ40の曲がりを矯正することは、キャピラリ100ではなく、矯正用治具200を用いて行う。この矯正用治具200は、図5に示されるように、環状のリング部材200よりなる。ここでは、リング部材200はドーナツ形状をなすが、多角形環状のものであってもよい。
Here, in the present embodiment, the bending of the
また、このリング部材200は、矯正時以外は、キャピラリ100の先端部102側がリング部材200の中空穴201に挿入された状態で、キャピラリ100に固定され、この状態でキャピラリ100と一緒に移動するようになっている。
Further, the
さらに、このリング部材200は、キャピラリ100の先端部102から離れて、アクチュエータなどにより上記仮想線Sの方向に沿ってキャピラリ100とは独立して移動できるようになっている。
Further, the
そして、本実施形態では、引き出されたワイヤ40の曲がりを矯正する工程では、図4(a)、(b)に示されるように、引き出されたワイヤ40をリング部材200の中空穴201に通し、当該ワイヤ40に対してリング部材200を上記仮想線Sの方向に往復移動させる。この場合も、往復移動は、たとえば2、3度繰り返すのがよい。
In this embodiment, in the step of correcting the bending of the drawn
そうすることにより、引き出されたワイヤ40が、リング部材200の中空穴201の内面および開口縁部に当たるから、上記仮想線Sの方向に倣うように変形し、当該ワイヤ40の曲がりが矯正される。
By doing so, since the drawn
こうして、ワイヤ40の曲がりの矯正を行った後、リング部材200をキャピラリ100に固定する。そして、本実施形態においても、図4(c)に示されるように、矯正されたワイヤ40に対して、再び放電加工を行ってイニシャルボール41を形成する。
Thus, after correcting the bending of the
このように、本実施形態のワイヤボンディング方法によれば、ワイヤ引き出し工程によって、引き出されたワイヤ40が放電不可能なレベルまで曲がったとしても、ワイヤ40への放電を行ったときの当該放電状態に基づいて、その曲がり状態が検出される。
As described above, according to the wire bonding method of the present embodiment, even when the drawn
そして、その曲がり状態のワイヤ40に対して、放電トーチ120との距離が放電可能な距離となるようにワイヤ40の曲がりが矯正されるから、適切なイニシャルボール41の形成が可能となる。
And since the bending of the
(第3実施形態)
図6は、本発明の第3実施形態に係るワイヤボンディング方法においてワイヤ引き出し工程後に行われるイニシャルボール41の形成工程の詳細を示す工程図であり、図7は、本実施形態のイニシャルボール41の形成工程に用いる放電トーチ120を示す図であって、(a)は側面図、(b)は上面図である。ここでは、本実施形態と上記第1実施形態との相違点を中心に述べる。
(Third embodiment)
FIG. 6 is a process diagram showing details of a process of forming the
上記第1および第2実施形態では、ワイヤ引き出し工程において曲がったワイヤ40について、その曲がりを矯正することで、適切な放電を実現するようにしていた。それに対して、本実施形態のイニシャルボール41の形成工程では、ワイヤ40が曲がった状態のまま、適切な放電を実現するべく、放電手段としての放電トーチ120を工夫したものである。つまり、本実施形態では、ワイヤ40の曲がりの有無に関係なく適切な放電を可能とするものである。
In the said 1st and 2nd embodiment, it was trying to implement | achieve appropriate discharge by correcting the bending about the
一般には、上記第1実施形態にも示したように、放電トーチ120の電極は、棒状であり、その電極先端とワイヤ40との間にて放電を行うようにしていた。それに対して、本実施形態では、図7に示されるように、放電トーチ120を環状の電極121を有するものとした。
In general, as shown in the first embodiment, the electrode of the
そして、図6(a)に示されるように、ワイヤ引き出し工程後にイニシャルボール41を形成するときには、引き出されたワイヤ40を環状の電極121の中空部に挿入する。そうすることで、ワイヤ40の径方向の外側にて環状の電極121がワイヤ40を取り囲むように、放電トーチ120を配置する。
Then, as shown in FIG. 6A, when the
そして、この状態で、環状の電極121とその内周側に位置するワイヤ40との間で放電を行うことにより、図6(b)に示されるように、引き出されたワイヤ40にイニシャルボール41を形成する。このように、環状の電極121でワイヤ40を取り囲むことにより、ワイヤ40が曲がっていても、電極121とワイヤ40との間には放電可能な距離が存在するから、そこで放電が行える。
In this state, by performing discharge between the
このように、本実施形態によれば、ワイヤ引き出し工程によって、引き出されたワイヤ40が放電不可能なレベルまで曲がったとしても、その後のイニシャルボール41の形成の際には、当該ワイヤ40を取り囲むように電極121を配置した放電トーチ120を設けることにより、当該ワイヤ40の径方向の複数方向からの放電が可能となる。
As described above, according to the present embodiment, even when the drawn
その結果として、放電トーチ120の電極121とワイヤ40との距離が適正な距離の部分にて放電が行われる。つまり、環状の電極121のうち、ある部分ではワイヤ40との距離が放電可能な距離となっているので、その部分とワイヤ40との間で放電が行われ、イニシャルボール41が形成される。よって、本実施形態によれば、引き出されたワイヤ40が曲がっていたとしても、その曲がり状態のままで適切なイニシャルボール41の形成を行うことができる。
As a result, discharge is performed at a portion where the distance between the
また、図8(a)、(b)、(c)は本実施形態の放電トーチ120における電極121、122のバリエーションを示す図であり、放電トーチ120の上面図である。図8(a)に示されるように、環状の電極121としては、一部切り欠きされた環状のものであってもよい。
8A, 8 </ b> B, and 8 </ b> C are diagrams showing variations of the
また、本実施形態に用いる放電トーチ120の電極122としては、図8(b)、(c)に示されるように、引き出されたワイヤ40の径方向の外側にて当該ワイヤ40を取り囲むように配置された複数個の電極122であってもよい。図8(b)は90°間隔で配置された4個の電極122の場合、図8(c)は120°間隔で配置された3個の電極122の場合を示している。
Further, as the
この場合、複数の電極122のうち、ある電極122については、ワイヤ40との距離が放電可能な距離となっているので、その電極122とワイヤ40との間で放電が行われ、イニシャルボール41が形成される。
In this case, for a
なお、複数の電極122とする場合は、2個以上であればよいが、ワイヤ40をその径方向の外側にて十分に取り囲むような電極配置を実現するには、3個以上が望ましく、さらには、これら複数の電極122を、ワイヤ40を中心点としてワイヤ40の径方向の外側に点対称に配置することが、好ましい。
In addition, when it is set as the some
また、イニシャルボール41の形成時の放電電圧によって、複数の電極122のうち隣り合う電極122同士が放電しないように、当該隣り合う電極122同士の距離を規定しておくことが好ましいことは、もちろんである。
In addition, it is of course preferable that the distance between the
(他の実施形態)
なお、上記各実施形態のワイヤボンディング方法において、第1の被接合面、第2の被接合面は、上記したICチップ20のパッド21、ボンディングランド30に限るものではなく、ワイヤボンディング可能なものであれば、種々の電子部品のパッド、基板上のボンディングランド、リードフレームの表面、ヒートシンクの表面などから選択されたものであればよい。
(Other embodiments)
In the wire bonding method of each of the embodiments described above, the first bonded surface and the second bonded surface are not limited to the
21 第1の被接合面としてのパッド
30 第2の被接合面としてのボンディングランド
40 ワイヤ
41 イニシャルボール
100 キャピラリ
101 キャピラリの内孔
102 キャピラリの先端部
120 放電手段としての放電トーチ
121 環状の電極
122 複数個の電極
200 リング部材
201 リング部材の中空穴
S キャピラリの内孔の延びる方向に延長した仮想線
DESCRIPTION OF
Claims (1)
先端部(102)に開口する内孔(101)を有するキャピラリ(100)の前記内孔(101)に前記ワイヤ(40)を挿入し、前記キャピラリ(100)の先端部(102)にて前記内孔(101)から引き出された前記ワイヤ(40)を放電加工により、球状のイニシャルボール(41)とし、
このイニシャルボール(41)を前記キャピラリ(100)の先端部で前記第1の被接合面(21)に押し当てて、前記第1の被接合面(21)にボールボンディングによって接合する1次ボンディング工程を行った後、
次に、前記第2の被接合面(30)まで、前記キャピラリ(100)によって前記ワイヤ(40)を引き回し、前記キャピラリ(100)の先端部(102)にて前記ワイヤ(40)を前記第2の被接合面(30)に押し当ててステッチボンディングによって接合する2次ボンディング工程を行い、
その後、前記キャピラリ(100)を上昇させ、前記ワイヤ(40)における前記第2の被接合面(30)との接続部と、前記キャピラリ(100)の先端部(102)との間に前記ワイヤ(40)を引き出し、さらに前記キャピラリ(100)を上昇させて当該引き出されたワイヤ(40)と当該接続部とを切り離すワイヤ引き出し工程を行い、
その後、前記引き出されたワイヤ(40)に対して放電加工を行って前記イニシャルボール(41)を形成するようにしたワイヤボンディング方法において、
前記ワイヤ引き出し工程後に前記イニシャルボール(41)を形成するとき、前記引き出されたワイヤ(40)への放電を行い、この放電状態に基づいて、前記引き出されたワイヤ(40)が前記キャピラリ(100)の前記内孔(101)の延びる方向に延長した仮想線(S)に対して曲がった状態となっているかどうかを検出し、
当該曲がった状態が検出された場合には、前記引き出されたワイヤ(40)が前記仮想線(S)と同一方向に延びた状態となるように、前記引き出されたワイヤ(40)の曲がりを矯正し、その後、当該矯正されたワイヤ(40)に対して再び放電加工を行って前記イニシャルボール(41)を形成するものであり
前記引き出されたワイヤ(40)の曲がりを矯正する工程では、前記引き出されたワイヤ(40)を環状のリング部材(200)の中空穴(201)に通し、前記引き出されたワイヤ(40)に対して前記リング部材(200)を前記仮想線(S)の方向に往復移動させることにより、前記引き出されたワイヤ(40)を前記リング部材(200)の内面および開口縁部に当てて当該矯正を行うことを特徴とするワイヤボンディング方法。 A wire bonding method for connecting a first bonded surface (21) and a second bonded surface (30) via a wire (40),
The wire (40) is inserted into the inner hole (101) of the capillary (100) having an inner hole (101) opening at the distal end (102), and the distal end (102) of the capillary (100) The wire (40) pulled out from the inner hole (101) is formed into a spherical initial ball (41) by electric discharge machining,
Primary bonding in which the initial ball (41) is pressed against the first bonded surface (21) at the tip of the capillary (100) and bonded to the first bonded surface (21) by ball bonding. After performing the process,
Next, the wire (40) is routed by the capillary (100) to the second surface to be joined (30), and the wire (40) is moved by the tip (102) of the capillary (100). Performing a secondary bonding step of pressing against the bonded surface (30) of 2 and joining by stitch bonding,
Thereafter, the capillary (100) is raised, and the wire (40) is connected between the connection portion of the wire (40) with the second bonded surface (30) and the tip (102) of the capillary (100). (40) is pulled out, and the capillary (100) is further lifted to perform a wire pulling step for separating the drawn wire (40) from the connection portion,
Thereafter, in the wire bonding method in which the drawn ball (40) is subjected to electric discharge machining to form the initial ball (41).
When the initial ball (41) is formed after the wire drawing step, the drawn wire (40) is discharged, and based on this discharge state, the drawn wire (40) becomes the capillary (100). ) Is detected to be bent with respect to the virtual line (S) extended in the extending direction of the inner hole (101),
If the bent state is detected, bend the drawn wire (40) so that the drawn wire (40) extends in the same direction as the virtual line (S). After that, the initial ball (41) is formed by performing electric discharge machining again on the corrected wire (40) .
In the step of correcting the bending of the drawn wire (40), the drawn wire (40) is passed through the hollow hole (201) of the annular ring member (200) and passed through the drawn wire (40). On the other hand, by reciprocating the ring member (200) in the direction of the imaginary line (S), the drawn wire (40) is applied to the inner surface and the opening edge of the ring member (200) and the correction is performed. Wire bonding method characterized by performing .
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