JP5934087B2 - Wire bonding equipment - Google Patents
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Description
本発明は、ワイヤボンディング装置の構造に関する。 The present invention relates to a structure of a wire bonding apparatus.
ワイヤを半導体チップ上に接合するワイヤボンディングには、超音波併用熱接合方法が多く用いられている。この方法は、加熱された半導体チップにワイヤを圧着して超音波接合する方法で、加熱することによってボンディング部分の接合性を向上させている。しかし、加熱はワイヤが接合される半導体チップのパッドのみでなく、半導体素子の回路領域までも含んだ半導体素子全体を加熱していることから、半導体チップの破損や劣化を引き起こすことがあった。 For wire bonding for bonding a wire on a semiconductor chip, a thermal bonding method using ultrasonic waves is often used. This method is a method in which a wire is pressure-bonded to a heated semiconductor chip and ultrasonic bonding is performed, and the bonding property of the bonding portion is improved by heating. However, since the heating heats not only the pad of the semiconductor chip to which the wire is bonded but also the entire semiconductor element including the circuit area of the semiconductor element, the semiconductor chip may be damaged or deteriorated.
さらに、近年、ワイヤの材料として銅や銀を用いることが多く行われている。このような材料のワイヤを用いてボンディングを行う場合には、放電によりワイヤの先端に形成するフリーエアボールの温度が低くなってしまうとボンディング品質が低下してしまうという問題があった。 Further, in recent years, copper or silver is often used as a wire material. When bonding is performed using a wire made of such a material, there is a problem that bonding quality deteriorates if the temperature of the free air ball formed at the tip of the wire is lowered by discharge.
そこで、ボンディングツールであるキャピラリの表面に薄膜抵抗器やヒータを設けてキャピラリを加熱し、半導体素子の加熱量を少なくする方法が提案されている(例えば、特許文献1、2参照)。
In view of this, a method has been proposed in which a thin film resistor or heater is provided on the surface of a capillary, which is a bonding tool, to heat the capillary and reduce the heating amount of the semiconductor element (see, for example,
また、ワイヤボンディング用のキャピラリには、セラミックスやサーメット等の材料が用いられることが多いが、これらの材料は、金属の付着性が大きい上、表面に存在するボイドやピンホール等のため、先端部に導線や電極のダストが付着しやすい。そして、キャピラリの先端にこのようなダストが付着すると、キャピラリのワイヤ穴を塞いでしまったり、ループ異常を起こしたりする場合があるので、頻繁にキャピラリを交換することが必要となる。キャピラリを交換するとその都度ワイヤボンディング装置の調整が必要となることから、ワイヤボンディング装置の停止時間が長くなり生産効率が低下してしまうという問題があった。 In addition, materials such as ceramics and cermets are often used for capillaries for wire bonding, but these materials have high metal adhesion, and because of voids and pinholes existing on the surface, the tip Conductor and electrode dust is likely to adhere to the part. If such dust adheres to the tip of the capillary, the capillary hole may be blocked or a loop abnormality may occur, so it is necessary to frequently replace the capillary. When the capillary is replaced, it is necessary to adjust the wire bonding apparatus each time, so that there is a problem that the downtime of the wire bonding apparatus becomes long and the production efficiency is lowered.
そこで、キャピラリ先端部の表面にチタンやダイヤモンドの硬質の薄膜を被着させ、キャピラリの寿命を長くすることが提案されている(例えば、特許文献3,4参照)。また、特許文献2に記載されているキャピラリのように、先端にダイヤモンド層とヒータとを設け、キャピラリでフリーエアボールや圧着ボールを加熱すると共に、長寿命とする方法も提案されている。
Thus, it has been proposed to extend the life of the capillary by depositing a hard thin film of titanium or diamond on the surface of the capillary tip (see, for example,
ところで、特許文献1,2に記載されたようにキャピラリ表面に薄膜抵抗器やヒータを取り付けてキャピラリの加熱を行う場合には、薄膜抵抗器やヒータのプラス側端子とマイナス側端子をそれぞれ電源のプラス側、マイナス側に接続して薄膜抵抗器やヒータに給電することが必要となる。しかし、キャピラリはチタン等の金属製の超音波ホーンの先端に取り付けられて超音波振動することと、高速で上下動することから、超音波ホーンと別途の配線によって薄膜抵抗器やヒータに給電しようとすると超音波振動や高速での上下動に影響が出てしまい、ボンディング品質が低下してしまう場合があった。また、超音波ホーンの中に給電配線を埋め込む方法もあるが、この場合も同様に超音波ホーンの特性に影響が出てボンディング品質が低下する場合があった。更に、キャピラリを交換する都度、電気配線をやり直す必要があり、ワイヤボンディング装置の停止時間が長くなり生産効率が低下してしまうという問題があり、実用上の問題があった。
By the way, as described in
そこで、本発明は、ボンディング品質を低下させずに効果的にワイヤボンディングツールを加熱することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to effectively heat a wire bonding tool without deteriorating bonding quality.
本発明のワイヤボンディング装置は、ボンディング対象物へ局所加熱を行うワイヤボンディング装置であって、ワイヤボンディングツールと、前記ワイヤボンディングツールの周囲に非接触の状態で配置されたコイルと、前記コイルに所定の高周波電力を供給する高周波電源と、前記ワイヤボンディングツールは、基体部と、前記基体部の外面に設けられ、前記コイルに印加される前記所定の高周波電力によって電磁誘導による熱が発生する抵抗層と、前記抵抗層の外面と前記基体部の先端とを覆い、前記抵抗層で発生した熱をボンディング対象物へ伝導する伝熱層とを備えること、を特徴とする。 The wire bonding apparatus of the present invention is a wire bonding apparatus that performs local heating on a bonding object, and includes a wire bonding tool, a coil disposed in a non-contact state around the wire bonding tool, and a predetermined value for the coil. A high-frequency power source for supplying high-frequency power, and a wire bonding tool provided on a base portion and an outer surface of the base portion, wherein the predetermined high-frequency power applied to the coil generates heat due to electromagnetic induction And a heat transfer layer that covers an outer surface of the resistance layer and a tip of the base portion and conducts heat generated in the resistance layer to a bonding object.
本発明のワイヤボンディング装置において、前記高周波電源と前記コイルとのインピーダンスを整合させる整合装置を含むこと、としてもよい。 The wire bonding apparatus of the present invention may include a matching device that matches impedances of the high-frequency power source and the coil.
本発明のワイヤボンディング装置において、前記抵抗層は、チタン、クロム、ニッケル、タングステン、白金の少なくとも1種またはそれらを基とする合金で構成されていること、としても好適である。 In the wire bonding apparatus of the present invention, it is preferable that the resistance layer is made of at least one of titanium, chromium, nickel, tungsten, and platinum or an alloy based on them.
本発明のワイヤボンディング装置において、ワイヤボンディング装置であって、前記伝熱層は、ダイヤモンド、ナノカーボン材料の1種またはそれらを組み合わせた材料で構成されていること、としても好適である。 The wire bonding apparatus of the present invention is a wire bonding apparatus, wherein the heat transfer layer is preferably composed of one kind of diamond or nanocarbon material or a combination thereof.
本発明のワイヤボンディング装置において、コイルは、上側パターンコイルと下側パターンコイルとを垂直方向に重ねて配置され、上側パターンコイルと下側パターンコイルとを収容するコイルアセンブリは、上側パターンコイルを覆う上板と、下側パターンコイルを覆う下板と、上板と下板との間に上側パターンコイルと、下側パターンコイルと、絶縁体と、を含み、絶縁体は、上側パターンコイルと下側パターンコイルとの間に挟みこまれて構成され、ボンディング対象物に対してボンディングツールが接離方向に移動する際に、上板、下板、絶縁体、上側パターンコイル及び下側パターンコイルは、ワイヤボンディングツールを非接触状態で移動可能とする貫通孔をそれぞれ含み、上側パターンコイルと下側パターンコイルとは絶縁体を貫通して互いに電気的に接続されていること、としても好適である。
In the wire bonding apparatus of the present invention, the coil is disposed to overlap an upper pattern coil and the lower coil element in the vertical direction, the coil assembly for housing an upper pattern coil and the lower coil element covers the upper pattern coil wherein an upper plate, a lower plate which covers the lower pattern coil, and the upper pattern coils between the upper and lower plates, and the lower pattern coil, an insulator, and insulator, upper patterned coils and lower When the bonding tool moves in the contact / separation direction with respect to the object to be bonded, the upper plate , the lower plate, the insulator, the upper pattern coil, and the lower pattern coil are sandwiched between the side pattern coil. includes a through hole and movable wire bonding tool in a non-contact state, respectively, the upper side pattern coil and the lower coil element insulator The through to are electrically connected to each other, it is also preferable.
本発明のワイヤボンディング装置において、コイルは、一部が切れた円環状の金属線と、金属線の各端に接続された各給電線と、を含み、金属線は、表面が絶縁部材によって覆われ、各給電線は、剛性のある他の絶縁部材で覆われていること、としてもよい。 In the wire bonding apparatus according to the present invention, the coil includes an annular metal wire with a part cut and each power supply line connected to each end of the metal wire, and the surface of the metal wire is covered with an insulating member. Each power supply line may be covered with another rigid insulating member.
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。まず、図1を参照しながら本実施形態のワイヤボンディング装置10の全体構成について説明する。図1に示すように、本実施形態のワイヤボンディング装置10はXYテーブル20の上にボンディングヘッド19が設置され、ボンディングヘッド19にはZ方向モータで先端が上下方向であるZ方向に駆動されるボンディングアーム14を備え、ボンディングアーム14には超音波ホーン13が取り付けられ、超音波ホーン13の先端には、ボンディングツールであるキャピラリ40が取り付けられている。XYテーブル20とボンディングヘッド19は移動機構18を構成し、移動機構18はXYテーブル20によってボンディングヘッド19を水平面内(XY面内)で自在な位置に移動することができ、これに取り付けられたボンディングアーム14を駆動させることによって、超音波ホーン13の先端に取り付けられたキャピラリ40をXYZの方向に自在に移動させることができる。キャピラリ40にはワイヤ12が挿通されており、ワイヤ12はスプール11に巻回されている。ボンディングヘッド19には、ボンディングアーム14と共に上下に移動し、ワイヤ12をクランプするクランパ17が取り付けられている。また、ボンディングヘッド19の上部には、半導体チップ2の位置確認用の位置検出カメラ25が取り付けられている。キャピラリ40の下側には、半導体チップ2が取り付けられたリードフレーム22を吸着固定する吸着ステージ23が配置されており、ワイヤボンディング装置10は、キャピラリ40をXYZ方向に動作させ、キャピラリ40に挿通したワイヤ12によって半導体チップ2の電極とリードフレーム22の電極との接合を行う。ボンディングアーム14の下側のボンディングヘッド19には、先端部に設けられた穴にキャピラリ40が挿通するコイルアセンブリ30が設けられている。コイルアセンブリ30には高周波電源50から高周波電力が供給されるよう構成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, the overall configuration of the
移動機構18、高周波電源50は、それぞれ移動機構インターフェース72、高周波電源インターフェース74、データバス73を介してワイヤボンディング装置10の制御を行う制御部71に接続されている。制御部71は内部に制御用のCPUを含むコンピュータである。また、データバスには制御用データを記憶している記憶部75が接続されている。
The
次に図2を参照しながら、本実施形態のワイヤボンディング装置10のキャピラリ40とコイルアセンブリ30の構成について説明する。図2に示すように、キャピラリ40は、セラミックスで構成された基体部41と、基体部41の外面に設けられた抵抗層である金属層42と、金属層42の外面と基体部41の先端とを覆う伝熱層であるダイヤモンド層43とを備えている。ここで、ダイヤモン層を構成するダイヤモンドは、多結晶ダイヤモンドであってもよいし、単結晶ダイヤモンドであってもよい。
Next, the configuration of the
基体部41は、超音波ホーン13に取り付けられる根元部44と、根元部44よりも細くなった円筒形状の中央部分と、根元部44と反対側の先端に向って細くなる円錐台形状の先端部分とを含んでいる。各部分の内部には軸方向に貫通し、ワイヤ12が挿通する貫通穴が設けられている。円筒形状の中央部の外面にはチタン、クロム、ニッケル、タングステンまたは、白金およびこれらの合金等(チタン、クロム、ニッケル、タングステン、白金の少なくとも1種またはそれらを基とする合金)の比抵抗の高い金属によって形成された円筒状の金属層42が設けられている。金属層42の厚さは、例えば、20〜30μmである。金属層42の外面と基体部41の先端部分には、ダイヤモンドをコーティングしたダイヤモンド層43が設けられている。ダイヤモンド層43は、基体部41の先端面を覆うように形成され、先端には、ワイヤ12が挿通するストレート孔45と、ストレート孔45に続き、先端に向って広がるインナチャンファ部49が形成されている。外面は、略基体部41に沿った形状となっているが、先端部には、平面状のフェイス部47が形成され、フェイス部47と外周面とはアール形状のアウタラディウス部46で接続されている。つまり、ダイヤモンド層43は、キャピラリ40のボンディング機能に関連する形状を構成している。また、ダイヤモンド層43の厚さは、例えば、20〜30μm程度であってもよい。
The
図2に示すように、キャピラリ40が取り付けられている超音波ホーン13の下側には、内部にパターンコイル34,35を含むコイルアセンブリ30が配置されている。図3に示すように、コイルアセンブリ30は、キャピラリ40が貫通する孔38が設けられた絶縁層33の上面と下面とにそれぞれパターンコイル34,35を配置し、これをキャピラリが貫通する孔36,37が設けられたセラミックス製の上板31と、下板32とで挟み込んだものである。孔36,37,38は同軸で同一の大きさの孔であり、キャピラリ40の外径よりも少し大きな直径となっており、キャピラリ40は非接触で各孔36,37,38を貫通する。絶縁層33の上面、下面に設けられたパターンコイル34,35は、孔38の周囲を略一周する円環状部分34a,35aと、円環状部分34a,35aから絶縁層33の長手方向に延びる給電線34b,35bと、を含んでいる。そして、円環状部分34a,35aの端部34c,35cは、それぞれ絶縁層33の方向に折れ曲がって絶縁層33のパターンコイル貫通孔38aを貫通して互いに電気的に接続されている。したがって、図3に示すコイルアセンブリ30の上側のパターンコイルの給電線34bと下側のパターンコイルの給電線35bとの間に図1に示す高周波電源50を接続すると、電流は、電源から上側のパターンコイルの給電線34bに入り、給電線34bから絶縁層33の孔38の周囲に配置された上側のパターンコイルの円環状部分34aを流れ、端部34cから端部35cを経て下側パターンコイル35の円環状部分35aに沿って絶縁層33の下面で孔38の周囲を回り、下側パターンコイルの給電線35bから高周波電源50に戻ることになる。つまり、コイルアセンブリ30は、孔38の周囲に2ターンのコイルが形成されているものである。
As shown in FIG. 2, a
以上のように構成されたワイヤボンディング装置10によってボンディングを行う動作について図4、図5を参照しながら説明する。図4に示すように、ボンディングに先だって、放電によってワイヤ12の先端にフリーエアボール5を形成する。そして、球状のフリーエアボール5の表面はキャピラリ40の先端のインナチャンファ部49の表面に接触した状態となっている。この際、キャピラリ40は上下動の上側の位置となっており、コイルアセンブリ30は、キャピラリ40の金属層42の下側部分の周囲に位置している。
The operation of performing bonding by the
図1に示す制御部71が高周波電源50の通電指令を出力すると、その信号は、図1に示す高周波電源50に入力されて高周波電源50は高周波電力を出力する。高周波電力は、例えば、1kHz〜数100MHzの周波数で数10W程度の電力である。高周波電源50から出力された高周波電力はコイルアセンブリ30のパターンコイル34,35に流れる。すると、図4に示すように、パターンコイル34,35を貫通しているキャピラリ40の円筒状の金属層42に沿って円周方向に流れる誘導電流が発生し、この誘導電流によってパターンコイル34,35に近い金属層42の下側部分が発熱する。そして、金属層42の下側部分は、例えば、600℃程度まで温度が上昇する。金属層42で発生した熱は、熱抵抗が少なく伝熱性がよいダイヤモンド層43を通ってキャピラリ40の先端に向って流れ、ダイヤモンド層43によって形成されているインナチャンファ部49からフリーエアボール5に向って流れこんで行く。そして、この入熱によってフリーエアボール5は温度が高い状態に保持される。
When the
次に、図1に示す制御部71がボンディングアーム14を降下させる指令を出力すると、この指令によって移動機構インターフェース72を介して信号がボンディングヘッド19に入力され、図示しないZ方向モータを駆動してボンディングアーム14、超音波ホーン13を下方向に移動させる。すると、図5に示すように、超音波ホーン13の先端に取り付けられているキャピラリ40が降下し、キャピラリ40の先端のインナチャンファ部49とフェイス部47とでフリーエアボール5を半導体チップ2のパッド3の上に押し付けて圧着ボール6に変形させる。この際、キャピラリ40の先端の温度はコイルアセンブリ30に給電される高周波電力による金属層42の誘導加熱によりの600℃程度まで上昇しているので、キャピラリ40は圧着ボール6を成形すると同時に常温状態の半導体チップ2、パッド3の温度を急速に上昇させる。この際、キャピラリ40の熱は、パッド3から半導体チップ2に向って図5に示す矢印のように流れていくので、キャピラリ40の温度は低下する。
Next, when the
キャピラリ40が降下してキャピラリ40の先端が圧着ボール6を成形する際には、図5に示すように、キャピラリ40の金属層42の上側部分がパターンコイル34,35を貫通した状態となり、金属層42の上側部分に誘導電流が発生し、上側部分が発熱する。そして、この熱は、外側のダイヤモンド層43を通ってキャピラリ40の先端のインナチャンファ部49、フェイス部47から圧着ボール6に流れて圧着ボール6、パッド3を加熱する。そして、キャピラリ40の先端が圧着ボール6に接している間、キャピラリ40の金属層42で発生した熱は、ダイヤモンド層43を通して圧着ボール6、パッド3を加熱し続けるので、キャピラリ40は、圧着ボール6、パッド3の温度をボンディングに必要な温度、例えば、300℃程度に保つことができる。
When the capillary 40 descends and the tip of the capillary 40 forms the press-bonded
一方、図1に示す超音波ホーン13によって発生する超音波振動がキャピラリ40のインナチャンファ部49、フェイス部47を介して圧着ボール6に印加される。そして、圧着ボール6のパッド3への押圧と、金属層42からの熱による加熱と、超音波ホーン13からの超音波振動によって圧着ボール6とパッド3とが金属的に接合される。
On the other hand, ultrasonic vibration generated by the
以上説明したように、本実施形態のワイヤボンディング装置10は、コイルアセンブリ30のパターンコイル34,35に流した高周波電力でキャピラリ40の金属層42を誘導加熱するので、キャピラリ40と非接触状態でキャピラリ40を加熱することができる 。このため、キャピラリ40の高速の上下動やキャピラリ40の超音波振動に影響を与えることなく、フリーエアボール5の加熱を行うことができるとともに、半導体チップ2全体を加熱することなく良好なボンディングを行うことができる。したがって、本実施形態のワイヤボンディング装置10は、ボンディング品質を低下させずに効果的にワイヤボンディングツールを加熱することができるものである。
As described above, the
以上説明した実施形態では、キャピラリ40の金属層42は、チタン、クロム、ニッケル、タングステンまたは、白金およびこれらの合金等(チタン、クロム、ニッケル、タングステン、白金の少なくとも1種またはそれらを基とする合金)の比抵抗の高い金属で、その厚みは20〜30μmとして説明したが、コイルアセンブリ30に供給する高周波電力の周波数、出力との関係で、誘導加熱が最適となるような別の金属材料を用いてもよいし、その厚みも適宜変更してもよい。また、本実施形態では伝熱層はダイヤモンド層43として説明したが、金属層42で発生した熱をキャピラリ40の先端迄良好に伝達できるものであれば、ダイヤモンドに限らず、例えば、ナノカーボン材料あるいはダイヤモンドとナノカーボン材料を組み合わせた材料(ダイヤモンド、ナノカーボン材料の1種またはそれらを組み合わせた材料)によって構成してもよく、その厚さも金属層42の熱をキャピラリ40の先端迄良好に伝達できるものであれば、20〜30μm程度に限らず、それよりも厚くてもよいし、薄くでもよい。さらに、本実施形態では、コイルアセンブリ30は、上下方向に移動しないこととして説明したが、キャピラリ40と共に上下方向に移動するように構成してもよい。この場合、金属層42のキャピラリ40の軸方向長さはコイルアセンブリ30を貫通する部分のみとしてもよい。また、キャピラリ40の先端部分をダイヤモンドブロッで構成するようにしてもよい。
In the embodiment described above, the
図6を参照して本発明の他の実施形態について説明する。本実施形態は、コイルアセンブリの別の態様を示すものである。他の部分については、図1から図5を参照して説明した実施形態と同様である。本実施形態のコイルアセンブリ60は、キャピラリ40の周囲を回る一部が切れた環状銅線62と、環状銅線62の端部に接続される給電線63と、環状銅線62の外面に設けられた絶縁部材であるセラミックコーティング64と、内部に給電線63を含むアーム61とで構成されている。アーム61は、例えば、樹脂モールディングなどの剛性を有する絶縁部材であり、セラミックコーティング64の一部と一体にモールディングされていてもよい。あるいは、樹脂モールディングにより給電線63を含むアーム61を成形した後、環状銅線62を接続し、その後に環状銅線62の外面にセラミックコーティング64を行ってもよい。セラミックコーティング64の内径寸法は、キャピラリ40の外径寸法よりも少し大きくなっている。本実施形態では、環状銅線62は、1ターンのコイルを構成する。そして、給電線63から高周波電力が供給されると、環状銅線62に流れる高周波電流によってキャピラリ40の金属層42を誘導加熱し、キャピラリ40と非接触でキャピラリ40の先端の温度を上昇させることができる。
Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment shows another aspect of the coil assembly. Other parts are the same as those in the embodiment described with reference to FIGS. The
本実施形態のコイルアセンブリ60は、先に説明したコイルアセンブリ30よりも構造が簡便で、軽量化できることから、例えば、キャピラリ40と共にコイルアセンブリ60を上下動させるように構成することが容易である。
The
図1から図5を参照して説明した実施形態では、本発明をワイヤボンディングツールであるキャピラリ40に適用した場合について説明したが、以下、図7を参照しながら本発明を他のワイヤボンディングツールであるウエッジツール80に適用した実施形態について説明する。図7(a)はウエッジツール80の全体を示す斜視図であり、図7(b)はウエッジツール80の先端近傍の断面図である。図7(a)に示すようにウエッジツール80セラミックス製でくさび型の基体部41を有しており、その外形は、図2を参照して説明したコイルアセンブリ30,60の孔36〜38あるいは図6を参照して説明したコイルアセンブリ60のセラミックコーティング64の内径よりも若干小さくなっており、孔36〜38あるいはセラミックコーティング64の内側を非接触状態で上下できるよう構成されている。
In the embodiment described with reference to FIGS. 1 to 5, the case where the present invention is applied to the capillary 40 which is a wire bonding tool has been described. Hereinafter, the present invention will be described with reference to FIG. 7. An embodiment applied to the
基体部41の根元部44は四角形で、基体部41の先端側はくさび状となっている。ウエッジツール80の先端側の基体部41の表面にはくさび状(四角環状)の金属層42がコーティングされている。金属層42の厚みは先に説明した実施形態と同様20μmないし30μm程度であってよい。また、金属層42は、図1から図5を参照して説明したように、ウエッジツール80が上下方向に移動しても、一部がコイルアセンブリ30のパターンコイル34,35を貫通しているような位置で、パターンコイル34,35に高周波電流が流れた際に円周方向に誘導電流が流れ、その誘導電流により発熱するよう構成されている。また、金属層42は四角環状として説明したが円環状であってもよい。
The
図7(b)に示すように、ウエッジツール80の先端の一方の面にはワイヤ12を挿通するテーパーガイド孔83とワイヤフィード孔82が斜めに開けられており、ワイヤフィード孔82の先には、挿通されたワイヤ12をパッド3に接合するボンディングフット81が形成されている。ボンディングフット81はワイヤ12を接合すると共に加熱する部位である。そして、ウエッジツール80のボンディングフット81の形成されている側には金属層42の上にダイヤモンド層43が形成され、図2に示すコイルアセンブリ30または図6に示すコイルアセンブリ60へ供給される高周波電力により円環状の金属層42に発生した熱を金属層42からボンディングフット81へ導くように構成されている。本実施形態では、ワイヤフィード孔82、テーパーガイド孔83の側はセラミックス製の基体部41のままとなっている。先に図1から図5を参照して説明したキャピラリ40の場合と同様、本実施形態でもダイヤモンド層43の厚さは20〜30μmとなっている。なお、ワイヤフィード孔82、テーパーガイド孔83の側も、先に説明した実施形態と同様、ダイヤモンド層43のコーティングをするようにしてもよいし、先端部分をダイヤモンドブロックとしても好適である。このように構成されたウエッジツール80が取り付けられたワイヤボンディング装置10は、先に図1から図5を参照して説明した実施形態の効果に加えて、よりファインピッチに対応することが出来るという効果を奏する。
As shown in FIG. 7B, a tapered
2 半導体チップ、3 パッド、5 フリーエアボール、6 圧着ボール、10 ワイヤボンディング装置、11 スプール、12 ワイヤ、13 超音波ホーン、14 ボンディングアーム、17 クランパ、18 移動機構、19 ボンディングヘッド、20 XYテーブル、22 リードフレーム、23 吸着ステージ、25 位置検出カメラ、30,60 コイルアセンブリ、31 上板、32 下板、33 絶縁層、34,35 パターンコイル、34a,35a 円環状部分、34b,35b,63 給電線、34c,35c 端部、36,37,38 孔、38a パターンコイル貫通孔、40 キャピラリ、41 基体部、42 金属層、43 ダイヤモンド層、44 根元部、45 ストレート孔、46 アウタラディウス部、47 フェイス部、49 インナチャンファ部、50 高周波電源、61 アーム、62 環状銅線、64 セラミックコーティング、71 制御部、72 移動機構インターフェース、73 データバス、74 高周波電源インターフェース、75 記憶部、80 ウエッジツール、81 ボンディングフット、82 ワイヤフィード孔、83 テーパーガイド孔。
2 semiconductor chip, 3 pad, 5 free air ball, 6 crimping ball, 10 wire bonding device, 11 spool, 12 wire, 13 ultrasonic horn, 14 bonding arm, 17 clamper, 18 moving mechanism, 19 bonding head, 20 XY table , 22 Lead frame, 23 Suction stage, 25 Position detection camera, 30, 60 Coil assembly, 31 Upper plate, 32 Lower plate, 33 Insulating layer, 34, 35 Pattern coil, 34a, 35a Annular portion, 34b, 35b, 63 Feed line, 34c, 35c end, 36, 37, 38 hole, 38a pattern coil through hole, 40 capillary, 41 base part, 42 metal layer, 43 diamond layer, 44 root part, 45 straight hole, 46 outer radius part, 47
Claims (6)
ワイヤボンディングツールと、
前記ワイヤボンディングツールの周囲に非接触の状態で配置されたコイルと、
前記コイルに所定の高周波電力を供給する高周波電源と、
を含み、
前記ワイヤボンディングツールは、
基体部と、
前記基体部の外面に設けられ、前記コイルに印加される前記所定の高周波電力によって電磁誘導による熱が発生する抵抗層と、
前記抵抗層の外面と前記基体部の先端とを覆い、前記抵抗層で発生した熱をボンディング対象物へ伝導する伝熱層とを備えること、
を特徴とするワイヤボンディング装置。 A wire bonding apparatus for locally heating an object to be bonded,
Wire bonding tools,
A coil disposed in a non-contact manner around the wire bonding tool;
A high frequency power supply for supplying a predetermined high frequency power to the coil;
Including
The wire bonding tool is
A base part;
A resistance layer that is provided on an outer surface of the base portion and generates heat by electromagnetic induction by the predetermined high-frequency power applied to the coil;
A heat transfer layer that covers an outer surface of the resistance layer and a tip of the base portion and conducts heat generated in the resistance layer to a bonding target;
A wire bonding apparatus.
前記高周波電源と前記コイルとのインピーダンスを整合させる整合装置を含むこと、
を特徴とするワイヤボンディング装置。 The wire bonding apparatus according to claim 1,
Including a matching device for matching impedance between the high-frequency power source and the coil;
A wire bonding apparatus.
前記抵抗層は、チタン、クロム、ニッケル、タングステン、白金の少なくとも1種またはそれらを基とする合金で構成されていること、
を特徴とするワイヤボンディング装置。 The wire bonding apparatus according to claim 1 or 2,
The resistance layer is made of at least one of titanium, chromium, nickel, tungsten, platinum or an alloy based on them;
A wire bonding apparatus.
前記伝熱層は、ダイヤモンド、ナノカーボン材料の1種またはそれらを組み合わせた材料で構成されていること、
を特徴とするワイヤボンディング装置。 The wire bonding apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The heat transfer layer is made of one of diamond and nanocarbon materials or a combination thereof;
A wire bonding apparatus.
前記コイルは、上側パターンコイルと下側パターンコイルとを垂直方向に重ねて配置され、
前記上側パターンコイルと前記下側パターンコイルとを収容するコイルアセンブリは、
前記上側パターンコイルを覆う上板と、前記下側パターンコイルを覆う下板と、
前記上板と前記下板との間に前記上側パターンコイルと、前記下側パターンコイルと、絶縁体と、を含み、
前記絶縁体は、前記上側パターンコイルと前記下側パターンコイルとの間に挟みこまれて構成され、ボンディング対象物に対してボンディングツールが接離方向に移動する際に、前記上板、前記下板、前記絶縁体、前記上側パターンコイル及び前記下側パターンコイルは、前記ワイヤボンディングツールを非接触状態で移動可能とする貫通孔をそれぞれ含み、
前記上側パターンコイルと前記下側パターンコイルとは前記絶縁体を貫通して互いに電気的に接続されていること、
を特徴とするワイヤボンディング装置。 The wire bonding apparatus according to any one of claims 1 to 4,
The coil is arranged by superimposing the upper pattern coil and the lower pattern coil in the vertical direction,
A coil assembly that houses the upper pattern coil and the lower pattern coil includes:
An upper plate covering the upper pattern coil, a lower plate covering the lower pattern coil ,
Wherein wherein said upper pattern coils between the upper plate and said lower plate, said lower pattern coil, an insulator, a,
The insulator is sandwiched are in configuration between the front SL upper side pattern coil and the lower coil element, when the bonding tool is moved in the contact and separation direction relative to the bonding object, the upper plate, The lower plate, the insulator, the upper pattern coil, and the lower pattern coil each include a through hole that allows the wire bonding tool to move in a non-contact state,
That are electrically connected to each other through the insulating body and the front SL upper side pattern coil and the lower coil element,
A wire bonding apparatus.
前記コイルは、一部が切れた円環状の金属線と、前記金属線の各端に接続された各給電線と、を含み、
前記金属線は、表面が絶縁部材によって覆われ、前記各給電線は、剛性のある他の絶縁部材で覆われていること、
を特徴とするワイヤボンディング装置。 The wire bonding apparatus according to any one of claims 1 to 4,
The coil includes an annular metal wire partly cut, and each power supply line connected to each end of the metal wire,
The metal wire has a surface covered with an insulating member, and each of the power supply lines is covered with another rigid insulating member.
A wire bonding apparatus.
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