JPH02112249A - Assembly of semiconductor device, wire bonding device therefor, and semiconductor device obtained thereby - Google Patents

Assembly of semiconductor device, wire bonding device therefor, and semiconductor device obtained thereby

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JPH02112249A
JPH02112249A JP63265526A JP26552688A JPH02112249A JP H02112249 A JPH02112249 A JP H02112249A JP 63265526 A JP63265526 A JP 63265526A JP 26552688 A JP26552688 A JP 26552688A JP H02112249 A JPH02112249 A JP H02112249A
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JP
Japan
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wire
bonding
electrode
coating film
ultrasonic
Prior art date
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Pending
Application number
JP63265526A
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Japanese (ja)
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Takeshi Kaneda
剛 金田
Hiroshi Mikino
三木野　博
Susumu Okikawa
進 沖川
Michio Tanimoto
道夫 谷本
Toshihiro Sato
佐藤　利博
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Microcomputer System Ltd
Hitachi Ltd
Renesas Eastern Japan Semiconductor Inc
Original Assignee
Hitachi Tokyo Electronics Co Ltd
Hitachi Ltd
Hitachi Microcomputer Engineering Ltd
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Publication date
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  • Wire Bonding (AREA)

Abstract

PURPOSE:To securely remove of a coating film and improve the strength of junction between a metallic wire and the surface of an electrode by changing conditions of application ultrasonic oscillations according to removal of the coating film, destructive work and bonding work when the removal of the coating film from a coated wire and the bonding are performed by the ultrasonic oscillations. CONSTITUTION:A bonding tool 33 is grounded on the irregularity face 6A of an inner lead 6. When an ultrasonic oscillator 34 is operated by control of a control part 11, an abdominal part of a coated wire 17 which is derived from the pointed end of the bonding tool 33 comes into contact with the irregularity face 6A in such a manner as to perform sliding movements. A coating film 17A, in this way, is destroyed and removed mechanically and its film undergoes a state in which a metallic wire 17B is exposed to the outside. If operation of an XY-stage 8 allows the bonding tool 33 to move outside on the inner lead 6 after leaving the ultrasonic oscillation as it is without stopping, the applying state of ultrasonic energy in the ultrasonic oscillator 34 is changed over by control of the control part 11. A part of the exposed metallic wire 17B is thus joined with the surface of the inner lead 6 by a syregistic effect of these ultrasonic oscillations and heating with a heater 64 which is mounted at the inside correspondent to the inner lead 6 on the XY-stage 8.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高集積・高機能型の半導体チップを備えた半
導体装置の組み立て、特に電極間結線を行うワイヤボン
ディング工程に適用して有効な技術に関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention can be effectively applied to the assembly of semiconductor devices equipped with highly integrated and highly functional semiconductor chips, and particularly to the wire bonding process for connecting electrodes. Regarding technology.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

この種の技術について記載されている例としては、株式
会社工業調査会、昭和６２年１１月１８日発行、「電子
材料別冊、超ＬＳＩ製造・試験装置ガイドブックＪＰ１
２３〜Ｐ１２９がある。An example of this type of technology described is "Electronic Materials Special Volume, VLSI Manufacturing and Testing Equipment Guidebook JP1, published by Kogyo Chosukaikai Co., Ltd., November 18, 1986.
There are 23 to P129.

上記文献においては、ボンディング方式の分類をはじめ
、近年および今後におけるワイヤボンディングに関する
技術動向が説明されている。In the above-mentioned literature, technical trends related to wire bonding in recent years and the future are explained, including the classification of bonding methods.

すなわち、半導体装置の組立工程においては、半導体チ
ップ（ペレット）の外部端子（電極パッド）と、リード
フレームのインナーリードとを電気的に導通させる技術
として導電性の金属線（ワイヤ）を張設する、いわゆる
ワイヤボンディング技術が一般に行われている。In other words, in the assembly process of semiconductor devices, conductive metal wires are stretched as a technique for electrically connecting the external terminals (electrode pads) of the semiconductor chip (pellet) and the inner leads of the lead frame. , so-called wire bonding technology is generally practiced.

上記文献にも記載されているように、メモリ素子におけ
る記憶容量の増加の要求にともなう高集積化、マイコン
・ロジック製品等における多機能化が促進されることに
より、半導体チップ上の外部端子の間隔、およびインナ
ーリード先端のピッチ間隔も狭小化する傾向にある。こ
れに対応してボンディングされるワイヤピッチもさらに
狭まる傾向にある。このような状況でワイヤボンディン
グを実行した場合、ワイヤ同士のショート（ワイヤショ
ート）、ワイヤと半導体チップあるいはタブとのショー
ト　（チップショート、タブショート）等のボンディン
グ不良を生じ易い状態となっていた。As described in the above-mentioned literature, the distance between external terminals on a semiconductor chip is increasing due to the increased integration required for memory devices to increase their storage capacity and the increased functionality of microcontrollers and logic products. , and the pitch interval between the tips of the inner leads also tends to become narrower. Correspondingly, the pitch of bonded wires also tends to become narrower. When wire bonding is performed under such conditions, bonding failures such as shorts between wires (wire shorts) and shorts between wires and semiconductor chips or tabs (chip shorts, tab shorts) are likely to occur.

また、上記に対応したワイヤの細線化にともなって、ポ
ンチ゛イングされたワイヤ（ごおいて自身でループ形状
を保持する強度が得られずに、ワイヤのへたり等を生じ
、これが上記各ンヨートを引き起こす要因ともなってい
た。In addition, as wires become thinner in response to the above, punched wires do not have the strength to maintain their loop shape by themselves, resulting in wire sagging, which causes each of the problems mentioned above. It was also a factor.

このような観点から、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ
）あるいは銅（Ｃｕ）等からなる導電性の金属線の周囲
に絶縁性の樹脂を被着した、いわゆる被覆ワイヤが提案
されている。From this point of view, gold (Au), aluminum (Al
), a so-called coated wire in which an insulating resin is coated around a conductive metal wire made of copper (Cu) or the like has been proposed.

上記被覆ワイヤを用いたワイヤボンディング方法につい
て簡単に説明すると下記の通りである。A brief explanation of the wire bonding method using the above covered wire is as follows.

すなわち、まずボンディングツールの先端より導出され
た被覆ワイヤに対して、高圧放電作用により、その先端
近傍の被覆材を溶融除去させた後露出状態となった金属
線の先端を球状に溶融加工し、該球状部分を半導体チッ
プの外部端子に超音波振動の印加とともに押圧すること
により第１ボンデイングを行う。That is, first, the coating material near the tip of the coated wire led out from the tip of the bonding tool is melted and removed by a high-pressure discharge action, and then the exposed tip of the metal wire is melt-processed into a spherical shape. First bonding is performed by pressing the spherical portion against the external terminal of the semiconductor chip while applying ultrasonic vibration.

続いて、上記ボンディングツールの先端より被覆ワイヤ
を導出させながら、該被覆ワイヤがループ形状を描くよ
うにしてその他端側をインナーリードの所定部位に着地
させ、ボンディングツールに対して再度超音波振動を印
加して、この超音波エネルギーによってインナーリード
の表面と接する部分の被覆膜を破壊・除去して金属線の
露出と接合とを同時に行っていた。Next, while leading out the coated wire from the tip of the bonding tool, the coated wire draws a loop shape and the other end lands on a predetermined part of the inner lead, and ultrasonic vibration is applied to the bonding tool again. This ultrasonic energy destroys and removes the coating film in contact with the surface of the inner lead, exposing and bonding the metal wire at the same time.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

ところが、上記被覆ワイヤを用いた技術においては、下
記のような解決すべき課題の残存していることが本発明
者によって明らかにされた。However, in the technique using the above-mentioned coated wire, the present inventors have revealed that the following problems remain to be solved.

すなわち、上記被覆ワイヤを用いる場合には、被覆膜を
いかに除去するかがボンディングの良否を決する上で重
要である。つまり、上記従来技術によれば、第２ボンデ
ィング時の被覆膜の除去は、ボンディングツールへの超
音波振動の印加によって内部の金属線との接合とほぼ同
時に行われるが、かかる技術においては、被覆膜の破壊
・除去が不完全な場合が多く、被覆膜片の残着により金
属線とインナーリード表面との接合強度が低下し、接触
抵抗を増大させ、最悪の場合には樹脂モールド時におけ
るワイヤの断線等の製品不良を生じる可能性があった。That is, when using the above-mentioned coated wire, how to remove the coating film is important in determining the quality of bonding. That is, according to the above-mentioned conventional technology, the removal of the coating film during the second bonding is performed almost simultaneously with the bonding with the internal metal wire by applying ultrasonic vibration to the bonding tool. The destruction and removal of the coating film is often incomplete, and the bonding strength between the metal wire and the inner lead surface decreases due to remaining coating film pieces, increasing contact resistance, and in the worst case, when resin molding. There was a possibility that product defects such as wire breakage could occur.

また、上記従来技術では、被覆膜のより完全な除去を行
うためには、インナーリード表面においてボンディング
ツールに対して長時間の超音波振動の印加の維持が必要
であり、そのためにボンディング効率が低下する結果と
なっていた。Furthermore, in the above conventional technology, in order to remove the coating film more completely, it is necessary to maintain the application of ultrasonic vibration to the bonding tool on the inner lead surface for a long time, which reduces the bonding efficiency. The result was a decline.

さらに、本発明者の研究によれば、接合を行うことを主
目的とした超音波エネルギーは、必ずしも被覆膜の除去
効率の向上に寄与しないことが明らかにされた。Furthermore, according to the research conducted by the present inventors, it has been revealed that ultrasonic energy whose main purpose is to perform bonding does not necessarily contribute to improving the removal efficiency of the coating film.

本発明は、上北課題に着目してなされたものであり、そ
の目的は下記の通りである。The present invention has been made focusing on Kamikita's problem, and its objects are as follows.

第１に被覆ワイヤによるボンディング信頼性を向上させ
ることにある。The first objective is to improve bonding reliability using coated wire.

第２にワイヤボンディング効率を向上させることにある
。The second objective is to improve wire bonding efficiency.

第３に被覆ワイヤを用いたワイヤボンディング技術を確
立することにより、高集積・高機能型半導体装置を実現
化することにある。The third objective is to realize highly integrated and highly functional semiconductor devices by establishing wire bonding technology using coated wires.

本発明の上記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、概ね次のとおりである。A brief overview of typical inventions disclosed in this application is as follows.

第１に、ボンディングツールの先端より導出された上記
被覆線の一端における被覆膜の一部を加熱によって除去
して金属線を露出させ、ボンディングツールに対して第
１の超音波振動を印加して露出された金属線の一端を第
１の電極に接合した後、上記ボンディングツールの先端
より被覆ワイヤを送り出しこの被覆ワイヤをループ状に
張設した後、第２の電極表面において第２の超音波振動
を印加して被覆ワイヤの他端の被覆膜の一部を破壊・除
去し、第３の超音波振動の印加により露出された金属線
の他端を第２の電極に接合するものである。First, a part of the coating film at one end of the coated wire led out from the tip of the bonding tool is removed by heating to expose the metal wire, and a first ultrasonic vibration is applied to the bonding tool. After bonding one end of the exposed metal wire to the first electrode, a coated wire is sent out from the tip of the bonding tool and the coated wire is stretched in a loop shape, and then a second super wire is bonded on the surface of the second electrode. A method in which a part of the coating film on the other end of the coated wire is destroyed and removed by applying sonic vibration, and the other end of the exposed metal wire is joined to the second electrode by applying a third ultrasonic vibration. It is.

第２に、被覆ワイヤを用いて第１の電極と第２の電極と
の間の結線を行う際に、第１または第２の電極の近傍に
凹凸面を形成し、該凹凸面上での被覆ワイヤの超音波振
動の印加によって被覆膜の破壊・除去を行った後、露出
状態となった金属線を上記第１または第２の電極に対し
て接合するものである。Second, when connecting the first electrode and the second electrode using a coated wire, an uneven surface is formed near the first or second electrode, and the uneven surface is After the coating film is destroyed and removed by applying ultrasonic vibration to the coated wire, the exposed metal wire is bonded to the first or second electrode.

第３に、ワイヤが導出されたボンディングツールに対し
て超音波振動を印加する手段と、上記第１の電極へのワ
イヤの接合後第２の電極上に着地したボンディングツー
ルに対して低エネルギーによる超音波振動を印加した後
、高エネルギーによる超音波振動に切り換える超音波振
動の制御手段とを備えたワイヤボンディング装置構造と
するものである。Thirdly, means for applying ultrasonic vibration to the bonding tool from which the wire has been led out, and applying low energy to the bonding tool that has landed on the second electrode after bonding the wire to the first electrode. The wire bonding apparatus has a structure including an ultrasonic vibration control means that switches to high-energy ultrasonic vibration after applying the ultrasonic vibration.

第４に、半導体チップ上に形成された電極と、リードの
一部を構成する内端電極とが金属線の周囲に絶縁性の樹
脂によって被覆膜が形成された被覆ワイヤによって結線
されている半導体装置であって、少なくとも上記内端電
極の近傍におけるリード表面が凹凸面で構成された半導
体装置構造とするものである。Fourth, the electrodes formed on the semiconductor chip and the inner end electrodes forming part of the leads are connected by a covered wire in which a coating film of insulating resin is formed around the metal wire. The semiconductor device has a structure in which a lead surface at least in the vicinity of the inner end electrode is constituted by an uneven surface.

〔作用〕[Effect]

上記した第１の手段によれば、少なくとも上記第２の超
音波振動と第３の超音波振動とを可変とすることにより
、第２の超音波振動においては被覆膜の除去・破壊に、
第３の超音波振動においては金属線と第２の電極表面と
の接合に、それぞれ最適な超音波エネルギーあるいは超
音波周波数等の超音波振動印加条件を選択でき、被覆膜
の除去を確実に行うことが可能となるため、金属線と第
２の電極表面との接合強度が向上し、ボンディング信頼
性を高めることができる。According to the first means described above, by making at least the second ultrasonic vibration and the third ultrasonic vibration variable, the second ultrasonic vibration can remove and destroy the coating film.
In the third ultrasonic vibration, the optimum ultrasonic vibration application conditions such as ultrasonic energy or ultrasonic frequency can be selected for bonding the metal wire and the second electrode surface, ensuring reliable removal of the coating film. Therefore, the bonding strength between the metal wire and the second electrode surface can be improved, and the bonding reliability can be improved.

第２の手段によれば、第１または第２の電極の近傍に凹
凸面を形成することにより、超音波振動の印加による被
覆膜の破壊・除去効率を高めることができ、ボンディン
グ作業性を向上させることができるとともに、被覆膜の
除去がより確実となり、ボンディングの信頼性を高給る
こともできる。According to the second means, by forming an uneven surface in the vicinity of the first or second electrode, it is possible to increase the efficiency of breaking and removing the coating film by applying ultrasonic vibration, and improve bonding workability. In addition, the coating film can be removed more reliably and bonding reliability can be improved.

第３の手段によれば、エネルギーレベルを高低に切り換
えることによって、被覆膜の破壊・除去または超音波接
合の各々に際して最適な超音波振動印加条件を提供する
ことができ、上記第１の手段と同様にボンディングの信
頼性を高めることができる。According to the third means, by switching the energy level between high and low levels, optimal ultrasonic vibration application conditions can be provided for each of the destruction/removal of the coating film and the ultrasonic bonding, and the above-mentioned first means Similarly, bonding reliability can be improved.

第４の手段によれば、内端電極の近傍におけるリード表
面を凹凸面で形成することによって、被覆ワイヤによる
高いボンディング信頼性を得られるため、被覆ワイヤを
用いた半導体装置構造が実質的に実現可能となり、被覆
ワイヤの利点を活かした信頼性の高い高集積・高機能型
半導体装置を提供することができる。According to the fourth means, by forming the lead surface in the vicinity of the inner end electrode with an uneven surface, high bonding reliability with the covered wire can be obtained, so a semiconductor device structure using the covered wire can be practically realized. This makes it possible to provide a highly reliable, highly integrated, highly functional semiconductor device that takes advantage of the advantages of covered wire.

〔実施例〕〔Example〕

第１図は本発明の一実施例である半導体装置の組立工程
において、ボンディングツールに対する超音波エネルギ
ーの印加状態を示す説明図、第２図はワイヤボンディン
グ装置の全体概略図、第３図は本実施例で用いられるリ
ードフレームを示す平面図、第４図は本実施例における
インナーリードの表面状態を示す拡大部分斜視図、第５
図は半導体チップの構造を示す断面説明図、第６図はワ
イヤ供給系統を示す斜視図、第７図は本実施例における
エアバンクテンショナの要部を示す拡大斜視図、第８図
はこのエアパックテンショナの正面図、第９図はボンデ
ィングツール近傍の各機構の配置状態を示す説明図、第
１０図は被覆ワイヤの構造を示す断面斜視図、第１１図
は摩耗試験の説明図、第１２図は半導体装置の全体構成
を示す断面図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing the application state of ultrasonic energy to a bonding tool in the assembly process of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an overall schematic diagram of a wire bonding apparatus, and FIG. FIG. 4 is a plan view showing the lead frame used in this example; FIG. 4 is an enlarged partial perspective view showing the surface condition of the inner lead in this example; FIG.
Figure 6 is a cross-sectional view showing the structure of the semiconductor chip, Figure 6 is a perspective view showing the wire supply system, Figure 7 is an enlarged perspective view showing the main parts of the air bank tensioner in this embodiment, and Figure 8 is the air bank tensioner. A front view of the pack tensioner, FIG. 9 is an explanatory diagram showing the arrangement of each mechanism near the bonding tool, FIG. 10 is a cross-sectional perspective view showing the structure of the covered wire, FIG. 11 is an explanatory diagram of the wear test, and FIG. The figure is a sectional view showing the overall configuration of a semiconductor device.

本実施例のワイヤボンディング装置１は、たとえば第１
１図に示されるような樹脂封止パッケージ構造の樹脂封
止型半導体装置２の組立に際して半導体チップ３の外部
端子４とリードフレーム５のインナーリード６　（内端
電極）との電気的結線に用いられるものである。The wire bonding apparatus 1 of this embodiment includes, for example, a first
When assembling a resin-sealed semiconductor device 2 having a resin-sealed package structure as shown in FIG. It is something that can be done.

ワイヤボンディング装置１における概略的な構成は第２
図に示す通りであり、駆動機構としてのボンディングヘ
ッド７が搭載されたＸＹステージ８と、リードフレーム
５の載置されるボンディングステージ１０と、これらの
作動を制御する制御部１１とを有している。The schematic configuration of the wire bonding device 1 is as follows.
As shown in the figure, it has an XY stage 8 on which a bonding head 7 as a drive mechanism is mounted, a bonding stage 10 on which a lead frame 5 is placed, and a control section 11 that controls the operation of these stages. There is.

制御部１１は、上記ワイヤボンディング装置１の総合的
な制御を行い、例えばマイクロプロセッサおよびメモリ
を備えたマイコンシステムで構成され、オペレータによ
って設定された作動条件に従ってボンディング作業が可
能なシステムとなっている。The control unit 11 performs comprehensive control of the wire bonding apparatus 1, and is composed of, for example, a microcomputer system equipped with a microprocessor and memory, and is a system that can perform bonding work according to operating conditions set by an operator. .

ボンディングステージＩＯは、上下動可能なヒートブロ
ック１２で構成されている。The bonding stage IO is composed of a heat block 12 that is vertically movable.

上記ヒートブロック１２は、ステンレス合金等の熱伝導
物質で構成され、ボンディングステージ１０本体に対し
て着脱可能に取り付けられている。The heat block 12 is made of a thermally conductive material such as a stainless steel alloy, and is detachably attached to the bonding stage 10 body.

また、ヒートブロック１２の内部にはカートリッジヒー
タ等の如き図示しない加熱源を備えており、ステージ１
０の上面のリードフレーム５を所定温度に高める機能を
有している。Further, the heat block 12 is equipped with a heat source (not shown) such as a cartridge heater inside the heat block 12, and the stage 1
It has a function of raising the temperature of the lead frame 5 on the top surface of 0 to a predetermined temperature.

なお、本実施例において、上記ボンデインダスデージ１
０上に供給されるリードフレーム５は第３図に示すよう
に、タブ吊りリード１５によってそのほぼ中央に支持さ
れたタブ１６を中心にミ該タブ１６とは非接触で平面四
方向にそれぞれ延設される内端電極としてのインナーリ
ード６を有している。各インナーリード６は同図のさら
に外周部分において図示されないフレーム枠によって互
いに接続された状態となっている。In addition, in this example, the bonding damage 1
As shown in FIG. 3, the lead frame 5 supplied on the top of the lead frame 5 extends in four directions on the plane without contacting the tab 16, which is supported by the tab suspension lead 15 at approximately the center thereof. An inner lead 6 is provided as an inner end electrode. The inner leads 6 are connected to each other by a frame (not shown) further on the outer periphery of the figure.

なお、第３図では既にワイヤボンディングを完了した状
態のリードフレーム５で図示しているが、上記ステージ
１０の上面に供給された状態では上記タブ１６上に半導
体チップ３が装着された段階のものである。Although FIG. 3 shows the lead frame 5 in a state in which wire bonding has already been completed, the lead frame 5 supplied to the upper surface of the stage 10 shows the state in which the semiconductor chip 3 is mounted on the tab 16. It is.

このようなリードフレーム５は、たとえばコバール、４
２アロイあるいはニッケル合金等の厚さ０、１５　ｍｍ
程度の板状部材をプレスあるいはエツチング処理を経て
同図に示す形状に加工して得られるものである。Such a lead frame 5 is made of, for example, Kovar, 4
2 alloy or nickel alloy, etc. thickness 0, 15 mm
It is obtained by processing a plate-like member of about 100 mL to the shape shown in the figure through pressing or etching.

上記インナーリード６　（内端電極）の先端表面の一部
は第４図に示すように、凹凸面６Ａで構成されている。As shown in FIG. 4, a part of the tip surface of the inner lead 6 (inner end electrode) is composed of an uneven surface 6A.

このような凹凸面６Ａは、まず−旦第３図に示す形状に
リードフレーム５を加工した後、インナーリード６の先
端表面に対して凹凸状のパンチでプレス加工を施すこと
により形成可能である。また、同図ではインナーリード
６の先端表面の一部に切込みを模様状に形成した場合を
示しているが、このような凹凸をさらに密度を高くする
ことによって、インナーリード６の先端表面を粗面に構
成してもよい。このような凹凸面６Ａの機能によって、
後述の被覆ワイヤ１７の被覆膜１７Ａの破壊・除去が確
実に行われるがその詳細は後述する。Such an uneven surface 6A can be formed by first processing the lead frame 5 into the shape shown in FIG. 3, and then pressing the tip surface of the inner lead 6 with an uneven punch. . Furthermore, although the figure shows a case where cuts are formed in a pattern on a part of the tip surface of the inner lead 6, by further increasing the density of such unevenness, the tip surface of the inner lead 6 can be made rough. It may be configured as a surface. Due to the function of the uneven surface 6A,
Destruction and removal of the coating film 17A of the coated wire 17, which will be described later, is reliably performed, and the details will be described later.

次に、上記リードフレーム５のタブ１６上に装着された
半導体チップ３について説明する。Next, the semiconductor chip 3 mounted on the tab 16 of the lead frame 5 will be explained.

半導体チップ３は、第５図に示すように上記タブ１６上
に厚さ３０μｍ程度に被着された銀ペースト、シリコン
ペーストあるいは金箔等の接合祠１８を介して固定され
ている。As shown in FIG. 5, the semiconductor chip 3 is fixed on the tab 16 via a bonding pad 18 made of silver paste, silicon paste, gold foil, etc., which is deposited to a thickness of about 30 μm.

このような半導体チップ３は、単結晶引き上げ法等の技
術によって得られたシリコン（Ｓｉ）からなるインゴン
トを結晶方向にスライスしてウェハ状態とし、該ウェハ
の表面にフォトレジスト技術を用いた酸化・拡散工程を
経てマイクロプロセッサ、あるいは論理回路等を形成し
た後、四角形状に分断（ダイシング）して得られる。Such a semiconductor chip 3 is made by slicing an ingon made of silicon (Si) obtained by a technique such as a single crystal pulling method into a wafer state, and then oxidizing and applying a photoresist technique to the surface of the wafer. After forming a microprocessor, logic circuit, etc. through a diffusion process, it is obtained by cutting into rectangular shapes (dicing).

このような半導体チップ３の内部における各層の概略構
成について簡単に説明すると、厚さ４０μｍ程度で形成
されたシリコン（Ｓｉ）からなるチップ基板２０の上層
には０．４５μｍ程度のシリコン酸化膜２１が形成され
、さらにその上層には層間絶縁膜としてのＰＳＧ膜２２
が０．３μｍ程度の厚さで形成されている。その最上層
には保護膜としてのバンシベーンヨン膜２３が１．２μ
ｍ程度の厚さで被着されており、その一部は開口されて
その下層において部分的に設けられたアルミニウム（Ａ
β）からなる厚さ０．８μｍ程度の外部端子４　（ポン
ディングパッド）がその上面を外部上方に露出させた状
態となっている。To briefly explain the schematic structure of each layer inside such a semiconductor chip 3, a silicon oxide film 21 with a thickness of about 0.45 μm is formed on the upper layer of a chip substrate 20 made of silicon (Si) formed with a thickness of about 40 μm. A PSG film 22 is formed as an interlayer insulating film on top of the PSG film 22.
is formed with a thickness of about 0.3 μm. On the top layer is a protective film 23 with a thickness of 1.2 μm.
The film is coated with a thickness of about 1.5 m, and a part of it is opened, and the aluminum (A
An external terminal 4 (ponding pad) having a thickness of about 0.8 .mu.m and made of .beta.

方、第２図に示すように、ＸＹステージ３上のボンディ
ングヘッド７の内部には、上下動ブロック２４がＸＹス
テージ８に対して垂直方法に設けられた案内軸２５によ
って昇降可能に配設されており、当該上下動ブロック２
４の側面にはボンディングヘッド７に固定されたサーボ
モーフ２６の回転を上下方向の直線運動に変換するボー
ルねじ機構２７が設けられている。したがって、ザボモ
ータ２６の回転にともなって上下動ブロック２４が所定
量だけ上下方向に移動可能とされている。On the other hand, as shown in FIG. 2, a vertical movement block 24 is disposed inside the bonding head 7 on the XY stage 3 so as to be movable up and down by a guide shaft 25 provided perpendicularly to the XY stage 8. The vertical movement block 2
A ball screw mechanism 27 that converts the rotation of the servomorph 26 fixed to the bonding head 7 into vertical linear movement is provided on the side surface of the bonding head 4 . Therefore, as the rotor motor 26 rotates, the vertical movement block 24 can be moved vertically by a predetermined amount.

上記の上下動ブロック２４内には回転軸２８を中心に鉛
直平面内において回転可能なボンディングアーム３０を
有しており、該ボンディングアーム３０の一端は、上下
動ブロック２４に固定されたばね等の弾性手段３２によ
って第２図上方に付勢されており、上下動ブロック２４
のの作動にともなって、ボンディングアーム３０に対し
て反時計方向の付勢力が作用するように構成されている
。The vertical movement block 24 has a bonding arm 30 that is rotatable in a vertical plane about a rotation axis 28, and one end of the bonding arm 30 is connected to an elastic member such as a spring fixed to the vertical movement block 24. It is urged upward in FIG. 2 by the means 32, and the vertical movement block 24
When the bonding arm 30 is operated, a counterclockwise biasing force is applied to the bonding arm 30.

この弾性手段３２は、ボンディングツール３３が半導体
チップ３の外部端子４に当接した時に、これらの外部端
子４が必要以上に加圧されることを防止し、これらの損
傷・破壊の発生を防止するように構成されている。This elastic means 32 prevents the external terminals 4 of the semiconductor chip 3 from being pressurized more than necessary when the bonding tool 33 comes into contact with the external terminals 4 of the semiconductor chip 3, thereby preventing damage and destruction of these external terminals 4. is configured to do so.

ボンディングアーム３０の上下動ブロック２４の側の内
端には超音波発振子３４を有しており、ボンディングア
ーム３０に対して所定の超音波エネルギーを供給可能と
なっている。本実施例にふいて、当該超音波発振子３４
は制御部１１の制御信号に基づいて、その出力エネルギ
ーを可変に制御される構造となっており、制御部１１は
図示しない詑憶部に格納されたプログラムに基づいて超
音波発振子３４に対して上記超音波エネルギーの出力制
御を措示するようになっている。An ultrasonic oscillator 34 is provided at the inner end of the bonding arm 30 on the vertical movement block 24 side, and a predetermined ultrasonic energy can be supplied to the bonding arm 30. In this embodiment, the ultrasonic oscillator 34
has a structure in which its output energy is variably controlled based on a control signal from a control section 11, and the control section 11 controls the ultrasonic oscillator 34 based on a program stored in a memory section (not shown). Accordingly, the output control of the ultrasonic energy is controlled.

上記超音波エネルギーの伝えられるボンディングアーム
３０の先端には、ボンディングツール３３　（キャピラ
リ）が設けられている。このボンディングツール３３に
は、ワイヤスプール３５より供給された被覆ワイヤ１７
がその先端を僅かに突出させた状態で挿通されている。A bonding tool 33 (capillary) is provided at the tip of the bonding arm 30 to which the ultrasonic energy is transmitted. This bonding tool 33 has a coated wire 17 supplied from a wire spool 35.
is inserted with its tip slightly protruding.

次に、本実施例で用いられる被覆ワイヤ１７の構成の一
例について説明する。Next, an example of the structure of the covered wire 17 used in this embodiment will be described.

本実施例で用いられる被覆ワイヤ１７は第１Ｏ図に示す
ように、金属線１７Ｂの周囲に被覆膜１７Ａの被着され
た断面構造を有している。As shown in FIG. 1O, the coated wire 17 used in this embodiment has a cross-sectional structure in which a coating film 17A is adhered around a metal wire 17B.

上記被覆ワイヤ１７の構成部材について説明すると、金
属線１７Ｂとしては金（Ａｕ）、銅（ＣＵ）もしくはア
ルミニウム（Ａｆ）が用いられている。To explain the constituent members of the covered wire 17, gold (Au), copper (CU), or aluminum (Af) is used as the metal wire 17B.

被覆膜１７Ａとしては、耐熱ポリウレタン樹脂が用いら
れており、これはポリオール成分とインシアネートとを
反応させて形成され、分子骨格にテレフタール酸から誘
導される構成単位を含むものである。被覆膜１７Ａとし
てこのような組成の耐熱ポリウレタン樹脂を用いること
は、被覆膜１７Ａの熱劣化ふよびボンディング性、さら
にはボンディングの剥がれ強度の向上等に極めて有用で
ある。A heat-resistant polyurethane resin is used as the coating film 17A, which is formed by reacting a polyol component with incyanate, and contains a structural unit derived from terephthalic acid in its molecular skeleton. Use of a heat-resistant polyurethane resin having such a composition as the coating film 17A is extremely useful for preventing thermal deterioration of the coating film 17A, improving bonding properties, and further improving bonding peel strength.

上記被覆膜１７Ａの具体的な特性条件としては、温度サ
イクル試験あるいは第１１図に示す実験条件における摩
耗試験等を通じて、１５０℃〜１７５℃の環境での１０
０時間後における被覆膜１７Ａ破壊回数低減における劣
化率が２０％以内となる条件を満たす材料を被覆膜１７
Ａの構成材料として選択することが重要である。As for the specific characteristic conditions of the coating film 17A, through a temperature cycle test or an abrasion test under the experimental conditions shown in FIG.
The coating film 17 is made of a material that satisfies the condition that the deterioration rate in reducing the number of breaks of the coating film 17A after 0 hours is within 20%.
It is important to select the constituent material of A.

さらに、上記被覆ワイヤ１７で実際のワイヤボンディン
グ作業を行った際に、ボンディング性に不具合を生じな
いことが必要である。この点について本発明者の研究結
果によれば、後述の金属ボール１７Ｃ形成時における被
覆膜１７Ａの加熱除去の際に非炭化性を示す材料で構成
することが望ましい。Furthermore, when actual wire bonding work is performed using the coated wire 17, it is necessary that no defects occur in bonding performance. Regarding this point, according to the research results of the present inventors, it is desirable to use a material that shows non-carbonization when the coating film 17A is removed by heating during the formation of the metal ball 17C, which will be described later.

その理由は以下の通りである。すなわち、後述の金属ボ
ール１７Ｃの形成時の被覆膜１７Ａの加熱除去において
は、被覆膜１７Ａは上記金属ボール１７Ｃの上方に溶は
上がるが、このときに被覆膜１７Ａが炭化性である場合
には、加熱温度、たとえば１０６０℃程度の高温条件に
おいて被覆膜１７Ａが分解されずに炭化してしまうこと
になる。The reason is as follows. That is, when the coating film 17A is heated and removed during the formation of the metal balls 17C, which will be described later, the coating film 17A melts above the metal balls 17C, but at this time, the coating film 17A is carbonized. In this case, the coating film 17A will not be decomposed and will be carbonized at a heating temperature of about 1060° C., for example.

その結果、炭化した被覆膜１７Ａは上記金属ボール１７
Ｃの直上で金＠！　１７　Ｂを包み込むようにして該金
属線１７Ｂの表面に付着残留するため、これが吸着異物
となって、ボンディングツール３３内の目詰まりの要因
となり、最悪の場合にはワイヤカール、さらには断線を
引き起こすことにもなる。As a result, the carbonized coating film 17A is deposited on the metal ball 17.
Gold @ just above C! 17B, and remains attached to the surface of the metal wire 17B, which becomes an adsorbed foreign substance and causes clogging in the bonding tool 33. In the worst case, it causes wire curling and even wire breakage. It also happens.

このような事実を総合的に勘案考慮すると、被覆ワイヤ
１７の被覆膜１７Ａとして、少なくとも下記の二つの条
件を満たすことが必要となる。Taking these facts into consideration comprehensively, the coating film 17A of the coated wire 17 needs to satisfy at least the following two conditions.

すなわち、第１に、温度サイクル試験あるいは第１１図
に示す実験条件における摩耗試験等を通じて、１５０℃
〜１７５℃の温度条件で１００時間後の被覆膜１７Ａ破
壊回数低減における劣化率が２０％以下となること。That is, first, through a temperature cycle test or a wear test under the experimental conditions shown in Figure 11,
The deterioration rate in reducing the number of times the coating film 17A breaks down after 100 hours under a temperature condition of ~175°C is 20% or less.

第２に、金属ボール１７Ｃの形成時における被覆膜１７
Ａの加熱除去の際に非炭化性を示す材料で構成すること
。Second, the coating film 17 when forming the metal ball 17C
It should be made of a material that shows non-carbonization when A is removed by heating.

以上の条件を満たす被覆膜１７Ａの構成材料としての耐
熱ポリウレタンについて、さらに具体的に説明すると、
この耐熱ポリウレタンは、活性水素を含んだテレフター
ル酸系ポリオールを主成分とするポリマー成分と、イン
シアネートとを用いて得られる。なお注記すると、ここ
で「主成分とする」とは、全体が主成分のみからなる場
合も含める趣旨である。A more specific explanation of the heat-resistant polyurethane as a constituent material of the coating film 17A that satisfies the above conditions is as follows.
This heat-resistant polyurethane is obtained using a polymer component whose main component is a terephthalic acid polyol containing active hydrogen, and incyanate. It should be noted that the term "main component" here includes the case where the whole consists only of the main component.

上記活性水素を含んだテレフタール酸系ポリオールは、
テレフタール酸と多価アルコールとを用い、叶／Ｃ０Ｏ
Ｈ＝　１．２〜３０の範囲で、反応温度７０℃〜２５０
℃に設定し、常法のエステル化学反応によって得ること
ができる。一般に平均分子量が３０〜１００００の範囲
で水酸基を１００〜５００程度有するものであって、分
子差の両末端に水酸基を有するものが用いられている。The above terephthalic acid polyol containing active hydrogen is
Kano/C0O using terephthalic acid and polyhydric alcohol
H=1.2~30, reaction temperature 70℃~250℃
It can be obtained by a conventional ester chemical reaction. Generally, those having an average molecular weight in the range of 30 to 10,000 and about 100 to 500 hydroxyl groups, and having hydroxyl groups at both ends of the molecular difference, are used.

このようなテレフタール酸系ポリオールを構成する原材
料として、エチレングリコール、ジエチレングリコール
、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ヘ
キサングリコール、ブタングリコール、グリセリン、ト
リメチロールプロパン、ヘキサントリオール、ペンタエ
リスリトール等の脂肪族系グリコールが挙げられる。ま
た上記以外にも、１．４−ジメチロールベンゼンのよう
な多価アルコールが挙げられる。上記中においては特に
、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセ
リンを用いることが好適である。Examples of raw materials constituting such terephthalic acid polyols include aliphatic glycols such as ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, hexane glycol, butane glycol, glycerin, trimethylolpropane, hexanetriol, and pentaerythritol. It will be done. In addition to the above, polyhydric alcohols such as 1,4-dimethylolbenzene may also be used. Among the above, it is particularly preferable to use ethylene glycol, propylene glycol, and glycerin.

ジカルボン酸としては、テレフタール酸が用いられるが
、必要に応じて、アミド酸、イミド酸を併用することが
できる。Terephthalic acid is used as the dicarboxylic acid, but amic acid and imide acid can be used in combination, if necessary.

また、耐熱性が低下しない程度において、イドフタル酸
、オルソフタル酸、コハク酸、アジピッ酸、セバシン酸
等の２塩基酸、あるいは１．　２３．４−ブタンテトラ
カルボン酸、シクロベンクンテトラカルボン酸、エチレ
ンテトラカルボン酸、ピロメリット酸、トリメリット酸
等の多塩基酸を併用しても差し支えない。In addition, dibasic acids such as isophthalic acid, orthophthalic acid, succinic acid, adipic acid, and sebacic acid, or 1. 23. Polybasic acids such as 4-butanetetracarboxylic acid, cyclobenkunetetracarboxylic acid, ethylenetetracarboxylic acid, pyromellitic acid, and trimellitic acid may be used in combination.

上記テレフタール酸系ポリオールと反応させるインシア
ネートとしては、トルイレンジイソシアネート、キシリ
レンジイソシアネートのような一分子中に少なくとも２
個のインシアネート基を有する多価インシアネートのイ
ンシアネート基を、活性水素を有する化合物、たとえば
フェノール類、カプロラクタム、メチルエチルケトンオ
キシムでブロック化したものを挙げることができる。こ
のようなイソシアネートは、安定化されている。また、
上記多価インシアネート化合物をトリメチルロールプロ
パン、ヘキサントリオール、フタンジオール等の多価ア
ルコールと反応させ、活性水素を有する化合物でブロッ
ク化してなるものも挙げられる。As the incyanate to be reacted with the above terephthalic acid polyol, at least 2 in one molecule such as tolylene diisocyanate and xylylene diisocyanate can be
Examples include those in which the incyanate group of a polyvalent incyanate having 2 incyanate groups is blocked with a compound having active hydrogen, such as phenols, caprolactam, and methyl ethyl ketone oxime. Such isocyanates are stabilized. Also,
Examples include those obtained by reacting the polyvalent incyanate compound with a polyhydric alcohol such as trimethylolpropane, hexanetriol, and phthanediol, and blocking the resulting product with a compound having active hydrogen.

上記インシアネート化合物の例としては、日本ポリウレ
タン社製、ミリオネートＭＳ−５０、コロネート２５０
１，２５０３．２５０５　　コロネートＡＰ−３ｔ、デ
スモジュールＣＴ−３ｔ等を挙げることができる。そし
て、上記多価インシアネートとしては、分子量３００〜
１００００程度のものを用いることが好適である。Examples of the above incyanate compounds include Millionate MS-50 and Coronate 250 manufactured by Nippon Polyurethane Co., Ltd.
1,2503.2505 Coronate AP-3t, Desmodule CT-3t, etc. can be mentioned. The polyvalent incyanate has a molecular weight of 300 to
It is preferable to use a number of about 10,000.

本発明は、上記のような原料を用いて塗料組成物をつく
り、これをワイヤ本体の金属線１７Ｂに塗装し、数μｍ
の膜厚の被覆膜化することにより、ワイヤ本体の金属線
１７Ｂの周囲を絶縁した被覆ワイヤ１７を得るものであ
る。In the present invention, a coating composition is made using the above-mentioned raw materials, and this is coated on the metal wire 17B of the wire body, and the paint composition is coated with a coating composition of several μm.
By forming a coating film with a thickness of , a coated wire 17 is obtained in which the periphery of the metal wire 17B of the wire body is insulated.

上記塗料組成物としては、ポリオール成分の水酸基１当
量につき、安定化インシアネートのイソシアネート基０
．４〜４．０当量、好ましくは０．９〜２．０当量およ
び所要量の硬化促進触媒を加えて、さらに適量の有機溶
剤（フェノール類、グリコールエーテル類、ナフサ等）
を加え、通常、固型分含量１０〜３０重量％とすること
により得られることができる。このとき必要に応じ、外
観改良剤、染料等の添加剤を適量配合することもできる
。The coating composition has 0 isocyanate groups in the stabilized incyanate per 1 equivalent of hydroxyl groups in the polyol component.
．． 4 to 4.0 equivalents, preferably 0.9 to 2.0 equivalents, and a required amount of a curing accelerating catalyst, and further an appropriate amount of an organic solvent (phenols, glycol ethers, naphtha, etc.)
It can be obtained by adding the solid content to usually 10 to 30% by weight. At this time, appropriate amounts of additives such as appearance improvers and dyes may be added as necessary.

本発明において、ポリオール成分の１水酸基当量につき
、安定化イソシアネートのインシアネート基を０．４〜
４．０当量加える理由は、まず、０．４当量未満では、
得られる絶縁ワイヤのクレージング特性が低下し、一方
４．０当量を超える塗膜の耐摩耗性が劣るようになるた
めである。塗料組成物削整時に加えられる硬化促進触媒
は、ポリオール成分１００重量部当たり、好ましくは０
．１〜ＩＯ重量部である。また、これが、０．１重量部
未満になると、硬化促進効果が少なくなると共に塗膜形
成能が悪くなる傾向がみられ、逆に１０重量部を超える
と、得られる耐熱ウレタンボンディングワイヤの熱劣化
特性の低下がみられるようになるためである。In the present invention, the inocyanate group of the stabilizing isocyanate is from 0.4 to 1 hydroxyl group equivalent of the polyol component.
The reason for adding 4.0 equivalents is that if the amount is less than 0.4 equivalents,
This is because the crazing properties of the resulting insulated wire deteriorate, and on the other hand, the abrasion resistance of the coating film exceeding 4.0 equivalents becomes poor. The curing accelerating catalyst added at the time of trimming the coating composition is preferably 0 per 100 parts by weight of the polyol component.
．． 1 to IO parts by weight. In addition, if it is less than 0.1 parts by weight, the curing accelerating effect tends to decrease and the ability to form a coating film tends to deteriorate, while if it exceeds 10 parts by weight, the resulting heat-resistant urethane bonding wire deteriorates due to heat. This is because the characteristics begin to deteriorate.

上記硬化促進触媒としては、金属カルボン酸、アミノ酸
、フェノール類を挙げることができ、具体的にはナフテ
ン酸、オクテン酸、バーサチック酸などの亜鉛塩、鉄塩
、銅塩、マンガン塩、コバルト塩、スズ塩、■、８ジア
ザビシクロ（５，４゜０）ウンデセン−７，２，４，６
）リス　（ジメチルアミンメチル）フェノールが用いら
れる。Examples of the curing accelerating catalyst include metal carboxylic acids, amino acids, and phenols, and specifically, zinc salts, iron salts, copper salts, manganese salts, cobalt salts such as naphthenic acid, octenoic acid, and versatic acid; Tin salt, ■, 8 diazabicyclo(5,4゜0) undecene-7,2,4,6
) Lis(dimethylaminemethyl)phenol is used.

上記のような塗料組成物をワイヤ本体の金属線１７Ｂ５
Ａの表面上に塗布した後、常用の焼付塗装装置で焼き付
けることにより得ることができる。The above coating composition was applied to the metal wire 17B5 of the wire body.
It can be obtained by applying it onto the surface of A and then baking it with a commonly used baking coating device.

上記塗布焼付条件は、ポリオール成分、安定化インシア
ネート、重合開始剤および硬化促進触媒の類の配合量に
よっても異なるが、通常２００〜３００℃で４〜１００
秒程度である。要は、塗料組成物の硬化反応をほぼ完了
させうるに足りる温度と時間で焼き付けがなされ本実施
例の被覆ワイヤ１７が得られる。The above coating and baking conditions vary depending on the blending amounts of the polyol component, stabilizing incyanate, polymerization initiator, and curing accelerating catalyst, but are usually 200 to 300 °C and 4 to 100 °C.
It is about seconds. In short, baking is performed at a temperature and time sufficient to substantially complete the curing reaction of the coating composition to obtain the coated wire 17 of this embodiment.

上記被覆膜１７Ａの膜厚に関しては、ボンディングツー
ル３３の超音波エネルギーおよび熱圧着力等によって若
干の変化があるが、たとえば０．２〜３〔μｍ〕程度の
膜厚が望ましい。すなわち、膜厚が小さい場合には被覆
膜１７Ａとしての絶縁信頼性に欠けるし、逆に大きな場
合にはボンディング時における被覆膜１７Ａの除去が困
難となるためである。The thickness of the coating film 17A varies slightly depending on the ultrasonic energy and thermocompression force of the bonding tool 33, but a thickness of about 0.2 to 3 μm is desirable, for example. That is, if the film thickness is small, the insulation reliability of the coating film 17A will be lacking, and if it is large, it will be difficult to remove the coating film 17A during bonding.

なお、本発明者等の検討結果によれば、被覆膜１７Ａの
構成材料として、上記した組成の耐熱ポリウレタンの他
、市販のポリウレタン、またホルマールは非炭化性の要
件は満たすが、１５０℃〜１７５℃で１００時間後の被
覆膜１７Ａ破壊回数低減における上と条件での劣化率が
２０％を超えるので、被覆膜１７Ａとしては不適当であ
る。According to the study results of the present inventors, in addition to the heat-resistant polyurethane having the above-mentioned composition, commercially available polyurethane and formal meet the non-carbonization requirement as constituent materials for the coating film 17A; Since the deterioration rate of the coating film 17A after 100 hours at 175° C. under the above conditions of reducing the number of failures exceeds 20%, it is unsuitable as the coating film 17A.

他方、ポリイミド、ポリアミド、ナイロン、ポリエステ
ル、ポリアミドイミド、ポリエステルイミドなどは金属
ボール１７Ｃの形成時または被覆膜１７Ａの加熱除去時
に炭化性を示すので、被覆ワイヤ１７の被覆膜１７Ａと
して使用するには不適当であることが明らかになった。On the other hand, polyimide, polyamide, nylon, polyester, polyamideimide, polyesterimide, etc. exhibit carbonization when forming the metal balls 17C or when removing the coating film 17A by heating, so they are not suitable for use as the coating film 17A of the coated wire 17. was found to be inappropriate.

上記でその構成の一例を示した被覆ワイヤ１７は、本実
施例のワイヤボンディング装置１において、第６図に示
すように、被覆ワイヤ１７の巻回されるワイヤスプール
３５、エアバックテンショナ３６、スプロケット３７お
よびクランパ３８を経てボンディングツール３３に供給
されている。In the wire bonding apparatus 1 of the present embodiment, the coated wire 17, an example of the structure of which is shown above, is used in the wire bonding apparatus 1 of this embodiment, as shown in FIG. 37 and a clamper 38 to the bonding tool 33.

ワイヤスプール３５は、たとえば円筒形状のアルミニウ
ム金属の表面にアルマイト処理を施して構成されている
。このアルマイト処理は、機械的強度の向上およびキズ
の発生を防止するために施されているものである。ただ
し、これに巻回される被覆ワイヤ１７が帯電するのを防
止するために、クロム（Ｃｒ）メツキ等を施して表面処
理を行い、導電性を具備させてもよい。さらに、このワ
イヤスプール３５自体をステンレス合金で構成してもよ
い。The wire spool 35 is made of, for example, a cylindrical aluminum metal whose surface is subjected to alumite treatment. This alumite treatment is performed to improve mechanical strength and prevent scratches. However, in order to prevent the coated wire 17 wound around it from being charged, it may be surface-treated with chromium (Cr) plating or the like to make it conductive. Furthermore, the wire spool 35 itself may be made of a stainless alloy.

上記ワイヤスプール３５は、スプールホルダ３５Ａによ
って支持されており、該スプールホルダ３５Ａの回転軸
３５Ｂはボンディング装置本体ｌＡに固定されている。The wire spool 35 is supported by a spool holder 35A, and a rotating shaft 35B of the spool holder 35A is fixed to the bonding apparatus main body IA.

このスプールホルダ３５Ａは、少なくともその一部に導
電性を有するように、たとえば接地された状態のステン
レス合金で構成されている。したがって、上記スプール
ホルダ３５Ａに巻回された被覆ワイヤ１７において、そ
の被覆膜１７Ａに帯電された静電気は上記ステンレス合
金部分を通じて放電される構造となっている。The spool holder 35A is made of, for example, a grounded stainless steel alloy so that at least a portion of the spool holder 35A is electrically conductive. Therefore, in the covered wire 17 wound around the spool holder 35A, the static electricity charged on the coating film 17A is discharged through the stainless steel alloy portion.

また詳細な図示は省略するが、巻回された被覆ワイヤ１
７の巻き始め部分の一端は、被覆膜１７Ａが除去され金
属線１７Ｂが露出されており、この露出状態の金属線１
７Ｂの部分がワイヤスプール３５に接合されている。し
たがって、第６図に示すように、巻回状態の被覆ワイヤ
１７の金属線１７Ｂは、上記ワイヤスプール３５、スプ
ールホルダ３５Ａ１回転軸３５Ｂおよびボンディング装
置本体ＩＡを通じて、基準電位ＧＮＤに接続されている
。この基準電位ＧＮＤは、本実施例ではアーク発生装置
４０の基１電位ＧＮＤと同値の電位となっている。この
ように、被覆ワイヤ１７の金属線１７Ｂが基準電位ＧＮ
Ｄに接続されることにより、後述の金属ボール１７Ｃの
形成時において、電気トーチ４１と被覆ワイヤ１７の金
属線１７Ｂとの電位差を規定値に確保し、安定したアー
クＡＣの発生を実現できるため、金属ボール１７Ｃの確
実な形成が可能となる。Although detailed illustrations are omitted, the wound coated wire 1
At one end of the winding start portion of No. 7, the coating film 17A is removed and the metal wire 17B is exposed.
A portion 7B is joined to the wire spool 35. Therefore, as shown in FIG. 6, the metal wire 17B of the coated wire 17 in the wound state is connected to the reference potential GND through the wire spool 35, the spool holder 35A1, the rotating shaft 35B, and the bonding apparatus main body IA. In this embodiment, this reference potential GND has the same potential as the base 1 potential GND of the arc generator 40. In this way, the metal wire 17B of the covered wire 17 is at the reference potential GN.
By being connected to D, the potential difference between the electric torch 41 and the metal wire 17B of the covered wire 17 can be maintained at a specified value when forming the metal ball 17C, which will be described later, and stable arc AC can be generated. The metal ball 17C can be formed reliably.

エアバックテンショナ３６は、第７図および第８図に示
すように、その間を被覆ワイヤ１７が通過可能な一対の
ガイド板３６Ａを有している。このガイド板３６Ａは、
アルミニウム合金の表面にアルマイト処理を施し、さら
にその表面にクロム（Ｃｒ）メツキを施したものである
が、ステンレス合金等で構成されたものであってもよい
。少なくとも被覆ワイヤ１７との接触時において被覆ワ
イヤ１７の帯電を防止できる構造であればよい。As shown in FIGS. 7 and 8, the air bag tensioner 36 has a pair of guide plates 36A through which the covered wire 17 can pass. This guide plate 36A is
The surface of the aluminum alloy is subjected to an alumite treatment, and the surface is further plated with chromium (Cr), but it may also be made of a stainless steel alloy or the like. Any structure may be used as long as it can prevent the covered wire 17 from being charged at least when it comes into contact with the covered wire 17.

上記ガイド板３６Ａのワイヤ通路空間α側の面には第８
図に示されるように、複数状の突起３６Ｂが設けられて
いる。この突起３６Ｂは上記ワイヤ通路空間αを通過す
る被覆ワイヤ１７とガイド板３６Ａとの接触部分を極力
小さくするために設けられたものであり、この突起３６
Ｂの作用によって、ワイヤ通路空間αを通過する被覆ワ
イヤ１７は上記ガイド板３６Ａに対してほぼ点接触状態
となり、接触摩擦による被覆膜１７Ａへの帯電を防止さ
れている。したがって、上記突起３６Ｂもその表面が導
電性を有している必要があり、表面がクロム（Ｃｒ）等
のメツキ処理、あるいは突起３６Ｂ自体がステンレス合
金等で構成されている。On the surface of the guide plate 36A on the wire passage space α side, an eighth
As shown in the figure, a plurality of protrusions 36B are provided. This protrusion 36B is provided to minimize the contact area between the covered wire 17 passing through the wire passage space α and the guide plate 36A.
Due to the action of B, the coated wire 17 passing through the wire passage space α comes into almost point contact with the guide plate 36A, and the coating film 17A is prevented from being charged due to contact friction. Therefore, the surface of the protrusion 36B must be conductive, and the surface is plated with chromium (Cr) or the like, or the protrusion 36B itself is made of a stainless steel alloy or the like.

このような突起３６Ｂの構造を得る技術としては、プレ
ス等の加工技術を用いてガイド板３６Ａの内周面を突出
させてもよいし、あるいは平坦に形成されたガイド板３
６Ａの内周面に接合あるいは接着等の手段を用いて突起
３６Ｂを構成する棒状の部材を固定してもよい。As a technique for obtaining such a structure of the protrusion 36B, the inner circumferential surface of the guide plate 36A may be protruded using a processing technique such as pressing, or the guide plate 3 that is formed flat may be used.
A rod-shaped member constituting the protrusion 36B may be fixed to the inner circumferential surface of the protrusion 36B using means such as bonding or adhesion.

上記両ガイド板３６Ａの長手方向の一端には流体供給管
４２に接続された金属性のアダプタ４３が装着されてお
り、該アダプタ４３の端面には流体吹出口４４が開設さ
れている。流体吹出口４４の周囲からは偏平状のスペー
サ４５が上記長手方向に突出されており、このスペーサ
４５の厚さによって上記ワイヤ通路空間αの幅が決定さ
れている。このように決定されるワイヤ通路空間αの幅
としては、使用される被覆ワイヤ１７の直径あるいは上
北突起３６Ｂの高さ等によっても異なるが、−例として
１証前後に設定されている。A metal adapter 43 connected to a fluid supply pipe 42 is attached to one longitudinal end of both guide plates 36A, and a fluid outlet 44 is provided at the end face of the adapter 43. A flat spacer 45 projects from the periphery of the fluid outlet 44 in the longitudinal direction, and the width of the wire passage space α is determined by the thickness of the spacer 45. The width of the wire passage space α determined in this manner varies depending on the diameter of the coated wire 17 used, the height of the upper north protrusion 36B, etc., but is set to around 1 mm as an example.

上記アダプタ４３に接続された流体供給管４２は図示し
ない流体供給源に接続されている。この流体供給源には
、例えばコロナ放電手段を内蔵しており、これによりイ
オン分離されたイオンガスが除電流体Ｇｓとしてアダプ
タ４３の流体吹出口４４より上記ワイヤ通路空間αに供
給される構造となっている。The fluid supply pipe 42 connected to the adapter 43 is connected to a fluid supply source (not shown). This fluid supply source has a built-in corona discharge means, for example, and the ion gas separated by this is supplied as a current eliminating body Gs to the wire passage space α from the fluid outlet 44 of the adapter 43. ing.

したがって、本実施例によればエアバックテンショナ３
６の本来の目的である、被覆ワイヤ１７へのバックテン
ションの印加が可能であるとともに、除電流体Ｇｓを使
用することによって被覆ワイヤ１７の静電気の除去をも
可能となっている。Therefore, according to this embodiment, the airbag tensioner 3
It is possible to apply back tension to the covered wire 17, which is the original purpose of 6, and it is also possible to remove static electricity from the covered wire 17 by using the current removing body Gs.

さらに、上記のようにガイド板３６Ａの内周面の突起３
６Ｂの作用によって被覆ワイヤ１７とガイド板３６Ａ（
エアバンクテンショナ３６）との接触はほぼ点接触状態
となるため、エアバックテンショナ３６の通過にともな
う被覆ワイヤ１７の帯電も防止される。Furthermore, as described above, the protrusion 3 on the inner peripheral surface of the guide plate 36A
6B, the coated wire 17 and guide plate 36A (
Since the contact with the air bank tensioner 36) is almost in a point contact state, charging of the covered wire 17 due to passage of the air bag tensioner 36 is also prevented.

上記ワイヤスプール３５から供給され、エアバックテン
ショナ３６を経た被覆ワイヤ１７は、スプロケット３７
およびクランパ３８を経てボンディングツール３３に挿
入されている。上記スプロケット３７は、被覆ワイヤ１
７をボンディングツール３３に対して正確に位置決めす
るためのものであり、ボンディング装置本体ＩＡに対し
て固定されている。また、クランパ３８は、ボンディン
グツール３３に挿入される被覆ワイヤ１７を保持／開放
するためのものであり、一対のクランパチップ３８Ａの
開閉移動によって被覆ワイヤ１７を側面から挟持する構
造となっている。The coated wire 17 is supplied from the wire spool 35 and passed through the airbag tensioner 36 to the sprocket 37.
It is inserted into the bonding tool 33 via the clamper 38. The sprocket 37 has a coated wire 1
7 with respect to the bonding tool 33, and is fixed to the bonding apparatus main body IA. Further, the clamper 38 is for holding/releasing the coated wire 17 inserted into the bonding tool 33, and has a structure in which the coated wire 17 is clamped from the sides by opening and closing movement of a pair of clamper chips 38A.

本実施例では、被覆ワイヤ１７と接触状態となる上記ス
プロケット３７およびクランパ３８について、導電性金
属で構成することによって、被覆ワイヤ１７の被覆膜１
７Ａへの帯電右よび被覆膜１７Ａの静電気の除去を図っ
ている。なあ、クランパ３８のように、耐摩耗性等の理
由から導電性金属を用いることができない場合には、上
記エアバックテンショナ３６において説胡したものと同
様の除電流体Ｇｓの吹出口（図示せず）を設は被覆ワイ
ヤ１７および部材の除電ブローを施すことによって、被
覆ワイヤ１７の帯電防止および除電を実現することも可
能である。In this embodiment, the sprocket 37 and clamper 38 that come into contact with the coated wire 17 are made of conductive metal, so that the coating film of the coated wire 17
This is intended to remove static electricity from the charging layer 7A and the coating film 17A. Incidentally, when a conductive metal cannot be used for reasons such as wear resistance, as in the case of the clamper 38, a current eliminating body Gs outlet (not shown) similar to that explained in the air bag tensioner 36 above may be used. ), it is also possible to prevent and eliminate static electricity from the covered wire 17 by blowing away static electricity from the covered wire 17 and the members.

上記クランパ３８の下方に位置されたボンディングツー
ル３３は、金属ボール１７Ｃの形成時においては、第６
図に示すようにカバー４７で覆われる構造となっている
。このカバー４７は、同図中、矢印六方向に回転移動が
可能となっており、この回転動作によってツール挿入口
４８からボンディングツール３３を挿入し、これを覆う
ように構成されている。このようなカバー４７を設けた
理由は、第１に、金属ボール１７Ｃの形成時において溶
は上がる被覆膜１７Ａの飛散によって半導体チップ３あ
るいはインナーリード６等が汚染されないようにするた
めのものであり、第２に、被覆ワイヤ１７の金属線１７
ＢがＣｕ、Ａ４２等の酸化性の材料の場合に酸化防止用
ガス雰囲気（シールドガス雲囲気）を保持し易いように
するた袷である。このようなカバー４７は、たとえば耐
熱性のステンレス合金で構成することが可能である。The bonding tool 33 located below the clamper 38 is the sixth bonding tool 33 when forming the metal ball 17C.
As shown in the figure, it has a structure covered with a cover 47. This cover 47 is rotatably movable in the six directions of arrows in the figure, and is configured to insert the bonding tool 33 from the tool insertion opening 48 and cover it by this rotational movement. The reason for providing such a cover 47 is, firstly, to prevent the semiconductor chip 3 or the inner leads 6 from being contaminated by the scattering of the coating film 17A, which is melted during the formation of the metal ball 17C. Yes, secondly, the metal wire 17 of the coated wire 17
When B is an oxidizing material such as Cu or A42, this lining makes it easier to maintain an antioxidizing gas atmosphere (shielding gas cloud). Such a cover 47 can be made of, for example, a heat-resistant stainless steel alloy.

さらに、該カバー４７は、内部での金属ボール１７Ｃの
形成状態を作業者が確認可能なように、透明性を有する
耐熱性のガラス材料で形成してもよい。Furthermore, the cover 47 may be made of a transparent, heat-resistant glass material so that the operator can check the state of formation of the metal balls 17C inside.

上記カバー４７の底部分には、第６図に示すように電気
トーチ４１　（アーク電極）が配置されている。該電気
トーチ４１はボンディングツール３３の先端より導出さ
れた被覆ワイヤ１７の金属線１７Ｂの先端に近接した位
置に配置され（第９図参照）、両者間にアークＡｃを発
生させて金属ボール１７Ｃを形成するように構成されて
いる。このような電気トーチ４１としては、高温度に耐
えるタングステン（Ｗ＞等で形成することが可能である
。At the bottom of the cover 47, an electric torch 41 (arc electrode) is arranged as shown in FIG. The electric torch 41 is placed close to the tip of the metal wire 17B of the coated wire 17 led out from the tip of the bonding tool 33 (see FIG. 9), and generates an arc Ac between the two to drive the metal ball 17C. configured to form. Such an electric torch 41 can be made of tungsten (W>, etc.) that can withstand high temperatures.

上記電気トーチ４１は内部が中空で形成されており、第
９図に示すように吸引装置５０に接続された吸引管５１
と連通されて、後述の流体吹付ノズル５２より噴出され
た冷却流体ＣＧｓによって飛散された被覆膜片等を吸引
除去するように構成されている。上記電気トーチ４１お
よび吸引管５１を通じて吸引された被覆膜片は、外部の
吸引装置５０に吸引された後、外部に排出される。The electric torch 41 has a hollow interior, and a suction pipe 51 connected to a suction device 50 as shown in FIG.
The cooling fluid CGs ejected from a fluid spray nozzle 52, which will be described later, is configured to suction and remove coating film fragments and the like scattered by the cooling fluid CGs. The coating film pieces sucked through the electric torch 41 and the suction tube 51 are sucked into an external suction device 50 and then discharged to the outside.

電気トーチ４１は、上記吸引管５１を介在させてアーク
発生装置４０に電気的に接続されている。The electric torch 41 is electrically connected to the arc generator 40 with the suction pipe 51 interposed therebetween.

吸引管５１は、たとえばステンレス合金等の導電性金属
で構成されており、Ａｇ−Ｃｕろう材等の接着金属層（
図示せず）を介在させて上記電気トーチ４１を固着して
いる。該吸引管５１は、さらに挟持部材５３を介在して
上記カバー４７を固着しており、したがって、電気トー
チ４１とカバー４７とは、この吸引管５１を通じて一体
に移動可能な構成となっている。The suction tube 51 is made of a conductive metal such as a stainless steel alloy, and has an adhesive metal layer (such as an Ag-Cu brazing material).
(not shown), the electric torch 41 is fixed thereto. The suction tube 51 further fixes the cover 47 with a holding member 53 interposed therebetween, so that the electric torch 41 and the cover 47 can be moved together through the suction tube 51.

上記吸引管５１の移動手段としては、吸引管５１を固定
的に支持する支持部材５４と、該支持部材５４を第６図
矢印Ａ方向に回転させるクランク軸５５と、このクラン
ク軸５５を回転させる電磁ソレノイド等の駆動源５６と
で構成されている。The means for moving the suction tube 51 includes a support member 54 that fixedly supports the suction tube 51, a crankshaft 55 that rotates the support member 54 in the direction of arrow A in FIG. 6, and a crankshaft 55 that rotates the crankshaft 55. It is composed of a drive source 56 such as an electromagnetic solenoid.

上記クランク軸５５の回転は、このクランク軸５５に連
結されて同図矢印Ｂ方向に移動可能なシャフト５７の移
動によって実現されている。なお、上記クランク軸５５
は、図示を省略したが、ボンディング装置本体ＩＡに対
して回転自在に支持されている。The rotation of the crankshaft 55 is realized by the movement of a shaft 57 that is connected to the crankshaft 55 and is movable in the direction of arrow B in the figure. Note that the crankshaft 55
Although not shown, is rotatably supported by the bonding apparatus main body IA.

上記回転構造のカバー４７に対しては、カバー４７の外
部より内部に対して流体吹付ノズル５２が取り付けられ
ている。第９図は、この流体吹付ノズル５２の冷却流体
ＣＧｓの供給機構を示しており、カバー４７内において
ボンディングツール３３から突出された被覆ワイヤ１７
に対してその突出根元部分に対して冷却流体ＣＧｓの供
給が可能なように配置されている。A fluid spray nozzle 52 is attached to the cover 47 having the above-mentioned rotating structure from the outside to the inside of the cover 47. FIG. 9 shows the cooling fluid CGs supply mechanism of this fluid spray nozzle 52, in which the covered wire 17 protrudes from the bonding tool 33 within the cover 47.
The cooling fluid CGs is arranged so that the cooling fluid CGs can be supplied to the protruding root portion thereof.

上記流体吹付ノズル５２より噴出される冷却流体ＣＧｓ
は、同図に示すように、被覆ワイヤ１７の先端における
金属ボール１７Ｃの形成時に電気トーチ４１との間のア
ークＡｃによって溶は上がる被覆膜１７Ａを被覆ワイヤ
１７の周面から飛散・除去させるとともに、この溶は上
がった被覆膜１７Ａを一定量で冷却硬化させ、樹脂溜り
の発生を抑制して、これによってボンディングツール３
３内での目詰まりを防止する機能を有している。Cooling fluid CGs ejected from the fluid spray nozzle 52
As shown in the figure, when forming the metal ball 17C at the tip of the coated wire 17, the coating film 17A melted by the arc Ac between the coated wire 17 and the electric torch 41 is scattered and removed from the circumferential surface of the coated wire 17. At the same time, this melt cools and hardens the rising coating film 17A by a certain amount, suppressing the formation of resin pools, and thereby the bonding tool 3.
It has a function to prevent clogging in the chamber.

このような観点から、流体吹付ノズル５２は、被覆膜１
７Ａの溶は上がりを抑制するため、図中斜め上方より被
覆ワイヤ１７に対して臨む位置に配置され、該被覆ワイ
ヤ１７の後端側（上方）から先端（下方）に対して冷却
流体ＣＧｓを吹き付ける構成となっている。From this point of view, the fluid spray nozzle 52
In order to suppress melting of 7A, it is placed in a position facing the covered wire 17 from diagonally above in the figure, and a cooling fluid CGs is applied from the rear end side (upper side) to the tip (lower side) of the covered wire 17. It is configured to be sprayed.

このような、流体吹付ノズル５２は、本実施例の如くそ
のカバー４７に固定し、ボンディングツール３３には固
定しない方が望ましい。すなわち、このような流体吹付
ノズル５２をボンディングツール３３に対して固定した
場合には、ボンディングツール３３の重量が増加するた
めに、超音波振動の負荷が壜入し、ボンダビリティを低
下させるた必である。It is preferable that such a fluid spray nozzle 52 be fixed to the cover 47 as in the present embodiment and not fixed to the bonding tool 33. That is, when such a fluid spray nozzle 52 is fixed to the bonding tool 33, the weight of the bonding tool 33 increases, which increases the load of ultrasonic vibrations, which inevitably reduces bondability. It is.

なお、上記冷却流体ＣＧｓとしては、Ｎ２．　Ｈ、、Ｈ
ｅ、Ａｒさらにはクリーンエア等の使用が可能であり、
第９図に示すように、流体吹付装置５８　（流体源）よ
り冷却装置６０、流量計６１、流体搬送管６２を通じて
上記流体吹付ノズル５２に供給される。なおこのときに
、上記流体吹付装置５８内において、図示しないコロナ
放電手段を設け、イオン分離されたイオンガス（除電流
体ＧＳ）を冷却流体ＣＧｓとして使用してもよい。この
場合には、ワイヤボンディング作業の直前位置における
被覆ワイヤ１７の除電が可能となるため、被覆膜１７Ａ
の帯電に起因する半導体チップ３の静電破壊等が防止で
きる。なお、本発明者等の研究によれば、上記イオンガ
スの他に、単なるＮ２ガスによる気体の吹き付けによっ
ても被覆膜１７Ａの除電効果のあることが確認されてい
る。Note that the cooling fluid CGs is N2. H,,H
It is possible to use e, Ar, or even clean air.
As shown in FIG. 9, fluid is supplied from a fluid spraying device 58 (fluid source) to the fluid spraying nozzle 52 through a cooling device 60, a flow meter 61, and a fluid conveying pipe 62. At this time, a corona discharge means (not shown) may be provided in the fluid spraying device 58, and the ion-separated ion gas (current neutralizing body GS) may be used as the cooling fluid CGs. In this case, it is possible to remove static electricity from the coated wire 17 at the position immediately before the wire bonding operation, so that the coated wire 17A can be
Electrostatic damage to the semiconductor chip 3 due to charging can be prevented. According to research conducted by the present inventors, it has been confirmed that, in addition to the above-mentioned ion gas, simple spraying of N2 gas also has the effect of eliminating static electricity from the coating film 17A.

冷却装置６０は、冷却流体ＣＧｓを積極的に常温よりも
低く冷却するように構成されている。この冷却装置６０
としては、たとえばペルチェ効果を利用した電子冷却装
置等で構成することが可能である。また、第９図におい
ては図示を簡略化しであるが、上記冷却装置６０と流体
吹付ノズル５２との間の流体搬送管６２の周囲は、断熱
材６３で覆われるように構成されてふり、流体搬送管６
２中の冷却流体ＣＧｓの温度上昇が抑制されている。ま
た、上記流体搬送管６２自体を外管と内管との２重管構
造として、流体搬送途中においても積極的に冷却を行う
構成としてもよい。The cooling device 60 is configured to actively cool the cooling fluid CGs to a temperature lower than room temperature. This cooling device 60
For example, it is possible to configure an electronic cooling device using the Peltier effect. Although the illustration is simplified in FIG. 9, the periphery of the fluid conveying pipe 62 between the cooling device 60 and the fluid spray nozzle 52 is covered with a heat insulating material 63. Conveying pipe 6
The temperature rise of the cooling fluid CGs in 2 is suppressed. Further, the fluid transport pipe 62 itself may have a double pipe structure of an outer pipe and an inner pipe to actively cool the fluid even during fluid transport.

第６図中、２点鎖線で囲まれた範囲で示すアーク発生装
置４０は、コンデンサＣＩ、蓄電用コンデンサＣ２，）
！Ｊガーで作動するアーク発生用サイリスクＤおよび抵
抗Ｒで構成されている。このアーク発生装置４０に供給
される直流電源り、　Ｃは、例えば、−１０００〜−３
００ｍＶ）程度の負極性を有している。In FIG. 6, the arc generating device 40 shown in the area surrounded by the two-dot chain line is the capacitor CI, the storage capacitor C2,)
! It consists of an arc generating cylinder D and a resistor R operated by a J-gar. The DC power supply C supplied to this arc generator 40 is, for example, -1000 to -3
It has a negative polarity of about 00 mV).

上記直流電源り、Ｃは、サイリスタＤおよび抵抗Ｒ等を
介して電気トーチ４１に接続されており、基準電位ＧＮ
Ｄ側は例えば０〔Ｖ〕とされている。The DC power source C is connected to an electric torch 41 via a thyristor D and a resistor R, and is connected to a reference potential GN.
The D side is set to 0 [V], for example.

なお同図中、■およびＡは、それぞれ電圧計および電流
計を示している。In the same figure, ■ and A indicate a voltmeter and an ammeter, respectively.

次に、本実施例によるワイヤボンディング方法について
説明する。Next, a wire bonding method according to this embodiment will be explained.

ボンディングステージ１０上にリードフレーム５が載置
された状態でＸＹステージ８が作動されると、ボンディ
ングヘッド７が所定量だけ移動され、ボンディングツー
ル３３がタブ１６上の半導体チップ３の直上に位置した
状態となる。When the XY stage 8 is operated with the lead frame 5 placed on the bonding stage 10, the bonding head 7 is moved by a predetermined amount, and the bonding tool 33 is positioned directly above the semiconductor chip 3 on the tab 16. state.

この状態で第６図に示す駆動源５６が作動して吸引管５
１が同図矢印入方向に移動してボンディングツール３３
の先端がカバー４７によって覆われた状態となる。In this state, the drive source 56 shown in FIG.
1 moves in the direction of the arrow in the same figure and moves to the bonding tool 33.
The tip of the cover 47 is now covered.

次に、第９図に示すように、アーク発生装置４０に−１
０００〜−３０００（Ｖ〕程度の高電圧が印加され、こ
れに接続される電気トーチ４１とボンディングツール３
３より突出された被覆ワイヤ１７の金属線１７Ｂの先端
との間にアークＡｃが発生される。このアークＡｃの作
用によって金属線１７Ｂの先端が溶融されて球状の金属
ボール１７Ｃが形成される。このとき、上記アークＡｃ
の熱によって被覆ワイヤ１７の被覆膜１７Ａがそのワイ
ヤ先端方向より溶は上がり、この部分の被覆膜１７Ａが
除去され、金属線１７Ｂの表面が露出された状態となる
。Next, as shown in FIG.
A high voltage of about 000 to -3000 (V) is applied to the electric torch 41 and the bonding tool 3 connected to it.
An arc Ac is generated between the coated wire 17 protruding from the tip of the metal wire 17B. The action of this arc Ac melts the tip of the metal wire 17B to form a spherical metal ball 17C. At this time, the above arc Ac
The heat melts the coating film 17A of the covered wire 17 from the direction of the wire tip, and this portion of the coating film 17A is removed, leaving the surface of the metal wire 17B exposed.

上記金属ボール１７Ｃの形成は、できる限り短時間で行
われることが望ましい。またこのとき、高エネルギー（
高電流、高電圧）によって金属ボール１７Ｃの形成を行
うことによって、被覆ワイヤ１７の被覆膜１７Ａの溶は
上がり量も少なくすることができる。このように、金属
ボール１７Ｃの形成を短時間かつ高エネルギーで行うこ
とは、アークＡｃの発生状態を安定させることを意味す
る。本実施例では、前述の如く、電気トーチ４１を−１
０００〜−３００ｍＶ）程度の負電位とした状態で、一
方の被覆ワイヤ１７の金属線１７Ｂが基準電位ＧＮＤ　
（−〇　［：ＶＥ　）で固定・保持されているため、上
記アークＡｃも安定しており、溶は上がり量の増大・ば
らつき等が抑制されている。It is desirable that the metal balls 17C be formed in as short a time as possible. Also at this time, high energy (
By forming the metal balls 17C using high current and high voltage, the amount of melting of the coating film 17A of the coated wire 17 can be reduced. In this way, forming the metal ball 17C in a short time and with high energy means stabilizing the generation state of the arc Ac. In this embodiment, as described above, the electric torch 41 is set to -1
000 to -300mV), the metal wire 17B of one coated wire 17 is set to the reference potential GND.
Since it is fixed and held at (-〇[:VE), the arc Ac is also stable, and the increase and variation in the amount of melting is suppressed.

さらに、上記金属ボール１７ｃの形成時において、カバ
ー４７で囲まれたボンディング空間に対して流体吹付ノ
ズル５２を通じて冷却流体ＣＧＳが上記被覆ワイヤ１７
の被覆膜１７Ａの溶は上がり部分に対して吹き付けられ
ている。この冷却流体ＣＧｓの吹付によって、溶は上が
った被覆膜１７Ａが飛散され、電気トーチ４１および吸
引管５■を通じて吸引装置５０に吸引されて系外部に除
去される。Further, when forming the metal ball 17c, the cooling fluid CGS is applied to the coated wire 17 through the fluid spray nozzle 52 to the bonding space surrounded by the cover 47.
The melt of the coating film 17A is sprayed onto the rising portion. By spraying the cooling fluid CGs, the molten coating film 17A is scattered, and is sucked into the suction device 50 through the electric torch 41 and the suction pipe 5, and removed to the outside of the system.

この流体吹付ノズル５２からの冷却流体ＣＧｓは、第９
図に示す冷却装置６０によってたとえば約−１０〜０℃
程度に冷却されており、このときの流体吹付ノズル５２
からの冷却流体ＣＧｓが低温である程、被覆ワイヤ１７
の溶は上がり量は小さくなる。すなわち、冷却装置６０
で冷却された冷却流体ＣＧｓは、被覆ワイヤ１７の金属
線１７Ｂ、被覆膜１７Ａおよびボンディングツール３３
を積極的に冷却することができるため、他の被覆膜１７
Ａ部分に影響を与えることなく、アークＡＣの発生部分
のみの被覆膜１７Ａを溶融することができ、被覆膜１７
Ａの溶は上がり量の制御が可能である。The cooling fluid CGs from this fluid spray nozzle 52 is
For example, about -10 to 0°C by the cooling device 60 shown in the figure.
The fluid spray nozzle 52 at this time is cooled to a certain degree.
The colder the cooling fluid CGs from the coated wire 17
The melting rate increases and the amount decreases. That is, the cooling device 60
The cooling fluid CGs cooled by the metal wire 17B of the coated wire 17, the coated film 17A, and the bonding tool
Since the other coating film 17 can be actively cooled,
It is possible to melt the coating film 17A only in the part where the arc AC occurs without affecting the part A, and the coating film 17
The amount of melting A can be controlled.

以上のようにして金属ボール１７Ｃが形成された後、駆
動源５６が再び作動されて、吸引管５１が回動し、ボン
ディングツール３３の周囲よりカバー４７が離脱して、
ボンディングツール３３が開放状態となる。After the metal ball 17C is formed as described above, the drive source 56 is activated again, the suction tube 51 is rotated, and the cover 47 is detached from around the bonding tool 33.
The bonding tool 33 becomes open.

この状態でボンディングヘッド７のサーボモータ２６が
所定量だけ作動されてボールねじ機構２７が下方に移動
されると、ボンディングツール３３は半導体チップ３上
の所定の外部端子４上に着地する。In this state, when the servo motor 26 of the bonding head 7 is operated by a predetermined amount and the ball screw mechanism 27 is moved downward, the bonding tool 33 lands on a predetermined external terminal 4 on the semiconductor chip 3.

上記着地状態を維持したまま、制御部１１の制御によっ
て超音波発振子３４が作動されるとく第１の超音波振動
の印加）、所定の超音波振動がボンディングアーム３０
よりボンディングツール３３に対して伝えられる。When the ultrasonic oscillator 34 is operated under the control of the control unit 11 while maintaining the above-mentioned landing state (first application of ultrasonic vibration), a predetermined ultrasonic vibration is applied to the bonding arm 30.
The information is transmitted to the bonding tool 33.

このとき、上下動ブロック２４の作動による付勢力と、
上記超音波振動と、ヒートブロック１２による加熱の相
乗効果によって金属ボール１７Ｃは上記外部端子４に対
して接合状態となる（第１ボンデイング）。At this time, the urging force due to the operation of the vertical movement block 24,
Due to the synergistic effect of the ultrasonic vibration and the heating by the heat block 12, the metal ball 17C is bonded to the external terminal 4 (first bonding).

次に、制御部１１の制御によって超音波発振子３４の超
音波エネルギーが初期値に戻され（第１図参照）、サー
ボモータ２６が駆動されると、ボンデインクツール３３
は半導体チップ３の上方に上昇する。さらにＸＹステー
ジ８が作動されると上記ボンディングツール３３は、第
５図の２点鎖線で示す経路をその先端より被覆ワイヤ１
７をたぐり出しながら移動してインナーリード６の所定
部位の直上に達する。この「所定部位」とは、ここでは
、インナーリード６の表面において前述の凹凸面６Ａが
形成されている部位を示している。Next, the ultrasonic energy of the ultrasonic oscillator 34 is returned to its initial value under the control of the control unit 11 (see FIG. 1), and the servo motor 26 is driven.
rises above the semiconductor chip 3. When the XY stage 8 is further operated, the bonding tool 33 moves the covered wire 1 along the path shown by the two-dot chain line in FIG.
7 while moving to reach a position directly above a predetermined portion of the inner lead 6. Here, the "predetermined region" refers to a region on the surface of the inner lead 6 where the aforementioned uneven surface 6A is formed.

なお、ボンディングツール３３の移動の際に、超音波発
振子３４による超音波エネルギーは継続させておいても
よい。Note that while the bonding tool 33 is moved, the ultrasonic energy from the ultrasonic oscillator 34 may be continued.

超音波エネルギーの印加を継続しておくことによって、
ボンディングツール３３内での被覆ワイヤ１７の吸着が
防止され、ボンディングツール３３の先端からのワイヤ
送りが円滑になるた必、上記被覆ワイヤ１７の吸着に起
因する被覆ワイヤ１７の曲がり等の変形が防止され、ル
ープ異常も抑制される。By continuing to apply ultrasonic energy,
In order to prevent the covered wire 17 from being attracted within the bonding tool 33 and to ensure smooth wire feeding from the tip of the bonding tool 33, deformation such as bending of the covered wire 17 due to the adsorption of the covered wire 17 is prevented. and loop abnormalities are also suppressed.

この状態で、サーボモータ２６が作動すると、ボンディ
ングツール３３は、上記インナーリード６の凹凸面６Ａ
上に着地する。次に、制御部１１の制御によって超音波
発振子３４が作動されると（第２の超音波振動の印加）
、ボンディングツール３３の先端より導出された被覆ワ
イヤ１７の腹部は上記凹凸面６Ａと摺接され、この部分
の被覆膜１７Ａが機械的に破壊・除去されて金属線１７
Ｂが露出された状態となる。In this state, when the servo motor 26 operates, the bonding tool 33 moves the uneven surface 6A of the inner lead 6.
land on top. Next, when the ultrasonic oscillator 34 is activated under the control of the control unit 11 (application of second ultrasonic vibration)
The belly portion of the coated wire 17 led out from the tip of the bonding tool 33 comes into sliding contact with the uneven surface 6A, and the coating film 17A at this portion is mechanically destroyed and removed, and the metal wire 17
B is now exposed.

上記第２の超音波振動を継続した状態のまま、ＸＹステ
ージ８が作動されてボンディングツール３３がインナー
リード６上を外方（第５図右方向）に移動されると、制
御部１１の制御により超音波発振子３４の超音波エネル
ギーの印加状態が切り換えられ（第３の超音波振動）、
この超音波振動と、ｘＹステージ８のインナーリード６
に対応する内部に設けられたヒータ６４からの加熱との
相乗効果によって、露出された金属線１７Ｂの部分がイ
ンナーリード６の表面に対して接合される。When the XY stage 8 is operated and the bonding tool 33 is moved outward (rightward in FIG. 5) on the inner lead 6 while the second ultrasonic vibration is continued, the controller 11 controls the The application state of the ultrasonic energy of the ultrasonic oscillator 34 is switched (third ultrasonic vibration),
This ultrasonic vibration and the inner lead 6 of the xY stage 8
The exposed portion of the metal wire 17B is bonded to the surface of the inner lead 6 by a synergistic effect with the heating from the corresponding heater 64 provided inside.

以上に説明した第１（Ｓｌ）、第２（３２）および第３
（Ｓ３）の超音波振動による超音波エネルギーの推移を
示したものが第１図（ａ）および（５）である。同図に
おいて、第１および第３の超音波振動（Ｓｌ、Ｓ３）は
、金属線１７Ｂと外部端子４あるいはインナーリード６
との接合に必要なものであり、第２の超音波振動（Ｓ２
）は、被覆膜１７Ａの破壊において必要なものである。The first (Sl), second (32) and third
FIGS. 1(a) and 1(5) show the transition of ultrasonic energy due to ultrasonic vibration in (S3). In the figure, the first and third ultrasonic vibrations (Sl, S3) are generated between the metal wire 17B and the external terminal 4 or inner lead 6.
This is necessary for bonding with the second ultrasonic vibration (S2
) is necessary for destroying the coating film 17A.

本発明者等の研究によれば、被覆膜１７Ａの破壊・除去
にとって必要な超音波エネルギーは、かならずしも接合
に必要な超音波エネルギーのレベルのものでなく、超音
波周波数等についても接合時のそれに較べて低周波のも
のが効果的であることが判明している。According to the research of the present inventors, the ultrasonic energy necessary for destroying and removing the coating film 17A is not necessarily at the level of ultrasonic energy required for bonding, and that the ultrasonic frequency etc. In comparison, it has been found that low frequency ones are more effective.

したがって、本実施例では、同図に示すように超音波振
動の印加目的に最適な超音波エネルギー出力とするよう
に超音波発振子３４を制御することによって、効率的な
被覆膜１７Ａの除去および金属線１７Ｂと外部端子４お
よびインナーリード６との接合が可能となっている。な
お、同図においては、第１と第３との超音波振動（Ｓｌ
、Ｓ３）における超音波エネルギーのレベルを等しく設
定しであるが、加熱等による温度条件に対応して、異な
る超音波エネルギーのレベルに変更してもよい。Therefore, in this embodiment, the coating film 17A can be removed efficiently by controlling the ultrasonic oscillator 34 to output ultrasonic energy optimal for the purpose of applying ultrasonic vibrations, as shown in the figure. Also, the metal wire 17B can be joined to the external terminal 4 and the inner lead 6. In addition, in the same figure, the first and third ultrasonic vibrations (Sl
, S3) are set to the same level, but they may be changed to different levels depending on the temperature conditions due to heating or the like.

このように、本実施例では制御部１１によって超音波発
振子３４の超音波エネルギーを可変に制御することによ
って、被覆膜１７Ａの効率的な除去およびボンディング
信頼性の向上を図ることが可能となっている。As described above, in this embodiment, by variably controlling the ultrasonic energy of the ultrasonic oscillator 34 by the control unit 11, it is possible to efficiently remove the coating film 17A and improve bonding reliability. It has become.

また、本実施例ではさらに、インナーリード６上におい
て、被覆膜１７Ａの除去を行う部位と接合を行う部位と
が別部位であることによって、接合部位が清浄に維持さ
れ、被覆膜１７Ａ片等の汚染によるボンディング不良を
防止されている。Furthermore, in this embodiment, the part where the covering film 17A is removed and the part where the joining is performed are separate parts on the inner lead 6, so that the joining part is kept clean and the covering film 17A can be separated. This prevents bonding defects due to contamination.

さらに、被覆膜１７Ａの除去を行う際に、当該インナー
リード６の表面が凹凸面６Ａで構成されていることによ
って、被覆膜１７Ａの残着を確実に防止でき、金属線１
７Ｂとインナーリード６との接合強度を高めることがで
きる。Furthermore, when removing the coating film 17A, since the surface of the inner lead 6 is constituted by the uneven surface 6A, it is possible to reliably prevent the coating film 17A from remaining on the metal wire 1.
The bonding strength between 7B and the inner lead 6 can be increased.

上記のようなワイヤボンディング工程の完了後、上記リ
ードフレーム５は図示されない金型内に載置され、この
金型内にエポキシ樹脂等の溶融樹脂が高圧注入されるこ
とによって第１１図に示す樹脂封止型半導体装置２のパ
ッケージ本体６５が形成される。このとき、特に上記第
２ボンデイングにおいて、被覆膜１７Ａの剥離が不完全
でインナ＋　ＩＪ−ドロの表面に被覆膜１７Ａが残着し
たままの状態で金属線１７Ｂとインナーリード６との接
合が行われている場合には、上記溶融樹脂の注入圧力に
ともなってワイヤ流れあるいは被覆ワイヤ１７の断線を
生じる可能性がある。この点、本実施例においては、上
記の如く超音波振動の印加制御およびインナーリード６
表面の凹凸面６Ａへの摺接による被覆膜１７Ａの破壊・
除去によって被覆膜１７Ａがほぼ完全に剥離されている
ため、露出された金属線１７Ｂとインナーリード６との
接合が確実に行われており、上記のワイヤ流れおよび被
覆ワイヤ１７の断線が有効に防止されている。After the wire bonding process as described above is completed, the lead frame 5 is placed in a mold (not shown), and a molten resin such as epoxy resin is injected at high pressure into the mold to form the resin shown in FIG. A package body 65 of the sealed semiconductor device 2 is formed. At this time, especially in the second bonding, the metal wire 17B and the inner lead 6 are bonded with the coating film 17A remaining on the surface of the inner + IJ-doro due to incomplete peeling of the coating film 17A. If this is done, wire flow or breakage of the covered wire 17 may occur due to the injection pressure of the molten resin. In this regard, in this embodiment, the ultrasonic vibration application control and the inner lead 6
Destruction of the coating film 17A due to sliding contact with the uneven surface 6A.
Since the coating film 17A is almost completely peeled off by the removal, the exposed metal wire 17B and the inner lead 6 are reliably bonded, and the above-mentioned wire flow and disconnection of the coated wire 17 are effectively prevented. Prevented.

このようにして注入された溶融樹脂が硬化された後、パ
ッケージ本体６５の形成されたリードフレーム５が金型
より取り出される。After the injected molten resin is cured, the lead frame 5 with the package body 65 formed thereon is taken out from the mold.

次に、上記パッケージ本体６５の側面より突出されたり
−ド６６　（アウターリード）が加工・成形されること
によって第１１図に示す樹脂封止型半導体装置２が得ら
れる。この半導体装置２においては、パッケージ本体６
５の厚さが略１　＋ｎｍ程度の薄形パンケージ構造が実
現されている。Next, the resin-sealed semiconductor device 2 shown in FIG. 11 is obtained by processing and molding the leads 66 (outer leads) that protrude from the side surfaces of the package body 65. In this semiconductor device 2, the package body 6
A thin pancage structure with a thickness of about 1 + nm has been realized.

以上に説明したように、本実施例では、特に第２ボンデ
イングにおける被覆膜１７Ａの破壊・除去を確実に行う
ことができるため、接合強度を高め、被覆ワイヤ１７に
よる半導体装置２内の電極結線の信頼性を高めることが
できる。As explained above, in this embodiment, since the coating film 17A can be reliably destroyed and removed especially in the second bonding, the bonding strength is increased and the electrode connection within the semiconductor device 2 by the coated wire 17 is achieved. reliability can be increased.

このため、たとえば第３図中において、ａで示すような
、いわゆるクロスボンディング、あるいはｂで示すよう
なタブ吊りリード１５を跨ぐような複雑な結線も可能と
なり、半導体装置２の高集積化・高機能化に対応するこ
とが容易となる。For this reason, for example, in FIG. 3, so-called cross bonding as shown in FIG. It becomes easy to respond to functionalization.

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。Although the invention made by the present inventor has been specifically explained above based on Examples, it goes without saying that the present invention is not limited to the above Examples and can be modified in various ways without departing from the gist thereof. Nor.

たとえば、ボンディングツール３３としてキャピラリを
用いた場合で図示したが、これに限らすナイフ状のウェ
ッジを用いてもよい。For example, although the bonding tool 33 is illustrated using a capillary, the present invention is not limited to this, and a knife-shaped wedge may also be used.

また、実施例ではボンディングツール３３に印加される
超音波振動は断続的に行う場合で説明したが、第１ボン
デイングから第２ボンデイングに至る間、超音波振動の
印加を継続的に行ってもよい。この場合には、超音波振
動の作用によってボンディングツール３３内での被覆ワ
イヤ１７の周囲における吸着異物の除去および、被覆ワ
イヤ１７のカール等が防止でき、ワイヤボンディングに
おける接合信頼性をさらに高めることができる。Furthermore, in the embodiment, the ultrasonic vibration applied to the bonding tool 33 is applied intermittently, but the ultrasonic vibration may be applied continuously from the first bonding to the second bonding. . In this case, the action of the ultrasonic vibrations can remove the adsorbed foreign matter around the covered wire 17 within the bonding tool 33 and prevent the covered wire 17 from curling, thereby further increasing the bonding reliability in wire bonding. can.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりであ
る。A brief explanation of the effects obtained by typical inventions disclosed in this application is as follows.

すなわち、超音波振動を可変に制御することにより、被
覆膜の除去・破壊並びに電極表面との接合において、そ
れぞれ最適な超音波エネルギーあるいは超音波周波数等
の超音波振動印加条件を選択でき、被覆膜の除去を確実
に行うことが可能となるため、金属線と電極表面との接
合強度が向上し、ボンディング信頼性を高めることがで
きる。In other words, by variably controlling the ultrasonic vibration, it is possible to select the optimum ultrasonic vibration application conditions such as ultrasonic energy or ultrasonic frequency for removing/destroying the coating film and bonding it to the electrode surface. Since the covering film can be removed reliably, the bonding strength between the metal wire and the electrode surface is improved, and bonding reliability can be improved.

また、電極の近傍に凹凸面を形成することにより、超音
波振動の印加による被覆膜の破壊・除去効率を高給るこ
とができ、ボンディング作業性を向上させることができ
るとともに、被覆膜の除去がより確実となり、ボンディ
ング信頼性を高めることもできる。In addition, by forming an uneven surface near the electrode, it is possible to increase the efficiency of breaking and removing the coating film by applying ultrasonic vibrations, improving bonding workability, and improving the coating film. Removal becomes more reliable and bonding reliability can also be improved.

さらに、内端電極の一部の電極表面を凹凸面で形成する
ことによって、被覆膜の除去を確実に行うことができる
ため、接合強度を高め、被覆ワイヤを用いた半導体装置
構造が実質的に実現可能となり、信頼性の高い高集積・
高機能型半導体装置を提供することができる。Furthermore, by forming part of the electrode surface of the inner end electrode with an uneven surface, the coating film can be reliably removed, increasing the bonding strength and effectively reducing the structure of semiconductor devices using coated wires. It has become possible to realize highly reliable and highly integrated
A highly functional semiconductor device can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は本発明の一実施例である半導体装置の組立工程
において、ボンディングツールに対する超音波エネルギ
ーの印加状態を示す説明図、第２図はワイヤボンディン
グ装置の全体概略図、第３図は本実施例で用いられるリ
ードフレームを示す平面図、 第４図は本実施例におけるインナーリードの表面状態を
示す拡大部分斜視図、 第５図は半導体チップの構造を示す断面説明図、第６図
はワイヤ供給系統を示す斜視図、第７図は本実施例にお
けるエアパックテンショナの要部を示す拡大斜視図、 第８図はこのエアバックテンショナの正面図、第９図は
ボンディングツール近傍の各機構の配置状態を示す説明
図、 第１Ｏ図は被覆ワイヤの構造を示す断面斜視図、第１１
図は摩耗試験の説明図、 第１２図は半導体装置の全体構成を示す断面図である。 １・・・ワイヤボンディング装置、ＩＡ・・・ボンディ
ング装置本体、２・・・半導体装置、３・・・半導体チ
ップ、４・・・外部端子、５・・・リードフレーム、６
・・・インナーリード、６Ａ・・・凹凸面、７・・・ボ
ンディングヘッド、８・・・ＸＹステージ、１０・・・
ボンディングステージ、１１・・・制御部、１２・・・
ヒートブロック、１５・・・タブ吊りリード、１６・・
・タブ、１７・・・被覆ワイヤ、１７Ａ・・・被覆膜、
１７Ｂ・・・金属線、１７Ｃ・・・金属ボール、１８・
・・接合材、２０・・・チップ基板、２１・・・シリコ
ン酸化膜、２２・・・ＰＳＧ膜、２３・・・パッシベー
ション膜、２４・・・上下動ブロック、２５・・・案内
軸、２６・・・サーボモータ、２７・・・ボールねじ機
構、２８・・・回転軸、３０・・・ボンディングアーム
、３２・・・弾性手段、３３・・・ボンディングツール
、３４・・・超音波発振子、３５・・・ワイヤスプール
、３５Ａ・・・スプールホルダ、３５Ｂ・・・回転軸、
３６・・・エアパックテンショナ、３６Ａ・・・ガイド
板、３６Ｂ・・・突起、３７・・・スプロケット、３８
・・・クランパ、３８Ａ・・・クランパチップ、４０・
・・アーク発生装置、４１・・・電気トーチ、４２・・
・流体供給管、４３・・・アダプタ、４４・・・流体吹
出口、４５・・・スペーサ、４７・・・カバー　４８・
・・ツール挿入口、５０・・・吸引装置、５１・・・吸
引管、５２・・・流体吹付ノズル、５３・・・挟持部材
、５４・・・支持部材、５５・・・クランク軸、５６・
・・駆動源、５７・・・シャフト、５８・・・流体吹付
装置、６０・・・冷却装置、６１・・・流量計、６２・
・・流体搬送管、６３・・・断熱材、６４・・・ヒータ
、６５・・・パッケージ本体、６６・・・リード（アウ
ターリード）、ＧＳ・・・除電流体、ＣＧｓ・・・冷却
流体、α・・・ワイヤ通路空間。 代理人　弁理士　筒　井　大　和FIG. 1 is an explanatory diagram showing the application state of ultrasonic energy to a bonding tool in the assembly process of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an overall schematic diagram of a wire bonding apparatus, and FIG. FIG. 4 is an enlarged partial perspective view showing the surface condition of the inner lead in this example. FIG. 5 is a cross-sectional explanatory view showing the structure of the semiconductor chip. FIG. A perspective view showing the wire supply system, FIG. 7 is an enlarged perspective view showing the main parts of the air pack tensioner in this embodiment, FIG. 8 is a front view of this air bag tensioner, and FIG. 9 is each mechanism near the bonding tool. Fig. 1O is a cross-sectional perspective view showing the structure of the covered wire;
The figure is an explanatory diagram of the wear test, and FIG. 12 is a sectional view showing the overall structure of the semiconductor device. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Wire bonding device, IA... Bonding device main body, 2... Semiconductor device, 3... Semiconductor chip, 4... External terminal, 5... Lead frame, 6
... Inner lead, 6A... Uneven surface, 7... Bonding head, 8... XY stage, 10...
Bonding stage, 11...control unit, 12...
Heat block, 15...Tab suspension lead, 16...
・Tab, 17... Covered wire, 17A... Covering film,
17B...Metal wire, 17C...Metal ball, 18.
... Bonding material, 20 ... Chip substrate, 21 ... Silicon oxide film, 22 ... PSG film, 23 ... Passivation film, 24 ... Vertical movement block, 25 ... Guide shaft, 26 ... Servo motor, 27 ... Ball screw mechanism, 28 ... Rotating shaft, 30 ... Bonding arm, 32 ... Elastic means, 33 ... Bonding tool, 34 ... Ultrasonic oscillator , 35... wire spool, 35A... spool holder, 35B... rotating shaft,
36...Air pack tensioner, 36A...Guide plate, 36B...Protrusion, 37...Sprocket, 38
... Clamper, 38A... Clamper tip, 40.
...Arc generator, 41...Electric torch, 42...
・Fluid supply pipe, 43... Adapter, 44... Fluid outlet, 45... Spacer, 47... Cover 48.
... Tool insertion port, 50... Suction device, 51... Suction pipe, 52... Fluid spray nozzle, 53... Holding member, 54... Support member, 55... Crankshaft, 56・
... Drive source, 57 ... Shaft, 58 ... Fluid spray device, 60 ... Cooling device, 61 ... Flow meter, 62 ...
...Fluid conveyance pipe, 63...Insulating material, 64...Heater, 65...Package body, 66...Lead (outer lead), GS...Current removal body, CGs...Cooling fluid, α...Wire passage space. Agent Patent Attorney Daiwa Tsutsui

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １、半導体装置の組立工程において導電性の金属線の周
囲に絶縁性の樹脂で構成された被覆膜を被着した被覆ワ
イヤを用いて電極間結線を行う際に、ボンディングツー
ルの先端より導出された上記被覆線の一端における被覆
膜の一部を加熱によって除去して金属線を露出せしめ、
ボンディングツールに対して第１の超音波振動を印加し
て露出された金属線の一端を第１の電極に接合した後、
上記ボンディングツールの先端より被覆ワイヤを送り出
しこの被覆ワイヤをループ状に張設した後、第２の電極
表面において第２の超音波振動を印加して被覆ワイヤの
他端の被覆膜の一部を破壊・除去した後、第３の超音波
振動の印加により露出された金属線の他端を第２の電極
に接合する半導体装置の組立方法。 ２、上記第２の電極表面において、第２の超音波振動の
印加によって被覆膜の一部を破壊・除去する部位を、露
出された金属線を接合する部位から異なる位置としたこ
とを特徴とする請求項１記載の半導体装置の組立方法。 ３、上記第２の超音波振動は第１および第３の超音波振
動における超音波エネルギーよりも低レベルであること
を特徴とする請求項１記載の半導体装置の組立方法。 ４、被覆ワイヤを用いて第１の電極と第２の電極との間
の結線を行う際に、第１または第２の電極の近傍に凹凸
面を形成し、該凹凸面上での被覆ワイヤの超音波振動の
印加によって被覆膜の破壊・除去を行った後、露出状態
となった金属線を上記第１または第２の電極に対して接
合する半導体装置の組立方法。 ５、上記凹凸面上での被覆ワイヤの破壊・除去のための
超音波振動の印加における超音波エネルギーの出力は、
上記第１および第２の電極に金属線を接合する際の超音
波振動における超音波エネルギーの出力よりも低レベル
であることを特徴とする請求項４記載の半導体装置の組
立方法。 ６、ボンディングツールの先端より供給された導電性の
ワイヤをループ状に張設して第１の電極と第２の電極と
の間の結線を行うワイヤボンディング装置であって、上
記ワイヤが導出されたボンディングツールに対して超音
波振動を印加する手段と、上記第１の電極へのワイヤの
接合後第２の電極上に着地したボンディングツールに対
して低エネルギーによる超音波振動を印加した後、高エ
ネルギーによる超音波振動に切り換える超音波振動の制
御手段とを備えたワイヤボンディング装置。 ７、上記ボンディングツールの近傍において、上記ボン
ディングツールより導出される被覆ワイヤに対して冷却
流体の吹き付けを行う流体吹付ノズルを備えており、該
流体吹付ノズルはボンディングアームによるボンディン
グツールの移動とは独立し上記ボンディングツールの周
囲をボンディング空間として隔成するカバーに固定され
ていることを特徴とする請求項６記載のワイヤボンディ
ング装置。 ８、半導体チップ上に形成された電極と、リードの一部
を構成する内端電極とが金属線の周囲に絶縁性の樹脂に
よって被覆膜が形成された被覆ワイヤによって結線され
ている半導体装置であって、少なくとも上記内端電極の
近傍におけるリード表面が凹凸面で構成されている半導
体装置。[Claims] 1. In the assembly process of a semiconductor device, when connecting between electrodes using a coated wire in which a coating film made of an insulating resin is applied around a conductive metal wire, removing a part of the coating film at one end of the coated wire led out from the tip of the bonding tool by heating to expose the metal wire;
After applying a first ultrasonic vibration to the bonding tool and bonding one end of the exposed metal wire to the first electrode,
After feeding the coated wire from the tip of the bonding tool and stretching the coated wire in a loop shape, a second ultrasonic vibration is applied to the surface of the second electrode to remove a part of the coating film at the other end of the coated wire. After destroying and removing the metal wire, the other end of the exposed metal wire is joined to the second electrode by applying a third ultrasonic vibration. 2. On the surface of the second electrode, the part where a part of the coating film is destroyed and removed by applying the second ultrasonic vibration is located at a different position from the part where the exposed metal wire is bonded. 2. The method of assembling a semiconductor device according to claim 1. 3. The method for assembling a semiconductor device according to claim 1, wherein the second ultrasonic vibration has a lower level of ultrasonic energy than the first and third ultrasonic vibrations. 4. When connecting the first electrode and the second electrode using a covered wire, an uneven surface is formed near the first or second electrode, and the covered wire is connected on the uneven surface. A method for assembling a semiconductor device, in which the coating film is destroyed and removed by applying ultrasonic vibration, and then the exposed metal wire is bonded to the first or second electrode. 5. The output of ultrasonic energy when applying ultrasonic vibration to destroy and remove the coated wire on the uneven surface is:
5. The method of assembling a semiconductor device according to claim 4, wherein the output level of the ultrasonic energy is lower than the output of ultrasonic energy in ultrasonic vibration when bonding the metal wire to the first and second electrodes. 6. A wire bonding device that connects a first electrode and a second electrode by stretching a conductive wire supplied from the tip of a bonding tool in a loop shape, the wire being led out. means for applying ultrasonic vibrations to the bonding tool that has been bonded to the first electrode, and applying low energy ultrasonic vibrations to the bonding tool that has landed on the second electrode after bonding the wire to the first electrode; A wire bonding device equipped with an ultrasonic vibration control means that switches to ultrasonic vibration using high energy. 7. In the vicinity of the bonding tool, a fluid spray nozzle is provided for spraying cooling fluid onto the coated wire led out from the bonding tool, and the fluid spray nozzle is independent of movement of the bonding tool by the bonding arm. 7. The wire bonding apparatus according to claim 6, wherein the wire bonding apparatus is fixed to a cover that defines a bonding space around the bonding tool. 8. A semiconductor device in which an electrode formed on a semiconductor chip and an inner end electrode constituting a part of a lead are connected by a covered wire in which an insulating resin coating is formed around the metal wire. A semiconductor device, wherein a lead surface at least in the vicinity of the inner end electrode is constituted by an uneven surface.
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