JPH04372146A - ワイヤボンディング装置 - Google Patents

ワイヤボンディング装置

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JPH04372146A
JPH04372146A JP3150194A JP15019491A JPH04372146A JP H04372146 A JPH04372146 A JP H04372146A JP 3150194 A JP3150194 A JP 3150194A JP 15019491 A JP15019491 A JP 15019491A JP H04372146 A JPH04372146 A JP H04372146A
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JP
Japan
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capillary
ultrasonic
wire
vibration
bonding
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JP3150194A
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Noriyasu Kashima
規安 加島
Yukihiro Iketani
之宏 池谷
Mutsumi Suematsu
睦 末松
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば半導体装置の
組み立て工程において、ＩＣペレットの電極部とリ−ド
フレ−ムの電極部とをワイヤで接続するワイヤボンディ
ング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、ワイヤボンディング装置は、リ
−ドフレ−ム又は回路基板のダイパッドにダイボンディ
ングされたＩＣペレット（以下「ペレット」と略す）の
電極パッド（電極部）とリ−ドフレ−ム又は回路基板の
リ−ド部（電極部）とを金、銅、アルミ等のワイヤで接
続する装置である。
【０００３】そして、ワイヤボンディングとは、キャピ
ラリの先端からワイヤを繰り出しながら、このキャピラ
リを用いて上記ワイヤを上記電極パッドおよびリ−ド部
にボンディングすることをいう。
【０００４】ワイヤボンディングには、あらかじめペレ
ットを約３５０度程度に熱しながらボンディングを行う
熱圧着方式とペレットを約１５０度〜２５０度程度に保
ちつつ、キャピラリに超音波振動を加え、その超音波エ
ネルギでボンディングを行う熱圧着超音波併用方式とが
ある。
【０００５】例えば、熱圧着超音波併用方式を用いるワ
イヤボンディング装置には、図３に示すようなものがあ
る。同図中１はキャピラリである。このキャピラリ１は
、一端部に図示しない超音波振動子が設けられた超音波
ホ−ン２の一端部に軸線を垂直にして取り付けられてい
る。上記図示しない超音波振動子は超音波ホ−ン２を軸
方向（矢印イで示す）に振動させる。このことで上記キ
ャピラリ１は図に矢印ロで示す方向に超音波振動をする
ようになっている。
【０００６】また、このキャピラリ１には金ワイヤ３が
挿通されている。この金ワイヤ３はキャピラリ１の先端
から導出され、先端部に金ボ−ル３ａを形成している。 そして、上記キャピラリ１は、超音波振動することで上
記金ボ−ル３ａに超音波エネルギを印加することができ
る。
【０００７】このようなワイヤボンディング装置によれ
ば、上記キャピラリ１を作動させ、金ボ−ル３ａを第１
のボンディング点であるペレット４の電極パッド６に超
音波エネルギを印加しつつ押し付けてボンディングする
。
【０００８】その後、上記ワイヤボンディング装置はキ
ャピラリ１を上下方向およびＸＹ方向に移動させて、金
ワイヤ３を繰出し、第２のボンディング点であるリ−ド
フレ−ム５のリ−ド部７にボンディングする。しかるの
ち、上記キャピラリ１を上昇駆動させて金ワイヤ３を切
断するという動作を繰り返すことによって上記電極パッ
ド６とリ−ド部７の結線を行う。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のワイ
ヤボンディング装置は、キャピラリ１を上記超音波ホ−
ン２の軸方向に振動させるようになっていたため、金ワ
イヤ３の先端に形成された金ボ−ル３ａは振動方向に長
い楕円状に押し潰される。
【００１０】このことにより、例えば、４辺に沿って電
極パッド６…が等間隔に形成されたペレット４をワイヤ
ボンディングする場合には、電極パッド６…の並ぶ方向
によって隣合う金ボ−ル３ａと金ボ−ル３ａの間隔に差
が生じる。
【００１１】すなわち、上記キャピラリ１の振動方向に
並んだ電極パッド６…上に押し潰された金ボ−ル３ａの
幅（長径）ａと、振動方向に直交する方向に並んだ金ボ
−ル３ａの幅（短径）ｂとでは、ａの方が大きくなる。
【００１２】このため、キャピラリ１の振動方向に並ぶ
電極パッド６…上にボンディングする際には、上記金ボ
−ル３ａと隣合う金ボ−ル３ａとが接触し通電不良が生
じる恐れがある。
【００１３】また、リ−ド部７側では、経験的に、上記
金ボ−ル３ａにリ−ド部７の長手方向の振動を加えた場
合よりも、長手方向に直交する方向の振動を加えた場合
の方が金ボ−ル３ａとリ−ド部７の接合強度が弱いとい
うことが認識されている。
【００１４】この発明はこのような事情に鑑みて成され
たもので、ボンディング状態を均一にし不良の発生が低
減できるワイヤボンディング装置を提供することを目的
とするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】この発明は、ワイヤが挿
通されたキャピラリを用い、このワイヤを被ボンディン
グ部材の電極部にボンディングするワイヤボンディング
装置において、上記キャピラリに超音波ねじり振動を印
加する振動印加手段を具備することを特徴とする。
【００１６】
【作用】このような構成によれば、上記ワイヤに超音波
ねじり振動を印加することで、このワイヤを被ボンディ
ング部材の電極部にボンディングすることができる。
【００１７】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図面を参照して
説明する。なお従来例と同一の構成要素には同一記号を
付して説明を省略する。まず、この発明の第１の実施例
を図１を参照して説明する。
【００１８】図中１０はこの発明のワイヤボンディング
装置の振動印加手段としての超音波ホ−ンである。この
超音波ホ−ン１０は、平行に離間して略水平に配置され
た第１、第２のア−ム部１０ａ、１０ｂと、この各ア−
ム部１０ａ、１０ｂの一端部どうしを連結する連結部１
０ｃとからなる略Ｕ字状の部材である。
【００１９】上記超音波ホ−ン１０の上記第１、第２の
ア−ム部１０ａ、１０ｂの他端には、それぞれ、各ア−
ム１０ａ、１０ｂの軸方向の超音波振動を発生する第１
、第２の超音波振動子１１、１２が設けられている。
【００２０】上記第１の超音波振動子１１の＋端子は第
２の超音波振動子１２の−（マイナス）端子に接続され
、上記第１の超音波振動子１１の−端子および第２の超
音波振動子１２の＋端子は高周波電源１３の出力端子に
接続されている。
【００２１】上記高周波電源１３から高周波電圧が加え
られると、上記第１、第２の振動子１１、１２は位相が
１８０度ずれた振動をする。すなわち、上記第１の超音
波振動子１１が伸びる方向に変位する時には、上記第２
の超音波振動子１２は縮む方向に変位する。
【００２２】さらに、上記接続部１０ｃの中央部には、
軸線を垂直にしたキャピラリ１の上端部が固定されてい
る。このキャピラリ１には、上記接続部１０ｃの上方か
ら金ワイヤ３が挿通されている。そしてこの金ワイヤ３
は上記キャピラリ１の先端部から下方に導出され、先端
部に金ボ−ル３ａを形成している。
【００２３】つまり、上記第１、第２のア−ム部１０ａ
、１０ｂの一端は互い違いの方向に微小量の伸縮振動を
繰り返すから、上記接続部１０ｃは中央部（キャピラリ
１が取り付けられた部位）を中心に水平平面内で微小角
揺動振動を行う。このことで、上記キャピラリ１はその
軸線回りに微小角のねじり振動を行うことができる。
【００２４】このような構成のワイヤボンディング装置
によれば、上記キャピラリ１を上下方向およびＸＹ方向
に駆動することで、上記金ボ−ル３ａを図３を引用して
示す上記ペレット４の電極パッド６（電極部）およびリ
−ドフレ−ム５のリ−ド部７（電極部）に押し付け、か
つ上記第１、第２の超音波振動子１１、１２に高周波電
圧を印加する。このことで上記ワイヤボンディング装置
は、上記キャピラリ１に超音波域での微小角ねじり振動
を行わせ、上記金ボ−ル３ａに超音波エネルギを与える
。
【００２５】そして、上記ワイヤボンディング装置は、
この超音波エネルギによって、上記金ボ−ル３ａを上記
電極パッド６あるいはリ−ド部７にボンディングする。 このとき、上記キャピラリ１の運動は従来例と異なり正
転逆転振動であるから、上記金ボ−ル３ａを略円形状に
押し潰した状態でボンディングすることができる。次に
、この発明の第２の実施例を図２を参照して説明する。
【００２６】同図中１４は、ワイヤボンディング装置に
設けられ、一端部にキャピラリ１５を保持するア−ムで
ある。このア−ム１４は、上記超音波ホ−ン２と異なり
、超音波振動子は設けられていない。
【００２７】このア−ム１４の一端部に保持されたキャ
ピラリ１５は軸線を垂直にし、かつ高さ方向中途部には
このキャピラリ１５と軸線を一致させた振動印加手段と
しての超音波ねじり振動子１６が設けられている。この
ねじり振動子１６の＋端子および−端子は高周波電源１
３に接続されている。すなわち、上記ねじり振動子１６
に高周波電圧を印加することで上記キャピラリ１５の下
端部は軸線まわりに超音波域での微小角ねじり振動を行
う。
【００２８】このような構成のワイヤボンディング装置
によれば、上記キャピラリ１５を上下方向およびＸＹ方
向に駆動することで、上記金ボ−ル３ａを図３を引用し
て示すペレット４の電極パッド６およびリ−ド部７にボ
ンディングする。このとき、このワイヤボンディング装
置は、上記金ボ−ル３ａに、第１の実施例と同様に正転
逆転振動による超音波エネルギを印加することができる
ので上記金ボ−ル３ａを略円形状に押し潰した状態でボ
ンディングすることができる。
【００２９】以上、述べたように、上記第１、第２の実
施例の構成によれば、上記金ボ−ル３ａを略円形に押し
潰すことができるので、金ボ−ル３ａと金ボ−ル３ａの
間隔を略均一にすることができる。このことによって電
極パッド６…の並ぶ方向にかかわらず、より均一なボン
ディングを行うことができるから、各電極パッド６と電
極パッド６がショ−トするということが少なくなり、ま
た接続強度も均一化するので不良の発生が低減できる。 なお、この発明は上記一実施例に限定されるものではな
く、発明の要旨を変更しない範囲で種々変形可能である
。
【００３０】例えば、上記一実施例において、上記キャ
ピラリ１を回転自在に支持するア−ムを設けるようにし
ても良い。このようにすることで上記キャピラリ１の運
動を回転方向のみに規制することができる。
【００３１】
【発明の効果】上述のように、この発明のワイヤボンデ
ィング装置は、ボンディングの際に上記キャピラリに微
小角の超音波ねじり振動をさせ、ワイヤを略円形に押し
潰すようにした。
【００３２】このような構成によれば、電極部の並ぶ方
向にかかわらず、より均一なボンディングを行うことが
できるから、各電極部と電極部がショ−トするというこ
とが少なくなり、またボンディング強度も均一化するの
で不良の発生が低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施例の要部を示す斜視図。
【図２】この発明の第２の実施例の要部を示す斜視図。
【図３】従来例を示す斜視図。
【符号の説明】 １…キャピラリ、３…金ワイヤ（ワイヤ）、３ａ…金ボ
−ル、４…ペレット（被ボンディング部材）、６…電極
パッド（電極部）、７…リ−ド部（電極部）、１０…超
音波ホ−ン（振動印加手段）、１１…第１の超音波振動
子、１２…第２の超音波振動子、１３…高周波電源、１
４…ア−ム、１５…キャピラリ、１６…超音波ねじり振
動子（振動印加手段）。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　ワイヤが挿通されたキャピラリを用い
    、このワイヤを被ボンディング部材の電極部にボンディ
    ングするワイヤボンディング装置において、上記キャピ
    ラリに超音波ねじり振動を印加する振動印加手段を具備
    することを特徴とするワイヤボンディング装置。
JP3150194A 1991-06-21 1991-06-21 ワイヤボンディング装置 Pending JPH04372146A (ja)

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