JPH0927500A - ボンディング用トーチ装置 - Google Patents
ボンディング用トーチ装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】半田ワイヤ先端をトーチ電極で放電、溶融して
接続用ボールを形成する際、ボール球状性不良の発生頻
度を大幅に低減出来るボンディング用トーチ装置を提供
する。 【解決手段】上部に開口部４を有すると共にシールドガ
ス進行方向出口５が開放されてなるシールドガス供給管
３と、該供給管３内に収納されるトーチ電極６とを備
え、該トーチ電極６は先端部７が前記ガス供給管３の内
部で且つ開口部４から露出した状態で、さらにその中心
軸とガス供給管３の中心軸のなす角度が１０度以内とな
るようにして配設される。
接続用ボールを形成する際、ボール球状性不良の発生頻
度を大幅に低減出来るボンディング用トーチ装置を提供
する。 【解決手段】上部に開口部４を有すると共にシールドガ
ス進行方向出口５が開放されてなるシールドガス供給管
３と、該供給管３内に収納されるトーチ電極６とを備
え、該トーチ電極６は先端部７が前記ガス供給管３の内
部で且つ開口部４から露出した状態で、さらにその中心
軸とガス供給管３の中心軸のなす角度が１０度以内とな
るようにして配設される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＩＣチップと基板
を半田バンプを用いて接続するに際して、半田ワイヤ先
端に良好なボンディング用ボールを形成することが出来
るボンディング用トーチ装置に関する。
を半田バンプを用いて接続するに際して、半田ワイヤ先
端に良好なボンディング用ボールを形成することが出来
るボンディング用トーチ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の組立て工程において、ＩＣ
チップと基板を金属突起（以下バンプという）を用いて
接続するワイヤレスボンディング方法が従来から知られ
ている。該方法の中で、ボンディングワイヤ下端をトー
チ電極を用いて放電、溶融して接続用ボールを形成し、
該ボールを圧着して形成した圧着品をバンプとして用い
る方法が、品質面、作業性の面から好まれ一般的に採用
されている。前記接続に用いるバンプ材料として半田、
金、パラジウム等があるが、この中で、半田材料は化学
的に不安定なため、放電による加熱でボール形成時に酸
化が生じ易い。このためこれを防止する方法として、不
活性ガス等のシールドガス雰囲気を用いて接続用ボール
を形成することが行なわれている。
チップと基板を金属突起（以下バンプという）を用いて
接続するワイヤレスボンディング方法が従来から知られ
ている。該方法の中で、ボンディングワイヤ下端をトー
チ電極を用いて放電、溶融して接続用ボールを形成し、
該ボールを圧着して形成した圧着品をバンプとして用い
る方法が、品質面、作業性の面から好まれ一般的に採用
されている。前記接続に用いるバンプ材料として半田、
金、パラジウム等があるが、この中で、半田材料は化学
的に不安定なため、放電による加熱でボール形成時に酸
化が生じ易い。このためこれを防止する方法として、不
活性ガス等のシールドガス雰囲気を用いて接続用ボール
を形成することが行なわれている。
【０００３】一般的には図２に示すように、キャピラリ
ー１１から導出するワイヤ１２の先端に向けてシールド
ガス供給管１３を設置し、シールドガスをワイヤ１２の
先端に向けて吹き付け、トーチ電極１４とワイヤ１２の
先端の領域を大気からシールドしている。次いでトーチ
電極１４を用いてワイヤ１２の先端を放電、溶融し、接
続用ボール１５を形成する。次にアーム（回動装置）１
６が回動することにより、トーチ電極１４がキャピラリ
ー１１の下方から側方に退避する。接続用ボール１５の
真下にはＩＣチップ電極（図示せず）があり、キャピラ
リー１１を下降させてＩＣチップ電極上に接続用ボール
１５を圧着する。次にキャピラリー１１を上方に引き上
げることにより、ボール１５とワイヤ１２を切離しＩＣ
チップ電極上に形成した圧着ボールを接続用バンプとし
て使用する。この時、トーチ電極１４先端の形状として
は平板状のものが一般的に用いられている。
ー１１から導出するワイヤ１２の先端に向けてシールド
ガス供給管１３を設置し、シールドガスをワイヤ１２の
先端に向けて吹き付け、トーチ電極１４とワイヤ１２の
先端の領域を大気からシールドしている。次いでトーチ
電極１４を用いてワイヤ１２の先端を放電、溶融し、接
続用ボール１５を形成する。次にアーム（回動装置）１
６が回動することにより、トーチ電極１４がキャピラリ
ー１１の下方から側方に退避する。接続用ボール１５の
真下にはＩＣチップ電極（図示せず）があり、キャピラ
リー１１を下降させてＩＣチップ電極上に接続用ボール
１５を圧着する。次にキャピラリー１１を上方に引き上
げることにより、ボール１５とワイヤ１２を切離しＩＣ
チップ電極上に形成した圧着ボールを接続用バンプとし
て使用する。この時、トーチ電極１４先端の形状として
は平板状のものが一般的に用いられている。
【０００４】しかし乍ら、化学的に不安定な半田ワイヤ
を用いて接続用ボールを形成する場合、前記のような構
造では大気を巻き込むことを確実に防止することが困難
であることから、形成されたボールの球状性（真球度）
不良品の発生頻度が多いという欠点がある。ここで球状
性とは、ボール直径の最大値（大径）に対する最小値
（小径）の比率（小径／大径）が０．８以上のものが良
好なボールとして求められており、０．８未満の不良品
ボールの場合、圧着強度が得られない原因としてその発
生防止が求められている。これの対応として大気を巻き
込むことを確実に防止することが考えられ、ボールボン
ディングを行なう際のガスシールドを行う方法として各
種構造のものが提案されている。
を用いて接続用ボールを形成する場合、前記のような構
造では大気を巻き込むことを確実に防止することが困難
であることから、形成されたボールの球状性（真球度）
不良品の発生頻度が多いという欠点がある。ここで球状
性とは、ボール直径の最大値（大径）に対する最小値
（小径）の比率（小径／大径）が０．８以上のものが良
好なボールとして求められており、０．８未満の不良品
ボールの場合、圧着強度が得られない原因としてその発
生防止が求められている。これの対応として大気を巻き
込むことを確実に防止することが考えられ、ボールボン
ディングを行なう際のガスシールドを行う方法として各
種構造のものが提案されている。
【０００５】特開昭５８−１１１３３１号には図３に示
すように、放電トーチ１７を内部に有するガスシールド
管１８の一端を閉鎖すると共に、閉鎖端の近くの上側に
開口部１９を設けて、シールドガスが上側開口部１９か
ら排出するように配慮された構造のものが提案されてい
る。特開平７−３７９３０号には図４に示すように、放
電トーチ２０を内部に有し、上側に開口部２１を設けた
ガス管状部２２と、更にワイヤ１２の先端に向けてシー
ルドガスを供給するガス供給部２３を別に配設した構
造、即ち複数箇所からシールドガスを供給する構造のも
のが提案されている。
すように、放電トーチ１７を内部に有するガスシールド
管１８の一端を閉鎖すると共に、閉鎖端の近くの上側に
開口部１９を設けて、シールドガスが上側開口部１９か
ら排出するように配慮された構造のものが提案されてい
る。特開平７−３７９３０号には図４に示すように、放
電トーチ２０を内部に有し、上側に開口部２１を設けた
ガス管状部２２と、更にワイヤ１２の先端に向けてシー
ルドガスを供給するガス供給部２３を別に配設した構
造、即ち複数箇所からシールドガスを供給する構造のも
のが提案されている。
【０００６】しかし乍ら、化学的に不安定な半田材料を
用いて接続用ボールを形成する際、図３、図４の構造の
ものは図２の構造のものに比べて、ボールの球状性不良
品の発生頻度の低減に一応の効果は得られるものの、更
なる改善が求められている。即ち、ボンディングワイヤ
としてＰｂ、Ｓｎをベース金属とする所謂半田線を用い
た場合において、前記不良品発生頻度の更なる低減を可
能にする装置の開発が強く要求されている。
用いて接続用ボールを形成する際、図３、図４の構造の
ものは図２の構造のものに比べて、ボールの球状性不良
品の発生頻度の低減に一応の効果は得られるものの、更
なる改善が求められている。即ち、ボンディングワイヤ
としてＰｂ、Ｓｎをベース金属とする所謂半田線を用い
た場合において、前記不良品発生頻度の更なる低減を可
能にする装置の開発が強く要求されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述したよう
な従来事情に鑑みてなされたものであり、その目的とす
る処は、Ｐｂ、Ｓｎをベース金属とする所謂半田ワイヤ
を用いた場合において、該ワイヤ先端をトーチ電極を用
いて放電、溶融し接続用ボールを形成しても、ボールの
球状性不良品の発生頻度を大幅に低減出来るボンディン
グ用トーチ装置を提供するものである。
な従来事情に鑑みてなされたものであり、その目的とす
る処は、Ｐｂ、Ｓｎをベース金属とする所謂半田ワイヤ
を用いた場合において、該ワイヤ先端をトーチ電極を用
いて放電、溶融し接続用ボールを形成しても、ボールの
球状性不良品の発生頻度を大幅に低減出来るボンディン
グ用トーチ装置を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者等は鋭意検討の
結果、不活性ガス等によるガスシールドを十分に行うと
共に、シールドガスの流れに乱流を生じさせないように
することが前記課題に対して効果的であることを見出
し、本発明に至った。その要旨とするところは次の通り
である。即ち、本願発明（請求項１）のボンディング用
トーチ装置は、ＩＣチップと基板を半田バンプを用いて
接続するに際して、キャピラリーに挿通されたワイヤの
先端を放電、溶融させてボールを形成するボンディング
用トーチ装置において、上部に開口部を有し、シールド
ガス進行方向出口が開放されてなるシールドガス供給管
と、該供給管内に収納されるトーチ電極とを備え、該ト
ーチ電極は前記シールドガス供給管の内部で開口部から
露出した状態で収納され、且つその中心軸とシールドガ
ス供給管の中心軸のなす角度が１０度以内となるように
して配設されていることを特徴とする。
結果、不活性ガス等によるガスシールドを十分に行うと
共に、シールドガスの流れに乱流を生じさせないように
することが前記課題に対して効果的であることを見出
し、本発明に至った。その要旨とするところは次の通り
である。即ち、本願発明（請求項１）のボンディング用
トーチ装置は、ＩＣチップと基板を半田バンプを用いて
接続するに際して、キャピラリーに挿通されたワイヤの
先端を放電、溶融させてボールを形成するボンディング
用トーチ装置において、上部に開口部を有し、シールド
ガス進行方向出口が開放されてなるシールドガス供給管
と、該供給管内に収納されるトーチ電極とを備え、該ト
ーチ電極は前記シールドガス供給管の内部で開口部から
露出した状態で収納され、且つその中心軸とシールドガ
ス供給管の中心軸のなす角度が１０度以内となるように
して配設されていることを特徴とする。
【０００９】また前記トーチ電極は、先端部方向がシー
ルドガス進行方向と対向する方向で収納されていること
が好ましい（請求項２）。
ルドガス進行方向と対向する方向で収納されていること
が好ましい（請求項２）。
【００１０】
【発明の実施の形態】まず、本願発明を用いるボンディ
ング方法の概要について図１（ａ）を参照して説明すれ
ば、シールドガス供給管３からシールドガスを供給しつ
つ、キャピラリー１の下端からワイヤ２の先端を導出
し、トーチ電極６を用いて放電、溶融し接続用ボール８
を形成する。次に回動装置９が回動することによりシー
ルドガス供給管３及びトーチ電極６がキャピラリー１の
下方から側方に退避する。接続用ボール８の真下にはＩ
Ｃチップ電極（図示せず）があり、キャピラリー１を下
降させてＩＣチップ電極上に接続用ボール８を圧着す
る。次いでワイヤ２をクランプした後キャピラリー１を
上方に引き上げることにより、圧着ボールとワイヤ２を
切離し該圧着ボールを接続用バンプとして使用する接続
方法である。
ング方法の概要について図１（ａ）を参照して説明すれ
ば、シールドガス供給管３からシールドガスを供給しつ
つ、キャピラリー１の下端からワイヤ２の先端を導出
し、トーチ電極６を用いて放電、溶融し接続用ボール８
を形成する。次に回動装置９が回動することによりシー
ルドガス供給管３及びトーチ電極６がキャピラリー１の
下方から側方に退避する。接続用ボール８の真下にはＩ
Ｃチップ電極（図示せず）があり、キャピラリー１を下
降させてＩＣチップ電極上に接続用ボール８を圧着す
る。次いでワイヤ２をクランプした後キャピラリー１を
上方に引き上げることにより、圧着ボールとワイヤ２を
切離し該圧着ボールを接続用バンプとして使用する接続
方法である。
【００１１】次に、本発明について図１を参照して説明
する。図１は本発明に係る装置の一例を示し、（ａ）図
はトーチ電極６の先端部７方向がシールドガス進行方向
（矢印方向）と対向する場合、（ｂ）図は先端部７方向
がシールドガス進行方向（矢印方向）と同じ場合を示
す。本発明は上述したように、前記ボンディング方法に
用いるトーチ装置において、上部に開口部４を有すると
共にシールドガス進行方向出口５が開放されてなるシー
ルドガス供給管３と、該供給管３内に収納されるトーチ
電極６とを備え、該トーチ電極６は前記ガス供給管３の
内部で開口部４から露出した状態で収納され、且つその
中心軸とガス供給管３の中心軸のなす角度が１０度以内
となるようにして配設されているものである。
する。図１は本発明に係る装置の一例を示し、（ａ）図
はトーチ電極６の先端部７方向がシールドガス進行方向
（矢印方向）と対向する場合、（ｂ）図は先端部７方向
がシールドガス進行方向（矢印方向）と同じ場合を示
す。本発明は上述したように、前記ボンディング方法に
用いるトーチ装置において、上部に開口部４を有すると
共にシールドガス進行方向出口５が開放されてなるシー
ルドガス供給管３と、該供給管３内に収納されるトーチ
電極６とを備え、該トーチ電極６は前記ガス供給管３の
内部で開口部４から露出した状態で収納され、且つその
中心軸とガス供給管３の中心軸のなす角度が１０度以内
となるようにして配設されているものである。
【００１２】シールドガス供給管３は、接続用ボール８
を形成する際、トーチ電極６とワイヤ２の先端の領域を
大気からシールドするためのシールドガスを供給するた
めのもので、シールドガス進行方向を図中に矢印で示し
ている。シールドガス成分としては、ＡｒやＮ2 等の不
活性ガスを用いても良いが、１〜２０％のＨ2 等の還元
性ガスを含んだ不活性ガスを用いる方が好ましい。シー
ルドガス供給管３は、上部に開口部４を有している。該
開口部４は、ボール８形成の際にワイヤ２の先端をトー
チ電極６の近くに配置して放電すること、及び、ボール
８形成後にキャピラリー１を下降させる際トーチ電極６
及びガス供給管３を側方に回動退避させるために必要な
開口部である。またシールドガス供給管３は、シールド
ガス進行方向出口５が開放されている。本発明において
はシールドガスを直進させるように配慮することが必要
であり、このためシールドガス進行方向出口５が開放さ
れていることが必要である。シールドガス供給管３は、
シールドガス進行途中の上部に前記開口部４を有した構
造とすることが、本課題達成のために最も好ましい。
を形成する際、トーチ電極６とワイヤ２の先端の領域を
大気からシールドするためのシールドガスを供給するた
めのもので、シールドガス進行方向を図中に矢印で示し
ている。シールドガス成分としては、ＡｒやＮ2 等の不
活性ガスを用いても良いが、１〜２０％のＨ2 等の還元
性ガスを含んだ不活性ガスを用いる方が好ましい。シー
ルドガス供給管３は、上部に開口部４を有している。該
開口部４は、ボール８形成の際にワイヤ２の先端をトー
チ電極６の近くに配置して放電すること、及び、ボール
８形成後にキャピラリー１を下降させる際トーチ電極６
及びガス供給管３を側方に回動退避させるために必要な
開口部である。またシールドガス供給管３は、シールド
ガス進行方向出口５が開放されている。本発明において
はシールドガスを直進させるように配慮することが必要
であり、このためシールドガス進行方向出口５が開放さ
れていることが必要である。シールドガス供給管３は、
シールドガス進行途中の上部に前記開口部４を有した構
造とすることが、本課題達成のために最も好ましい。
【００１３】トーチ電極６の形状について限定はない
が、平板状、棒状のものが用いられる。またトーチ電極
６はシールドガス供給管３に取り付けられる。シールド
ガス供給管３に対するトーチ電極６の取り付けは、トー
チ電極６がガス供給管３の内部で且つ開口部４から露出
した状態に収納され、さらにトーチ電極６の中心軸とガ
ス供給管３の中心軸のなす角度が１０度以内となるよう
配設することが必要である。前記角度は５度以内である
ことが好ましく、さらにトーチ電極６の中心軸とシール
ドガス供給管３の中心軸が平行であること、即ち両中心
軸のなす角度が０度であることが最も好ましい。
が、平板状、棒状のものが用いられる。またトーチ電極
６はシールドガス供給管３に取り付けられる。シールド
ガス供給管３に対するトーチ電極６の取り付けは、トー
チ電極６がガス供給管３の内部で且つ開口部４から露出
した状態に収納され、さらにトーチ電極６の中心軸とガ
ス供給管３の中心軸のなす角度が１０度以内となるよう
配設することが必要である。前記角度は５度以内である
ことが好ましく、さらにトーチ電極６の中心軸とシール
ドガス供給管３の中心軸が平行であること、即ち両中心
軸のなす角度が０度であることが最も好ましい。
【００１４】また、トーチ電極６の先端部７方向はシー
ルドガス進行方向と同じ方向でも、対向する方向でも良
いが、対向する方向に配設する方が好ましい。該対向方
向の時、本願の課題に対して一段と優れた効果を奏す
る。図１（ａ）に対向する方向を示し、図１（ｂ）に同
じ方向の配設例を示す。
ルドガス進行方向と同じ方向でも、対向する方向でも良
いが、対向する方向に配設する方が好ましい。該対向方
向の時、本願の課題に対して一段と優れた効果を奏す
る。図１（ａ）に対向する方向を示し、図１（ｂ）に同
じ方向の配設例を示す。
【００１５】シールドガス供給管３には該供給管３を回
動させるための回動装置９を設ける。そうして、放電し
てボール８を形成する時は図１（ａ），（ｂ）に示すよ
うに、ガス供給管３の上部開口部４にキャピラリー１を
収納し、且つトーチ電極６がキャピラリー１下方にある
ようにガス供給管３とトーチ電極６を位置せしめ、ボー
ル８形成後に該ボール８をＩＣチップ上に圧着する時
は、回動装置９を用いてガス供給管３とトーチ電極６を
キャピラリー１の下方から側方に回動退避させるよう構
成する。
動させるための回動装置９を設ける。そうして、放電し
てボール８を形成する時は図１（ａ），（ｂ）に示すよ
うに、ガス供給管３の上部開口部４にキャピラリー１を
収納し、且つトーチ電極６がキャピラリー１下方にある
ようにガス供給管３とトーチ電極６を位置せしめ、ボー
ル８形成後に該ボール８をＩＣチップ上に圧着する時
は、回動装置９を用いてガス供給管３とトーチ電極６を
キャピラリー１の下方から側方に回動退避させるよう構
成する。
【００１６】而して、本発明において以上のような構成
にすることにより、Ｐｂ、Ｓｎをベース金属とする所謂
半田線を用いた場合において、ワイヤ先端をトーチ電極
を用いて放電、溶融し接続用ボールを形成しても、ボー
ルの球状性不良品の発生頻度を大幅に低減出来る。本発
明の構成にすることによりこのような優れた効果を有す
る理由は明らかではないが、従来用いられているシール
ドガスの流路が主体的に直角に曲がったり、複数のガス
供給源を用いてガス流路に乱流を生じたりする装置であ
ることに対して、本発明ではシールドガスの流れがガス
進行方向に対して直進する方向であることが、シールド
ガスの流れを安定させてボールの球状性不良品の発生頻
度を大幅に低減出来るという優れた効果を奏することが
出来ると考えられる。
にすることにより、Ｐｂ、Ｓｎをベース金属とする所謂
半田線を用いた場合において、ワイヤ先端をトーチ電極
を用いて放電、溶融し接続用ボールを形成しても、ボー
ルの球状性不良品の発生頻度を大幅に低減出来る。本発
明の構成にすることによりこのような優れた効果を有す
る理由は明らかではないが、従来用いられているシール
ドガスの流路が主体的に直角に曲がったり、複数のガス
供給源を用いてガス流路に乱流を生じたりする装置であ
ることに対して、本発明ではシールドガスの流れがガス
進行方向に対して直進する方向であることが、シールド
ガスの流れを安定させてボールの球状性不良品の発生頻
度を大幅に低減出来るという優れた効果を奏することが
出来ると考えられる。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこ
れに限定されるものではない。 （実施例１）５重量％Ｓｎ−Ｐｂ組成の半田を溶解し、
回転している円筒ドラム内の水槽中で急冷凝固させ、直
径０．３ｍｍの素線を得て、これを直径０．０４ｍｍ迄
伸線加工して半田ワイヤを製造した。この半田ワイヤを
用いて、図１（ａ）に示すトーチ装置を用いて次の通り
接続用ボール８の形成及び該ボール８によるボンディン
グ試験を行った。トーチ電極６の位置は、シールドガス
供給管３の上部開口部４に露出させた位置とし、トーチ
電極６とガス供給管３の両中心軸のなす角度が０度とな
るようにした。シールドガスとして１０容量％のＨ2 を
含んだＡｒガスを矢印方向から供給し、トーチ電極６の
先端部７方向はシールドガス進行方向と対向する方向と
した。
れに限定されるものではない。 （実施例１）５重量％Ｓｎ−Ｐｂ組成の半田を溶解し、
回転している円筒ドラム内の水槽中で急冷凝固させ、直
径０．３ｍｍの素線を得て、これを直径０．０４ｍｍ迄
伸線加工して半田ワイヤを製造した。この半田ワイヤを
用いて、図１（ａ）に示すトーチ装置を用いて次の通り
接続用ボール８の形成及び該ボール８によるボンディン
グ試験を行った。トーチ電極６の位置は、シールドガス
供給管３の上部開口部４に露出させた位置とし、トーチ
電極６とガス供給管３の両中心軸のなす角度が０度とな
るようにした。シールドガスとして１０容量％のＨ2 を
含んだＡｒガスを矢印方向から供給し、トーチ電極６の
先端部７方向はシールドガス進行方向と対向する方向と
した。
【００１８】このような構造にして、シールドガス供給
管３の開口部４内に位置せしめたキャピラリー１の下端
からワイヤ２を導出し、その先端を放電、溶融し接続用
ボール８を形成した。次いで回動装置９を回動させて、
シールドガス供給管３とトーチ電極６を側方に退避さ
せ、その後キャピラリー１を下降させて下方のＩＣチッ
プ電極（図示せず）上にボール８をボンディングした。
ボンディング条件は０．８Ｗ出力の超音波を併用し、５
０ｇの荷重で３０ミリ秒加圧した。このようにして２０
万ボンドのボンディングを行い、ボールの球状性不良品
の発生個数を測定した。
管３の開口部４内に位置せしめたキャピラリー１の下端
からワイヤ２を導出し、その先端を放電、溶融し接続用
ボール８を形成した。次いで回動装置９を回動させて、
シールドガス供給管３とトーチ電極６を側方に退避さ
せ、その後キャピラリー１を下降させて下方のＩＣチッ
プ電極（図示せず）上にボール８をボンディングした。
ボンディング条件は０．８Ｗ出力の超音波を併用し、５
０ｇの荷重で３０ミリ秒加圧した。このようにして２０
万ボンドのボンディングを行い、ボールの球状性不良品
の発生個数を測定した。
【００１９】ボールの球状性（真球度）は形成されたボ
ールを顕微鏡で観察し、直径の最大値（大径）に対する
最小値（小径）の比率（小径／大径）が０．８以上のも
のを良好、０．８未満のものを不良品とした。本試験に
用いた半田材料、トーチ装置の特徴（ガス進行方向とト
ーチ電極先端部方向の関係、ガス供給管とトーチ電極の
中心軸角度）、該装置を示す図面番号、及び不良個数の
測定結果等を表１〜表２に示す。
ールを顕微鏡で観察し、直径の最大値（大径）に対する
最小値（小径）の比率（小径／大径）が０．８以上のも
のを良好、０．８未満のものを不良品とした。本試験に
用いた半田材料、トーチ装置の特徴（ガス進行方向とト
ーチ電極先端部方向の関係、ガス供給管とトーチ電極の
中心軸角度）、該装置を示す図面番号、及び不良個数の
測定結果等を表１〜表２に示す。
【００２０】（実施例２〜７／比較例１）試験に用いた
半田材料、トーチ装置の特徴、該装置を示す図面番号等
を表中記載のようにしたこと以外は、実施例１と同様に
して試験を行った。その試験条件と測定結果を表１〜表
２に示す。
半田材料、トーチ装置の特徴、該装置を示す図面番号等
を表中記載のようにしたこと以外は、実施例１と同様に
して試験を行った。その試験条件と測定結果を表１〜表
２に示す。
【００２１】（比較例２〜５）試験に用いた半田材料を
表中記載のものとし、且つ表中記載のように図２〜４に
示す装置を用いてボンディング試験を行った。ワイヤ外
径、シールドガスは実施例１と同様にした。その試験条
件と測定結果を表１〜表２に示す。
表中記載のものとし、且つ表中記載のように図２〜４に
示す装置を用いてボンディング試験を行った。ワイヤ外
径、シールドガスは実施例１と同様にした。その試験条
件と測定結果を表１〜表２に示す。
【００２２】（比較例６）図５に示すように、トーチ電
極６を、シールドガス供給管３のシールドガス進行方向
出口５から露出した状態で配設したこと以外は実施例４
と同様にして試験を行った。その試験条件と測定結果を
表１〜表２に示す。
極６を、シールドガス供給管３のシールドガス進行方向
出口５から露出した状態で配設したこと以外は実施例４
と同様にして試験を行った。その試験条件と測定結果を
表１〜表２に示す。
【００２３】
【表１】
【００２４】
【表２】
【００２５】以上の測定結果から、従来提案されている
シールドガス供給装置（図２〜４），トーチ電極がシー
ルドガス供給管のシールドガス進行方向出口から露出し
た状態で配設されている装置（図５）と対比して、本発
明の構成（図１）になるトーチ装置とすることにより、
本願課題に対して優れた効果を有することが判る。この
理由は明らかではないが、トーチ電極に対してほぼ平行
にシールドガスを供給することにより、ボール形成部に
おけるシールドガスの流れを安定にしつつ、大気の巻き
込みを防止出来るために、このような優れた効果を生じ
ていると考えられる。
シールドガス供給装置（図２〜４），トーチ電極がシー
ルドガス供給管のシールドガス進行方向出口から露出し
た状態で配設されている装置（図５）と対比して、本発
明の構成（図１）になるトーチ装置とすることにより、
本願課題に対して優れた効果を有することが判る。この
理由は明らかではないが、トーチ電極に対してほぼ平行
にシールドガスを供給することにより、ボール形成部に
おけるシールドガスの流れを安定にしつつ、大気の巻き
込みを防止出来るために、このような優れた効果を生じ
ていると考えられる。
【００２６】またその中でも、トーチ電極の先端部方向
とシールドガス進行方向は、同方向より対向方向である
方が優れた効果を示す（実施例４〜６と対比した実施例
１〜３から）ため、対向方向で用いることが好ましいこ
とが判る。このように対向方向で用いる方が優れた効果
を有する理由は、対向方向である方が、ボール形成部に
おけるガスの流れを安定にしつつ、大気の巻き込みを防
止出来る効果が大きいために、このような優れた効果を
生じていると考えられる。
とシールドガス進行方向は、同方向より対向方向である
方が優れた効果を示す（実施例４〜６と対比した実施例
１〜３から）ため、対向方向で用いることが好ましいこ
とが判る。このように対向方向で用いる方が優れた効果
を有する理由は、対向方向である方が、ボール形成部に
おけるガスの流れを安定にしつつ、大気の巻き込みを防
止出来る効果が大きいために、このような優れた効果を
生じていると考えられる。
【００２７】さらにその中でも、シールドガス供給管と
トーチ電極の両中心軸のなす角度が５度以内であると、
更に優れた効果を示す（実施例３、６と対比した実施例
１〜２、４〜５から）ため、前記角度が５度以内で用い
ることが好ましい。
トーチ電極の両中心軸のなす角度が５度以内であると、
更に優れた効果を示す（実施例３、６と対比した実施例
１〜２、４〜５から）ため、前記角度が５度以内で用い
ることが好ましい。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように本願発明は、シール
ドガス供給管から供給されるシールドガスでトーチ電極
とワイヤの先端領域を大気からシールドしつつ、キャピ
ラリー下端から導出したワイヤ先端を、トーチ電極で放
電、溶融して接続用ボールを形成するボンディングトー
チ装置において、上記シールドガス供給管は上部に開口
部を有すると共にシールドガス進行方向出口を開放し、
トーチ電極はシールドガス供給管の内部で且つ開口部か
ら露出した状態で収納され、さらにトーチ電極の中心軸
とシールドガス供給管の中心軸のなす角度が１０度以内
となるようトーチ電極を配設した新規な構成を採用す
る。よって、従来のトーチ装置がシールドガスの流路を
主体的に直角に曲げたり、複数のガス供給源を用いてガ
ス流路に乱流を生じさせる構造であることに対し、本発
明では、シールドガスの流れがガス進行方向に対して直
進する方向であるためシールドガスの流れを安定させる
ことができ、Ｐｂ、Ｓｎをベース金属とする化学的に不
安定な半田ワイヤの先端をトーチ電極で放電、溶融して
接続用ボールを形成した場合、ボールの球状性不良品の
発生頻度を大幅に低減することが出来る。従って、ＩＣ
チップと基板を半田バンプを用いて接続する際に、半田
ワイヤ先端に良好なボンディング用ボールを形成し得る
装置として好適に用いることが出来る。
ドガス供給管から供給されるシールドガスでトーチ電極
とワイヤの先端領域を大気からシールドしつつ、キャピ
ラリー下端から導出したワイヤ先端を、トーチ電極で放
電、溶融して接続用ボールを形成するボンディングトー
チ装置において、上記シールドガス供給管は上部に開口
部を有すると共にシールドガス進行方向出口を開放し、
トーチ電極はシールドガス供給管の内部で且つ開口部か
ら露出した状態で収納され、さらにトーチ電極の中心軸
とシールドガス供給管の中心軸のなす角度が１０度以内
となるようトーチ電極を配設した新規な構成を採用す
る。よって、従来のトーチ装置がシールドガスの流路を
主体的に直角に曲げたり、複数のガス供給源を用いてガ
ス流路に乱流を生じさせる構造であることに対し、本発
明では、シールドガスの流れがガス進行方向に対して直
進する方向であるためシールドガスの流れを安定させる
ことができ、Ｐｂ、Ｓｎをベース金属とする化学的に不
安定な半田ワイヤの先端をトーチ電極で放電、溶融して
接続用ボールを形成した場合、ボールの球状性不良品の
発生頻度を大幅に低減することが出来る。従って、ＩＣ
チップと基板を半田バンプを用いて接続する際に、半田
ワイヤ先端に良好なボンディング用ボールを形成し得る
装置として好適に用いることが出来る。
【００２９】また本発明において、トーチ電極を、その
先端部方向がシールドガス進行方向と対向するよう配設
した場合は、前記夫々の方向が同方向である場合に比
べ、ボール形成部におけるガスの流れを安定にしつつ、
大気の巻き込みを防止出来る作用がより大きくなって、
上記不良品の発生頻度をさらに低減することが出来、前
述の効果をより実効あるものとし得る。
先端部方向がシールドガス進行方向と対向するよう配設
した場合は、前記夫々の方向が同方向である場合に比
べ、ボール形成部におけるガスの流れを安定にしつつ、
大気の巻き込みを防止出来る作用がより大きくなって、
上記不良品の発生頻度をさらに低減することが出来、前
述の効果をより実効あるものとし得る。
【図１】 本発明に係るトーチ装置の一例の概略を示す
正面図で、（ａ）はトーチ電極の先端部方向とシールド
ガス進行方向が対向する配設例、（ｂ）は先端部方向と
シールドガス進行方向が同方向である配設例を示す。
正面図で、（ａ）はトーチ電極の先端部方向とシールド
ガス進行方向が対向する配設例、（ｂ）は先端部方向と
シールドガス進行方向が同方向である配設例を示す。
【図２】 従来のトーチ装置を示す概略図。
【図３】 従来のトーチ装置を示す概略図。
【図４】 従来のトーチ装置を示す概略図。
【図５】 トーチ電極がシールドガス供給管のシールド
ガス進行方向出口から露出した状態で配設されているト
ーチ装置を示す概略図。
ガス進行方向出口から露出した状態で配設されているト
ーチ装置を示す概略図。
１：キャピラリー ２：ワイヤ ３：シールドガス供給管 ４：開口部 ５：シールドガス進行方向出口 ６：トーチ電極 ７：先端部 ８：接続用ボール ９：回動装置
Claims (2)
- 【請求項１】 ＩＣチップと基板を半田バンプを用いて
接続するに際して、キャピラリーに挿通されたワイヤの
先端を放電、溶融させてボールを形成するボンディング
用トーチ装置において、上部に開口部を有し、シールド
ガス進行方向出口が開放されてなるシールドガス供給管
と、該供給管内に収納されるトーチ電極とを備え、該ト
ーチ電極は前記シールドガス供給管の内部で開口部から
露出した状態で収納され、且つその中心軸とシールドガ
ス供給管の中心軸のなす角度が１０度以内となるように
して配設されていることを特徴とするボンディング用ト
ーチ装置。 - 【請求項２】 前記トーチ電極は、先端部方向がシール
ドガス進行方向と対向する方向で収納されていることを
特徴とする請求項１記載のボンディング用トーチ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7176106A JPH0927500A (ja) | 1995-07-12 | 1995-07-12 | ボンディング用トーチ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7176106A JPH0927500A (ja) | 1995-07-12 | 1995-07-12 | ボンディング用トーチ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0927500A true JPH0927500A (ja) | 1997-01-28 |
Family
ID=16007803
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7176106A Pending JPH0927500A (ja) | 1995-07-12 | 1995-07-12 | ボンディング用トーチ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0927500A (ja) |
-
1995
- 1995-07-12 JP JP7176106A patent/JPH0927500A/ja active Pending
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