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JP4369401B2 - ワイヤボンディング方法 - Google Patents

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Description

本発明は、ワイヤボンディング方法に係り、特に低ループ化に好適なワイヤボンディング方法に関する。
第１ボンド点にボールをボンディングするボールボンディング方法は、ワイヤ径の約３〜４倍のボールを潰して接合させるため、多くの面積を必要とし、ファインピッチ化の要望に応えることができない。またボールのネック部は再結晶領域となっており、硬くて脆いため、ワイヤループは、再結晶領域部分より上の部分から折り曲げる必要がある。このため、低ループ化の要望に応えることができない。
この改善策としての、第１ボンド点にワイヤ自体をボンディングするボールレスボンディング方法は、ボールを形成しないのでファインピッチ化及び低ループ化に好適である。この種のワイヤボンディング方法として、例えば特許文献１及び２が挙げられる。
特開平７−１４７２９６号公報 特開２００２−６４１１７号公報
特許文献１は、キャピラリより突出したワイヤ先端部の近傍にワイヤ屈曲用ロッドが配設されている。第１ボンド点にワイヤをボンディングする前にワイヤ屈曲用ロッドが移動してワイヤ先端部をキャピラリの下面に折り曲げる。
特許文献２は、キャピラリのワイヤ供給孔を取り巻くように複数個の電磁石又は放射状に配置された複数の吸引孔からなる吸引保持手段を設けている。この吸引保持手段に電源又は負圧発生手段の出力が切り換え手段によって吸引する方向が変えられるようになっている。
特許文献１及び２は、従来のワイヤボンディング装置にワイヤ屈曲用ロッド又は吸引保持手段を設ける必要がある。また単にワイヤを１回ボンディングするのみであるので、接合性に問題があった。
また特許文献１は、ワイヤ先端部をワイヤ屈曲用ロッドで強制的に折り曲げるので、折り曲げのミスは生じなく信頼性を有するが、ワイヤ屈曲用ロッドの移動する方向によってワイヤ先端部の曲がる向きが決まってしまう。即ち、ボンディング面に押し付けられるワイヤの横たわる向きが決まる。このため、ワイヤボンディングできる向きが制限され、異なる向きにワイヤボンディングするには、ワークを回転させる必要がある。
特許文献２は、ワイヤ先端部を任意の方向（実施例は４方向）に電磁石又は吸引孔による吸引保持手段で折り曲げるものであるが、キャピラリの下端にほぼ垂直に伸びた直径約２０〜５０μｍのワイヤを前記した間接的な手段で折り曲げるのは、折り曲げの信頼性が低い。また電磁石による場合には、ワイヤの材質は、磁性材である必要があり、通常使用されているアルミニウム、金、銅等はそのままでは使用できない。
本発明の課題は、既存のワイヤボンディング装置を何ら改造することなくボールレスボンディングが図れると共に、ボンディングの接合性の向上が図れるワイヤボンディング方法を提供することにある。
上記課題を解決するための本発明の請求項１は、 第１ボンド点に第１ボンディングを行った後、第２ボンド点に第２ボンディングを行い、第１ボンド点と第２ボンド点間をワイヤで接続するワイヤボンディング方法において、
前記第１ボンディング工程は、後記するワイヤ切断工程によって形成されるテール部を第１ボンド点にボンディングして下部第１ボンディング部を形成する工程と、キャピラリを上昇及び前記下部第１ボンディング部の上方に移動させ、その後キャピラリを下降させてワイヤを前記下部第１ボンディング部上に重ねて接続して中間第１ボンディング部を形成する工程と、再度キャピラリを上昇及び前記中間第１ボンディング部の上方に移動させ、その後キャピラリを下降させてワイヤを前記中間第１ボンディング部上に重ねて接続して上部第１ボンディング部を形成する工程とからなり、
前記第２ボンディング工程は、ワイヤを第２ボンド点にボンディングして下部第２ボンディング部を形成する工程と、キャピラリを上昇及び前記下部第２ボンディング部の上方に移動させ、その後キャピラリを下降させてワイヤを前記下部第２ボンディング部上に重ねて接続して上部第２ボンディング部を形成する工程とからなり、この第２ボンディング工程後にキャピラリを僅かに上昇させ、続いてクランパが閉じてクランパ及びキャピラリを共に横方向に移動させてワイヤを切断するワイヤ切断工程を行い、キャピラリの先端部より僅かに突出した長さのテール部を形成することを特徴とする。
第１ボンディング工程は、テール部を第１ボンド点にボンディングして下部第１ボンディング部を形成し、この下部第１ボンディング部上にワイヤを重ねて接続して中間第１ボンディング部を形成し、更に中間第１ボンディング部上にワイヤを重ねて接続して上部第１ボンディング部を形成するので、第１ボンド点のボンディングの接合性が向上する。
第２ボンディング工程は、ワイヤを第２ボンド点にボンディングして下部第２ボンディング部を形成し、この下部第２ボンディング部上に再度ワイヤを重ねて接続して上部第１ボンディング部を形成するので、第２ボンド点においてもボンディングの接合性が向上する。
また、ワイヤ切断後に形成されるテール部は、第２ボンディング工程後にキャピラリを僅かに上昇させ、続いてクランパが閉じてクランパ及びキャピラリを共に横方向に移動させてワイヤを切断するワイヤ切断工程を行い、キャピラリの先端部より僅かに突出した長さに形成するので、特別な装置を用いなくてもボールレスボンディングができる。
本発明のワイヤボンディング方法の一実施の形態を図１乃至図３により説明する。図３（ｄ）に示すように、セラミック基板やプリント基板又はリードフレーム等よりなる回路基板１上には、パッド２が形成されたダイ３がマウントされている。また回路基板１には配線４が形成されている。
まず、図１（ａ）に示すように、クランパ５を通してキャピラリ６に挿通されたワイヤ１０のテール部１１は、キャピラリ６の下端より僅かに突出し、該キャピラリ６の下面方向に曲げられた状態にある。またワイヤ１０をクランプするクランパ５は閉じた状態にある。
前記の状態で図１（ｂ）に示すように、キャピラリ６が下降して第１ボンド点である配線４にテール部１１をボンディングして下部第１ボンディング部２０を形成する。この場合、従来のようにワイヤ１０をキャピラリ６で完全に押し潰してボンディングするのではなく、下部第１ボンディング部２０はキャピラリ６の下面が配線４の上面に接触しなく、かつワイヤ１０が切断されない範囲内にキャピラリ６を下降させて形成する。またクランパ５は開状態となる。
次に図１（ｃ）に示すように、キャピラリ６を上昇させ、続いて図１（ｄ）に示すように、下部第１ボンディング部２０の上方に移動させる。次に図１（ｅ）に示すように、キャピラリ６を下降させ、図１（ｄ）に示すワイヤ部分２１を折り曲げて下部第１ボンディング部２０上にワイヤ部分２１をボンディングして中間第１ボンディング部２２を形成する。
次に図１（ｆ）に示すように、キャピラリ６を上昇させ、続いて図１（ｇ）に示すように、中間第１ボンディング部２２の上方に移動させる。次に図１（ｈ）に示すように、キャピラリ６を下降させ、図１（ｇ）に示すワイヤ部分２３を折り曲げて中間第１ボンディング部２２上にワイヤ部分２３をボンディングして上部第１ボンディング部２４を形成し、第１ボンディング部２５とする。
その後は第２ボンド点であるパッド２上にワイヤ１０を接続する。まず、周知のリバース動作を行わせる。即ち、図２（ａ）に示すように、キャピラリ６を上昇させる。この上昇高さは、図２（ｄ）に示すダイ３より若干高い位置とする。次に図２（ｂ）に示すように、キャピラリ６を第１ボンド点であるダイ３と反対方向に移動させる、所謂リバース動作を行わせる。これにより、屈折部２６が形成される。
次に図２（ｃ）に示すように、キャピラリ６を上昇させる。続いて図２（ｄ）に示すように、パッド２の方向に移動してワイヤ１０を繰り出し、その後下降してパッド２にワイヤ１０をボンディングし、下部第２ボンディング部３０を形成する。この場合、従来のようにワイヤ１０をキャピラリ６で完全に押し潰してボンディングするのではなく、下部第２ボンディング部３０はキャピラリ６の下面がパッド２の上面に接触しなく、かつワイヤ１０が切断されない範囲内にキャピラリ６を下降させて形成する。
次に図３（ａ）に示すように、キャピラリ６を上昇させ、続いて図３（ｂ）に示すように、キャピラリ６を配線４側に移動させる。次に図３（ｃ）に示すように、キャピラリ６を下降させ、図３（ｂ）に示すワイヤ部分３１を折り曲げて下部第２ボンディング部３０上にワイヤ部分３１をボンディングして上部第２ボンディング部３２を形成し、第２ボンディング部３３とする。
次にキャピラリ６を僅かに上昇させ、続いてクランパ５が閉じ、図３（ｄ）に示すように、クランパ５及びキャピラリ６を共に横方向に移動させる。これにより、ワイヤ１０は第２ボンディング部３３の根元より切断されると共に、キャピラリ６の下端より突出したテール部１１が形成される。
このように、テール部１１をキャピラリ６の先端部より僅かに突出した長さに形成するので、特別な装置を用いなくてもボールレスボンディングができる。また、第１ボンディング工程は、テール部１１を第１ボンド点にボンディングして下部第１ボンディング部２０を形成し、この下部第１ボンディング部２０上にワイヤ１０を重ねて接続して中間第１ボンディング部２２を形成し、更に中間第１ボンディング部２２上にワイヤ１０を重ねて接続して上部第１ボンディング部２４を形成するので、第１ボンド点のボンディングの接合性が向上する。第２ボンディング工程は、ワイヤ１０を第２ボンド点にボンディングして下部第２ボンディング部３０を形成し、この下部第２ボンディング部３０上に再度ワイヤ１０を重ねて接続して上部第１ボンディング部３２を形成するので、第２ボンド点においてもボンディングの接合性が向上する。
なお、上記実施の形態においては、第１ボンド点が配線４で、第２ボンド点がパッド２の場合（「以下、「逆ボンド」という）について説明したが、逆に第１ボンド点がパッド２で、第２ボンド点が配線４の場合（「以下、「正ボンド」という）にも適用できる。また、第１ボンド点が配線４又はパッド２のみの場合ではなく、両者の組み合わせ、正ボンド→逆ボンド→正ボンドまたは逆ボンド→正ボンド→逆ボンドの順にボンディングしてもよい。この場合は、キャピラリ６の移動時間が短縮でき、生産性が向上する。
本発明のワイヤボンディング方法の一実施の形態を示す工程図である。 図１の続きの工程図である。 図２の続きの工程図である。
符号の説明
１ 回路基板
２ パッド
３ ダイ
４ 配線
５ クランパ
６ キャピラリ
１０ ワイヤ
１１ テール部
２０ 下部第１ボンディング部
２２ 中間第１ボンディング部
２４ 上部第１ボンディング部
２５ 第１ボンディング部
３０ 下部第２ボンディング部
３２ 上部第２ボンディング部
３３ 第２ボンディング部

Claims (1)

  1. 第１ボンド点に第１ボンディングを行った後、第２ボンド点に第２ボンディングを行い、第１ボンド点と第２ボンド点間をワイヤで接続するワイヤボンディング方法において、
    前記第１ボンディング工程は、後記するワイヤ切断工程によって形成されるテール部を第１ボンド点にボンディングして下部第１ボンディング部を形成する工程と、キャピラリを上昇及び前記下部第１ボンディング部の上方に移動させ、その後キャピラリを下降させてワイヤを前記下部第１ボンディング部上に重ねて接続して中間第１ボンディング部を形成する工程と、再度キャピラリを上昇及び前記中間第１ボンディング部の上方に移動させ、その後キャピラリを下降させてワイヤを前記中間第１ボンディング部上に重ねて接続して上部第１ボンディング部を形成する工程とからなり、
    前記第２ボンディング工程は、ワイヤを第２ボンド点にボンディングして下部第２ボンディング部を形成する工程と、キャピラリを上昇及び前記下部第２ボンディング部の上方に移動させ、その後キャピラリを下降させてワイヤを前記下部第２ボンディング部上に重ねて接続して上部第２ボンディング部を形成する工程とからなり、この第２ボンディング工程後にキャピラリを僅かに上昇させ、続いてクランパが閉じてクランパ及びキャピラリを共に横方向に移動させてワイヤを切断するワイヤ切断工程を行い、キャピラリの先端部より僅かに突出した長さのテール部を形成することを特徴とするワイヤボンディング方法。
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