JPS6050933A - ワイヤボンディング装置 - Google Patents

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】 〔発明の技術分野〕 この発明はワイヤがンディング装置にがかシ、特に微小
振動を使ってデンディングを行なうようにしたワイヤボ
ンディング装置の改善に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

半導体装置の組立工程においては、ベレットとリードフ
レームとをワイヤによって接続する手段としてワイヤボ
ンディング装置が用いられている。そして、この種のワ
イヤボンディング装置において、微小な振動を用いて、
金線、アルミ線などのボンディングワイヤをそれぞれベ
レット、リードフレームのリードにボンディングするよ
うにしたものがある。

従来、このような微小振動を用いるワイヤボンディング
装置としては、第１図に示すように、繰り出される金線
、アルミ線などのボンディングワイヤａをボンディング
動させるボンディングツールｂの基部に超音波振動子Ｃ
を設けてビンディングワイヤａに軸心とは直角な方向の
微小振動を与えるようにしたものが用いられ、ワークス
テージｄ上に塔載されたペレッ）ｅのパッド（図示しな
い）ならびにリードフレームｆのリード（図示しない）
にボンディングワイヤａの先端部側を接触させたときに
生ずる摩擦熱によシ相互を接合（ボンディング）するよ
うにしていて、これにてベンツＦ　ｅ　＋　リードフレ
ームｆを接続するようにして−いる。

ところで、ワイヤビンディングの分野においては生産性
の向上を図るべく接合に要するスピードをできるだけ速
くすることが要求されている。

ところが、上述したようなボンデ（ングワイヤａ側のみ
に微小振動を与えて接合するものは、振動による摩擦エ
ネルギーに限界があることから温度上昇が緩慢で、どう
しても接合時間を長く要してしまう課題が必シ、ビンデ
ィングスピードが上がらないといった欠点がある。しか
も、たんに接合時間を短縮すると、所期の接合−強一度
が維持できず、歩留υが極端に低下する問題があり、優
れた接合強度を得つつビンディングスピードを上げるこ
とができるものが要望されている。

〔発明の月的〕

この発明は上記事情に着目してなされたもので、その目
的とするところは、半導体装置の品質を低下させること
なくビンディングスピードの向上を図ることができるワ
イヤボンディング装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

すなわち、この発明はベンツ）ＺらびにＩＪ−ドフレー
ムを塔載するワークステージに、ボンディング時、ボン
ディングワイヤ側における微小振動とは異相する横方向
の微小振動を与える振動発生手段を設けることにより、
接合に必要な摩擦エネルギーをボンディングワイヤ側と
ワークステージ側との相対振動によって増大させて、短
時間、かつ接合強度に後れたワイヤーにンディングを得
ようとするものである。

〔発明の実施例〕

以下、この発明を第２図に示す一実施例にもとづいて説
明する。第２図はワイヤボンディング装置を示し、図中
１はワークステージである。

このワークステージ１は、Ｘ方向に移動自在なテーブル
ｌａと、ｙ方向に移動自在なテーブル２ｂとを積ね合わ
せてなるＸＹワークステージから構成されている。そし
て、このＸＹワークステージの上段のテーブルｌａ上に
、半導体装置全構成するペレット２・・・、ならびにリ
ードフレーム３を塔載することができるようになってい
る。また、ワークステージ１の上方には、図示しない駆
動系にて昇降駆動されるボンディングツール４が配設さ
れている。そして、このビンディングツール４の先端部
には、繰出部（図示しない）から繰シ出された金線やア
ルミ線などのゾンデ４ングワイヤ５がワークステージ１
に向って導入されていて、ボンディングツール４の昇降
動作、さらには図示はしないがワイヤクランプ機構にて
、ビンディングワイヤ５の先端部側をペレット２・・・
のパッド（図示しない）、リードフレーム３のリード（
図示しない）へ接触させることができるようになってい
る。そして、このがンディングツール４の基部側に超音
波振動子６が設けられ、繰り出されるテンデイングワイ
ヤ５にそのがンデイングワイヤ５の軸心と直角な方向、
たとえばワークステージＪのＸ方向に沿った、微小振動
を与えるようにしている。一方、ワークスチーツノを構
成する各テーブルｌ　ａ　ｒ　１　ｂにはそれぞれリニ
アモータ７ｈ、７ｂが連結されていて、テーブル１！Ｌ
。

Ｉ　ｂ　ｔｘＸ方向ｙ方向へ駆動させることかできるよ
うになっている。そして、各リニアモータ７ａ、７ｂの
ｔ！ＩＩｆｉは、テーブル１ａの動き（Ｘ方向）、テー
ブルｚｂの動き（ｙ方向）をそれぞれを検出するＸ軸ポ
ジションスケール８＆、ｙ軸ポジションスクール８ｂ１
ならびにこれらポジションスケールＢａ、ｓｂの検出情
報をもとにリニアモータ７　ａ　＊　７　ｂへ制御信号
を出力するＣＰＴＪ　１２で制御されていて、ＣＰＵ　
１２へ入力されるペレット２・・・の各バット位置、さ
らにはリードフレーム３の各リード位置情報にもとツキ
テンディング箇所をボンディングツール４の先端部に逐
次案内するようになっている。しかるに、ワークテーブ
ル１の動きとビンディングツール４の動きにてワイヤボ
ンディングに必要な動作が寿られるようになっている。

一方、ＣＰＵ　１２には、ビンディングツール４ヘペレ
、ト１２ならびにリードフレーム３の各位置を導く機能
の他に、ペレット２・・・の各バット位置、リードフレ
ーム３の各リード位置がビンディングツール４の先端部
に案内されたときの位置情報を各ポジションスケール８
ｍ、８ｂから受けて、谷リニアモータ７ａ、７ｂを各テ
ーブルｌｈ、ｌｂの移動方向（Ｘ方向、ｙ方向）へ微小
に振動させる駆動情報がプログラムされていて、ポジシ
ョンスケール８　ａ　、　８　ｂ、　リニアモータ７、
．７ｂを流用した振動発生手段１３を構成している。し
かるに、ワークステージ１はビンディング時、ビンディ
ングワイヤ４の微小振動の方向に沿う横方向の微小振動
、さらにはデンディングワイヤ４の微小振動とは異なる
横方向の微小振動がそれぞれ与えられるようになってい
て、ボンディングワイヤ４側と、二方向の組合わせで実
質異相する七澁拡テ琴呵−゛　１−　゛ワークステージ ｌ側との微小振動にて、効果的な摩擦熱を起してビンデ
ィングを行なうことができるようになっている。なお、
ワークステージｌには図示はしないが加熱ヒータが内蔵
されていて、高温に熱をかけられないペレット２・・・
に影響を与えない低温度で、梨レット２・・・ならびに
リードフレーム３に熱を加えて接合を促進する措置がと
られている。

しかして、このように構成されたワイヤボンディング装
置を用いてボンディングを行なうとぎは、まずワークス
テージ１上にペレット２・・・ならびリードフレーム３
を第２図で示すように塔載する。ついで、ＣＰＵ　Ｊ　
２か作動して、あらかじめ入力されたバット位置、リー
ド位置情報にもとづき各リニアモータ７ａ、７ｂにボン
ディングに必要な指令信号を出力する。これによシ、ワ
ークテーブル１は高速、駆動されて、まず、１つのペレ
ット２０パツトを選んでそのバットをビンディングツー
ル４の先端部に導く。そして、この位置のバットにボン
ディングツール４にてビンディングワイヤ４の先端部が
接触される。ここで、デンディングワイヤ４は超音波振
動子６にてＸ方向に沿う微小振動が与えられ、またワー
クステージ１では、所期にペレット２のバットが位置決
められたことが各ポジションスケールａａ、８ｂを通じ
ＣＰＵ　ｌ　２へ入力されるから、ＣＰＵ　Ｉ　２の指
令にもとづき各リニアモータ７ａ　、７ｂが微小な振動
を起こすよう駆動され、Ｘ方向、ｙ方向それぞれの横方
向にて微小振動が与えられる。これによシ、ペレット２
とボンディングワイヤ４との接触部においては、ビンデ
ィングワイヤ４側とワークステージｌ側との異相する相
対振動によって、摩擦エネルギーを飛躍的に増大される
ことになｐ１大なる摩擦熱が得られる。かくして、従来
、摩擦エネルギーが小さく温度上昇が緩慢であるとされ
る接触部では、効果的な摩擦熱の形成によって俊敏な温
度上昇が得られ、短時間で、かつ接合強度に優れた摩擦
熱によるビンディングを行なうことができることとなる
。

そして、このペレット２の／ｅワット接合が終われば、
同様にリニアモータ７ａ、７ｂの駆動にて、そのバット
に対応するリードフレーム３のリードがボンディングツ
ール４の先端部に導かれ、つづけて繰り出されるビンデ
ィングワイヤ４の先端部を同様にビンディングワイヤ４
側、ワークステージ１側の微小振動による摩擦熱を使っ
てビンディングし、ワイヤルーツで被レット２、リード
フレーム３が接続されるワイヤボンディングが行なわれ
ることとなる。

そして、このようなワイヤボンディングがペレット２の
各バットとリードフレーム３の各リードとの間で全て行
なわれ、その後、別のペレット２のボンディングに移る
。

かくして、半導体製品の品質を低下させることなくボン
ディングツ−ルを向上させることができるのである。ま
た、？ンデイング時は、加熱ヒータ（図示しない）が作
用してベレット２を低温で加熱することから、その加熱
による熱と摩擦熱との併用で、その効果は一層大なるも
のとすることができる。

なお、上述した一実施例ではがンディングワイヤの微小
振動と同じ方向、さらには異なる方向の両者の横方向の
微小振動をワークステージに与えるようにして、振動の
方向の組合わせにてボンディングワイヤ側の微小振動に
対し異ならせた（異相）ものを−例に挙げたがそのうち
の一方向の微小振動を与えるようにしてもよい。

この場合、同一方向の微小振動についてはボンディング
ワイヤ側の微小振動に対して振動数が異なる（異相）こ
とはもちろんである。

また、上述した一実施例ではワークステージに移動可能
なものを、ボンディングツール側を固定的としたものを
用いたワイヤボンディング装置にこの発明を適用したが
、ワークステージを固定とし、またビンディングツール
側をＸＹテーブルを使って移動可能にしたワイヤボンデ
ィング装置にも適用することができることはもちろんで
ある。すなわち、この場合、上述した一実施例と同様に
リニアモータを振動発生手段、あるいは超音波振動子を
振動発生手段として、これをワークステージに設ければ
同様な効果を奏する。

〔発明の効果〕

以上説明したようにこの発明によれば、接合に必要な摩
擦エネルギーをボンディングワイヤ側とワークステージ
側との異相する相対振動によって増大させることができ
るようになシ、緩慢であった＠度上昇を俊敏化して、短
時間、力・つ接合強度に優れたワイヤボンディングを得
ることができる。

したがって、半導体装置の品質を低下させることなくボ
ンディングツ−ルの向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のワイヤボンディング装置を示す斜視図、
第２図はこの発明の一実施例のワイヤビンディング装置
を示す斜視図である。 １・・・ワークステージ、２・・・ベレット、３・・・
リードフレーム、４・・・ボンディングツール、５・・
・ボンディングワイヤ、６・・・超音波振動子、７ａ。 ７ｂ・・・リニアモータ、１３・・・振動発生手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 繰シ出されるボンディングワイヤにそのボンディングワ
   イヤの軸心と直角な方向の微小振動を与え、このビンデ
   ィングワイヤの先端側をワークステージに塔載されたベ
   レットならびにリードフレームに接触させ、微小振動に
   よる摩擦熱を使ってボンディングするようにしたワイヤ
   ボンディング装置において、ボンディング時、上記ワー
   クステージに上記ボンディングワイヤ側の微小振動とは
   異相する横方向の微ｌ」＼振動を与える振動発生手段を
   設けたことを特徴とするワイヤボンディング装置。