(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップ上のパッドと前記半導体チップが搭載された回路基板上のパッドとの間を接続するワイヤボンディング方法において、
作用面がそれぞれ回転可能に設けられている１対の挾持電極間にワイヤを挾持する工程と、
トーチロッドにより前記ワイヤに第１の電位を印加する工程と、
前記挾持電極により前記ワイヤに直接第２の電位を印加して前記の先端に溶融ボールを形成する工程と、
前記溶融ボールを固化する工程と、
前記ワイヤを開放する工程と、
前記回路基板のパッドに前記固化したボールをキャピラリにより押し付ける工程と、
前記固化したボールを前記回路基板のパッドに圧着するために超音波振動を与える工程と、
前記挾持電極間に前記ワイヤを再度挾持し、前記挾持電極を前記回路基板のパッドから離れる方向に移動させることにより前記ワイヤを切断する工程と、
を含むことを特徴とするワイヤボンディング方法。
【請求項２】
請求項１記載のワイヤボンディング方法において、前記作用面は矩形であることを特徴とするワイヤボンディング方法。
【請求項３】
半導体チップ上のパッドと前記半導体チップが搭載された回路基板上のパッドとの間を接続するワイヤボンディング方法において、
それぞれ矩形形状の作用面を有し、かつ前記作用面にはワイヤに点接触する複数の微小突起が設けられている１対の挾持電極間に前記ワイヤを挾持する工程と、
トーチロッドにより前記ワイヤに第１の電位を印加する工程と、
前記挾持電極により前記ワイヤに直接第２の電位を印加して前記ワイヤの先端に溶融ボールを形成する工程と、
前記溶融ボールを固化する工程と、
前記ワイヤを開放する工程と、
前記回路基板のパッドに前記固化したボールをキャピラリにより押し付ける工程と、
前記固化したボールを前記回路基板のパッドに圧着するために超音波振動を与える工程と、
前記挾持電極間に前記ワイヤを再度挾持し、前記挾持電極を前記回路基板のパッドから離れる方向に移動させることにより前記ワイヤを切断する工程と、
を含むことを特徴とするワイヤボンディング方法。
【請求項４】
半導体チップ上のパッドと前記半導体チップが搭載された回路基板上のパッドとの間を接続するワイヤボンディング方法において、
それぞれ作用面を有する１対の挾持電極間にワイヤを挾持する工程と、
前記ワイヤを、前記１対の挟持電極のそれぞれを支持する部材の少なくとも一方に取り付けられたヒータによって加熱する工程と、
トーチロッドにより前記ワイヤに第１の電位を印加する工程と、
前記挾持電極により前記ワイヤに直接第２の電位を印加して前記ワイヤの先端に溶融ボールを形成する工程と、
前記溶融ボールを固化する工程と、
前記ワイヤを開放する工程と、
前記回路基板のパッドに前記固化したボールをキャピラリにより押し付ける工程と、
前記固化したボールを前記回路基板のパッドに圧着するために超音波振動を与える工程と、
前記挾持電極間に前記ワイヤを再度挾持し、前記挾持電極を前記回路基板のパッドから離れる方向に移動させることにより前記ワイヤを切断する工程と、
を含むことを特徴とするワイヤボンディング方法。
【請求項５】
請求項４記載のワイヤボンディング方法において、前記作用面は矩形であることを特徴とするワイヤボンディング方法。
【請求項６】
半導体チップ上のパッドと前記半導体チップが搭載された回路基板上のパッドとの間を接続するワイヤボンディング方法において、
それぞれ作用面を有する１対の第１挾持電極と、それぞれ作用面を有する１対の第２挾持電極との内、１対の前記第１挟持電極が有する前記作用面及び１対の前記第２挟持電極が有する前記作用面の少なくとも１対の前記作用面は、それぞれ回転可能に設けられた１対の前記第１挟持電極及び１対の前記第２挟持電極を用い、
１対の前記第１挾持電極間にワイヤを挾持する工程と、
トーチロッドにより前記ワイヤに第１の電位を印加する工程と、
前記第１挾持電極により前記ワイヤに直接第２の電位を印加して前記ワイヤの先端に溶融ボールを形成する工程と、
前記溶融ボールを固化する工程と、
前記ワイヤを開放する工程と、
前記回路基板のパッドに前記固化したボールをキャピラリにより押し付ける工程と、
前記固化したボールを前記回路基板のパッドに圧着するために超音波振動を与える工程と、
１対の前記第２挾持電極間に前記ワイヤを再度挾持し、前記第２挾持電極を前記回路基板のパッドから離れる方向に移動させることにより前記ワイヤを切断する工程と、
を含むことを特徴とするワイヤボンディング方法。
【請求項７】
請求項６記載のワイヤボンディング方法において、１対の前記第１挟持電極が有する前記作用面及び１対の前記第２挟持電極が有する前記作用面の少なくとも１対の前記作用面は、それぞれ矩形形状であることを特徴とするワイヤボンディング方法。
【請求項８】
請求項６又は請求項７記載のワイヤボンディング方法において、前記１対の第１挟持電極が有する前記作用面及び前記１対の第２挟持電極が有する前記作用面の少なくとも１対の前記作用面には、前記ワイヤに点接触する複数の微小突起が設けられていることを特徴とするワイヤボンディング方法。
【請求項９】
請求項６、請求項７又は請求項８記載のワイヤボンディング方法において、それぞれ作用面を有する１対の前記第１挾持電極間にワイヤを挾持する工程の後であって、前記トーチロッドにより前記ワイヤに第１の電位を印加する工程の前に、前記ワイヤを、１対の前記第１挟持電極のそれぞれを支持する部材の少なくとも一方に取り付けられたヒータによって加熱する工程をさらに含むことを特徴とするワイヤボンディング方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
【０００２】
本発明は、半導体チップと回路基板上に形成されたパッドとの間等を、ボンディングワイヤを配線（ルーピング）しつつ接続するワイヤボンディング方法に関するものである。
【０００３】
【従来の技術】
【０００４】
従来の超音波熱圧着方式のワイヤボンディング方法に用いられるワイヤボンダは、ボンディングワイヤである金線が中心孔に移動自在に挿通された筒状のキャピラリと、カットクランパと、トーチロッドとを備えている。カットクランパは、金線を挟持すると共に所定の電位を与える挟持手段であるサーメット（Ｃｒ−ＳｉＯ）製の２つ１組の挟持電極を持っている。
【０００５】
例えば、金線の先端を回路基板上のパッドに接続する場合、該キャピラリの先端から突出した金線の先端に金球を形成し、この金球をキャピラリの先端で回路基板上のパッドに押し付け、該金球を超音波振動させて接続する。先端が回路基板に接続された金線をもう一方の接続対象のチップのインナーリード等に接続するときには、キャピラリを該インナーリードの位置に移動し、該キャピラリの先端側で金線を押し付け、超音波振動をかけて接続する。接続が終了した金線を切断する場合には、カットクランパの挟持電極で金線を挟持して該金線に張力をかけて切断する。
【０００６】
金線に金球を形成するときには、サーメット製の挟持電極で金線を挟持し、該挟持部とトーチロッドとの間に放電用電圧をかけて、キャピラリの先端から突き出した金線に空中放電を起こさせて融し金球を形成し、これ冷却をする。金線或いは金球を接続対象の基板のパッドに接続するときには、回路基板を加熱しておき、これを該回路基板にキャピラリの先端部分で押圧して超音波振動を与えて超音波熱圧着を行う。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来のワイヤボンディング方法では、次のような課題があった。
【０００９】
使用する各挟持電極は、距離が可変な平行板にそれぞれ取り付けられており、金線を挟持する作用面は、円形になっている。そのため、挟持電極の中心を外れた状態で金線を挟持すると該挟持電極から金線の先端までの距離がばらつき、これが放電印加電圧のばらつきになり、該空中放電で形成される金球の大きさが不安定になる。よって、回路基板のパッドに押圧したときに金球の潰れ方にばらつきが生じ、金球接合強度のばらつきになる。
【００１０】
また、空中放電を繰り返すと、挟持電極の作用面が著しく摩耗し、安定した空中放電状態が得られなくなり、形成される金球にばらつきが生じるという課題があった。
【００１１】
一方、管理面からいえば、挟持電極が金線を挟持するので、該挟持電極の作用面を高精度で平行に対向させる必要があり、定期交換等の管理を困難なものにしていた。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記課題を解決するために、本発明のうちの請求項１に係る発明は、半導体チップ上のパッドと前記半導体チップが搭載された回路基板上のパッドとの間を接続するワイヤボンディング方法において、作用面がそれぞれ回転可能に設けられている１対の挾持電極間にワイヤを挾持する工程と、トーチロッドにより前記ワイヤに第１の電位を印加する工程と、前記挾持電極により前記ワイヤに直接第２の電位を印加して前記の先端に溶融ボールを形成する工程と、前記溶融ボールを固化する工程と、前記ワイヤを開放する工程と、前記回路基板のパッドに前記固化したボールをキャピラリにより押し付ける工程と、前記固化したボールを前記回路基板のパッドに圧着するために超音波振動を与える工程と、前記挾持電極間に前記ワイヤを再度挾持し、前記挾持電極を前記回路基板のパッドから離れる方向に移動させることにより前記ワイヤを切断する工程と、を含んでいる。
請求項２に係る発明は、請求項１のワイヤボンディング方法において、前記作用面は矩形である。
【００１４】
請求項３に係る発明は、半導体チップ上のパッドと前記半導体チップが搭載された回路基板上のパッドとの間を接続するワイヤボンディング方法において、それぞれ矩形形状の作用面を有し、かつ前記作用面にはワイヤに点接触する複数の微小突起が設けられている１対の挾持電極間に前記ワイヤを挾持する工程と、トーチロッドにより前記ワイヤに第１の電位を印加する工程と、前記挾持電極により前記ワイヤに直接第２の電位を印加して前記ワイヤの先端に溶融ボールを形成する工程と、前記溶融ボールを固化する工程と、前記ワイヤを開放する工程と、前記回路基板のパッドに前記固化したボールをキャピラリにより押し付ける工程と、前記固化したボールを前記回路基板のパッドに圧着するために超音波振動を与える工程と、前記挾持電極間に前記ワイヤを再度挾持し、前記挾持電極を前記回路基板のパッドから離れる方向に移動させることにより前記ワイヤを切断する工程と、を含んでいる。
【００１５】
請求項４に係る発明は、半導体チップ上のパッドと前記半導体チップが搭載された回路基板上のパッドとの間を接続するワイヤボンディング方法において、それぞれ作用面を有する１対の挾持電極間にワイヤを挾持する工程と、前記ワイヤを、前記１対の挟持電極のそれぞれを支持する部材の少なくとも一方に取り付けられたヒータによって加熱する工程と、トーチロッドにより前記ワイヤに第１の電位を印加する工程と、前記挾持電極により前記ワイヤに直接第２の電位を印加して前記ワイヤの先端に溶融ボールを形成する工程と、前記溶融ボールを固化する工程と、前記ワイヤを開放する工程と、前記回路基板のパッドに前記固化したボールをキャピラリにより押し付ける工程と、前記固化したボールを前記回路基板のパッドに圧着するために超音波振動を与える工程と、前記挾持電極間に前記ワイヤを再度挾持し、前記挾持電極を前記回路基板のパッドから離れる方向に移動させることにより前記ワイヤを切断する工程と、を含んでいる。
請求項５に係る発明は、請求項４のワイヤボンディング方法において、前記作用面は矩形である。
【００１６】
請求項６に係る発明は、半導体チップ上のパッドと前記半導体チップが搭載された回路基板上のパッドとの間を接続するワイヤボンディング方法において、それぞれ作用面を有する１対の第１挾持電極と、それぞれ作用面を有する１対の第２挾持電極との内、１対の前記第１挟持電極が有する前記作用面及び１対の前記第２挟持電極が有する前記作用面の少なくとも１対の前記作用面は、それぞれ回転可能に設けられた１対の前記第１挟持電極及び１対の前記第２挟持電極を用い、１対の前記第１挾持電極間にワイヤを挾持する工程と、トーチロッドにより前記ワイヤに第１の電位を印加する工程と、前記第１挾持電極により前記ワイヤに直接第２の電位を印加して前記ワイヤの先端に溶融ボールを形成する工程と、前記溶融ボールを固化する工程と、前記ワイヤを開放する工程と、前記回路基板のパッドに前記固化したボールをキャピラリにより押し付ける工程と、前記固化したボールを前記回路基板のパッドに圧着するために超音波振動を与える工程と、１対の前記第２挾持電極間に前記ワイヤを再度挾持し、前記第２挾持電極を前記回路基板のパッドから離れる方向に移動させることにより前記ワイヤを切断する工程と、を含んでいる。
【００１７】
請求項７に係る発明は、請求項６のワイヤボンディング方法において、１対の前記第１挟持電極が有する前記作用面及び１対の前記第２挟持電極が有する前記作用面の少なくとも１対の前記作用面は、それぞれ矩形形状である。
【００１８】
請求項８に係る発明は、請求項６又は７のワイヤボンディング方法において、前記１対の第１挟持電極が有する前記作用面及び前記１対の第２挟持電極が有する前記作用面の少なくとも１対の前記作用面には、前記ワイヤに点接触する複数の微小突起が設けられている。
請求項９に係る発明は、請求項６、７又は８のワイヤボンディング方法において、それぞれ作用面を有する１対の前記第１挾持電極間にワイヤを挾持する工程の後であって、前記トーチロッドにより前記ワイヤに第１の電位を印加する工程の前に、前記ワイヤを、１対の前記第１挟持電極のそれぞれを支持する部材の少なくとも一方に取り付けられたヒータによって加熱する工程をさらに含んでいる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
【００２０】
（第１の実施形態）
【００２１】
図２は、本発明の第１の実施形態を示すワイヤボンディング方法に用いられるワイヤボンダの概略の構成図である。
【００２２】
このワイヤボンダのスプールユニット１には、スプール１ａがセットされている。スプール１ａには、ボンディングワイヤである金線２が巻装されている。スプール１ａから繰り出された金線２は、金線ガイド３に導かれてエアクランパ４の中心孔を通っている。エアクランパ４は筒状をなし、金線２にエアーでバックテンションをかけるものである。エアクランパ４から出た金線２は、トランスデューサ５で支持された筒状のキャピラリ６の中心穴の後端側から先端側に挿通されている。トランスデューサ５は、キャピラリ６を移動させて先端側を接続対象に押圧させる機能と、該キャピラリ６に超音波振動を与える機能とを有している。
【００２３】
キャピラリ６の先端の近傍には、トーチロッド７が配置され、該キャピラリ６の後端側とエアクランパ４との間には、カットクランパ１０が配置されている。
【００２４】
図１は、図２における本発明の第１の実施形態を示すワイヤボンディング方法に用いられるカットクランパの構成図である。
【００２５】
カットクランパ１０は、シャフト１１に取り付けられた第１の支持部材である固定板１２と、伸縮自在のシャフト１３に取り付けられた第２の支持部材である可動板１４とを有している。これらの固定板１２及び可動板１４は平行であり、距離がソレノイド１５によって変化するようになっている。固定板１２と可動板１４とには、２つ１組のサーメット製の薄板状の第１、第２の挟持電極１６，１７がそれぞれ取り付けられている。第１、第２の挟持電極１６，１７は第１、第２の挟持手段であり、金線２を作用面で挟持すると共に該金線２に所定の電位を印加するものである。挟持電極１６，１７の金線２を挟持する作用面は、共に矩形形状（例えば、四辺形）になっており、該作用面が対向するように平行に取り付けられているばかりでなく、回転可能に取り付けられている。可動板１４とシャフト１１の間には、例えばスプリング１８が取り付けられている。スプリング１８は、可動板１４の動きを矯正するものである。
【００２６】
次に、このワイヤボンダを用いたワイヤボンディング方法について説明する。
【００２７】
例えば、回路基板であるシリコン基板に形成されたパッドと半導体チップのインナーリードとの間をルーピングして接続する場合、従来と同様、キャピラリ６の先端側から突き出した金線２に金球２ａを形成する。この時には、カットクランパ１０のソレノイド１５により、可動板１４を固定板１２側に動かして距離を狭め、挟持電極１６，１７で金線２を挟持する。そして、挟持電極１６，１７とトーチロッド７とにそれぞれ固有の電位を与え、放電電圧を印加する。放電電圧が印加されると、キャピラリ６の先端から突き出た金線２の先端が空中放電し、金線２が融けて球状の溶融ボールになる。放電電圧の印加を停止すると、溶融ボールが冷却されて金球２ａになる。
【００２８】
金球２ａを形成した後、可動板１４と固定板１２の間隔を開いて挟持電極１６，１７を開放すると共に、トランスデューサ５でキャピラリ６の先端を基板のパッドに押し付けるようにする。これにより、金球２ａがパッドに押圧される。この状態でトランスデューサ５を介してキャピラリ６に超音波振動を与え、金球２ａに該超音波振動を伝える。ここで、基板が加熱されていれば、金線２の先端の金球２ａがパッドに超音波熱圧着される。
【００２９】
先端が基板に接続された金線２をもう一方の接続対象の半導体チップのインナーリード等に接続するときには、キャピラリ６を該インナーリードの位置に移動し、該キャピラリ６の先端側で金線２を押圧し、トランスデューサ５を介して超音波振動を金線２に与え、金線２がインナーリードに超音波熱圧着される。これにより、金線２がルーピングされて接続されたことになる。金線２を切断する場合には、可動板１４と固定板１２の間隔を狭めて挟持電極１６，１７を閉じる。これにより、金線２が挟持される。金線２を挟持した状態でカットクランパ１０全体を上方に動かすことにより、金線２に張力がかかり、該金線２が切れる。
【００３０】
以上のように、この第１の実施形態では、次の（１）〜（３）のような効果がある。
【００３１】
（１）  図３は、挟持電極１６，１７と金線２の関係を示す図である。
【００３２】
従来のワイヤボンディング方法では、円形の挟持電極を使用していたので、その挟持電極の中心を金線２が通るように挟持した場合と、中心を通らない状態で金線２を挟持した場合とでは、金線２の挟持される長さが異なる。これに対し、矩形の挟持電極１６，１７で金線２を挟持する場合には、対辺が平行なので、図３のように、金線２が挟持電極１６，１７の中心を通らなくても、金線２の挟持される長さが等しくなる。そのため、空中放電させるための放電印加電圧にばらつきがなくなり、安定した大きさの金球２ａを形成することができる。
【００３３】
（２）  作用面が矩形の挟持電極１６，１７を用いたので、この挟持電極１６，１７の中心の位置を高精度に合わせる必要がなくなると共に、該挟持電極１６，１７における金線２の挟持中心位置も高精度に合わせる必要がなくなり、管理が容易になる。
【００３４】
（３）  作用面が回転可能な挟持電極１６，１７を用いているので、定期管理のときに、該挟持電極１６，１７の作用面を回転させれば、摩耗のない状態で金線２を挟持できるようになる。よって、従来では定期管理毎に行っていた作用面の高精度な平行位置出しを定期管理毎に行う必要がなくなり、該高精度の平行位置出しの頻度を減少できる。
【００３５】
（第２の実施形態）
図４（ａ），（ｂ）は、本発明の第２の実施形態を示すワイヤボンディング方法に用いられるカットクランパの構成図であり、同図（ａ）は全体の構成、同図（ｂ）は同図（ａ）の挟持電極２６，２７を示している。
【００３６】
このカットクランパは、第１の実施形態を示す図１のワイヤボンダにおけるカットクランパ１０を変形したものであり、該カットクランパ１０を示す図２と同様に、シャフト２１に取り付けられた固定板２２と、伸縮自在のシャフト２３に取り付けられた可動板２４とを有している。固定板２２と可動板２４とには、２つ１組のサーメット製の第１、第２の挟持電極２６，２７がそれぞれ取り付けられている。挟持電極２６，２７は、金線２を挟持するためと該金線２に所定の電位を印加するための両方に用いるものであるが、第１の実施形態とは異なり、これらの挟持電極２６，２７の作用面には、金線２に点接触する無数の微小な突起が形成されている。挟持電極２６，２７の作用面の形状は、共に矩形形状になっており、該作用面が対向するように平行に取り付けられているばかりでなく、回転可能に取り付けられている。可動板２４とシャフト２１の間には、該可動板２４の動きを矯正するスプリング２８が取り付けられている。
【００３７】
このカットクランパを取り付けたワイヤボンダを用いたワイヤボンディング方法では、第１の実施形態と同様の方法により、金線２を回路基板上に形成されたパッドと半導体チップのインナーリードとの間を金線で接続する。また、定期管理も第１の実施形態と同様に行われる。
【００３８】
以上のように、この第２の実施形態では、第１の実施形態と同様に、カットクランパの挟持電極２６，２７の作用面を矩形にすると共に、該挟持電極２６，２７の作用面を回転可能にしたものを使用するので、第１の実施形態と同様に、金線２の挟持される長さが等しくなり、放電印加電圧にばらつきがなくなり、安定した大きさの金球２ａを形成することができ、挟持電極２６，２７の中心の位置や金線２の挟持中心位置を高精度に合わせる必要がなくなり、管理が容易になると共に、平行位置出しの頻度を低減できる。その上、挟持電極２６，２７の作用面に無数の突起を形成したものを使用するので、金線２の滑りが防止でき、これにより、空中放電における電極間隔（電極長さ）が安定し、金球２ａの大きさのばらつきが少なくなり、第１の実施形態よりも、品質が安定する。
【００３９】
（第３の実施形態）
【００４０】
図５（ａ），（ｂ）は、本発明の第３の実施形態を示すワイヤボンディング方法に用いられるワイヤボンダの概略の構成図であり、同図（ａ）は正面図、及び同図（ｂ）は同図（ａ）の要部の側面図である。
【００４１】
このワイヤボンダのスプールユニット３１には、第１の実施形態と同様のスプール３１ａがセットされている。スプール３１ａにはボンディングワイヤである金線３２が巻装されている。スプール３１ａから繰り出された金線３２は、金線ガイド３３に導かれてエアクランパ３４の中心孔を通っている。エアクランパ３４から出た金線３２は、トランスデューサ３５で支持された筒状のキャピラリ３６の中心孔の後端側から先端側に挿通されている。トランスデューサ３５は、キャピラリ３６を移動させて金線３２の接続対象に該キャピラリ３６の先端を押し付ける機能と、該キャピラリ３６に超音波振動を与える機能とを有している。キャピラリ３６の先端の近傍には、トーチロッド３７が配置されている。
【００４２】
キャピラリ３６の後端側とエアクランパ３４との間には、第１の実施形態とは異なり、第１のカットクランパ３８と第２のカットクランパ３９の２セットのカットクランパが配置されている。カットクランパ３８は、例えば第１の実施形態のカットクランパ１０と同様の構成になっており、図１の固定板１２及び可動板１４に対応する第１の支持部材である固定板３８ａ及び第２の支持部材である可動板３８ｂと、図１の第１、第２の挟持電極１６，１７に対応する第１、第２の挟持手段である薄板状の矩形形状（例えば、四辺形）の挟持電極３８ｃ，３８ｄを有している。カットクランパ３９も、第１の実施形態のカットクランパ１０と同様の構成になっており、図１の固定板１２及び可動板１４に対応する第３の支持部材である固定板３９ａ及び第４の支持部材である可動板３９ｂと、図１の挟持電極１６，１７に対応する第３、第４の挟持手段である薄板状の矩形形状（例えば、四辺形）の挟持電極３９ｃ，３９ｄを有している。
【００４３】
次に、このワイヤボンダを用いたワイヤボンディング方法について説明する。
【００４４】
例えば、回路基板であるシリコン基板に形成されたパッドと半導体チップのインナーリードとの間を接続して配線する場合、キャピラリ３６の先端側から突き出した金線３２に金球３２ａを形成する。この時には、カットクランパ３８の可動板３８ｂを固定板３８ａ側に動かして距離を狭め、挟持電極３８ｃ，３８ｄで金線３２を挟持する。そして、挟持電極３８ｃ，３８ｄとトーチロッド３７とにそれぞれ固有の電位を与え、放電電圧を印加する。放電電圧が印加されると、キャピラリ３６の先端側から突き出た金線３２の先端が空中放電し、該金線３２が融けて球状の溶融ボールになる。放電電圧の印加を停止すると、溶融ボールが冷却されて金球３２ａになる。
【００４５】
金球３２ａを形成した後、可動板３８ｂと固定板３８ａの間隔を開いて挟持電極３８ｃ，３８ｄを開放すると共に、トランスデューサ３５でキャピラリ３６の先端を基板のパッドに押し付けるようにする。これにより、金球３２ａがパッドに押圧される。この状態でトランスデューサ３５を介してキャピラリ３６に超音波振動を与え、金球３２ａに該超音波振動を伝える。ここで、基板が加熱されていれば、金線３２の先端の金球３２ａは、パッドに超音波熱圧着される。
【００４６】
先端が基板に接続された金線３２をもう一方の接続対象の半導体チップのインナーリード等に接続するときには、キャピラリ３６を該インナーリードの位置に移動し、該キャピラリ３６の先端側で金線３２を押し付け、トランスデューサ３５を介して超音波振動を金線３２に与える。これにより、金線３２がインナーリードに超音波熱圧着される。金線３２を切断する場合には、カットクランパ３９の可動板３９ｂと固定板３９ａの間隔を狭めて挟持電極３９ｃ，３９ｄを閉じる。これにより、金線３２が挟持される。金線３２を挟持した状態でカットクランパ３９全体を上方に動かすことにより、金線３２に張力がかかり、該金線３２が切れる。
【００４７】
以上のように、この第３の実施形態では、２セットのカットクランパ３８，３９を備え、空中放電をさせる時に用いるカットクランパ３８と金線３２を切断するときに用いるカットクランパ３９とを切替えて制御するようにしている。そのため、金線３２の空中放電で摩耗する挟持電極３８ｃ，３８ｄを空中放電を行わないときには使用しないようにしたので、金線３２のルーピングに対する影響が小さくなり、安定した配線が可能になる。また、挟持電極３８ｃ，３８ｄと挟持電極３９ｃ，３９ｄとが独立して用いられるので、より安定した金線３２の繰り出し量が得られ、ばらつきの少ない金球形成を行うことができ、品質が向上する。さらに、挟持電極３８ｃ，３８ｄ及び挟持電極３９ｃ，３９ｄにおける摩耗がそれぞれ抑制されるので、定期管理の面で優位になる。
【００４８】
（第４の実施形態）
【００４９】
図６は、本発明の第４の実施形態を示すワイヤボンディング方法に用いられるカットクランパの構成図である。
【００５０】
このカットクランパは、第１の実施形態のワイヤボンダにおけるカットクランパ１０を変形したものであり、該カットクランパ１０を示す図１と同様に、シャフト４１に取り付けられた固定板４２と、伸縮自在のシャフト４３に取り付けられた可動板４４とを有し、これらの固定板４２と可動板４４の間の距離がソレノイド４５によって変化するようになっている。固定板４２と可動板４４とには、２つ１組のサーメット製の第１、第２の挟持電極４６，４７がそれぞれ回転可能に取り付けられている。可動板４４とシャフト４１の間には、該可動板４４の動きを矯正するスプリング４８が取り付けられている。可動板４４には、第１の実施形態には無かったヒータ４９が取り付けられている。このヒータ４９は、挟持電極４７を加熱して金線を熱するものである。
【００５１】
このようなカットクランパを用いたワイヤボンディング方法では、ヒータ４９で挟持電極４７を加熱しつつ、第１の実施形態と同様の方法で、基板に形成されたパッドと半導体チップのインナーリードとを金線で接続する。また、定期管理は、第１の実施形態と同様に行われる。
【００５２】
以上のように、この第４の実施形態では、挟持電極４７を加熱するヒータ４９をカットクランパに取り付けたものを使用するので、金線を加熱した状態で空中放電させると共に金線をルーピングすることができる。よって、形成される金球の硬度のばらつきを抑えることができ、品質が安定する。さらに、金線のくせ付けの制御が容易になり、ルーピングの安定性が向上する。
【００５３】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されず種々の変形が可能である。その変形例としては、例えば次のようなものがある。
【００５４】
（１）  第２の実施形態で説明した図４のカットクランパに、第４の実施形態のようなヒータ４９を取り付けて使用することも可能である。
【００５５】
（２）  第３の実施形態のワイヤボンダでは、第１の実施形態のカットクランパ１０と同様の構成のカットクランパ３８，３９を用いたが、各カットクランパ３８，３９は、第２の実施形態の図４のカットクランパあるいは第４の実施形態の図６のカットクランパに変更して用いることが可能である。
【００５６】
（３）  図６のカットクランパでは、ヒータ４９を可動板４４側に取り付けたが、固定板４２側、或いは可動板４４及び固定板４２の両方に取り付けて用いてもよい。
【００５７】
（４）  カットクランパ３８，３９の位置を逆にして用いることも可能であり、カットクランパ３８をキャピラリ３６の近くに配置して用いてもよい。
【００５８】
【発明の効果】
【００５９】
以上詳細に説明したように、本発明のうちの請求項１、６〜９に係る発明によれば、作用面が回転可能な挟持電極を用いたので、これらを回転させるだけで、摩耗した部分でワイヤを挟持させなくて済むようになり、定期管理等で挟持電極の平行位置出しを行う頻度を低減できる。
請求項２、５、７に係る発明によれば、矩形形状の作用面を有する挟持電極を用いたので、ワイヤを挟持する長さが安定し、ワイヤのボール部分の大きさが安定する。その上、挟持電極の中心の位置を高精度に合わせる必要がなくなると共に、該挟持電極における挟持中心位置も高精度に合わせる必要がなくなり、管理が容易になる。
【００６０】
請求項３、８に係る発明によれば、作用面に複数の微小突起が設けられた挟持電極を用いたので、微小突起によりワイヤの滑りを防止でき、ワイヤのボール部分の大きさが安定する。
請求項４、９に係る発明によれば、挟持電極を支持する部材に取り付けられたヒータによりワイヤを加熱するようにしたので、ワイヤを加熱した状態で空中放電させると共にワイヤをルーピングすることができる。よって、形成される溶融ボールの硬度のばらつきを抑えることができ、品質が安定する。さらに、ワイヤのくせ付けの制御が容易になり、ルーピングの安定性が向上する。
【００６１】
請求項６に係る発明によれば、第１挟持電極を用いて空中放電させ、第２挟持電極を用いてワイヤを切断し、ワイヤの空中放電で摩耗する第１挟持電極を、空中放電を行わないときには使用しないようにしたので、ワイヤのルーピングに対する影響が小さくなり、安定した配線が可能になる。その上、第１挟持電極と第２挟持電極とが独立して用いられるので、より安定したワイヤの繰り出し量が得られ、ばらつきの少ない溶融ボール形成を行うことができ、品質が向上する。さらに、第１挟持電極及び第２挟持電極における摩耗がそれぞれ抑制されるので、定期管理の面で優位になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示すワイヤボンディング方法に用いられるカットクランパの構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態を示すワイヤボンディング方法に用いられるワイヤボンダの概略の構成図である。
【図３】挟持電極と金線の関係を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施形態を示すワイヤボンディング方法に用いられるカットクランパの構成図である。
【図５】本発明の第３の実施形態を示すワイヤボンディング方法に用いられるワイヤボンダの概略の構成図である。
【図６】本発明の第４の実施形態を示すワイヤボンディング方法に用いられるカットクランパの構成図である。
【符号の説明】
１ａ，３１ａ    スプール
２，３２    金線
２ａ，３２ａ    金球
３，３３    金線ガイド
４，３４    エアクランパ
５，３５    トランスデューサ
６，３６    キャピラリ
７，３７    トーチロッド
１０，３８，３９    カットクランパ
１２，２２，３８ａ，３９ａ，４２    固定板
１４，２４，３８ｂ，３９ｂ，４４    可動板
１６，１７，２６，２７，３８ｃ，３８ｄ，３９ｃ，３９ｄ，４６，４７    挟持電極
４９    ヒータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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