(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の回路の第１の電極と、リード状の第２の電極との間を金属細線で接続する際に、前記金属細線の形状が、前記第１の電極と前記第２の電極との間でループ形状を成し、かつ前記第２の電極との接続部分では、予め定められた長さだけこの第２の電極表面にフラットに接触して接続する滑走路形状を成すように、次の各動作をすることを特徴とするワイヤボンディング装置。
（イ）ワイヤクランプを開いて前記金属細線をフリーにし、キャピラリにより前記金属細線の先端を前記第１の電極にボンディング接続した後、前記キャピラリを前記第１の電極からその上方向に移動させて前記金属細線を予め定められた長さだけ繰り出し、
（ロ）続いて、前記キャピラリを前記第２の電極方向に予め定められた距離だけ移動させて前記金属細線を湾曲させ、ループ形状形成過程における中間的なループ形状を形成し、
（ハ）続いて、前記キャピラリを上方向に予め定められた長さだけ移動させて、前記金属細線の中間的なループ形状領域につながって上方に延びる、前記滑走路形状の形成用領域を確保し、
（ニ）続いて、前記キャピラリの先端を、前記第２の電極上近傍まで移動させた後、前記金属細線の滑走路形状形成用領域を前記第２の電極表面に押しつけるように移動させて前記金属細線の最終的なループ形状、及び滑走路形状を形成し、かつ前記金属細線を第２の電極にボンディング接続し、
（ホ）続いて、前記キャピラリを一定量上昇させた後、前記ワイヤクランプを閉じてこのワイヤクランプに前記金属細線を挟持させて上方に移動させ、前記金属細線を切断する。
【請求項２】
請求項１記載のワイヤボンディング装置の、ワイヤクランプを閉じてこのワイヤクランプで金属細線を挟持する動作を、滑走路形状形成用領域確保直後に実行するようにしたワイヤボンディング装置。
【請求項３】
請求項１記載のワイヤボンディング装置の、キャピラリ先端を第２の電極上近傍まで移動させた後、前記金属細線の滑走路形状形成用領域を第２の電極表面に押しつける動作に代えて、前記キャピラリ先端が前記第２の電極の金属細線接続点上方を一旦通過した後、戻るようにして前記金属細線の滑走路形状形成部分を前記金属細線接続点に押しつける動作としたワイヤボンディング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はワイヤボンディング装置に関し、特にリード状の電極に対し、金属細線が予め定められた長さだけフラットに接触して接続する滑走路形状を成すように形成するワイヤボンディング装置に属する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体集積回路チップ（以下ＩＣチップという）をリードフレームに搭載し、ＩＣチップの電極とリードフレームのインナーリードとの間を金属細線で接続する場合、この金属細線がループ形状を成し、かつ、インナーリード部分では、予め定められた長さだけフラットにインナーリードに接触して接続するようにした、滑走路形状を成すように形成することにより、金属細線の断線を低減する効果があることが知られている。
金属細線（ワイヤ）のこのような接続形状を形成する従来のワイヤボンディング装置について、図４及び図５を参照しながら説明する。
この例は、複数の電極２１０が形成されているＩＣチップ２００を、リードフレーム３００のチップ搭載部３１０に搭載して、ＩＣチップ２００の電極２１０とリードフレーム３００のインナーリード３２０とを金などの金属細線４００でボンディング接続するものであり、金属細線４００の接続にワイヤボンディング装置１００が用いられる。ボンディング接続された金属細線４００の形状はワイヤボンディング装置１００のキャピラリ１２０の移動経路によって制御され、前述のようなループ形状及び滑走路形状は図４（ａ）に示されたキャピラリ経路（Ａ〜Ｄ，Ｇ，Ｈ）で形成することができる。
【０００３】
図４（ａ）において、キャピラリ経路のＡ，Ｂ点で、金属細線４００の電極２１０からの立上り高さを制御し、Ｃ点で金属細線４００のキャピラリ１２０先端からの繰出し長さが制御される。
Ｄ点，Ｇ点へとキャピラリ１２０先端を移動させることにより、金属細線４００のループ形状が形成され、また、キャピラリ１２０の先端には小さな湾曲部分が形成される。そして、Ｈ点（インナーリード３２０表面）へとキャピラリ１２０の先端を移動させることにより、金属細線４００のこの湾曲部分が順次インナーリード３２０の表面に接触し、フラットな滑走路形状が形成される。
【０００４】
図５（ａ）〜（ｃ）には、キャピラリ経路における金属細線４００の形状形成過程が示されている。
図５（ａ）に示された状態に至るまでの過程で、キャピラリ１２０の先端から僅かに繰り出された金属細線４００と放電電極（図示省略）との間で放電させて、金属細線４００の先端に金属ボールを形成し、この金属ボールをＩＣチップ２００の電極２１０にボンディング接続する。そして、クランプ１３０を開いて金属細線４００をフリーにし、キャピラリ経路（Ａ〜Ｄ，Ｇ，Ｈ）に対するキャピラリ１２０の移動が始まる。
Ｈ点で金属細線４００のインナーリード３２０へのボンディングが終わると、キャピラリ１２０が一定量上昇した後クランプ１３０が閉じて金属細線４００を挟持し上方に移動して、金属細線４００をインナーリード３２０のところで切断し、金属細線４００の、電極２１０とインナーリード３２０との間のボンディング接続が完了する。
なお、金属細線４００の電極２１０に対する立上り高さを低く抑えたい場合などには、Ａ，Ｂ点のリバース動作が省略されることがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のワイヤボンディング装置では、金属細線４００を電極２１０にボンディングした後、キャピラリ１２０を、リバース動作を含めて上方向（Ｃ点まで）に移動させて金属細線４００を所定量繰り出し、更にインナーリード３２０上まで移動させることにより、金属細線４００のループ形状を制御し、このときキャピラリ１２０の先端に形成された金属細線４００の小さな湾曲部分を、インナーリード３２０の表面に押し付けることにより、インナーリード３２０に対する金属細線４００の滑走路形状を形成する動作を採っているので、金属細線４００の小さな湾曲部分の大きさや形状が、キャピラリ１２０の移動経路や金属細線４００の繰出し量などによって変化し、滑走路形状のフラットの部分の長さや形状そのものにばらつきが生じ、安定した滑走路形状を取ることが難しく、従って、ボンディング接続に対する十分な信頼性が得難いという問題点がある。
【０００６】
本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑みて、安定した滑走路形状を得ることができて、ボンディング接続に対する信頼性を向上させ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。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のワイヤボンディング装置は、上記の目的を達成するために、第１の回路の第１の電極と、リード状の第２の電極との間を金属細線で接続する際に、前記金属細線の形状が、前記第１の電極と前記第２の電極との間でループ形状を成し、かつ前記第２の電極との接続部分では、予め定められた長さだけこの第２の電極表面にフラットに接触して接続する滑走路形状を成すように、次の各動作をすることを特徴とする。
（イ）ワイヤクランプを開いて前記金属細線をフリーにし、キャピラリにより前記金属細線の先端を前記第１の電極にボンディング接続した後、前記キャピラリを前記第１の電極からその上方向に移動させて前記金属細線を予め定められた長さだけ繰り出し、
（ロ）続いて、前記キャピラリを前記第２の電極方向に予め定められた距離だけ移動させて前記金属細線を湾曲させ、ループ形状形成過程における中間的なループ形状を形成し、
（ハ）続いて、前記キャピラリを上方向に予め定められた長さだけ移動させて、前記金属細線の中間的なループ形状領域につながって上方に延びる、前記滑走路形状の形成用領域を確保し、
（ニ）続いて、前記キャピラリの先端を、前記第２の電極上近傍まで移動させた後、前記金属細線の滑走路形状形成用領域を前記第２の電極表面に押しつけるように移動させて前記金属細線の最終的なループ形状、及び滑走路形状を形成し、かつ前記金属細線を第２の電極にボンディング接続し、
（ホ）続いて、前記キャピラリを一定量上昇させた後、前記ワイヤクランプを閉じてこのワイヤクランプに前記金属細線を挟持させて上方に移動させ、前記金属細線を切断する。
【０００８】
また、前記ワイヤボンディング装置の、ワイヤクランプを閉じてこのワイヤクランプで金属細線を挟持する動作を、滑走路形状形成用領域確保直後に実行するようにした構成を有している。
【０００９】
また、前記ワイヤボンディング装置の、キャピラリ先端を第２の電極上近傍まで移動させた後、前記金属細線の滑走路形状形成用領域を第２の電極表面に押しつける動作に代えて、前記キャピラリ先端が前記第２の電極の金属細線接続点上方を一旦通過した後、戻るようにして前記金属細線の滑走路形状形成部分を前記金属細線接続点に押しつける動作とした構成を有している。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態は、従来、キャピラリを、第１の電極から上方向に移動させて金属細線の繰出し長さを設定した後、曲線状または折線状に一気に第２の電極上近傍まで移動させていたのに対し、第２の電極上近傍まで移動させる途中で、キャピラリを予め定められた距離だけ上方向に移動させてから、第２の電極上近傍まで移動させる動作をする構成となっている。
このような動作を設けることにより、キャピラリが上方向へ移動する前までに形成された金属細線の中間的なループ形状につながって上方に延びる、滑走路形状の形成用領域が確保されるので、キャピラリを第２の電極上近傍まで移動させて、金属細線を第２の電極表面に押しつけ接続する際に、この滑走路形状の形成用領域が第２の電極表面にフラットに、かつ安定して接触し、フラットの部分の長さや形状そのものが均一化された、安定した滑走路形状を得ることができ、ボンディング接続に対する信頼性を向上させることができる。
【００１１】
【実施例】
次に本発明の実施例について図面を参照して説明する。
図１（ａ）〜（ｃ）は本発明の一実施例のキャピラリ経路を示す図、金属細線がインナーリードにボンディング接続される直前の状態を示す図及びボンディング接続完了後の状態を示す図であり、図２（ａ）〜（ｃ）はこの実施例のキャピラリ経路における金属細線の形状形成過程を示す図である。
この実施例が図４（ａ）〜（ｃ）及び図５（ａ）〜（ｃ）に示された従来のワイヤボンディング装置と相違する点は、従来の装置が、キャピラリ１２０を、ＩＣチップ２００の電極２１０から、リバース動作のＡ，Ｂ点を、経由して上方向のＣ点まで移動させて金属細線４００の繰出し長さを設定した後、Ｄ点を経由して折線状に一気にインナーリード３２０上近傍のＧ点まで移動させる経路を採っているのに対し、本発明では、キャピラリ１２０を、Ｃ点まで移動させて金属細線４００の繰出し長さを設定した後、Ｄ点を経由してインナーリード３２０上近傍のＧ点まで移動させる経路の途中Ｅ点で、上方向に予め定められた距離だけ（Ｆ点まで）移動させて、金属細線４００のループ形状形成領域につながって上方向に延びた滑走路形状の形成用領域を確保し、そこ（Ｆ点）からインナーリード３２０上近傍のＧ点まで移動させる経路を採る動作をするようにした点にある。
【００１２】
次に、図２（ａ）〜（ｃ）を併せて参照しながら、キャピラリ１２０の経路と金属細線４００の形状について説明する。
従来の装置と同様に、キャピラリ１２０を、Ｃ点まで移動させた後、Ｄ点を経由してインナーリード３２０方向へと移動させる。このインナーリード３２０方向への移動の途中のＥ点で、上方向に予め定められた距離だけ（Ｆ点まで、この距離が滑走路形状の長さを決定する）移動させる。
キャピラリ１２０の、Ｅ点までの移動で、金属細線４００のループ形状形成過程における中間的なループ形状が形成され、更にＦ点までの移動で、金属細線４００の中間的なループ形状領域につながって上方向に延びて、滑走路形状に類似した形状の癖がついた滑走路形状形成用領域が確保される。
【００１３】
この後、キャピラリ１２０をインナーリード３２０上近傍のＧ点まで、滑走路形状形成用領域を確保した状態で移動させ、キャピラリ１２０の先端をインナーリード３２０表面のＨ点方向に移動させて、金属細線４００をインナーリード３２０表面に押しつけることにより（図１（ｂ）参照）、金属細線４００の滑走路形状形成用領域がインナーリード３２０の表面にフラットに接触して、滑走路形状が形成されると同時に、最終的なループ形状が形成される。
ここで、キャピラリ１２０により金属細線４００をインナーリード３２０にボンディング接続し、キャピラリ１２０が一定量上昇した後、クランプ１３０を閉じて金属細線４００を挟持し上方向に移動させて金属細線４００を切断し、電極２１０・インナーリード３２０間のワイヤボンディング接続が終了する。
【００１４】
このように、この実施例では、金属細線４００に、癖のついた滑走路形状形成用領域を確保してこの滑走路形状形成用領域を、キャピラリ１２０の先端でインナーリード３２０表面に押しつけて滑走路形状を形成するようになっているので、金属細線４００がインナーリード３２０表面にフラットに接触する長さ（滑走路形状の長さ）、及び滑走路形状の形状そのものを常に均一に形成することができて、安定した滑走路形状を得ることができ、ボンディング接続に対する信頼性を向上させることができる。なお、Ｅ点からＦ点への移動量で、滑走路形状の長さ等を変えることができる。
図３（ａ），（ｂ）はこの実施例の変形例を示す図である。
【００１５】
図３（ａ）に示された変形例はクランプ１３０の動作に関するものであり、前述の図１，図２の例では、クランプ１３０を、Ｈ点においてキャピラリ１２０による金属細線４００のボンディング接続終了後に、金属細線４００を切断するために閉じるようにしているが、図３（ａ）では、キャピラリ１２０で滑走路形状形成用領域を確保した後、クランプ１３０を閉じて金属細線４００をクランプ１３０に保持させ、このクランプ１３０をキャピラリ１２０の移動に合わせて移動させるようにしている。
【００１６】
図１，図２の例では、ボンディング接続終了まで金属細線４００がフリーの状態となっているので、キャピラリ１２０の経路等によってはキャピラリ１２０の先端と金属細線４００との間の相対位置がずれる可能性も考えられる。
そこで、上記（図３（ａ））のクランプ動作をさせることにより、この相対位置ずれを防ぐことができ、より一層安定した滑走路形状形成が可能となる。
【００１７】
図３（ｂ）はキャピラリ１２０の経路そのものを変えるようにした変形例である。この変形例では、キャピラリ１２０の先端を、インナーリード３２０の金属細線ボンディング点上方を通過してＧａ点まで移動させた後、インナーリード３２０の表面（Ｈ点）まで移動させるようにしたものである（クランプ１３０の動作は図１，図２の例と同じ）。
このようなキャピラリ経路とすることにより、金属細線４００に対する最終的なループ形状及び滑走路形状等の癖づけや、キャピラリ１２０の移動に伴う相対位置ずれ防止ができ、やはり、より一層安定した滑走路形状形成が可能となる。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、キャピラリの移動経路として、金属細線の繰出し長さを設定した後、第２の電極上近傍に移動させる途中で一旦、予め定められた距離だけ上方向に移動させてから、第２の電極上近傍まで移動させるる経路を採るようにすることにより、金属細線のループ形状形成領域につながって延びる滑走路形状形成用領域が確保できてこの形成用領域で滑走路形状を形成することができるので、滑走路形状の長さ及びその形状そのものを常に均一に形成することができて安定した滑走路形状を得ることができ、ボンディング接続に対する信頼性を向上させることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を説明するためのキャピラリ経路図、金属細線のインナーリードへのボンディング接続直前状態を示す図、及びボンディング接続完了状態を示す図である。
【図２】図１に示された実施例におけるキャピラリ経路と金属細線の形状との関係を示す図である。
【図３】図１に示された実施例に対する変形例を示す図である。
【図４】従来のワイヤボンディング装置を説明するためのキャピラリ経路図、金属細線のインナーリードへのボンディング接続直前状態を示す図、及びボンディング接続完了状態を示す図である。
【図５】図４に示されたワイヤボンディング装置におけるキャピラリ経路と金属細線の形状との関係を示す図である。
【符号の説明】
１００  ワイヤボンディング装置
１１０  ステージ
１２０  キャピラリ
１３０  クランプ
２００  ＩＣチップ
２１０  電極
３００  リードフレーム
３１０  チップ搭載部
３２０  インナーリード
４００  金属細線
【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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