(57)【要約】【課題】金属細線を通す穴３が形成されるとともにステ−ジに載置されるＩＣチップのパッドと被接続部材とに前記金属細線を接合するキャピラリィを備えるワイヤボンダにおいて、汚染され難くかつ汚染されても容易に洗浄できる表面材質をもつキャピラリィを得る。【解決手段】キャピラリィ本体１表面に酸化チタン被膜２を形成し、さらに、酸化チタン被膜に紫外線を照射させ、キャピラリィの穴３の内壁および外表面に親水性をもたせる。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属細線を通す穴が形成されるとともにステ−ジに載置されるＩＣチップのパッドと被接続部材とに前記金属細線を接合するキャピラリィを備えるワイヤボンダにおいて、少なくとも前記キャピラリィの外壁および前記穴の内壁を含む先端部に酸化チタンをコ−ティングするとともに前記コ−ティング膜に紫外線を照射することを特徴とするワイヤボンダ。
【請求項２】
前記酸化チタンは、アナタ−ゼ型酸化チタンであることを特徴とする請求項１記載のワイヤボンダ。
【請求項３】
前記キャピラリィの材質は、アルミナセラミックスであることを特徴とする請求項１または請求項２記載のワイヤボンダ。
【請求項４】
前記キャピラリィの先端部に紫外線照射する紫外線照射機構を備えることを特徴とする請求項１、請求項２または請求項３記載のワイヤボンダ。
【請求項５】
前記紫外線照射するときは、前記キャピラリィが前記金属細線を接合する動作以外に行うことを特徴とする請求項４記載のワイヤボンダ。
【請求項６】
前記紫外線照射機構は、前記ステ−ジに取り付けられることを特徴とする請求項４または請求項５記載のワイヤボンダ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属細線を通す穴が形成されるとともにステ−ジに載置されるＩＣチップのパッドと被接続部材とに前記金属細線を接合するキャピラリィを備えるワイヤボンダに関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、半導体装置は、集積回路素子が形成されたチップをリ−ドフレ−ムのような被接続部材に搭載し、搭載されたチップのパッドとリ−ドフレ−ムの外部リ−ドとを金属細線で接続し、ワイヤリングが施されたチップとリ−ドフレ−ムとを金型により樹脂封止し組立られていた。
【０００３】
このワイヤボンダによる金属細線の接合は、キャピラリィに金属細線であるワイヤを挿通し、ワイヤの先端に放電によりボ−ルを成形し、接続すべき部分にキャピラリィによりボ−ルを押し付け超音波エネルギ−を伝播させ接合させていた。この接合を何回か繰り返して行う内に、キャピラリィが摩耗し使用できなくなるという寿命の問題があった。
【０００４】
このキャピラリィの摩耗による寿命を向上するために、種々の提案がなされていた。例えば、実開平４−２０２８号公報には、キャピラリィの先端部にダイヤモンドをコ−ティングすることが開示されている。また、他の例として、特開昭６３−９０８３６号公報には、キャピラリィの外表面および穴の内壁に窒化物、酸化物または炭化物セラミックスをコ−ティングすることが開示されている。いずれも、キャピラリィの耐摩耗性を改善することで寿命を長くすることを特徴としている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、キャピラリィの耐摩耗性を改善しても、接合時に発生するガスやキャピラリィへ供給するワイヤの潤滑材によるキャピラリィの汚染が避け難く、接続を繰り返して行う内に汚染物がキャピラリィから接合部に移転し、ワイヤの接続品質を劣化させるという問題がある。この問題を避けるために、ボンダからキャピラリィを外し洗浄すれば良いが、従来、キャピラリィの表面材質では容易に汚染物質が除去できないという問題がある。また、新しいキャピラリィに交換するにしても、キャピラリィが高価であるため運用コストがかかるという問題がある。
【０００６】
従って、本発明の目的は、汚染され難くかつ汚染されても容易に洗浄できる表面材質をもつキャピラリィを備えるワイヤボンダを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の特徴は、金属細線を通す穴が形成されるとともにステ−ジに載置されるＩＩＣチップのパッドと被接続部材とに前記金属細線を接合するキャピラリィを備えるワイヤボンダにおいて、少なくとも前記キャピラリィの外壁および前記穴の内壁を含む先端部に酸化チタンをコ−ティングするとともに前記コ−ティング膜に紫外線を照射するワイヤボンダである。
【０００８】
また、前記酸化チタンは、アナタ−ゼ型酸化チタンであることが望ましい。さらに、前記キャピラリィの材質は、アルミナセラミックスであることが望ましい。
【０００９】
一方、このワイヤボンダに、好ましくは前記キャピラリィの先端部に紫外線照射する紫外線照射機構を備えることである。そして、前記紫外線照射するときは、前記キャピラリィが前記金属細線を接合する動作以外に行うことが望ましい。また、前記紫外線照射機構は、前記ステ−ジに取り付けられることが望ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明について図面を参照して説明する。
【００１１】
図１は本発明の一実施の形態におけるワイヤボンダのキャピラリィを示す断面図である。このワイヤボンダにおけるキャピラリィは、図１に示すように、本体１の外表面および穴３の内壁に酸化チタン被膜２を施している。そして、この酸化チタン被膜２に紫外線を照射しキャピラリィに超親水性をもたせたことである。
【００１２】
ここで、キャプラリィの本体２は、アルミナを９６パ−セント含むアルミナセラミクスで製作することが望ましい。また、このアルミナセラミクス製キャプラリィは機械的強度および熱伝導度が優れ接合時の機械的衝撃や接合時の温度上昇を抑え耐摩耗性に優れている利点がある。さらに、製作コストが安価である。
【００１３】
一方、酸化チタン膜２は、市販のアナタ−ゼ型酸化チタン分散液をスプレ−法、ディッピング法あるいはフロ−コ−ト法などにより本体１に塗布しドライヤで乾燥して得られる。このアナタ−ゼ型チタン酸化膜２に紫外線を照射すると、酸化、還元作用が生じ、キャピラリィの接合時に発生する有機物が付着し難くなる。また、還元作用と親水性があるので、従来、洗浄に先立って行っていた水素ト−チによる汚染物の還元が必要が無くなり、単に水に浸けるだけで汚染物を除去できる。
【００１４】
図２（ａ）および（ｂ）は本発明の一実施の形態におけるワイヤボンダを説明するための斜視図および一部を抽出して示す部分断面図である。このワイヤボンダは、図２（ａ）に示すように、金線６が挿通される図１に示すキャプラリィ４を取り付ける超音波ホ−ン５と、この超音波ホ−ン５を保持し上下動するボンディングヘッドと、ボンディングヘッドをＸ方向およびＹ方向に移動させるＸ−Ｙテ−ブル７と、ＩＣチップ１６を搭載したリ−ドフレ−ム１５を載置するステ−ジ９とを備えている。
【００１５】
また、キャピラリィ４による外部リ−ド１７とＩＣチップ１６のパッドとの繰り返し接続により酸化チタン被膜の親水性は必ずしも恒久的ではなく、失われる恐れがあるので、図１のキャピラリィは表面の酸化チタン被膜２に、定期的に紫外線を照射し活性化する必要がある。
【００１６】
そこで　このワイヤボンダには、図２（ａ）に示すように、紫外線照射機構８を設けている。この紫外線照射機構８は、図２（ｂ）に示すように、紫外線を発生させる超高圧水銀ランプ１０と、発生した紫外線を反射させキャピラリィ４に向け紫外線１２を投光する凹面鏡１１とを備えている。
【００１７】
この紫外線照射機構８は、ステ−ジ９に載置されたＩＣチップ１６を搭載したリ−ドフレ−ム１５から離れた位置に配置されている。そして、一連のＩＣの金線６によるワイヤリングを終了し、キャピラリィ４が退避し、Ｘ−Ｙテ−ブル７によりキャピラリィ４を紫外線照射機構８上に位置決めし、紫外線をキャピラリィ４に照射させ、酸化チタン被膜２の活性化処理を行う。
【００１８】
また、紫外線照射機構８と隣接するステ−ジ９の位置に洗浄ユニット（図示せず）を配置すれば、キャピラリィ４を超音波ホ−ン５より取り外すことなくキャピラリィ４を洗浄することができる。
【００１９】
この洗浄ユニットは、超音波振動が印加された状態のキャピラリィ４を浸ける洗浄槽と、ドライヤを備える乾燥装置とで構成させ、キャピラリィ４を洗浄すれば良い。そして、キャピラリィ４を洗浄後に、紫外線照射機構８により紫外線を照射し酸化チタン被膜の活性化を行う。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、キャピラリィ本体表面に酸化チタン被膜を形成し、さらに、酸化チタン被膜に紫外線を照射させ、キャピラリィの穴および外表面に親水性をもたせることによって、金属細線の接合時に発生するスパッタ物の汚染を少なくし、汚染されても容易に洗浄できるので、金属細線の接合部の品質を劣化することがない良好な接続が得られるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態におけるワイヤボンダのキャピラリィを示す断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態におけるワイヤボンダを説明するための斜視図および一部を抽出して示す部分断面図である。
【符号の説明】
１　　本体
２　　酸化チタン被膜
３　　穴
４　　キャピラリィ
５　　超音波ホ−ン
６　　金線
７　　Ｘ−Ｙテ−ブル
８　　紫外線照射機構
９　　ステ−ジ
１０　　超高圧水銀ランプ
１１　　凹面鏡
１２　　紫外線
１５　　リ−ドフレ−ム
１７　　外部リ−ド
【図１】
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【図２】
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