(57)【要約】【課題】ワイヤボンディング装置において、キャピラリの貫通孔に効果的に不活性ガスを流してワイヤの酸化を抑制し、ボンディング品質を向上させる。【解決手段】ワイヤ２１が挿通される貫通孔１７，１９のあるキャピラリ１１と、キャピラリ先端１１ｃとキャピラリ先端１１ｃから延出したワイヤ先端２３とを含むボンディングツール先端側領域６０に還元性ガスを含む不活性ガスを供給する不活性ガス供給部４０と、貫通孔１７の開口１５を含むキャピラリ１１の根本側端面１３に沿って還元性ガスを含む不活性ガスを噴出させるガス噴出ノズル３１を備える。ガス噴出ノズル３１から噴出させたガスによって貫通孔１７，１９の圧力を周囲の圧力よりも低下させ、還元性ガスを含む不活性ガスを先端側貫通孔１９から貫通孔１７に流し、キャピラリ１１の内部にあるワイヤ２１の酸化を抑制する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤが挿通される貫通孔のあるボンディングツールと、
ボンディングツール先端とボンディングツール先端から延出したワイヤの先端とを含むボンディングツール先端側領域に還元性ガスを含む不活性ガスを供給する不活性ガス供給部と、を備えるワイヤボンディング装置であって、
貫通孔の開口を含むボンディングツール根本側端面に沿って還元性ガスを含む不活性ガスを噴出させるガス噴出ノズルを備えること、
を特徴とするワイヤボンディング装置。
【請求項２】
請求項１に記載のワイヤボンディング装置であって、
ガス噴出ノズルは、
ガスの噴出方向がボンディングツール根本側端面と略平行でボンディングツールの長手方向中心線に向かう方向、又は、
ガスの噴出方向がボンディングツール根本側端面から離れる方向にボンディングツール根本側端面に対して傾斜し、ボンディングツールの長手方向中心線に向かう方向、
となるように設けられていること、
を特徴とするワイヤボンディング装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のワイヤボンディング装置であって、
ガス噴出ノズルのガス噴出口の幅は、ボンディングツール根本側端面のガス流れと直交方向の幅よりも広いこと、
を特徴とするワイヤボンディング装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載のワイヤボンディング装置であって、
ガス噴出ノズルはボンディングツール及びボンディングツールが取り付けられているボンディングアームと独立してボンディングヘッド又はＸＹテーブルに取り付けられていること、
を特徴とするワイヤボンディング装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載のワイヤボンディング装置であって、
ガス噴出ノズルに対向してボンディングヘッド又はＸＹテーブルに取り付けられ、ガス噴出ノズルから噴出した還元性ガスを含む不活性ガスを吸引するガス吸引ノズル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装置。
【請求項６】
請求項５に記載のワイヤボンディング装置であって、
ガス吸引ノズルとガス噴出ノズルとを接続するガス循環路と、
ガス循環路に設けられ、ガス吸引ノズルから還元性ガスを含む不活性ガスを吸引し、ガス噴出ノズルに循環させるガス循環用ファンと、を含むこと、
を特徴とするワイヤボンディング装置。
【請求項７】
ワイヤが挿通される貫通孔のあるボンディングツール先端から延出したワイヤの先端をボールに形成するボール形成方法であって、
ボンディングツール先端とボンディングツール先端から延出したワイヤの先端とを含むボンディングツール先端側領域を還元性ガスを含む不活性ガス雰囲気にすると共に、貫通孔の開口を含むボンディングツール根本側端面に沿って還元性ガスを含む不活性ガスを噴出させながらボンディングツール先端から延出したワイヤ先端をボールに形成すること、
を特徴とするボール形成方法。
【請求項８】
請求項７に記載のボール形成方法であって、
ボンディングツール根本側端面と略平行でボンディングツールの長手方向中心線に向かう方向、又は、
ボンディングツール根本側端面から離れる方向にボンディングツール根本側端面に対して傾斜し、ボンディングツールの長手方向中心線に向かう方向、
にむけて還元性ガスを含む不活性ガスを噴出させること、
を特徴とするボール形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤボンディング装置の構造及びワイヤ先端のボール形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体の製造工程において、半導体ダイとリードフレームとの間を金属ワイヤで接続するワイヤボンディング装置が多く用いられている。このワイヤボンディング装置においては、接続ワイヤとして金線を用いている。しかし、近年の半導体の高速化、低価格化の要求から、より高速の信号処理が可能でコストも安い銅等、金以外の金属線を接続ワイヤとして用いることが多くなってきている。
【０００３】
このような銅等の金属線はその表面が酸化しやすい。特に、ワイヤボンディングでは、ボンディングのためにワイヤ先端を放電などにより加熱して溶融させ、ワイヤをボール形状に形成するが、このボール形成の際の加熱によってワイヤ先端が酸化されてしまい、ボールとパッドとのボンディング品質が低下してしまうという問題があった。このため、ボール形成領域に不活性ガスを吹き付ける方法があるが、横方向から不活性ガスを吹き付けるとボール形成の際のワイヤと放電電極とのスパークに影響が出るという問題があった（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
そこで、キャピラリの後端からキャピラリの軸長方向に沿ってキャピラリの側面とキャピラリのワイヤ貫通孔とからボールの形成領域に不活性ガスを噴出供給し、不活性ガス雰囲気の中で放電によってボールを形成する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、キャピラリの尻部に不活性ガス供給管を設け、不活性ガスをキャピラリのワイヤ貫通孔からキャピラリ先端に延びるワイヤ先端に供給しながら電極とワイヤの間のスパークによりワイヤ先端をボールに形成する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開平８−５５８６９号公報
【特許文献２】特公昭６１−２４８２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、ワイヤボンディングに用いられる銅等の金属線は金線よりも溶融温度が高いのでボールを溶融させるためにより高温の加熱が必要となる上、熱伝導率が金線よりも大きく、さらに、大気中で熱すると酸化されやすいため、ワイヤの酸化が発生する領域がワイヤ先端部からキャピラリ内部に挿通されているワイヤに及ぶ。この部分のワイヤはリード上にボンディングされる部分であることからボールとパッドとのボンディング品質が低下すると共にワイヤとリードとの間のボンディング品質も低下してしまうという問題があった。
【０００８】
一方、ワイヤボンディングに用いられるキャピラリは、ボンディングアームに取り付けられる根本側は円筒形で、ボンディングを行う先端側は先端に向かって直径が小さくなっていくテーパ形状となっている。キャピラリにはワイヤが挿通される貫通孔が設けられており、貫通孔の直径は使用するワイヤ径によって異なるが、多く用いられる２５μｍ程度の径のワイヤの場合、貫通孔の根本側の直径は１ｍｍ程度であり、先端側の貫通孔の直径は４０から５０μｍ程度であり、貫通孔内面とワイヤ外面との隙間は１０から２０μｍである場合が多い。
【０００９】
特許文献１に記載された従来技術のように、キャピラリ後端から不活性ガスを貫通孔に向かって吹き付けて不活性ガスを貫通孔に流す場合には、キャピラリ先端の貫通孔とワイヤとの狭い隙間を通り抜ける際の圧力損失よりもキャピラリ後端側の貫通孔のガス圧力とキャピラリ先端のガスの圧力との圧力差が大きくなる必要がある。ところが、特許文献１に記載された従来技術のようにキャピラリ後端の貫通孔に向かって不活性ガスを吹き付けても、ガスはキャピラリの周囲に逃げてしまい、キャピラリ後端側の貫通孔のガス圧力を効果的に上げることができず、不活性ガスが貫通孔に効果的に流れないという問題があった。これに対してガスの圧力を上げるためにガスの流量を増加させることが考えられるが、ガスの流量を増加させるとキャピラリ先端のボール形成領域に大きなガスの流れができてしまい放電によるボール形成が不安定になってしまうため、ガスの流量をあまり増加させることは好ましくない。
【００１０】
また、ボール形成のためにワイヤを加熱した場合、貫通孔のワイヤの周囲にあるガスも一緒に加熱されて軽くなり、不活性ガスの吹き付け方向と逆方向に上昇しようとする。このため、ワイヤを加熱している際には、不活性ガスが貫通孔に流れにくくなるという問題がある。更に、不活性ガスには還元作用を持つ水素などの還元性ガスを混合する場合が多い。しかし、このような混合ガスは空気よりも比重が小さく軽いことから、上昇しようとする。このため、空気よりも軽い混合ガスを不活性ガスとして使用する場合には、更に不活性ガスが貫通孔に流れにくくなるという問題がある。このため、特許文献１に記載された従来技術では不活性ガスが貫通孔に効果的に流れないという問題は解決されておらず、キャピラリ内部に不活性ガスを満たすことができずに挿通されている部分のワイヤの加熱により該部分のワイヤが酸化して、ワイヤとリードとの間のボンディング品質が低下してしまうという問題があった。
【００１１】
一方、特許文献２に記載された従来技術では、キャピラリの尻部に設けた不活性ガス供給管から不活性ガスをキャピラリのワイヤ貫通孔に供給するようにしているので、不活性ガスはキャピラリの周囲に逃げずに貫通孔に供給され、貫通孔に不活性ガスを流すことができる。しかし、特許文献２に記載された従来技術は、多くのボンディング装置に用いられているようにキャピラリの先端を超音波加振してボンディングする場合には、キャピラリに接続されたガス供給管等によってキャピラリ先端に所望の超音波振動を与えることが困難で、超音波加振を用いるボンディング装置には適用することができないという問題がある。
【００１２】
本発明は、キャピラリの貫通孔に効果的に不活性ガスを流してワイヤの酸化を抑制し、ボンディング品質を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明のワイヤボンディング装置は、ワイヤが挿通される貫通孔のあるボンディングツールと、ボンディングツール先端とボンディングツール先端から延出したワイヤの先端とを含むボンディングツール先端側領域に還元性ガスを含む不活性ガスを供給する不活性ガス供給部と、を備えるワイヤボンディング装置であって、貫通孔の開口を含むボンディングツール根本側端面に沿って還元性ガスを含む不活性ガスを噴出させるガス噴出ノズルを備えること、を特徴とする。
【００１４】
本発明のワイヤボンディング装置において、ガス噴出ノズルは、ガスの噴出方向がボンディングツール根本側端面と略平行でボンディングツールの長手方向中心線に向かう方向、又は、ガスの噴出方向がボンディングツール根本側端面から離れる方向にボンディングツール根本側端面に対して傾斜し、ボンディングツールの長手方向中心線に向かう方向、となるように設けられていること、としても好適であるし、ガス噴出ノズルのガス噴出口の幅は、ボンディングツール根本側端面のガス流れと直交方向の幅よりも広いこと、としても好適であるし、ガス噴出ノズルはボンディングツール及びボンディングツールが取り付けられているボンディングアームと独立してボンディングヘッド又はＸＹテーブルに取り付けられていること、としても好適である。
【００１５】
本発明のワイヤボンディング装置において、ガス噴出ノズルに対向してボンディングヘッド又はＸＹテーブルに取り付けられ、ガス噴出ノズルから噴出した還元性ガスを含む不活性ガスを吸引するガス吸引ノズルが設けられていること、としても好適であるし、ガス吸引ノズルとガス噴出ノズルとを接続するガス循環路と、ガス循環路に設けられ、ガス吸引ノズルから還元性ガスを含む不活性ガスを吸引し、ガス噴出ノズルに循環させるガス循環用ファンと、を含むこと、としても好適である。
【００１６】
本発明のボール形成方法は、ワイヤが挿通される貫通孔のあるボンディングツール先端から延出したワイヤの先端をボールに形成するボール形成方法であって、ボンディングツール先端とボンディングツール先端から延出したワイヤの先端とを含むボンディングツール先端側領域を還元性ガスを含む不活性ガス雰囲気にすると共に、貫通孔の開口を含むボンディングツール根本側端面に沿って還元性ガスを含む不活性ガスを噴出させながらボンディングツール先端から延出したワイヤ先端をボールに形成すること、を特徴とする。
【００１７】
本発明のボール形成方法において、ボンディングツール根本側端面と略平行でボンディングツールの長手方向中心線に向かう方向、又は、ボンディングツール根本側端面から離れる方向にボンディングツール根本側端面に対して傾斜し、ボンディングツールの長手方向中心線に向かう方向、にむけて還元性ガスを含む不活性ガスを噴出させること、としても好適である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、キャピラリの貫通孔に効果的に不活性ガスを流してワイヤの酸化を抑制し、ボンディング品質を向上させることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。図1に示すように、本発明の実施形態のワイヤボンディング装置１０は、ボンディングアーム２７と、ボンディングアーム２７に取付けられたボンディングツールであるキャピラリ１１と、キャピラリ先端１１ｃとキャピラリ先端１１ｃから延出したワイヤ先端２３とを含むボンディングツール先端側領域６０に還元性ガスを含む不活性ガスを供給する不活性ガス供給部４０と、ワイヤ先端２３との間のスパークによりワイヤ先端２３を加熱してボール２４を形成する放電電極２５と、キャピラリ１１の貫通孔１７の開口１５を含む根本側端面１３に沿って還元性ガスを含む不活性ガスを噴出させるガス噴出ノズル３１と、を備えている。
【００２０】
ボンディングアーム２７はボンディングヘッドに取付けられ、ボンディングヘッドのＺ方向モータによってＺ方向に駆動される。ボンディングヘッドはＸＹテーブルによってＸＹ方向に駆動されるように構成されている。なお、図１に示すように、キャピラリ１１の長手軸方向がＺ軸方向で、キャピラリ１１の長手軸と垂直面にあり、キャピラリ１１の中心からボンディングヘッドに向かう方向がＹ方向でキャピラリ１１の長手軸と垂直面にあってＹ方向と直角方向がＸ方向である。また、ボンディングアーム２７にはキャピラリ１１が取付けられている先端と反対側の後端に、キャピラリ１１を超音波加振するための超音波振動子が取付けられている。
【００２１】
図１、図２に示すように、ボンディングアーム２７に取付けられているキャピラリ１１の根本側１１ａは円筒形で、先端側１１ｂはボンディングを行うキャピラリ先端１１ｃに向かって直径が小さくなっていくテーパ形状となっている。キャピラリ１１に設けられた貫通孔１７も根本側１１ａの部分は円筒状の孔であり、先端側１１ｂはキャピラリ先端１１ｃに向かって内径が小さくなっていくテーパ孔となっている。また、キャピラリ先端１１ｃの先端側貫通孔１９は円筒形の孔となっている。ワイヤ２１が挿通する貫通孔１７，先端側貫通孔１９の直径はワイヤボンディングに使用するワイヤ２１の直径によって異なってくるが、例えば、２５μｍ程度の直径のワイヤ２１を用いる場合、根本側１１ａの貫通孔１７の直径は１ｍｍ程度であり、先端側貫通孔１９の直径は４０から５０μｍ程度である。この場合、先端側貫通孔１９の内面とワイヤ２１の外面との隙間は１０から２０μｍとなる。キャピラリ１１はセラミックスやルビー等の硬質材料で構成され、キャピラリ先端１１ｃによってワイヤ２１を半導体チップあるいはリードフレームの電極に押し付けてワイヤ２１を各電極に接合する機能を備えている。
【００２２】
キャピラリ１１の根本側端面１３は、ボンディングアーム２７の上端面と一致する高さに揃えてあり、根本側端面１３はキャピラリ１１の長手方向中心軸に対して垂直なＸＹ方向の面となっている。また、キャピラリ１１の根本側端面１３は貫通孔１７の開口１５を含む平面である。
【００２３】
ワイヤ２１はキャピラリ先端１１ｃによって半導体チップあるいはリードフレームの電極にボンディングされて各電極を接続する金属細線で、本実施形態では銅を主成分とするものである。
【００２４】
図１、図２に示すように、不活性ガス供給部４０は、キャピラリ先端１１ｃとキャピラリ先端１１ｃから延出したワイヤ先端２３とを含むボンディングツール先端側領域６０をキャピラリ１１の中心に向かって３方から囲むコの字形のカバー４１を備えている。カバー４１は取付けアーム４９によってワイヤボンディング装置１０の図示しないフレームなどに固定されている。
【００２５】
カバー４１は図示しないガス供給装置から還元性ガスを含む不活性ガスが供給されるガス供給口４３と、ガス供給口４３に接続し、カバー内部に設けられたガス通路４５と、ガス通路４５に接続された複数のガス噴出孔４７とを備えている。ガス通路４５とガス噴出孔４７はコの字形のカバー４１の各面に設けられ、各ガス噴出孔４７はキャピラリ１１の中心に向かって還元性ガスを含む不活性ガスを噴出する。噴出したガスはカバー４１によって囲まれたボンディングツール先端側領域６０を還元性ガスを含む不活性ガス雰囲気に保つ。そして、ワイヤ先端２３は還元性ガスを含む不活性ガス雰囲気に保たれているボンディングツール先端側領域６０の中で放電電極２５とのスパークによって加熱されるように構成されている。
【００２６】
図１、図２に示すように、ガス噴出ノズル３１は、ガス噴出口３３の位置がキャピラリ１１の貫通孔１７の開口１５を含むキャピラリ１１の根本側端面１３と略同様のＺ方向位置で、キャピラリ１１の根本側端面１３と略平行となるようにボンディングヘッドに取り付けられている。ガス噴出ノズル３１は、図示しないガス供給装置から後端３５に供給される還元性ガスを含む不活性ガスをガス噴出口３３からキャピラリ１１の長手方向中心線に向かって根本側端面１３と略平行に噴出させることができる。ガス噴出口３３の開口幅Ｗはキャピラリ１１の根本側端面１３及び貫通孔１７の開口１５の全面に沿ってガスを噴出することができるよう、キャピラリ１１の根本側端面１３のガス流れと直角方向の幅となる外径Ｄよりも大きい寸法となっている。
【００２７】
図３に示すように、ガス噴出ノズル３１は、根本側端面１３に沿って還元性ガスを含む不活性ガスを流すことができるよう、先端が扁平形状となっている。
【００２８】
ガス噴出ノズル３１は、ボンディングヘッドのＺ方向駆動機構に取付けられているので、ボンディングアーム２７、キャピラリ１１と共にＸＹＺ方向に移動する。また、ガス噴出ノズル３１はボンディングアーム２７及びキャピラリ１１とは独立してボンディングヘッドのＺ方向駆動機構に取付けられており、ボンディングアーム２７及びキャピラリ１１とは接触しないよう構成されている。このように、ガス噴出ノズル３１がボンディングアーム２７及びキャピラリ１１は接触しないよう独立して取付けられるよう構成されているので、ボンディングアーム２７の後端に取付けられた超音波振動子によってキャピラリ１１を超音波加振する際にガス噴出ノズル３１が超音波加振に影響を及ぼすことがなくなるので、キャピラリ１１に所望の超音波加振を与えることができる。なお、ガス噴出ノズル３１はボンディングアーム２７及びキャピラリ１１と接触しないよう独立して取付けられるよう構成されていれば、ボンディングヘッドではなくＸＹテーブルのスライダ側に取付けられるように構成してもよい。ＸＹテーブルのスライダ側に取付けられた場合には、ガス噴出ノズル３１はボンディングアーム２７、キャピラリ１１共にＸＹ方向に移動する。
【００２９】
図１から図３に示した本実施形態では、ガス噴出ノズル３１はボンディングアーム２７と同様のＹ方向に取付けられることとしているが、ガス噴出ノズル３１は、ガスの噴出方向がキャピラリ１１の根本側端面１３と略平行で、キャピラリ１１の長手方向中心線に向かう方向であって、ボンディングアーム２７及びキャピラリ１１と接触しないよう独立して取付けられるよう構成されていれば、ボンディングアーム２７と同様のＹ方向ではなく、例えば、ボンディングアーム２７の横方向にガス噴出ノズル３１を配置して、ガスをＸ方向に噴出すように構成してもよい。
【００３０】
以上説明した本実施形態のワイヤボンディング装置１０によってワイヤ先端２３にボール２４を形成する動作について説明する。ボンディングアーム２７を含むボンディングヘッドの取付けられたＸＹテーブルによってキャピラリ１１をＸＹ方向に移動させると共にボンディングヘッドのＺ方向モータによってボンディングアーム２７をＺ方向に移動させ、キャピラリ先端１１ｃとキャピラリ先端１１ｃから延出したワイヤ先端２３とを含むボンディングツール先端側領域６０が不活性ガス供給部４０のカバー４１によって３方を囲まれるようにキャピラリ先端１１ｃの位置決めを行う。そして、図示しないガス供給装置から還元性ガスを含む不活性ガスをガス供給口４３に供給し、各ガス噴出孔４７からガスを噴出させ、ボンディングツール先端側領域６０を還元性ガスを含む不活性ガス雰囲気に保持する。
【００３１】
不活性ガスとしては、窒素あるいはアルゴンガスなどを用いることができる。また、還元性ガスとしては水素を用いることができる。また、図示しないガス供給装置はこれらのガスを混合させる混合器を備えるように構成しても良い。
【００３２】
一方、ガス噴出ノズル３１の後端３５にも図示しないガス供給装置から還元性ガスを含む不活性ガスを供給し、ガス噴出口３３からガスを噴出させる。ガス噴出ノズル３１のガス噴出口３３から噴出したガスは、キャピラリ１１の根本側端面１３の表面に沿ってキャピラリ１１の長手方向中心線の方向に流れてから、貫通孔１７の開口１５の上を開口面に沿って流れ、再びキャピラリ１１の根本側端面１３の表面に沿ってキャピラリ１１の長手方向中心線から離れる方向に流れていく。すると、ガスの噴流の通過によって貫通孔１７の開口１５の部分の圧力が周囲の圧力よりも低下し、貫通孔１７の内部にある気体がキャピラリ１１の開口１５から外側に向かって吸い出される。ガス噴出ノズル３１のガス噴出口３３の開口幅Ｗは根本側端面１３の外径Ｄよりも大きいので、ガス噴出ノズル３１から噴出したガスは、キャピラリ１１の根本側端面１３及び貫通孔１７の開口１５の全面を覆うように流れ、ガスの流れによって貫通孔１７の開口１５は全面で圧力が低下し、貫通孔１７の内部の圧力を全体的に低下させることができる。
【００３３】
貫通孔１７内部の圧力が低下してくるとそれにつながっている先端側貫通孔１９内部の圧力も低下し、先端側貫通孔１９とワイヤ２１との隙間からボンディングツール先端側領域６０を覆っている還元性ガスを含む不活性ガスが貫通孔１７に流れてくる。還元性ガスとして水素を用い、不活性ガスとして窒素を用いる場合には、混合ガスの比重は空気の比重よりも軽いため、混合ガスは周囲の空気との比重差によってもキャピラリ１１の先端側から根本側に流れようとするので、貫通孔１７，１９内部の圧力低下量が少ない状態でも比較的容易に先端側貫通孔１９から貫通孔１７に流れることができる。そして、ガス噴出ノズル３１からのガスの噴出を続けると先端側貫通孔１９から貫通孔１７に入り込んだ還元性ガスを含む不活性ガスは開口１５から吸い出され、ガス噴出ノズル３１から噴出したガスと共にキャピラリ１１の長手方向中心線から離れる方向に向かって流れていく。このように、ガス噴出ノズル３１からガスをキャピラリ１１の根本側端面１３及び貫通孔１７の開口１５に沿って流すことによって、ボンディングツール先端側領域６０を覆っている還元性ガスを含む不活性ガスがキャピラリ１１の貫通孔１７，１９に流れ、キャピラリ１１の貫通孔１７，１９に挿通されている部分のワイヤ２１の表面を還元性ガスを含む不活性ガス雰囲気にして、酸化を抑制することができる。
【００３４】
そして、放電電極２５に通電し、還元性ガスを含む不活性ガスに覆われているボンディングツール先端側領域６０にあるワイヤ先端２３との間にスパークを起こし、ワイヤ先端２３を加熱する。ワイヤ先端２３は溶融温度まで温度が上昇すると、溶融してボール２４に形成される。この際、ワイヤ先端２３の加熱によってキャピラリ１１の貫通孔１７，１９に挿通されている部分のワイヤ２１も加熱されるが、キャピラリ１１内部の貫通孔１７，１９には還元性ガスを含む不活性ガスが流れていることからワイヤ２１の表面の酸化が抑制される。また、ワイヤの加熱によって周囲の還元性ガスを含む不活性ガスの温度も上昇するので、還元性ガスを含む不活性ガスは先端側貫通孔１９から貫通孔１７に向かって更に流れやすくなることから、ワイヤ先端２３を加熱した際も効果的に貫通孔１７，１９に還元性ガスを含む不活性ガスを流してワイヤ２１の表面の酸化を抑制することができる。
【００３５】
特に、キャピラリ１１の先端側１１ｂの内部にあってリードに２次ボンディングされるワイヤ２１の２次ボンディング範囲２２表面の酸化を効果的に抑制することができることから、ボール２４の酸化の抑制による１次ボンディングのボンディング品質を向上させることができると同時に２次ボンディングのボンディング品質も向上させることができるという効果を奏する。また、ガス噴出ノズル３１から還元性ガスを含む不活性ガスを噴出させていることによって、キャピラリ１１の根本側端面１３から外部に露出しているワイヤ２１の表面の酸化も同時に抑制することができるという効果を奏する。
【００３６】
以上述べたように本実施形態のワイヤボンディング装置１０は、キャピラリ１１の貫通孔１７，１９に効果的に還元性ガスを含む不活性ガスを流してワイヤ２１の酸化を抑制し、ボンディング品質を向上させることができるという効果を奏する。
【００３７】
以下、図４を参照しながら本発明の他の実施形態のワイヤボンディング装置１１０について説明する。図１から図３を参照して説明した実施形態と同様の部分については同様の符号を付して説明は省略する。
【００３８】
ワイヤボンディング装置１１０では、ガス噴出ノズル３１がキャピラリ１１の根本側端面１３に対して角度θを持つように傾けて取付けられている。このように貫通孔１７の開口１５を含む根本側端面１３から離れる方向にガス噴出ノズル３１を取付けることによって、貫通孔１７の開口１５からの吸引力を上げることができ、より効果的に、還元性ガスを含む不活性ガスを先端側貫通孔１９から貫通孔１７に向かって流すことができるという効果を奏する。ガス噴出ノズル３１の根本側端面１３との角度は、例えば、４５度以下とすることができる。
【００３９】
以下、本発明の別の他の実施形態のワイヤボンディング装置１２０について、図５を参照しながら説明する。図１から図３を参照して説明した実施形態と同様の部分については同様の符号を付して説明は省略する。
【００４０】
ワイヤボンディング装置１２０では、ガス噴出ノズル３１に対向して、ガス噴出ノズル３１から噴出した還元性ガスを含む不活性ガスを吸引開口５３から吸引するガス吸引ノズル５１が設けられている。そして、ガス吸引ノズル５１にはガス循環路である吸引ガス配管５５が接続され、ガス吸引配管はフィルタ５６を通してガス循環ファン５９に接続されている。ガス循環ファン５９の出口とガス噴出ノズル３１とはガス循環路であるガス出口管５７によって接続されている。ガス吸引ノズル５１の吸引開口５３はガス噴出ノズル３１のガス噴出口３３よりも大きく、ガス噴出口３３から噴出、拡散したガスを吸引することができる大きさとなっている。
【００４１】
本実施形態のワイヤボンディング装置１２０では、ガス噴出ノズル３１から噴出した還元性ガスを含む不活性ガスはキャピラリ１１の根本側端面１３の表面から開口１５の表面に沿って流れた後、吸引開口５３に達する。吸引開口５３に達したガスはガス循環ファン５９によってガス吸引ノズル５１に吸い込まれる。ガス吸引ノズル５１に吸い込まれたガスはフィルタ５６によって異物を除去された後、ガス循環ファンに吸い込まれて圧縮され、ガス出口管５７からガス噴出ノズル３１に循環し、再びガス噴出ノズル３１から噴出する。ガス吸引ノズル５１はガス噴出ノズル３１から噴出した全量のガスを取り込むことができない場合には、循環できなかった量のガスは図示しないガス供給装置からガス噴出ノズル３１の後端３５に供給される。
【００４２】
本実施形態は、先に図１から図３を参照して説明した実施形態と同様の効果を奏すると共に、還元性ガスを含む不活性ガスを循環使用することができるため、ガスの消費量を低減することができるという効果を奏する。また、本実施形態はガス噴出ノズル３１から噴出させたガスと共に周囲の異物が飛んだ場合でも、ガス吸引ノズル５１によってガスと共に吸引した異物をフィルタ５６によって除去することができるので、ワイヤボンディング装置の他の部分に異物が付着してボンディング品質を低下させることを抑制するとこができるという効果を奏する。
【００４３】
本実施形態では、ガス循環ファン５９によってガス吸引ノズル５１からガスを吸引、循環させるとして説明したが、ガスを循環させず、別途設置した真空装置などによってガスを吸引し、排気するように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施形態のワイヤボンディング装置の構成を示す立面図である。
【図２】本発明の実施形態のワイヤボンディング装置の構成を示す平面図である。
【図３】本発明の実施形態のワイヤボンディング装置の構成を示す斜視図である。
【図４】本発明の他の実施形態のワイヤボンディング装置の構成を示す立面図である。
【図５】本発明の他の実施形態のワイヤボンディング装置の構成を示す立面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０，１１０，１２０  ワイヤボンディング装置、１１  キャピラリ、１１ａ  根本側、１１ｂ  先端側、１１ｃ  キャピラリ先端、１３  根本側端面、１５  開口、１７  貫通孔、１９  先端側貫通孔、２１  ワイヤ、２２  ２次ボンディング範囲、２３  ワイヤ先端、２４  ボール、２５  放電電極、２７  ボンディングアーム、３１  ガス噴出ノズル、３３  ガス噴出口、３５  後端、４０  不活性ガス供給部、４１  カバー、４３  ガス供給口、４５  ガス通路、４７  ガス噴出孔、４９  取付けアーム、５１  ガス吸引ノズル、５３  吸引開口、５５  吸引ガス配管、５６  フィルタ、５７  ガス出口管、５９  ガス循環ファン、６０  ボンディングツール先端側領域、Ｄ  外径、Ｗ  開口幅、θ  角度。
【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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