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JP4840117B2 - ワイヤボンディング方法 - Google Patents
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Description

本発明は、ボールボンディング法により、被接合部材に対してワイヤを接合するワイヤボンディング方法に関する。
従来より、この種の一般的なワイヤボンディング方法は、振動を行う振動子に取り付けられたボールボンディング用のキャピラリの内部にAuやCuなどよりなるワイヤを挿入し、キャピラリの先端部から導出されたワイヤの部分を、被接合部材に押し当てた状態で、キャピラリを振動させることにより、ワイヤを被接合部材に接合するようにしたものである(たとえば、特許文献1参照)。
特開2003−7756号公報
しかしながら、このようなワイヤボンディング方法では、ワイヤを被接合部材に押し当てキャピラリを振動させるときに、被接合部材の表面が擦れてキャピラリに付着することがある。
具体的には、被接合部材の表面は、配線基板、IC素子、及びリードフレーム等の電極であり、これらの電極材料がキャピラリの先端部に多量に付着した場合、その付着した汚れの厚さの分、キャピラリ形状が見かけ上、変形することになる。すると、この変形したキャピラリによって、ワイヤボンディング性が低下する。
このような場合、従来では、振動子からキャピラリを取り外し、王水(硝酸1:塩酸3)または、逆王水(硝酸3:塩酸1)などの薬品を用い、付着したAu、Ag、Cuなどの汚れを除去している。
しかしながら、このような薬品による汚れ除去を実施するためには、キャピラリの取り外しが必要であるため、当該キャピラリの取り外しや、キャピラリの交換の手間がかかる。そして、汚れ付着量の多い被接合部材の場合には、キャピラリの交換に関わるコストおよび工数が増大する。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、ボールボンディング用のキャピラリにより被接合部材に対してワイヤを接合するワイヤボンディング方法において、キャピラリを交換することなく、キャピラリに付着した汚れを除去できるようにすることを目的とする。
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、キャピラリ(100)の先端部を、当該先端部をクリーニングするためのクリーニング部材(30、41、50)に押し当てた状態で、キャピラリ(100)を振動させることにより、キャピラリ(100)の先端部に付着した汚れを擦り落とすクリーニング工程を備え
被接合部材(20)は基板(10)の一面上に配置されたものであり、基板(10)にはワイヤ(40)が接合されない配線(50)が設けられており、クリーニング工程では、配線(50)に対してワイヤ(40)によるボールボンディングを行ってクリーニング部材としてのボール(41)を形成するとともに、このボール(41)にキャピラリ(100)の先端部を押し当てて前記汚れを擦り落とすための振動を行うようにすることを特徴とする。
それによれば、キャピラリ(100)の先端部を、クリーニング部材(41)に押し当てた状態で振動させることにより、キャピラリ(100)の先端部に付着した汚れを擦り落とすため、キャピラリ(100)を交換することなく、キャピラリ(100)に付着した汚れを除去することができる。
また、請求項2に記載の発明のように、キャピラリ(100)の先端部を、当該先端部をクリーニングするためのクリーニング部材(30、41、50)に押し当てた状態で、キャピラリ(100)を振動させることにより、キャピラリ(100)の先端部に付着した汚れを擦り落とすクリーニング工程を備え、
被接合部材(20)が基板(10)の一面上に配置されたものであり、且つ同じ基板(10)にはワイヤ(40)が接合されない配線(50)が設けられており、クリーニング工程では、配線(50)をクリーニング部材として兼用し、配線(50)に対してワイヤ(40)による1次ボンディングおよび2次ボンディングを行うとともに、当該2次ボンディングにおいて配線(50)にキャピラリ(100)の先端部を押し当てて前記汚れを擦り落とすための振動を行うようにしてもよい。
これら請求項1および請求項2の方法によれば、既存部材をクリーニング工程に利用できる。そのため、クリーニング部材を特別に準備する手間が省けるなど、工程の複雑化を極力抑制できるなどのメリットが期待できる。
また、ここまでの手段においては、請求項4に記載の発明のように、クリーニング工程におけるキャピラリ(100)の振動パワーを、ワイヤ(40)を被接合部材(20、30)に接合する工程におけるキャピラリ(100)の振動パワーよりも大きなものとすることが、好ましい。
また、請求項3に記載の発明のように、クリーニング部材(41、50)としては、金または銅よりなるものであることが好ましい。
なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係る電子装置S1の概略断面図である。
この電子装置S1において、基板10は、セラミック基板、プリント基板、リードフレーム、ヒートシンクなどであり、この基板10の一面には、被接合部材としてのICチップ20が搭載されている。そして、ICチップ20は、図示しないダイボンド材などにより基板10に接合されている。
このICチップ20は、シリコン半導体などにトランジスタ素子などによりIC回路を形成してなる一般的なものである。また、ICチップ20の近傍には、被接合部材としてのAuやCuなどよりなる導体部材30が設けられている。
この導体部材30は、たとえば基板10とは別体のリードフレームなどよりなる。なお、図1では、基板10と導体部材30とは別体のものとして表されているが、基板10と導体部材30とは一体のものでもよい。たとえば、導体部材30は、基板10の一面上に設けられたパッドなどであってもよい。
そして、ICチップ20と導体部材30とは、ボンディングワイヤ40により結線されており、このワイヤ40を介して互いに電気的に接続されている。このボンディングワイヤ40は、ボールボンディング法を用いたワイヤボンディングにより形成されたものであり、たとえばAuやCuなどよりなる。
また、図1に示されるように、基板10の一面には、ボンディングワイヤ40が接合されない配線50すなわちワイヤボンディングが行われない配線50が設けられている。この配線50は、検査を行ったり大電流を流したりするための配線50であり、その表面がAuメッキやCuメッキなどよりなる。
次に、本実施形態の電子装置S1におけるボンディングワイヤ40の形成方法すなわちワイヤボンディング方法について、図2を参照して述べる。図2は、本実施形態に係るワイヤボンディング方法におけるワイヤ40を被接合部材20、30に接合する工程(ワイヤ接合工程)を示す工程図である。
本実施形態では、ICチップ20のアルミニウムなどよりなるパッド21を1次ボンディング側、導体部材30を2次ボンディング側として、これら両接合部材20、30がボールボンディング法によりワイヤボンドされている。
なお、本実施形態におけるワイヤボンディング装置は、一般的なボールボンディングを行うことのできるボールボンディング装置であり、超音波により振動する振動子に対して図2に示されるキャピラリ100を取り付けたものである。そして、キャピラリ100は、その内孔にワイヤ40を挿入して当該ワイヤ40を保持するとともに、先端部にワイヤ40を繰り出すものである。
まず、図2(a)に示されるように、当該ボールボンディング装置におけるキャピラリ100の内部に挿入されたワイヤ40において、キャピラリ100の先端部から導出された部分の先端に、放電加工によって球形状をなすボール(イニシャルボール)41を形成する。
次に、このボール41をICチップ20のパッド21に押し当てて、図2(b)中の矢印Yに示されるように、超音波振動を加えながら接合し、1次ボンディングを行う。その後、ワイヤ40を、キャピラリ100の先端部から繰り出して導体部材30まで引き回す(図2(c)参照)。
次に、導体部材30まで引き回されたワイヤ40を、キャピラリ100の先端部にて当該導体部材30に押しつけて、図2(d)中の矢印Yに示されるように、超音波振動を加えながら接合し、2次ボンディングを行う。
そして、図2(e)の矢印に示す順に、キャピラリ100を上方へ移動させ、2次ボンディング側である導体部材30からワイヤ40を切り離す。こうして、本ワイヤボンディング方法におけるワイヤ接合工程が完了する。
なお、このワイヤ40を切り離したとき、キャピラリ100の先端部からは、ワイヤ40が突出してテール42として残るが、このテール42に再び上記同様に放電加工を行い、上記ボール41を形成する。こうして、ボールボンディングの1サイクルが完了し、次のサイクルを行う。
ここで、このようなワイヤボンディング方法においては、ワイヤ40をICチップ20のパッド21や導体部材30に押し当てキャピラリ100を振動させるときに、これら被接合部材20、30の表面が擦れ、被接合部材20、30から削り取られた部分が汚れとしてキャピラリ100に付着する。
そこで、本実施形態のワイヤボンディング方法では、キャピラリ100の先端部に付着した汚れを擦り落とすクリーニング工程を備えている。このクリーニング工程は、上記図2において、(e)に示されるワイヤ40の切り離しと(a)に示されるボール41の形成との間に行う。
すなわち、本実施形態のクリーニング工程は、ワイヤ接合工程の前後に行うものであるが、本クリーニング工程は、キャピラリ100の汚れ度合に応じて行えばよく、上記ワイヤ接合工程の1サイクル、つまり上記図2に示されるボールボンディングの1サイクル毎に行ってもよいし、複数サイクル毎に行ってもよい。
ここで、図3は、本実施形態におけるクリーニング工程の第1の方法を示す工程図であり、図4は、本実施形態におけるクリーニング工程のもう一つの方法としての第2の方法を示す工程図である。
上述したように、本実施形態の電子装置S1においては、基板10は、その一面に被接合部材としてのICチップ20を配置するとともに、ボンディングワイヤ40が接合されない配線50を備えたものである。
そして、これら図3に示される第1の方法および図4に示される第2の方法は、いずれも、この配線50を利用してクリーニング工程を行うものである。つまり、本実施形態のワイヤボンディング方法では、クリーニング工程としては、上記第1の方法および第2の方法のいずれか一方を適宜選択して採用すればよい。
まず、図3に示される第1の方法について述べる。具体的には、ボンディングワイヤ40による被接合部材20、30の接合を行った後に、第1の方法を行う。このとき、まず、上記図2(a)と同様にして、キャピラリ100の先端部から導出されたワイヤ40の部分の先端に、ボール41を形成し、これを配線50の上までキャピラリ100を移動させる。
そして、図3(a)に示されるように、このボール41を配線50に押し当てて、図中の矢印Y方向に超音波振動を加えながら接合する。また、このとき、振動パワーは、ワイヤ接合工程における振動パワーよりも大きいものとする。たとえば、このクリーニング工程における振動パワーは、ワイヤ接合工程における振動パワーの2倍以上とする。振動パワーの調整は、ボンディング装置において振動の振幅などを調整することにより、行うことができる。
それにより、配線50に対してワイヤ40によるボールボンディングを行うことで、当該配線50の上には、クリーニング部材としてのボール41が形成される。また、このボール41にキャピラリ100の先端部を押し当てて振動させることにより、キャピラリ100の先端部に付着した汚れKが擦り落とされる。
その後は、キャピラリ100を上方へ移動させ、図3(b)に示されるように、ボール41からワイヤ40を切り離すと、キャピラリ100の先端部に付着していた汚れKは、キャピラリ100から除去され、クリーニング部材としてのボール41の表面に残る。こうして、第1の方法としてのクリーニング工程が完了する。
なお、その後は、キャピラリ100の先端部に残るワイヤ40のテール42に対して、上記同様に放電加工によってボール41を形成し、再びワイヤ接合工程(上記図2参照)を行う。また、この第1の方法では、配線50の上に汚れKが付着したボール41が残るが、検査や大電流用の配線であるため、実質的な影響はない。
次に、図4に示される第2の方法について述べる。ボンディングワイヤ40による被接合部材20、30の接合を行った後、第2の方法を行う。ここで、上記第1の方法では、配線50の上に形成したボール41をクリーニング部材として用いたが、第2の方法では、配線50そのものをクリーニング部材として兼用する。
この第2の方法においても、まず、上記図2(a)と同様に、キャピラリ100の先端部から導出されたワイヤ40の部分の先端に、ボール41を形成し、配線50の上までキャピラリ100を移動させる。
次に、第2の方法では、図4(a)に示されるように、ボール41を配線50に押し当てて、図中の矢印Y方向に超音波振動を加えながら接合し、1次ボンディングを行い、その後、ワイヤ40を、配線50上の2次ボンディング部まで引き回す。
そして、この配線50上の2次ボンディング部に対してキャピラリ100の先端部を押し当て、超音波振動を加えながら接合し、2次ボンディングを行う。このときの振動パワーも、ワイヤ接合工程における振動パワーよりも大きい(たとえば2倍以上)ものとする。それにより、キャピラリ100の先端部に付着した汚れKが擦り落とされる。
その後、図4(b)に示されるように、キャピラリ100を上方へ移動させ、配線50からワイヤ40を切り離すと、汚れKはキャピラリ100から除去され、クリーニング部材としての配線50の表面に残る。
こうして、第2の方法としてのクリーニング工程が完了する。このように、第2の方法では、クリーニング部材としての配線50に対して、ボールボンディング法によってワイヤ40による1次ボンディングおよび2次ボンディングを行うとともに、当該2次ボンディングにおいて汚れKを擦り落とすための振動を行っている。
なお、この第2の方法としてのクリーニング工程の後は、上記第1の方法と同様に、キャピラリ100の先端部に残るワイヤ40のテール42に対してボール41を形成し、再びワイヤ接合工程(上記図2参照)を行う。また、この第2の方法では、配線50の上に汚れKおよびボンディングワイヤ40が残るが、検査や大電流用の配線であるため、実質的な影響はない。
このように、本実施形態のワイヤボンディング方法は、ボールボンディング法によるワイヤ接合工程(上記図2参照)に加えて、キャピラリ100の先端部をクリーニング部材41、50に押し当てた状態で、キャピラリ100を振動させることにより、キャピラリ100の先端部に付着した汚れKを擦り落とすというクリーニング工程を備えるものとなっている。
それによれば、キャピラリ100の先端部を、クリーニング部材41、50に押し当てた状態で振動させることにより、キャピラリ100の先端部に付着した汚れKを擦り落とすため、従来のように、キャピラリ100を交換して薬品で洗浄するといった手間が不要となる。
そのため、本実施形態によれば、ボンディング工程を中断することなく、キャピラリ100に付着した汚れを除去することができる。また、キャピラリ100の交換回数も大幅に低減することができ、交換用キャピラリの本数も低減できるため、コストの面からも有利である。
また、本実施形態のクリーニング工程は、上記第1の方法および第2の方法として示したように、通常のボールボンディング工程における動作を利用してクリーニングを行えるものであり、ボンディング工程を中断することがない。
また、本実施形態のクリーニング工程では、もともと存在する基板10上の配線50を利用してクリーニングを行うことができるため、クリーニング部材を特別に準備する手間が省けるというメリットも期待できる。
次に、上記したように、本実施形態のクリーニング部材は、AuメッキやCuメッキなどよりなる配線50や、AuワイヤやCuワイヤなどにより形成されたボール41であるが、本発明者の検討によれば、クリーニング部材の材質としては、このようなAuやCuなどであることが望ましい。
図5は、本実施形態のクリーニング工程を模式的に示した図であり、ワイヤ40などは省略してある。図5(a)に示されるように、汚れKは、キャピラリ100の先端部のうちワイヤ接合工程における被接合部材20、30との接触部位に付着する。
この先端部は、一般的なボールボンディング用のキャピラリと同じくキャピラリ100の中心から周囲に向かうにしたがって、R面となっている。そして、キャピラリ100の先端部においては、たとえば径寸法Tが135μmのキャピラリ100の場合少なくとも中心100aから50μm以上の範囲にて、汚れKを除去する必要がある。
この寸法範囲は、キャピラリ100の外形寸法及びワイヤ接合時にキャピラリ100が被接合部材20、30に接触する範囲によって異なるが、おおむねキャピラリ100の中心部の75%の領域に相当する。
この領域の汚れを除去するためには、図5(b)に示されるように、キャピラリ100の先端部をクリーニング部材41、50に押し当てて擦るときに、キャピラリ100が、ある程度クリーニング部材41、50に沈み込む必要がある。また、擦り付けの後では、図5(c)に示されるように、クリーニング部材41、50側に汚れKが付着することも必要である。
つまり、クリーニング部材41、50の材質としては、キャピラリ100が多少沈み込む程度に軟らかく、且つ、この種のボールボンディングにおいて発生する汚れが付着しやすいものであることが必要条件となる。
本発明者は、種々の材質について実験検討を行い、その結果として、クリーニング部材41、50としては、ブリネル硬度(B.H.N)が26〜46程度のもの、具体的には、上述したようなAuメッキ、Cuメッキ、またはAuやCuのボールなどよりなるものが好ましいことを確認した。ちなみに、クリーニング部材が硬すぎると、キャピラリ100の先端部の一部しか接触せず、汚れ全体を除去できない。
また、上記したように、クリーニング工程におけるキャピラリ100の振動パワーを、ワイヤ接合工程におけるキャピラリ100の振動パワーよりも大きなもの、好ましくは2倍以上としているが、これについても、本発明者の行った実験検討の結果、わかったものである。
図6は、本発明者が行ったクリーニング工程の条件について行った実験検討の一例を示す図表である。ここでは、クリーニング部材としては、AuめっきやCuめっきよりなるものを用い、振動パワー(超音波パワー)と荷重とを変えたときのクリーニングの効果を調査した。
振動パワーおよび荷重はワイヤ接合工程における通常の接合条件を1とし、振動パワーについては、通常の接合条件の1倍、1.5倍、2倍、2.5倍、3倍と変えていき、荷重については、通常の接合条件の0.5倍、1倍、2倍と変えていった。そして、クリーニングの効果は、キャピラリ100の先端部の汚れがすべて除去できた場合を「○」とし、当該汚れが残っている場合は「×」とした。
この図6に示される結果によれば、荷重によらず、クリーニング工程におけるキャピラリ100の振動パワーを、通常のワイヤ接合工程におけるキャピラリ100の振動パワーの2倍以上とすれば、クリーニングの効果があることがわかる。
(第2実施形態)
図7(a)は、本発明の第2実施形態に係る電子装置S2の概略断面図であり、図7(b)は(a)中の丸で囲んだA部の拡大図である。
この電子装置S2において、基板10およびICチップ20は上記図1のものと同様である。また、導体部材30は、基板10の一面上に設けられたAuめっきやCuめっきよりなるパッド30であり、このパッド30とICチップ20とは、ボンディングワイヤ40により結線され電気的に接続されている。
本実施形態も、上記実施形態と同様に、ICチップ20を1次ボンディング側、パッド30を2次ボンディング側として、これら両接合部材20、30がボールボンディング法によりワイヤボンドされている。
ここで、本実施形態では、図7(b)に示されるように、2次ボンディング側となるパッド30にはバンプ60が形成されている。そして、本実施形態におけるワイヤ40によるICチップ20とパッド30との接合工程は、2次ボンディングにおいて、ボンディングワイヤ40をバンプ60に対して接合すること以外は、上記図2に示される工程と同様である。
本実施形態においては、ワイヤ40を被接合部材に接合する工程は、基板10のパッド30を被接合部材30とし、ボールボンディング法によって当該パッド30にバンプ60を形成する工程、すなわちバンプ形成工程である。
図8は、この本実施形態のバンプ形成工程を説明する工程図である。本工程では、図8(a)、(b)に示されるように、パッド30に対して、上記図2と同様にして、1次ボンディングおよび2次ボンディングを行うことにより、パッド30に接合されたワイヤ40としてのバンプ60を形成する。
このとき、本実施形態では、クリーニング工程を、バンプ形成工程における2次ボンディングを行うときに同時に行う。被接合部材としてのパッド30上にボールボンディング法によりバンプ60を形成する場合、実質的に1次ボンディング部分がバンプ60として構成され、2次ボンディング部分はバンプ60における接合品質に寄与しない。
そこで、本クリーニング工程では、パッド30のうちバンプ60形成時の2次ボンディングが行われる部位をクリーニング部材とする。そして、この部位にキャピラリ100の先端部を押し当てて、図8(a)中の矢印Yに示されるように、キャピラリ100を振動させる。
つまり、本実施形態のクリーニング工程は、バンプ形成工程における2次ボンディングの振動を利用して行うものである。このときの振動パワーは、一般的なボールボンディングによるバンプ形成における2次ボンディングのパワーよりも大きいものとする。それにより、図8(b)に示されるように、キャピラリ100の汚れKは、パッド30に擦り付けられてキャピラリ100から取り除かれる。
また、この汚れKの除去と同時に、2次ボンディングが終了し、バンプ60が形成される。その後は、上記ICチップ20と当該パッド30上のバンプ60との間で、ワイヤボンディングを行い、これらの間をワイヤ40により結線する。
このように、本実施形態によっても、キャピラリ100の先端部を、クリーニング部材としてのパッド30に押し当てた状態で振動させることにより、キャピラリ100の先端部に付着した汚れKを擦り落とすため、キャピラリ100を交換することなく、キャピラリ100に付着した汚れを除去することができる。
また、本実施形態においても、上記実施形態と同様に、キャピラリ100の交換回数の低減による効果が発揮される。また、本実施形態では、この種のボールボンディングによるバンプの形成工程における動作を利用してクリーニングを行うことから、上記実施形態と同様に、ボンディング工程を中断しないという効果が発揮される。
また、本実施形態のクリーニング工程では、もともと存在するパッド30の2次ボンディング部位を利用してクリーニングを行うことができるため、上記実施形態と同様に、クリーニング部材を特別に準備する手間が省けるというメリットが期待できる。さらに、本実施形態では、ボンディングの打点数は、従来の方法と変わらないため、コストアップにはならない。
(他の実施形態)
なお、上記実施形態では、上記配線50(図1参照)や上記パッド30(上記図7、図8参照)など、電子装置における既存の部材を利用して、クリーニング工程を行ったが、別途、クリーニング部材を用意してもよい。たとえば、Auめっきされたプレートなどを別途用意してもよい。
本発明の第1実施形態に係る電子装置の概略断面図である。 上記第1実施形態に係るワイヤボンディング方法におけるワイヤ接合工程を示す工程図である。 上記第1実施形態におけるクリーニング工程の第1の方法を示す工程図である。 上記第1実施形態におけるクリーニング工程の第2の方法を示す工程図である。 上記第1実施形態のクリーニング工程を模式的に示した図である。 クリーニング工程の条件について本発明者が行った実験結果の一例を示す図表である。 a)は、本発明の第2実施形態に係る電子装置の概略断面図であり、(b)は(a)中のA部拡大図である。 上記第2実施形態のバンプ形成工程を説明する工程図である。
符号の説明
10…基板、20…被接合部材としてのICチップ、
30…被接合部材としての導体部材(パッド)、40…ボンディングワイヤ、
41…ボール、50…配線、60…バンプ、100…キャピラリ。

Claims (4)

  1. ボールボンディング用のキャピラリ(100)の内部にワイヤ(40)を挿入し、
    前記キャピラリ(100)の先端部から導出された前記ワイヤ(40)を、被接合部材(20、30)に押し当てた状態で、前記キャピラリ(100)を振動させることにより、前記ワイヤ(40)を前記被接合部材(20、30)に接合するようにしたワイヤボンディング方法において、
    前記キャピラリ(100)の先端部を、当該先端部をクリーニングするためのクリーニング部材(41)に押し当てた状態で、前記キャピラリ(100)を振動させることにより、前記キャピラリ(100)の先端部に付着した汚れを擦り落とすクリーニング工程を備え、
    前記被接合部材(20)は基板(10)の一面上に配置されたものであり、前記基板(10)には前記ワイヤ(40)が接合されない配線(50)が設けられており、
    前記クリーニング工程では、前記配線(50)に対して前記ワイヤ(40)によるボールボンディングを行って前記クリーニング部材としてのボール(41)を形成するとともに、このボール(41)に前記キャピラリ(100)の先端部を押し当てて前記汚れを擦り落とすための振動を行うようにすることを特徴とするワイヤボンディング方法。
  2. ボールボンディング用のキャピラリ(100)の内部にワイヤ(40)を挿入し、
    前記キャピラリ(100)の先端部から導出された前記ワイヤ(40)を、被接合部材(20、30)に押し当てた状態で、前記キャピラリ(100)を振動させることにより、前記ワイヤ(40)を前記被接合部材(20、30)に接合するようにしたワイヤボンディング方法において、
    前記キャピラリ(100)の先端部を、当該先端部をクリーニングするためのクリーニング部材(50)に押し当てた状態で、前記キャピラリ(100)を振動させることにより、前記キャピラリ(100)の先端部に付着した汚れを擦り落とすクリーニング工程を備え、
    前記被接合部材(20)は基板(10)の一面上に配置されたものであり、前記基板(10)には前記ワイヤ(40)が接合されない配線(50)が設けられており、
    前記クリーニング工程では、前記配線(50)を前記クリーニング部材として兼用し、前記配線(50)に対して前記ワイヤ(40)による1次ボンディングおよび2次ボンディングを行うとともに、当該2次ボンディングにおいて前記配線(50)に前記キャピラリ(100)の先端部を押し当てて前記汚れを擦り落とすための振動を行うことを特徴とするワイヤボンディング方法。
  3. 前記クリーニング部材(41、50)は金または銅よりなるものであることを特徴とする請求項1または2に記載のワイヤボンディング方法。
  4. 前記クリーニング工程における前記キャピラリ(100)の振動パワーを、前記ワイヤ(40)を前記被接合部材(20、30)に接合する工程における前記キャピラリ(100)の振動パワーよりも大きなものとすることを特徴とする請求項1または2に記載のワイヤボンディング方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP4528805A1 (en) * 2023-09-22 2025-03-26 Murata Manufacturing Co., Ltd. Electronic component and method for cleaning bonding tool

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012099556A (ja) * 2010-10-29 2012-05-24 Asahi Kasei Electronics Co Ltd 半導体装置の製造方法
JP6477053B2 (ja) * 2015-03-10 2019-03-06 富士ゼロックス株式会社 ワイヤーボンディング方法及び基板装置の製造方法
EP3747044A4 (en) * 2018-01-30 2022-02-16 Kulicke and Soffa Industries, Inc. CLEANING SYSTEMS FOR WIRE BONDING TOOLS, WIRE BONDING MACHINES WITH SUCH SYSTEMS AND RELATED PROCEDURES

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08264584A (ja) * 1995-03-22 1996-10-11 Nec Kansai Ltd ボンディングツールのクリーニング装置
JP2000232125A (ja) * 1999-02-12 2000-08-22 Fujitsu Ten Ltd ワイヤボンデイング装置
JP3887993B2 (ja) * 1999-05-12 2007-02-28 株式会社デンソー Icチップと回路基板との接続方法
JP3463043B2 (ja) * 2001-01-24 2003-11-05 Necセミコンダクターズ九州株式会社 ワイヤボンディング装置のキャピラリを洗浄する洗浄方法及び洗浄装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4528805A1 (en) * 2023-09-22 2025-03-26 Murata Manufacturing Co., Ltd. Electronic component and method for cleaning bonding tool

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