JPH088286B2 - Ultrasonic bonding tool - Google Patents
Ultrasonic bonding toolInfo
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- JPH088286B2 JPH088286B2 JP2114508A JP11450890A JPH088286B2 JP H088286 B2 JPH088286 B2 JP H088286B2 JP 2114508 A JP2114508 A JP 2114508A JP 11450890 A JP11450890 A JP 11450890A JP H088286 B2 JPH088286 B2 JP H088286B2
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- wire
- bonding
- hole
- diameter
- bonding tool
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/071—Connecting or disconnecting
- H10W72/0711—Apparatus therefor
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
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- H10W72/0711—Apparatus therefor
- H10W72/07141—Means for applying energy, e.g. ovens or lasers
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- Wire Bonding (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、レーザ加工による半導体装置の組み立て装
置用超音波ボンディングツールに関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to an ultrasonic bonding tool for a semiconductor device assembling apparatus by laser processing.
超音波ボンディングツールは、ボンディングワイヤー
をボンディングツール穴に通してペレット上ボンディン
グ面において加圧を行った状態で超音波振動を加えなが
らボンディングするものである。従来使用していたボン
ディングツールはワイヤー通し穴を放電加工により作製
しており、ワイヤー径20μｍに対して通し穴径は40μｍ
のものを使用していた。ボンディングツールについては
特公昭60−19659号公報に記載されている。The ultrasonic bonding tool is one in which bonding wire is passed through a bonding tool hole and pressure is applied to the bonding surface on the pellet while ultrasonic vibration is applied to perform bonding. The bonding tool used in the past has wire through holes made by electrical discharge machining. The wire diameter is 20 μm, but the through hole diameter is 40 μm.
I was using one. The bonding tool is described in JP-B-60-19659.
集積回路の高密度化により20μｍ径以下のワイヤーに
よるボンディング要求が高まっている。これに対して従
来の加工法である放電加工ではボンディングツールのワ
イヤー通し穴径が27μｍ以下のものができず、ワイヤー
径に対し穴径が大きすぎるために、ワイヤーのふらつき
によりボンディング時の位置精度が悪くなり、ボンディ
ングのはずれや、ワイヤーのショートを発生する。この
ように20μｍ以下の径のワイヤーによるボンディングが
困難であった。本発明のレーザ加工によるボンディング
ツールは、この問題点を改善するものである。As the density of integrated circuits increases, the demand for bonding with wires of 20 μm or less in diameter is increasing. On the other hand, in conventional electrical discharge machining, the wire through hole diameter of the bonding tool could not be 27 μm or less, and the hole diameter was too large for the wire diameter. Deteriorates, resulting in defective bonding and wire shorts. As described above, bonding with a wire having a diameter of 20 μm or less is difficult. The laser processing bonding tool of the present invention solves this problem.
本発明のレーザ加工による超音波ボンディングツール
は、ワイヤー通し穴の穴径をワイヤーの出側において、
ワイヤー径より５〜15μｍ大きくしたものであり、さら
にそれに加えてワイヤー通し穴の内面の平均粗さ（Ra）
を５μｍ以下にすることによって、20μｍ以下の径のワ
イヤーによるボンディングを可能とし、ボンディング時
の位置精度向上を容易化することを特徴とする。Ultrasonic bonding tool by laser processing of the present invention, the hole diameter of the wire through hole at the wire exit side,
The diameter is 5 to 15 μm larger than the wire diameter, and in addition to that, the average roughness (Ra) of the inner surface of the wire through hole
Is less than 5 μm, bonding with a wire having a diameter of 20 μm or less is possible, and it is easy to improve the positional accuracy during bonding.
第１図に本発明のボンディングツールの概略を示す。
ボンディングツール１の斜側面にワイヤー２の通り穴３
を通過したボンディングワイヤー２はツールエッジの圧
着面４で圧着される。この際にワイヤー通し穴出側径５
をワイヤー２の直径より５〜15μｍ大きくするか、また
は、さらに通し穴の内面の平均粗さ（Ra）を５μｍ以下
にすることによってワイヤーの通過に対して抵抗が少な
く傷が防止され、スムーズにワイヤー通し穴を通過させ
ることができる。さらにワイヤーのふらつきをおさえ、
20μｍ以下の径のボンディングワイヤーによるボンディ
ング加工時の位置精度向上を容易化することが可能とな
り、集積回路の高密度化の要求に応じることが可能とな
る。本発明ボンディングツールの加工法は、0.7〜1.06
μｍの波長のレーザビームをアパーチャによってトリミ
ングすることにより従来不可能であった小径で内面の平
均粗さ（Ra）の低いワイヤー通し穴加工を可能とする。
本発明の加工を行う装置の概略を第２図に示す。レーザ
本体６から水平方向に発したレーザビーム７はベンディ
ングミラー８その方向を垂直に変えレンズ９を介してＸ
−Ｙ−Ｚ−θテーブル11上に設置されたボンディングツ
ール１の表面に集光照射され、ツール１が加工される。
サイドノズル10は加工の際の蒸発の促進、溶融物の除去
のためAr等のガスを加工点に吹きつけるためのものであ
る。FIG. 1 shows an outline of the bonding tool of the present invention.
On the sloped side of the bonding tool 1, through hole 3 for wire 2
The bonding wire 2 that has passed through is crimped at the crimping surface 4 at the tool edge. At this time, the diameter of the wire through hole is 5
5 to 15 μm larger than the diameter of the wire 2, or by setting the average roughness (Ra) of the inner surface of the through hole to 5 μm or less, there is little resistance to the passage of the wire and scratches are prevented, making it smooth. It can be passed through the wire through hole. In addition, to suppress the wobbling of the wire,
It is possible to easily improve the positional accuracy during the bonding process with the bonding wire having a diameter of 20 μm or less, and it is possible to meet the demand for higher density of the integrated circuit. The processing method of the bonding tool of the present invention is 0.7 to 1.06.
By trimming the laser beam with a wavelength of μm by the aperture, it is possible to process a wire through hole with a small diameter and a low average roughness (Ra) on the inner surface, which has been impossible in the past.
FIG. 2 shows an outline of an apparatus for carrying out the processing of the present invention. A laser beam 7 emitted from the laser main body 6 in the horizontal direction changes the direction of the bending mirror 8 to a vertical direction and passes through a lens 9 to X-ray.
The surface of the bonding tool 1 installed on the -Y-Z-? Table 11 is focused and irradiated, and the tool 1 is processed.
The side nozzle 10 is for spraying a gas such as Ar to a processing point in order to promote evaporation during processing and remove a molten material.
本実施例に使用したボンディングツールは超硬鋼製
（WC）である。レーザはアレキサンドライトレーザ（波
長0.755μｍ）で、パルスモード、アパーチャサイズφ2
mm、１パルス当たりのエネルギー0.15J、１秒当たりの
パルス数３発、全パルス数15発、レンズの焦点距離は30
mm、焦点位置はツールの上表面とした。この結果、ツー
ル先端の入側の穴径60μｍ、出側の穴径15μｍ、通し穴
内面の平均粗さ（Ra）３μｍの通し穴の加工を行うこと
ができた。このツールにより10μｍの径のボンディング
ワイヤーを使用して40μｍピッチのボンディングパッド
群にワイヤーボンディングを行った結果、ツールのボン
ディング面からワイヤーがはずれることなくボンディン
グが可能であった。又位置誤差の標準偏差は第３図に示
されるように2.6μｍであり、40μｍピッチのボンディ
ング（ワイヤー径10μｍ使用）の必要とする位置精度の
標準偏差3.3μｍ以下を満たしており（従来方法では4.3
μｍであった）、パッド間のショートも発生せず良好な
ボンディングが可能となった。The bonding tool used in this example is made of cemented carbide (WC). The laser is an alexandrite laser (wavelength 0.755 μm), pulse mode, aperture size φ2
mm, energy per pulse 0.15J, 3 pulses per second, 15 total pulses, lens focal length is 30
mm, the focus position was on the upper surface of the tool. As a result, it was possible to machine a through hole having a hole diameter of 60 μm on the inlet side of the tool tip, a hole diameter of 15 μm on the outlet side, and an average roughness (Ra) of the through hole inner surface of 3 μm. As a result of wire bonding to a group of bonding pads having a pitch of 40 μm by using a bonding wire having a diameter of 10 μm with this tool, it was possible to carry out bonding without the wire coming off from the bonding surface of the tool. The standard deviation of the position error is 2.6 μm as shown in FIG. 3, which satisfies the standard deviation of 3.3 μm or less of the position accuracy required for 40 μm pitch bonding (using a wire diameter of 10 μm). 4.3
It was possible to perform good bonding without causing a short circuit between pads.
本発明によれば、従来不可能であった27μｍ以下の穴
径のワイヤー通し穴をもち、かつワイヤーの挿入が容易
で、ワイヤーにキズがつきにくいボンディングツールが
得られ、20μｍ以下の径のワイヤーによるボンディング
が可能となり、集積回路の高密度化の要求に対し高精度
で応じることができる。According to the present invention, it is possible to obtain a bonding tool having a wire passage hole having a hole diameter of 27 μm or less, which is not possible conventionally, and which is easy to insert the wire and is not easily scratched, and a wire having a diameter of 20 μm or less. This makes it possible to perform bonding by means of, and it is possible to meet the demand for higher density of integrated circuits with high accuracy.
第１図は本発明のボンディングツールを示す側断面図、
第２図はレーザを利用してボンディングツールを加工す
る装置を例を示す模式図、第３図はワイヤー通り穴出側
穴径と位置誤差の標準偏差の関係を示すグラフである。 １……ボンディングツール、 ２……ボンディングワイヤー、 ３……ワイヤー通り穴、４……圧着面、 ５……ワイヤー通り穴出側径、 ６……レーザ本体、７……レーザビーム、 ８……ベンディングミラー、９……レンズ、 10……サイドノズル、 11……Ｘ−Ｙ−Ｚ−θテーブル。FIG. 1 is a side sectional view showing a bonding tool of the present invention,
FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of an apparatus for processing a bonding tool using a laser, and FIG. 3 is a graph showing the relationship between the hole diameter on the wire passing hole side and the standard deviation of the position error. 1 ... Bonding tool, 2 ... Bonding wire, 3 ... Wire through hole, 4 ... Crimping surface, 5 ... Wire through hole exit side diameter, 6 ... Laser body, 7 ... Laser beam, 8 ... Bending mirror, 9 ... Lens, 10 ... Side nozzle, 11 ... XYZ-θ table.
Claims (2)
波ボンディングツールにおいて、通り穴出側穴径はボン
ディングワイヤーの直径より５〜15μｍ大きな直径であ
ることを特徴とする超音波ボンディングツール。1. An ultrasonic bonding tool having a through hole for a bonding wire, wherein the diameter of the through hole on the exit side is 5 to 15 μm larger than the diameter of the bonding wire.
であることを特徴とする請求項１に記載の超音波ボンデ
ィングツール。2. The ultrasonic bonding tool according to claim 1, wherein the average roughness (Ra) of the inner surface of the through hole is 5 μm or less.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2114508A JPH088286B2 (en) | 1990-04-27 | 1990-04-27 | Ultrasonic bonding tool |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2114508A JPH088286B2 (en) | 1990-04-27 | 1990-04-27 | Ultrasonic bonding tool |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0410636A JPH0410636A (en) | 1992-01-14 |
| JPH088286B2 true JPH088286B2 (en) | 1996-01-29 |
Family
ID=14639516
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2114508A Expired - Lifetime JPH088286B2 (en) | 1990-04-27 | 1990-04-27 | Ultrasonic bonding tool |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH088286B2 (en) |
-
1990
- 1990-04-27 JP JP2114508A patent/JPH088286B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0410636A (en) | 1992-01-14 |
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