專利名稱：引線接合裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用銅線、鋁線等的引線接合(wire bonding)裝置，具體地說，涉及能 夠在銅線的前端形成穩(wěn)定的球的引線接合裝置。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體的組裝工序中，使用金線的引線接合為主流技術(shù)，但是使用與金線相比 材料成本較低的銅線的引線接合也開始流行起來。但是，在使用銅線的引線接合中，在利用 火花放電形成球時(shí)，銅和氧元素反應(yīng)形成氧化銅的銅球。氧化銅比銅硬度大，因此在銅球和 IC芯片的襯墊的接合處存在對(duì)襯墊下部造成損傷的情況。另外，氧化后的銅球會(huì)發(fā)生變色 和偏心，從而造成引線接合品質(zhì)降低。這里，利用火花放電而在引線的前端形成的球叫做燒 球(Free Air Ball) “以下記為 FAB”。為了消除上述的不良影響，需要在FAB的形成過程中防止氧元素的混入。因此，主 要是在氮?dú)狻⒌獨(dú)夂蜌錃獾幕旌蠚怏w、氬氣等惰性氣體的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行FAB的形成。圖11和 圖12是表示以往的引線接合裝置中毛細(xì)管和火花桿(spark rod)以及它們周邊的立體圖。在圖11所述的引線接合裝置中，毛細(xì)管3的前端和火花桿5之間的空間的左右位 置上配置有噴氣嘴81、83，為了防止FAB形成工序中混入氧氣，在由噴氣嘴81、83向上述空 間供應(yīng)惰性氣體的同時(shí)，在惰性氣體氛圍中，在從毛細(xì)管3抽出的銅線的前端通過火花桿5 進(jìn)行火花放電而形成FAB。另外，圖12是表示專利文獻(xiàn)1公開的其它的引線接合裝置中毛細(xì)管和火花桿以及 它們周邊的立體圖，其中公開了一種使用氣體密閉管在惰性氣體氛圍中形成球的引線接合
直ο如圖12所示，專利文獻(xiàn)1公開的以往的其它引線接合裝置具有從前端3a抽出銅 線74的毛細(xì)管3 ；具有毛細(xì)管3的前端3a能夠穿過的上部對(duì)齊孔(in line orifice) 86以 及下部對(duì)齊孔87的氣體密閉管85 ；以及配置于氣體密閉管85的內(nèi)部，并向從毛細(xì)管3的 前端3a抽出的銅線74的前端74a進(jìn)行火花放電的火花桿5。在氣體密閉管85的內(nèi)部流通 惰性氣體并形成惰性氣體氛圍，從火花桿5的前端5a向銅線74的前端74a火花放電來形 成 FAB。這樣，在圖12所示的以往的引線接合裝置中，在FAB形成工序中為了防止混入氧 元素，在氣體密閉管中流通惰性氣體的同時(shí)，將毛細(xì)管3的前端從上述對(duì)齊孔86插入氣體 密閉管85內(nèi)，從火花桿5的前端5a向從毛細(xì)管3抽出的銅線74的前端74a火花放電來在 惰性氣體氛圍中形成FAB。專利文獻(xiàn)1 :US623437
發(fā)明內(nèi)容
在圖11所示的左右配置有噴氣嘴的結(jié)構(gòu)中，為了保持均勻的惰性氣體氛圍，需要 將左右噴氣嘴的噴氣口設(shè)定在最佳位置來保持左右噴氣嘴的位置平衡。但是，由于各個(gè)噴氣嘴獨(dú)立構(gòu)成，因此無法容易地進(jìn)行噴氣口的位置調(diào)整，有可能會(huì)使左右噴氣嘴的噴氣口 的位置平衡變差。左右噴氣嘴的噴氣口的位置平衡不良，則會(huì)發(fā)生氣體的紊流，致使惰性氣 體氛圍內(nèi)的氣體濃度無法恒定。另外，因?yàn)榫砣胫車目諝?，所以存在所形成的球易于氧?的問題。另外，在圖11所示的結(jié)構(gòu)中，來自左右噴氣嘴的惰性氣體向空間噴出而散亂，所以 存在很難進(jìn)行用于保持一定濃度的惰性氣體氛圍的氣體流量的調(diào)整的問題。另外，在圖12所示的氣體密閉管的結(jié)構(gòu)中，因?yàn)闊o法在保持惰性氣體的流速的同 時(shí)，改變與規(guī)定放電電流的大小的火花功率對(duì)應(yīng)的惰性氣體氛圍的空間的大小，所以存在 火花功率小的細(xì)銅線與需要較大的火花功率的粗銅線共用困難的問題。因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種引線接合裝置，在惰性氣體氛圍中形成FAB 時(shí)，該引線接合裝置能夠抑制FAB的氧化并實(shí)現(xiàn)FAB的穩(wěn)定化，并且通過位置調(diào)整機(jī)構(gòu)能夠 容易地設(shè)定毛細(xì)管和火花桿的放電間隙大小和惰性氣體氛圍的空間的大小，由此能夠應(yīng)對(duì) 從細(xì)銅線到粗銅線的FAB形成。為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明的引線接合裝置包括毛細(xì)管，該毛細(xì)管的前端適于抽 出引線；一對(duì)排氣管，該對(duì)排氣管的開口部隔著所述毛細(xì)管的所述前端對(duì)置，各個(gè)所述開口 部具有所述毛細(xì)管的前端能夠穿過的切口部，所述一對(duì)排氣管用于向所述切口部排出惰性 氣體；火花桿，該火花桿定位成能夠在所述排氣管內(nèi)對(duì)從所述毛細(xì)管抽出的引線進(jìn)行火花 放電而形成球；以及位置調(diào)整單元，該位置調(diào)整單元用于改變所述一對(duì)排氣管的各個(gè)開口 部之間的距離。另外，本發(fā)明的引線接合裝置的所述一對(duì)排氣管包括第一排氣管，該第一排氣管 內(nèi)置有火花桿，用于對(duì)所述第一排氣管的開口部的弧形的切口部進(jìn)行惰性氣體的排出以及 利用所述火花桿對(duì)所述引線進(jìn)行火花放電；第二排氣管，該第二排氣管用于對(duì)與所述第一 排氣管的開口部對(duì)置的所述第二排氣管的開口部的弧形的切口部進(jìn)行惰性氣體的排出，在 所述一對(duì)排氣管的各個(gè)開口部之間形成惰性氣體氛圍的空間。另外，根據(jù)本發(fā)明的引線接合裝置，所述第一排氣管的開口部和所述第二排氣管 的開口部之間具有間隙。另外，本發(fā)明的引線接合裝置的所述第二排氣管能夠代替對(duì)所述第二排氣管的開 口部的弧形的切口部進(jìn)行惰性氣體的排出而抽吸所述第二排氣管的開口部的弧形的切口 部的惰性氣體。另外，本發(fā)明的引線接合裝置的所述位置調(diào)整單元通過使所述一對(duì)排氣管中的一 個(gè)排氣管滑動(dòng)，而改變各個(gè)所述開口部之間的距離，使所述一對(duì)排氣管的開口部之間的空 間的大小可變，從而使通過惰性氣體形成的惰性氣體氛圍的空間的大小可變，另外，本發(fā)明的引線接合裝置的所述位置調(diào)整單元通過使所述一對(duì)排氣管中的定 位有所述火花桿的排氣管滑動(dòng)，使所述毛細(xì)管前端的引線和所述火花桿的放電距離可變。另外，本發(fā)明的引線接合裝置的所述位置調(diào)整單元按照使所述一對(duì)排氣管的各個(gè) 開口部之間的距離為規(guī)定值的方式自動(dòng)控制所述一對(duì)排氣管中的一個(gè)排氣管的位置。根據(jù)本發(fā)明，通過利用所述位置調(diào)整單元連接一對(duì)排氣管，能夠調(diào)整第一排氣管 的開口部和第二排氣管的開口部的間隙，與以往的左右獨(dú)立配置噴氣嘴的方式相比，能夠 限定地形成所需要的惰性氣體氛圍的空間。這樣，利用同一排氣管能夠使從細(xì)線到粗線的 球形成成為可能。例如，在細(xì)銅線的情況下，因?yàn)榛鸹ǚ烹姇r(shí)的放電電流值變小，因此也可以限定惰性氣體氛圍的空間。因此，在一對(duì)排氣管的各個(gè)開口部之間的間隙小的狀態(tài)下，能 夠降低流量。另外，另一方面，在粗銅線的球形成過程中，需要大的放電電流值，電弧放電也增 大，因此與細(xì)線相比需要增大氣體流量。以往，在粗銅線的情況下，需要加快氣體流速來增 大氣體流量，因此因氣體氣流而使得火花放電變得不穩(wěn)定。本發(fā)明的引線接合裝置代替加 快氣體流速而根據(jù)銅線的粗細(xì)，增大一對(duì)排氣管的各個(gè)開口部之間的間隙大小，由此能夠 保持氣體速度而只增大惰性氣體氛圍的空間。因此，能夠不受銅線的粗細(xì)影響而維持穩(wěn)定 的火花放電狀態(tài)。另外，根據(jù)本發(fā)明，能夠限定地形成所需要的惰性氣體氛圍的空間，因此能夠降低 氣體流量，所以能夠減少使用的惰性氣體的量。另外，根據(jù)本發(fā)明，在一對(duì)排氣管的開口部之間設(shè)置左右間隙，由此氣體氣流不會(huì) 紊亂，所以能夠在穩(wěn)定的惰性氣體氛圍中形成球。另外，根據(jù)本發(fā)明，設(shè)置位置調(diào)整機(jī)構(gòu)，由此根據(jù)毛細(xì)管的外形的大小能夠改變間 隙大小，所以能夠適應(yīng)各種各樣外形大小的毛細(xì)管。另外，根據(jù)本發(fā)明，在利用第二排氣管抽吸來自第一排氣管的惰性氣體的情況下， 通過位置調(diào)整機(jī)構(gòu)，能夠使第一排氣管的開口部和第二排氣管的開口部緊貼。這樣，來自一 對(duì)排氣管的開口部之間的左右間隙的空氣的流入減小，能夠高效地回收惰性氣體。另外，根據(jù)本發(fā)明，由于以一對(duì)排氣管來形成，因此不需要如以往那樣將左右噴氣 嘴設(shè)定在最佳位置來保持左右噴氣嘴的位置平衡，所以作業(yè)效率得以提高。另外，根據(jù)本發(fā)明，由于通過位置調(diào)整單元能使一對(duì)排氣管中的一個(gè)排氣管移動(dòng)， 通過在能夠移動(dòng)的排氣管內(nèi)內(nèi)置火花桿，從而容易進(jìn)行毛細(xì)管和火花桿的放電間隙調(diào)整。另外，根據(jù)本發(fā)明，通過位置調(diào)整單元，能夠按照使一對(duì)排氣管的各個(gè)開口部之間 的距離為規(guī)定值的方式自動(dòng)控制一對(duì)排氣管中的一個(gè)排氣管的位置，因此能夠根據(jù)引線的 尺寸、FAB的大小等條件，短時(shí)間進(jìn)行開口部之間的距離的設(shè)定，所以作業(yè)效率得以提高。


圖1是表示引線接合裝置的構(gòu)成的結(jié)構(gòu)圖；圖2是表示引線接合裝置的毛細(xì)管、接線板和內(nèi)置有火花桿的氣體排出裝置的位 置關(guān)系的說明圖；圖3是表示氣體排出裝置的構(gòu)成的立體圖，(a)是主要表示左側(cè)面的立體圖，(b) 是主要表示右側(cè)面的立體圖；圖4的(a)是一對(duì)排氣管的第一排氣管的俯視圖，圖4的(b)是一對(duì)排氣管的第 一排氣管的主視圖；圖5的(a)是一對(duì)排氣管的第二排氣管的俯視圖，圖5的(b)是一對(duì)排氣管的第 二排氣管的主視圖；圖6的(a)是表示通過位置調(diào)整單元將一對(duì)排氣管的開口部的距離加長的例子的 一對(duì)排氣管的剖視圖，圖6的(b)是表示通過位置調(diào)整單元將一對(duì)排氣管的開口部的距離 縮短的例子的一對(duì)排氣管的剖視圖；圖7是說明利用位置調(diào)整單元能夠改變一對(duì)排氣管的開口部的距離的圖8是說明利用第二排氣管來抽吸惰性氣體的圖9是具有控制一對(duì)排氣管的第二排氣管的位置的機(jī)構(gòu)的氣體排出裝置的俯視
圖10是表示用于調(diào)整一對(duì)排氣管的開口部之間的距離的步驟的流程圖； 圖11是表示以往的引線接合裝置中的左右噴氣嘴、毛細(xì)管以及火花桿的位置關(guān) 系的立體圖；圖12是表示以往的其它引線接合裝置中氣體密閉管、毛細(xì)管以及火花桿的位置 關(guān)系的立體圖。附圖標(biāo)記說明1引線接合裝置2超聲波喇叭(接合臂)3a毛細(xì)管前端4接線板5火花桿(放電電極)5a火花桿的前端6接合頭7位置檢測(cè)傳感器10氣體排出裝置11一對(duì)排氣管12第一排氣管13開口部13a切口部14排氣 口15氣體導(dǎo)入孔16滑動(dòng)用槽20第二排氣管21開口部21a切口部22排氣 口23排氣流入口24氣體導(dǎo)入孔25滑動(dòng)用槽26接線夾29連接板29a長孔29b突起部30螺栓31供氣管33間隙(狹縫)
35排氣管保持部
35a供氣件
36火花桿連接端子
37主體安裝件
38L形件
50電機(jī)
51LM引導(dǎo)件
51aLM導(dǎo)軌
51bLM塊
52固定件
53螺旋軸
55連接棒
56LM引導(dǎo)件
56aLM導(dǎo)軌
56bLM塊
60XY工作臺(tái)
61加熱部
62驅(qū)動(dòng)裝置
63控制裝置
65超聲波振蕩器
66球形成裝置
67鍵盤
70半導(dǎo)體芯片(IC芯片)
72引線框
74引線(銅線)
74a銅線的前端
75燒球(FAB)
81,83噴氣嘴
85氣體密閉管
86上部對(duì)齊孔
87下部對(duì)齊孔
具體實(shí)施例方式下面，參照附圖來說明用于實(shí)施本發(fā)明的引線接合裝置的最佳實(shí)施方式。而且，本 發(fā)明的引線接合裝置在惰性氣體氛圍中形成FAB時(shí)能夠抑制FAB的氧化并實(shí)現(xiàn)FAB的穩(wěn)定 化，并且通過位置調(diào)整機(jī)構(gòu)能夠容易地設(shè)定毛細(xì)管和火花桿的放電間隙大小和惰性氣體氛 圍的空間的大小，能夠形成從細(xì)銅線到粗銅線的FAB。(裝置構(gòu)成的概要)首先，參照?qǐng)D1和圖2說明引線接合裝置的構(gòu)成。圖1是表示引線接合裝置的構(gòu)成的結(jié)構(gòu)圖，圖2是表示引線接合裝置的毛細(xì)管、接線板和內(nèi)置有火花桿(放電電極)的氣 體排出裝置的位置關(guān)系的說明圖。如圖1所示，引線接合裝置1包括超聲波喇叭形成的接合臂2，作為接合工具的 毛細(xì)管3安裝于所述接合臂2的前端；接合頭6，該接合頭6具有線性電機(jī)(未圖示)，該線 性電機(jī)作為將接合臂2向上下方向(即Z方向)驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)單元；作為XY定位單元的XY 工作臺(tái)60，該XY工作臺(tái)60搭載由接合臂2和接合頭6構(gòu)成的引線接合單元并在X方向以 及Y方向進(jìn)行二維相對(duì)移動(dòng)并定位；加熱部61，該加熱部61搭載半導(dǎo)體芯片70，通過毛細(xì) 管3、接合臂2以及接合頭6進(jìn)行接合作業(yè)，并在架臺(tái)上具有加熱片；控制裝置63，該控制裝 置63具有進(jìn)行引線接合裝置1整體的控制的微機(jī)；以及驅(qū)動(dòng)裝置62，該驅(qū)動(dòng)裝置62根據(jù) 來自控制裝置63的指令信號(hào)來向接合頭6以及XY工作臺(tái)60發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)。鍵盤67與控 制裝置63的微機(jī)連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)的輸入、執(zhí)行指令等?？刂蒲b置63的微機(jī)的存儲(chǔ)裝置中存 儲(chǔ)有程序，引線接合等的動(dòng)作是通過執(zhí)行程序來進(jìn)行的。而且，安裝有半導(dǎo)體芯片70的引 線框72，搭載在加熱部61的加熱片上，通過加熱部61的加熱器而被加熱。(主要裝置的功能等)將接合臂2沿Z方向上下驅(qū)動(dòng)的接合頭6具備檢測(cè)接合臂2的位置的位置檢測(cè)傳 感器7，該位置檢測(cè)傳感器7可以將在接合臂2的前端安裝的毛細(xì)管3距離接合臂2的預(yù)定 的原點(diǎn)位置的距離向控制裝置63輸出。另外，接合頭6的線性電機(jī)除了通過控制裝置63 將接合臂2向上下驅(qū)動(dòng)之外，還在接合時(shí)控制在毛細(xì)管3上施加的負(fù)荷的大小和負(fù)荷的施 加時(shí)間。另外，該引線接合裝置1具有超聲波振蕩器65，該超聲波振蕩器65向組裝于超聲 波喇叭2的振子施加電壓，使位于超聲波喇叭2的前端的毛細(xì)管3發(fā)生振動(dòng)，從而能夠通過 接收來自控制裝置63的控制信號(hào)來向毛細(xì)管3施加超聲波振動(dòng)。另外，毛細(xì)管3的前端的球的形成是通過控制球形成裝置66進(jìn)行的。球形成裝置 66接收來自控制裝置63的控制信號(hào)，在從毛細(xì)管3送出的引線的前端和內(nèi)置于氣體排出裝 置10的排氣管11中的火花桿之間施加高電壓，由此產(chǎn)生火花放電，利用該放電能量來熔化 引線的前端部，在穿過毛細(xì)管3內(nèi)部的引線的前端形成球。圖1所示的引線接合裝置1為加熱引線框并通過引線將半導(dǎo)體芯片70上的襯墊 和引線框等的引腳連接的裝置。襯墊或者引腳的引線的連接，通過向作為接合工具的毛細(xì) 管3施加超聲波振動(dòng)以及負(fù)荷來進(jìn)行。而且，位于XY工作臺(tái)60所搭載的接合頭6的接合臂2的前端的毛細(xì)管3，構(gòu)成為 能夠利用XY工作臺(tái)60在XY軸上以及利用接合頭6在Z軸方向上移動(dòng)位置，并且可以構(gòu)成 為將接合頭6固定于殼體，將搭載有被接合部件的加熱部61搭載于XY工作臺(tái)上，接合頭6 只在Z軸方向上下移動(dòng)，將被接合部件搭載于XY工作臺(tái)上，使被接合部件相對(duì)于毛細(xì)管3 進(jìn)行XY軸上的二維相對(duì)移動(dòng)。如圖2所示，接線板4隨接合臂2(圖1所示)一起上下運(yùn)動(dòng)，通過開閉機(jī)構(gòu)(未 圖示)來夾持或者釋放引線74，通過控制裝置63來控制。引線74穿過接線板4的開閉機(jī) 構(gòu)的夾持面，穿過設(shè)置于毛細(xì)管3的孔，從毛細(xì)管3的前端抽出。另外，在毛細(xì)管3的下側(cè) 設(shè)置有氣體排出裝置10，該氣體排出裝置10在由惰性氣體形成的防止氧化用氣體氛圍中 形成FAB。氣體排出裝置10中內(nèi)置有火花桿5，能夠通過火花放電在從毛細(xì)管3的前端抽出的引線74的前端形成FAB。而且，圖1和圖2所示的引線接合裝置的構(gòu)成表示一般的構(gòu)成，本發(fā)明并不限于 此。(氣體排出裝置的概要)接著，使用圖3至圖7來說明氣體排出裝置。氣體排出裝置用于在由惰性氣體形 成的防止氧化用氣體氛圍中形成FAB時(shí)，抑制FAB的氧化并實(shí)現(xiàn)FAB的穩(wěn)定化。而且，由于 是由惰性氣體形成的防止氧化用氣體氛圍，所以以下將由惰性氣體形成的防止氧化用氣體 氛圍記載為惰性氣體氛圍。圖3是表示氣體排出裝置的構(gòu)成的立體圖，(a)是主要表示左側(cè)面的立體圖，(b) 是主要表示右側(cè)面的立體圖。圖4的(a)是一對(duì)排氣管的第一排氣管的俯視圖，圖4的(b) 是一對(duì)排氣管的第一排氣管的主視圖。圖5的(a)是一對(duì)排氣管的第二排氣管的俯視圖， 圖5的(b) —對(duì)排氣管的第二排氣管的主視圖。如圖3的(a)和(b)所示，氣體排出裝置10包括一對(duì)排氣管11、作為位置調(diào)整單 元的連接板29以及用于安裝到接合頭的主體安裝件37等。而且，氣體排出裝置10的主要 部分是一對(duì)排氣管以及位置調(diào)整單元。(第一排氣管的結(jié)構(gòu))首先，針對(duì)氣體排出裝置10的一對(duì)排氣管11進(jìn)行說明。如圖3的(a)以及(b) 所示，一對(duì)排氣管11包括第一排氣管12和第二排氣管20。首先描述第一排氣管。如圖3和圖4所示，第一排氣管12具有方形的外形。如圖4的(a)所示，第一排 氣管12內(nèi)部設(shè)置有用于導(dǎo)入惰性氣體的中空的氣體導(dǎo)入孔15，在氣體導(dǎo)入孔15內(nèi)內(nèi)置有 向從毛細(xì)管3(表示于圖2)抽出的引線火花放電來形成球的火花桿5。另外，第一排氣管1 前端具有開口部13，開口部13具有用于防止與毛細(xì)管3的前端接觸的弧形的切口部13a。 另外，如圖4的(b)所示，氣體導(dǎo)入孔15的氣體排出口 14位于開口部13的中心附近。如 圖4的(a)所示，第一排氣管12配置為內(nèi)置于氣體導(dǎo)入孔15的火花桿5的前端5a略微 從切口部13a的面突出。另外，第一排氣管12的后端被固定于如圖3的(a)、(b)所示的排氣管保持部35， 具有用于流入從排氣管保持部35供應(yīng)的惰性氣體的氣體流入口(未圖示)。流向排氣管保 持部35的惰性氣體如箭頭所示由外部供給。第一排氣管12的內(nèi)部形成為氣體流入口和 開口部13的氣體排出口 14通過氣體導(dǎo)入孔15連通。從第一排氣管12的氣體流入口供應(yīng) 的惰性氣體穿過氣體導(dǎo)入孔15沿著火花桿5的外周以及氣體導(dǎo)入孔15流動(dòng)，從氣體排出 口 14向切口部13a形成的空間排出。第一排氣管12由絕緣性、耐熱性較佳的陶瓷、耐熱玻璃、玻璃環(huán)氧樹脂等形成。另 外，第一排氣管12的外形除了方形以外，還可以是例如圓形。另外，切口部13a為了防止與毛細(xì)管3的接觸，在俯視圖(圖4的(a))中具有弧形 形狀，但是也可以是圓弧、三角形的斜邊、四邊形的三邊、以及梯形的下底邊和斜邊的任意 之一的形狀。另外，切口部13a在主視圖(圖4的(b))中從第一排氣管12的上表面到下 表面在垂直方向上以弧形形成為相同形狀，但是作為其他結(jié)構(gòu)，可以是在從第一排氣管12 的上表面到下表面之間，上表面和下表面的中央部分具有最適合的切口弧形的曲面形狀， 使由切口部13a形成的空間膨脹。這樣，切口部13a優(yōu)選為從氣體排出口 14排出的惰性氣體的氣流不會(huì)發(fā)生紊亂的形狀。另外。為了使惰性氣體向切口部13a的空間均勻地?cái)U(kuò)散， 切口部13a可以是將氣體排出口 14的直徑形成為比氣體導(dǎo)入孔15的直徑大的形狀，也可 以為從氣體導(dǎo)入孔15到氣體排出口 14的直徑逐漸增大的形狀。而且，惰性氣體可以使用 氮?dú)?、氮?dú)夂蜌錃獾幕旌蠚怏w或者氬氣等。(第二排氣管的結(jié)構(gòu))接著，說明一對(duì)排氣管的第二排氣管。第二排氣管與第一排氣管成對(duì)形成。如圖 3所示，第二排氣管20具有方形的外形，設(shè)置于與第一排氣管12的開口部13相對(duì)的位置。 如圖5的(a)所示，第二排氣管20內(nèi)部設(shè)置有用于導(dǎo)入惰性氣體的中空的氣體導(dǎo)入孔24， 前端具有開口部21。第二排氣管20的開口部21具備用于防止與毛細(xì)管3的前端接觸的弧 形的切口部21a。另外，如圖5的(b)所示，氣體導(dǎo)入孔24的氣體排出孔22位于開口部21 的中心附近。如圖5的(a)所示，第二排氣管20的側(cè)面具有用于流入惰性氣體的氣體流入 口 23，通過形成為大致L形的氣體導(dǎo)入孔24，可以連通氣體流入口 23和開口部21的氣體 排出口 22。另外，氣體流入口 23通過接線夾26與供應(yīng)惰性氣體的氣體供應(yīng)管31連接，在 氣體供應(yīng)管31的另一端從外部供應(yīng)惰性氣體。從氣體供應(yīng)管31供應(yīng)的惰性氣體，如圖5 的(a)中的箭頭所示，從氣體流入口 23沿著氣體導(dǎo)入孔24流動(dòng)，從氣體排出口 22向切口 部21a形成的空間排出。第二排氣管20由絕緣性、耐熱性較佳的陶瓷、耐熱玻璃、玻璃環(huán)氧樹脂等形成。另 外，第二排氣管20的外形除了方形以外，還可以例如是圓形。另外，切口部21a為了防止與毛細(xì)管3的接觸，在俯視圖(圖5的(a))中具有弧形 形狀，但是也可以是圓弧、三角形的斜邊、四邊形的三邊、以及梯形的下底邊和斜邊的任意 之一的形狀。并且，切口部21a在主視圖(圖5的(b))中從第二排氣管20的上表面到下 表面在垂直方向上以弧形形成為相同形狀，但是作為其他結(jié)構(gòu)，可以是在從第二排氣管20 的上表面到下表面之間，上表面和下表面的中央部分具有最適合的切口弧形的曲面形狀， 使由切口部21a形成的空間膨脹。這樣，切口部21a優(yōu)選為從氣體排出口 22排出的惰性氣 體的氣流不會(huì)發(fā)生紊亂的形狀。另外，為了使惰性氣體向切口部21a的空間均勻地?cái)U(kuò)散，切 口部21a可以是將氣體排出口 22的直徑形成為比氣體導(dǎo)入孔24的直徑大的形狀，也可以 是從氣體導(dǎo)入孔24到氣體排出口 22的直徑逐漸增大的形狀。而且，惰性氣體可以使用氮 氣、氮?dú)夂蜌錃獾幕旌蠚怏w或者氬氣等。另外，如圖3所示，一對(duì)排氣管11的第一排氣管12和第二排氣管20為以在各個(gè) 開口部13、21之間具有圖3所示的間隙(狹縫)33的方式分離的結(jié)構(gòu)。這樣，排氣管11包 括第一排氣管12和第二排氣管20，開口部隔著毛細(xì)管3的前端對(duì)置，各個(gè)開口部13、21具 備用于防止與毛細(xì)管3的前端接觸的弧形的開口部13a、21a。第一排氣管12和第二排氣管 20的弧形的開口部13a、21a所形成的空間，具有能夠使毛細(xì)管3貫穿而不使毛細(xì)管3和開 口部13a、21a接觸的大小。另外，各個(gè)開口部13、21的左側(cè)、右側(cè)具有間隙(狹縫)33。這 樣，在排氣管11的第一排氣管12和第二排氣管20的各個(gè)開口部13、21之間形成惰性氣體 氛圍的空間。另外，第一排氣管12和第二排氣管20的開口部13、21的左側(cè)、右側(cè)具有間隙(狹 縫)33，由此從第一排氣管12和第二排氣管20排出的惰性氣體，向開口部13、21的切口部 13a、21a流動(dòng)，還向間隙(狹縫)33流動(dòng)，因此能夠減少紊流，并形成穩(wěn)定的惰性氣體的空間。關(guān)于以上說明的排氣管11，針對(duì)第一排氣管12內(nèi)置有火花桿的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了描述， 但是可以是代替第一排氣管而在第二排氣管內(nèi)內(nèi)置火花桿。(位置調(diào)整單元的結(jié)構(gòu))接著，使用圖6和圖7對(duì)用于改變一對(duì)排氣管的各個(gè)開口部之間的距離的位置調(diào) 整單元進(jìn)行描述。所述位置調(diào)整單元是用于改變由第一排氣管和第二排氣管構(gòu)成的一對(duì)排 氣管的各自的開口部之間的距離的裝置。圖6的(a)是表示通過位置調(diào)整單元將一對(duì)排氣 管的開口部的距離加長的例子的一對(duì)排氣管的剖視圖，圖6的(b)是表示通過位置調(diào)整單 元將一對(duì)排氣管的開口部的距離縮短的例子的一對(duì)排氣管的剖視圖。圖7是說明利用位置 調(diào)整單元能夠改變一對(duì)排氣管的開口部的距離的圖。如圖6的(a)、(b)以及圖7所示，所述位置調(diào)整單元安裝于第一排氣管12的側(cè)面 以及第二排氣管20的側(cè)面，上述第一排氣管12的開口部13和上述第二排氣管20的開口 部21對(duì)置連接。作為位置調(diào)整單元的連接板29形成板狀，在連接板29的兩端附近設(shè)置有 用于插入螺栓30的長孔29a，中心附近設(shè)置有左右延伸的棒狀的突起部29b。另外，第一排 氣管12的側(cè)面和第二排氣管20的側(cè)面分別設(shè)置有螺紋孔。并且，第一排氣管12的具有螺 紋孔的側(cè)面上設(shè)置有滑動(dòng)用槽16，第二排氣管20的具有螺紋孔的側(cè)面上設(shè)置有滑動(dòng)用槽 25。連接板29的突起部29b可以與第一排氣管12和第二排氣管20的滑動(dòng)用槽16、25卡 扣配合。另外，向第二排氣管20供應(yīng)惰性氣體的供氣管31，搭載于設(shè)置在第一排氣管保持 部35(表示于圖3的(b))的側(cè)面的L形件38的底面，因此當(dāng)?shù)诙艢夤?0在水平方向上 滑動(dòng)時(shí)供氣管31能夠在L形件38的底面滑動(dòng)。如圖7所示，利用設(shè)置于連接板29的長孔29a，能夠使第二排氣管20在水平方向 上滑動(dòng)。使第一排氣管12的開口部13和第二排氣管20的開口部21之間的間隙大小d(表 示于圖7)為規(guī)定的大小，使第二排氣管20滑動(dòng)并定位，使用螺栓30通過連接板29固定第 一排氣管12和第二排氣管20。這樣，通過利用位置調(diào)整單元使第二排氣管20滑動(dòng)，由此能夠改變第一排氣管12 的開口部13和第二排氣管20的開口部21形成的空間的大小。因而，能夠根據(jù)放電電流的 大小改變惰性氣體氛圍的空間，因此能夠獲得較佳的放電環(huán)境。(氣體排出裝置的構(gòu)成部件)接著，使用圖3的(a)、(b)對(duì)將氣體排出裝置10的一對(duì)排氣管11以及位置調(diào)整 單元安裝于接合頭的構(gòu)成部件進(jìn)行說明。為了將一對(duì)排氣管11以及位置調(diào)整單元安裝于接合頭，在與一對(duì)排氣管11的第 一排氣管12的開口部13相反側(cè)的面固定排氣管保持部35。排氣管保持部35內(nèi)部形成空 洞，一端固定安裝第一排氣管12，與第一排氣管12的氣體導(dǎo)入孔15連通。另外，排氣管保 持部35的另一端具有供氣件35a，如箭頭所示可以從外部供給惰性氣體。另外，第一排氣管12內(nèi)的火花桿5與設(shè)置于排氣管保持部35的上部的火花桿連 接端子36電連接。火花桿連接端子36上布置有一端與球形成裝置66 (表示于圖1)的高 壓輸出端子連接的線。另外，與球形成裝置66的高壓輸出端子連接的線的另一端與圖2所 示的接線板4連接。
另外，排氣管保持部35的上部設(shè)置有用于安裝于接合頭的主體安裝件37。利用主 體安裝件37將氣體排出裝置10固定于接合頭。這樣，氣體排出裝置10在從毛細(xì)管3抽出的引線的前端流出惰性氣體，在惰性氣 體氛圍中形成FAB。另外，一對(duì)排氣管11的第二排氣管20內(nèi)置有火花桿5，這樣通過利用位置調(diào)整單 元改變第二排氣管20的位置，由此能夠改變火花桿5的位置。這樣，能夠改變從毛細(xì)管3 的前端抽出的引線的前端和火花桿5的前端的距離，因此容易進(jìn)行毛細(xì)管3和火花桿5的 放電間隙調(diào)整。另外，根據(jù)引線尺寸、FAB的大小等條件，容易進(jìn)行開口部之間的距離的設(shè)定，因此 作業(yè)效率得以提高。(FAB的形成操作)接著，參照?qǐng)D1和圖2說明一對(duì)排氣管形成的惰性氣體氛圍中的FAB的形成。首 先，通過一對(duì)排氣管11的位置調(diào)整單元設(shè)定第一排氣管12的開口部13和上述第二排氣管 20的開口部21的間隙大小d(表示于圖7)。間隙大小是由基于放電電流的大小的放電空 間的大小、引線前端和火花桿5的放電間隙大小等而決定。另外，在接合開始前將惰性氣體 供應(yīng)到第一排氣管12和上述第二排氣管20。這樣，在第一排氣管12的開口部13和上述第 二排氣管20的開口部21之間的空間形成惰性氣體氛圍。接著，從毛細(xì)管3的前端抽出必要長度的引線。另外，控制毛細(xì)管3，并將毛細(xì)管3 移動(dòng)到火花放電位置，引線的前端位于由一對(duì)排氣管11的開口部13、21形成的空間內(nèi)?？?制裝置63 (表示于圖1)控制球形成裝置66 (表示于圖1)，從而對(duì)內(nèi)置于一對(duì)排氣管11的 火花桿5和接線板4(表示于圖2)施加高電壓，通過毛細(xì)管3的前端的引線和火花桿5的 火花放電在引線74(表示于圖2)的前端形成FAB。在對(duì)搭載有半導(dǎo)體芯片70 (表示于圖2)的引線框72 (表示于圖2)進(jìn)行自動(dòng)接合 時(shí)，在規(guī)定的時(shí)刻在引線的前端形成FAB。而且，關(guān)于引線接合工序，一般被大家所熟知，所 以省略說明。(實(shí)施例)(利用第二排氣管的氣體抽吸)上述的排氣管是從第一排氣管12和第二排氣管20流出惰性氣體而形成惰性氣體 氛圍，但是作為實(shí)施例也可以從第一排氣管12流出惰性氣體，從對(duì)置的第二排氣管20抽吸 氣體。圖8是說明利用第二排氣管抽吸惰性氣體的圖。如圖8所示，通過從連接于第二排氣管的供氣管31抽吸，形成箭頭所示的氣流，從 第一排氣管12排出的惰性氣體流過惰性氣體氛圍的空間，從第二排氣管20的氣體排出口 22被抽吸。從第一排氣管12流出惰性氣體，從對(duì)置的第二排氣管20抽吸氣體，由此使惰性氣 體的氣流恒定，能夠形成穩(wěn)定的惰性氣體氛圍。另外，能夠高效率回收惰性氣體。另外，通過利用位置調(diào)整單元的連接板29將第一排氣管12的開口部13以及第二 排氣管20的開口部21貼緊，由此不會(huì)從左右間隙流入空氣，能夠形成穩(wěn)定的氣體氛圍。(位置調(diào)整單元的自動(dòng)控制機(jī)構(gòu)的構(gòu)成)以上說明的氣體排出裝置10包括包括第一排氣管12和第二排氣管20的一對(duì)排氣管以及位置調(diào)整單元，通過使第二排氣管20滑動(dòng)，從而使第一排氣管12的開口部13和 第二排氣管20的開口部21形成的空間的大小可變。所述位置調(diào)整單元通過手動(dòng)操作使第 二排氣管20滑動(dòng)，但是也可以通過在位置調(diào)整單元上使用電機(jī)等動(dòng)力源，使第二排氣管20 自動(dòng)滑動(dòng)。以下，結(jié)合圖9對(duì)能夠自動(dòng)進(jìn)行第二排氣管20的位置的控制的位置調(diào)整單元進(jìn) 行說明。圖9是具有用于控制一對(duì)排氣管的第二排氣管的位置的機(jī)構(gòu)的氣體排出裝置的俯 視圖。如圖9所示，位置調(diào)整單元在排氣管保持部35的側(cè)面具有電機(jī)50，該電機(jī)用于驅(qū) 動(dòng)與LM(Linear Motion)引導(dǎo)件51連接的供氣管31。脈沖電機(jī)等構(gòu)成的電機(jī)50，通過固 定于排氣管保持部35的一側(cè)的側(cè)面的固定件52來安裝。固定件52在電機(jī)50和排氣管保 持部35相連接的面之間設(shè)置有空洞，以便能夠使供氣管31沿如圖9所示的箭頭的方向以 非接觸方式移動(dòng)。LM引導(dǎo)件51的LM導(dǎo)軌51a固定于排氣管保持部35的一側(cè)的側(cè)面，LM 引導(dǎo)件51的LM塊51b具有螺紋孔，在螺紋孔內(nèi)配設(shè)有螺紋軸53，螺紋軸53的前端部與電 機(jī)50的前端部直接連接。供氣管31的一端通過接線夾26與第二排氣管20連接。另外，排氣管保持部35的另一側(cè)的側(cè)面固定有LM引導(dǎo)件56的LM導(dǎo)軌56a。LM 引導(dǎo)件56的LM塊56b固定連接于第二排氣管20的側(cè)面的連接棒55的另一端。這樣，第二排氣管20通過連接于排氣管保持部35的一側(cè)的側(cè)面的LM引導(dǎo)件51 的供氣管31以及連接于排氣管保持部35的另一側(cè)的側(cè)面的LM引導(dǎo)件56的連接棒55保 持固定。通過旋轉(zhuǎn)電機(jī)52，LM引導(dǎo)件51的LM塊51b在如圖9所示的箭頭表示的方向上移 動(dòng)，同時(shí)供氣管31也移動(dòng)。這樣，第二排氣管20在如圖9所示的箭頭表示的方向上移動(dòng)， 使第一排氣管12的開口部13和第二排氣管20的開口部21構(gòu)成的空間的大小可變。這樣，位置調(diào)整單元將電機(jī)50的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為供氣管31的平移運(yùn)動(dòng)，以使連接 于供氣管31的前端的第二排氣管20移動(dòng)。對(duì)位置調(diào)整單元的驅(qū)動(dòng)單元使用電機(jī)的氣體排出裝置進(jìn)行了說明，但是也可以代 替電機(jī)而使用直線移動(dòng)的氣缸或者螺線管。電機(jī)通過旋轉(zhuǎn)能夠連續(xù)改變第二排氣管20的 位置，但是使用氣缸、螺線管時(shí)，適合于設(shè)置在第二排氣管20的兩個(gè)規(guī)定位置之一。而且， 在使用氣缸或者螺線管的情況下，不使用螺紋軸將LM引導(dǎo)件51的LM塊51b和氣缸或者螺 線管的前端部結(jié)合。(間隙調(diào)整的自動(dòng)控制)接著，使用圖10所示的流程圖對(duì)使用電機(jī)的位置調(diào)整單元的開口部的間隙調(diào)整 進(jìn)行說明。圖10是表示用于調(diào)整一對(duì)移動(dòng)排氣管的開口部之間的距離的步驟的流程圖。如圖10所示，首先，使用火花桿5將圖2表示的毛細(xì)管3移動(dòng)至放電位置(火花 放電位置)(步驟Si)。毛細(xì)管3位于一對(duì)排氣管11的各個(gè)開口部13、21之間的大致中心 附近的正上方。接著，選擇手動(dòng)設(shè)定或者自動(dòng)設(shè)定開口部之間的間隙(步驟S2)。手動(dòng)設(shè)定 是指在間隙大小d (表示于圖7)的數(shù)據(jù)未確定的狀態(tài)下，操作者操作鍵盤67 (表示于圖1) 使第二排氣管20移動(dòng)來設(shè)定最佳的間隙大小。自動(dòng)設(shè)定是指間隙大小數(shù)據(jù)事先確定，在控 制裝置63(表示于圖1)的存儲(chǔ)裝置存儲(chǔ)有數(shù)據(jù)的狀態(tài)下，操作者操作鍵盤以使控制裝置63 根據(jù)間隙大小數(shù)據(jù)自動(dòng)設(shè)定間隙大小。在手動(dòng)設(shè)定的情況下，鍵盤67發(fā)出電機(jī)50連續(xù)旋轉(zhuǎn)的指示，使第二排氣管20移動(dòng)。而且，開口部的間隙，根據(jù)接合時(shí)的放電電流的大小等形成能夠確保必要的惰性氣體氛 圍的長度(步驟S3)。控制裝置63在電機(jī)50的旋轉(zhuǎn)過程中計(jì)算通過電機(jī)50而產(chǎn)生的第二 排氣管20的移動(dòng)量(步驟S4)。從步驟S3進(jìn)行重復(fù)，直到開口部被設(shè)定成最佳間隙大小為 止。在開口部的間隙大小的設(shè)定結(jié)束的情況下，控制裝置63轉(zhuǎn)移到步驟S6(步驟S5)。控 制裝置63將計(jì)算的移動(dòng)量作為間隙大小數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到控制裝置63的存儲(chǔ)裝置中(步驟S6)。 手動(dòng)設(shè)定結(jié)束。在步驟S2中，在選擇了自動(dòng)設(shè)定的情況下，讀出存儲(chǔ)于控制裝置63的存儲(chǔ)裝置的 當(dāng)時(shí)的間隙大小數(shù)據(jù)(步驟S7)。控制裝置63從控制裝置63的存儲(chǔ)裝置讀出按照操作者 的指示設(shè)定的新的間隙大小數(shù)據(jù)(步驟S8)。根據(jù)設(shè)定的間隙大小數(shù)據(jù)和當(dāng)時(shí)的間隙大小 數(shù)據(jù)，計(jì)算出第二排氣管20的移動(dòng)量(步驟S9)。根據(jù)算出的移動(dòng)量，控制電機(jī)50(步驟 S10)。由此，一對(duì)排氣管的開口部之間的距離被設(shè)定。這樣，位置調(diào)整單元通過利用電機(jī)等使第二排氣管20滑動(dòng)，由此能夠改變第一排 氣管12的開口部13和第二排氣管20的開口部21形成的空間的大小。這樣，能夠根據(jù)放 電電流的大小改變惰性氣體氛圍的空間，因此能夠得到最佳的放電環(huán)境。另外，由于能夠通過位置調(diào)整單元移動(dòng)排氣管中的一個(gè)，因此通過在可移動(dòng)的排 氣管內(nèi)內(nèi)置火花桿，能夠容易地進(jìn)行毛細(xì)管和火花桿的放電間隙的調(diào)整。另外，由于通過位置調(diào)整單元能夠自動(dòng)控制移動(dòng)排氣管的位置以使一對(duì)排氣管的 各個(gè)開口部之間的距離為規(guī)定大小，所以能夠根據(jù)引線尺寸、FAB的大小等條件，在短時(shí)間 內(nèi)進(jìn)行開口部之間的距離的設(shè)定，因此作業(yè)效率得以提高。
權(quán)利要求
1.一種引線接合裝置，其特征在于，該引線接合裝置包括毛細(xì)管，該毛細(xì)管的前端適于抽出引線；一對(duì)排氣管，該對(duì)排氣管的開口部隔著所述毛細(xì)管的所述前端對(duì)置，各個(gè)所述開口部 具有所述毛細(xì)管的前端能夠穿過的切口部，所述一對(duì)排氣管用于向所述切口部排出惰性氣 體；火花桿，該火花桿定位成能夠在所述排氣管內(nèi)對(duì)從所述毛細(xì)管抽出的引線進(jìn)行火花放 電而形成球；以及位置調(diào)整單元，該位置調(diào)整單元用于改變所述一對(duì)排氣管的各個(gè)開口部之間的距離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的引線接合裝置，其特征在于，所述一對(duì)排氣管包括第一排氣管，該第一排氣管內(nèi)置有所述火花桿，用于對(duì)所述第一排氣管的開口部的弧 形的切口部進(jìn)行惰性氣體的排出并利用所述火花桿對(duì)所述引線進(jìn)行火花放電；第二排氣管，該第二排氣管用于對(duì)與所述第一排氣管的開口部對(duì)置的所述第二排氣管 的開口部的弧形的切口部進(jìn)行惰性氣體的排出；在所述一對(duì)排氣管的各個(gè)開口部之間形成惰性氣體氛圍的空間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的引線接合裝置，其特征在于，所述第一排氣管的開口部和所 述第二排氣管的開口部之間具有間隙。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的引線接合裝置，其特征在于，所述第二排氣管能夠代替對(duì)所 述第二排氣管的開口部的弧形的切口部進(jìn)行惰性氣體的排出而抽吸所述第二排氣管的開 口部的弧形的切口部的惰性氣體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的引線接合裝置，其特征在于，所述位置調(diào)整單元通過使所述 一對(duì)排氣管中的一個(gè)排氣管滑動(dòng)，而改變各個(gè)所述開口部之間的距離，使所述一對(duì)排氣管 的開口部之間的空間的大小可變，從而使通過惰性氣體形成的惰性氣體氛圍的空間的大小 可變。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的引線接合裝置，其特征在于，所述位置調(diào)整單元通過使所述 一對(duì)排氣管中的定位有所述火花桿的排氣管滑動(dòng)，從而使所述毛細(xì)管前端的引線和所述火 花桿的放電距離可變。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任意一項(xiàng)所述的引線接合裝置，其特征在于，所述位置調(diào)整單 元按照使所述一對(duì)排氣管的各個(gè)開口部之間的距離為規(guī)定值的方式自動(dòng)控制所述一對(duì)排 氣管中的一個(gè)排氣管的位置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種引線接合裝置，其在惰性氣體氛圍中形成FAB時(shí)，能夠抑制FAB的氧化并實(shí)現(xiàn)FAB的穩(wěn)定化，并且通過位置調(diào)整機(jī)構(gòu)能夠容易地設(shè)定毛細(xì)管和火花桿的放電間隙大小以及惰性氣體氛圍的空間的大小，包括一對(duì)排氣管(11、20)，其開口部(13、21)隔著毛細(xì)管(3)的前端對(duì)置并具有能夠使毛細(xì)管的前端穿過的切口部(13a、21a)，該對(duì)排氣管用于向切口部排出惰性氣體；定位成能夠在排氣管內(nèi)對(duì)從毛細(xì)管抽出的引線進(jìn)行火花放電而形成球的火花桿(5)；以及用于改變一對(duì)排氣管的各個(gè)開口部之間的距離的位置調(diào)整單元，使一對(duì)排氣管的開口部之間的空間的大小可變，從而使由惰性氣體形成的惰性氣體氛圍的空間的大小可變。
文檔編號(hào)H01L21/60GK101996903SQ20101025253
公開日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2010年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月13日
發(fā)明者吉野秀紀(jì), 木村榮二, 石井志信 申請(qǐng)人:株式會(huì)社華祥