引线接合装置的制作方法

专利名称：引线接合装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用铜线、铝线等的引线接合(wire bonding)装置，具体地说，涉及能 够在铜线的前端形成稳定的球的引线接合装置。
背景技术：
在半导体的组装工序中，使用金线的引线接合为主流技术，但是使用与金线相比 材料成本较低的铜线的引线接合也开始流行起来。但是，在使用铜线的引线接合中，在利用 火花放电形成球时，铜和氧元素反应形成氧化铜的铜球。氧化铜比铜硬度大，因此在铜球和 IC芯片的衬垫的接合处存在对衬垫下部造成损伤的情况。另外，氧化后的铜球会发生变色 和偏心，从而造成引线接合品质降低。这里，利用火花放电而在引线的前端形成的球叫做烧 球(Free Air Ball) “以下记为 FAB”。为了消除上述的不良影响，需要在FAB的形成过程中防止氧元素的混入。因此，主 要是在氮气、氮气和氢气的混合气体、氩气等惰性气体的区域内进行FAB的形成。图11和 图12是表示以往的引线接合装置中毛细管和火花杆(spark rod)以及它们周边的立体图。在图11所述的引线接合装置中，毛细管3的前端和火花杆5之间的空间的左右位 置上配置有喷气嘴81、83，为了防止FAB形成工序中混入氧气，在由喷气嘴81、83向上述空 间供应惰性气体的同时，在惰性气体氛围中，在从毛细管3抽出的铜线的前端通过火花杆5 进行火花放电而形成FAB。另外，图12是表示专利文献1公开的其它的引线接合装置中毛细管和火花杆以及 它们周边的立体图，其中公开了一种使用气体密闭管在惰性气体氛围中形成球的引线接合
直ο如图12所示，专利文献1公开的以往的其它引线接合装置具有从前端3a抽出铜 线74的毛细管3 ；具有毛细管3的前端3a能够穿过的上部对齐孔(in line orifice) 86以 及下部对齐孔87的气体密闭管85 ；以及配置于气体密闭管85的内部，并向从毛细管3的 前端3a抽出的铜线74的前端74a进行火花放电的火花杆5。在气体密闭管85的内部流通 惰性气体并形成惰性气体氛围，从火花杆5的前端5a向铜线74的前端74a火花放电来形 成 FAB。这样，在图12所示的以往的引线接合装置中，在FAB形成工序中为了防止混入氧 元素，在气体密闭管中流通惰性气体的同时，将毛细管3的前端从上述对齐孔86插入气体 密闭管85内，从火花杆5的前端5a向从毛细管3抽出的铜线74的前端74a火花放电来在 惰性气体氛围中形成FAB。专利文献1 :US623437
发明内容
在图11所示的左右配置有喷气嘴的结构中，为了保持均勻的惰性气体氛围，需要 将左右喷气嘴的喷气口设定在最佳位置来保持左右喷气嘴的位置平衡。但是，由于各个喷气嘴独立构成，因此无法容易地进行喷气口的位置调整，有可能会使左右喷气嘴的喷气口 的位置平衡变差。左右喷气嘴的喷气口的位置平衡不良，则会发生气体的紊流，致使惰性气 体氛围内的气体浓度无法恒定。另外，因为卷入周围的空气，所以存在所形成的球易于氧化 的问题。另外，在图11所示的结构中，来自左右喷气嘴的惰性气体向空间喷出而散乱，所以 存在很难进行用于保持一定浓度的惰性气体氛围的气体流量的调整的问题。另外，在图12所示的气体密闭管的结构中，因为无法在保持惰性气体的流速的同 时，改变与规定放电电流的大小的火花功率对应的惰性气体氛围的空间的大小，所以存在 火花功率小的细铜线与需要较大的火花功率的粗铜线共用困难的问题。因此，本发明的目的在于，提供一种引线接合装置，在惰性气体氛围中形成FAB 时，该引线接合装置能够抑制FAB的氧化并实现FAB的稳定化，并且通过位置调整机构能够 容易地设定毛细管和火花杆的放电间隙大小和惰性气体氛围的空间的大小，由此能够应对 从细铜线到粗铜线的FAB形成。为了实现上述目标，本发明的引线接合装置包括毛细管，该毛细管的前端适于抽 出引线；一对排气管，该对排气管的开口部隔着所述毛细管的所述前端对置，各个所述开口 部具有所述毛细管的前端能够穿过的切口部，所述一对排气管用于向所述切口部排出惰性 气体；火花杆，该火花杆定位成能够在所述排气管内对从所述毛细管抽出的引线进行火花 放电而形成球；以及位置调整单元，该位置调整单元用于改变所述一对排气管的各个开口 部之间的距离。另外，本发明的引线接合装置的所述一对排气管包括第一排气管，该第一排气管 内置有火花杆，用于对所述第一排气管的开口部的弧形的切口部进行惰性气体的排出以及 利用所述火花杆对所述引线进行火花放电；第二排气管，该第二排气管用于对与所述第一 排气管的开口部对置的所述第二排气管的开口部的弧形的切口部进行惰性气体的排出，在 所述一对排气管的各个开口部之间形成惰性气体氛围的空间。另外，根据本发明的引线接合装置，所述第一排气管的开口部和所述第二排气管 的开口部之间具有间隙。另外，本发明的引线接合装置的所述第二排气管能够代替对所述第二排气管的开 口部的弧形的切口部进行惰性气体的排出而抽吸所述第二排气管的开口部的弧形的切口 部的惰性气体。另外，本发明的引线接合装置的所述位置调整单元通过使所述一对排气管中的一 个排气管滑动，而改变各个所述开口部之间的距离，使所述一对排气管的开口部之间的空 间的大小可变，从而使通过惰性气体形成的惰性气体氛围的空间的大小可变，另外，本发明的引线接合装置的所述位置调整单元通过使所述一对排气管中的定 位有所述火花杆的排气管滑动，使所述毛细管前端的引线和所述火花杆的放电距离可变。另外，本发明的引线接合装置的所述位置调整单元按照使所述一对排气管的各个 开口部之间的距离为规定值的方式自动控制所述一对排气管中的一个排气管的位置。根据本发明，通过利用所述位置调整单元连接一对排气管，能够调整第一排气管 的开口部和第二排气管的开口部的间隙，与以往的左右独立配置喷气嘴的方式相比，能够 限定地形成所需要的惰性气体氛围的空间。这样，利用同一排气管能够使从细线到粗线的 球形成成为可能。例如，在细铜线的情况下，因为火花放电时的放电电流值变小，因此也可以限定惰性气体氛围的空间。因此，在一对排气管的各个开口部之间的间隙小的状态下，能 够降低流量。另外，另一方面，在粗铜线的球形成过程中，需要大的放电电流值，电弧放电也增 大，因此与细线相比需要增大气体流量。以往，在粗铜线的情况下，需要加快气体流速来增 大气体流量，因此因气体气流而使得火花放电变得不稳定。本发明的引线接合装置代替加 快气体流速而根据铜线的粗细，增大一对排气管的各个开口部之间的间隙大小，由此能够 保持气体速度而只增大惰性气体氛围的空间。因此，能够不受铜线的粗细影响而维持稳定 的火花放电状态。另外，根据本发明，能够限定地形成所需要的惰性气体氛围的空间，因此能够降低 气体流量，所以能够减少使用的惰性气体的量。另外，根据本发明，在一对排气管的开口部之间设置左右间隙，由此气体气流不会 紊乱，所以能够在稳定的惰性气体氛围中形成球。另外，根据本发明，设置位置调整机构，由此根据毛细管的外形的大小能够改变间 隙大小，所以能够适应各种各样外形大小的毛细管。另外，根据本发明，在利用第二排气管抽吸来自第一排气管的惰性气体的情况下， 通过位置调整机构，能够使第一排气管的开口部和第二排气管的开口部紧贴。这样，来自一 对排气管的开口部之间的左右间隙的空气的流入减小，能够高效地回收惰性气体。另外，根据本发明，由于以一对排气管来形成，因此不需要如以往那样将左右喷气 嘴设定在最佳位置来保持左右喷气嘴的位置平衡，所以作业效率得以提高。另外，根据本发明，由于通过位置调整单元能使一对排气管中的一个排气管移动， 通过在能够移动的排气管内内置火花杆，从而容易进行毛细管和火花杆的放电间隙调整。另外，根据本发明，通过位置调整单元，能够按照使一对排气管的各个开口部之间 的距离为规定值的方式自动控制一对排气管中的一个排气管的位置，因此能够根据引线的 尺寸、FAB的大小等条件，短时间进行开口部之间的距离的设定，所以作业效率得以提高。


图1是表示引线接合装置的构成的结构图；图2是表示引线接合装置的毛细管、接线板和内置有火花杆的气体排出装置的位 置关系的说明图；图3是表示气体排出装置的构成的立体图，(a)是主要表示左侧面的立体图，(b) 是主要表示右侧面的立体图；图4的(a)是一对排气管的第一排气管的俯视图，图4的(b)是一对排气管的第 一排气管的主视图；图5的(a)是一对排气管的第二排气管的俯视图，图5的(b)是一对排气管的第 二排气管的主视图；图6的(a)是表示通过位置调整单元将一对排气管的开口部的距离加长的例子的 一对排气管的剖视图，图6的(b)是表示通过位置调整单元将一对排气管的开口部的距离 缩短的例子的一对排气管的剖视图；图7是说明利用位置调整单元能够改变一对排气管的开口部的距离的图8是说明利用第二排气管来抽吸惰性气体的图9是具有控制一对排气管的第二排气管的位置的机构的气体排出装置的俯视
图10是表示用于调整一对排气管的开口部之间的距离的步骤的流程图； 图11是表示以往的引线接合装置中的左右喷气嘴、毛细管以及火花杆的位置关 系的立体图；图12是表示以往的其它引线接合装置中气体密闭管、毛细管以及火花杆的位置 关系的立体图。附图标记说明1引线接合装置2超声波喇叭(接合臂)3a毛细管前端4接线板5火花杆(放电电极)5a火花杆的前端6接合头7位置检测传感器10气体排出装置11一对排气管12第一排气管13开口部13a切口部14排气 口15气体导入孔16滑动用槽20第二排气管21开口部21a切口部22排气 口23排气流入口24气体导入孔25滑动用槽26接线夹29连接板29a长孔29b突起部30螺栓31供气管33间隙(狭缝)
35排气管保持部
35a供气件
36火花杆连接端子
37主体安装件
38L形件
50电机
51LM引导件
51aLM导轨
51bLM块
52固定件
53螺旋轴
55连接棒
56LM引导件
56aLM导轨
56bLM块
60XY工作台
61加热部
62驱动装置
63控制装置
65超声波振荡器
66球形成装置
67键盘
70半导体芯片(IC芯片)
72引线框
74引线(铜线)
74a铜线的前端
75烧球(FAB)
81,83喷气嘴
85气体密闭管
86上部对齐孔
87下部对齐孔
具体实施例方式下面，参照附图来说明用于实施本发明的引线接合装置的最佳实施方式。而且，本 发明的引线接合装置在惰性气体氛围中形成FAB时能够抑制FAB的氧化并实现FAB的稳定 化，并且通过位置调整机构能够容易地设定毛细管和火花杆的放电间隙大小和惰性气体氛 围的空间的大小，能够形成从细铜线到粗铜线的FAB。(装置构成的概要)首先，参照图1和图2说明引线接合装置的构成。图1是表示引线接合装置的构成的结构图，图2是表示引线接合装置的毛细管、接线板和内置有火花杆(放电电极)的气 体排出装置的位置关系的说明图。如图1所示，引线接合装置1包括超声波喇叭形成的接合臂2，作为接合工具的 毛细管3安装于所述接合臂2的前端；接合头6，该接合头6具有线性电机(未图示)，该线 性电机作为将接合臂2向上下方向(即Z方向)驱动的驱动单元；作为XY定位单元的XY 工作台60，该XY工作台60搭载由接合臂2和接合头6构成的引线接合单元并在X方向以 及Y方向进行二维相对移动并定位；加热部61，该加热部61搭载半导体芯片70，通过毛细 管3、接合臂2以及接合头6进行接合作业，并在架台上具有加热片；控制装置63，该控制装 置63具有进行引线接合装置1整体的控制的微机；以及驱动装置62，该驱动装置62根据 来自控制装置63的指令信号来向接合头6以及XY工作台60发出驱动信号。键盘67与控 制装置63的微机连接，进行数据的输入、执行指令等。控制装置63的微机的存储装置中存 储有程序，引线接合等的动作是通过执行程序来进行的。而且，安装有半导体芯片70的引 线框72，搭载在加热部61的加热片上，通过加热部61的加热器而被加热。(主要装置的功能等)将接合臂2沿Z方向上下驱动的接合头6具备检测接合臂2的位置的位置检测传 感器7，该位置检测传感器7可以将在接合臂2的前端安装的毛细管3距离接合臂2的预定 的原点位置的距离向控制装置63输出。另外，接合头6的线性电机除了通过控制装置63 将接合臂2向上下驱动之外，还在接合时控制在毛细管3上施加的负荷的大小和负荷的施 加时间。另外，该引线接合装置1具有超声波振荡器65，该超声波振荡器65向组装于超声 波喇叭2的振子施加电压，使位于超声波喇叭2的前端的毛细管3发生振动，从而能够通过 接收来自控制装置63的控制信号来向毛细管3施加超声波振动。另外，毛细管3的前端的球的形成是通过控制球形成装置66进行的。球形成装置 66接收来自控制装置63的控制信号，在从毛细管3送出的引线的前端和内置于气体排出装 置10的排气管11中的火花杆之间施加高电压，由此产生火花放电，利用该放电能量来熔化 引线的前端部，在穿过毛细管3内部的引线的前端形成球。图1所示的引线接合装置1为加热引线框并通过引线将半导体芯片70上的衬垫 和引线框等的引脚连接的装置。衬垫或者引脚的引线的连接，通过向作为接合工具的毛细 管3施加超声波振动以及负荷来进行。而且，位于XY工作台60所搭载的接合头6的接合臂2的前端的毛细管3，构成为 能够利用XY工作台60在XY轴上以及利用接合头6在Z轴方向上移动位置，并且可以构成 为将接合头6固定于壳体，将搭载有被接合部件的加热部61搭载于XY工作台上，接合头6 只在Z轴方向上下移动，将被接合部件搭载于XY工作台上，使被接合部件相对于毛细管3 进行XY轴上的二维相对移动。如图2所示，接线板4随接合臂2(图1所示)一起上下运动，通过开闭机构(未 图示)来夹持或者释放引线74，通过控制装置63来控制。引线74穿过接线板4的开闭机 构的夹持面，穿过设置于毛细管3的孔，从毛细管3的前端抽出。另外，在毛细管3的下侧 设置有气体排出装置10，该气体排出装置10在由惰性气体形成的防止氧化用气体氛围中 形成FAB。气体排出装置10中内置有火花杆5，能够通过火花放电在从毛细管3的前端抽出的引线74的前端形成FAB。而且，图1和图2所示的引线接合装置的构成表示一般的构成，本发明并不限于 此。(气体排出装置的概要)接着，使用图3至图7来说明气体排出装置。气体排出装置用于在由惰性气体形 成的防止氧化用气体氛围中形成FAB时，抑制FAB的氧化并实现FAB的稳定化。而且，由于 是由惰性气体形成的防止氧化用气体氛围，所以以下将由惰性气体形成的防止氧化用气体 氛围记载为惰性气体氛围。图3是表示气体排出装置的构成的立体图，(a)是主要表示左侧面的立体图，(b) 是主要表示右侧面的立体图。图4的(a)是一对排气管的第一排气管的俯视图，图4的(b) 是一对排气管的第一排气管的主视图。图5的(a)是一对排气管的第二排气管的俯视图， 图5的(b) —对排气管的第二排气管的主视图。如图3的(a)和(b)所示，气体排出装置10包括一对排气管11、作为位置调整单 元的连接板29以及用于安装到接合头的主体安装件37等。而且，气体排出装置10的主要 部分是一对排气管以及位置调整单元。(第一排气管的结构)首先，针对气体排出装置10的一对排气管11进行说明。如图3的(a)以及(b) 所示，一对排气管11包括第一排气管12和第二排气管20。首先描述第一排气管。如图3和图4所示，第一排气管12具有方形的外形。如图4的(a)所示，第一排 气管12内部设置有用于导入惰性气体的中空的气体导入孔15，在气体导入孔15内内置有 向从毛细管3(表示于图2)抽出的引线火花放电来形成球的火花杆5。另外，第一排气管1 前端具有开口部13，开口部13具有用于防止与毛细管3的前端接触的弧形的切口部13a。 另外，如图4的(b)所示，气体导入孔15的气体排出口 14位于开口部13的中心附近。如 图4的(a)所示，第一排气管12配置为内置于气体导入孔15的火花杆5的前端5a略微 从切口部13a的面突出。另外，第一排气管12的后端被固定于如图3的(a)、(b)所示的排气管保持部35， 具有用于流入从排气管保持部35供应的惰性气体的气体流入口(未图示)。流向排气管保 持部35的惰性气体如箭头所示由外部供给。第一排气管12的内部形成为气体流入口和 开口部13的气体排出口 14通过气体导入孔15连通。从第一排气管12的气体流入口供应 的惰性气体穿过气体导入孔15沿着火花杆5的外周以及气体导入孔15流动，从气体排出 口 14向切口部13a形成的空间排出。第一排气管12由绝缘性、耐热性较佳的陶瓷、耐热玻璃、玻璃环氧树脂等形成。另 外，第一排气管12的外形除了方形以外，还可以是例如圆形。另外，切口部13a为了防止与毛细管3的接触，在俯视图(图4的(a))中具有弧形 形状，但是也可以是圆弧、三角形的斜边、四边形的三边、以及梯形的下底边和斜边的任意 之一的形状。另外，切口部13a在主视图(图4的(b))中从第一排气管12的上表面到下 表面在垂直方向上以弧形形成为相同形状，但是作为其他结构，可以是在从第一排气管12 的上表面到下表面之间，上表面和下表面的中央部分具有最适合的切口弧形的曲面形状， 使由切口部13a形成的空间膨胀。这样，切口部13a优选为从气体排出口 14排出的惰性气体的气流不会发生紊乱的形状。另外。为了使惰性气体向切口部13a的空间均勻地扩散， 切口部13a可以是将气体排出口 14的直径形成为比气体导入孔15的直径大的形状，也可 以为从气体导入孔15到气体排出口 14的直径逐渐增大的形状。而且，惰性气体可以使用 氮气、氮气和氢气的混合气体或者氩气等。(第二排气管的结构)接着，说明一对排气管的第二排气管。第二排气管与第一排气管成对形成。如图 3所示，第二排气管20具有方形的外形，设置于与第一排气管12的开口部13相对的位置。 如图5的(a)所示，第二排气管20内部设置有用于导入惰性气体的中空的气体导入孔24， 前端具有开口部21。第二排气管20的开口部21具备用于防止与毛细管3的前端接触的弧 形的切口部21a。另外，如图5的(b)所示，气体导入孔24的气体排出孔22位于开口部21 的中心附近。如图5的(a)所示，第二排气管20的侧面具有用于流入惰性气体的气体流入 口 23，通过形成为大致L形的气体导入孔24，可以连通气体流入口 23和开口部21的气体 排出口 22。另外，气体流入口 23通过接线夹26与供应惰性气体的气体供应管31连接，在 气体供应管31的另一端从外部供应惰性气体。从气体供应管31供应的惰性气体，如图5 的(a)中的箭头所示，从气体流入口 23沿着气体导入孔24流动，从气体排出口 22向切口 部21a形成的空间排出。第二排气管20由绝缘性、耐热性较佳的陶瓷、耐热玻璃、玻璃环氧树脂等形成。另 外，第二排气管20的外形除了方形以外，还可以例如是圆形。另外，切口部21a为了防止与毛细管3的接触，在俯视图(图5的(a))中具有弧形 形状，但是也可以是圆弧、三角形的斜边、四边形的三边、以及梯形的下底边和斜边的任意 之一的形状。并且，切口部21a在主视图(图5的(b))中从第二排气管20的上表面到下 表面在垂直方向上以弧形形成为相同形状，但是作为其他结构，可以是在从第二排气管20 的上表面到下表面之间，上表面和下表面的中央部分具有最适合的切口弧形的曲面形状， 使由切口部21a形成的空间膨胀。这样，切口部21a优选为从气体排出口 22排出的惰性气 体的气流不会发生紊乱的形状。另外，为了使惰性气体向切口部21a的空间均勻地扩散，切 口部21a可以是将气体排出口 22的直径形成为比气体导入孔24的直径大的形状，也可以 是从气体导入孔24到气体排出口 22的直径逐渐增大的形状。而且，惰性气体可以使用氮 气、氮气和氢气的混合气体或者氩气等。另外，如图3所示，一对排气管11的第一排气管12和第二排气管20为以在各个 开口部13、21之间具有图3所示的间隙(狭缝)33的方式分离的结构。这样，排气管11包 括第一排气管12和第二排气管20，开口部隔着毛细管3的前端对置，各个开口部13、21具 备用于防止与毛细管3的前端接触的弧形的开口部13a、21a。第一排气管12和第二排气管 20的弧形的开口部13a、21a所形成的空间，具有能够使毛细管3贯穿而不使毛细管3和开 口部13a、21a接触的大小。另外，各个开口部13、21的左侧、右侧具有间隙(狭缝)33。这 样，在排气管11的第一排气管12和第二排气管20的各个开口部13、21之间形成惰性气体 氛围的空间。另外，第一排气管12和第二排气管20的开口部13、21的左侧、右侧具有间隙(狭 缝)33，由此从第一排气管12和第二排气管20排出的惰性气体，向开口部13、21的切口部 13a、21a流动，还向间隙(狭缝)33流动，因此能够减少紊流，并形成稳定的惰性气体的空间。关于以上说明的排气管11，针对第一排气管12内置有火花杆的结构进行了描述， 但是可以是代替第一排气管而在第二排气管内内置火花杆。(位置调整单元的结构)接着，使用图6和图7对用于改变一对排气管的各个开口部之间的距离的位置调 整单元进行描述。所述位置调整单元是用于改变由第一排气管和第二排气管构成的一对排 气管的各自的开口部之间的距离的装置。图6的(a)是表示通过位置调整单元将一对排气 管的开口部的距离加长的例子的一对排气管的剖视图，图6的(b)是表示通过位置调整单 元将一对排气管的开口部的距离缩短的例子的一对排气管的剖视图。图7是说明利用位置 调整单元能够改变一对排气管的开口部的距离的图。如图6的(a)、(b)以及图7所示，所述位置调整单元安装于第一排气管12的侧面 以及第二排气管20的侧面，上述第一排气管12的开口部13和上述第二排气管20的开口 部21对置连接。作为位置调整单元的连接板29形成板状，在连接板29的两端附近设置有 用于插入螺栓30的长孔29a，中心附近设置有左右延伸的棒状的突起部29b。另外，第一排 气管12的侧面和第二排气管20的侧面分别设置有螺纹孔。并且，第一排气管12的具有螺 纹孔的侧面上设置有滑动用槽16，第二排气管20的具有螺纹孔的侧面上设置有滑动用槽 25。连接板29的突起部29b可以与第一排气管12和第二排气管20的滑动用槽16、25卡 扣配合。另外，向第二排气管20供应惰性气体的供气管31，搭载于设置在第一排气管保持 部35(表示于图3的(b))的侧面的L形件38的底面，因此当第二排气管20在水平方向上 滑动时供气管31能够在L形件38的底面滑动。如图7所示，利用设置于连接板29的长孔29a，能够使第二排气管20在水平方向 上滑动。使第一排气管12的开口部13和第二排气管20的开口部21之间的间隙大小d(表 示于图7)为规定的大小，使第二排气管20滑动并定位，使用螺栓30通过连接板29固定第 一排气管12和第二排气管20。这样，通过利用位置调整单元使第二排气管20滑动，由此能够改变第一排气管12 的开口部13和第二排气管20的开口部21形成的空间的大小。因而，能够根据放电电流的 大小改变惰性气体氛围的空间，因此能够获得较佳的放电环境。(气体排出装置的构成部件)接着，使用图3的(a)、(b)对将气体排出装置10的一对排气管11以及位置调整 单元安装于接合头的构成部件进行说明。为了将一对排气管11以及位置调整单元安装于接合头，在与一对排气管11的第 一排气管12的开口部13相反侧的面固定排气管保持部35。排气管保持部35内部形成空 洞，一端固定安装第一排气管12，与第一排气管12的气体导入孔15连通。另外，排气管保 持部35的另一端具有供气件35a，如箭头所示可以从外部供给惰性气体。另外，第一排气管12内的火花杆5与设置于排气管保持部35的上部的火花杆连 接端子36电连接。火花杆连接端子36上布置有一端与球形成装置66 (表示于图1)的高 压输出端子连接的线。另外，与球形成装置66的高压输出端子连接的线的另一端与图2所 示的接线板4连接。
另外，排气管保持部35的上部设置有用于安装于接合头的主体安装件37。利用主 体安装件37将气体排出装置10固定于接合头。这样，气体排出装置10在从毛细管3抽出的引线的前端流出惰性气体，在惰性气 体氛围中形成FAB。另外，一对排气管11的第二排气管20内置有火花杆5，这样通过利用位置调整单 元改变第二排气管20的位置，由此能够改变火花杆5的位置。这样，能够改变从毛细管3 的前端抽出的引线的前端和火花杆5的前端的距离，因此容易进行毛细管3和火花杆5的 放电间隙调整。另外，根据引线尺寸、FAB的大小等条件，容易进行开口部之间的距离的设定，因此 作业效率得以提高。(FAB的形成操作)接着，参照图1和图2说明一对排气管形成的惰性气体氛围中的FAB的形成。首 先，通过一对排气管11的位置调整单元设定第一排气管12的开口部13和上述第二排气管 20的开口部21的间隙大小d(表示于图7)。间隙大小是由基于放电电流的大小的放电空 间的大小、引线前端和火花杆5的放电间隙大小等而决定。另外，在接合开始前将惰性气体 供应到第一排气管12和上述第二排气管20。这样，在第一排气管12的开口部13和上述第 二排气管20的开口部21之间的空间形成惰性气体氛围。接着，从毛细管3的前端抽出必要长度的引线。另外，控制毛细管3，并将毛细管3 移动到火花放电位置，引线的前端位于由一对排气管11的开口部13、21形成的空间内。控 制装置63 (表示于图1)控制球形成装置66 (表示于图1)，从而对内置于一对排气管11的 火花杆5和接线板4(表示于图2)施加高电压，通过毛细管3的前端的引线和火花杆5的 火花放电在引线74(表示于图2)的前端形成FAB。在对搭载有半导体芯片70 (表示于图2)的引线框72 (表示于图2)进行自动接合 时，在规定的时刻在引线的前端形成FAB。而且，关于引线接合工序，一般被大家所熟知，所 以省略说明。(实施例)(利用第二排气管的气体抽吸)上述的排气管是从第一排气管12和第二排气管20流出惰性气体而形成惰性气体 氛围，但是作为实施例也可以从第一排气管12流出惰性气体，从对置的第二排气管20抽吸 气体。图8是说明利用第二排气管抽吸惰性气体的图。如图8所示，通过从连接于第二排气管的供气管31抽吸，形成箭头所示的气流，从 第一排气管12排出的惰性气体流过惰性气体氛围的空间，从第二排气管20的气体排出口 22被抽吸。从第一排气管12流出惰性气体，从对置的第二排气管20抽吸气体，由此使惰性气 体的气流恒定，能够形成稳定的惰性气体氛围。另外，能够高效率回收惰性气体。另外，通过利用位置调整单元的连接板29将第一排气管12的开口部13以及第二 排气管20的开口部21贴紧，由此不会从左右间隙流入空气，能够形成稳定的气体氛围。(位置调整单元的自动控制机构的构成)以上说明的气体排出装置10包括包括第一排气管12和第二排气管20的一对排气管以及位置调整单元，通过使第二排气管20滑动，从而使第一排气管12的开口部13和 第二排气管20的开口部21形成的空间的大小可变。所述位置调整单元通过手动操作使第 二排气管20滑动，但是也可以通过在位置调整单元上使用电机等动力源，使第二排气管20 自动滑动。以下，结合图9对能够自动进行第二排气管20的位置的控制的位置调整单元进 行说明。图9是具有用于控制一对排气管的第二排气管的位置的机构的气体排出装置的俯 视图。如图9所示，位置调整单元在排气管保持部35的侧面具有电机50，该电机用于驱 动与LM(Linear Motion)引导件51连接的供气管31。脉冲电机等构成的电机50，通过固 定于排气管保持部35的一侧的侧面的固定件52来安装。固定件52在电机50和排气管保 持部35相连接的面之间设置有空洞，以便能够使供气管31沿如图9所示的箭头的方向以 非接触方式移动。LM引导件51的LM导轨51a固定于排气管保持部35的一侧的侧面，LM 引导件51的LM块51b具有螺纹孔，在螺纹孔内配设有螺纹轴53，螺纹轴53的前端部与电 机50的前端部直接连接。供气管31的一端通过接线夹26与第二排气管20连接。另外，排气管保持部35的另一侧的侧面固定有LM引导件56的LM导轨56a。LM 引导件56的LM块56b固定连接于第二排气管20的侧面的连接棒55的另一端。这样，第二排气管20通过连接于排气管保持部35的一侧的侧面的LM引导件51 的供气管31以及连接于排气管保持部35的另一侧的侧面的LM引导件56的连接棒55保 持固定。通过旋转电机52，LM引导件51的LM块51b在如图9所示的箭头表示的方向上移 动，同时供气管31也移动。这样，第二排气管20在如图9所示的箭头表示的方向上移动， 使第一排气管12的开口部13和第二排气管20的开口部21构成的空间的大小可变。这样，位置调整单元将电机50的旋转运动转换为供气管31的平移运动，以使连接 于供气管31的前端的第二排气管20移动。对位置调整单元的驱动单元使用电机的气体排出装置进行了说明，但是也可以代 替电机而使用直线移动的气缸或者螺线管。电机通过旋转能够连续改变第二排气管20的 位置，但是使用气缸、螺线管时，适合于设置在第二排气管20的两个规定位置之一。而且， 在使用气缸或者螺线管的情况下，不使用螺纹轴将LM引导件51的LM块51b和气缸或者螺 线管的前端部结合。(间隙调整的自动控制)接着，使用图10所示的流程图对使用电机的位置调整单元的开口部的间隙调整 进行说明。图10是表示用于调整一对移动排气管的开口部之间的距离的步骤的流程图。如图10所示，首先，使用火花杆5将图2表示的毛细管3移动至放电位置(火花 放电位置)(步骤Si)。毛细管3位于一对排气管11的各个开口部13、21之间的大致中心 附近的正上方。接着，选择手动设定或者自动设定开口部之间的间隙(步骤S2)。手动设定 是指在间隙大小d (表示于图7)的数据未确定的状态下，操作者操作键盘67 (表示于图1) 使第二排气管20移动来设定最佳的间隙大小。自动设定是指间隙大小数据事先确定，在控 制装置63(表示于图1)的存储装置存储有数据的状态下，操作者操作键盘以使控制装置63 根据间隙大小数据自动设定间隙大小。在手动设定的情况下，键盘67发出电机50连续旋转的指示，使第二排气管20移动。而且，开口部的间隙，根据接合时的放电电流的大小等形成能够确保必要的惰性气体氛 围的长度(步骤S3)。控制装置63在电机50的旋转过程中计算通过电机50而产生的第二 排气管20的移动量(步骤S4)。从步骤S3进行重复，直到开口部被设定成最佳间隙大小为 止。在开口部的间隙大小的设定结束的情况下，控制装置63转移到步骤S6(步骤S5)。控 制装置63将计算的移动量作为间隙大小数据存储到控制装置63的存储装置中(步骤S6)。 手动设定结束。在步骤S2中，在选择了自动设定的情况下，读出存储于控制装置63的存储装置的 当时的间隙大小数据(步骤S7)。控制装置63从控制装置63的存储装置读出按照操作者 的指示设定的新的间隙大小数据(步骤S8)。根据设定的间隙大小数据和当时的间隙大小 数据，计算出第二排气管20的移动量(步骤S9)。根据算出的移动量，控制电机50(步骤 S10)。由此，一对排气管的开口部之间的距离被设定。这样，位置调整单元通过利用电机等使第二排气管20滑动，由此能够改变第一排 气管12的开口部13和第二排气管20的开口部21形成的空间的大小。这样，能够根据放 电电流的大小改变惰性气体氛围的空间，因此能够得到最佳的放电环境。另外，由于能够通过位置调整单元移动排气管中的一个，因此通过在可移动的排 气管内内置火花杆，能够容易地进行毛细管和火花杆的放电间隙的调整。另外，由于通过位置调整单元能够自动控制移动排气管的位置以使一对排气管的 各个开口部之间的距离为规定大小，所以能够根据引线尺寸、FAB的大小等条件，在短时间 内进行开口部之间的距离的设定，因此作业效率得以提高。
权利要求
1.一种引线接合装置，其特征在于，该引线接合装置包括毛细管，该毛细管的前端适于抽出引线；一对排气管，该对排气管的开口部隔着所述毛细管的所述前端对置，各个所述开口部 具有所述毛细管的前端能够穿过的切口部，所述一对排气管用于向所述切口部排出惰性气 体；火花杆，该火花杆定位成能够在所述排气管内对从所述毛细管抽出的引线进行火花放 电而形成球；以及位置调整单元，该位置调整单元用于改变所述一对排气管的各个开口部之间的距离。
2.根据权利要求1所述的引线接合装置，其特征在于，所述一对排气管包括第一排气管，该第一排气管内置有所述火花杆，用于对所述第一排气管的开口部的弧 形的切口部进行惰性气体的排出并利用所述火花杆对所述引线进行火花放电；第二排气管，该第二排气管用于对与所述第一排气管的开口部对置的所述第二排气管 的开口部的弧形的切口部进行惰性气体的排出；在所述一对排气管的各个开口部之间形成惰性气体氛围的空间。
3.根据权利要求2所述的引线接合装置，其特征在于，所述第一排气管的开口部和所 述第二排气管的开口部之间具有间隙。
4.根据权利要求2所述的引线接合装置，其特征在于，所述第二排气管能够代替对所 述第二排气管的开口部的弧形的切口部进行惰性气体的排出而抽吸所述第二排气管的开 口部的弧形的切口部的惰性气体。
5.根据权利要求1所述的引线接合装置，其特征在于，所述位置调整单元通过使所述 一对排气管中的一个排气管滑动，而改变各个所述开口部之间的距离，使所述一对排气管 的开口部之间的空间的大小可变，从而使通过惰性气体形成的惰性气体氛围的空间的大小 可变。
6.根据权利要求1所述的引线接合装置，其特征在于，所述位置调整单元通过使所述 一对排气管中的定位有所述火花杆的排气管滑动，从而使所述毛细管前端的引线和所述火 花杆的放电距离可变。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的引线接合装置，其特征在于，所述位置调整单 元按照使所述一对排气管的各个开口部之间的距离为规定值的方式自动控制所述一对排 气管中的一个排气管的位置。
全文摘要
本发明提供一种引线接合装置，其在惰性气体氛围中形成FAB时，能够抑制FAB的氧化并实现FAB的稳定化，并且通过位置调整机构能够容易地设定毛细管和火花杆的放电间隙大小以及惰性气体氛围的空间的大小，包括一对排气管(11、20)，其开口部(13、21)隔着毛细管(3)的前端对置并具有能够使毛细管的前端穿过的切口部(13a、21a)，该对排气管用于向切口部排出惰性气体；定位成能够在排气管内对从毛细管抽出的引线进行火花放电而形成球的火花杆(5)；以及用于改变一对排气管的各个开口部之间的距离的位置调整单元，使一对排气管的开口部之间的空间的大小可变，从而使由惰性气体形成的惰性气体氛围的空间的大小可变。
文档编号H01L21/60GK101996903SQ20101025253
公开日2011年3月30日 申请日期2010年8月10日 优先权日2009年8月13日
发明者吉野秀纪, 木村荣二, 石井志信 申请人:株式会社华祥