特許 6093954 酸化防止ガス吹き出しユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6093954

(24)【登録日】2017年2月24日

(45)【発行日】2017年3月15日

(54)【発明の名称】酸化防止ガス吹き出しユニット

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/60 20060101AFI20170306BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/60 301G

【請求項の数】9

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2014-539623(P2014-539623)

(86)(22)【出願日】2013年4月11日

(86)【国際出願番号】JP2013060892

(87)【国際公開番号】WO2014054305

(87)【国際公開日】20140410

【審査請求日】2014年11月18日

(31)【優先権主張番号】特願2012-222972(P2012-222972)

(32)【優先日】2012年10月5日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000146722

【氏名又は名称】株式会社新川

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】特許業務法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】前田 徹

【審査官】 儀同 孝信

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−０４０６３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特公昭５９−０１６４０９（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 特開平０３−２５３０４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特公平０４−００７１０２（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開平０５−１２９３５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６０−２１１９５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特公平０６−０９１１２３（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 米国特許出願公開第２００８／００９９５３１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／０１４００２９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特許第３０４９９７６（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特許第３７０４３２８（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特許第４８５２５２１（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開２００２−１５１５４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２７０６２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６１−２９６７３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１１４３０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６２−０６２４３８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特許第３２０６１４２（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特許第３４７８５１０（ＪＰ，Ｂ２）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／６０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

誘電体であるセラミックス製で内部に酸化防止ガス流路が形成された中空板状の基体部と、
キャピラリが抜き差しされるように前記基体部に設けられ、前記酸化防止ガス流路に連通する孔と、
前記孔近傍の前記基体部の壁の中に埋め込まれ、酸化防止ガスをプラズマ化させた酸化防止ガスプラズマを発生させる複数の電極と、
前記キャピラリの先端から延出するワイヤとの間で放電が発生する位置に配置され、前記酸化防止ガスプラズマの領域内で前記ワイヤの先端にフリーエアボールを形成するトーチ電極と、
を備え、
前記複数の電極は対向して配置される少なくとも１つの電極対であり、前記電極対は、前記酸化防止ガス流路を構成する前記基体部の壁の中に埋め込まれている酸化防止ガス吹き出しユニット。

【請求項2】

請求項１に記載の酸化防止ガス吹き出しユニットであって、
前記酸化防止ガス流路は、前記孔の中心に向かって酸化防止ガスを吹き出す少なくとも１つの吹き出し口を備え、
前記電極対は、前記吹き出し口周縁の前記基体部の壁の中に埋め込まれている酸化防止ガス吹き出しユニット。

【請求項3】

請求項１に記載の酸化防止ガス吹き出しユニットであって、
さらに、前記基体部の外表面に取り付けられ、酸化防止ガスを加熱するヒータを備えている酸化防止ガス吹き出しユニット。

【請求項4】

請求項２に記載の酸化防止ガス吹き出しユニットであって、
さらに、前記基体部の外表面に取り付けられ、酸化防止ガスを加熱するヒータを備えている酸化防止ガス吹き出しユニット。

【請求項5】

請求項３に記載の酸化防止ガス吹き出しユニットであって、
前記酸化防止ガス流路は、前記基体部の前記ヒータが取り付けられる外表面の近傍に設けられる第一の流路と、
前記第一の流路と前記孔との間に設けられ、前記第一の流路よりも深い第二の流路を有し、
前記電極対は、前記基体部の前記第二の流路を構成する壁の中に埋め込まれている酸化防止ガス吹き出しユニット。

【請求項6】

請求項４に記載の酸化防止ガス吹き出しユニットであって、
前記酸化防止ガス流路は、前記基体部の前記ヒータが取り付けられる外表面の近傍に設けられる第一の流路と、
前記第一の流路と前記孔との間に設けられ、前記第一の流路よりも深い第二の流路を有し、
前記電極対は、前記基体部の前記第二の流路を構成する壁の中に埋め込まれている酸化防止ガス吹き出しユニット。

【請求項7】

請求項１に記載の酸化防止ガス吹き出しユニットであって、
前記酸化防止ガス流路は、酸化防止ガスの流れの方向を少なくとも２回変更するラビリンスと、を備えている酸化防止ガス吹き出しユニット。

【請求項8】

請求項１に記載の酸化防止ガス吹き出しユニットであって、
前記孔の側面に設けられた貫通穴の中にトーチ電極が配置されている酸化防止ガス吹き出しユニット。

【請求項9】

請求項１に記載の酸化防止ガス吹き出しユニットであって、
前記基体部の下面側にトーチ電極が配置されている酸化防止ガス吹き出しユニット。

【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に取り付けられる酸化防止ガス吹き出しユニットの構造に関する。

【背景技術】

【0002】

ワイヤボンディング装置では、ボンディングツールであるキャピラリの先端から延出させたワイヤテールをスパークによってフリーエアボールに形成し、フリーエアボールをキャピラリの先端で半導体素子あるいは、基板の電極の上にボンディングするボールボンディングが多く行われている。

【0003】

従来、ワイヤボンディングにおいては、金ワイヤが用いられることが多かったが、より安価で電気特性の優れる銅ワイヤを用いたボンディングが行われるようになってきている。しかし、金と異なり、銅ワイヤは酸化しやすいため、スパークによってフリーエアボールを形成する際にボールの表面に酸化皮膜ができてしまう。この酸化皮膜はボールと電極の付着性を低下させ、ボンディング不良を引き起こす場合があった。そこで、銅ワイヤを用いてボンディングを行う際には例えば、窒素ガスやアルゴンガスなどの不活性ガスの中でフリーエアボールを形成し、ボール表面が酸化することを抑制する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【0004】

一方、ボンディングの際のフリーエアボールの表面温度が低下するとフリーエアボールと電極との接合強度が低下したり、フリーエアボールを形成する際にフリーエアボールの表面温度が低下するとフリーエアボールの異形化（丸くならない）が発生したりする場合があるという問題があった。このため、加熱した還元性ガスをフリーエアボール形成の前後及びフリーエアボール形成中にその周辺に流すことによってフリーエアボールの温度を高く保ち、ボンディング強度を確保する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

【0005】

また、加熱した不活性ガスを流した状態でフリーエアボールの形成を行うことによってボール表面の酸化を抑制すると共にフリーエアボールの温度を高く保ってボンディングする方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。

【0006】

しかし、特許文献２，３に記載された従来技術のように、ガスノズルから加熱した不活性ガスを噴出する構造の場合、不活性ガス雰囲気を維持するために不活性ガスの流量を大きくすることが必要となる。このため、不活性ガスを加温するためのヒータも大きなものが必要となり、ボンディング装置が大型となってしまったり、動作が遅く高速でのボンディングが難しくなってしまったりするという問題があった。

【0007】

また、銅ワイヤを用いたワイヤボンディング装置では、銅の表面を清浄な状態として電極に接合することが良好な接続状態を確保するために必要となってくる。そこで、ボンディングを行う前に、銅ワイヤの表面にプラズマを当てて洗浄し、ワイヤ表面に付着している有機不純物を除去した後、還元性または希ガスをワイヤに吹き付けてワイヤ表面の酸化を抑制し、清浄表面のワイヤをボンディングツールに供給する方法が提案されている（例えば、特許文献４参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２００７−２９４９７５号公報

【特許文献2】特開昭６３−１６４２３０号公報

【特許文献3】特開昭６３−２６６８４５号公報

【特許文献4】特表２００８−５３５２５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

ところで、スパークによってワイヤにフリーエアボールを形成する際にはトーチ電極に数ｋＶの高い放電電圧を印加することが必要となる。トーチ電極に印加する放電電圧が高くなると、スパークの際に金属製のトーチ電極の表面にワイヤを構成する金属、例えば銅、銀、金等が細かな粒となって表面に付着するスパッタ現象が発生する。スパッタ現象はトーチ電極の汚れを招き、良好なフリーエアボールが形成できなくなる場合がある。

【0010】

また、銅ワイヤを用いたボンディングにおいては、銅ワイヤを不活性ガス雰囲気の中でフリーエアボールに形成した場合、表面の酸化被膜の形成を抑制できるものの、表面に若干の酸化被膜ができる場合があり、電極とフリーエアボールとの付着性を低下させ、ボンディング品質の低下を招く場合があった。

【0011】

そこで、本発明は、ワイヤボンディング装置においてボンディング品質をより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】

【0012】

本発明の酸化防止ガス吹き出しユニットは、誘電体であるセラミックス製で内部に酸化防止ガス流路が形成された中空板状の基体部と、キャピラリが抜き差しされるように基体部に設けられ、酸化防止ガス流路に連通する孔と、孔近傍の基体部の壁の中に埋め込まれ、酸化防止ガスをプラズマ化させた酸化防止ガスプラズマを発生させる複数の電極と、キャピラリの先端から延出するワイヤとの間で放電が発生する位置に配置され、酸化防止ガスプラズマの領域内でワイヤの先端にフリーエアボールを形成するトーチ電極と、を備え、複数の電極は対向して配置される少なくとも１つの電極対であり、電極対は、酸化防止ガス流路を構成する基体部の壁の中に埋め込まれていることを特徴とする。

【0014】

本発明の酸化防止ガス吹き出しユニットにおいて、酸化防止ガス流路は、孔の中心に向かって酸化防止ガスを吹き出す少なくとも１つの吹き出し口を備え、電極対は、吹き出し口周縁の基体部の壁の中に埋め込まれていること、としても好適である。

【0015】

本発明の酸化防止ガス吹き出しユニットにおいて、さらに、基体部の外表面に取り付けられ、酸化防止ガスを加熱するヒータを備えていること、としても好適であるし、酸化防止ガス流路は、基体部のヒータが取り付けられる外表面の近傍に設けられる第一の流路と、第一の流路と孔との間に設けられ、第一の流路よりも深い第二の流路を有し、電極対は、基体部の第二の流路を構成する壁の中に埋め込まれていること、としても好適である。

【0016】

本発明の酸化防止ガス吹き出しユニットにおいて、酸化防止ガス流路は、酸化防止ガスの流れの方向を少なくとも２回変更するラビリンスと、を備えていること、としても好適であるし、孔の側面に設けられた貫通穴の中にトーチ電極が配置されていること、としても好適であるし、基体部の下面側にトーチ電極が配置されていることとしても好適である。

【発明の効果】

【0017】

本発明は、ワイヤボンディング装置においてボンディング品質をより向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の実施形態における酸化防止ガス吹き出しユニットが取り付けられたワイヤボンディング装置を示す斜視図である。

【図2】図１に示すＡ部の拡大斜視図である。

【図3】本発明の実施形態における酸化防止ガス吹き出しユニットの構成を示す斜視図である。

【図4】本発明の実施形態における酸化防止ガス吹き出しユニットの酸化防止ガス路と電極の配置を示す断面図と平面図である。

【図5】本発明の実施形態における酸化防止ガス吹き出しユニットの断面を模式的に示した説明図である。

【図6】本発明の実施形態における酸化防止ガス吹き出しユニットの他の電極の配置を示す断面図と平面図である。

【図7】本発明の他の実施形態における酸化防止ガス吹き出しユニットが取り付けられたワイヤボンディング装置を示す斜視図である。

【図8】本発明の他の実施形態における酸化防止ガス吹き出しユニットの内部構成を示す斜視図である。

【図9】本発明の他の実施形態における酸化防止ガス吹き出しユニットの断面を示す斜視図である。

【図10】本発明の他の実施形態における酸化防止ガス吹き出しユニットの断面を模式的に示した説明図である。

【図11】本発明の他の実施形態における酸化防止ガス吹き出しユニットの断面を示す斜視図である。

【図12】本発明の他の実施形態における酸化防止ガス吹き出しユニットが取り付けられたワイヤボンディング装置を示す斜視図である。

【図13】本発明の他の実施形態における酸化防止ガス吹き出しユニットの断面を模式的示した説明図である。

【図14】本発明の他の実施形態における酸化防止ガス吹き出しユニットの構成を示す斜視図である。

【図15】本発明の他の実施形態における酸化防止ガス吹き出しユニットが取り付けられたワイヤボンディング装置を示す斜視図である。

【図16】本発明の他の実施形態における酸化防止ガス吹き出しユニットの断面を模式的に示した説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１に示すように、本実施形態の酸化防止ガス吹き出しユニット１００は、内部に酸化防止ガス流路３０が形成された中空板状の基体部２０と、キャピラリ１２が抜き差しされるように基体部２０に設けられ、酸化防止ガス流路３０に連通する孔２４と、基体部２０の外表面に取り付けられるヒータ５０と、を備えている。

【0020】

図１に示すように、基体部２０は、酸化防止ガス流路３０を形成する溝（後で説明する）が表面に形成された本体２１と、本体２１の上に取り付けられて本体２１に形成された溝の開放端を塞ぎ、該溝と共に酸化防止ガス流路３０を形成する薄い平板状の蓋２２と、を備えている。したがって、蓋２２の本体２１と反対側の表面（上面）は基体部２０の外表面となる。基体部２０の外表面である蓋２２の上面には、蓋２２と同一の平面形状のフィルム状のヒータ５０が取り付けられ、ヒータ５０の上には、蓋２２と同一の平面形状のカバープレート２３が取り付けられている。カバープレート２３には、ヒータ５０の電極５１が露出している。また、本体２１には酸化防止ガスが供給される酸化防止ガス供給管２５が接続されている。

【0021】

図２に示すように、酸化防止ガス流路３０に連通する孔２４の側面には、貫通穴７１が設けられ、この貫通穴７１の中には、トーチ電極７０が配置されている。トーチ電極７０は、キャピラリ１２の先端から延出するワイヤテール１３との間で放電を行うことによってワイヤテール１３の先端をフリーエアボール１４に形成する。

【0022】

ボンディング動作の際には、図１に示すキャピラリ１２は図示しないボンディングアームに取り付けられた超音波ホーン１１によって上下方向（Ｚ方向）に移動してワイヤテール１３の先端に形成したフリーエアボール１４を半導体ダイあるいは基板の電極に押し付けてワイヤを電極に接合（ボンド）する。酸化防止ガス吹き出しユニット１００は、超音波ホーン１１が取り付けられているボンディングヘッド（図示せず）に取り付けられ、超音波ホーン１１、キャピラリ１２と共にＸＹ方向に移動する。酸化防止ガスは窒素あるいはアルゴンなどの不活性ガスであってもよいし、例えば、水素などの還元性のガスを混合したガスを用いてもよい。

【0023】

図３に示す様に、本体２１は、酸化防止ガス供給管２５が取り付けられている根元部分から先端に向って幅が小さくなる略台形状の第一部分２１ａと、キャピラリ１２が貫通する孔２４を含む先丸長方形の第二部分２１ｂとを備えている。第一部分２１ａの表面には浅い折れ曲がった溝３１と、各溝３１の間の帯状の山部３２が設けられている。第一部分２１ａの根元側の溝３１には、酸化防止ガス供給管２５に連通する酸化防止ガス供給穴２６が設けられている。また、第二部分２１ｂの外周側の表面には、溝３１につながる直線状部分と第二部分２１ｂの先端の半円形状に沿った三日月型の部分とを有する溝３３が設けられている。図５に示すように、本実施形態では、上流側流路３０ａ、下流側流路３０ｂの深さ（図３に示す溝３１，３３の深さ）は深さＨ_１で同一である。

【0024】

第二部分２１ｂの中央には、溝３１，３３よりも深い凹部４０が形成されている。溝３３と凹部４０とは接続流路３４によって連通している。図５に示す様に凹部４０の深さはＨ_２である。凹部４０の中には、複数の突起３５，３６ａ，３６ｂ，３７ａ，３７ｂ，３８ａ，３８ｂが設けられている。図３、図４（ｂ）に示すように、突起３５は、凹部４０の底面４１から突出し、接続流路３４側が凹部となっている半円筒型の突起であり、突起３６ａ，３６ｂは凹部４０の左右の側面４２から突起３５の側面に向ってそれぞれ突出した板型の突起であり、突起３７ａ，３７ｂは、突起３５と突起３６ａ，３６ｂとの間の各隙間の孔２４側に凹部４０の底面４１から突出した板状の突起であり、突起３８ａ，３８ｂは、凹部４０の底面４１から突出し、孔２４の周囲に沿って互いに離間して設けられた円弧状の突起である。図３に示すように、突起３８ａ，３８ｂの孔２４側には凹部４０の底面４１よりも高くなっている段部３９ａ，３９ｂが設けられている。

【0025】

凹部４０の孔２４側の本体２１には、凹部４０よりも浅い溝６０が設けられている。溝６０の本体２１の表面からの深さは図５に示すように深さＨ_３である。また、図５に示すように、段部３９ａ，３９ｂの本体２１の表面からの深さも深さＨ_３である。

【0026】

図５に示すように、山部３２、各突起３５，３６ａ，３６ｂ，３７ａ，３７ｂ，３８ａ，３８ｂの上面と、本体２１の蓋２２が取り付けられる表面とは同一の高さとなっている。また、図３に示すように、蓋２２は、本体２１外形と同一の外形から溝６０の部分と、孔２４の周囲部分をＵ字型に切り欠いた形状であり、このＵ字型の切り欠き２２ａの円弧部分の半径は、突起３８ａ，３８ｂの孔２４側の円弧面の半径よりも少し小さい半径となっている。このため、図３に示すように、本体２１の上に平板の蓋２２を取り付けると、溝３１，３３の周囲の本体２１の表面と、山部３２の上面と、各突起３５，３６ａ，３６ｂ，３７ａ，３７ｂ，３８ａ，３８ｂの上面とが蓋２２の底面に密着し、蓋２２と溝３１、３３、山部３２とは浅い第一の流路３０Ａを構成する。第一の流路３０Ａは、本体２１の第一部分２１ａの表面近傍に形成される折れ曲がり流路である上流側流路３０ａと本体２１の第二部分２１ｂの表面近傍に形成される直線流路に続く三日月型の流路である下流側流路３０ｂとを含む。また、蓋２２と凹部４０と各突起３５，３６ａ，３６ｂ，３７ａ，３７ｂ，３８ａ，３８ｂとは孔２４に連通する第二の流路３０Ｂを構成する。第一の流路３０Ａと第二の流路３０Ｂとは接続流路３４によって連通している。したがって、酸化防止ガス流路３０は、上流側流路３０ａと下流側流路３０ｂを含む第一の流路３０Ａと、第一の流路と孔２４との間の第二の流路３０Ｂと、によって構成される。

【0027】

図３に示すように、第一の流路３０Ａの下流側流路３０ｂの直線状の部分は、第二の流路３０Ｂと平行して配置され、下流側流路３０ｂの三日月型の部分は、第二の流路３０Ｂの外周に沿って第二部分２１ｂの外面との間に配置されている。したがって、下流側流路３０ｂは第二部分２１ｂの先端側の第二の流路３０Ｂの周囲を取り囲んでいる。

【0028】

蓋２２のＵ字型の切り欠き２２ａの領域にあたる孔２４の周囲と溝６０の部分は蓋２２が被さらず、開放された状態となるので、蓋２２の表面側からは孔２４が見通せる。また、溝６０は蓋２２の側が開放された溝型流路６１を構成すると共に、超音波ホーン１１が降下した際に超音波ホーン１１が本体２１にぶつからないような逃げを構成する。

【0029】

図３に示すように、フィルム状のヒータ５０、カバープレート２３もそれぞれ蓋２２と同様の形状であり、それぞれ蓋２２のＵ字型の切り欠き２２ａと同様の形状の切り欠き５０ａ，２３ａを有している。従って、本体２１の表面に蓋２２、ヒータ５０、カバープレート２３を重ね合わせると、各Ｕ字型の切り欠き５０ａ，２３ａも孔２４の周囲と溝６０の部分に被さらず、図１に示すように、キャピラリ１２は、各Ｕ字型の切り欠き２２ａ，５０ａ，２３ａの部分を通して孔２４に挿通できる。本実施形態では、本体２１、蓋２２、カバープレート２３はそれぞれセラミック製であり、図３に示すように、本体２１、蓋２２、ヒータ５０、カバープレート２３の順に重ね合わせて焼結形成されたり、接着剤で組み立てられたりする。

【0030】

図３、図４（ａ）、図４（ｂ）に示すように、蓋２２と溝３１と山部３２とで構成される折り返し型の上流側流路３０ａは、下流に向かうにつれてしだいに流路断面積が狭くなり、第一部分２１ａから第二部分２１ｂに向かう最下流の直線状の流路は流路断面積が一番小さくなっている。上流側流路３０ａの上記直線状の部分は、本体２１の第二部分２１ｂに設けられている下流側流路３０ｂの直線状の部分につながっている。蓋２２と溝３３と溝３３の周囲の本体２１の表面とで構成され、直線状の部分と三日月型の部分を含む下流側流路３０ｂの直線状の部分は下流側流路３０ｂの中で流路断面積が一番小さくなっている。下流側流路３０ｂの三日月型の部分は、第二部分２１ｂの先端に向かうに従ってしだいに流路断面積が大きくなり、第二部分２１ｂの先端を越えるとしだいに流路断面積が狭くなって第二部分２１ｂの第一部分２１ａと反対側の位置まで延びている。下流側流路３０ｂの三日月型の部分の流路断面積は上流側流路３０ａの折り返し部分よりも流路断面積が小さくなっている。

【0031】

図４（ｂ）に示すように、下流側流路３０ｂの直線状部分の下側の部分の第二部分２１ｂの壁２１ｗの中には、第二の流路３０Ｂの中を流れる酸化防止ガスをプラズマ化する電極７５ｂが埋め込まれている。また、孔２４に対して対称の位置にある第二部分２１ｂの壁２１ｗにも、電極７５ａが埋め込まれている。

【0032】

図４（ａ）に示すように、電極７５ａ、７５ｂは、それぞれ第二の流路３０Ｂを構成する凹部４０の側面４２を表面とする壁２１ｗの中に、対向する二枚を一対として埋め込まれている。各上側の電極７５ａ，７５ｂは接続線７６によって直流パルス電源７８に接続され、各下側の電極７５ａ，７５ｂは接続線７７によって直流パルス電源７８に接続されている。図４（ａ）に示すように、図中左側の壁２１ｗの中に上下に対向して配置される二枚の電極７５ａは、一つの電極対７５Ａであり、図中右側の壁２１ｗの中に上下に対向して配置される二枚の電極７５ｂは、一つの電極対７５Ｂである。したがって、本実施形態の酸化防止ガス吹き出しユニット１００は、２つの電極対を備えている。

【0033】

図４（ａ）に示すように、各電極対７５Ａ，７５Ｂの各電極７５ａ，７５ｂの間にそれぞれ高圧パルス電圧が印加されると、雲マークで示すように、各電極対７５Ａ，７５Ｂの埋め込まれている近傍の各壁２１ｗの第二の流路３０Ｂ側の表面、つまり、凹部４０の側面４２と各突起３８ａ，３８ｂとの間において酸化防止ガスがプラズマ化され、酸化防止ガスプラズマ８５ａ，８５ｂとなる。

【0034】

図５に示す様に、上流側流路３０ａと下流側流路３０ｂとは、本体２１の表面近傍に配置された浅い流路であり、蓋２２は薄い平板であり、図３に示すように、ヒータ５０は、蓋２２の上流側流路３０ａ、下流側流路３０ｂの全領域にわたって配置されているので、酸化防止ガスはヒータ５０によって効果的に加熱される。先に説明したように、上流側流路３０ａと下流側流路３０ｂとを接続する直線状の部分は、流路断面積が一番小さくなっている部分であり、酸化防止ガスは、この部分でもっとも流速が早くなる。また、下流側流路３０ｂの三日月型の部分の流路断面積は上流側流路３０ａの折り返し部分よりも流路断面積が小さくなっているので、三日月型の部分に流入した酸化防止ガスは上記の直線状の部分よりも少し遅い程度の流速となる。第二部分２１ｂの先端を越えた領域（下流側）に配置されている下流側流路３０ｂの三日月型の部分は、先端が閉じられているので、酸化防止ガスは内部に滞留している。

【0035】

図３、図４（ｂ）に示すように、酸化防止ガスは、本体２１の第一部分２１ａの溝３１に設けられた酸化防止ガス供給穴２６から上流側流路３０ａの中に流入し、図中の矢印で示すように流れの方向を変えながら浅い上流側流路３０ａの折り返し部分を流れていく。上流側流路３０ａから下流側流路３０ｂの三日月型の部分は、溝３１が浅いので酸化防止ガスがヒータの熱を効率よく吸収する。長い折り返し部分を流れるうちに酸化防止ガスの温度は徐々に上昇していく。そして、酸化防止ガスは上流側流路３０ａと下流側流路３０ｂとを接続する直線状の部分に流入するとさらに温度が上昇していく。更に、酸化防止ガスは、第二部分２１ｂの先端の手前の領域（上流側）に配置されている下流側流路３０ｂの三日月型の部分でもしだいに温度が上昇していく。本実施形態における酸化防止ガスの温度上昇の一例を示すと、フィルム状のヒータ５０の厚さが０．０１５ｍｍ、入力電力が１Ｗの場合、０．３リットル／ｍｉｎの酸化防止ガスを常温から１３０℃程度まで上昇させることができる。この際、ヒータ５０の温度は１５０℃程度である。また、第二部分２１ｂの先端を越えた領域（下流側）に配置されている下流側流路３０ｂの三日月型の部分は、先端が閉じられているので、温度の上昇した酸化防止ガスが内部に滞留する。

【0036】

高温の酸化防止ガスは、接続流路３４から第二の流路３０Ｂに流入する。先に述べたように、第二の流路３０Ｂは、蓋２２と深さＨ_２の凹部４０と各突起３５，３６ａ，３６ｂ，３７ａ，３７ｂ，３８ａ，３８ｂによって構成されているので、蓋２２と深さＨ_１の浅い溝３１，３３とで構成される第一の流路３０Ａよりも流路断面積が格段に大きくなっている。したがって、第二の流路３０Ｂ内では酸化防止ガスの流速は第一の流路３０Ａの流速に比べて非常に遅くなる。このため、ヒータ５０によって温度を上昇させるほどの加熱はされないが、ヒータ５０によって高温状態が保持される。

【0037】

また、先に述べたように、第一の流路３０Ａの下流側流路３０ｂの直線状の部分は、第二の流路３０Ｂと平行して配置され、下流側流路３０ｂの三日月型の部分は、第二の流路３０Ｂの外周に沿って第二部分２１ｂの外面との間に配置されているので、第二の流路３０Ｂは高温となった酸化防止ガスが流れる、あるいは滞留する下流側流路３０ｂによってその一部を取り囲まれている。このため、第二の流路３０Ｂの中での酸化防止ガスの温度の低下が抑制され、ヒータ５０からの入熱とあいまって第二の流路３０Ｂの中の酸化防止ガスの温度が高温状態に保たれる。

【0038】

図４（ｂ）に示すように、第二の流路３０Ｂに流入した高温の酸化防止ガスは各突起３５，３６ａ，３６ｂ，３７ａ，３７ｂ，３８ａ，３８ｂによってその方向が変更される。接続流路３４から流入した酸化防止ガスは、突起３５によって流れの方向を凹部４０の側面４２に向って変更され、突起３６ａ，３６ｂによって流れの方向を凹部４０の中心側に変更され、突起３７ａ，３７ｂによって流れの方向を左右方向に変更され、突起３８ａ，３８ｂによって流れの方向を孔２４の中心２４ｃの方向に変更され、突起３８ａ，３８ｂの間及び突起３８ａ，３８ｂと凹部４０の側面４２との間の吹き出し口４５ａ，４５ｂ，４５ｃに流れ込む。つまり、各突起３５，３６ａ，３６ｂ，３７ａ，３７ｂ，３８ａ，３８ｂは高温の酸化防止ガスの流れを少なくとも２回変更するラビリンスを構成し、高温の酸化防止ガスは、突起３８ａ，３８ｂの間及び突起３８ａ，３８ｂと凹部４０の側面４２との間の吹き出し口４５ａ，４５ｂ，４５ｃに均等に流入していく。

【0039】

このうち、突起３８ａ，３８ｂと凹部４０の側面４２との間に流れこんだ高温の酸化防止ガスは、図４（ａ）に示す直流パルス電源７８により高圧パルス電圧が印加される各電極対７５Ａ，７５Ｂによってプラズマ化され、高温の酸化防止ガスプラズマ８５ａ，８５ｂとなる。高温の酸化防止ガスプラズマ８５ａ，８５ｂは各吹き出し口４５ａ，４５ｂから孔２４の中心２４ｃに向かって吹き出す。また、突起３８ａと３８ｂとの間に流れこんだ高温の酸化防止ガスはプラズマ化されずに吹き出し口４５ｃから孔２４の中心２４ｃに向って吹き出す。

【0040】

吹き出し口４５ａ，４５ｂから孔２４の中心２４ｃに向かって吹き出した高温の酸化防止ガスプラズマ８５ａ，８５ｂの一部及び吹き出し口４５ｃから孔２４の中心２４ｃに向って吹き出した高温の酸化防止ガスの一部は、図５に示すように孔２４を通って本体２１の下面から下向きに流出し、他の一部は、溝６０によって構成される溝型流路６１を通って水平方向に流出する。

【0041】

第二の流路３０Ｂは、本体２１の表面近傍に配置された第一の流路３０Ａから流入した高温の酸化防止ガスを高温状態に保ったまま本体２１の高さ方向に拡散させるので、高さ方向の広い範囲に高温の酸化防止ガスを吹き出すことができる。また、吹き出し口４５ａ，４５ｂの手前に設けられた電極対によって高温の酸化防止ガスを高温の酸化防止ガスプラズマ８５ａ，８５ｂとして吹き出し口４５ａ，４５ｂから吹き出すことができる。また、孔２４は、凹部４０の底面４１に設けられているので、外部の空気の流れによって吹き出し口４５ａ，４５ｂ，４５ｃから吹き出す高温の酸化防止ガスプラズマ、酸化防止ガスの流れが乱されることがない上、突起３８ａ，３８ｂが孔２４の周囲に壁を形成し、図５に示すように、突起３８ａ，３８ｂの各段部３９ａ，３９ｂが溝６０の底面と同一の高さまで延びているので、図５の雲マークに示すように孔２４の周囲に高温の酸化防止ガスの濃度が高い酸化防止ガスプラズマ領域８５を形成することができる。本実施形態では、先に述べた、０．３リットル／ｍｉｎのような少ない酸化防止ガスの流量でも温度が１３０℃程度で酸化防止ガスの濃度がほぼ１００％の酸化防止ガスプラズマ領域８５を形成することができる。

【0042】

図５に示すように、孔２４の中心２４ｃにキャピラリ１２の中心を合わせ、酸化防止ガスプラズマ領域８５の中にキャピラリ１２の先端のワイヤテール１３が入るように超音波ホーン１１の高さを調整した後、孔２４の側面に設けられた貫通穴７１の中に配置されたトーチ電極７０とワイヤテール１３との間に放電を発生させ、ワイヤテール１３をフリーエアボール１４に形成する。

【0043】

この際、フリーエアボール１４が形成される酸化防止ガスプラズマ領域８５は、高温高濃度の酸化防止ガスプラズマによって覆われている。プラズマ中では粒子は電離しているので、フリーエアボール１４を形成する際の放電電圧は、プラズマ化していない酸化防止ガスの中で放電を発生させるために必要な電圧よりもずっと低い電圧で行うことができる。このため、トーチ電極７０の表面のスパッタリング現象の発生が抑制され、トーチ電極７０の汚れによる放電特性の低下等が発生せず、安定して良好なフリーエアボール１４を形成することができる。

【0044】

また、酸化防止ガスプラズマ領域８５の温度は高温に保たれているので、高温高濃度の酸化防止ガスの中でフリーエアボール１４の形成を行うことができる。このため、フリーエアボール１４の異型化（球形にならない）を抑制することができることに加えて、プラズマガスにＨ_２を導入した場合には、酸化防止ガスプラズマの洗浄力により形成されたフリーエアボール１４の表面の酸化被膜を除去し、フリーエアボール１４の表面を清浄な状態とすることができる。

【0045】

そして、形成したフリーエアボール１４に１３０℃程度の高温の酸化防止ガスを均等に吹き着付けることにより、清浄な表面を持つフリーエアボール１４を高温に保ってボンディングすることができるので、十分な接合強度を持つボンディングを行うことができる。フリーエアボールの温度を高温に保つことによって、フリーエアボールがやわらかい状態でボンディングをすることが可能となること、ワイヤを構成する銅などの金属材料の加工硬化が抑制されること、フリーエアボールの温度の急激な低下を抑制することにより内部の不純物が低減され、フリーエアボールが硬くなることを抑制することができることなどにより、ボンディングの際の押圧力、基板の加熱温度を少なくできることから、ダメージフリーボンディング（ボンディングにより基板等に損傷が発生することがほとんど無いボンディング）を行うことができる。これにより、ボンディング品質を向上させることができる。更に、フリーエアボールの温度を上げると、ボンディングの際の金属接合の際の拡散もよくなるので、超音波振動の印加が少なくて済み、更にボンディング品質を向上させることができる。

【0046】

また、本実施形態の酸化防止ガス吹き出しユニット１００は、ヒータ５０が取り付けられた本体２１の表面近傍に配置した浅い第一の流路３０Ａによって効果的に酸化防止ガスの温度を上昇させ、第一の流路３０Ａよりも深い第二の流路３０Ｂによって高さ方向に酸化防止ガスを拡散させると共に孔２４の周囲からフリーエアボール１４に向って均等に吹き出させることによって、少ない流量の酸化防止ガスによってフリーエアボール１４を効果的に加温あるいは保温することができ、十分な接合強度を持つボンディングを行うことができ、効果的にボンディング品質を向上させることができる。

【0047】

更に、少量の酸化防止ガスによってフリーエアボール１４を効果的に加温あるいは保温することができるので、酸化防止ガス流路３０を小さくすることができ、全体の構成をコンパクトにすることができる。

【0048】

更に、第二の流路３０Ｂは高温の酸化防止ガスが流れるあるいは滞留する下流側流路３０ｂによってその周囲の一部が取り囲まれているので、第二の流路３０Ｂの中の酸化防止ガスの温度を効果的に高温状態に保つことができ、高温の酸化防止ガスプラズマ及び酸化防止ガスをフリーエアボール１４に吹き付けることができる。

【0049】

本実施形態では、酸化防止ガスをヒータ５０によって加熱することとして説明したが、例えば、ヒータ５０に代わってあるいはヒータ５０とともに、上流側流路３０ａに沿って電極を配置してプラズマを発生させて上流側流路３０ａを流れる酸化防止ガスを加熱するようにしてもよい。

【0050】

また、本実施形態では、直流パルス電源７８から高圧パルス電圧が各電極対７５Ａ，７５Ｂに印加されると酸化防止ガスがプラズマ化されることとして説明したが、電源は高圧パルス電圧を各電極対７５Ａ，７５Ｂに印加して酸化防止ガスをプラズマ化できるものであれば直流パルス電源７８に限らず、例えば、入射波と反射波とをマッチングされるマッチングボックス、あるいは、整合装置を備える高周波電源を用い、高周波電源の高周波電極と接地電極とを電極対７５Ａの各電極７５ａ、および、電極対７５Ｂの各電極７５ｂに接続するようにしてもよい。

【0051】

次に図６を参照しながら本実施形態の酸化防止ガス吹き出しユニット１００の他の電極配置について説明する。先に、図１から図５を参照しながら説明したのと同様の部分には同様の符号を付して説明は省略する。

【0052】

本実施形態の酸化防止ガス吹き出しユニット１００は、先に図１から図５を参照して説明した実施形態のうち、凹部４０の中に配置され突起３８ａ，３８ｂを大きな形状とし、図中左側の第二部分２１ｂの側面４２の近傍の壁２１ｗの中に電極対７５Ａの一方の電極７５ａを埋め込み、突起３８ａの側面４２側の内部に電極対７５Ａの他方の電極７５ａを埋め込み、図中右側の第二部分２１ｂの側面４２の近傍の壁２１ｗの中に電極対７５Ｂの一方の電極７５ｂを埋め込み、突起３８ｂの側面４２側の内部に電極対７５Ｂの他方の電極７５ｂを埋め込むようにしたものである。なお、突起３８ａ，３８ｂは本体２１の第二部分２１ｂに設けられた凹部４０の底面４１から突出しており、本体２１と一体で成型されているものである。したがって、突起３８ａ，３８ｂは基体部２０の壁に相当する。

【0053】

先に図１から図５を参照して説明した実施形態と同様、本実施形態では、突起３８ａと凹部４０の側面４２との間の吹き出し口４５ａに流れ込んだ酸化防止ガスは電極対７５Ａによってプラズマ化され、突起３８ｂと凹部４０の側面４２との間の吹き出し口４５ｂに流れ込んだ酸化防止ガスは電極対７５Ｂによってプラズマ化される。

【0054】

本実施形態は、先に図１から図５を参照して説明した実施形態と同様の効果を奏する。

【0055】

次に、図７から図１０を参照しながら、本発明の他の実施形態について説明する。図１から図５を参照して説明したのと同様の部分には同様の符号を付して説明は省略する。図７に示すように、酸化防止ガス吹き出しユニット２００の基体部であるケーシング２２０は、セラミックス製の上半ケーシング２２０ａと下半ケーシング２２０ｂを組み合わせたもので、各ケーシング２２０ａ，２２０ｂの上下の壁２２１ａ，２２１ｂには、超音波ホーン１１に固定されたキャピラリ１２が貫通する孔２２４ａ，２２４ｂが同軸にそれぞれ設けられている。各孔２２４ａ，２２４ｂとは孔２２４を構成する。上半ケーシング２２０ａの上側の表面（ケーシング２２０の外表面）には、上半ケーシング２２０ａと同一の大きさのフィルム状のヒータ２５０が取り付けられており、ヒータ２５０の上にはセラミックス製のカバープレート２２３が取り付けられている。上半ケーシング２２０ａには、ヒータ２５０への通電を行う２つの電極２５１と、内部に埋め込まれている酸化防止ガスをプラズマ化する電極に直流パルス電圧を供給する電極２７９ａが設けられている。また、下半ケーシング２２０ｂにも、内部に埋め込まれている酸化防止ガスをプラズマ化する電極に直流パルス電圧を供給する電極２７９ｂ（図示せず）が設けられている。また、ケーシング２２０の根本側には、酸化防止ガスを供給する酸化防止ガス供給管２２５が取り付けられ、下半ケーシング２２０ｂの下面側（ケーシング２２０の下面側）には、キャピラリ１２の先端から延出するワイヤテール１３をフリーエアボール１４に形成するトーチ電極２７０が配置されている。

【0056】

図８に示すように、上下半の各ケーシング２２０ａ，２２０ｂの内側には、上下半の各ケーシング２２０ａ，２２０ｂを組み合わせた際に内部に図９に示す酸化防止ガス流路２３０を形成する凹部２３１ａ，２３１ｂが形成され、孔２２４ａ，２２４ｂの周囲には、内部に円環状のプラズマ発生用電極２７５ａ，２７５ｂが埋め込まれたボス２３３ａ，２３３ｂが突出している。ボス２３３ａ，２３３ｂの各先端面２３４ａ，２３４ｂは、各ケーシング２２０ａ，２２０ｂの合わせ面よりも低くなっており、上下半の各ケーシング２２０ａ、２２０ｂを合わせた際に各ボス２３３ａ，２３３ｂの各先端面２３４ａ，２３４ｂの間に隙間が形成されるように構成されている。

【0057】

上下半の各ケーシング２２０ａ，２２０ｂの各孔２２４ａ，２２４ｂの設けられている側と反対側の端部（根元側の端部）には、半円形断面の各窪み２３５ａ，２３５ｂがそれぞれ設けられている。この半円形断面の各窪み２３５ａ，２３５ｂは、上下半の各ケーシング２２０ａ，２２０ｂが組合されると、酸化防止ガス供給管２２５が取り付けられる円筒形の孔を形成する。また、凹部２３１ａ，２３１ｂには、酸化防止ガス供給管２２５から流入した酸化防止ガスの流れの方向を変更し、ケーシング２２０の表面に取り付けたヒータ２５０と酸化防止ガスとの間の熱交換を促進する突起２３２ａ，２３２ｂ，２３２ｃ，２３２ｄが配置されている。突起２３２ａ，２３２ｂは、凹部２３１ａ，２３１ｂの幅方向の中央部に設けられ、その両端と凹部２３１ａ，２３１ｂの側面との間には隙間がある。また、突起２３２ｃ，２３２ｄは、凹部２３１ａ，２３１ｂの各側面から凹部の中心方向に向かって延び、凹部２３１ａ，２３１ｂの幅方向の長さは凹部の幅よりも短く、凹部２３１ａ，２３１ｂの両側面から延びる各突起２３２ｃ，２３２ｄの先端の間には、隙間がある。突起２３２ａ，２３２ｂと突起２３２ｃ，２３２ｄとは酸化防止ガス供給管２２５から各孔２２４ａ，２２４ｂに向って交互に配置されている。このため、突起２３２ａ，２３２ｂ，２３２ｃ，２３２ｄと凹部２３１ａ，２３１ｂによって構成される酸化防止ガス流路２３０は、酸化防止ガス供給管２２５から孔２２４に流れる際にその流れの方向が数回変更されることになる。つまり、突起２３２ａ，２３２ｂ，２３２ｃ，２３２ｄは酸化防止ガスの流れの方向を２回以上変更するラビリンスを形成する。

【0058】

図９を参照しながら、以上のように構成された上半ケーシング２２０ａと下半ケーシング２２０ｂとを組み合わせた際の構成を説明する。上半ケーシング２２０ａと下半ケーシング２２０ｂとを各凹部２３１ａ，２３１ｂが向き合うように重ね合わせると、上下半の各ケーシング２２０ａ，２２０ｂの周囲の合わせ面が互いに密着するとともに、各突起２３２ａ〜２３２ｄの各表面が互いに密着し、内部に折り返しのある酸化防止ガス流路２３０が形成される。また、各ボス２３３ａ，２３３ｂの各先端面２３４ａ，２３４ｂは、上下半の各ケーシング２２０ａ，２２０ｂの合わせ面よりも高さが低くなっているので、上下半の各ケーシング２２０ａ，２２０ｂを組み合わせた場合には、各先端面２３４ａ，２３４ｂの間には隙間ができる。この隙間は、酸化防止ガスを各孔２２４ａ，２２４ｂにより構成される孔２２４の中心に向かって吹き出す吹き出し口２４５となる。上下半の各ケーシング２２０ａ，２２０ｂの各壁２２１ａ，２２１ｂに設けられた各孔２２４ａ，２２４ｂは上下半の各ケーシング２２０ａ，２２０ｂを組み合わせた際には対向した位置に同心に配置され、各ボス２３３ａ，２３３ｂは各孔２２４ａ，２２４ｂと同心状に形成される。各ボス２３３ａ，２３３ｂの各先端面２３４ａ，２３４ｂは互いに対向した位置となっている。したがって、各プラズマ発生用電極２７５ａ，２７５ｂは、対向して配置される一対の電極であり、各ボス２３３ａ，２３３ｂは、それぞれ上下半の各ケーシング２２０ａ，２２０ｂの壁２２１ａ，２２１ｂの一部であるから、各プラズマ発生用電極２７５ａ，２７５ｂはそれぞれ上下半の各ケーシング２２０ａ，２２０ｂの壁２２１ａ，２２１ｂの中に埋め込まれているものである。

【0059】

図９に示すように、上下半の各ケーシング２２０ａ，２２０ｂの各壁２２１ａ，２２１ｂに埋め込まれた各電極２７９ａ，２７９ｂの一部は上下半の各ケーシング２２０ａ，２２０ｂの各壁２２１ａ，２２１ｂの表面から露出している。そして、各電極２７９ａ，２７９ｂと各ボス２３３ａ，２３３ｂに埋め込まれた各プラズマ発生用電極２７５ａ，２７５ｂとの間は各壁２２１ａ，２２１ｂの中に埋め込まれた接続線２７６ａ，２７７ｂによって接続されている。

【0060】

図１０を参照して以上のように構成された酸化防止ガス吹き出しユニット２００の動作について説明する。酸化防止ガスは、図７に示す酸化防止ガス供給管２２５から図１０に示す矢印のように酸化防止ガス流路２３０に流入する。酸化防止ガスは、例えば、窒素やアルゴンなどの不活性ガスでもよいし、水素等の還元性のガスを混合してもよい。プラズマ発生用電極２７５ａ，２７５ｂは接続線２７６，２７７によって直流パルス電源２７８に接続されている。最初、プラズマ発生用電極２７５ａ，２７５ｂに通電する前は、酸化防止ガスは、酸化防止ガス流路２３０からボス２３３ａ，２３３ｂの周囲に流れ、各ボス２３３ａ，２３３ｂの各先端面２３４ａ，２３４ｂの外周側から内側の孔２２４ａ，２２４ｂに向かって水平に流れ、孔２２４ａ，２２４ｂを通ってそれぞれ上下方向に流れ出ている。このため、酸化防止ガス流路３０の圧力は大気圧よりも若干高い圧力となっており、各孔２２４ａ，２２４ｂから酸化防止ガス流路２３０には大気が入り込まず、酸化防止ガス吹き出しユニット２００の酸化防止ガス流路２３０は、酸化防止ガスが充満した酸化防止ガス雰囲気に保たれる。

【0061】

また、ケーシング２２０の上面に取り付けられたヒータ２５０には図示しない電源から電力が供給され、その温度が上昇していく。図９に示すように、酸化防止ガス供給管２２５から酸化防止ガス流路２３０に流入した酸化防止ガスは、突起２３２ａ〜２３２ｄによって構成される折り返し流路を孔２２４に向って流れていくにしたがって加熱され、その温度が上昇していく。そして、高温となった酸化防止ガスは、孔２２４ａ，２２４ｂを通ってそれぞれ上下方向に流れ出る。

【0062】

直流パルス電源２７８から供給される直流パルス電力が各プラズマ発生用電極２７５ａ，２７５ｂに通電されると、各ボス２３３ａ，２３３ｂの各先端面２３４ａ，２３４ｂの間の吹き出し口２４５に酸化防止ガスのプラズマが発生する。酸化防止ガスのプラズマは、円環状のプラズマ発生用電極２７５ａ，２７５ｂ間で発生し、その後、酸化防止ガスの流れに沿って各孔２２４ａ，２２４ｂの中心に向かって流れ、各孔２２４ａ，２２４ｂの中を上下に向かって流れて行く。そして、各孔２２４ａ，２２４ｂの内部および各ボス２３３ａ，２３３ｂの間の吹き出し口２４５には、高温の酸化防止ガスの濃度が高くプラズマ化した酸化防止ガスプラズマが滞留する酸化防止ガスプラズマ領域２８５が形成される。

【0063】

図１０に示すように、キャピラリ１２の中心を各孔２２４ａ，２２４ｂの中心すなわち孔２２４の中心に合わせ、キャピラリ１２の先端から延びるワイヤテール１３の先端が酸化防止ガスプラズマ領域２８５の中心のケーシング２２０の中央に来るまで超音波ホーン１１によってキャピラリ１２を降下させたのち、ケーシング２２０の下側に配置されているトーチ電極２７０に通電し、トーチ電極２７０とワイヤテール１３との間で放電を発生させ、ワイヤテール１３をフリーエアボール１４に形成する。

【0064】

本実施形態の酸化防止ガス吹き出しユニット２００は、先に図１から図５を参照して説明した実施形態と同様、プラズマ化していない酸化防止ガスの中で放電を発生されるために必要な放電電圧よりもずっと低い放電電圧でスパークを発生させることができ、トーチ電極２７０の表面のスパッタリング現象の発生が抑制され、トーチ電極２７０の汚れによる放電特性の低下等が発生せず、安定して良好なフリーエアボール１４を形成することができる。また、酸化防止ガスプラズマ領域２８５の温度は高温に保たれているので、高温高濃度の酸化防止ガスの中でフリーエアボール１４の形成を行うことができ、フリーエアボール１４の異型化（球形にならない）を抑制することができことに加えて、フリーエアボール１４の表面を清浄な状態とすることができる。

【0065】

更に、本実施形態の酸化防止ガス吹き出しユニット２００は、ケーシング２２０の中の吹き出し口２４５に大気が入り込まない状態でプラズマを発生させるので、発生させたプラズマが酸化プラズマにならない。このため、フリーエアボール１４の表面を酸化させること無く洗浄を行うことができ、温度が高く清浄な表面を持つフリーエアボール１４によってボンディングを行うことができるので、ボンディング品質を向上させることができる。

【0066】

本実施形態では、直流パルス電源２７８から高圧パルス電圧が各プラズマ発生用電極２７５ａ，２７５ｂに通電されると酸化防止ガスがプラズマ化されることとして説明したが、電源は高圧パルス電圧を各プラズマ発生用電極２７５ａ，２７５ｂに通電して酸化防止ガスをプラズマ化できるものであれば直流パルス電源７８に限らず、例えば、入射波と反射波とをマッチングされるマッチングボックス、あるいは、整合装置を備える高周波電源を用い、高周波電源の高周波電極と接地電極とを各プラズマ発生用電極２７５ａ，２７５ｂに接続するようにしてもよい。

【0067】

次に、図１１を参照しながら本発明の他の実施形態について説明する。図７から図１０を参照して説明した実施形態と同様の部分には同様の符号を付して説明は省略する。図１１（ａ）に示すように、本実施形態は、先に図７から図１０を参照して説明した実施形態の下半ケーシング２２０ｂの孔２２４ｂの側面に壁２２１ｂを貫通する貫通穴２７１を設け、その貫通穴２７１の中にトーチ電極２７０を配置したものである。また、上下半の各ケーシング２２０ａ，２２０ｂの各ボス２３３ａ，２３３ｂの表面にそれぞれ扇形の突起２３５ａ，２３５ｂを４つずつ設けたものである。図１１（ａ）に示すように、各突起２３５ａ，２３５ｂの各先端面は互いに密着し、図１１（ｂ）に示すように、各突起２３５ａ，２３５ｂは、孔２２４の中心２２４ｃに向かって酸化防止ガスを吹き出す４つの吹き出し口２４５を構成している。

【0068】

本実施形態は、先に図７から図１０を参照して説明した実施形態の効果に加え、先に説明した実施形態よりも酸化防止ガスを孔２２４の中心に向かって均等に吹き出すことができ、より効果的に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。

【0069】

図１２、図１３を参照して本発明の他の実施形態について説明する。図１から図６を参照して説明した実施形態と同様の部分には同様の符号を付して説明は省略する。本実施形態は、図１３に示すように、ヒータ５０の大きさが蓋２２、カバープレート２３の外形よりも少し小さく、カバープレート２３の周囲にヒータ５０の端部を覆う突起を設けるようにしたものである。したがって、図１２に示すようヒータ５０の端面は外部に露出せず、外部からヒータ５０は見えなくなっている。

【0070】

本実施形態は、ヒータ５０の端面が外部に露出していないので、より効果的に流路内の酸化防止ガスを加熱することができる。なお、フィルムヒータ５０が非常に薄い場合には、図１３に示すように、カバープレート２３の周囲に突起を設けない構成としてもよい。

【0071】

図１４を参照しながら本発明のもう一つの他の実施形態について説明する。先に説明した実施形態と同様の部分には同様の符号を付して説明は省略する。図１４に示すように、本実施形態は、先に説明した実施形態のフィルムヒータ５０に代えて、蓋２２の表面に発熱抵抗体５０ｂのパターンを取り付けたものである。本実施形態は先に説明した実施形態と同様の効果を奏する。

【0072】

図１５、図１６を参照して本発明の他の実施形態について説明する。図７から図１０を参照して説明した実施形態と同様の部分には同様の符号を付して説明は省略する。本実施形態も先に図１２，図１３を参照して説明した実施形態と同様、図１６に示すように、ヒータ５０の大きさがケーシング２２０、カバープレート２２３の外形よりも少し小さく、カバープレート２２３の周囲にヒータ２５０の端部を覆う突起を設けるようにしたものである。したがって、図１５に示すようヒータ２５０の端面は外部に露出せず、外部からヒータ２５０は見えなくなっている。本実施形態は、図７から図１０を参照して説明した実施形態の効果に加えてヒータ２５０の端面が外部に露出していないので、より効果的に流路内の酸化防止ガスを加熱することができる。なお、フィルムヒータ２５０が非常に薄い場合には、カバープレート２２３の周囲に突起を設けない構成としてもよい。

【0073】

本発明は以上説明した実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲により規定されている本発明の技術的範囲ないし本質から逸脱することない全ての変更及び修正を包含するものである。

【符号の説明】

【0074】

１１ 超音波ホーン、１２ キャピラリ、１３ ワイヤテール、１４ フリーエアボール、２０ 基体部、２１ 本体、２１ａ 第一部分、２１ｂ 第二部分、２１ｗ，２２１ａ，２２１ｂ 壁、２２ 蓋、２２ａ，２３ａ，５０ａ 切り欠き、２３，２２３ カバープレート、２４，２２４，２２４ａ，２２４ｂ 孔、２４ｃ，２２４ｃ 中心、２５，２２５ 酸化防止ガス供給管、２６ 酸化防止ガス供給穴、３０，２３０ 酸化防止ガス流路、３０Ａ 第一の流路、３０Ｂ 第二の流路、３０ａ 上流側流路、３０ｂ 下流側流路、３１，３３，６０ 溝、３２ 山部、３４ 接続流路、３５，３６ａ，３６ｂ，３７ａ，３７ｂ，３８ａ，３８ｂ，２３２ａ〜２３２ｄ，２３５ａ，２３５ｂ 突起、３９ａ，３９ｂ 段部、４０，２３１ａ，２３１ｂ 凹部、４１ 底面、４２ 側面、４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，２４５ 吹き出し口、５０，２５０ ヒータ、５０ｂ 発熱抵抗体、５１，２５１ 電極、６１ 溝型流路、７０，２７０ トーチ電極、７１，２７１ 貫通穴、７５Ａ，７５Ｂ 電極対、７５ａ，７５ｂ 電極、７６，２７６，２７６ａ 接続線、７７，２７７，２７７ｂ 接続線、７８，２７８ 直流パルス電源、８５，２８５ 酸化防止ガスプラズマ領域、８５ａ，８５ｂ 酸化防止ガスプラズマ、１００，２００ 酸化防止ガス吹き出しユニット、２２０ ケーシング、２２０ａ 上半ケーシング、２２０ｂ 下半ケーシング、２３３ａ，２３３ｂ ボス、２３４ａ，２３４ｂ 先端面、２７５ａ，２７５ｂ プラズマ発生用電極。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】