JPH05114629A - ワイヤボンデイング方法及び装置 - Google Patents
ワイヤボンデイング方法及び装置Info
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- JPH05114629A JPH05114629A JP3275147A JP27514791A JPH05114629A JP H05114629 A JPH05114629 A JP H05114629A JP 3275147 A JP3275147 A JP 3275147A JP 27514791 A JP27514791 A JP 27514791A JP H05114629 A JPH05114629 A JP H05114629A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電極及び半導体チップが損傷を受けることな
く、金属ワイヤと電極とを良好に接合できるワイヤボン
ディング方法を得ることを目的としており、さらにこの
方法を実現するワイヤボンディング装置を提供すること
を目的とする。 【構成】 半導体チップ上の電極に、先端にボール部を
形成した金属ワイヤ１をキャピラリチップ５を用いかつ
超音波振動で接合させるワイヤボンディング方法におい
て、上記電極と金属ワイヤの接合強度が飽和強度のほぼ
半分になった時または上記ボールの変形量飽和時以降に
上記キャピラリチップに与える超音波振動の振幅を低減
させるものであり、具体的には、キャピラリチップの押
圧荷重付与方向の変位を検出する検出装置９または上記
キャピラリチップの超音波振動状態を検出する検出装置
と、上記検出装置からの信号に基づいて超音波振動の振
幅を変化させる制御装置１０とを備えたものである。
く、金属ワイヤと電極とを良好に接合できるワイヤボン
ディング方法を得ることを目的としており、さらにこの
方法を実現するワイヤボンディング装置を提供すること
を目的とする。 【構成】 半導体チップ上の電極に、先端にボール部を
形成した金属ワイヤ１をキャピラリチップ５を用いかつ
超音波振動で接合させるワイヤボンディング方法におい
て、上記電極と金属ワイヤの接合強度が飽和強度のほぼ
半分になった時または上記ボールの変形量飽和時以降に
上記キャピラリチップに与える超音波振動の振幅を低減
させるものであり、具体的には、キャピラリチップの押
圧荷重付与方向の変位を検出する検出装置９または上記
キャピラリチップの超音波振動状態を検出する検出装置
と、上記検出装置からの信号に基づいて超音波振動の振
幅を変化させる制御装置１０とを備えたものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ＩＣやトランジスタ
などの製造工程において金属ワイヤを電極に接続するワ
イヤボンディング方法および装置に関して、特にボール
ボンディング方法および装置に関するものである。
などの製造工程において金属ワイヤを電極に接続するワ
イヤボンディング方法および装置に関して、特にボール
ボンディング方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図８（ａ）〜（ｃ）は従来のワイヤボン
ディング方法を工程順に模式的に示したものである。図
において、１は金属ワイヤ、１ａは金属ワイヤ１の先端
に形成されたボール部、２は半導体チップ、３は半導体
チップ２上に形成されたアルミ電極、４はリード、５は
キャピラリチップである。
ディング方法を工程順に模式的に示したものである。図
において、１は金属ワイヤ、１ａは金属ワイヤ１の先端
に形成されたボール部、２は半導体チップ、３は半導体
チップ２上に形成されたアルミ電極、４はリード、５は
キャピラリチップである。
【０００３】従来のワイヤボンディング方法では、金属
ワイヤ１の先端をアーク入熱で溶融させ、これを凝固さ
せてボール部１ａを形成し、このボール部１ａをアルミ
電極３にキャピラリチップ５を用いてボールボンディン
グする。また金属ワイヤ１の接合には主として超音波併
用熱圧着方式が用いられており、そのなかでも特に特願
昭６０ー２７８６４５号明細書においては、銅のような
硬い材料のワイヤを用いるボンディング方法に関して、
超音波振動の振幅をボンディング時前半は小さく、後半
は大きく設定することによって良好に接合することがで
きることが示されている。
ワイヤ１の先端をアーク入熱で溶融させ、これを凝固さ
せてボール部１ａを形成し、このボール部１ａをアルミ
電極３にキャピラリチップ５を用いてボールボンディン
グする。また金属ワイヤ１の接合には主として超音波併
用熱圧着方式が用いられており、そのなかでも特に特願
昭６０ー２７８６４５号明細書においては、銅のような
硬い材料のワイヤを用いるボンディング方法に関して、
超音波振動の振幅をボンディング時前半は小さく、後半
は大きく設定することによって良好に接合することがで
きることが示されている。
【０００４】図９は従来のワイヤボンディング装置を示
したものである。図において、６はホーン、７は超音波
振動子、８は超音波発振器である。
したものである。図において、６はホーン、７は超音波
振動子、８は超音波発振器である。
【０００５】従来のワイヤボンディング装置では、超音
波発振器８で予め設定した電圧値により超音波振動子７
に超音波振動を発生させ、この超音波振動の振幅をホー
ン６を介してキャピラリチップ５に伝え、前記超音波振
動のエネルギを金属ワイヤ５に与えて接合を達成する。
なお、このときエネルギとして半導体チップ（図示せ
ず）の下からホットプレートなどによって熱エネルギも
併用するのが通常である。
波発振器８で予め設定した電圧値により超音波振動子７
に超音波振動を発生させ、この超音波振動の振幅をホー
ン６を介してキャピラリチップ５に伝え、前記超音波振
動のエネルギを金属ワイヤ５に与えて接合を達成する。
なお、このときエネルギとして半導体チップ（図示せ
ず）の下からホットプレートなどによって熱エネルギも
併用するのが通常である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体チップに
おいては電極３材料として純Ａｌ膜が使用されている
が、微細配線を行った時に強度の低下を招かないよう
に、最近では純Ａｌ膜に銅などの元素を添加したＡｌ−
Ｓｉ−Ｃｕ膜等のアルミ合金が電極材料として使用され
始めており、ボンディング性の低下が大きな問題となっ
ている。
おいては電極３材料として純Ａｌ膜が使用されている
が、微細配線を行った時に強度の低下を招かないよう
に、最近では純Ａｌ膜に銅などの元素を添加したＡｌ−
Ｓｉ−Ｃｕ膜等のアルミ合金が電極材料として使用され
始めており、ボンディング性の低下が大きな問題となっ
ている。
【０００７】ここで、微細配線を行うために、電極材料
を純Ａｌ膜からＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ膜に代える場合の例に
ついて考える。金属ワイヤ１を電極３薄膜にボンディン
グする場合、良好な接合状態を得るためには材料表面の
酸化被膜等の吸着物を十分に破壊、除去すること、及び
接合界面における材料の塑性変形により、酸化被膜破壊
後の新生面同士の接触面積を拡大することがきわめて重
要である。このため、電極３の膜が軟らかく、また電極
薄膜表面の酸化被膜は薄いことが望ましい。ところが、
Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ膜は従来の純Ａｌ膜に比べて硬く、ま
た腐食を防ぐ観点から酸化被膜で厚く被覆する必要があ
り、従来の方法で接合しようとするとボンディング性が
悪いという問題が生じ、この問題を解決するため超音波
振動の振幅を増大させると、図１０に示されるように電
極３の一部３ａが接合部周囲に排斥されて、ボール部１
ａが半導体チップ２に当り、電極３及び半導体チップ２
が損傷を受ける。
を純Ａｌ膜からＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ膜に代える場合の例に
ついて考える。金属ワイヤ１を電極３薄膜にボンディン
グする場合、良好な接合状態を得るためには材料表面の
酸化被膜等の吸着物を十分に破壊、除去すること、及び
接合界面における材料の塑性変形により、酸化被膜破壊
後の新生面同士の接触面積を拡大することがきわめて重
要である。このため、電極３の膜が軟らかく、また電極
薄膜表面の酸化被膜は薄いことが望ましい。ところが、
Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ膜は従来の純Ａｌ膜に比べて硬く、ま
た腐食を防ぐ観点から酸化被膜で厚く被覆する必要があ
り、従来の方法で接合しようとするとボンディング性が
悪いという問題が生じ、この問題を解決するため超音波
振動の振幅を増大させると、図１０に示されるように電
極３の一部３ａが接合部周囲に排斥されて、ボール部１
ａが半導体チップ２に当り、電極３及び半導体チップ２
が損傷を受ける。
【０００８】また前記の、超音波振動の振幅をボンディ
ング前半に小さく、後半に大きく設定する方法は金属ワ
イヤ１が硬い場合には有効であるが、現在問題となって
いる電極材料の硬化等による接合性低下に対しては効果
がない。
ング前半に小さく、後半に大きく設定する方法は金属ワ
イヤ１が硬い場合には有効であるが、現在問題となって
いる電極材料の硬化等による接合性低下に対しては効果
がない。
【０００９】この発明は、以上のような問題点に鑑み、
電極３及び半導体チップ２が損傷を受けることなく、金
属ワイヤ１と電極３とを良好に接合できるワイヤボンデ
ィング方法を得ることを目的としており、さらにこの方
法を実現するワイヤボンディング装置を提供することを
目的とする。
電極３及び半導体チップ２が損傷を受けることなく、金
属ワイヤ１と電極３とを良好に接合できるワイヤボンデ
ィング方法を得ることを目的としており、さらにこの方
法を実現するワイヤボンディング装置を提供することを
目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明に係るワイヤボ
ンディング方法は、電極と金属ワイヤの接合強度が飽和
強度のほぼ半分になった時またはボールの変形量飽和時
以降にキャピラリチップに与える超音波振動の振幅を低
減させるものである。
ンディング方法は、電極と金属ワイヤの接合強度が飽和
強度のほぼ半分になった時またはボールの変形量飽和時
以降にキャピラリチップに与える超音波振動の振幅を低
減させるものである。
【００１１】また、上記方法を実現するためのワイヤボ
ンディング装置は、キャピラリチップの押圧荷重付与方
向の変位を検出する検出装置または上記キャピラリチッ
プの超音波振動状態を検出する検出装置と、上記検出装
置からの信号に基づいて超音波振動の振幅を変化させる
制御装置とを備えたものである。
ンディング装置は、キャピラリチップの押圧荷重付与方
向の変位を検出する検出装置または上記キャピラリチッ
プの超音波振動状態を検出する検出装置と、上記検出装
置からの信号に基づいて超音波振動の振幅を変化させる
制御装置とを備えたものである。
【００１２】
【作用】この発明におけるワイヤボンディング方法によ
れば、電極と金属ワイヤの接合強度が飽和強度のほぼ半
分になった時またはボールの変形量飽和時以降にキャピ
ラリチップに与える超音波振動の振幅を低減させるの
で、酸化被膜の破壊や接触面積の拡大等のボンディング
過程の各段階において適したエネルギを与えることがで
き、電極及び半導体チップに損傷を与えることなく、金
属ワイヤと電極とを安定に接合することができる。
れば、電極と金属ワイヤの接合強度が飽和強度のほぼ半
分になった時またはボールの変形量飽和時以降にキャピ
ラリチップに与える超音波振動の振幅を低減させるの
で、酸化被膜の破壊や接触面積の拡大等のボンディング
過程の各段階において適したエネルギを与えることがで
き、電極及び半導体チップに損傷を与えることなく、金
属ワイヤと電極とを安定に接合することができる。
【００１３】また、金属ボールの変形量が飽和に達する
時点は接合強度が飽和強度の約半分になる時点、すなわ
ち超音波振動の振幅の必要量が減少する時点と一致する
ので、金属ボールの変形量すなわち具体的にはキャピラ
リチップの押圧荷重付与方向の変位を観測することによ
り超音波振動の振幅を変化させる時点に関する時間情報
を得ることができる。さらに、接合強度が飽和強度の約
半分になった時金属ボールと電極との凝着面積が拡大し
始め、キャピラリチップの超音波振幅の減少が観測され
るので、これを検出してもよい。
時点は接合強度が飽和強度の約半分になる時点、すなわ
ち超音波振動の振幅の必要量が減少する時点と一致する
ので、金属ボールの変形量すなわち具体的にはキャピラ
リチップの押圧荷重付与方向の変位を観測することによ
り超音波振動の振幅を変化させる時点に関する時間情報
を得ることができる。さらに、接合強度が飽和強度の約
半分になった時金属ボールと電極との凝着面積が拡大し
始め、キャピラリチップの超音波振幅の減少が観測され
るので、これを検出してもよい。
【００１４】
【実施例】実施例１．以下、本発明の一実施例を図につ
いて説明する。本実施例の方法では、図１に示すよう
に、キャピラリチップ５を貫通した金ワイヤ１の先端部
にボール１ａが形成されると、このボール１ａをキャピ
ラリチップ５で半導体チップ２上のＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ膜
の電極３に押圧するとともに、超音波振動を印加し、Ａ
ｌ−Ｓｉ−Ｃｕ膜の電極３の排斥や半導体チップ２の損
傷（クラック）を防ぎつつボンディングを達成する。
いて説明する。本実施例の方法では、図１に示すよう
に、キャピラリチップ５を貫通した金ワイヤ１の先端部
にボール１ａが形成されると、このボール１ａをキャピ
ラリチップ５で半導体チップ２上のＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ膜
の電極３に押圧するとともに、超音波振動を印加し、Ａ
ｌ−Ｓｉ−Ｃｕ膜の電極３の排斥や半導体チップ２の損
傷（クラック）を防ぎつつボンディングを達成する。
【００１５】ここで、図４は超音波振幅がそれぞれＡ＞
Ａ’＞Ａ”である一定の超音波振動を与えた場合の接合
強度すなわちせん断強度の時間変化の詳細を検討したも
ので、接合の初期の段階には大きい超音波振動の振幅を
加えると急激にせん断強度が向上しており（傾きＢ＞
Ｂ’＞Ｂ”）、超音波振動は酸化被膜の破壊、除去を行
って凝着を開始させることに効果的である。しかし、凝
着が開始して接合強度が飽和強度の半分程度になる時点
の後では、超音波振動の振幅の大小によらず金属ボール
と電極との凝着面積の拡大が起こって接合強度の上昇過
程はほぼ同様になり（傾きＣ＝Ｃ’＝Ｃ”）、接合過程
の途中で超音波振動の振幅の必要量が減少している。
Ａ’＞Ａ”である一定の超音波振動を与えた場合の接合
強度すなわちせん断強度の時間変化の詳細を検討したも
ので、接合の初期の段階には大きい超音波振動の振幅を
加えると急激にせん断強度が向上しており（傾きＢ＞
Ｂ’＞Ｂ”）、超音波振動は酸化被膜の破壊、除去を行
って凝着を開始させることに効果的である。しかし、凝
着が開始して接合強度が飽和強度の半分程度になる時点
の後では、超音波振動の振幅の大小によらず金属ボール
と電極との凝着面積の拡大が起こって接合強度の上昇過
程はほぼ同様になり（傾きＣ＝Ｃ’＝Ｃ”）、接合過程
の途中で超音波振動の振幅の必要量が減少している。
【００１６】また、図５（ａ）（ｂ）は超音波振幅がそ
れぞれＡ＞Ａ’である一定の超音波振動を与えた場合の
それぞれボール変形量および接合強度すなわちせん断強
度の時間変化を示したもので、金属ボールの変形量例え
ばボールを上から見たときの面積（簡単には直径でも
可）が飽和に達する時点ｔ1 またはｔ1 ’は接合強度が
飽和強度の約半分になる時点、すなわち超音波振動の振
幅の必要量が減少する時点と一致するので、金属ボール
の変形量を観測することにより超音波振動の振幅を変化
させる時点に関する時間情報を得ることができる。
れぞれＡ＞Ａ’である一定の超音波振動を与えた場合の
それぞれボール変形量および接合強度すなわちせん断強
度の時間変化を示したもので、金属ボールの変形量例え
ばボールを上から見たときの面積（簡単には直径でも
可）が飽和に達する時点ｔ1 またはｔ1 ’は接合強度が
飽和強度の約半分になる時点、すなわち超音波振動の振
幅の必要量が減少する時点と一致するので、金属ボール
の変形量を観測することにより超音波振動の振幅を変化
させる時点に関する時間情報を得ることができる。
【００１７】以上から超音波振動を接合に効果的に利用
するには、まず超音波振動の働きが変化する時点を知る
ことが重要で、次にこの時間情報をもとに超音波振動の
振幅を接合に必要な大きさに変化させなければならな
い。そこで図２に示すように、変位計測器９によりボー
ルの変形量をキャピラリチップ５の押圧荷重付与方向の
変位量として接触式で検出し、この情報に合わせて発振
制御装置１０により超音波振動の振幅を変化させる。
するには、まず超音波振動の働きが変化する時点を知る
ことが重要で、次にこの時間情報をもとに超音波振動の
振幅を接合に必要な大きさに変化させなければならな
い。そこで図２に示すように、変位計測器９によりボー
ルの変形量をキャピラリチップ５の押圧荷重付与方向の
変位量として接触式で検出し、この情報に合わせて発振
制御装置１０により超音波振動の振幅を変化させる。
【００１８】図６（ａ）（ｂ）は本実施例におけるそれ
ぞれキャピラリチップの高さすなわち押圧荷重付与方向
の変位量および超音波振動の振幅と発振時間との関係を
示している。変位量が飽和して凝着が開始する時点ｔ1
までは振幅Ａ0 の超音波振動を印加し、変位量が飽和し
たことを検出した後に超音波振動の振幅をＡ0 からＡ1
に減少させて時間ｔ3 まで印加し、ボール１ａと電極３
との接合面積を増大させる。
ぞれキャピラリチップの高さすなわち押圧荷重付与方向
の変位量および超音波振動の振幅と発振時間との関係を
示している。変位量が飽和して凝着が開始する時点ｔ1
までは振幅Ａ0 の超音波振動を印加し、変位量が飽和し
たことを検出した後に超音波振動の振幅をＡ0 からＡ1
に減少させて時間ｔ3 まで印加し、ボール１ａと電極３
との接合面積を増大させる。
【００１９】以上のような本実施例の方法では、大きな
超音波振動の振幅で金属ボール１ａと電極３に変形を起
こさせて凝着を効果的に開始させ、キャピラリチップ５
の押圧荷重付与方向の変位量の飽和を検出した後には小
さな超音波振動の振幅で凝着面積を拡大させることによ
り、一定の大きな超音波振動の振幅を印加する場合のよ
うに、電極３が排斥されるという現象は発生させず、電
極３及び半導体チップ２に損傷を与えることなく、良好
なボンディング特性を得ることができる。その結果、電
極３として微細配線が可能な酸化被膜で被覆されたＡｌ
−Ｓｉ−Ｃｕ膜の使用も可能となり、チップ２上の電極
３との接合部の長期信頼性を向上できる。
超音波振動の振幅で金属ボール１ａと電極３に変形を起
こさせて凝着を効果的に開始させ、キャピラリチップ５
の押圧荷重付与方向の変位量の飽和を検出した後には小
さな超音波振動の振幅で凝着面積を拡大させることによ
り、一定の大きな超音波振動の振幅を印加する場合のよ
うに、電極３が排斥されるという現象は発生させず、電
極３及び半導体チップ２に損傷を与えることなく、良好
なボンディング特性を得ることができる。その結果、電
極３として微細配線が可能な酸化被膜で被覆されたＡｌ
−Ｓｉ−Ｃｕ膜の使用も可能となり、チップ２上の電極
３との接合部の長期信頼性を向上できる。
【００２０】図７に本実施例の結果の一例を従来例と比
較して示すが、超音波振動の振幅変化は印加電圧を変化
させることによって行っている。ここで、一定の超音波
振動を印加する従来法においては必要強度を満足しよう
とするとチップ損傷（クラック）が発生するが、本方式
を用いることによって良好な接合結果が得られる。ま
た、接合結果のばらつきも少なく、より安定した結果が
得られている。本実施例において必要強度を満足しなが
らチップ損傷を起こさないためのボール変形量飽和後の
超音波振動の振幅は、例えば初期振幅（印加電圧３．６
Ｖ）の約８０〜６０％（印加電圧２．９Ｖ〜２．２Ｖ）
の範囲である。なお、超音波振動の印加電圧を変化させ
る時点は前述した、接合強度が飽和強度のほぼ半分にな
った時もしくはボール変形量飽和時が最も有効であり、
この時期がずれると効果は急激に低減する。とくに、時
期が前にずれると接合の安定性がなくなり、必要強度が
得られないという問題が生じる。
較して示すが、超音波振動の振幅変化は印加電圧を変化
させることによって行っている。ここで、一定の超音波
振動を印加する従来法においては必要強度を満足しよう
とするとチップ損傷（クラック）が発生するが、本方式
を用いることによって良好な接合結果が得られる。ま
た、接合結果のばらつきも少なく、より安定した結果が
得られている。本実施例において必要強度を満足しなが
らチップ損傷を起こさないためのボール変形量飽和後の
超音波振動の振幅は、例えば初期振幅（印加電圧３．６
Ｖ）の約８０〜６０％（印加電圧２．９Ｖ〜２．２Ｖ）
の範囲である。なお、超音波振動の印加電圧を変化させ
る時点は前述した、接合強度が飽和強度のほぼ半分にな
った時もしくはボール変形量飽和時が最も有効であり、
この時期がずれると効果は急激に低減する。とくに、時
期が前にずれると接合の安定性がなくなり、必要強度が
得られないという問題が生じる。
【００２１】実施例２．なお、上記実施例１では図２に
示すようにキャピラリチップ５の荷重付与方向の変位量
を接触式変位計測器９で検出して接合状態を監視してい
るが、検出装置を他の装置に変えることは可能である。
例えば、レーザ等を用いた非接触式変位計測器を使用す
ることができる。
示すようにキャピラリチップ５の荷重付与方向の変位量
を接触式変位計測器９で検出して接合状態を監視してい
るが、検出装置を他の装置に変えることは可能である。
例えば、レーザ等を用いた非接触式変位計測器を使用す
ることができる。
【００２２】実施例３．また、接合状態の検出をキャピ
ラリチップ５の超音波振動状態の観測によって行うこと
もできる。すなわち、接合状態に応じて超音波振動状態
も変化し、接合強度が飽和強度のほぼ半分になったと
き、金属ボールと電極との凝着面積が拡大し始めるの
で、超音波振幅の減少が観測される。この時、検出装置
としては接触式変位計測器やレーザや光電素子、圧電素
子等を用いた非接触式変位計測器を使用することができ
る。
ラリチップ５の超音波振動状態の観測によって行うこと
もできる。すなわち、接合状態に応じて超音波振動状態
も変化し、接合強度が飽和強度のほぼ半分になったと
き、金属ボールと電極との凝着面積が拡大し始めるの
で、超音波振幅の減少が観測される。この時、検出装置
としては接触式変位計測器やレーザや光電素子、圧電素
子等を用いた非接触式変位計測器を使用することができ
る。
【００２３】実施例４．なお、上記実施例１におけるボ
ンディング過程中の超音波振動の２段階変化に加えて、
キャピラリチップの変位量が飽和したボンディング過程
後半をさらに分割して超音波振動の振幅を減少させるこ
とにより、凝着面積拡大過程とその後の拡散過程にそれ
ぞれ効果的に超音波振動を印加することができ、さらに
良好な接合を行うこともできる。
ンディング過程中の超音波振動の２段階変化に加えて、
キャピラリチップの変位量が飽和したボンディング過程
後半をさらに分割して超音波振動の振幅を減少させるこ
とにより、凝着面積拡大過程とその後の拡散過程にそれ
ぞれ効果的に超音波振動を印加することができ、さらに
良好な接合を行うこともできる。
【００２４】実施例５．また、上記実施例４では、ボン
ディング過程中に超音波振動の振幅を３段階に変化させ
ているが、これを４段階以上にあるいは滑らかに変化さ
せても良好な接合を行うことが可能である。
ディング過程中に超音波振動の振幅を３段階に変化させ
ているが、これを４段階以上にあるいは滑らかに変化さ
せても良好な接合を行うことが可能である。
【００２５】実施例６．上記実施例１ないし５では接合
状態の監視を行い、これから得られる情報に基づいて超
音波振動を変化させているが、超音波振動の設定値を記
憶する記憶装置を取り付けることにより、任意に選んだ
数個のボンディング点に関してのみ接合状態の監視を行
ってその時の設定値を記憶しておき、あるいはあらかじ
め設定値を記憶させておき、残りのボンディング点には
記憶した設定値のとおりに超音波振動を与えることによ
って、実稼働時には複雑な装置構成を必要とせずに良好
な接合が行える。
状態の監視を行い、これから得られる情報に基づいて超
音波振動を変化させているが、超音波振動の設定値を記
憶する記憶装置を取り付けることにより、任意に選んだ
数個のボンディング点に関してのみ接合状態の監視を行
ってその時の設定値を記憶しておき、あるいはあらかじ
め設定値を記憶させておき、残りのボンディング点には
記憶した設定値のとおりに超音波振動を与えることによ
って、実稼働時には複雑な装置構成を必要とせずに良好
な接合が行える。
【００２６】ところで上記説明では金ワイヤとＡｌ−Ｓ
ｉ−Ｃｕ膜を用いた接合の場合について述べたが、従来
のＡｌ膜に比して酸化皮膜が厚い膜や硬質な膜など他の
材料の組み合わせの接合である場合にも利用できること
はいうまでもない。
ｉ−Ｃｕ膜を用いた接合の場合について述べたが、従来
のＡｌ膜に比して酸化皮膜が厚い膜や硬質な膜など他の
材料の組み合わせの接合である場合にも利用できること
はいうまでもない。
【００２７】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、電極
と金属ワイヤの接合強度が飽和強度のほぼ半分になった
時またはボールの変形量飽和時以降にキャピラリチップ
に与える超音波振動の振幅を低減させるので、電極及び
半導体チップが損傷を受けることなく、金属ワイヤと電
極とを良好に接合でき、デバイス用の材料としては高性
能であるがボンディング性は低い膜を純アルミ膜と同様
に使用可能になるという効果がある。
と金属ワイヤの接合強度が飽和強度のほぼ半分になった
時またはボールの変形量飽和時以降にキャピラリチップ
に与える超音波振動の振幅を低減させるので、電極及び
半導体チップが損傷を受けることなく、金属ワイヤと電
極とを良好に接合でき、デバイス用の材料としては高性
能であるがボンディング性は低い膜を純アルミ膜と同様
に使用可能になるという効果がある。
【００２８】また、キャピラリチップの押圧荷重付与方
向の変位を検出する検出装置または上記キャピラリチッ
プの超音波振動状態を検出する検出装置と、上記検出装
置からの信号に基づいて超音波振動の振幅を変化させる
制御装置とを備えることにより、上記方法を簡単に実現
できる。
向の変位を検出する検出装置または上記キャピラリチッ
プの超音波振動状態を検出する検出装置と、上記検出装
置からの信号に基づいて超音波振動の振幅を変化させる
制御装置とを備えることにより、上記方法を簡単に実現
できる。
【図１】本発明の一実施例によるワイヤボンディング方
法の主要部を模式的に示す断面構成図である。
法の主要部を模式的に示す断面構成図である。
【図２】本発明の一実施例によるワイヤボンディング装
置の主要部を示す構成図である。
置の主要部を示す構成図である。
【図３】本発明の一実施例によるボールボンディング状
態を示す主要部の構成図である。
態を示す主要部の構成図である。
【図４】一定の超音波振動を与えた場合の接合強度の時
間変化を示す特性図である。
間変化を示す特性図である。
【図５】一定の超音波振動を与えた場合のボール変形量
と接合強度の時間変化の関係を示す特性図である。
と接合強度の時間変化の関係を示す特性図である。
【図６】本発明の一実施例に係わるキャピラリチップ高
さと超音波振幅の時間変化の関係を示す特性図である。
さと超音波振幅の時間変化の関係を示す特性図である。
【図７】本発明の一実施例と従来例の接合結果を比較す
る説明図である。
る説明図である。
【図８】従来のワイヤボンディング方法を工程順に示す
構成図である。
構成図である。
【図９】従来のワイヤボンディング装置の主要部の構成
図である。
図である。
【図１０】従来の問題点を説明するための要部拡大構成
図である。
図である。
１ 金属ワイヤ １ａ ボール部 ２ 半導体チップ ３ 電極 ５ キャピラリチップ ７ 超音波振動子 ８ 超音波発振器 ９ 変位計測器 １０ 発振制御装置
Claims (2)
- 【請求項１】 半導体チップ上の電極に、先端にボール
部を形成した金属ワイヤをキャピラリチップを用いかつ
超音波振動で接合させるワイヤボンディング方法におい
て、上記電極と金属ワイヤの接合強度が飽和強度のほぼ
半分になった時または上記ボールの変形量飽和時以降に
上記キャピラリチップに与える超音波振動の振幅を低減
させることを特徴とするワイヤボンディング方法。 - 【請求項２】 先端にボール部を形成した金属ワイヤが
挿通されるキャピラリチップを有し、このキャピラリチ
ップにより上記金属ワイヤを半導体チップ上の電極に押
圧すると共に超音波振動させて上記電極に上記金属ワイ
ヤを接合するワイヤボンディング装置において、上記キ
ャピラリチップの押圧荷重付与方向の変位を検出する検
出装置または上記キャピラリチップの超音波振動状態を
検出する検出装置と、上記検出装置からの信号に基づい
て超音波振動の振幅を変化させる制御装置とを備えたこ
とを特徴とするワイヤボンディング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3275147A JPH05114629A (ja) | 1991-10-23 | 1991-10-23 | ワイヤボンデイング方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3275147A JPH05114629A (ja) | 1991-10-23 | 1991-10-23 | ワイヤボンデイング方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05114629A true JPH05114629A (ja) | 1993-05-07 |
Family
ID=17551338
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3275147A Pending JPH05114629A (ja) | 1991-10-23 | 1991-10-23 | ワイヤボンデイング方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05114629A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6676005B2 (en) | 1999-09-09 | 2004-01-13 | International Business Machines Corporation | Wire bonding method and apparatus |
| JP2007065539A (ja) * | 2005-09-02 | 2007-03-15 | Seiko Epson Corp | 電子回路、電子装置、その駆動方法、電気光学装置および電子機器 |
-
1991
- 1991-10-23 JP JP3275147A patent/JPH05114629A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6676005B2 (en) | 1999-09-09 | 2004-01-13 | International Business Machines Corporation | Wire bonding method and apparatus |
| JP2007065539A (ja) * | 2005-09-02 | 2007-03-15 | Seiko Epson Corp | 電子回路、電子装置、その駆動方法、電気光学装置および電子機器 |
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