JPH06333971A

JPH06333971A - ワイヤボンディング装置

Info

Publication number: JPH06333971A
Application number: JP5115751A
Authority: JP
Inventors: Akira Kuroda; 明黒田; Yasushi Ishii; 康石井; Shunichi Miyata; 俊一宮田; Kunihiro Tsuchiya; 邦浩土屋
Original assignee: Hitachi Tokyo Electronics Co Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Renesas Eastern Japan Semiconductor Inc
Priority date: 1993-05-18
Filing date: 1993-05-18
Publication date: 1994-12-02

Abstract

(57)【要約】【目的】ワイヤボンディングの歩留り向上。【構成】超音波熱圧着構造のワイヤボンディング装置
において、放電ユニットによってワイヤ先端と電気トー
チ間に電圧を加えて放電を行い、ワイヤ先端にボールを
形成する。放電が行われている間の放電電圧の変化は、
正常ボールと不良ボール（ボール無，小ボール）とで異
なる。そこで、正常ボールと不良ボールができる境の電
圧を基準電圧とし、検出した放電電圧を比較してボール
の良否を判定する。良の場合はワイヤボンディングを行
い。不良の場合は追加放電設定回数を限度として、正常
ボールができるまで放電・判定を繰り返す。追加設定回
数になっても、正常ボールが形成できない場合は、装置
を停止させかつアラームで作業者に知らせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造にお
いて使用するワイヤボンディング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＬＳＩ（大規模集積回路装置）等半導体
装置の製造において、半導体チップの電極等第１ボンデ
ィング部と、リード等第２ボンディング部を金線等導電
性のワイヤで接続する工程があるが、このワイヤ張り作
業はワイヤボンディング装置によって行われている。ワ
イヤボンディング装置については、たとえば、工業調査
会発行「電子材料別冊号」1987年11月18日発行、P123〜
P129に記載されている。この文献には、熱圧着法（ＴＣ
法），超音波熱圧着法（ＴＳ法），超音波法（ＵＳ法）
によるワイヤボンディング装置について記載されてい
る。同文献には、超音波熱圧着法（ＴＳ法）によるワイ
ヤボンディング装置（ワイヤボンダ）の説明において、
１ワイヤを０．１７秒〜０．２秒でボンディングするこ
と、電気トーチでワイヤの先端にボールを形成するこ
と、電気トーチは正極性方式から放電が常にワイヤ先端
に集中する負極性方式に移行してきていること、超ＬＳ
Ｉ，ＡＳＩＣ対応における多品種製品の短納期に対処す
るためにヒータピースとフレーム押さえの交換および調
整が重要であること等が記載されている。

【０００３】一方、工業調査会発行「電子材料別冊号」
1982年11月15日発行、P163〜P168には、熱圧着法におけ
る技術的問題点の解説の中において、「チップに対する
影響においては，高速化による影響と，ボール形状によ
る影響がある。…ボール形状においては、ボールサイズ
（つぶれ幅，つぶれの厚み）をコントロールし，チップ
に与える影響を緩和する必要がある。ボールサイズは電
気トーチのＰＯＷＥＲ，およびフィード量によりコント
ロールすることができるが，ワイヤクランプの摩耗状
態，異物付着，テール残りなどにおいて変動するため十
分に注意を払わなければならない。」旨記載されてい
る。そして、チップに影響を与えるボール形状として、
ボールサイズが小さいもの、ボールのつぶれ厚が薄いも
のが、図および写真によって開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の超音波熱圧着法
（ＴＳ法）によるワイヤボンディング装置では、電気ト
ーチでボールを形成する際、定電流制御の放電ユニット
（放電機構）によって電気トーチ（トーチ電極）とワイ
ヤ（金線）との間に電圧（放電電圧）を印加する構造と
なっている。また、この放電ユニットにおいては、放電
がなされなかったことを検出するようになっている。す
なわち、この放電ユニットにおいては、０Ｖ付近と、−
４００Ｖから−１２００Ｖの中間の２箇所の電圧を検出
電圧とし、０Ｖ検出では電気トーチとワイヤが電気的に
ショートして放電がなされないことを検出し、４００Ｖ
から−１２００Ｖの中間の電圧値で検出された場合は放
電ギャップが広すぎる故に放電がなされない（未放電）
ことを検出機構によって検出する。そして、いずれの場
合も、ワイヤボンディング動作を停止させかつ警報を鳴
らして作業者に知らせる構成となっている。

【０００５】従来の超音波熱圧着法および熱圧着法によ
るワイヤボンディング装置では、放電がなされても、ボ
ールが全く形成されない場合や、ボールの直径が規格に
満たない小さな場合がある。このようなエラーは、従来
のワイヤボンディング装置では検出することができな
い。また、放電がなされた場合はワイヤボンディング作
業が続行されることから、放電がなされかつボール無や
ボール径が小さい場合もワイヤボンディングが行われ
る。この結果、ボール無やボール径が小さいエラー（こ
の状態のものを、以下不良ボールと呼称する）が発生し
ていることを、作業者が気が付かないと、多量の不良ワ
イヤボンディングを発生させてしまうことになる。

【０００６】一方、本発明者は、放電がなされてもボー
ル無やボール径が小さい不良ボールが発生するメカニズ
ムを分析検討した結果、規格に合う正常なボール（正常
ボール）が形成される場合の放電電圧変化と、ボール無
やボール径が小さな場合の放電電圧変化とは、明確に異
なる事実を発見した。本発明者は、このような放電電圧
変化の相違を利用して、ボール無やボール径が小さな不
良ボールを検出できることに気が付き本発明をなした。

【０００７】本発明の目的は、放電によるボール形成に
おいて、不良ボールの検出と正常ボールの再形成を図る
ことにより、ワイヤボンディング歩留りの高いワイヤボ
ンディング装置を提供することにある。本発明の前記な
らびにそのほかの目的と新規な特徴は、本明細書の記述
および添付図面からあきらかになるであろう。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。すなわち、本発明のワイヤボンディ
ング装置は、電気トーチとワイヤ先端間に放電を行わせ
てワイヤ先端にボールを形成させる放電機構と、未放電
を検出する検出機構と、前記検出機構による情報によっ
てワイヤボンディング動作を制御する制御装置とを有す
るワイヤボンディング装置であって、前記放電開始から
所定時間経過後の放電電圧の変化分を求め、この検出変
化分と、あらかじめ設定した正常ボールが形成される基
準電圧変化分とを比較して前記ボールの良否を判定する
ボール判定部を有する構造となっている。前記ボール判
定部でボールが小さいと判定された場合、ワイヤボンデ
ィング動作が停止される。また、前記ボール判定部によ
って不良と判定された場合は、正常ボールができるまで
前記放電およびボール判定をあらかじめ設定した回数を
限度として繰り返すように構成されている。

【０００９】本発明の他の実施例によるワイヤボンディ
ング装置は、電気トーチとワイヤ先端間に放電を行わせ
てワイヤ先端にボールを形成させる放電機構と、未放電
を検出する検出機構と、前記検出機構による情報によっ
てワイヤボンディング動作を制御する制御装置とを有す
るワイヤボンディング装置であって、前記放電開始から
所定時間経過後の放電電圧を検出し、この検出電圧値と
あらかじめ設定した正常ボールが形成される基準電圧値
とを比較して前記ボールの良否を判定するボール判定部
を有する構造となっている。また、前記ボール判定部に
よって不良と判定された場合は、正常ボールができるま
で前記放電およびボール判定をあらかじめ設定した回数
を限度として繰り返すように構成されている。

【００１０】本発明の他の実施例によるワイヤボンディ
ング装置は、電気トーチとワイヤ先端間に放電を行わせ
てワイヤ先端にボールを形成させる放電機構と、未放電
を検出する検出機構と、前記検出機構による情報によっ
てワイヤボンディング動作を制御する制御装置とを有す
るワイヤボンディング装置であって、前記放電開始から
所定時間経過後の放電電圧の変化分を求め、この検出変
化分と、あらかじめ設定した正常ボールが形成される基
準電圧変化分とを比較して前記ボールの良否を判定する
ボール判定部と、前記放電開始から所定時間経過後の放
電電圧を検出し、この検出電圧値とあらかじめ設定した
正常ボールが形成される基準電圧値とを比較して前記ボ
ールの良否を判定するボール判定部を有する構造となっ
ている。また、前記ボール判定部によって不良と判定さ
れた場合は、正常ボールができるまで前記放電およびボ
ール判定をあらかじめ設定した回数を限度として繰り返
すように構成されている。

【００１１】

【作用】本発明のワイヤボンディング装置は、放電がな
されてもボール無やボール径が小さいエラー（不良ボー
ル）を放電電圧変化の微分値から確実に検出でき、ワイ
ヤボンディングを停止することから、不良ワイヤボンデ
ィングが発生せず、歩留りの向上が達成できる。また、
本発明のワイヤボンディング装置は、不良ボールが発生
しても、設定回数内において繰り返して放電動作が行わ
れることから、ワイヤボンディング装置の振動で正常ボ
ールが形成できなかったような場合は、その後の追加放
電によって正常ボールが形成されるため、ワイヤボンデ
ィング装置の稼働率が高くなる。

【００１２】本発明の他の実施例による放電終了時の放
電電圧を検出してボール判定を行うワイヤボンディング
装置の場合も、前記実施例と同様に不良ボールを確実に
検出できるため、ワイヤボンディングの停止によって不
良ワイヤボンディングが防止でき、歩留りの向上が達成
できる。また、本発明のワイヤボンディング装置でも、
不良ボールが検出された後、繰り返して放電が行われる
ため、この繰り返し放電によって正常ボールが形成され
ることもあり、ワイヤボンディング装置の稼働率向上が
達成できる。

【００１３】本発明の他の実施例による放電電圧変化の
微分値および放電終了時の放電電圧を検出してボール判
定を行うワイヤボンディング装置の場合も、前記実施例
と同様に不良ボールを確実に検出できるため、ワイヤボ
ンディングの停止によって不良ワイヤボンディングが防
止でき、歩留りの向上が達成できる。また、本発明のワ
イヤボンディング装置でも、不良ボールが検出された
後、繰り返して放電が行われるため、この繰り返し放電
によって正常ボールが形成されることもあり、ワイヤボ
ンディング装置の稼働率向上が達成できる。

【００１４】

【実施例】以下図面を参照して本発明の一実施例につい
て説明する。図１は本発明の一実施例によるワイヤボン
ディング装置における放電およびワイヤボンディングの
動作手順を示すフローチャート、図２は同じくワイヤボ
ンディング装置の概要を示す模式的正面図、図３は同じ
くワイヤボンディング装置における電気トーチとワイヤ
等を示す模式図、図４は同じくワイヤボンディング装置
において形成されたボールを示す模式図、図５は放電不
良によるボール径が小さなワイヤを示す模式図、図６は
放電不良によるボールが無いワイヤを示す模式図、図７
は本発明の一実施例によるワイヤボンディング装置の開
発の基礎となった各ボールにおける放電電圧の移り変わ
りを示すグラフ、図８は本発明の一実施例によるワイヤ
ボンディング装置におけるキャピラリの動きを示す動作
シーケンス、図９は本発明のワイヤボンディング装置に
よって組み立てられた半導体装置を示す断面図である。
本発明のワイヤボンディング装置は超音波熱圧着装置と
なり、図２に示すように、ベース１上にガイドレール２
が設けられている。このガイドレール２はワークである
リードフレーム３の両側をそれぞれ溝で案内する構造と
なっている。図示はしないがこのガイドレール２の一端
にはローダが設けられ、他端にはアンローダが設けられ
ている。そして、前記ローダのマガジンから送り出され
たリードフレーム３を、図示しないフレームフィーダに
よって順次ガイドレール２に沿って間欠的に移動させる
ようになっている。ワイヤボンディングステーションで
ワイヤボンディングが終了したリードフレーム３は、前
記フレームフィーダによってアンローダに送られマガジ
ンに収容される。

【００１５】一方、前記ガイドレール２の内方には、テ
ーブル（ヒートブロック）４が設けられている。このヒ
ートブロック４は前記リードフレーム３を載置する。ま
た、このヒートブロック４はその内部が長手方向に沿っ
て繰り抜かれ、この繰り抜き部分にヒータ（カートリッ
ジヒータ）５が挿入されている。したがって、このヒー
タ５によってヒートブロック４が加熱されるため、この
ヒートブロック４上に載るリードフレーム３も加熱され
る。この例では図９に示す構造の半導体装置６の組み立
て例について説明する。半導体装置６は、外観的にはパ
ッケージ７と、このパッケージ７の周囲から突出するリ
ード９とからなっている。また、前記パッケージ７内の
中央にはタブ１０が位置するとともに、このタブ１０上
にはＩＣ等からなる半導体チップ１１が固定されてい
る。そして、この半導体チップ１１の図示しない電極
と、前記パッケージ７内に位置するリード９の内端部分
は金線等からなるワイヤ１２によって電気的に接続され
ている。

【００１６】他方、前記ベース１上にはワイヤボンディ
ング機構が設けられている。このワイヤボンディング機
構は、前記ベース１上に載るＸＹテーブル１５と、前記
ＸＹテーブル１５上に設けられる本体１６と、この本体
１６から延在するアーム１７およびボンディングアーム
１８と、前記アーム１７の先端に取り付けられた認識カ
メラ１９と、前記ボンディングアーム１８の先端に取り
付けられたボンディングツール（キャピラリ）２１とか
らなっている。

【００１７】また、図３に示すように、前記キャピラリ
２１の上方には、必要時ワイヤ１２を保持する１対の挟
持爪２３からなるクランパ２４が配設されている。ま
た、前記キャピラリ２１の側方には、放電機構が設けら
れている。この放電機構は、昇降および平面方向に移動
制御される支持軸２６と、この支持軸２６に支持される
電気トーチ（トーチ電極）２７とからなっている。ま
た、前記電気トーチ２７とキャピラリ２１に保持された
ワイヤ１２間には、電線２９を介して定電流制御の放電
ユニット３０が接続されている。また、放電ユニット３
０には検出機構ともなるボール判定部３１が電線２９を
介して接続されている。そして、これら放電ユニット３
０およびボール判定部３１は、電線２９を介して制御部
３２に接続されている。前記放電ユニット３０，ボール
判定部３１および制御部３２は制御装置３５に組み込ま
れている。

【００１８】本発明のワイヤボンディング装置において
は、作業は、図１のフローチャートに示すように、作業
開始，放電，電圧変化分〔微分値〕による良否判定と続
き、良の場合はワイヤボンディングが行われ、不良の場
合は放電・良否判定が繰り返して行われる。追加放電設
定回数をｎ回とすれば、正常ボールが形成されるまでｎ
回を限度として放電・良否判定が行われる。追加ｎ回目
の場合も不良の場合は、ワイヤボンディング動作は停止
され、アラームが鳴って不良発生を作業者に知らせるよ
うになっている。

【００１９】本発明のワイヤボンディング装置にあって
は、ワイヤボンディング作業前に、ワイヤボンディング
条件やワイヤの先端に形成されるボール（球体）３６の
大きさの良否を判定するための基準となる基準微分値等
が、制御装置３５に入力される。その後、ワイヤボンデ
ィング作業が開始される。すなわち、ワイヤボンディン
グ装置のワイヤボンディングステーションに、リードフ
レーム３のワイヤボンディングを必要とする箇所、すな
わち半導体チップ１１の電極（ワイヤ接続部：第１ボン
ディング部）およびリードの内端表面部分（ワイヤ接続
部：第２ボンディング部）等のボンディング実施領域が
設定される。

【００２０】つぎに、図３に示すように、電気トーチ２
７とワイヤ１２の先端間に放電ユニット３０（放電機
構）によって電圧が印加されて放電が行われ、図４に示
すようにワイヤ１２の先端にボール３６が形成される。
このボール形成において、従来の場合には、放電がなさ
れても図５に示すようにボール径が小さいものや、図６
に示すようにボール無のものが形成されることがある。
これらボール無やボール径が小さいものは不良ボールと
なり、半導体チップ１１の電極にワイヤボンディングし
た場合、接着強度が弱かったりあるいは接着されないこ
とになる。

【００２１】そこで、本発明者は、放電がなされてもボ
ール無３６Ｃと、ボール径が小さいもの（小ボール３６
Ｂ）と、正常ボール３６Ａが形成されるものとの放電時
の電圧変化を調べてみた。図７は、直径が３０μｍのワ
イヤに対して、初期放電電圧を−１２００Ｖとし、定電
流制御のもとに放電時間を８ｍｓｅｃに設定した場合に
おける前三者の電圧変化を示すグラフである。同グラフ
において、Ａはボール径が最終的に８０μｍ程度となる
正常ボール３６Ａを形成する場合の電圧変化曲線、Ｂは
ボール径が８０μｍに満たない数十μｍの小ボール３６
Ｂを形成する場合の電圧変化曲線、Ｃはボールが全く形
成されないボール無３６Ｃとなる場合の電圧変化曲線で
ある。このグラフからわかるように、放電がなされたも
のについては、放電開始から１ｍｓｅｃ以内に放電電圧
が−４００Ｖとなり、放電終了時間の８ｍｓｅｃ時点で
は、ボール径が８０μｍ程度となる正常とされるもの
（Ａ）については放電電圧は−４８０Ｖ程度となり、ボ
ール径が８０μｍに満たない数十μｍの小ボールのもの
（Ｂ）については放電電圧は−４５０Ｖ程度となり、ボ
ールが全く形成されないもの（Ｃ）については放電電圧
は−４００Ｖ程度となることがわかった。また、いずれ
のグラフも直線的に変化することがわかる。そこで、本
発明者は放電開始から所定時間経過後の放電電圧の変化
分（微分値）、または放電開始から所定時間経過後の放
電電圧を検出し、この検出微分値（検出変化分）や検出
電圧値を、あらかじめ設定した正常ボールが形成される
電圧変化から求めた微分値を基に決定した基準電圧変化
分（基準微分値）または電圧値を基に決定した基準電圧
値と比較することによって、放電がなされてもボール無
やボール径が小さい不良ボールを確実に検出できること
に気が付いた。

【００２２】この実施例では、基準微分値（基準電圧変
化分）に対する検出微分値（検出変化分）の比較によっ
て、不良ボールを判別する。検出時間および基準微分値
は、あらかじめ制御装置３５の図示しないキーボード等
を使用して入力される。基準微分値は、前記検出時間に
おける正常とされるもの（Ａ）の場合における電圧変化
から求めた微分値をもとに採用される。たとえば、検出
時間を放電時間が７．５ｍｓｅｃの場合には、正常とさ
れるもの（Ａ）と、小ボールのもの（Ｂ）との中間に位
置するグラフにおける電圧値Ｐにおける微分値が基準微
分値ｐとされる。

【００２３】検出微分値は、前記放電ユニット３０に電
気的に接続した回路系からなるボール判定部３１によっ
て求められる。そして、ボール判定部３１，制御部３２
によって、前記基準微分値ｐとの比較によって放電によ
るボール３６の判定が行われる。ボールが正常ボールで
あると判定された場合は、ワイヤボンディングが行われ
る。しかし、不良ボールと判定された場合、放電が繰り
返される。なお、検出微分値は電圧変化が直線的に変化
することから、放電開始から１ｍｓｅｃ以後ならば放電
終了前のどの時間で検出して得たものでもよい。

【００２４】ワイヤボンディングは、半導体チップ１１
の図示しない電極を第１ボンディング点とし、リード９
の内端部分を第２ボンディング点とする。そして、放電
は第２ボンディングが終了した後行われる。ワイヤの一
張りは、０．２秒前後と短いため、ボンディングアーム
１８の先端のキャピラリ２１や電気トーチ２７は振動す
る。また、キャピラリ２１の先端から突出するワイヤ１
２の長さも不均一であるとともに、曲がっている場合も
ある。このため、振動周期と放電との間において、放電
ギャップが最も広い等の最悪の条件のときに放電が行わ
れる場合もあり、時間を変えて行えば正常ボールが形成
できることもあることが、本発明者によって確認されて
いる。図８は、ワイヤボンディング時のキャピラリ２１
の高さの動きを示す動作シーケンスである。二点鎖線は
指令シーケンス（設計シーケンス）であり、実線が実際
のキャピラリ２１の動きである。キャピラリ２１はボン
ディング部にワイヤ１２を圧着した後、このままで振動
を加えると圧着部分でワイヤ１２が切断されてしまうこ
とから、わずかに上昇（ａ）し、その後図８に示すよう
に、振動する。この振動や、ボンディングアーム１８の
動き等によってワイヤボンディング装置は常時振動の状
態にある。

【００２５】そこで、本発明のワイヤボンディング装置
では、１回の放電によって正常ボールが形成できなくと
も、時間をずらして行う放電によって正常ボールが形成
できることから、追加放電を行うシステムとなってい
る。そして、追加設定回数までに行った追加放電によっ
て正常ボールが形成されれば、ワイヤボンディングが行
われることになり、その間の不良ボールによるワイヤボ
ンディング装置の停止が行われないことによって、ワイ
ヤボンディング装置の稼働率が向上することになる。ま
た、追加放電設定回数に至った場合においても、正常ボ
ールが形成されない場合は、作業者による補正等を必要
とするときであることから、ワイヤボンディング装置の
動作が停止され、アラームが鳴って作業者に異常を知ら
せる。

【００２６】また、本発明のワイヤボンディング装置で
は、従来と同様に、放電ユニット３０の働きによって、
図７に示すように、０Ｖ検出による電気トーチ２７とワ
イヤ１２が電気的にショートして放電がなされないもの
（Ｄ）を検出した場合、−４００Ｖから−１２００Ｖの
中間の電圧による検出による放電ギャップが広すぎる故
に放電がなされないもの（Ｅ）を検出した場合にも、追
加放電がなされる。この場合も、追加放電によって正常
ボールが形成されてワイヤボンディングが行われること
もある。以下、このような動作を繰り返してボンディン
グ実施領域の全てのワイヤ接続部へのワイヤボンディン
グを行う。

【００２７】

【発明の効果】（１）本発明のワイヤボンディング装置
においては、放電がなされてもボール無やボール径が小
さい不良ボールを確実に検出できるという効果が得られ
る。

【００２８】（２）本発明のワイヤボンディング装置に
おいては、放電がなされない場合や、放電がなされても
ボール無やボール径が小さい不良ボールを確実に検出で
きるとともに、追加設定回数以内において繰り返し放電
が行われることから、この追加設定回数内に正常ボール
が形成されれば、ワイヤボンディング装置を停止させる
ことなくワイヤボンディングが行えることから、ワイヤ
ボンディングの稼働率向上が達成できるという効果が得
られる。

【００２９】（３）本発明のワイヤボンディング装置に
おいては、放電がなされない場合や、放電がなされても
ボール無やボール径が小さい不良ボールを確実に検出で
き、かつ追加設定回数以内において繰り返し放電が行わ
れるが、この追加設定回数に至っても正常ボールが形成
されない場合は、ワイヤボンディング装置の動作が停止
されかつアラームによって作業者に知らされることか
ら、ワイヤ先端の不良ボールに起因するワイヤボンディ
ング不良の発生を防止できるという効果が得られる。

【００３０】（４）上記（１）〜（３）により、本発明
によれば、ワイヤ先端の不良ボールに起因する不良の発
生を抑止できかつ稼働率の高いワイヤボンディング装置
を提供することができるという相乗効果が得られる。

【００３１】（５）上記（１）〜（４）により、本発明
によれば、ワイヤボンディングコストの低減が達成でき
るという相乗効果が得られる。

【００３２】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変更可能であることはいうまでもない、たとえば、
前記実施例では、基準微分値を一つとしたが、正常ボー
ル３６Ａを形成する電圧変化曲線と小ボール３６Ｂを形
成する電圧変化曲線との間での微分値と、小ボール３６
Ｂを形成する電圧変化曲線とボール無３６Ｃを形成する
電圧変化曲線との間での微分値をそれぞれ基準微分値と
して、正常ボール３６Ａ，小ボール３６Ｂ，ボール無３
６Ｃをそれぞれ判定してもよい。そして、たとえば、小
ボール３６Ｂの場合は、追加放電でボール形状が大きく
なり過ぎるような場合、小ボール３６Ｂを検出した場合
は追加放電は行わない等の操作をしてもよい。また、本
発明において使用するワイヤとしては、金線以外に銅，
アルミニウムによるものでもよい。

【００３３】図９は本発明の他の実施例によるワイヤボ
ンディング装置における放電およびワイヤボンディング
の動作手順を示すフローチャートである。この実施例で
は、正常ボール３６Ａと、不良ボール（小ボール３６
Ｂ，ボール無３６Ｃ）との判定に、放電開始から所定時
間経過後の放電電圧の違いによって判定するものであ
る。すなわち、図７に示されるように、放電終了時点で
の放電電圧は、正常ボール３６Ａの場合は４８０Ｖ程度
となり、小ボール３６Ｂの場合は４５０Ｖ程度となり、
ボール無３６Ｃの場合は４００Ｖ程度となる。そこで、
検出時間を放電終了時点とし、不良ボールと正常ボール
との判定基準としての基準電圧を、たとえば４６５Ｖと
する。これによって、自動的に正常ボール３６Ａと、不
良ボール（小ボール３６Ｂ，ボール無３６Ｃ）との判定
が行える。

【００３４】図１０は本発明の他の実施例によるワイヤ
ボンディング装置における放電およびワイヤボンディン
グの動作手順を示すフローチャートである。この実施例
では、正常ボール３６Ａと、不良ボール（小ボール３６
Ｂ，ボール無３６Ｃ）との判定に、放電開始から所定時
間経過後の放電電圧変化の微分値を求めて判定するとと
もに、放電開始から所定時間経過後の放電電圧を検出し
て判定する、前記二つの実施例を合わせたワイヤボンデ
ィング装置である。このワイヤボンディング装置は、前
記二つの実施例と同様な効果が得られるとともに、判定
機構が二重となり、判定の信頼性が高くなる。

【００３５】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野である超音波
熱圧着法（ＴＳ法）によるワイヤボンディング装置に適
用した場合について説明したが、それに限定されるもの
ではなく、たとえば、熱圧着法（ＴＣ法）によるワイヤ
ボンディング装置に適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるワイヤボンディング
装置における放電およびワイヤボンディングの動作手順
を示すフローチャートである。

【図２】本発明の一実施例によるワイヤボンディング
装置の概要を示す模式的正面図である。

【図３】本発明の一実施例によるワイヤボンディング
装置における電気トーチとワイヤ等を示す模式図であ
る。

【図４】本発明の一実施例によるワイヤボンディング
装置において形成されたボールを示す模式図である。

【図５】放電不良によるボール径が小さなワイヤを示
す模式図である。

【図６】放電不良によるボールが無いワイヤを示す模
式図である。

【図７】本発明の一実施例によるワイヤボンディング
装置の開発の基礎となった各ボールにおける放電電圧の
移り変わりを示すグラフである。

【図８】本発明の一実施例によるワイヤボンディング
装置におけるキャピラリの動きを示す動作シーケンスで
ある。

【図９】本発明のワイヤボンディング装置によって組
み立てられた半導体装置を示す断面図である。

【図１０】本発明の他の実施例によるワイヤボンディ
ング装置における放電およびワイヤボンディングの動作
手順を示すフローチャートである。

【図１１】本発明の他の実施例によるワイヤボンディ
ング装置における放電およびワイヤボンディングの動作
手順を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１…ベース、２…ガイドレール、３…リードフレーム、
４…ヒートブロック、５…ヒータ、６…半導体装置、７
…パッケージ、９…リード、１０…タブ、１１…半導体
チップ、１２…ワイヤ、１５…ＸＹテーブル、１６…本
体、１７…アーム、１８…ボンディングアーム、１９…
カメラ、２１…キャピラリ、２３…挟持爪、２４…クラ
ンパ、２６…支持軸、２７…電気トーチ、２９…電線、
３０…放電ユニット、３１…ボール判定部、３２…制御
部、３５…制御装置、３６…ボール、３６Ａ…正常ボー
ル、３６Ｂ…小ボール、３６Ｃ…ボール無。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者宮田俊一東京都青梅市藤橋３丁目３番地２日立東京エレクトロニクス株式会社内 (72)発明者土屋邦浩東京都青梅市藤橋３丁目３番地２日立東京エレクトロニクス株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電気トーチとワイヤ先端間に放電を行わ
せてワイヤ先端にボールを形成させる放電機構と、未放
電を検出する検出機構と、前記検出機構による情報によ
ってワイヤボンディング動作を制御する制御装置とを有
するワイヤボンディング装置であって、前記放電開始か
ら所定時間経過後の放電電圧の変化分を求め、この検出
変化分と、あらかじめ設定した正常ボールが形成される
基準電圧変化分とを比較して前記ボールの良否を判定す
るボール判定部を有することを特徴とするワイヤボンデ
ィング装置。
【請求項２】電気トーチとワイヤ先端間に放電を行わ
せてワイヤ先端にボールを形成させる放電機構と、未放
電を検出する検出機構と、前記検出機構による情報によ
ってワイヤボンディング動作を制御する制御装置とを有
するワイヤボンディング装置であって、前記放電開始か
ら所定時間経過後の放電電圧を検出し、この検出電圧値
とあらかじめ設定した正常ボールが形成される基準電圧
値とを比較して前記ボールの良否を判定するボール判定
部を有することを特徴とするワイヤボンディング装置。
【請求項３】放電終了時の電圧値を検出することを特
徴とする請求項２記載のワイヤボンディング装置。
【請求項４】電気トーチとワイヤ先端間に放電を行わ
せてワイヤ先端にボールを形成させる放電機構と、未放
電を検出する検出機構と、前記検出機構による情報によ
ってワイヤボンディング動作を制御する制御装置とを有
するワイヤボンディング装置であって、前記放電開始か
ら所定時間経過後の放電電圧の変化分を求め、この検出
変化分と、あらかじめ設定した正常ボールが形成される
基準電圧変化分とを比較して前記ボールの良否を判定す
るボール判定部と、前記放電開始から所定時間経過後の
放電電圧を検出し、この検出電圧値とあらかじめ設定し
た正常ボールが形成される基準電圧値とを比較して前記
ボールの良否を判定するボール判定部を有することを特
徴とするワイヤボンディング装置。
【請求項５】前記ボール判定部によって不良と判定され
た場合は、正常ボールができるまで前記放電およびボー
ル判定をあらかじめ設定した回数を限度として繰り返す
ように構成されていることを特徴とする請求項１乃至請
求項４記載のワイヤボンディング装置。