JPH0722170B2 - 接続材料の不存在を検出する装置および方法 - Google Patents
接続材料の不存在を検出する装置および方法Info
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- JPH0722170B2 JPH0722170B2 JP4187930A JP18793092A JPH0722170B2 JP H0722170 B2 JPH0722170 B2 JP H0722170B2 JP 4187930 A JP4187930 A JP 4187930A JP 18793092 A JP18793092 A JP 18793092A JP H0722170 B2 JPH0722170 B2 JP H0722170B2
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- bonding
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- B23K20/002—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating specially adapted for particular articles or work
- B23K20/004—Wire welding
- B23K20/005—Capillary welding
- B23K20/007—Ball bonding
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/071—Connecting or disconnecting
- H10W72/0711—Apparatus therefor
- H10W72/07141—Means for applying energy, e.g. ovens or lasers
-
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- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
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-
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-
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-
- H—ELECTRICITY
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- H10W72/531—Shapes of wire connectors
- H10W72/536—Shapes of wire connectors the connected ends being ball-shaped
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Wire Bonding (AREA)
- Manufacturing Of Electrical Connectors (AREA)
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置上の電極ま
たはパットと導出パッドとの間に電気接続を形成するた
めに使用される結合装置に関する。特に、本発明は結合
処理中に使用される接続材料が接続位置に存在している
か否かを検出する装置およびプロセスに関する。
たはパットと導出パッドとの間に電気接続を形成するた
めに使用される結合装置に関する。特に、本発明は結合
処理中に使用される接続材料が接続位置に存在している
か否かを検出する装置およびプロセスに関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置上の電極またはパッドと導出
パッドとの間に電気接続を形成する装置は良く知られて
いる。２つのこのような装置は米国特許第4,817,848 号
明細書および第4,718,591 号明細書に示されている。
パッドとの間に電気接続を形成する装置は良く知られて
いる。２つのこのような装置は米国特許第4,817,848 号
明細書および第4,718,591 号明細書に示されている。
【０００３】時には、これらの装置の使用中に接続が行
われるべき相互接続位置に接続材料が存在しないことが
ある。その不存在が迅速に検出されない場合、結果的に
連続的な相互接続位置に対する損傷と共にツールの損傷
が生じる。したがって、米国特許第4,558,596 号明細書
に示されたようなワイヤの不存在の検出器によって示さ
れるように結合位置における接続材料の不存在を迅速に
検出することが必要である。
われるべき相互接続位置に接続材料が存在しないことが
ある。その不存在が迅速に検出されない場合、結果的に
連続的な相互接続位置に対する損傷と共にツールの損傷
が生じる。したがって、米国特許第4,558,596 号明細書
に示されたようなワイヤの不存在の検出器によって示さ
れるように結合位置における接続材料の不存在を迅速に
検出することが必要である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】超音波インピーダンス
測定のような接続材料の不存在を検出するための過去に
使用された技術はある問題を有する。これらの問題は、
パラメータの設定、結合するツールの形式、および目標
表面または接続材料中における材料の不規則性によって
導かれた疑似負荷エラーに対する敏感性である。さらに
その他の問題も存在している。
測定のような接続材料の不存在を検出するための過去に
使用された技術はある問題を有する。これらの問題は、
パラメータの設定、結合するツールの形式、および目標
表面または接続材料中における材料の不規則性によって
導かれた疑似負荷エラーに対する敏感性である。さらに
その他の問題も存在している。
【０００５】本発明の主な目的は、従来技術のこれらお
よびその他の問題を解決することである。
よびその他の問題を解決することである。
【０００６】本発明の別の目的は、超音波および結合ツ
ール特性から独立した接続材料の不存在を検出する技術
を使用することである。
ール特性から独立した接続材料の不存在を検出する技術
を使用することである。
【０００７】本発明のさらに別の目的は結合ツールに対
する損傷を最小にし、それによってツール変化の間に長
い平均時間を提供するように接続材料の不存在を迅速に
検出する装置および方法を提供することである。
する損傷を最小にし、それによってツール変化の間に長
い平均時間を提供するように接続材料の不存在を迅速に
検出する装置および方法を提供することである。
【０００８】本発明のさらに別の目的は、ただ１つの相
互接続位置が結果的に損傷を受けるような接続材料の不
存在を迅速に検出する装置および方法を提供することで
ある。
互接続位置が結果的に損傷を受けるような接続材料の不
存在を迅速に検出する装置および方法を提供することで
ある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明のこれらおよびさ
らに別の目的は、接続材料が位置に結合されている間に
結合ツールが移動する距離を測定する装置および方法を
提供することによって達成される。材料不存在信号は測
定値がしきい値量より下であるときに発生される。
らに別の目的は、接続材料が位置に結合されている間に
結合ツールが移動する距離を測定する装置および方法を
提供することによって達成される。材料不存在信号は測
定値がしきい値量より下であるときに発生される。
【００１０】一実施例において、タッチダウン機構は位
置に結合ツールを押付けるために使用される。タッチダ
ウン機構は移動支持部に柔軟に取付けられる。１組の電
気接触子は一方の接点がタッチダウン機構に固定され、
他方の接点が支持部に固定されるように配置される。そ
の後、位置に向かってタッチダウン機構を押付けるため
に力手段が使用される。支持部の位置および実際の結合
プロセスの状態に関して電気接触子の状態（すなわち開
放または閉鎖）を分析することによって距離の測定が行
われる。
置に結合ツールを押付けるために使用される。タッチダ
ウン機構は移動支持部に柔軟に取付けられる。１組の電
気接触子は一方の接点がタッチダウン機構に固定され、
他方の接点が支持部に固定されるように配置される。そ
の後、位置に向かってタッチダウン機構を押付けるため
に力手段が使用される。支持部の位置および実際の結合
プロセスの状態に関して電気接触子の状態（すなわち開
放または閉鎖）を分析することによって距離の測定が行
われる。
【００１１】本発明のこれらおよびさらに別の特徴およ
び利点は、添付図面の例示および以下の好ましい実施例
の説明から明らかになるであろう。
び利点は、添付図面の例示および以下の好ましい実施例
の説明から明らかになるであろう。
【００１２】
【実施例】図１は本発明の一実施例を示す。図１に示さ
れているように、接続材料１は接続材料４のボール（ま
たはコラム）で終端するように結合ツール３中に負荷さ
れる。結合ツール３は、目標位置５と材料４のボールを
接触させるように方位付けされる。
れているように、接続材料１は接続材料４のボール（ま
たはコラム）で終端するように結合ツール３中に負荷さ
れる。結合ツール３は、目標位置５と材料４のボールを
接触させるように方位付けされる。
【００１３】相互接続ツール３は、ピボット接合部９を
介して支持部11に柔軟に取付けられているタッチダウン
機構７に固定される。支持部11はフレーム13に付加され
る。支持部11およびフレーム13の垂直運動はず示されて
いない手段によって制御される。
介して支持部11に柔軟に取付けられているタッチダウン
機構７に固定される。支持部11はフレーム13に付加され
る。支持部11およびフレーム13の垂直運動はず示されて
いない手段によって制御される。
【００１４】力付勢装置15は、目標位置５の方向に結合
ツール３を押付けるようにタッチダウン機構７に制御可
能な力を与えるように位置される。
ツール３を押付けるようにタッチダウン機構７に制御可
能な力を与えるように位置される。
【００１５】１対の適合電気接触子17は、支持部11に取
付けられた固定接点19およびタッチダウン機構７に取付
けられた可動接点21を含む。可動接点21は接地ワイヤ23
を通して接地点に電気的に接続されている。固定接点19
は接続ワイヤ27によって測定／比較装置25に電気的に接
続される。測定／比較装置25はミス信号出力29を有す
る。
付けられた固定接点19およびタッチダウン機構７に取付
けられた可動接点21を含む。可動接点21は接地ワイヤ23
を通して接地点に電気的に接続されている。固定接点19
は接続ワイヤ27によって測定／比較装置25に電気的に接
続される。測定／比較装置25はミス信号出力29を有す
る。
【００１６】図１において、支持部11は上昇した位置に
示されている。この位置にある間、適合接触子17は電気
的に接触する。
示されている。この位置にある間、適合接触子17は電気
的に接触する。
【００１７】図２は、固定された支持部11が相互接続ボ
ール４を目標位置５と接触させ、その接触直後に適合接
触子17を分離させ、それらが形成する電気接触を遮断す
るように下方に移動された後の図１の装置を示す。この
点において、支持部11はプログラムされた距離だけ下方
に移動を続ける。適合接触子17の分離後および支持部11
が停止する前に支持部11が進む付加的な距離は過剰移動
距離と呼ばれる。
ール４を目標位置５と接触させ、その接触直後に適合接
触子17を分離させ、それらが形成する電気接触を遮断す
るように下方に移動された後の図１の装置を示す。この
点において、支持部11はプログラムされた距離だけ下方
に移動を続ける。適合接触子17の分離後および支持部11
が停止する前に支持部11が進む付加的な距離は過剰移動
距離と呼ばれる。
【００１８】図３は下方に移動する力が支持部11から除
去され、支持部11が停止した後、すなわち支持部11がそ
の過剰移動距離を進行した後の図１の装置を示す。図３
に示されるように、適合接触子17の間のギャップは過剰
移動のために増加する。その後、プログラムされた量の
結合エネルギは典型的に圧力および超音波を使用して結
合ツール３に与えられる。
去され、支持部11が停止した後、すなわち支持部11がそ
の過剰移動距離を進行した後の図１の装置を示す。図３
に示されるように、適合接触子17の間のギャップは過剰
移動のために増加する。その後、プログラムされた量の
結合エネルギは典型的に圧力および超音波を使用して結
合ツール３に与えられる。
【００１９】結合中、接続ボール４は変形する。したが
って、これは結合ツール３をさらに目標位置５に向かっ
て移動させ、したがって図４に示されているように可動
接点21を固定接点19の近付けるように移動させる。
って、これは結合ツール３をさらに目標位置５に向かっ
て移動させ、したがって図４に示されているように可動
接点21を固定接点19の近付けるように移動させる。
【００２０】結合が完成した後、結合エネルギは結合ツ
ール３から除去される。上昇力はそれを上方に移動する
ように支持部11に与えられる。すなわち、この上方移動
が始まった後、可動接点21は図５に示されたように再び
固定接点19と電気的に接触する。
ール３から除去される。上昇力はそれを上方に移動する
ように支持部11に与えられる。すなわち、この上方移動
が始まった後、可動接点21は図５に示されたように再び
固定接点19と電気的に接触する。
【００２１】結合プロセス中に結合ツール３が進行する
距離（以降“結合距離”）は接続材料の存在の直接的な
表示として機能する。接続材料がない場合、それはほぼ
ゼロである。そうでなければ、それは顕著な値を有す
る。
距離（以降“結合距離”）は接続材料の存在の直接的な
表示として機能する。接続材料がない場合、それはほぼ
ゼロである。そうでなければ、それは顕著な値を有す
る。
【００２２】実際に、“結合距離”は接続材料がない場
合でも通常ゼロより大きい。これは相互接続位置に少し
穿孔する結合ツールおよびその他の要因のためである。
したがって、“材料の不存在”表示は“結合距離”が予
め定められたしきい値より小さい場合に常に生成される
べきである。
合でも通常ゼロより大きい。これは相互接続位置に少し
穿孔する結合ツールおよびその他の要因のためである。
したがって、“材料の不存在”表示は“結合距離”が予
め定められたしきい値より小さい場合に常に生成される
べきである。
【００２３】当業者に技術的に明らかであるように、
“結合距離”を測定するために種々の技術が使用される
ことができる。１つの有効な技術は、接触子17が再び閉
じる（すなわち図５に示された位置に）まで、結合の完
成の直後に支持部11が移動する（すなわち、図４に示さ
れた位置から）上昇距離（以降“復帰距離”）を測定す
ることである。この場合、“結合距離”は“過剰移動”
距離マイナス“復帰距離”に等しい。
“結合距離”を測定するために種々の技術が使用される
ことができる。１つの有効な技術は、接触子17が再び閉
じる（すなわち図５に示された位置に）まで、結合の完
成の直後に支持部11が移動する（すなわち、図４に示さ
れた位置から）上昇距離（以降“復帰距離”）を測定す
ることである。この場合、“結合距離”は“過剰移動”
距離マイナス“復帰距離”に等しい。
【００２４】２つの電気信号はこれらの測定を行うため
に有効に使用されることができる。第１の信号は接触子
17からの電気信号である。第２の信号は支持部11の位置
を制御するサーボ制御装置（示されていない）からの位
置信号31である。位置信号31は典型的に周波数が支持部
11の速度に直接比例するパルス流の形態である。
に有効に使用されることができる。第１の信号は接触子
17からの電気信号である。第２の信号は支持部11の位置
を制御するサーボ制御装置（示されていない）からの位
置信号31である。位置信号31は典型的に周波数が支持部
11の速度に直接比例するパルス流の形態である。
【００２５】支持部11の“過剰移動”中に測定／比較装
置25は位置信号31のパルスをカウントする。このカウン
トは、支持部11が“復帰距離”を通って移動する間にデ
クレメントされる。結果的なカウントは“結合距離”に
直接比例する。それがしきい値量（相互接続位置中の結
合ツール穿孔および接続材料が存在しないときのその他
の要因を考慮する）を越えない場合、測定／比較装置25
中の比較装置はミス信号29を生じさせる。ミス信号29
は、新しい接続材料が負荷されるまで後続する結合を停
止するために使用される。
置25は位置信号31のパルスをカウントする。このカウン
トは、支持部11が“復帰距離”を通って移動する間にデ
クレメントされる。結果的なカウントは“結合距離”に
直接比例する。それがしきい値量（相互接続位置中の結
合ツール穿孔および接続材料が存在しないときのその他
の要因を考慮する）を越えない場合、測定／比較装置25
中の比較装置はミス信号29を生じさせる。ミス信号29
は、新しい接続材料が負荷されるまで後続する結合を停
止するために使用される。
【００２６】本発明が広範囲の態様、構造およびプロセ
スに適応可能であることは当然理解されるであろう。例
えば、ワイヤ結合装置に良好に適応可能であるが、本発
明はリボン、ＴＡＢまたはその他のタイプの接続材料を
使用する装置にも適応可能である。ダイ結合、タブ結合
およびその他の形式の結合プロセスに対する本発明の適
応性もまた考えられる。
スに適応可能であることは当然理解されるであろう。例
えば、ワイヤ結合装置に良好に適応可能であるが、本発
明はリボン、ＴＡＢまたはその他のタイプの接続材料を
使用する装置にも適応可能である。ダイ結合、タブ結合
およびその他の形式の結合プロセスに対する本発明の適
応性もまた考えられる。
【００２７】同様に些細なことであるが、“結合距離”
を測定し分析するために使用される技術だけでなく、適
合接触子17の配置が明らかに変化することができる。種
々の別の態様および変形もまた当業者には明らかになる
であろう。したがって、本発明は添付された特許請求の
範囲によってのみ限定されるべきものである。
を測定し分析するために使用される技術だけでなく、適
合接触子17の配置が明らかに変化することができる。種
々の別の態様および変形もまた当業者には明らかになる
であろう。したがって、本発明は添付された特許請求の
範囲によってのみ限定されるべきものである。
【図１】上昇された位置における結合装置の支持部の概
略図。
略図。
【図２】結合ツールが位置と接触される点に下降された
支持部の概略図。
支持部の概略図。
【図３】過剰移動によりさらに下降された支持部の概略
図。
図。
【図４】実際の結合が行われた後であることを除き、図
３に示されたものと同じ位置の支持部の概略図。
３に示されたものと同じ位置の支持部の概略図。
【図５】支持部とタッチダウン機構との間の電気接触子
が接触される点まで上に移動された後の支持部の概略
図。
が接触される点まで上に移動された後の支持部の概略
図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ダニエル・デー・エバンス、ジュニア アメリカ合衆国、カリフォルニア州 92056、オーシヤンサイド、シエロ・アベ ニュー 4220 (72)発明者 デール・ダブリュ・カウエルテイ アメリカ合衆国、カリフォルニア州 92008、カールスバッド、ブレンカーン・ ドライブ 3005
Claims (5)
- 【請求項１】 反復的な結合動作中に接続材料の不存在
を検出する方法において、 （ａ）装置が１つの位置に接続材料を結合しようとして
いる間に結合ツールの移動した距離を測定し、 （ｂ）測定手段によって測定された距離を予め定められ
た量と比較し、 （ｃ）前記測定が予め定められた量より下であるときに
接続材料の不存在を示すためにミス信号を生成するステ
ップを含んでいる方法。 - 【請求項２】 前記結合ツールは前記１つの位置に結合
ツールを押付けるタッチダウン機構と、前記タッチダウ
ン機構が柔軟に取付けられる支持部と、前記支持部に固
定された固定電気接点と、前記タッチダウン機構に固定
され、前記タッチダウン機構が前記支持部に関してある
位置に回転したときに、前記固定電気接点と電気的に接
触するように方位付けされた可動電気接点とを具備し、 前記ステップ（ｂ）はさらに結合後にギャップの寸法か
ら結合前の固定および可動電気接点間のギャップを減算
するサブステップを含んでいる請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 前記ステップ（ａ）は、 （１）結合の完成に直ぐに続いて結合ツールの移動する
距離である復帰距離を測定し、 （２）それが下方に移動し、目標位置に接触した後の結
合ツールの移動する付加的な距離である過剰移動距離を
決定し、 （３）装置が前記１つの位置に接続材料を結合しようと
した間に、結合ツールが移動する距離である結合距離を
決定するために過剰移動距離から復帰距離を減算する請
求項１記載の方法。 - 【請求項４】 前記ステップ（ａ）の（２）は過剰移動
距離を示すパルス信号を発生するサブステップを含み、
前記ステップ（ａ）の（３）は復帰距離を通じての支持
部の移動中にパルス化された信号をデクレメントするサ
ブステップを含んでいる請求項３記載の方法。 - 【請求項５】 前記予め定められた量は、接続材料が存
在しないときの相互接続位置における結合ツールの穿孔
を補償する量を含んでいる請求項１記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/729,963 US5148967A (en) | 1991-07-15 | 1991-07-15 | Apparatus and method for detecting missing interconnect material |
| US729963 | 1991-07-15 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05211210A JPH05211210A (ja) | 1993-08-20 |
| JPH0722170B2 true JPH0722170B2 (ja) | 1995-03-08 |
Family
ID=24933330
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4187930A Expired - Lifetime JPH0722170B2 (ja) | 1991-07-15 | 1992-07-15 | 接続材料の不存在を検出する装置および方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5148967A (ja) |
| JP (1) | JPH0722170B2 (ja) |
| DE (1) | DE4222579C2 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5977618A (en) | 1992-07-24 | 1999-11-02 | Tessera, Inc. | Semiconductor connection components and methods with releasable lead support |
| WO1994003036A1 (en) * | 1992-07-24 | 1994-02-03 | Tessera, Inc. | Semiconductor connection components and methods with releasable lead support |
| US6054756A (en) | 1992-07-24 | 2000-04-25 | Tessera, Inc. | Connection components with frangible leads and bus |
| US5390844A (en) * | 1993-07-23 | 1995-02-21 | Tessera, Inc. | Semiconductor inner lead bonding tool |
| US20020151111A1 (en) * | 1995-05-08 | 2002-10-17 | Tessera, Inc. | P-connection components with frangible leads and bus |
| AU7161596A (en) | 1995-09-18 | 1997-04-09 | Tessera, Inc. | Microelectronic lead structures with dielectric layers |
| US5868301A (en) * | 1996-04-10 | 1999-02-09 | Tessera, Inc. | Semiconductor inner lead bonding tool |
| US5937276A (en) | 1996-12-13 | 1999-08-10 | Tessera, Inc. | Bonding lead structure with enhanced encapsulation |
| US6039234A (en) * | 1998-06-16 | 2000-03-21 | Kulicke & Soffa Investments, Inc. | Missing wire detector |
| US7845542B2 (en) | 2005-09-22 | 2010-12-07 | Palomar Technologies, Inc. | Monitoring deformation and time to logically constrain a bonding process |
| US9314869B2 (en) * | 2012-01-13 | 2016-04-19 | Asm Technology Singapore Pte. Ltd. | Method of recovering a bonding apparatus from a bonding failure |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4109846A (en) * | 1977-05-17 | 1978-08-29 | Sola Basic Industries, Inc. | Automatic height sensor for semiconductor bonding tool, wafer probe or the like |
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