JPH0831886A - ワイヤボンディング方法および装置 - Google Patents
ワイヤボンディング方法および装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 全てのパッド電極上に形成されたボールのボ
ール厚を所望の厚にできるワイヤボンディング装置を提
供する。 【構成】 ボンディングワイヤ先端に形成されたボール
を半導体チップのパッド電極に押圧するボンディングツ
ールと、パッド電極上で変形するボールのボール厚を測
定するボール厚測定センサ１４と、このボール厚測定セ
ンサ１４による測定値と予め入力されたボール厚の設定
値との比較値を出力するコンパレータ１７と、コンパレ
ータ１７により測定値が設定値に達していないときには
駆動系制御部２０を駆動させてさらにボールを変形させ
る一方、測定値が設定値に達したときにはボンディング
を終了させる装置制御部１８とを有するワイヤボンディ
ング装置である。
ール厚を所望の厚にできるワイヤボンディング装置を提
供する。 【構成】 ボンディングワイヤ先端に形成されたボール
を半導体チップのパッド電極に押圧するボンディングツ
ールと、パッド電極上で変形するボールのボール厚を測
定するボール厚測定センサ１４と、このボール厚測定セ
ンサ１４による測定値と予め入力されたボール厚の設定
値との比較値を出力するコンパレータ１７と、コンパレ
ータ１７により測定値が設定値に達していないときには
駆動系制御部２０を駆動させてさらにボールを変形させ
る一方、測定値が設定値に達したときにはボンディング
を終了させる装置制御部１８とを有するワイヤボンディ
ング装置である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はワイヤボンディング方法
および装置に関し、特に、ボールボンディングによるワ
イヤボンディングにおいて安定したボンダビリティを得
ることのできる技術に関する。
および装置に関し、特に、ボールボンディングによるワ
イヤボンディングにおいて安定したボンダビリティを得
ることのできる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】所定の回路が形成されてリードフレーム
に搭載された半導体チップには、これに形成されたパッ
ド電極とリードとをＡｕ線やＡｌ線などからなるボンデ
ィングワイヤを用いて電気的に接続するワイヤボンディ
ングが行われる。このワイヤボンディングの中でも、電
気トーチによりボンディングワイヤの先端にボールを形
成し、これをキャピラリで押圧してパッド電極側の接続
を行うボールボンディングにあっては、ボンダビリティ
の優劣はパッド電極上に形成されたボールの厚さに依存
する側面がある。すなわち、ボール厚が所定の厚さにな
いケースとしては、ボールが潰れた場合やボンディング
ワイヤがパッド電極に圧着されていない場合などがあ
り、このような場合には接合部の強度が確保されないこ
とになる。
に搭載された半導体チップには、これに形成されたパッ
ド電極とリードとをＡｕ線やＡｌ線などからなるボンデ
ィングワイヤを用いて電気的に接続するワイヤボンディ
ングが行われる。このワイヤボンディングの中でも、電
気トーチによりボンディングワイヤの先端にボールを形
成し、これをキャピラリで押圧してパッド電極側の接続
を行うボールボンディングにあっては、ボンダビリティ
の優劣はパッド電極上に形成されたボールの厚さに依存
する側面がある。すなわち、ボール厚が所定の厚さにな
いケースとしては、ボールが潰れた場合やボンディング
ワイヤがパッド電極に圧着されていない場合などがあ
り、このような場合には接合部の強度が確保されないこ
とになる。
【０００３】したがって、ワイヤボンディングにおける
ボール厚のコントロールは非常に重要な問題になってく
る。
ボール厚のコントロールは非常に重要な問題になってく
る。
【０００４】従来、ワイヤボンディングにおけるボンダ
ビリティの向上に関しては、たとえば特開昭５５−１２
３１９８号公報に示されるように、ボールの酸化を防止
して接合強度をアップする技術や、オーム社発行、「Ｌ
ＳＩハンドブック」（昭和５９年１１月３０日発行）、
Ｐ４０８〜Ｐ４０９に示されるように、荷重、温度、圧
着時間を適当な条件に設定することで良好な接合状態を
得る技術が開示されている。
ビリティの向上に関しては、たとえば特開昭５５−１２
３１９８号公報に示されるように、ボールの酸化を防止
して接合強度をアップする技術や、オーム社発行、「Ｌ
ＳＩハンドブック」（昭和５９年１１月３０日発行）、
Ｐ４０８〜Ｐ４０９に示されるように、荷重、温度、圧
着時間を適当な条件に設定することで良好な接合状態を
得る技術が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、半導体チップ
におけるそれぞれのパッド電極では、形成された酸化膜
や蒸着されたＡｌよりなるパッド電極の面積が区々であ
り、したがって、上記した技術のように、一律の条件で
は安定して所定厚のボールを形成することは困難であ
る。
におけるそれぞれのパッド電極では、形成された酸化膜
や蒸着されたＡｌよりなるパッド電極の面積が区々であ
り、したがって、上記した技術のように、一律の条件で
は安定して所定厚のボールを形成することは困難であ
る。
【０００６】そこで、本発明の目的は、全てのパッド電
極上に形成されたボールのボール厚を所望の厚さとする
ことのできるワイヤボンディングについての技術を提供
することにある。
極上に形成されたボールのボール厚を所望の厚さとする
ことのできるワイヤボンディングについての技術を提供
することにある。
【０００７】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかにな
るであろう。
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかにな
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説明すれば、次の通
りである。
発明のうち、代表的なものの概要を説明すれば、次の通
りである。
【０００９】すなわち、本発明によるワイヤボンディン
グ方法は、半導体チップのパッド電極にボンディングワ
イヤ先端のボールを押圧すると同時にボールのボール厚
を測定し、このボール厚が所定の設定値にまで達したと
きにボンディングを終了させるものである。
グ方法は、半導体チップのパッド電極にボンディングワ
イヤ先端のボールを押圧すると同時にボールのボール厚
を測定し、このボール厚が所定の設定値にまで達したと
きにボンディングを終了させるものである。
【００１０】また、本発明によるワイヤボンディング装
置は、ボンディングワイヤ先端に形成されたボールを半
導体チップのパッド電極に押圧するボンディングツール
と、パッド電極上で変形するボールのボール厚を測定す
るボール厚測定手段と、このボール厚測定手段による測
定値と予め入力されたボール厚の設定値との比較値を出
力するボール厚比較手段と、ボール厚比較手段により測
定値が設定値に達していないときにはボンディング条件
制御手段を駆動させてさらにボールを変形させる一方、
測定値が設定値に達したときにはボンディングを終了さ
せる装置制御手段とを有するものである。この場合にお
いて、前記ワイヤボンディング装置は、荷重と熱と超音
波振動とを利用してボンディングを行う超音波併用熱圧
着ワイヤボンディング装置とすることができる。
置は、ボンディングワイヤ先端に形成されたボールを半
導体チップのパッド電極に押圧するボンディングツール
と、パッド電極上で変形するボールのボール厚を測定す
るボール厚測定手段と、このボール厚測定手段による測
定値と予め入力されたボール厚の設定値との比較値を出
力するボール厚比較手段と、ボール厚比較手段により測
定値が設定値に達していないときにはボンディング条件
制御手段を駆動させてさらにボールを変形させる一方、
測定値が設定値に達したときにはボンディングを終了さ
せる装置制御手段とを有するものである。この場合にお
いて、前記ワイヤボンディング装置は、荷重と熱と超音
波振動とを利用してボンディングを行う超音波併用熱圧
着ワイヤボンディング装置とすることができる。
【００１１】
【作用】上記した手段によれば、ボンディングワイヤの
先端部に形成されたボールのボール厚が所定の設定値に
達するまでボールが変形してからボンディングを終了さ
せることになるので、全てのパッド電極と接続されたボ
ールのボール厚を所望の厚さとすることができ、パッド
電極とボンディングワイヤとの接合部において所定の強
度を確保することが可能になる。
先端部に形成されたボールのボール厚が所定の設定値に
達するまでボールが変形してからボンディングを終了さ
せることになるので、全てのパッド電極と接続されたボ
ールのボール厚を所望の厚さとすることができ、パッド
電極とボンディングワイヤとの接合部において所定の強
度を確保することが可能になる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例を、図面に基づいて詳
細に説明する。
細に説明する。
【００１３】図１は本発明の一実施例であるワイヤボン
ディング装置を示す概略図、図２は図１のワイヤボンデ
ィング装置によるボール厚制御機構のブロック図、図３
は図１のワイヤボンディング装置による半導体チップと
ボンディングワイヤとの接合状態を示す側面図、図４は
図１のワイヤボンディング装置によるボール厚制御手順
を示すチャート図である。
ディング装置を示す概略図、図２は図１のワイヤボンデ
ィング装置によるボール厚制御機構のブロック図、図３
は図１のワイヤボンディング装置による半導体チップと
ボンディングワイヤとの接合状態を示す側面図、図４は
図１のワイヤボンディング装置によるボール厚制御手順
を示すチャート図である。
【００１４】テーブル駆動モータ１により水平方向に移
動自在とされたＸ−Ｙテーブル２の上部には、垂直方向
に移動自在とされたボンディングヘッド３が取り付けら
れている。ボンディングヘッド３に設けられたアーム軸
受け５にはボンディングアーム４が回転自在に支持され
ている。したがって、このボンディングアーム４は、ア
ーム軸受け５による傾斜運動を伴って水平方向および垂
直方向の任意の位置に移動可能となる。
動自在とされたＸ−Ｙテーブル２の上部には、垂直方向
に移動自在とされたボンディングヘッド３が取り付けら
れている。ボンディングヘッド３に設けられたアーム軸
受け５にはボンディングアーム４が回転自在に支持され
ている。したがって、このボンディングアーム４は、ア
ーム軸受け５による傾斜運動を伴って水平方向および垂
直方向の任意の位置に移動可能となる。
【００１５】ボンディングアーム４には、超音波発振子
７が内蔵されたホーン支持ブロック８が取り付けられて
いる。そして、図示しない超音波発信源によって駆動さ
れる超音波発振子７から発生される超音波振動が、ホー
ン支持ブロック８に支持されてボンディングアーム４と
平行位置に設けられた超音波発振ホーン６の先端部に固
定されたキャピラリ（ボンディングツール）９に伝達さ
れる。軸心にボンディングワイヤ１０を通すための細孔
（図示せず）が開設されたキャピラリ９は、その近傍に
設けられた電気トーチ１１からの放電によってボンディ
ングワイヤ１０の先端に形成されたボール１０ａ（図
３）をリードフレーム１２上に搭載された半導体チップ
１３のパッド電極１３ａ（図３）に熱圧着方式で押圧し
てボンディングするものである。したがって、このワイ
ヤボンディング装置は、圧力と熱に加えて超音波振動を
も利用した超音波併用熱圧着ワイヤボンディング装置と
いうことになる。
７が内蔵されたホーン支持ブロック８が取り付けられて
いる。そして、図示しない超音波発信源によって駆動さ
れる超音波発振子７から発生される超音波振動が、ホー
ン支持ブロック８に支持されてボンディングアーム４と
平行位置に設けられた超音波発振ホーン６の先端部に固
定されたキャピラリ（ボンディングツール）９に伝達さ
れる。軸心にボンディングワイヤ１０を通すための細孔
（図示せず）が開設されたキャピラリ９は、その近傍に
設けられた電気トーチ１１からの放電によってボンディ
ングワイヤ１０の先端に形成されたボール１０ａ（図
３）をリードフレーム１２上に搭載された半導体チップ
１３のパッド電極１３ａ（図３）に熱圧着方式で押圧し
てボンディングするものである。したがって、このワイ
ヤボンディング装置は、圧力と熱に加えて超音波振動を
も利用した超音波併用熱圧着ワイヤボンディング装置と
いうことになる。
【００１６】キャピラリ９を上下方向に移動させるボン
ディングヘッド３には、アーム軸受け５を中心にして傾
斜するボンディングヘッド３の傾きを介してキャピラリ
９の移動距離を測定し、これによってボール厚ｔ（図
３）を測定するボール厚測定センサ（ボール厚測定手
段）１４が設けられている。すなわち、ボンディングヘ
ッド３に取り付けられたセンサ取付架台１５側には位置
検出センサ１４ａが、ボンディングヘッド３側には位置
検出板１４ｂがそれぞれ設けられており、パッド電極１
３ａに押圧されて変形するボール１０ａとともに上昇す
るキャピラリ９の上昇運動が伝達されるボンディングヘ
ッド３に取り付けられた位置検出板１４ｂと、この位置
検出板１４ｂが接近していく位置検出センサ１４ａとの
距離を測定し、これをキャピラリ９の先端とパッド電極
１３ａとの距離がゼロのときにおける両者の距離と比較
することによってボール厚ｔを測定するものである。
ディングヘッド３には、アーム軸受け５を中心にして傾
斜するボンディングヘッド３の傾きを介してキャピラリ
９の移動距離を測定し、これによってボール厚ｔ（図
３）を測定するボール厚測定センサ（ボール厚測定手
段）１４が設けられている。すなわち、ボンディングヘ
ッド３に取り付けられたセンサ取付架台１５側には位置
検出センサ１４ａが、ボンディングヘッド３側には位置
検出板１４ｂがそれぞれ設けられており、パッド電極１
３ａに押圧されて変形するボール１０ａとともに上昇す
るキャピラリ９の上昇運動が伝達されるボンディングヘ
ッド３に取り付けられた位置検出板１４ｂと、この位置
検出板１４ｂが接近していく位置検出センサ１４ａとの
距離を測定し、これをキャピラリ９の先端とパッド電極
１３ａとの距離がゼロのときにおける両者の距離と比較
することによってボール厚ｔを測定するものである。
【００１７】図２に示すように、位置検出センサ１４ａ
と位置検出板１４ｂとからなるボール厚測定センサ１４
によって測定されたボール厚ｔの測定値は、アンプ１６
によって増幅されてコンパレータ（ボール厚比較手段）
１７に送られる。コンパレータ１７では、予め入力され
た所望のボール厚ｔの設定値と送られた測定値とを比較
して比較値を出力し、この比較値はボンディング装置全
体の作動を制御する装置制御部（装置制御手段）１８に
送られる。
と位置検出板１４ｂとからなるボール厚測定センサ１４
によって測定されたボール厚ｔの測定値は、アンプ１６
によって増幅されてコンパレータ（ボール厚比較手段）
１７に送られる。コンパレータ１７では、予め入力され
た所望のボール厚ｔの設定値と送られた測定値とを比較
して比較値を出力し、この比較値はボンディング装置全
体の作動を制御する装置制御部（装置制御手段）１８に
送られる。
【００１８】コンパレータ１７により測定値が設定値に
達していない場合には、このような比較値を受け取った
装置制御部１８は、ボンディングヘッド制御部１９を介
してキャピラリ９による押圧状態をさらに継続させると
ともに、駆動系制御部（ボンディング条件制御手段）２
０によって前記した超音波発振ホーン６による超音波振
動をボール１０ａに印加し続ける。一方、超音波振動を
加えられてボール厚ｔが設定値に達した場合には、この
ような比較値をコンパレータ１７から受け取った装置制
御部１８は、ボンディングヘッド制御部１９を介してキ
ャピラリ９による押圧状態を解除させるとともに、駆動
系制御部２０による超音波振動の印加を停止させボンデ
ィングを終了させる。これによって、図３に示すよう
に、ボール厚ｔが所望の値となるようになっている。
達していない場合には、このような比較値を受け取った
装置制御部１８は、ボンディングヘッド制御部１９を介
してキャピラリ９による押圧状態をさらに継続させると
ともに、駆動系制御部（ボンディング条件制御手段）２
０によって前記した超音波発振ホーン６による超音波振
動をボール１０ａに印加し続ける。一方、超音波振動を
加えられてボール厚ｔが設定値に達した場合には、この
ような比較値をコンパレータ１７から受け取った装置制
御部１８は、ボンディングヘッド制御部１９を介してキ
ャピラリ９による押圧状態を解除させるとともに、駆動
系制御部２０による超音波振動の印加を停止させボンデ
ィングを終了させる。これによって、図３に示すよう
に、ボール厚ｔが所望の値となるようになっている。
【００１９】キャピラリ９の細孔には、スプール（図示
せず）から供給されるボンディングワイヤ１０が貫通さ
れており、スプールとキャピラリ９との間に設けられた
クランプ２１によって適時にこのボンディングワイヤ１
０が挟まれるようになっている。
せず）から供給されるボンディングワイヤ１０が貫通さ
れており、スプールとキャピラリ９との間に設けられた
クランプ２１によって適時にこのボンディングワイヤ１
０が挟まれるようになっている。
【００２０】キャピラリ９の下方には、半導体チップ１
３の搭載されたリードフレーム１２が送給されるフレー
ムフィーダ２２が位置している。このフレームフィーダ
２２には、半導体チップ１３を加熱してたとえばＡｕよ
りなるボンディングワイヤ１０とＡｌよりなるパッド電
極１３ａとの間の金属の拡散を促すヒータ２３が、リー
ドフレーム１２と接触するヒータブロック２４に内蔵し
て設けられている。
３の搭載されたリードフレーム１２が送給されるフレー
ムフィーダ２２が位置している。このフレームフィーダ
２２には、半導体チップ１３を加熱してたとえばＡｕよ
りなるボンディングワイヤ１０とＡｌよりなるパッド電
極１３ａとの間の金属の拡散を促すヒータ２３が、リー
ドフレーム１２と接触するヒータブロック２４に内蔵し
て設けられている。
【００２１】次に、このようなワイヤボンディング装置
によるボンディング動作について説明する。
によるボンディング動作について説明する。
【００２２】まず、キャピラリ９に貫通されたボンディ
ングワイヤ１０の先端部には、電気トーチ１１からの放
電によって溶融されてボール１０ａが形成される。次
に、テーブル駆動モータ１に駆動されたＸ−Ｙテーブル
２によって、キャピラリ９の先端部が目標とする半導体
チップ１３のパッド電極１３ａの直上部に位置決めされ
る。そして、ボンディングアーム４が半導体チップ１３
の方向に回転することによってキャピラリ９がパッド電
極１３ａの上に着地し、ボンディングワイヤ１０の先端
部に形成されたボール１０ａが押圧されて熱圧着される
と同時に、超音波発振ホーン６を介してキャピラリ９に
超音波振動が伝達され、超音波併用による熱圧着ワイヤ
ボンディングが行われる。
ングワイヤ１０の先端部には、電気トーチ１１からの放
電によって溶融されてボール１０ａが形成される。次
に、テーブル駆動モータ１に駆動されたＸ−Ｙテーブル
２によって、キャピラリ９の先端部が目標とする半導体
チップ１３のパッド電極１３ａの直上部に位置決めされ
る。そして、ボンディングアーム４が半導体チップ１３
の方向に回転することによってキャピラリ９がパッド電
極１３ａの上に着地し、ボンディングワイヤ１０の先端
部に形成されたボール１０ａが押圧されて熱圧着される
と同時に、超音波発振ホーン６を介してキャピラリ９に
超音波振動が伝達され、超音波併用による熱圧着ワイヤ
ボンディングが行われる。
【００２３】このようなボンディング動作において、ボ
ンディングワイヤ１０に形成されたボール１０ａを所定
のボール厚ｔに制御する手順を図４に基づいて説明する
と次のようになる。
ンディングワイヤ１０に形成されたボール１０ａを所定
のボール厚ｔに制御する手順を図４に基づいて説明する
と次のようになる。
【００２４】ボンディングワイヤ１０のボール１０ａが
半導体チップ１３のパッド電極１３ａの上に着地するス
テップＳ１が実行されると、キャピラリ９による荷重、
ヒータ２３による熱、および超音波発振ホーン６による
超音波振動によって、Ａｕよりなるボンディングワイヤ
１０とＡｌよりなるパッド電極１３ａとの間で金属の拡
散結合が行われるとともに、このボール１０ａを変形さ
せるステップＳ２が実行され、これによってボール厚ｔ
が増加して行く。
半導体チップ１３のパッド電極１３ａの上に着地するス
テップＳ１が実行されると、キャピラリ９による荷重、
ヒータ２３による熱、および超音波発振ホーン６による
超音波振動によって、Ａｕよりなるボンディングワイヤ
１０とＡｌよりなるパッド電極１３ａとの間で金属の拡
散結合が行われるとともに、このボール１０ａを変形さ
せるステップＳ２が実行され、これによってボール厚ｔ
が増加して行く。
【００２５】次に、ステップＳ３により、このときのボ
ール厚ｔが前記したボール厚測定センサ１４により測定
され、ステップＳ４により、ボール厚ｔがたとえば２０
μｍという設定値に達したか否かが判断される。ボール
厚ｔがたとえば２２μｍで、設定値である２０μｍに達
したと判断されると、ステップＳ５により、装置制御部
１８によってキャピラリ９によるボール押圧動作と超音
波振動の印加動作が停止されてボンディングを終了させ
る。
ール厚ｔが前記したボール厚測定センサ１４により測定
され、ステップＳ４により、ボール厚ｔがたとえば２０
μｍという設定値に達したか否かが判断される。ボール
厚ｔがたとえば２２μｍで、設定値である２０μｍに達
したと判断されると、ステップＳ５により、装置制御部
１８によってキャピラリ９によるボール押圧動作と超音
波振動の印加動作が停止されてボンディングを終了させ
る。
【００２６】一方、ステップＳ４により、ボール厚ｔが
たとえば１８μｍで、設定値である２０μｍに達してい
ないと判断されると、ステップＳ２に戻って装置制御部
１８によるボール押圧動作と超音波振動の印加動作が継
続され、再びステップＳ３によりボール厚ｔが測定さ
れ、ステップＳ４により設定値に達したか否かが判断さ
れるルーチンが繰り返される。そして、ボール厚ｔの測
定値が２０μｍ以上となりステップＳ４で設定値である
２０μｍに達したと判断されると、ステップＳ５により
ボンディングを終了させる。
たとえば１８μｍで、設定値である２０μｍに達してい
ないと判断されると、ステップＳ２に戻って装置制御部
１８によるボール押圧動作と超音波振動の印加動作が継
続され、再びステップＳ３によりボール厚ｔが測定さ
れ、ステップＳ４により設定値に達したか否かが判断さ
れるルーチンが繰り返される。そして、ボール厚ｔの測
定値が２０μｍ以上となりステップＳ４で設定値である
２０μｍに達したと判断されると、ステップＳ５により
ボンディングを終了させる。
【００２７】このような手順を経て、図３に示すよう
に、パッド電極１３ａと接続されたボンディングワイヤ
１０のボール厚ｔが所望の値（ここでは２０μｍ）とな
る。
に、パッド電極１３ａと接続されたボンディングワイヤ
１０のボール厚ｔが所望の値（ここでは２０μｍ）とな
る。
【００２８】パッド電極１３ａ側に対するボンディング
が行われた後、キャピラリ９が上昇するとともにＸ−Ｙ
テーブル２が駆動され、ボンディングワイヤ１０がルー
プを形成しながら引き出されてキャピラリ９がリードフ
レーム１２上のボンディングポスト１２ａ（図３）の直
上に移動する。
が行われた後、キャピラリ９が上昇するとともにＸ−Ｙ
テーブル２が駆動され、ボンディングワイヤ１０がルー
プを形成しながら引き出されてキャピラリ９がリードフ
レーム１２上のボンディングポスト１２ａ（図３）の直
上に移動する。
【００２９】そして、キャピラリ９が降下し、その先端
部によってボンディングワイヤ１０の側面部がボンディ
ングポスト１２ａに押圧されると同時にキャピラリ９に
超音波振動が印加されてループ端が圧着される。最後
に、クランプ２１によってボンディングワイヤ１０がキ
ャピラリ９側に固定された状態でキャピラリ９が上昇
し、これによってボンディングワイヤ１０がボンディン
グポスト１２ａの近傍で切断されて一対のパッド電極１
３ａおよびボンディングポスト１２ａ間のワイヤボンデ
ィングが完了する。
部によってボンディングワイヤ１０の側面部がボンディ
ングポスト１２ａに押圧されると同時にキャピラリ９に
超音波振動が印加されてループ端が圧着される。最後
に、クランプ２１によってボンディングワイヤ１０がキ
ャピラリ９側に固定された状態でキャピラリ９が上昇
し、これによってボンディングワイヤ１０がボンディン
グポスト１２ａの近傍で切断されて一対のパッド電極１
３ａおよびボンディングポスト１２ａ間のワイヤボンデ
ィングが完了する。
【００３０】そして、このような一連のボンディング動
作を繰り返すことによって、複数のパッド電極１３ａお
よびボンディングポスト１２ａ間のワイヤボンディング
が、パッド電極１３ａ上に形成されたボール１０ａのボ
ール厚ｔがすべて所望の値以上とされつつ実行される。
したがって、パッド電極１３ａとボンディングワイヤ１
０との接合部は、いずれの箇所も所定の強度が確保され
たものになる。
作を繰り返すことによって、複数のパッド電極１３ａお
よびボンディングポスト１２ａ間のワイヤボンディング
が、パッド電極１３ａ上に形成されたボール１０ａのボ
ール厚ｔがすべて所望の値以上とされつつ実行される。
したがって、パッド電極１３ａとボンディングワイヤ１
０との接合部は、いずれの箇所も所定の強度が確保され
たものになる。
【００３１】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、本発明は前記実施例
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言うまでもない。
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例
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言うまでもない。
【００３２】たとえば、本実施例においては、ボンディ
ングヘッド３に取り付けられた位置検出板１４ｂと位置
検出センサ１４ａとの距離を測定するボール厚測定セン
サ１４を設けることで間接的にボール厚ｔの測定を行っ
ているが、ボール厚ｔの測定はこの他にも種々の手段に
よることができる。たとえば、ボール１０ａの近傍にた
とえば光センサなどを取り付け、直接ボール厚ｔを測定
することなどが考えられる。
ングヘッド３に取り付けられた位置検出板１４ｂと位置
検出センサ１４ａとの距離を測定するボール厚測定セン
サ１４を設けることで間接的にボール厚ｔの測定を行っ
ているが、ボール厚ｔの測定はこの他にも種々の手段に
よることができる。たとえば、ボール１０ａの近傍にた
とえば光センサなどを取り付け、直接ボール厚ｔを測定
することなどが考えられる。
【００３３】また、本実施例に示すワイヤボンディング
装置は、荷重と熱と超音波振動とを利用してボンディン
グを行う超音波併用熱圧着ワイヤボンディング装置であ
るが、これを荷重と熱とでボンディングを行う熱圧着ワ
イヤボンディング装置や、荷重と超音波振動とでボンデ
ィングを行う超音波ワイヤボンディング装置とすること
も可能である。
装置は、荷重と熱と超音波振動とを利用してボンディン
グを行う超音波併用熱圧着ワイヤボンディング装置であ
るが、これを荷重と熱とでボンディングを行う熱圧着ワ
イヤボンディング装置や、荷重と超音波振動とでボンデ
ィングを行う超音波ワイヤボンディング装置とすること
も可能である。
【００３４】さらに、ボンディングワイヤ１０について
も、本実施例に示すようなＡｕ線に限定されるものでは
なく、たとえばＡｌ線やＣｕ線などのような他の金属と
することができる。
も、本実施例に示すようなＡｕ線に限定されるものでは
なく、たとえばＡｌ線やＣｕ線などのような他の金属と
することができる。
【００３５】駆動系制御部２０についても、本実施例に
おいてはこれによって超音波振動をボール１０ａに加え
ることでボール１０ａを変形させているが、キャピラリ
９によってさらにパッド電極１３ａに対する押圧を継続
し、ヒータ２３による熱によってボール１０ａを変形さ
せることもできる。
おいてはこれによって超音波振動をボール１０ａに加え
ることでボール１０ａを変形させているが、キャピラリ
９によってさらにパッド電極１３ａに対する押圧を継続
し、ヒータ２３による熱によってボール１０ａを変形さ
せることもできる。
【００３６】なお、本実施例による所望のボール厚ｔは
２０μｍとされているが、この値に限定されるものでは
なく、任意の値をとることができるのは勿論である。
２０μｍとされているが、この値に限定されるものでは
なく、任意の値をとることができるのは勿論である。
【００３７】さらに、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
あるワイヤボンディング装置について説明したが、それ
に限定されるものではなく、部材の高さを制御する必要
のある他の種々の装置に適用することが可能である。
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
あるワイヤボンディング装置について説明したが、それ
に限定されるものではなく、部材の高さを制御する必要
のある他の種々の装置に適用することが可能である。
【００３８】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以
下の通りである。
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以
下の通りである。
【００３９】(1).すなわち、本発明によるワイヤボンデ
ィングの技術によれば、ボンディングワイヤの先端部に
形成されたボールのボール厚が所定の設定値に達するま
でボールが変形してからボンディングを終了させること
になるので、全てのパッド電極と接続されたボールのボ
ール厚を所望の厚さとすることができる。
ィングの技術によれば、ボンディングワイヤの先端部に
形成されたボールのボール厚が所定の設定値に達するま
でボールが変形してからボンディングを終了させること
になるので、全てのパッド電極と接続されたボールのボ
ール厚を所望の厚さとすることができる。
【００４０】(2).したがって、パッド電極とボンディン
グワイヤとの接合部における圧着不良などの低減を図る
ことが可能になるとともに、いずれの接合箇所も所定の
強度が確保されたものになり、良好なボンダビリティを
得ることが可能になる。
グワイヤとの接合部における圧着不良などの低減を図る
ことが可能になるとともに、いずれの接合箇所も所定の
強度が確保されたものになり、良好なボンダビリティを
得ることが可能になる。
【図１】本発明の一実施例であるワイヤボンディング装
置を示す概略図である。
置を示す概略図である。
【図２】図１のワイヤボンディング装置によるボール厚
制御機構のブロック図である。
制御機構のブロック図である。
【図３】図１のワイヤボンディング装置による半導体チ
ップとボンディングワイヤとの接合状態を示す側面図で
ある。
ップとボンディングワイヤとの接合状態を示す側面図で
ある。
【図４】図１のワイヤボンディング装置によるボール厚
制御手順を示すチャート図である。
制御手順を示すチャート図である。
１ テーブル駆動モータ ２ Ｘ−Ｙテーブル ３ ボンディングヘッド ４ ボンディングアーム ５ アーム軸受け ６ 超音波発振ホーン ７ 超音波発振子 ８ ホーン支持ブロック ９ キャピラリ（ボンディングツール） １０ ボンディングワイヤ １０ａ ボール １１ 電気トーチ １２ リードフレーム １２ａ ボンディングポスト １３ 半導体チップ １３ａ パッド電極 １４ ボール厚測定センサ（ボール厚測定手段） １４ａ 位置検出センサ １４ｂ 位置検出板 １５ センサ取付架台 １６ アンプ １７ コンパレータ（ボール厚比較手段） １８ 装置制御部（装置制御手段） １９ ボンディングヘッド制御部 ２０ 駆動系制御部（ボンディング条件制御手段） ２１ クランプ ２２ フレームフィーダ ２３ ヒータ ２４ ヒータブロック ｔ ボール厚
Claims (3)
- 【請求項１】 半導体チップのパッド電極にボンディン
グワイヤ先端のボールを押圧すると同時に前記ボールの
ボール厚を測定し、このボール厚が所定の設定値にまで
達したときにボンディングを終了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】 ボンディングワイヤ先端に形成されたボ
ールを半導体チップのパッド電極に押圧するボンディン
グツールと、 前記パッド電極上で変形する前記ボールのボール厚を測
定するボール厚測定手段と、 前記ボール厚測定手段による測定値と予め入力されたボ
ール厚の設定値との比較値を出力するボール厚比較手段
と、 前記ボール厚比較手段により測定値が設定値に達してい
ないときにはボンディング条件制御手段を駆動させてさ
らに前記ボールを変形させる一方、測定値が設定値に達
したときにはボンディングを終了させる装置制御手段と
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】 前記ワイヤボンディング装置は、荷重と
熱と超音波振動とを利用してボンディングを行う超音波
併用熱圧着ワイヤボンディング装置であることを特徴と
する請求項２記載のワイヤボンディング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16763094A JPH0831886A (ja) | 1994-07-20 | 1994-07-20 | ワイヤボンディング方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16763094A JPH0831886A (ja) | 1994-07-20 | 1994-07-20 | ワイヤボンディング方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0831886A true JPH0831886A (ja) | 1996-02-02 |
Family
ID=15853349
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16763094A Pending JPH0831886A (ja) | 1994-07-20 | 1994-07-20 | ワイヤボンディング方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0831886A (ja) |
-
1994
- 1994-07-20 JP JP16763094A patent/JPH0831886A/ja active Pending
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