JPS61111554A - 超音波ワイヤボンデイング装置 - Google Patents
超音波ワイヤボンデイング装置Info
- Publication number
- JPS61111554A JPS61111554A JP59233556A JP23355684A JPS61111554A JP S61111554 A JPS61111554 A JP S61111554A JP 59233556 A JP59233556 A JP 59233556A JP 23355684 A JP23355684 A JP 23355684A JP S61111554 A JPS61111554 A JP S61111554A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bonding
- tool
- level
- chip
- ultrasonic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- 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
-
- 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
Landscapes
- Wire Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、半導体装置の製造に用いられる超音波ワイヤ
ボンディング装置に係シ、特にボンディングツールの下
降限高さを制御する手段に関する。
ボンディング装置に係シ、特にボンディングツールの下
降限高さを制御する手段に関する。
この種の超音波ワイヤボンディング装置は、一般に第3
図に示すように、予め加熱した半導体チッノノ上のボン
ディングノヤツドに対して電気トーチなどでボール状に
形成されたボンディングワイヤ2の先端部3をボンディ
ングソール4の下降、a拭動によって接触させて所定の
圧力を加えた状態で、上記ツール4の超音波振動子5に
超音波発振器6から所定レベルの超音波信号を所定時間
供給し、こののち上記ツール4を上昇させるように構成
されている。これによって、振動子5は超音波信号をm
械的振動に変換し、そのヘッド部(キャピラリ)7が前
記半導体チップ1の・や、ド上でスクラブし、・セット
にワイヤ先端部(ワイヤボール)3を接合させる。この
用仔、ワイヤボール3の接合強度、つぶれ具合ハボンr
イングツール4かチッ7’7のノぐラド面へ接触すると
きの加圧力によって大きく左右されるものであり、通常
はボンディングツール4の下降限高さをポンディング動
作前知固定値に設定(初期設定)している。
図に示すように、予め加熱した半導体チッノノ上のボン
ディングノヤツドに対して電気トーチなどでボール状に
形成されたボンディングワイヤ2の先端部3をボンディ
ングソール4の下降、a拭動によって接触させて所定の
圧力を加えた状態で、上記ツール4の超音波振動子5に
超音波発振器6から所定レベルの超音波信号を所定時間
供給し、こののち上記ツール4を上昇させるように構成
されている。これによって、振動子5は超音波信号をm
械的振動に変換し、そのヘッド部(キャピラリ)7が前
記半導体チップ1の・や、ド上でスクラブし、・セット
にワイヤ先端部(ワイヤボール)3を接合させる。この
用仔、ワイヤボール3の接合強度、つぶれ具合ハボンr
イングツール4かチッ7’7のノぐラド面へ接触すると
きの加圧力によって大きく左右されるものであり、通常
はボンディングツール4の下降限高さをポンディング動
作前知固定値に設定(初期設定)している。
〔背景技術の問題点〕
ところで、半導体チッf1は通常はベッド上に接着剤に
よシ接合されているが、実際のルーチンワークにおいて
は第4図(8)に示すようにベッド8上に接着剤9が均
一に塗られた状態でチップ1が接合されている場合は少
なく、殆んどは第4図(b)に示すようにペッド8上に
接着剤9が不均一に塗られた状態でチップIが接合され
ていてチッfノが傾いている。前者の場合とは、ボンデ
ィングツール4が下降限高さHまで下降してチップパッ
ド面に接触するときの加圧力はチップ面上のボンディン
グ位置の違い忙よって大キな差はなく、ボンディング位
置によるワイヤボール3の接合強度、つぶれ具合に大き
な差は生じないであろう。これに対して、後者の場&に
はボンディングツール4のチップ接触状態での加圧力は
チップ面上のボンディング位置の違い(たとえば図面上
の右側、左側の違い)によって異なり、特に図面上の左
側のチップ・やラド面に対してはワイヤボール3が接合
し難く、ボンディング不良が生じ易イ。
よシ接合されているが、実際のルーチンワークにおいて
は第4図(8)に示すようにベッド8上に接着剤9が均
一に塗られた状態でチップ1が接合されている場合は少
なく、殆んどは第4図(b)に示すようにペッド8上に
接着剤9が不均一に塗られた状態でチップIが接合され
ていてチッfノが傾いている。前者の場合とは、ボンデ
ィングツール4が下降限高さHまで下降してチップパッ
ド面に接触するときの加圧力はチップ面上のボンディン
グ位置の違い忙よって大キな差はなく、ボンディング位
置によるワイヤボール3の接合強度、つぶれ具合に大き
な差は生じないであろう。これに対して、後者の場&に
はボンディングツール4のチップ接触状態での加圧力は
チップ面上のボンディング位置の違い(たとえば図面上
の右側、左側の違い)によって異なり、特に図面上の左
側のチップ・やラド面に対してはワイヤボール3が接合
し難く、ボンディング不良が生じ易イ。
このようなチップの傾きに依存するボンディング不良は
、チップサイズが大きくなるほどチノノ0の傾きの発生
度合が大きくなるので、これに伴ってボンディング不良
が多くなる。また。
、チップサイズが大きくなるほどチノノ0の傾きの発生
度合が大きくなるので、これに伴ってボンディング不良
が多くなる。また。
前記接着剤9の供給量も一定量を安定に供給することが
難しく、これによってチップ1をペッド8上に接合(マ
ウント)シたときのチップ高さにばらつきが発生し、こ
れに伴ってボンディング不良が発生する。
難しく、これによってチップ1をペッド8上に接合(マ
ウント)シたときのチップ高さにばらつきが発生し、こ
れに伴ってボンディング不良が発生する。
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、ボンディ
ングすべき半導体チップのベッド上での傾きとかチップ
高さのばらつきに影響されないでチノグ面上のいずれの
位置のボンディング・97ドに対し、でも良好なワイヤ
ボンディングを行ない得る超音波ワイヤボン7jイング
装置を提供するものである。
ングすべき半導体チップのベッド上での傾きとかチップ
高さのばらつきに影響されないでチノグ面上のいずれの
位置のボンディング・97ドに対し、でも良好なワイヤ
ボンディングを行ない得る超音波ワイヤボン7jイング
装置を提供するものである。
即ち1本発明の超音波ワイヤボンディンダ装置は、超音
波発振器の出力信号レベルをポンディング前には小レベ
ルに保持し、ボンディング時に所要のボンディングレベ
ルに設定制御する出力レベル制御部と、ボンディングツ
ールが半導体チップの・ヤツド面に接触したときの超音
波発振器の出力信号レベルの変化および変化量を検知す
るととくよってボンディング開始タイミングおよびチッ
プ高さを検知するボンディング制御部とを具備し、この
ボンディング制御部によって前記超音波発振器の出力信
号レベルをボンディングレベルに設定制御させるための
制御出力を前記出力レベル制御部に与えると共に。
波発振器の出力信号レベルをポンディング前には小レベ
ルに保持し、ボンディング時に所要のボンディングレベ
ルに設定制御する出力レベル制御部と、ボンディングツ
ールが半導体チップの・ヤツド面に接触したときの超音
波発振器の出力信号レベルの変化および変化量を検知す
るととくよってボンディング開始タイミングおよびチッ
プ高さを検知するボンディング制御部とを具備し、この
ボンディング制御部によって前記超音波発振器の出力信
号レベルをボンディングレベルに設定制御させるための
制御出力を前記出力レベル制御部に与えると共に。
ボンディングツールのチップパッド面からの下降限高さ
を一定に制御させるための制御出力をボンディングツー
ル駆動制御部に与えることを特徴とするものである。
を一定に制御させるための制御出力をボンディングツー
ル駆動制御部に与えることを特徴とするものである。
したがって、ボンディング制御部によりベッド上での半
導体チップの傾きとか高さのばらつきを検知でき、この
検知結果に基いてボンディングツールのチップ面からの
下降限高さが一定となるように制御することによって、
チップ面上のいずれの位置のボンf’イングパッドに対
しても良好なワイヤボンディングを行なうことができる
。
導体チップの傾きとか高さのばらつきを検知でき、この
検知結果に基いてボンディングツールのチップ面からの
下降限高さが一定となるように制御することによって、
チップ面上のいずれの位置のボンf’イングパッドに対
しても良好なワイヤボンディングを行なうことができる
。
以下、図面を参照1.て本発明の一実施例を詳細に説明
する。
する。
第1図足示す超音波ワイヤボンディング装置は、第3図
を参照して前述した従来の超音波ワイヤポンディング装
置に比べてボン7”(ング制御部IOを備えた点が異な
り、その他は同じであるので24■3図中と同一符号を
付してその説明を省略する。
を参照して前述した従来の超音波ワイヤポンディング装
置に比べてボン7”(ング制御部IOを備えた点が異な
り、その他は同じであるので24■3図中と同一符号を
付してその説明を省略する。
上記制御部10は、超音波発振器6の超音波出力信号を
ボンディングツール4とチップ1の・ぞラド面との接触
時板外にも小レベル(非ボンディングレベル)に保持す
る機能と、超音波発振器6の出力信号レベルをモニタし
てそのレベル変化度合くよりボンディングソールとチッ
プ・ぐ、ド面との接触時およびチッグ高さを検知し、超
音波出力信号レベルを一定ポンrイング時間だケ大レベ
ル(ボンfイングレペル)ニ設定スると共にボンディン
グツールの下降限高さを制御する機能を有する。
ボンディングツール4とチップ1の・ぞラド面との接触
時板外にも小レベル(非ボンディングレベル)に保持す
る機能と、超音波発振器6の出力信号レベルをモニタし
てそのレベル変化度合くよりボンディングソールとチッ
プ・ぐ、ド面との接触時およびチッグ高さを検知し、超
音波出力信号レベルを一定ポンrイング時間だケ大レベ
ル(ボンfイングレペル)ニ設定スると共にボンディン
グツールの下降限高さを制御する機能を有する。
即ち、上記制御部10は、超音波発振器6のモニタ端子
から出力信号の一部を受けてい(アナログ/デジタル)
変換するい変換器1ノと、このい変換器11のデジタル
入力を取シ込んでデータ処理を行ない制御データを出力
するCPU (中央処理装置)12と、このCPUI2
のデータ出力を受けて超音波発振器6の発振出力レベル
を制御するための出力レベル制御部13と、同じく前記
CPU I 2のデータ出力を受けてボンディングツー
ル4のチップ面からの下降速度、下降限高さを制御する
ためにツール駆動装置20を制御するためのツール制御
部とを具備する。
から出力信号の一部を受けてい(アナログ/デジタル)
変換するい変換器1ノと、このい変換器11のデジタル
入力を取シ込んでデータ処理を行ない制御データを出力
するCPU (中央処理装置)12と、このCPUI2
のデータ出力を受けて超音波発振器6の発振出力レベル
を制御するための出力レベル制御部13と、同じく前記
CPU I 2のデータ出力を受けてボンディングツー
ル4のチップ面からの下降速度、下降限高さを制御する
ためにツール駆動装置20を制御するためのツール制御
部とを具備する。
次に、上記超音波ワイヤボンディング装置の動作を説明
する。ツール駆動装置20は、各ボンディング動作毎に
ツール4の上下動の軌跡の時間経過が第2図(a) K
示すようになるように変化させる。即ち、ツール4は、
待機状態におけるある高さ位置から変速点までは急速に
下降し、とののち緩やかに下降限高さまで下降してチッ
プ・P7ド面に接触すると下降を停止し、一定の停止時
間(ボンディング時間)後に上昇を開始して元の高さま
で上昇して待機状態になる。また、出力レベル制御部1
3は、超音波発掘器6の出力レベルを非ボンディング時
には小レベルに保持し、ツール4がチップパッド面に接
触したことをCPU 12が検知したのちに上記出力レ
ベルヲ大レベルに設定12、ボンディング終了後に再び
小レベルを保持するように制御する。超音波発掘器6の
出力レベルは、ツール4がチップ・ぐ、ド面に接触した
ときに負荷が大きく変動してレベルが急激に低下する。
する。ツール駆動装置20は、各ボンディング動作毎に
ツール4の上下動の軌跡の時間経過が第2図(a) K
示すようになるように変化させる。即ち、ツール4は、
待機状態におけるある高さ位置から変速点までは急速に
下降し、とののち緩やかに下降限高さまで下降してチッ
プ・P7ド面に接触すると下降を停止し、一定の停止時
間(ボンディング時間)後に上昇を開始して元の高さま
で上昇して待機状態になる。また、出力レベル制御部1
3は、超音波発掘器6の出力レベルを非ボンディング時
には小レベルに保持し、ツール4がチップパッド面に接
触したことをCPU 12が検知したのちに上記出力レ
ベルヲ大レベルに設定12、ボンディング終了後に再び
小レベルを保持するように制御する。超音波発掘器6の
出力レベルは、ツール4がチップ・ぐ、ド面に接触した
ときに負荷が大きく変動してレベルが急激に低下する。
したがって、上記出力レベルが小レベルから急激にレベ
ル低下した時点taをCPU 72はそのデ・ゾタル入
力値から検知することが可能になる。即ち、CPU 1
2はデジタル入力値を所定周期で取り込む毎に所定基準
値との比較判別を行なうことによって上記検知を行ない
、この検知によシ前記出カレ村ル制御部13およびツー
ル制御部14の制御データを出力する。また、チップI
の傾きとか高さのばらつきが生じている場合には、前記
ツール4がチップパッド面に接触するときのツール下降
高さが変化し、この変化に応じて前記出力レベルの低下
量が変化する。そこで、CPU 12によシ上記レベル
低下量を検知(デジタル入力と比較する基準値を変化さ
せることによって可能である)し、この検知したレベル
低下量(換言すればツールがチップ・センド面に接触し
たときのツール下降高さ)に応じてチップパッド面から
のツールの下降速度および下降限高さを一定にするため
の制御データを演算等により求めて出力させるように構
成しておく。これによって、ツール制御部14はボンデ
ィング時におけるツールのチップ面からの下降速度、下
降限高、さが一定となるようにツール駆動装置2oを制
御する。
ル低下した時点taをCPU 72はそのデ・ゾタル入
力値から検知することが可能になる。即ち、CPU 1
2はデジタル入力値を所定周期で取り込む毎に所定基準
値との比較判別を行なうことによって上記検知を行ない
、この検知によシ前記出カレ村ル制御部13およびツー
ル制御部14の制御データを出力する。また、チップI
の傾きとか高さのばらつきが生じている場合には、前記
ツール4がチップパッド面に接触するときのツール下降
高さが変化し、この変化に応じて前記出力レベルの低下
量が変化する。そこで、CPU 12によシ上記レベル
低下量を検知(デジタル入力と比較する基準値を変化さ
せることによって可能である)し、この検知したレベル
低下量(換言すればツールがチップ・センド面に接触し
たときのツール下降高さ)に応じてチップパッド面から
のツールの下降速度および下降限高さを一定にするため
の制御データを演算等により求めて出力させるように構
成しておく。これによって、ツール制御部14はボンデ
ィング時におけるツールのチップ面からの下降速度、下
降限高、さが一定となるようにツール駆動装置2oを制
御する。
なお、CPU 12はチップのあるボンディング位置く
ついてのチップの傾きを検知することによって、その近
傍のボンディング位置についても同様の傾きを有するこ
とに着目し、これらのボンディング位置のボンディング
に際してはツール4の下降速度の変速点をそれぞれ最適
化(アップの傾きに合わせて可及的に下降速度の変速点
をチップ面に接近させることによってソールの高速下降
領域を広くする)するような制御データを出力するよう
に構成することも可能である。このようにすれば、1回
のボンディング時間を現在の工程でたとえば0.02秒
短縮することが可能となシ、たとえば100ピンのチッ
プをボンディングする場合には1チップ当シ2秒のイン
デックスアップを図ることができる。
ついてのチップの傾きを検知することによって、その近
傍のボンディング位置についても同様の傾きを有するこ
とに着目し、これらのボンディング位置のボンディング
に際してはツール4の下降速度の変速点をそれぞれ最適
化(アップの傾きに合わせて可及的に下降速度の変速点
をチップ面に接近させることによってソールの高速下降
領域を広くする)するような制御データを出力するよう
に構成することも可能である。このようにすれば、1回
のボンディング時間を現在の工程でたとえば0.02秒
短縮することが可能となシ、たとえば100ピンのチッ
プをボンディングする場合には1チップ当シ2秒のイン
デックスアップを図ることができる。
上述したように本発明の超音波ワイヤボンディング装置
によれば、ボンディングすべき半導体チップのベッド上
での傾きとがチップ高さのばらつきに影響されないでチ
ップ面上のいずれの位置のボンディング・41 a7
)4に対しても良好なワイヤボンf4ングを行なうこと
ができるので、半導体装置の生産性が向上する。
によれば、ボンディングすべき半導体チップのベッド上
での傾きとがチップ高さのばらつきに影響されないでチ
ップ面上のいずれの位置のボンディング・41 a7
)4に対しても良好なワイヤボンf4ングを行なうこと
ができるので、半導体装置の生産性が向上する。
第1図は本発明に係る超音波ワイヤボンディング装置の
一実施例を示す構成説明図、第2図(a) 、 (b)
は第1図の装置におけるボンディングツールの軌道およ
び超音波出力信号レベルの時間的変化を示す図、第3図
は従来の超音波ワイヤボンディング装置を示す構成説明
図、第4図(、) 。 (b)ハ第3図の装置におけるボンディングツールの下
降限高さと半導体チップの傾きとの関係を説明するため
に示す図である。 J・・・半導体チップ、4・・・ボンディングツール、
5・・・超音波振動子、6・・・超音波発振器、8・・
・ベッド、10・・・ボンディング制御部、12・・・
CPU 。 13・・・出力レベル制御部、14・・・ツール制御部
、20・・・ツール駆動装置。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 産業1図 第2図 (a) 第3図 第4図 (a)
一実施例を示す構成説明図、第2図(a) 、 (b)
は第1図の装置におけるボンディングツールの軌道およ
び超音波出力信号レベルの時間的変化を示す図、第3図
は従来の超音波ワイヤボンディング装置を示す構成説明
図、第4図(、) 。 (b)ハ第3図の装置におけるボンディングツールの下
降限高さと半導体チップの傾きとの関係を説明するため
に示す図である。 J・・・半導体チップ、4・・・ボンディングツール、
5・・・超音波振動子、6・・・超音波発振器、8・・
・ベッド、10・・・ボンディング制御部、12・・・
CPU 。 13・・・出力レベル制御部、14・・・ツール制御部
、20・・・ツール駆動装置。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 産業1図 第2図 (a) 第3図 第4図 (a)
Claims (2)
- (1)超音波振動によるワイヤボンディングを行なうボ
ンディングツールと、このボンディングツールの超音波
振動子に超音波信号を供給する超音波発振器と、前記ボ
ンディングツールを上下動駆動するツール駆動装置と、
このツール駆動装置を制御するためのツール制御部と、
前記超音波発振器の出力信号レベルをボンディング前に
は小レベルに保持し、ボンディング時には所要のボンデ
ィングレベルに設定するように制御する出力レベル制御
部と、前記ボンディングツールがボンディング対象であ
る半導体チップのパッド面に接触したときの前記超音波
発振器の出力信号レベルの変化および変化量を検知する
ことによってボンディング開始タイミングおよび前記半
導体チップのチップ高さを検知し、この検知結果に基い
て前記超音波発振器の出力信号レベルをボンディングレ
ベルに設定制御させるための制御出力を前記出力レベル
制御部に与えると共に、ボンディングツールのチップパ
ッド面からの下降限高さを一定に制御させるための制御
出力を前記ツール制御部に与えるボンディング制御部と
を具備することを特徴とする超音波ワイヤボンディング
装置。 - (2)前記ボンディング制御部は、前記チップパッド面
からの下降速度を一定に制御させるための制御出力を前
記ツール制御部にさらに与えることを特徴とする前記特
許請求の範囲第1項記載の超音波ワイヤボンディング装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59233556A JPS61111554A (ja) | 1984-11-06 | 1984-11-06 | 超音波ワイヤボンデイング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59233556A JPS61111554A (ja) | 1984-11-06 | 1984-11-06 | 超音波ワイヤボンデイング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61111554A true JPS61111554A (ja) | 1986-05-29 |
Family
ID=16956912
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59233556A Pending JPS61111554A (ja) | 1984-11-06 | 1984-11-06 | 超音波ワイヤボンデイング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61111554A (ja) |
-
1984
- 1984-11-06 JP JP59233556A patent/JPS61111554A/ja active Pending
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