JPS6120138B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体集積回路等の超小形電子装置の
組立方法に関し、半導体集積回路素子（以下チツ
プと称する）上の複数個の電極と外部リードとを
金線、アルミ線等で接続するボンデイングの方法
に関するものである。

半導体集積回路の分野においても最近人件費の
高騰が激しく、人手を要する作業をなくす事が解
決しなければならない重要な問題になつてきた。
特にチツプの電極と外部リードを結ぶいわゆるボ
ンデイング工程の省力化が大きくクローズアツプ
されている。本ボンデイング工程においてまだに
主流を占めるワイヤボンデイングのボンデイング
装置（以下、ボンダーと称す）もマイクロコンピ
ユーター等の応用によつて従来の手作業に代つて
最初のスタート点のみを位置決めするだけで後は
自動的にボンデイングできるものが一般的になつ
ている。

これらのいわゆる自動ボンダーは最初のスター
ト点の位置決め用としてチツプのスタート電極に
微小点照射装置（以下スポツトライトと称す）か
ら光を照射する。これらのスポツトライトはあら
かじめボンデイングツール（以下ツールと称す）
がチツプ電極にボンデイングする時にズレがない
様にツールの降下点の位置とスポツトライトの照
射位置とを一致させている。

この時、従来までの自動ボンダーにおけるツー
ルはボンデイングすべき電極の真上にある為に上
記スポツトライトはチツプに垂直であるツールに
対して何度か傾けてとりつけざるを得ない現状で
ある。

その為にもし、チツプの高さがばらついている
とオペレータがスポツトライトで位置決めしたと
判断しても実際にはその高さのバラツキ分だけツ
ールとスポツトライトがずれた位置を示している
事になる。

一般に自動ボンダーは最初の位置決め時にボン
ダーにとりつけられたセンサがそのチツプのマウ
ント位置ずれ量を検出し、その検出量にもとずい
て補正計算式により、演算し、得られる出力値は
上記マウント位置ずれがあつても正しくボンデイ
ングできるものである。

しかし、それが上述の様に実際のツールとずれ
た量を検出量として計算するから実際のチツプ上
の電極ではボンデイングずれが生ずる問題があつ
た。特に最近ウエハー１枚当たりのチツプ取得枚
数を多くする為にチツプ面積を極力小さくする事
からそのチツプの電極も必然的に小さくなり、少
しのボンデイングずれでも不良になる事が多い。

又、超音波（以下USと称す）の自動ボンダは
熱圧着（以下NTCと称す）自動ボンダーに比べ
機械的に回転要素が入つてくる為にボンデイング
精度が不利になるのに加え、このUSボンデイン
グの適用素子はセラミツクやガラスタイプのパツ
ケージ（ケース）に封入されるのが普通で、これ
らはパツケージ自体の高さのばらつきが大きく、
前述のスポツトライトと実際のツールとの位置を
ずれが大きくなると言つた欠点がありUSボンダ
ーの自動化の遅れた一因にもなつている。

そこで本発明の目的はこれらの問題を解決すべ
くパツケージの種類やNTC、USボンデイングに
かかわらずボンデイング時のチツプの高さのばら
つきがあつても正しくツールの位置を認識し、か
つ効率のよいボンデイングの方法を提供すること
である。

本発明の特徴は、半導体集積回路チツプと外部
リードとを接続するボンデイングの方法におい
て、微小点照射装置からの光が該チツプの第１の
電極に垂直方向から照射されてここに微小点照射
を形成しこれにより位置定めを行い、該第１の電
極と該チツプの第２の電極との間の距離は前記光
の垂直方向軸とツール軸との間の距離と等しく、
かつ前記微小点照射を行つているときに該第２の
電極の真上に該ツールが位置しているボンデイン
グの方法にある。

この方法によれば上記従来技術の欠点は除去さ
れる。しかも照射により位置出しを行つた後、ツ
ールを第１の電極上にもつてきてここをスタート
点とすることはなく、ツールをそのまま降下させ
て第２の電極にボンデイングを行いここをスター
ト点として作業ができるから、時間が節約でき効
率的な作業となる。

次に図面を用いて本発明を詳細に説明する。

第１図は従来の自動ボンダでボンデイング部を
示す概略図であるが図の様にツール１がチツプ面
２の垂直上にある為にスポツトライト３は顕微鏡
４の方からみてツールに対して手前方向（第１図
はこの例）や左右方向にある角度５（約10〜20
°）だけどうしても傾けて取りつけざるを得な
い。その為に第３図に示す通り、ある任意のチツ
プ面６の電極にオペレーターがスポツトライトを
位置決めしたとしても次のチツプ面７が来ると取
りつけ角度５に対するチツプ面６，７の高さの誤
差分９が出る事が明らかであり、又他のチツプ面
８がくると上と同様に誤差分１０が出る事にな
る。

一例を示すと、ｌをその誤差量、Ｈを高さのば
らつき量、θをスポツトの取りつけ角度とすると
誤差量ｌは次式であらわされる。

ｌ＝±Ｈ×tanθ ここで実際値としてＨ＝±0.1（セラミツクパ
ツケージの場合）、θ＝20°程度であるから、 ｌ＝±0.1×tan20°＝±0.1×0.364 ＝±0.0364 即ちパツケージの高さのばらつき分だけで±40
μ位の誤差が出る事になりチツプ電極の大きさは
100〜120μ角ゆえその他の機械的誤差人間自身が
目で位置決めする為の誤差等を考えるとセラミツ
クパツケージ等を使用するUSボンデイング等は
実用上、大きな問題がある。そこで本発明に用い
る装置は第２図に示す様にスポツトライト３をチ
ツプ面２上より垂直の位置に設置し、ツール１は
ボンデイング面より一定距離１１だけ離したとこ
ろに設ける事にしたものである。

かかる構成により、第３図でわかる様に従来の
取りつけ角度で発生したチツプ高さのばらつきに
よる誤差分９，１０等は生じないことは明らかで
ある。

又第４図は本発明の実施例を示すもので、第１
の電極１５、第２の電極１６間のツールの前進、
後退の運動を省略することができ、位置合せ後ツ
ールをそのまま降下させて第２の電極１６にその
ままボンデイングできる。尚、第４図で他の図と
同じ機能のところは同じ符号で示している。

即ち、LSI等の様に大きいチツプの場合、オペ
レーターに向かつてたとえば手前側に位置決め用
の電極１５を選びツールをこれと反対側の電極１
６にセツトできる様にスポツトとツールの距離１
１をチツプ２の相対する２辺の電極の距離と一致
させておけばよい。

以上の様に本特許による方法によれば以下の様
な特徴を有するものである。

即ち、パツケージの種類を問わず、チツプの高
さがばらついていてもこれが位置決め精度に影響
しないので特にUSボンデイング等において高精
度の位置決めが要求されるものに有効である。又
顕微鏡やカメラの取付角度を垂直あるいはそれに
近くできるから焦点深度の問題が小さくなり、必
然的にオペレーターの位置決めがやりやすくなり
精度が上がり疲労軽減にも役立つ。そして、位置
決め精度の向上と作業能率の向上が計れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の自動ボンダの概略図、第２図は
本発明の実施例に用いる装置の概略図、第３図は
スポツトライトの取付角度がチツプの高さの差に
よつて位置ずれが生ずる事を説明する概略図、第
４図は本発明の一実施例によるツールの前進・後
退を省略する方法を示す概略図である。 １……ツール、２……チツプ、３……スポツト
ライト、４……顕微鏡、１１……ツール・スポツ
トライト取付距離、および第１、第２の電極間の
距離、１２，１３……顕微鏡取付角度、１５……
電１の電極、１６……第２の電極。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 半導体集積回路チツプと外部リードとを接続
   するボンデイングの方法において、微小点照射装
   置からの光が該チツプの第１の電極に垂直方向か
   ら照射されてここに微小点照射を形成しこれによ
   り位置決めを行い、該第１の電極と該チツプの第
   ２の電極との間の距離は前記光の垂直方向軸とボ
   ンデイングツールの軸との間の距離と等しく、か
   つ前記微小点照射を行つているときに該第２の電
   極の真上に該ボンデイングツールが位置している
   ことを特徴とするボンデイングの方法。