JPS6122641A - 超音波加工装置 - Google Patents
超音波加工装置Info
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- JPS6122641A JPS6122641A JP59142341A JP14234184A JPS6122641A JP S6122641 A JPS6122641 A JP S6122641A JP 59142341 A JP59142341 A JP 59142341A JP 14234184 A JP14234184 A JP 14234184A JP S6122641 A JPS6122641 A JP S6122641A
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- Japan
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- ultrasonic
- bonding
- light
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- 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
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- H10W72/07532—Compression bonding, e.g. thermocompression bonding
- H10W72/07533—Ultrasonic bonding, e.g. thermosonic bonding
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- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W90/00—Package configurations
- H10W90/701—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts
- H10W90/751—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires
- H10W90/756—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires between a chip and a stacked lead frame, conducting package substrate or heat sink
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】
〔技術分野〕
本発明は超音波式ワイヤポンダやその外の超音波を利用
して加工を行なう装置に関するものである。
して加工を行なう装置に関するものである。
超音波（ＵＳ）を利用した加工装置は種々提案されてい
るが、半導体製造分野ではワイヤボンダ疋利用され、所
謂ＵＳワイヤボンダが開発されている。即ち、このＵＳ
ワイヤボンダは超音波振動されるボンディングツール（
ウェッジ）を備え。
るが、半導体製造分野ではワイヤボンダ疋利用され、所
謂ＵＳワイヤボンダが開発されている。即ち、このＵＳ
ワイヤボンダは超音波振動されるボンディングツール（
ウェッジ）を備え。
このボンディングツールに℃極細線（ワイヤ）を半導体
素子チップのポンディングパッド面や外部導出リード面
に押圧することにより、超音波の振動エネルギによって
ワイヤをパッド面やリード面に接合することができる。
素子チップのポンディングパッド面や外部導出リード面
に押圧することにより、超音波の振動エネルギによって
ワイヤをパッド面やリード面に接合することができる。
ところで、本発明者の種々の実験によると、ＵＳワイヤ
ボンダにおけるワイヤの接合の良否は、ボンディングツ
ール忙おける超音波振動に影響を受け、特にボンディン
グツールの振巾と周波数が大きな要因になることが判明
した。この振巾１周波数はボンディングされるワイヤや
パッド箇、 ＩＪ −ド面の材質１寸法等′によって夫
々最適値が異なることが多いが、いずれにせよ各場合に
おいて振巾。
ボンダにおけるワイヤの接合の良否は、ボンディングツ
ール忙おける超音波振動に影響を受け、特にボンディン
グツールの振巾と周波数が大きな要因になることが判明
した。この振巾１周波数はボンディングされるワイヤや
パッド箇、 ＩＪ −ド面の材質１寸法等′によって夫
々最適値が異なることが多いが、いずれにせよ各場合に
おいて振巾。
周波数を所要の値に制御することが良好なボンディング
結果を得る上で有効である。
結果を得る上で有効である。
このようなことから、これまでにボンディングツールを
振動させる超音波振動源を所要の振動値となるように制
御するＵＳワイヤボンダの試作を種々試みてきたが１種
々の物理的１機械的要因によって振動源とボンディング
ツールとの振動条件が一定され難（、シたがってボンデ
ィングツールにおける振巾９周波数を所要値に制御する
ことは極めて困難であった。
振動させる超音波振動源を所要の振動値となるように制
御するＵＳワイヤボンダの試作を種々試みてきたが１種
々の物理的１機械的要因によって振動源とボンディング
ツールとの振動条件が一定され難（、シたがってボンデ
ィングツールにおける振巾９周波数を所要値に制御する
ことは極めて困難であった。
本発明の目的はボンディングツール等の超音波振動によ
り加工を行なうツール部の振巾１周波数を所要の値にコ
ントロールでき、これにより良好なワイヤボンダやその
外の加工を行なうことのできる超音波加工装置を提供す
ること忙ある。
り加工を行なうツール部の振巾１周波数を所要の値にコ
ントロールでき、これにより良好なワイヤボンダやその
外の加工を行なうことのできる超音波加工装置を提供す
ること忙ある。
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。
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。
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。
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
すなわち、超音波振動されるツールに近接して振巾０周
波数検出手段を設け、かつこの検出信号に基づいて超音
波振動源を制御し得るように構成することにより、ツー
ルの振巾１周波数をフィードバック制御して所要値に設
定でき、これにより良好な超音波加工の実現を図るもの
である。
波数検出手段を設け、かつこの検出信号に基づいて超音
波振動源を制御し得るように構成することにより、ツー
ルの振巾１周波数をフィードバック制御して所要値に設
定でき、これにより良好な超音波加工の実現を図るもの
である。
第１図および第２図は本発明をＵＳワイヤボンダに適用
した実施例である。図示のように、ＸＹテーブル１上に
はボンディングヘッド２を搭載し、このボンディングヘ
ッド２にはボンディングアーム３を上下揺動可能化支持
すると共に、レバー５．−カム６、スプリング７等から
構成して前記ボンディングアーム３の上下揺動を司どる
カム機構４を搭載している。前記ボンディングアーム３
は超音波ホーンとして構成しており、その基端に設けた
超音波振動（発振）子８から発生される超音波振動をそ
の先端に固着したボンディングツール９に伝達する。ボ
ンディングツール９は例えばウェッジ構造とされ、その
上方に配置したスプール１゜に捲回したワイヤ１１を先
端部にまで引出している。そして、このボンディングツ
ール９はクランパ１２の作用と自身の上下、左右動によ
って、ボンディングステージ１３上に載置された半導体
構体１４の素子チップ（ポンディングパッド）１５と外
部導出リード（パッケージ）１６間にワイヤ１１を超音
波接合することができる。
した実施例である。図示のように、ＸＹテーブル１上に
はボンディングヘッド２を搭載し、このボンディングヘ
ッド２にはボンディングアーム３を上下揺動可能化支持
すると共に、レバー５．−カム６、スプリング７等から
構成して前記ボンディングアーム３の上下揺動を司どる
カム機構４を搭載している。前記ボンディングアーム３
は超音波ホーンとして構成しており、その基端に設けた
超音波振動（発振）子８から発生される超音波振動をそ
の先端に固着したボンディングツール９に伝達する。ボ
ンディングツール９は例えばウェッジ構造とされ、その
上方に配置したスプール１゜に捲回したワイヤ１１を先
端部にまで引出している。そして、このボンディングツ
ール９はクランパ１２の作用と自身の上下、左右動によ
って、ボンディングステージ１３上に載置された半導体
構体１４の素子チップ（ポンディングパッド）１５と外
部導出リード（パッケージ）１６間にワイヤ１１を超音
波接合することができる。
一方、前記ボンディングアーム３の下側位置には支持ア
ーム１７が前記ボンディングヘッド２から突設され、そ
の先端は前記ボンディングツール９の近傍に位胃される
。また、ボンディングヘッド２の一部には１発光ダイオ
ード等の発光部１８と、フォトダイオード等の受光部１
９とを並設し。
ーム１７が前記ボンディングヘッド２から突設され、そ
の先端は前記ボンディングツール９の近傍に位胃される
。また、ボンディングヘッド２の一部には１発光ダイオ
ード等の発光部１８と、フォトダイオード等の受光部１
９とを並設し。
これら発光部１８および受光部１９と前記ボンディング
ツール９の近傍位置との間に光ファイバ２０を延設して
いる。この光ファイバ２０は前記発光部１８と受光部１
９とで検出手段を構成しており、特に先端は前記支持ア
ーム１７に支持されてボンディングツール９の側面に対
向配置している。第２図に詳細を例示するよう忙、光フ
ァイバ２０と発光部１８、受光部１９間にはレンズ２１
やハーフミラ−２２等の光学系を設けており１発光部１
８の出力光は光ファイバ２０へ導入し、光ファイバ２０
からの光は受光部１９へ導かれるようになっている。前
記受光部１９および必要により発光部１８は増幅器２３
に接続し、更に制御部２４に接続している。制御部２４
には超音波振動に関する種々の情報が入力されており、
特にボンデ不ングツール９における好ましい振巾１周波
数が入力されている。そして、制御部２４内には更に受
光部１９の信号に基づいてその振巾２周波数を算出する
回路や、これをその好ましい値と比較する回路が内装さ
れ、更にこの結果から前記超音波発振子８に振動エネル
ギを供給する電源２５のエネルギを制御する回路を備え
ている。
ツール９の近傍位置との間に光ファイバ２０を延設して
いる。この光ファイバ２０は前記発光部１８と受光部１
９とで検出手段を構成しており、特に先端は前記支持ア
ーム１７に支持されてボンディングツール９の側面に対
向配置している。第２図に詳細を例示するよう忙、光フ
ァイバ２０と発光部１８、受光部１９間にはレンズ２１
やハーフミラ−２２等の光学系を設けており１発光部１
８の出力光は光ファイバ２０へ導入し、光ファイバ２０
からの光は受光部１９へ導かれるようになっている。前
記受光部１９および必要により発光部１８は増幅器２３
に接続し、更に制御部２４に接続している。制御部２４
には超音波振動に関する種々の情報が入力されており、
特にボンデ不ングツール９における好ましい振巾１周波
数が入力されている。そして、制御部２４内には更に受
光部１９の信号に基づいてその振巾２周波数を算出する
回路や、これをその好ましい値と比較する回路が内装さ
れ、更にこの結果から前記超音波発振子８に振動エネル
ギを供給する電源２５のエネルギを制御する回路を備え
ている。
以上の構成によれば、超音波発振子８で発生された超音
波振動はボンディングアーム３を介してボンディングツ
ール９に伝達され、ボンディングツール９を超音波振動
させる。そし＋（、ｘｙテーブル１．カム機構４０作用
によってボンディングツール９を上下、左右に動作させ
れば、ボンディングツール９はボンディングステージ１
３上の半導体構体１４に対しても上下、左右に移動され
、特に下動されたときには素子チップ１５やリード１６
上にワイヤ１１を押圧し、このとき超音波振動のエネル
ギによってワイヤ１１をチップ１５やリード１６に接合
する。
波振動はボンディングアーム３を介してボンディングツ
ール９に伝達され、ボンディングツール９を超音波振動
させる。そし＋（、ｘｙテーブル１．カム機構４０作用
によってボンディングツール９を上下、左右に動作させ
れば、ボンディングツール９はボンディングステージ１
３上の半導体構体１４に対しても上下、左右に移動され
、特に下動されたときには素子チップ１５やリード１６
上にワイヤ１１を押圧し、このとき超音波振動のエネル
ギによってワイヤ１１をチップ１５やリード１６に接合
する。
この一連の動作の間１発光部１８では特定波長の光を発
光し、この光を光ファイバ２０を通してボンディングツ
ール９の側面に投射する。そして。
光し、この光を光ファイバ２０を通してボンディングツ
ール９の側面に投射する。そして。
ツール９からの反射光は光ファイバ２０内を逆進させた
上で受光部１９に入力させ、ここで電気信号として出力
し、増巾器２３を経て制御部２４に入力させる。制御部
２４では信号の強弱やその周期に基づいてツール９にお
ける振巾と周波数を算出する。そして、こねらの値を予
め設定しである好ましい値と比較し１両者に差が生じて
いる場合には修正信号を出力する。この修正信号により
。
上で受光部１９に入力させ、ここで電気信号として出力
し、増巾器２３を経て制御部２４に入力させる。制御部
２４では信号の強弱やその周期に基づいてツール９にお
ける振巾と周波数を算出する。そして、こねらの値を予
め設定しである好ましい値と比較し１両者に差が生じて
いる場合には修正信号を出力する。この修正信号により
。
電源２５は出力エネルギが増減され、この結果超音波発
振子８の振動エネルギが修正されてツール９における振
巾９周波数が修正される。このように、ツール９はフィ
ードバック的に制御されて振巾１周波数が安定化される
ため、常に好適なボンディング条件とされ、良好なワイ
ヤボンディングを実現することができる。
振子８の振動エネルギが修正されてツール９における振
巾９周波数が修正される。このように、ツール９はフィ
ードバック的に制御されて振巾１周波数が安定化される
ため、常に好適なボンディング条件とされ、良好なワイ
ヤボンディングを実現することができる。
（１）超音波で作動してワイヤボンディング等の動作を
行なうツールの振巾１周波数を検出する検出手段と、こ
の検出信号に基づいてツールの振巾。
行なうツールの振巾１周波数を検出する検出手段と、こ
の検出信号に基づいてツールの振巾。
周波数をフィードバック制御する制御手段とを設けてい
るので、ツールを常に一定の振動条件に制御することが
でき、これＫより良好なワイヤボンディング等を安定し
て行なうことができる。
るので、ツールを常に一定の振動条件に制御することが
でき、これＫより良好なワイヤボンディング等を安定し
て行なうことができる。
（２）ツールの振巾１周波数の検出手段を発光部。
受光部およびツールとの間に延設した光ファイバで構成
し、光の反射を利用して検出しているので。
し、光の反射を利用して検出しているので。
ツールに非接触を検出できツールによるボンディング作
用を阻害することはない。
用を阻害することはない。
（３） リアルタイムでツールの振動条件を制御して
いるので、ツールの故障やポンデイング不良か生じた場
合にも直ちに発見でき、半導体装置の製造不良を未然だ
防止して製造歩留を格段に向上できる。
いるので、ツールの故障やポンデイング不良か生じた場
合にも直ちに発見でき、半導体装置の製造不良を未然だ
防止して製造歩留を格段に向上できる。
以上本発明者によってなされた発明を実施例にもとづき
具体的に説明したが１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、検出手段に
はレーザ光を利用し。
具体的に説明したが１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、検出手段に
はレーザ光を利用し。
或いは音波を利用した構成を採用してもよい。また、ワ
イヤボンダとしては、熱圧着法を併用するＵＳワイヤボ
ンダであってボンディングツールとしてキャピラリを用
いてもよ℃）。
イヤボンダとしては、熱圧着法を併用するＵＳワイヤボ
ンダであってボンディングツールとしてキャピラリを用
いてもよ℃）。
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↑ある半導体装置の製造装
置としてのＵＳワイヤボンダに適用した場合ｆついて説
明したが、それに限定されるものではなく、超音波振動
でツールを作動させる加工機一般に適用できる。
をその背景となった利用分野↑ある半導体装置の製造装
置としてのＵＳワイヤボンダに適用した場合ｆついて説
明したが、それに限定されるものではなく、超音波振動
でツールを作動させる加工機一般に適用できる。
第１図は本発明の一実施例のワイヤボンダの全体構成図
。 第２図は検出手段の拡大詳細図である。 ３・・・ボンディングアーム、８−・・・超音波発振子
。 ９・・・ボンディングツール、１１・・・ワイヤー １
４・・・半導体構体、１８・・・発光部、１９・・・受
光部、２０・・・光ファイバ、２４・・・制御部、２５
・・・電源。 ゛、。
。 第２図は検出手段の拡大詳細図である。 ３・・・ボンディングアーム、８−・・・超音波発振子
。 ９・・・ボンディングツール、１１・・・ワイヤー １
４・・・半導体構体、１８・・・発光部、１９・・・受
光部、２０・・・光ファイバ、２４・・・制御部、２５
・・・電源。 ゛、。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、超音波振動されるツールを備え、このツールにより
ワイヤ接合やその他の超音波加工を行なうようにした超
音波加工装置において、前記ツールに近接してツールの
振巾と周波数を検出する検出手段を設けると共に、この
検出手段の出力信号に基づいてツールに供給する超音波
振動エネルギを制御する制御手段とを設けたことを特徴
とする超音波加工装置。 ２、検出手段は発光部、受光部およびこれら両部とツー
ルの近傍間にわたって延設した光ファイバを有し、発光
部の光を光ファイバを通してツールに投射し、その反射
光を光ファイバ内を逆進させて受光部に送達させてなる
特許請求の範囲第１項記載の超音波加工装置。 ３、ツールはワイヤボンディング用のウェッジであり、
全体をＵＳワイヤボンダとして構成してなる特許請求の
範囲第１項又は第２項記載の超音波加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59142341A JPS6122641A (ja) | 1984-07-11 | 1984-07-11 | 超音波加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59142341A JPS6122641A (ja) | 1984-07-11 | 1984-07-11 | 超音波加工装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6122641A true JPS6122641A (ja) | 1986-01-31 |
Family
ID=15313103
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59142341A Pending JPS6122641A (ja) | 1984-07-11 | 1984-07-11 | 超音波加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6122641A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05166889A (ja) * | 1991-12-11 | 1993-07-02 | Kaijo Corp | ボンディング装置におけるボンディングツール装着状態判定装置並びにその判定方法 |
| US5431324A (en) * | 1992-01-24 | 1995-07-11 | Hitachi, Ltd. | Ultrasonic bonding apparatus and quality monitoring method |
| US6869006B2 (en) * | 1999-04-15 | 2005-03-22 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Amplitude measurement for an ultrasonic horn |
-
1984
- 1984-07-11 JP JP59142341A patent/JPS6122641A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05166889A (ja) * | 1991-12-11 | 1993-07-02 | Kaijo Corp | ボンディング装置におけるボンディングツール装着状態判定装置並びにその判定方法 |
| US5431324A (en) * | 1992-01-24 | 1995-07-11 | Hitachi, Ltd. | Ultrasonic bonding apparatus and quality monitoring method |
| US6869006B2 (en) * | 1999-04-15 | 2005-03-22 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Amplitude measurement for an ultrasonic horn |
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