(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
急峻な矩形波形を生成するパルス発生器と、このパルス発生器より入力された矩形波形を微分する第１及び第２の微分器と、前記第１の微分器の第１の微分波形を半導体デバイスに印加してワイヤを通してクランパより得られる第１の出力波形又は半導体デバイスを経由しないで浮遊成分を経由してくる浮遊微分波形と前記第２の微分器の第２の微分波形とを加算する加算器と、前記第２の微分波形を遅延させる遅延器とを備え、前記遅延器で遅延された遅延出力波形は、ワイヤが正常に接着された際に前記第１の出力波形とタイミングを合わせて加算器で加算するように予め設定されており、ワイヤ不着を判定する判定タイミング信号時に、前記加算器で加算された加算波形と判定レベル信号とを比較器によって比較し、前記加算波形が前記判定レベル信号より大きい時は正常と判定し、前記判定レベル信号より小さい時はワイヤ不着と判定することを特徴とするワイヤボンディング装置におけるワイヤ不着検出方法。
【請求項２】
急峻な矩形波形を生成するパルス発生器と、このパルス発生器より入力された矩形波形を微分する第１及び第２の微分器と、前記第１の微分器の第１の微分波形を半導体デバイスに印加してワイヤを通してクランパより得られる第１の出力波形又は半導体デバイスを経由しないで浮遊成分を経由してくる浮遊微分波形と前記第２の微分器の第２の微分波形とを加算する加算器と、ワイヤが正常に接着された際に前記第２の微分波形を前記第１の出力波形とタイミングを合わせて前記加算器に入力されるように遅延させるように予め設定させる遅延器と、前記加算器で加算された加算波形と判定レベル信号とを判定タイミング信号時に比較してワイヤ不着の有無を判定する比較器とを備え、前記加算波形が前記判定レベル信号より大きい時は正常と判定し、前記判定レベル信号より小さい時はワイヤ不着と判定することを特徴とするワイヤボンディング装置におけるワイヤ不着検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置を製造するために用いられるワイヤボンディング装置におけるワイヤ不着検出方法及び検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ワイヤ不着検出方法及び検出装置として、例えば特開平８−２６４５８６号公報に示すものが知られている。この方法は、定電流発生手段を介在した矩形波形を半導体デバイスに印加して半導体チップ上のパッドと半導体デバイス又はボンディングステージ間の印加電圧を抽出し、この抽出印加電圧より微分成分を得ている。前記抽出印加電圧は、半導体デバイスの静電容量が小さいとエッジが急な矩形状となって大きな微分成分が得られ、半導体デバイスの静電容量が大きいとその静電容量に応じて傾斜した矩形波形となり、小さい微分成分が得られる。これにより、半導体デバイスの静電容量に関係なく微分成分が得られる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術には、ワイヤ不着検出が行える旨の記載はあるが、検出方法の詳細な説明はない。ところで、ワイヤ不着の場合には、ワイヤは半導体デバイスより分離された状態となっているので、ワイヤは非導通状態となっており抵抗値は非常に大きい。このため、上記従来技術においては、ワイヤ不着の場合にはエッジが急な矩形状の抽出印加電圧が得られる。即ち、半導体デバイスの静電容量が小さい場合と同じ現象となる。このため、半導体デバイスの静電容量が小さい場合には、ワイヤ不着検出の判定が困難になる。
【０００４】
本発明の課題は、半導体デバイスの静電容量の大小に関係なく、ワイヤ不着検出を確実に行うことができるワイヤボンディング装置におけるワイヤ不着検出方法及び検出装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明の請求項１は、急峻な矩形波形を生成するパルス発生器と、このパルス発生器より入力された矩形波形を微分する第１及び第２の微分器と、前記第１の微分器の第１の微分波形を半導体デバイスに印加してワイヤを通してクランパより得られる第１の出力波形又は半導体デバイスを経由しないで浮遊成分を経由してくる浮遊微分波形と前記第２の微分器の第２の微分波形とを加算する加算器と、前記第２の微分波形を遅延させる遅延器とを備え、前記遅延器で遅延された遅延出力波形は、ワイヤが正常に接着された際に前記第１の出力波形とタイミングを合わせて加算器で加算するように予め設定されており、ワイヤ不着を判定する判定タイミング信号時に、前記加算器で加算された加算波形と判定レベル信号とを比較器によって比較し、前記加算波形が前記判定レベル信号より大きい時は正常と判定し、前記判定レベル信号より小さい時はワイヤ不着と判定することを特徴とする。
【０００６】
上記課題を解決するための本発明の請求項２は、急峻な矩形波形を生成するパルス発生器と、このパルス発生器より入力された矩形波形を微分する第１及び第２の微分器と、前記第１の微分器の第１の微分波形を半導体デバイスに印加してワイヤを通してクランパより得られる第１の出力波形又は半導体デバイスを経由しないで浮遊成分を経由してくる浮遊微分波形と前記第２の微分器の第２の微分波形とを加算する加算器と、ワイヤが正常に接着された際に前記第２の微分波形を前記第１の出力波形とタイミングを合わせて前記加算器に入力されるように遅延させるように予め設定させる遅延器と、前記加算器で加算された加算波形と判定レベル信号とを判定タイミング信号時に比較してワイヤ不着の有無を判定する比較器とを備え、前記加算波形が前記判定レベル信号より大きい時は正常と判定し、前記判定レベル信号より小さい時はワイヤ不着と判定することを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態を図１及び図２により説明する。半導体デバイス１は、リードフレーム又は基板（以下、リードフレームという）２上に半導体チップ３が固定されている。半導体デバイス１は、ヒートブロック等よりなるボンドステージ４上に位置決め載置され、キャピラリ５に挿通されたワイヤ６が半導体チップ３のパッド（第１ボンド点）とリードフレーム２のリード（第２ボンド点）間に接続される。キャピラリ５の上方には、第２ボンド点へのボンディング後にワイヤ６をクランプして切断するためのクランパ７が配設されている。
【０００８】
次にワイヤ不着検出装置の構成について説明する。急峻な矩形波形１０ａを出力するパルス発生器１０を有し、パルス発生器１０は、第１及び第２の微分器１１、１２に接続されている。第１の微分器１１はボンドステージ４に接続され、クランパ７は加算器１３に接続されている。第２の微分器１２は遅延器１４を介して加算器１３に接続されている。クランパ７からの微分波形７ａ又は半導体デバイス１を経由しないで浮遊成分を経由してくる浮遊微分波形１７は、遅延器１４より出力される第２の微分器１２の微分波形１２ａと加算器１３によって重畳（加算）され、加算波形１３ａ又は１３ｂを出力する。
【０００９】
ワイヤ６が正常に接着された際の第１の微分器１１の微分波形１１ａは、ボンドステージ４、半導体デバイス１、ワイヤ６及びクランパ７を通って加算器１３に入力されるので、第２の微分器１２の微分波形１２ａが加算器１３に入力されるタイミングより遅れる。遅延器１４は、クランパ７からの微分波形７ａと第２の微分器１２の微分波形１２ａのタイミングを合わせるために設けられ、遅延器１４を調整して微分波形７ａと微分波形１２ａが同一時間に加算器１３に入力されるようにする。加算器１３の加算波形１３ａ又は１３ｂは、比較器１５に入力され、図示しない制御部より出力される判定タイミング信号１８時に、閾値信号である判定レベル信号１６と比較されて比較器１５より判定信号１５ａ、１５ｂが出力される。
【００１０】
まず、ワイヤ不着検出タイミングについて説明する。ワイヤ不着検出タイミングは、クランパ７が閉じた状態の時に行われる。ワイヤ６の先端に形成されたボールを半導体チップ３のパッド（第１ボンド点）にボンディングした後、キャピラリ５は上昇して該キャピラリ５よりワイヤ６を繰り出してリードフレーム２のリード（第２ボンド点）に移動する。この移動途中でワイヤ６が一定量繰り出されるとクランパ７は閉じて第２ボンド点に接地し、該第２ボンド点にボンディングする。この第２ボンド点にワイヤ６が接地する直前に第１のワイヤ不着検出を行う。この第１のワイヤ不着検出により、第１ボンド点にボールがボンディングされなかったり、第１ボンド点から第２ボンド点にキャピラリ５が移動している時にワイヤ６が切れたか否かが検出される。
【００１１】
第２ボンド点にワイヤ６をボンディングしている時はクランパ７が開となり、第２ボンド点にボンディング後、キャピラリ５と共にクランパ７が上昇し、この上昇途中にクランパ７が閉じてワイヤ６が第２ボンド点の付け根で切断される。このワイヤ６が切断される直前に第２のワイヤ不着検出を行う。これにより、第２ボンド点のワイヤ不着検出が検出される。
【００１２】
次に作用について説明する。前記ワイヤ不着検出タイミング時に、パルス発生器１０より急峻な矩形波形１０ａが出力される。矩形波形１０ａは第１及び第２の微分器１１、１２によって微分される。微分波形７ａはボンドステージ４、半導体デバイス１、ワイヤ６及びクランパ７を通って加算器１３に入力される。第２の微分器１２の微分波形１２ａは、前記微分波形７ａとタイミングが合わされて加算器１３に入力される。
【００１３】
ワイヤ６が半導体デバイス１に接続されている正常時は、ワイヤ６は導通状態であるので、図２（ａ）に示すように、クランパ７からは前記微分波形１１ａがボンドステージ４、半導体デバイス１及びクランパ７の静電容量２０分だけ若干小さくなった微分波形７ａが前記微分波形１２ａと同時刻に加算器１３に入力される。ワイヤ６が半導体デバイス１に接続されていないワイヤ不着時は、ワイヤ６は非導通状態であるので、図２（ｂ）に示すように、クランパ７からは前記微分波形７ａは入力されなく、半導体デバイス１を経由しないで浮遊成分を経由してくる浮遊微分波形１７が前記微分波形１２ａより時間ｔ遅れて加算器１３に入力される。
【００１４】
加算器１３では微分波形７ａ又は浮遊微分波形１７と微分波形１２ａが加算される。正常時には図２（ａ）に示すように同時刻に入力された微分波形７ａと微分波形１２ａが加算された波高値の加算波形１３ａが比較器１５に入力される。ワイヤ不着時には図２（ｂ）に示すように微分波形１２ａとこれより遅れた浮遊微分波形１７とが加算されるので、波小値の加算波形１３ｂが比較器１５に入力される。比較器１５は、判定タイミング信号１８時に加算波形１３ａ又は１３ｂと判定レベル信号１６を比較し、正常時には図２（ａ）に示すように正常である旨の判定信号１５ａが出力され、ワイヤ不着時には図２（ｂ）に示すように信号１５ｂは出力されない。
【００１５】
なお、上記実施の形態においては、第１の微分器１１を接続するベースとしてボンディングステージ４に接続したが、半導体デバイス１のリードフレーム２に接続してもよい。この場合の静電容量２０は、半導体デバイス１及びクランパ７間の静電容量となる。
【００１６】
このように、パルス発生器１０より出力される急峻な矩形波形１０ａを第１及び第２の微分器１１、１２で第１及び第２の微分波形１１ａ、１２ａを形成させ、一方の微分波形１１ａは半導体デバイス１を経由させて加算器１３に入力され、他方の微分波形１２ａは遅延器１４により前記半導体デバイス１を経由した微分波形７ａと同時刻に加算器１３に入力される。ワイヤ６が導通状態、即ち正常時には２つの微分波形７ａと１２ａを加算器１３によって同時に加算するので、半導体デバイス１を経由してくる信号が小さくなっても加算波形１３ａは波高値となり確実に抽出できる。またワイヤ６が非導通状態、即ちワイヤ不着時には半導体デバイス１を経由しないで浮遊成分を経由してくる浮遊微分波形１７は微分波形１２ａと遅延時間が異なるので、加算器１３で加算された加算波形１３ｂは波小値となり判別が可能である。
【００１７】
【発明の効果】
本発明は、急峻な矩形波形を生成するパルス発生器と、このパルス発生器より入力された矩形波形を微分する第１及び第２の微分器と、前記第１の微分器の第１の微分波形を半導体デバイスに印加してワイヤを通してクランパより得られる第１の出力波形又は半導体デバイスを経由しないで浮遊成分を経由してくる浮遊微分波形と前記第２の微分器の第２の微分波形とを加算する加算器と、ワイヤが正常に接着された際に前記第２の微分波形を前記第１の出力波形とタイミングを合わせて前記加算器に入力されるように遅延させるように予め設定させる遅延器と、前記加算器で加算された加算波形と判定レベル信号とを判定タイミング信号時に比較してワイヤ不着の有無を判定する比較器とを備え、前記加算波形が前記判定レベル信号より大きい時は正常と判定し、判定レベル信号より小さい時はワイヤ不着と判定する構成よりなるので、半導体デバイスの静電容量の大小に関係なく、ワイヤ不着検出を確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のワイヤボンディング装置におけるワイヤ不着検出装置の一実施の形態を示す平面図である。
【図２】各部の信号波形を示し、（ａ）は正常時の信号波形図、（ｂ）はワイヤ不着時の信号波形図である。
【符号の説明】
１    半導体デバイス
４    ボンドステージ
５    キャピラリ
６    ワイヤ
７    クランパ
７ａ    微分波形
１０    パルス発生器
１０ａ    矩形波形
１１、１２    微分器
１１ａ、１２ａ    微分波形
１３    加算器
１３ａ、１３ｂ    加算波形
１４    遅延器
１５    比較器
１５ａ、１５ｂ    判定信号
１６    判定レベル信号
１７    浮遊微分波形
１８    判定タイミング信号
【図１】
0003685773.tif 000002
【図２】
0003685773.tif 000003