(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボンディング対象物にワイヤーをボンディングするボンディング工程と、
前記ボンディング工程によってボンディング対象物にボンディングされたワイヤーを引きちぎるためにワイヤーを引っ張る引張工程と、
前記引張工程中にワイヤーにかかる張力を測定してワイヤーが切断される前の測定張力値と予め設定されている張力設定値とを比較して前記ワイヤーのボンディング強度を判定する判定工程と
を備えたワイヤーボンディング方法。
【請求項２】
請求項１記載の判定工程において、
ワイヤーにかかる張力が設定した値よりも低い時は、ワイヤーがボンディング点に正しく接合されなかったか、またはワイヤーが切断されたと判定し、ボンディング動作を停止し、
ワイヤーにかかる張力が設定した値よりも大きい時は、ワイヤーがボンディング点に接合されていて、続いて次のボンディング動作が可能と判定しボンディング動作を継続するようにした
請求項１記載のワイヤーボンディング方法。
【請求項３】
請求項１または２記載のワイヤーボンディング方法を使用した半導体実装方法。
【請求項４】
ワイヤー供給手段と、
前記ワイヤー供給手段により供給されたワイヤーをボンディング対象物に押しつけて接合するボンディング手段と、
前記ボンディング手段によってボンディング対象物に接合されたワイヤーを引っ張ることにより前記ワイヤーを引きちぎる駆動手段と、
前記ワイヤーを引きちぎる時にワイヤーにかかる張力を測定してワイヤーが切断される前の測定張力値と予め設定されている張力設定値とを比較して前記ワイヤーのボンディング強度を判定するワイヤー張力測定手段と
を備えたワイヤーボンディング装置。
【請求項５】
請求項４記載のワイヤーボンディング装置を備えた半導体実装装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボンディング対象物にワイヤーをボンディングする工程や装置など、例えば半導体製造工程における半導体チップとリードフレーム等との接合や、半導体チップ上にワイヤーを用いてバンプの形成を行う半導体実装方法及びその装置などの技術分野に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来からボンディング対象物である半導体チップとリードフレーム等の外部電極との接合にはワイヤーボンダーが用いられている。このうち、熱圧着及び熱圧着と超音波併用のワイヤーボンダー等においては、ＡＣサーボモーターやリニアモーター等の駆動手段と、エンコーダや変位センサー等の位置検出手段により位置決めされるキャピラリーを用い第１ボンド点，第２ボンド点にワイヤーをボンディングした後、ワイヤーをクランプして前記駆動手段によりクランパーを上昇させることによって、ワイヤーを第２ボンド点の根本より切断し、再び第１ボンドを行うようになっていて、そのボンディング操作は極めて高速度で動作されるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記する従来例では、ボンディング条件が正しく設定されていない場合やボンディングするワイヤーとか、ボンド点に汚れが付着している場合には、第２ボンド点にボンディングができないで接合不良となったり、第２ボンド点に接合した後、クランパーでワイヤーを保持する前にワイヤーが切断してキャピラリーからワイヤーが抜けてしまう場合がある。そしてこのような場合に、続けてボンディング操作を行った際にはボンディング対象物である半導体チップなどの表面にキャピラリーで傷を付けて不良を発生させることになる。
【０００４】
本発明は、上記従来の問題点を解決することを課題として、正しくボンディングができたかどうかを簡単に判定することができるボンディング方法と、その装置並びに上記方法を使用した半導体実装方法及び上記装置を備えた半導体実装装置を実現することを課題とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、従来の問題点を解決するために、ボンディング対象物を接続するワイヤーをボンディングした後、次のボンディング動作に備えてワイヤーを引きちぎる時のワイヤー切断時にワイヤーにかかる張力を測定することにより、ワイヤーのボンディングが正しく行われたかどうかを判定できるようにしたものである。従って、ワイヤーのボンディングが正しく行われなかった場合は、ボンダーを停止してボンディング不良品を排除したり、また続いてボンディングすることによってボンディング不良を続発させることが防止できる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１記載に係る発明は、ボンディング対象物にワイヤーをボンディングするボンディング工程と、前記ボンディング工程によってボンディング対象物にボンディングされたワイヤーを引きちぎるためにワイヤーを引っ張る引張工程と、前記引張工程中にワイヤーにかかる張力を測定してワイヤーが切断される前の測定張力値と予め設定されている張力設定値とを比較して前記ワイヤーのボンディング強度を判定する判定工程を備えたものである。
【０００７】
また、請求項２記載に係る発明は、請求項１記載の判定工程において、ワイヤーにかかる張力が設定した値よりも低い時には、ワイヤーがボンディング点に正しく接合されなかったか、またはワイヤーが切断されたと判定し、ボンディング動作を停止し、ワイヤーにかかる張力が設定した値よりも大きい時には、ワイヤーがボンディング点に接合されていて、続いて次のボンディング動作が可能として判定し、ボンディング動作を続けるようにしたものである。
【０００８】
従って、請求項１及び２記載に係る発明は、ワイヤーにかかる張力を測定するのみでボンディングが行われたかどうかを容易に判断することができるので、不良製品を排除したり、不良品生産の続発をボンダーの停止により簡単に防止できる。
【０００９】
また、請求項３記載に係る発明は、請求項１または２記載のワイヤーボンディング方法を使用した半導体実装方法である。従って、請求項１または２記載に係る発明を容易に半導体実装方法として実施できるものである。
【００１０】
また、本発明の請求項４記載に係る発明は、ワイヤー供給手段と、前記ワイヤー供給手段により供給されたワイヤーをボンディング対象物に押しつけて接合するボンディング手段と、前記ボンディング手段によってボンディング対象物に接合されたワイヤーを引っ張ることにより前記ワイヤーを引きちぎる駆動手段と、前記ワイヤーを引きちぎる時にワイヤーにかかる張力を測定してワイヤーが切断される前の測定張力値と予め設定されている張力設定値とを比較して前記ワイヤーのボンディング強度を判定するワイヤー張力測定手段とを備えたものである。従って請求項１または２記載に係る発明を容易に装置として実施できるものである。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図１及び図２の図面を参照しながら説明する。
【００１３】
図１は、本発明のボンディング装置のヘッド部分の概略及び制御構成を示している。
【００１４】
図１において、ボンディングアーム１には支軸２が固定され図示しないブロックに回転自在に取り付けられている。ボンディングアーム１には、駆動手段３、例えばＡＣサーボモーターまたはリニアモーターと、ボンディング加圧ツール４と、ワイヤー保持手段としてのクランパー５が取り付けられている。ワイヤー供給部６から供給されるワイヤー７は、クランパー５，ボンディング加圧ツール４を通りステージ８上に固定された半導体チップとか電極等のボンディング対象物９に押しつけられ接合される。ボンディングアーム１の位置は、位置検出手段１０、例えば変位センサーまたはロータリーエンコーダまたはリニアスケール等により主制御部１１に通知される。また、クランパー５はアクチュエータ１２、例えばリニアモーターにより開閉し、ワイヤーを保持するように構成されている。
【００１５】
ワイヤー張力測定手段１３はワイヤーを保持するクランパー５が、下方に引かれる力を測定できるように構成されている。ワイヤー張力測定手段１３の例としては、ひずみゲージまたは変位センサー等があげられる。
【００１６】
本実施例では、駆動手段３にボイスコイルリニアモーターを用い、ワイヤー張力測定手段１３としてボイスコイルリニアモーターに流されている電流を測定することにより、ワイヤーの張力を得る方法について説明する。
【００１７】
図２は、本発明のワイヤーボンダーの動作フローチャートである。図において、１〜８はそれぞれステップを示す。
【００１８】
次に、図２を参照しながら本実施例の動作について説明する。
ボンド点、例えば半導体チップをリードフレームに接合する場合、ワイヤーを第１ボンド点と第２ボンド点に接合し、第２ボンド点の根本より引きちぎって次の第１ボンド点にボンドを行うのであるが、上記の第２ボンド点のボンディング終了後、次のボンディングに備えボンディング加圧ツール４からワイヤー７が２５０〜６００ミクロンボンディング対象物の方向に突出する状態にするため、ボンディングアーム１を支軸２を支点とし、図１における時計方向への回転によりステップ２においてクランプする位置に移動する。
【００１９】
次いで、ワイヤー７を切断するためステップ３でクランパー５を閉じる。一方、ワイヤー張力測定手段１３よりワイヤーの張力を測定しステップ４で保存する。
【００２０】
そして、ボイスコイルリニアモーターに流す電流を増加させステップ５でボンディングヘッドの上昇力を増加させる。
【００２１】
位置検出手段１０により、ボンディングヘッドの位置の変化をステップ６で測定し、その位置に変化がない場合にはステップ４に戻り、再度ステップ４からステップ６に繰り返す。
【００２２】
また、ボンディングヘッドの位置に変化があった場合は、ワイヤーが切断できたとして次のステップ７に進み、記憶しているワイヤーの張力が、ステップ７で設定されているしきい値より大きい場合は、ワイヤーが正常にボンディング点に接合できたとして、次のボンディング動作へ移る。
【００２３】
これに反し、ステップ７で記憶しているワイヤーの張力が設定されているしきい値より小さい場合は、ボンディング不良として、ボンダーを停止する。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ボンディングワイヤーの接合不良や切断を容易に検知することができるワイヤーボンディング方法やその方法を使用した半導体実装方法ならびにワイヤーボンディング装置やその装置を備えた半導体実装装置を実現し、ボンディング動作を停止することが可能となり、不良品の生産を極力抑制することができる優れたものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例におけるワイヤーボンディング装置のヘッド部分の構成説明図
【図２】本発明の一実施例におけるワイヤーボンディング方法のフローチャート
【符号の説明】
１  ボンディングアーム（ボンディング装置のヘッドの一部）
３  駆動手段
４  ボンディング加圧ツール
５  クランパー（ワイヤー保持手段）
７  ワイヤー
９  ボンディング対象物（半導体チップや電極）
１０  位置検出手段
１１  主制御部
１３  ワイヤー張力測定手段
【図１】
0003724875.tif 000002
【図２】
0003724875.tif 000003