(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボンディングワイヤの２つのボンド部の接合性およびワイヤ強度を測定し評価する方法であって、ボンド面とワイヤを引き上げる方向とが略直角になるように一方のボンド部の近傍のワイヤを挟持して引き上げ破断させて、該一方のボンド部の測定を行い、該一方のボンド部の近傍で破断したワイヤを挟持したまま引き上げることにより前記ボンド部を移動させ、該ワイヤが他方のボンド部でボンド面と略直角となるようにした後、該ワイヤを引き上げ破断させて、他方のボンド部の測定を行うことを特徴とするボンディングワイヤの評価方法。
【請求項２】
２つのボンド部を有する被評価物を上面に固定する可動テーブルと、該上面に略直角になるようにワイヤを引き上げ可能なワイヤ引き上げ具とを有する評価器具を用い、前記可動テーブルの上面に固定された被評価物のＩＣチップ側のボンド部近傍のワイヤを挟持して引き上げ破断させて、ＩＣチップ側のボンド部の接合性とワイヤ強度とを測定し、その後そのままワイヤを引き上げ、インナーリード側のボンド部のボンド面とワイヤを引き上げる方向が略直角となるようにして該ワイヤを引き上げ破断させて、インナーリード側ボンド部の接合性とワイヤ強度とを測定することを特徴とするボンディングワイヤの評価方法。
【請求項３】
ループ形状のワイヤを２つのボンド部で接続した被評価物を上面に固定する可動テーブルと、該上面に略直角にワイヤを挟持して引き上げ破断させて、ボンド部の接合性およびワイヤ強度を測定するワイヤ引上げ具とからなり、前記可動テーブルが、該可動テーブルのスライド方向と前記ループの方向を同じにする回転機構と、前記被評価物の一方のボンド部に前記引上げ具を位置決めし、かつ、該一方のボンド部を測定する際に、前記引上げ具がワイヤを引き上げた距離に応じて、前記ワイヤのループ方向に可動テーブルを移動させるスライド機構とを有するボンディングワイヤの評価器具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばＩＣやトランジスタなどのワイヤボンディング工程を含む各種電子機器の製造工程、またはボンディングワイヤを開発製造する場合などにおいて、ボンディングされたワイヤの接合強度を測定し評価する時の引張方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＣチップをリードフレームに搭載する場合、リ−ドフレ−ム上に搭載したＩＣチップの端子部とリ−ドフレ−ムのインナ−リ−ド部とがワイヤボンディングされる。この作業は、先ずリ−ドフレ−ムのパッド部に配置されたＩＣチップの端子部にワイヤをボンディングする。引き続きワイヤをインナーリード先端部まで引き、インナーリード先端部に圧着する。
【０００３】
ボンディング状態が良好かどうかは組み上げた半導体装置の良否に直接的に影響する。このため、ボンディング後にボンド部の接合強度やワイヤ強度を評価することは重要なこととなっている。
【０００４】
このときのＩＣチップ側とインナーリード側の二つのボンド部の接合性やワイヤ強度を評価する方法として、図２や３に示すように、被評価部と反対側のボンド部近傍をハサミ、メス、カミソリ等でワイヤを切断し、切断したワイヤ近傍を挟持（ツイ−ザ）し引張測定していた。この方法では、切断時にワイヤを変形させたり、ワイヤに異なる応力を与えたりするため得られる測定値のバラツキが大きくなる。特に評価する者の個人差が大きく、測定装置が同様でも異なる結果となる場合が多い。
【０００５】
よって、例えば新規なボンディングワイヤを開発する場合、もしくはボンディングワイヤを用いて各種電子機器を製造する場合、ワイヤ強度及びボンド部の接合強度を正確に判定できず、経験則等に頼って評価することになる。その結果、往々にして過剰品質になりがちであり、材料コストや生産コストの適正化が図れないという不具合がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ボンディングワイヤの性能及び適格に接合しているかを正確に評価することのできるワイヤボンド部の強度と接合性の評価方法を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明によるボンド部の接合強度の評価方法は、以下のようにしたものである。
【０００８】
本発明に係るボンディングワイヤの評価方法は、ボンディングワイヤの２つのボンド部の接合性およびワイヤ強度を測定し評価する方法であって、ボンド面とワイヤを引き上げる方向とが略直角になるように一方のボンド部の近傍のワイヤを挟持して引き上げ破断させて、該一方のボンド部の測定を行い、該一方のボンド部の近傍で破断したワイヤを挟持したまま引き上げることにより前記ボンド部を移動させ、該ワイヤが他方のボンド部でボンド面と略直角となるようにした後、該ワイヤを引き上げ破断させて、他方のボンド部の測定を行うことを特徴とする。
具体的には、２つのボンド部を有する被評価物を上面に固定する可動テーブルと、該上面に略直角になるようにワイヤを引き上げ可能なワイヤ引き上げ具とを有する評価器具を用い、前記可動テーブルの上面に固定された被評価物のＩＣチップ側のボンド部近傍のワイヤを挟持して引き上げ破断させて、ＩＣチップ側のボンド部の接合性とワイヤ強度とを測定し、その後そのままワイヤを引き上げ、インナーリード側のボンド部のボンド面とワイヤを引き上げる方向が略直角となるようにして該ワイヤを引き上げ破断させて、インナーリード側ボンド部の接合性とワイヤ強度とを測定する。
また、本発明に係るボンディングワイヤの評価器具は、ループ形状のワイヤを２つのボンド部で接続した被評価物を上面に固定する可動テーブルと、該上面に略直角にワイヤを挟持して引き上げ破断させて、ボンド部の接合性およびワイヤ強度を測定するワイヤ引上げ具とからなり、前記可動テーブルが、該可動テーブルのスライド方向と前記ループの方向を同じにする回転機構と、前記被評価物の一方のボンド部に前記引上げ具を位置決めし、かつ、該一方のボンド部を測定する際に、前記引上げ具がワイヤを引き上げた距離に応じて、前記ワイヤのループ方向に可動テーブルを移動させるスライド機構とを有する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明では、あらかじめハサミ等でワイヤを切断せずに、まずＩＣチップ側のボンド部近傍をツイーザし、そのボンド部の破断強度を求め、次に連続しインナーリード側のボンド部の破断強度を測定する。このとき、ＩＣチップ側のボンド部が破断し、そして、可動テ−ブルを用いているため、ＩＣチップ側のボンド部の評価時に、引上げ具の引張りにより破断してワイヤが延びた分だけテ−ブルが移動する。これにより、インナーリード側のボンド部に影響がなく、格別の応力はかからない。
【００１０】
すなわち、最初に、ＩＣチップ側のボンド部の評価をするのは、当該部近傍のワイヤは通常ＩＣチップ側ボンド部のボンド面と略直角を成しているからである。
【００１１】
ＩＣチップ側のボンド部が、破断強度の測定で破断した後、引き続き挟持したワイヤをそのまま上方に引き上げると、被評価物が設けられた可動テーブルが移動し、ワイヤとインナーリード側ボンド部のボンド面と略直角になる。この後ボンド部に加重が掛けられ、ボンド部の破断強度及び破断モ−ドが測定される。
【００１２】
これにより、従来ボンディングワイヤのボンド部につながっているワイヤ他部をあらかじめハサミ等で切断し、その切断部近傍をツイ−ザし引っ張ることで破断強度等を測定していたが、本発明はワイヤをあらかじめハサミ等で切断すること無くかつ複数のボンド部を連続測定できる。
【００１３】
なお、市販のワイヤボンド用引張試験機にツイ−ザ治具と可動テ−ブルをセットし、引張軸を同期させながら可動テーブルと略直角になるようにツイ−ザ引張することも本発明の範疇である。
【００１４】
【実施例】
次に実施例を用いて本発明をさらに説明する。
【００１５】
（実施例１）
以下、本発明のボンディングワイヤの評価方法を図を用いて説明する。
【００１６】
本実施例で用いた被評価物はＩＣが搭載されたリードフレームであり、ＩＣチップとインナ−リ−ドとは、Ａｕワイヤでボンディングされている。この時のワイヤ長は４ｍｍ、ワイヤ高さは２５０μｍ、ワイヤ径は３０μｍφである。
【００１７】
本実施例では、ワイヤ強度を測定するため市販の引張試験機（株式会社ア−クテック製  商品名  「デイジ・ボンドテスタ−２４００」）に同社のツイ−ザ治具と被評価物を固定するテ−ブルを移動可能なテ−ブルに交換して用いた。この可動テ−ブルは、ツイ−ザ治具の移動距離と対応してスライドする機構とボンディングされたワイヤのル−プ方向とテ−ブルの移動方向を同じくする回転機構と被評価物を傾けることのできる傾斜機構を具備している。
【００１８】
この可動テ−ブルに被評価物を固定治具あるいは両面接着剤付きテ−プで固定し、可動方向とワイヤ４のル−プ方向を回転機構にて一致させた。次に第１図（ａ）に示すように、ツイ−ザ治具５を第一ボンディング部４ａの直上部に位置決めした後、ツイ−ザし引っ張り方向６に引っ張った。
【００１９】
その後、第１図（ｂ）に示すようにＩＣ側の第一ボンド部４ａの直上の再結晶部が破断され、引張およびテ−ブル移動が止まり、破断強度値がプリントアウトされた。その状態で再び引張操作を続けると、第１図（ｃ）に示したようにインナーリード側の第二ボンド部４ｂをツイ−ザ引っ張りした。
【００２０】
第４図に得られた結果を示した。
【００２１】
（従来法）
垂直方向にツイ−ザ引張するときに可動テ−ブル１を用いず、ワイヤを手動で立てから引っ張って引っ張り破断強度を求めた。
【００２２】
まず、図２のように第二ボンド部近傍のワイヤを切断し、ワイヤがボンド面と略直角になるように立て、ワイヤ先端を挟持し、上方に引っ張り第一ボンド部の破断強度を測定した。
【００２３】
次に図３のように別のボンディング部の第一ボンド部近傍のワイヤを切断し、ワイヤがボンド面と略直角になるように立て、ワイヤ先端を挟持し、上方に引っ張り第二ボンド部の破断強度を測定した。
【００２４】
得られた結果を図４に合わせて示した。
【００２５】
図４より以下のことがわかる。
【００２６】
従来方法は、ワイヤを切断する際の異なる応力で、引張破断部近傍が加工硬化あるいは劣化を生じるため、非常にバラツキの大きい測定値である。しかし本発明方法は、バラツキの非常に小さい安定した測定値が得られている。
【００２７】
すなわち操作の熟練期間を要せず、誰でも迅速に複数箇所をバラツキ無く測定できることであるので、非常に有効な方法である。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、ワイヤボンディング工程において、適正な評価が迅速に未熟練者でも可能であり、測定時間の短縮および過剰品質が無くなりコストダウンができる。よって、本発明を用いれば品質性および経済性が大幅に向上し、ニ−ズに合ったボンディング用金属ワイヤが開発製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のツイーザ引っ張りを示す図であり、（ａ）は第一ボンド部を狭持し引っ張っている状態を、（ｂ）は第一ボンド部の破断状態を、（ｃ）は第二ボンド部の引っ張り状態を示す。
【図２】従来の方法を示した図であり、第一ボンド部の測定手順を示す図である。
【図３】従来の方法を示した図であり、第二ボンド部の測定手順を示す図である。
【図４】本発明の実施例、従来例で得られた結果を示した図である。
【符号の説明】
１−−−可動テ−ブル                    ２−−−リ−ドフレ−ムのパッド部
３−−−ＩＣチップ                      ４−−−ボンディング金属ワイヤ
４ａ−−第一ボンド部                    ４ｂ−−第二ボンド部
５−−−ツイ−ザ治具                    ６−−−引張方向
７−−−テ−ブル移動方向                ８−−−固定テーブル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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