(57)【要約】【課題】一つのワーク内に複数の異なるボンディング点が存在する連続稼働時において、ボンディングの品質の良否を判定することができるワイヤボンディング装置およびワイヤボンディング方法を提供する。【解決手段】ワイヤボンディング装置１０１は、ボンディングワイヤをワークに圧着させるボンディングツール２と、ボンディングツール２を介してボンディングワイヤ５およびワーク４に超音波振動を印加する超音波振動子１と、ボンディング完了時のボンディングワイヤを加振する荷重、およびボンディング完了時のワークに伝達される荷重のうちの少なくとも１つを用いて、ボンディング完了後のボンディング品質を判定する制御部１３とを備える。【選択図】図１
2019140346.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボンディングワイヤをワークに圧着させるボンディングツールと、
前記ボンディングツールを介して前記ボンディングワイヤおよび前記ワークに超音波振動を印加する超音波振動子と、
ボンディング完了時の前記ボンディングワイヤを加振する荷重、およびボンディング完了時の前記ワークに伝達される荷重のうちの少なくとも１つを用いて、ボンディング完了後のボンディング品質を判定する制御部とを備えた、ワイヤボンディング装置。
【請求項２】
ボンディング完了時の、前記ワークの面と平行であって、かつ前記超音波振動の方向と同じ方向において前記ボンディングワイヤを加振する第１の荷重を測定する第１の力検出素子と、
ボンディング完了時の、前記ワークの面と平行であって、かつ前記超音波振動の方向と同じ方向において前記ワークに伝達される第２の荷重を測定する第２の力検出素子とを備え、
前記制御部は、前記第２の荷重を前記第１の荷重で除算した値が閾値以上のときに、ボンディング完了後のボンディング品質が正常であると判定し、前記第２の荷重を前記第１の荷重で除算した値が前記閾値未満のときに、ボンディング完了後のボンディング品質が不良であると判定する、請求項１記載のワイヤボンディング装置。
【請求項３】
ボンディング完了時の、前記ワークの面と平行であって、かつ前記超音波振動の方向と同じ方向において前記ボンディングワイヤを加振する荷重を測定する力検出素子を備え、
前記制御部は、前記荷重が閾値以上のときに、ボンディング完了後のボンディング品質が正常であると判定し、前記荷重が前記閾値未満のときに、ボンディング完了後のボンディング品質が不良であると判定する、請求項１記載のワイヤボンディング装置。
【請求項４】
ボンディング完了時の、前記ワークの面と平行であって、かつ前記超音波振動の方向と同じ方向において前記ワークに伝達される荷重を測定する力検出素子を備え、
前記制御部は、前記荷重が閾値以上のときに、ボンディング完了後のボンディング品質が正常であると判定し、前記荷重が前記閾値未満のときに、ボンディング完了後のボンディング品質が不良であると判定する、請求項１記載のワイヤボンディング装置。
【請求項５】
前記制御部は、ボンディング中の前記超音波振動子への入力電圧を予め定められた値に設定する、前記予め定められた値は、前記ボンディングワイヤを加振する荷重の伝達効率がピークとなるときの前記超音波振動子の振動の振幅である、請求項２記載のワイヤボンディング装置。
【請求項６】
前記制御部は、ボンディング中の前記ワークの面と垂直な方向の前記ワークへの荷重を予め定められた値に設定する、前記予め定められた値は、前記ボンディングワイヤを加振する荷重の伝達効率が飽和するときの前記垂直な方向への前記ワークへの荷重である、請求項２記載のワイヤボンディング装置。
【請求項７】
ボンディング完了時の、前記ワークの面と平行であって、かつ前記超音波振動の方向と直交する方向において前記ボンディングワイヤを加振する荷重を測定する力検出素子を備え、
前記制御部は、前記荷重が閾値以下のときに、ボンディング完了後のボンディング品質が正常であると判定し、前記荷重が前記閾値を超えるときに、ボンディング完了後のボンディング品質が不良であると判定する、請求項１記載のワイヤボンディング装置。
【請求項８】
ボンディング完了時の、前記ワークの面と平行であって、かつ前記超音波振動の方向と直交する方向において前記ワークに伝達される荷重を測定する力検出素子を備え、
前記制御部は、前記荷重が閾値以下のときに、ボンディング完了後のボンディング品質が正常であると判定し、前記荷重が前記閾値を超えるときに、ボンディング完了後のボンディング品質が不良であると判定する、請求項１記載のワイヤボンディング装置。
【請求項９】
ボンディング完了時の前記ワークの面に対して垂直な方向において前記ボンディングワイヤを加振する荷重を測定する力検出素子を備え、
前記制御部は、前記荷重が閾値以下のときに、ボンディング完了後のボンディング品質が正常であると判定し、前記荷重が前記閾値を超えるときに、ボンディング完了後のボンディング品質が不良であると判定する、請求項１記載のワイヤボンディング装置。
【請求項１０】
ボンディング完了時の前記ワークの面に対して垂直な方向において前記ワークに伝達される荷重を測定する力検出素子を備え、
前記制御部は、前記荷重が閾値以下のときに、ボンディング完了後のボンディング品質が正常であると判定し、前記荷重が前記閾値を超えるときに、ボンディング完了後のボンディング品質が不良であると判定する、請求項１記載のワイヤボンディング装置。
【請求項１１】
ボンディングツールによって、ボンディングワイヤをワークに圧着させるステップと、
前記ボンディングツールを介して前記ボンディングワイヤおよび前記ワークに超音波振動を印加するステップと、
ボンディング完了時の前記ボンディングワイヤを加振する荷重、およびボンディング完了時の前記ワークに伝達される荷重のうちの少なくとも１つを用いて、ボンディング完了後のボンディング品質の良否を判定するステップとを備えた、ワイヤボンディング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤボンディング装置およびワイヤボンディング方法に関し、半導体装置等の組立工程において、金属ワイヤを超音波でボンディングするワイヤボンディング装置およびワイヤボンディング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波ワイヤボンディング装置では、金属ワイヤをチャックしたボンディングツールによってワイヤをワークに押し付けて超音波振動を印加する。これにより、両者の接触面を覆う酸化膜を除去して新生面を露出させ、露出した面同士を直ちにコンタクトさせることによってワイヤとワークを固層接合させる。
【０００３】
ワイヤボンディングのボンディング品質を評価する一般的な手法として、ボンディング中またはボンディング後のサンプルに対する通電試験、または破壊試験がある。しかしながら、ＩＣの内部回路の構成によっては、通電試験を適用できない場合がある。また、せん断試験または引張試験等の破壊試験では、実際にボンディング不良が発生したワークを検出することが困難である。なぜなら、破壊試験では、サンプルを破壊してしまうため、ロットのいくつかのサンプルを抜き採って試験を行っているだけだからである。通電試験、または破壊試験以外の方法で、ボンディングの品質の良否を判定することができるワイヤボンディング装置が特許文献１に記載されている。
【０００４】
特許文献１に記載されたワイヤボンディング装置は、レーザードップラー振動計によって、ボンディング中のボンディングツールの振動周波数を観測する。このボンディング装置は、ボンディング開始時から所定時間経過時の周波数の増加量を算出し、その算出した周波数の増加量と予め設定した閾値との比較によって、ボンディングの品質の良否を判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１２５８７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された装置では、レーザードップラー振動計の大きさおよび質量の制約のため、ボンディング装置上へレーザードップラー振動計を固定することが難しい。そのため、一つのワーク内に複数の異なるボンディング点が存在する連続稼働時において、ボンディングの品質の良否を判定することができない。
【０００７】
それゆえに、本発明の目的は、一つのワーク内に複数の異なるボンディング点が存在する連続稼働時においても、ボンディングの品質の良否を判定することができるワイヤボンディング装置およびワイヤボンディング方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のワイヤボンディング装置は、ボンディングワイヤをワークに圧着させるボンディングツールと、ボンディングツールを介してボンディングワイヤおよびワークに超音波振動を印加する超音波振動子と、ボンディング完了時のボンディングワイヤを加振する荷重、およびボンディング完了時のワークに伝達される荷重のうちの少なくとも１つを用いて、ボンディング完了後のボンディング品質を判定する制御部とを備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、制御部が、ボンディング完了時のボンディングワイヤを加振する荷重、およびボンディング完了時のワークに伝達される荷重のうちの少なくとも１つを用いて、ボンディング完了後のボンディング品質を判定する。これによって、一つのワーク内に複数の異なるボンディング点が存在する連続稼働時においても、ボンディングの品質を判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１におけるワイヤボンディング装置１０１の構成を表わす図である。
【図２】ヘッド側センサユニット８の模式図である。
【図３】ステージ側センサユニット１０の模式図である。
【図４】ボンディング中のボンディングツール２を正面から見た図である。
【図５】第１の電圧検出部１２ａによって検出される電圧の波形の模式図である。
【図６】図５のａ部の拡大図である。
【図７】（ａ）は、図５のＹ軸方向の電圧波形２０をｂ部〜ｆ部の五つの区間に時間分割した図である。（ｂ）は、ボンディング初期である区間ｂ部の電圧波形をＦＦＴ解析した結果を示す図である。
【図８】Ｙ軸方向のボンディングワイヤを加振する荷重の推移をボンディング開始からボンディング完了時までプロットした模式図である。
【図９】Ｙ軸方向のワークに伝達される荷重の推移をボンディング開始からボンディング完了時までプロットした模式図である。
【図１０】ボンディングワイヤを加振する荷重の伝達効率の時間変化の波形を示す図である。
【図１１】ボンディング完了時のボンディングワイヤを加振する荷重の伝達効率とボンディング強度の関係を示す図である。
【図１２】正常時のボンディングワイヤを加振する荷重の伝達効率の時間変化の波形と、不良発生時のボンディングワイヤを加振する荷重の伝達効率の時間変化の波形を表わす図である。
【図１３】実施の形態１のワイヤボンディングの手順を表わすフローチャートである。
【図１４】正常時のＹ軸方向のボンディングワイヤを加振する荷重の時間変化の波形と、不良発生時のＹ軸方向のボンディングワイヤを加振する荷重の時間変化の波形を表わす図である。
【図１５】実施の形態２のワイヤボンディングの手順を表わすフローチャートである。
【図１６】正常時のＹ軸方向のワークに伝達される荷重の時間変化の波形と、不良発生時のＹ軸方向のワークに伝達される荷重の時間変化の波形を表わす図である。
【図１７】実施の形態３のワイヤボンディングの手順を表わすフローチャートである。
【図１８】超音波出力とＹ軸方向のボンディングワイヤを加振する荷重との関係を示す図である。
【図１９】ボンディング荷重とＹ軸方向のワークに伝達される荷重との関係を示す図である。
【図２０】超音波出力とボンディングワイヤを加振する荷重の伝達効率との関係を示す図である。
【図２１】実施の形態４のワイヤボンディングの手順を示すフローチャートである。
【図２２】ボンディング荷重とＹ軸方向のボンディングワイヤを加振する荷重との関係を示す図である。
【図２３】ボンディング荷重とＹ軸方向のワークに伝達される荷重との関係を示す図である。
【図２４】ボンディング荷重とボンディングワイヤを加振する荷重の伝達効率との関係を示す図である。
【図２５】実施の形態５のワイヤボンディングの手順を示すフローチャートである。
【図２６】不良発生時のＸ軸方向のボンディングワイヤを加振する荷重の時間変化の波形を表わす図である。
【図２７】実施の形態６のワイヤボンディングの手順を示すフローチャートである。
【図２８】実施の形態６の変形例のワイヤボンディングの手順を示すフローチャートである。
【図２９】実施の形態７のワイヤボンディングの手順を示すフローチャートである。
【図３０】実施の形態７の変形例のワイヤボンディングの手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施形態であるワイヤボンディング装置およびワイヤボンディング方法について、図を参照しながら以下に説明する。尚、各図において同一または同様の構成部分については同じ符号を付している。また、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当事者の理解を容易にするため、既によく知られた事項の詳細説明および実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。また、以下の説明および添付図面の内容は、特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１におけるワイヤボンディング装置１０１の構成を表わす図である。
【００１３】
ワイヤボンディング装置１０１は、超音波振動子１と、ボンディングツール２と、ボンディングヘッド３と、ステージ５と、ヘッド側センサユニット８と、ステージ側センサユニット１０とを備える。
【００１４】
超音波振動子１は、ボンディングツール２およびボンディングヘッド３を介して、ワーク４およびボンディングワイヤ６に超音波振動を印加する。
【００１５】
ボンディングヘッド３には、ボンディングツール２が取り付けられる。ボンディングツール２は、ボンディングワイヤ６をワーク４に圧着させる。ボンディングツール２は、超音波振動子１の縦の超音波振動を撓みの超音波振動へ変換し、超音波振動をボンディング材であるボンディングワイヤ６およびワーク４へ伝達する。
【００１６】
ステージ５には、被ボンディング材であるワーク４が載置される。
ボンディングワイヤ６は、アルミニウム線、金線あるいは銅線等で構成される。
【００１７】
ヘッド側センサユニット８は、ボンディングヘッド３に取り付けられる。
図２は、ヘッド側センサユニット８の模式図である。
【００１８】
ヘッド側センサユニット８は、第１の３軸力検出素子７ａと、金属片９−１，９−２とを備える。
【００１９】
第１の３軸力検出素子７ａは、ボンディングツール２を介してボンディングワイヤ６を加振する超音波振動による荷重（以下、ボンディングワイヤを加振する荷重）を検出することができる。第１の３軸力検出素子７ａは、３組の水晶圧電素子を内蔵しており、３軸方向の荷重を測定することが可能である。第１の３軸力検出素子７ａは、ボンディングワイヤを加振する荷重に応じた電荷を出力する。
【００２０】
第１の３軸力検出素子７ａの荷重検出面がステンレス、鉄、または銅等の金属片９−１，９−２で挟み込まれている。第１の３軸力検出素子７ａと金属片９−１，９−２とが一体構造になったヘッド側センサユニット８がボンディングヘッド３に取り付けられる。
【００２１】
ステージ５の下には、ステージ側センサユニット１０が設置される。
図３は、ステージ側センサユニット１０の模式図である。
【００２２】
ステージ側センサユニット１０は、第２の３軸力検出素子７ｂと、金属片９−３，９−４とを備える。
【００２３】
第２の３軸力検出素子７ｂは、ボンディングツール２からボンディングワイヤ６を介してワーク４に伝達される荷重（以下、ワークに伝達される荷重）を検出する。第２の３軸力検出素子７ｂは、ワークに伝達される荷重に応じた電荷を出力する。
【００２４】
第２の３軸力検出素子７ｂの荷重検出面がステンレス、鉄、または銅等の金属片９−３，９−４で挟み込まれている。第２の３軸力検出素子７ｂと金属片９−３，９−４とが一体構造になったステージ側センサユニット１０がステージ５に取り付けられる。
【００２５】
ステージ５内に設置されたステージ側センサユニット１０または第２の３軸力検出素子７ｂは、ワーク４の大きさ、ステージ５の大きさ、ボンディング領域に合わせて複数個設置することが可能である。
【００２６】
第１の３軸力検出素子７ａおよび第２の３軸力検出素子７ｂとして、圧電式荷重センサを用いることができる。圧電式荷重センサは、剛性および感度が高く、高速応答であるため、荷重を高精度で検出することができる。
【００２７】
ワイヤボンディング装置１０１は、さらに、第１のチャージアンプ１１ａと、第２のチャージアンプ１１ｂと、第１の電圧検出部１２ａと、第２の電圧検出部１２ｂと、制御部１３とを備える。
【００２８】
第１のチャージアンプ１１ａは、第１の３軸力検出素子７ａから出力された電荷を電圧値に変換する。第２のチャージアンプ１１ｂは、第２の３軸力検出素子７ｂから出力された電荷を電圧値に変換する。
【００２９】
第１の電圧検出部１２ａは、第１のチャージアンプ１１ａからの出力電圧を検出する。第２の電圧検出部１２ｂは、第２のチャージアンプ１１ｂからの出力電圧を検出する。
【００３０】
制御部１３は、第１の電圧検出部１２ａおよび第２の電圧検出部１２ｂで得られた検出電圧を解析する。制御部１３は、解析結果を評価し、ボンディングの良否を判定する。制御部１３は、判定結果に応じて、超音波振動子１を制御する。
【００３１】
ボンディングワイヤ６をボンディングするとき（以下、ボンディング中）には、ボンディングワイヤ６をボンディングツール２によってワーク４に圧着させて、ボンディングワイヤ６に超音波振動を印加する。ボンディングワイヤ６に超音波振動による荷重が印加されることで、ボンディングワイヤ６とワーク４の接触面を覆う酸化膜が除去され、新生面が露出する。露出した面同士を直ちにコンタクトさせることによって両者が固層接合される。すなわち、ボンディングヘッド３で検出したボンディングワイヤ６を加振する荷重を、ボンディングワイヤ６を介して効率良くワーク４に伝達させることで良好なボンディングが達成される。
【００３２】
制御部１３は、ボンディング中において、ボンディングワイヤを加振する荷重の伝達効率とボンディング強度との相関関係を利用して、ボンディングワイヤ６とワーク４とのボンディング品質を良否判定する。
【００３３】
ボンディングワイヤを加振する荷重の伝達効率とは、Ｙ軸方向のワークに伝達される荷重をＹ軸方向のボンディングワイヤを加振する荷重で除算した値である。
【００３４】
図４は、ボンディング中のボンディングツール２を正面から見た図である。
図４において、ワーク４の面と平行であって、かつ超音波振動の方向と直交する方向をＸ軸方向１６、ワーク４の面と平行であって、かつ超音波振動の方向と同じ方向をＹ軸方向１７、ワーク４の面に対して垂直方向であって、ボンディングツール２による加圧方向をＺ軸方向１８とする。
【００３５】
図５は、第１の電圧検出部１２ａによって検出される電圧の波形の模式図である。
図５（ａ）において、第１の３軸力検出素子７ａ、第１のチャージアンプ１１ａ、および第１の電圧検出部１２ａによって検出されたＺ軸方向の荷重を表わす電圧波形１９が示されている。図５（ｂ）において、第１の３軸力検出素子７ａ、第１のチャージアンプ１１ａ、および第１の電圧検出部１２ａによって検出されたＹ軸方向の荷重を表わす電圧波形２２が示されている。図５（ｃ）において、第１の３軸力検出素子７ａ、第１のチャージアンプ１１ａ、および第１の電圧検出部１２ａによって検出されたＸ軸方向の荷重を表わす電圧波形２１が示されている。
【００３６】
ボンディングツール２によりＺ軸方向にボンディング荷重が印加された後、Ｙ軸方向にボンディングワイヤを加振する荷重の印加が開始され、観測される。超音波振動と直交するＸ軸方向に、荷重は印加されず、検出されない。
【００３７】
図６は、図５のａ部の拡大図である。
Ｙ軸方向の荷重の電圧波形２０の振幅は、超音波振動によって、ボンディングワイヤを加振する荷重の大きさを表わす。電圧波形２０の振動周波数が超音波振動の周波数を表している。
【００３８】
制御部１３は、第１の３軸力検出素子７ａ、第１のチャージアンプ１１ａ、および第１の電圧検出部１２ａによって検出された電圧波形のうちＹ軸方向の荷重の電圧波形２０を取り込む。制御部１３は、Ｙ軸方向の荷重の電圧波形を時間区間に分割し、区間ごとに、電圧波形を高速フーリエ変換（以下ＦＦＴ解析）することによって、電圧波形を周波数成分に変換する。ＦＦＴ解析は任意の時間長さ、分割数で設定した時間区間に対して行われる。分割された時間区間のうち任意の時間区間を選択して解析することも可能である。
【００３９】
図７（ａ）は、図５のＹ軸方向の電圧波形２０をｂ部〜ｆ部の五つの区間に時間分割した図である。
【００４０】
図７（ｂ）は、ボンディング初期である区間ｂ部の電圧波形をＦＦＴ解析した結果を示す図である。図７（ｂ）のピークが見られる周波数が超音波振動子１の発振周波数２３を表わす。ここでは、このピークの強度の値をＹ軸方向のボンディングワイヤを加振する荷重２４と定義する。
【００４１】
同様の手法により、制御部１３は、第２の３軸力検出素子７ｂ、第２のチャージアンプ１１ｂ、および第２の電圧検出部１２ｂによって検出された電圧波形うち、Ｙ軸方向の波形のｂ部〜ｆ部を抜き出して、ＦＦＴ解析をすることによって、Ｙ軸方向のワークに伝達される荷重を求める。
【００４２】
図８は、Ｙ軸方向のボンディングワイヤを加振する荷重の推移をボンディング開始からボンディング完了時までプロットした模式図である。
【００４３】
図９は、Ｙ軸方向のワークに伝達される荷重の推移をボンディング開始からボンディング完了時までプロットした模式図である。なお、ボンディング完了時はボンディング工程において、接合を行う期間の終盤に相当する期間を指す。
【００４４】
前述のように、Ｙ軸方向のボンディングワイヤを加振する荷重が一定である。これに対して、Ｙ軸方向のワークに伝達される荷重はボンディング初期からボンディング中期にかけて緩やかに上昇し、ボンディング後期になると飽和する。
【００４５】
制御部１３は、第２の３軸力検出素子７ｂ、第２のチャージアンプ１１ｂ、および第２の電圧検出部１２ｂによって検出された電圧波形のうちＹ軸方向の荷重の電圧波形を取り込む。制御部１３は、Ｙ軸方向の荷重の電圧波形を時間区間に分割し、区間ごとに、電圧波形をＦＦＴ解析することによって、電圧波形を周波数成分に変換する。制御部１３は、ＦＦＴ解析後のピークの強度の値をＹ軸方向のワークに伝達される荷重２４とする。
【００４６】
図１０は、ボンディングワイヤを加振する荷重の伝達効率の時間変化の波形を示す図である。
【００４７】
ボンディングの進行に伴い、ボンディングワイヤを加振する荷重の伝達効率が上昇する。本実施の形態では、ボンディングワイヤを加振する荷重の伝達効率の時間変化を判定波形とする。
【００４８】
図１１は、ボンディング完了時のボンディングワイヤを加振する荷重の伝達効率とボンディング強度の関係を示す図である。
【００４９】
ボンディング完了時のボンディングワイヤを加振する荷重の伝達効率とボンディング強度には正の相関があることから、判定波形をモニタリングすることによって、ボンディング強度の推移を把握することが可能となる。
【００５０】
図１２は、正常時のボンディングワイヤを加振する荷重の伝達効率の時間変化の波形と、不良発生時のボンディングワイヤを加振する荷重の伝達効率の時間変化の波形を表わす図である。
【００５１】
図１２において、正常時のボンディングワイヤを加振する荷重の伝達効率の時間変化の波形が実線で示され、不良発生時のボンディングワイヤを加振する荷重の伝達効率の時間変化の波形が点線で示されている。
【００５２】
不良発生時には、ボンディングワイヤ６とワーク４の間のボンディングが不十分でボンディング強度が十分得られていないため、ボンディングワイヤを加振する荷重の伝達効率の上昇が見られない。
【００５３】
制御部１３は、ボンディング完了時において、ボンディングワイヤを加振する荷重の伝達効率と、閾値ＴＨ１とを比較することによって、ボンディング品質の良否を判定する。制御部１３は、ボンディング完了時における、ボンディングワイヤを加振する荷重の伝達効率が閾値ＴＨ１以上のときに、ボンディング品質を正常と判定する。制御部１３は、ボンディング完了時おける、ボンディングワイヤを加振する荷重の伝達効率が閾値ＴＨ１未満のときに、ボンディング品質を不良と判定する。ボンディングワイヤを加振する荷重の伝達効率の時間変化とボンディング強度との関係をプル試験またはシェア試験等の各種信頼性試験により調査することによって、所望のボンディング強度が得られるときのボンディングワイヤを加振する荷重の伝達効率の下限を閾FF値ＴＨ１とすることができる。
【００５４】
制御部１３は、判定結果が不良の場合、超音波振動子１へ停止を指示する信号を出力する。
【００５５】
図１３は、実施の形態１のワイヤボンディングの手順を表わすフローチャートである。
ステップＳ１０１において、制御部１３は、ボンディングツール２を制御して、ボンディングワイヤ６をワーク４に圧着させる。
【００５６】
ステップＳ１０２において、制御部１３は、超音波振動子１を制御して、ボンディングヘッド３を介してボンディングツール２に超音波振動を印加させる。
【００５７】
ステップＳ１０３において、制御部１３は、ボンディングヘッド３に取り付けられたヘッド側センサユニット８に含まれる第１の３軸力検出素子７ａによって、ボンディングワイヤ６とワーク４とのボンディング完了時のＹ軸方向のボンディングワイヤを加振する荷重Ｗ１を測定させる。
【００５８】
ステップＳ１０４において、制御部１３は、ワーク４を載置するステージ５の下に設置されたステージ側センサユニット１０に含まれる第２の３軸力検出素子７ｂによって、ボンディングワイヤ６とワーク４とのボンディング完了時のＹ軸方向のワークを加振する荷重Ｗ２を測定させる。
【００５９】
ステップＳ１０５において、制御部１３は、ボンディング完了時のＹ軸方向のワークを加振する荷重Ｗ２をボンディング完了時のＹ軸方向のボンディングワイヤを加振する荷重Ｗ１で除算することによって、ボンディング完了時のボンディングワイヤを加振する荷重の伝達効率Ｅを求める。
【００６０】
ステップＳ１０６において、ボンディング完了時のボンディングワイヤを加振する荷重の伝達効率Ｅが閾値ＴＨ１以上のときに（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、処理がステップＳ１０７に進み、ボンディング完了時のボンディングワイヤを加振する荷重の伝達効率Ｅが閾値ＴＨ１未満のときに（Ｓ１０６：ＮＯ）、処理がステップＳ１０８に進む。
【００６１】
ステップＳ１０７において、制御部１３は、ボンディングワイヤ６とワーク４とのボンディング品質を正常と判定する。
【００６２】
ステップＳ１０８において、制御部１３は、ボンディングワイヤ６とワーク４とのボンディング品質を不良と判定する。
【００６３】
ステップＳ１０９において、制御部１３は、判定結果が不良の場合、超音波振動子１へ停止を指示する信号を出力する。
【００６４】
本実施の形態によれば、ボンディングワイヤを加振する荷重の伝達効率を用いて、ボンディング完了後のボンディング品質の良否を判定することによって、一つのワーク内に複数の異なるボンディング点が存在する連続稼働時においても、ボンディングの品質の良否を判定することができる。また、本実施の形態によれば、ボンディング状態を非破壊およびリアルタイムで高精度に検出することができる。
【００６５】
実施の形態２．
本実施の形態では、Ｙ軸方向のボンディングワイヤを加振する荷重を判定波形としてボンディング不良を判定する。
【００６６】
図１４は、正常時のＹ軸方向のボンディングワイヤを加振する荷重の時間変化の波形と、不良発生時のＹ軸方向のボンディングワイヤを加振する荷重の時間変化の波形を表わす図である。
【００６７】
図１４において、正常時のＹ軸方向のボンディングワイヤを加振する荷重の時間変化の波形が実線で示され、不良発生時のＹ軸方向のボンディングワイヤを加振する荷重の時間変化の波形が点線で示されている。
【００６８】
ワーク４の押さえ力が不十分のためワーク４のすべりまたは意図しない振動等の不具合が発生し、ボンディングワイヤ６を十分に加振できない場合、Ｙ軸方向のボンディングワイヤを加振する荷重が低下する。
【００６９】
制御部１３は、ボンディング完了時において、Ｙ軸方向のボンディングワイヤを加振する荷重と、閾値ＴＨ２とを比較することによって、ボンディング品質の良否を判定する。制御部１３は、ボンディング完了時における、Ｙ軸方向のボンディングワイヤを加振する荷重が閾値ＴＨ２以上のときに、ボンディング品質を正常と判定する。制御部１３は、ボンディング完了時おける、Ｙ軸方向のボンディングワイヤを加振する荷重が閾値ＴＨ２未満のときに、ボンディング品質を不良と判定する。Ｙ軸方向のボンディングワイヤを加振する荷重の時間変化とボンディング強度との関係をプル試験またはシェア試験等の各種信頼性試験により調査することによって、所望のボンディング強度が得られるときのボンディングワイヤを加振する荷重の下限を閾値ＴＨ２とすることができる。
【００７０】
制御部１３は、判定結果が不良の場合、超音波振動子１へ停止を指示する信号を出力する。
【００７１】
図１５は、実施の形態２のワイヤボンディングの手順を表わすフローチャートである。
ステップＳ２０１において、制御部１３は、ボンディングツール２を制御して、ボンディングワイヤ６をワーク４に圧着させる。
【００７２】
ステップＳ２０２において、制御部１３は、超音波振動子１を制御して、ボンディングヘッド３を介してボンディングツール２に超音波振動を印加させる。
【００７３】
ステップＳ２０３において、制御部１３は、ボンディングヘッド３に取り付けられたヘッド側センサユニット８に含まれる第１の３軸力検出素子７ａによって、ボンディングワイヤ６とワーク４とのボンディング完了時のＹ軸方向のボンディングワイヤを加振する荷重Ｗ１を測定させる。
【００７４】
ステップＳ２０４において、ボンディング完了時のＹ軸方向のボンディングワイヤを加振する荷重Ｗ１が閾値ＴＨ２以上のときに（Ｓ２０４：ＹＥＳ）、処理がステップＳ２０５に進み、ボンディング完了時のＹ軸方向のボンディングワイヤを加振する荷重Ｗ１が閾値ＴＨ２未満のときに（Ｓ２０４：ＮＯ）、処理がステップＳ２０６に進む。
【００７５】
ステップＳ２０５において、制御部１３は、ボンディングワイヤ６とワーク４とのボンディング品質を正常と判定する。
【００７６】
ステップＳ２０６において、制御部１３は、ボンディングワイヤ６とワーク４とのボンディング品質を不良と判定する。
【００７７】
ステップＳ２０７において、制御部１３は、判定結果が不良の場合、超音波振動子１へ停止を指示する信号を出力する。
【００７８】
本実施の形態によれば、制御部が、Ｙ軸方向のボンディングワイヤを加振する荷重を用いて、ボンディング完了後のボンディング品質の良否を判定することによって、一つのワーク内に複数の異なるボンディング点が存在する連続稼働時においても、ボンディングの品質の良否を判定することができる。
【００７９】
実施の形態３．
本実施の形態では、Ｙ軸方向のワークに伝達される荷重を判定波形としてボンディング不良を判定する。
【００８０】
図１６は、正常時のＹ軸方向のワークに伝達される荷重の時間変化の波形と、不良発生時のＹ軸方向のワークに伝達される荷重の時間変化の波形を表わす図である。
【００８１】
図１６において、正常時のＹ軸方向のワークに伝達される荷重の時間変化の波形が実線で示され、不良発生時のＹ軸方向のワークに伝達される荷重の時間変化の波形が点線で示されている。
【００８２】
ワーク４の押さえ力が不十分のためワーク４のすべりや意図しない振動が発生し、ボンディングワイヤ６を十分に加振できない場合、Ｙ軸方向のワークに伝達される荷重が低下する。
【００８３】
制御部１３は、ボンディング完了時において、Ｙ軸方向のワークに伝達される荷重と、閾値ＴＨ３とを比較することによって、ボンディング品質の良否を判定する。制御部１３は、ボンディング完了時における、Ｙ軸方向のワークに伝達される荷重が閾値ＴＨ３以上のときに、ボンディング品質を正常と判定する。制御部１３は、ボンディング完了時おける、Ｙ軸方向のワークに伝達される荷重が閾値ＴＨ３未満のときに、ボンディング品質を不良と判定する。ワークに伝達される荷重の時間変化とボンディング強度との関係をプル試験またはシェア試験等の各種信頼性試験により調査することによって、所望のボンディング強度が得られるときのＹ軸方向のワークに伝達される荷重の下限を閾値ＴＨ３とすることができる。
【００８４】
制御部１３は、判定結果が不良の場合、超音波振動子１へ停止を指示する信号を出力する。
【００８５】
図１７は、実施の形態３のワイヤボンディングの手順を表わすフローチャートである。
ステップＳ３０１において、制御部１３は、ボンディングツール２を制御して、ボンディングワイヤ６をワーク４に圧着させる。
【００８６】
ステップＳ３０２において、制御部１３は、超音波振動子１を制御して、ボンディングヘッド３を介してボンディングツール２に超音波振動を印加させる。
【００８７】
ステップＳ３０３において、制御部１３は、ワーク４を載置するステージ５の下に設置されたステージ側センサユニット１０に含まれる第２の３軸力検出素子７ｂによって、ボンディングワイヤ６とワーク４とのボンディング完了時のＹ軸方向のワークを加振する荷重Ｗ２を測定させる。
【００８８】
ステップＳ３０４において、ボンディング完了時のＹ軸方向のワークを加振する荷重Ｗ２が閾値ＴＨ３以上のときに（Ｓ３０４：ＹＥＳ）、処理がステップＳ３０５に進み、ボンディング完了時のＹ軸方向のワークを加振する荷重Ｗ２が閾値ＴＨ３未満のときに（Ｓ３０４：ＮＯ）、処理がステップＳ３０６に進む。
【００８９】
ステップＳ３０５において、制御部１３は、ボンディングワイヤ６とワーク４とのボンディング品質を正常と判定する。
【００９０】
ステップＳ３０６において、制御部１３は、ボンディングワイヤ６とワーク４とのボンディング品質を不良と判定する。
【００９１】
ステップＳ３０７において、制御部１３は、判定結果が不良の場合、超音波振動子１へ停止を指示する信号を出力する。
【００９２】
本実施の形態によれば、制御部が、Ｙ軸方向のワークを加振する荷重を用いて、ボンディング完了後のボンディング品質の良否を判定することによって、一つのワーク内に複数の異なるボンディング点が存在する連続稼働時においても、ボンディングの品質の良否を判定することができる。
【００９３】
実施の形態４．
ボンディング装置の制御パラメータには、超音波出力の大きさを表わす超音波振動子１への入力電圧（以下、超音波出力）がある。ボンディング時にこのパラメータを適切に制御することによって良好なボンディングを達成できる。
【００９４】
本実施の形態では、実施の形態１において解析した荷重が超音波振動子１への入力電圧によって変化することを用いて、ボンディング信頼性を向上させたボンディングを実行する。
【００９５】
図１８は、超音波出力とＹ軸方向のボンディングワイヤを加振する荷重との関係を示す図である。
【００９６】
図１８に示すように、超音波出力が高くなるほど、ボンディングツール２の振幅が大きくなるため、Ｙ軸方向のボンディングワイヤを加振する荷重が大きくなる。
【００９７】
図１９は、超音波出力とＹ軸方向のワークに伝達される荷重との関係を示す図である。
図１９に示すように、超音波出力が高くなるにつれて、Ｙ軸方向のワークに伝達される荷重が大きくなる。超音波出力が一定値以上に高くなると一旦形成されたボンディング部が超音波振動により破壊されるため、Ｙ軸方向のワークに伝達される荷重の絶対値が飽和する。
【００９８】
図２０は、超音波出力とボンディングワイヤを加振する荷重の伝達効率との関係を示す図である。
【００９９】
図２０に示すように、超音波出力が高くなるにつれてボンディング部が形成されて、ボンディングワイヤを加振する荷重の伝達効率が上昇する。超音波出力が一定値以上になるとボンディング部が破壊されるため、ボンディングワイヤを加振する荷重の伝達効率が低下する。
【０１００】
制御部１３は、ボンディングワイヤを加振する荷重の伝達効率がピークとなるときの超音波振動子１への入力電圧Ｖ１を記憶している。
【０１０１】
制御部１３は、ボンディング開始時に、ボンディング中の超音波振動子１への入力電圧を記憶している、予め定められた値であるＶ１に設定する。制御部１３は、実施の形態１と同様に、ボンディング完了時において、ボンディングワイヤを加振する荷重の伝達効率と、閾値ＴＨ１とを比較することによって、ボンディング品質の良否を判定する。制御部１３は、ボンディング完了時における、ボンディングワイヤを加振する荷重の伝達効率が閾値ＴＨ１以上のときに、ボンディング品質を正常と判定する。制御部１３は、ボンディング完了時おける、ボンディングワイヤを加振する荷重の伝達効率が閾値ＴＨ１未満のときに、ボンディング品質を不良と判定する。
【０１０２】
図２１は、実施の形態４のワイヤボンディングの手順を示すフローチャートである。
ステップＳ４００において、制御部１３は、超音波振動子１への入力電圧をＶ１に設定する。ここで、Ｖ１は、ボンディングワイヤを加振する荷重の伝達効率がピークとなるときの超音波振動子１への入力電圧である。
【０１０３】
以下のステップＳ１０１〜Ｓ１０９の処理は、実施の形態１の図１３のフローチャートと同様なので、説明を繰り返さない。
【０１０４】
本実施の形態によれば、ボンディング信頼性を向上させたボンディングが可能となる。
実施の形態５．
ボンディング装置の制御パラメータには、ボンディング時にボンディングツール２でボンディングワイヤ６をＺ軸方向にワーク４に押し付ける荷重（以下、ボンディング荷重）がある。ボンディング時にこの制御パラメータを適切に制御することによって良好なボンディングを達成できる。
【０１０５】
本実施の形態では、実施の形態１において解析した判定波形がボンディング荷重によって変化することを用いて、ボンディングの信頼性を向上させたボンディングが可能となる。
【０１０６】
図２２は、ボンディング荷重とＹ軸方向のボンディングワイヤを加振する荷重との関係を示す図である。
【０１０７】
図２２に示すように、Ｙ軸方向のボンディングワイヤを加振する荷重３７は、ボンディング荷重によらず一定である。
【０１０８】
図２３は、ボンディング荷重とＹ軸方向のワークに伝達される荷重との関係を示す図である。
【０１０９】
図２３に示すように、ボンディング荷重が大きくなるにつれてワークに伝達される荷重が大きくなる。ボンディング荷重が一定値以上に大きくなるとボンディング荷重によってボンディングワイヤ６の摺動が抑制されてしまうためボンディングされていない箇所が発生する。その結果、Ｙ軸方向のワークに伝達される荷重の絶対値が飽和する。
【０１１０】
図２４は、ボンディング荷重とボンディングワイヤを加振する荷重の伝達効率との関係を示す図である。
【０１１１】
図２４に示すように、ボンディング荷重が大きくなるにつれてボンディングされている箇所が形成されて、ボンディングワイヤを加振する荷重の伝達効率が上昇する。ボンディング荷重が一定値以上になるとボンディングワイヤ６の摺動が抑制されてボンディングされていない箇所が発生する。その結果、ボンディングワイヤを加振する荷重の伝達効率が飽和する。
【０１１２】
制御部１３は、ボンディングワイヤを加振する荷重の伝達効率が飽和するときのボンディング荷重のいずれかを記憶している。たとえば、ボンディングワイヤを加振する荷重の伝達効率が飽和するときのボンディング荷重の下限Ｆ１が記憶されるものとしてもよい。
【０１１３】
制御部１３は、ボンディング開始時に、ボンディング中のワークの面と垂直な方向のワークへの荷重を記憶している予め定められた値（たとえばＦ１）に設定する。制御部１３は、実施の形態１と同様に、ボンディング完了時において、ボンディングワイヤを加振する荷重の伝達効率と、閾値ＴＨ１とを比較することによって、ボンディング品質の良否を判定する。制御部１３は、ボンディング完了時における、ボンディングワイヤを加振する荷重の伝達効率が閾値ＴＨ１以上のときに、ボンディング品質を正常と判定する。制御部１３は、ボンディング完了時おける、ボンディングワイヤを加振する荷重の伝達効率が閾値ＴＨ１未満のときに、ボンディング品質を不良と判定する。
【０１１４】
図２５は、実施の形態５のワイヤボンディングの手順を示すフローチャートである。
ステップＳ５００において、制御部１３は、ボンディング荷重をＦ１に設定する。ここで、Ｆ１は、ボンディングワイヤを加振する荷重の伝達効率が飽和するときのボンディング荷重の下限である。
【０１１５】
以下のステップＳ１０１〜Ｓ１０９の処理は、実施の形態１の図１３のフローチャートと同様なので、説明を繰り返さない。
【０１１６】
本実施の形態によれば、ボンディング信頼性を向上させたボンディングが可能となる。
実施の形態６．
本実施の形態では、Ｘ軸方向の荷重を表わす波形を用いてワーク４の押さえ不足によるボンディング不良を検出する。
【０１１７】
ボンディングが正常時には、超音波振動方向と垂直方向であるＸ軸方向にはボンディングワイヤを加振する荷重、およびワークに伝達される荷重が検出されない。
【０１１８】
図２６は、不良発生時のＸ軸方向のボンディングワイヤを加振する荷重の時間変化の波形を表わす図である。
【０１１９】
図２６に示すように、ボンディング中のワーク４の押さえが不十分である場合には、超音波振動と垂直方向にワーク４が振動してしまうため、Ｘ軸方向にボンディングワイヤを加振する荷重が検出される。また、図示しないが、Ｘ軸方向にワークに伝達される荷重も検出される。
【０１２０】
本実施の形態では、Ｘ軸方向のボンディングワイヤを加振する荷重を判定波形とする。
制御部１３は、Ｘ軸方向の荷重を表わす波形を時間区間に分割した後、ＦＦＴ解析する。ＦＦＴ解析は任意の時間長さ、分割数で設定した時間区間に対して行われ、分割された時間区間のうち任意の時間区間を選択して解析することも可能である。
【０１２１】
制御部１３は、ボンディング完了時において、Ｘ軸方向のボンディングワイヤを加振する荷重と、閾値ＴＨ４とを比較することによって、ボンディング品質の良否を判定する。制御部１３は、ボンディング完了時における、Ｘ軸方向のボンディングワイヤを加振する荷重が閾値ＴＨ４以下のときに、ボンディング品質を正常と判定する。制御部１３は、ボンディング完了時おける、Ｘ軸方向のボンディングワイヤを加振する荷重が閾値ＴＨ４を超えるときに、ボンディング品質を不良と判定する。Ｘ軸方向のボンディングワイヤを加振する荷重の時間変化とボンディング強度との関係をプル試験またはシェア試験等の各種信頼性試験により調査することによって、所望のボンディング強度が得られるときのＸ軸方向のボンディングワイヤを加振する荷重の上限を閾値ＴＨ５とすることができる。
【０１２２】
制御部１３は、判定結果が不良の場合、超音波振動子１へ停止を指示する信号を出力する。
【０１２３】
図２７は、実施の形態６のワイヤボンディングの手順を示すフローチャートである。
ステップＳ６０１において、制御部１３は、ボンディングツール２を制御して、ボンディングワイヤ６をワーク４に圧着させる。
【０１２４】
ステップＳ６０２において、制御部１３は、超音波振動子１を制御して、ボンディングヘッド３を介してボンディングツール２に超音波振動を印加させる。
【０１２５】
ステップＳ６０３において、制御部１３は、ボンディングヘッド３に取り付けられたヘッド側センサユニット８に含まれる第１の３軸力検出素子７ａによって、ボンディングワイヤ６とワーク４とのボンディング完了時のＸ軸方向のボンディングワイヤを加振する荷重Ｗ４を測定させる。
【０１２６】
ステップＳ６０４において、ボンディング完了時のＸ軸方向のボンディングワイヤを加振する荷重Ｗ４が閾値ＴＨ４以下のときに（Ｓ６０４：ＹＥＳ）、処理がステップＳ６０５に進み、ボンディング完了時のＸ軸方向のボンディングワイヤを加振する荷重Ｗ４が閾値ＴＨ４を超えるときに（Ｓ６０４：ＮＯ）、処理がステップＳ６０６に進む。
【０１２７】
ステップＳ６０５において、制御部１３は、ボンディングワイヤ６とワーク４とのボンディング品質を正常と判定する。
【０１２８】
ステップＳ６０６において、制御部１３は、ボンディングワイヤ６とワーク４とのボンディング品質を不良と判定する。
【０１２９】
ステップＳ６０７において、制御部１３は、判定結果が不良の場合、超音波振動子１へ停止を指示する信号を出力する。
【０１３０】
本実施の形態によれば、制御部が、Ｘ軸方向のボンディングワイヤを加振する荷重を用いて、ボンディング完了後のボンディング品質の良否を判定することによって、一つのワーク内に複数の異なるボンディング点が存在する連続稼働時においても、ボンディングの品質の良否を判定することができる。
【０１３１】
実施の形態６の変形例．
本変形例では、Ｘ軸方向のワークに伝達される荷重を判定波形とする。
【０１３２】
制御部１３は、Ｘ軸方向の荷重を表わす波形を時間区間に分割した後、ＦＦＴ解析する。ＦＦＴ解析は任意の時間長さ、分割数で設定した時間区間に対して行われ、分割された時間区間のうち任意の時間区間を選択して解析することも可能である。
【０１３３】
制御部１３は、ボンディング完了時において、Ｘ軸方向のワークに伝達される荷重と、閾値ＴＨ５とを比較することによって、ボンディング品質の良否を判定する。制御部１３は、ボンディング完了時における、Ｘ軸方向のワークに伝達される荷重が閾値ＴＨ５以下のときに、ボンディング品質を正常と判定する。制御部１３は、ボンディング完了時おける、Ｘ軸方向のワークに伝達される荷重が閾値ＴＨ５を超えるときに、ボンディング品質を不良と判定する。Ｘ軸方向のワークに伝達される荷重の時間変化とボンディング強度との関係をプル試験またはシェア試験等の各種信頼性試験により調査することによって、所望のボンディング強度が得られるときのＸ軸方向のワークに伝達される荷重の上限を閾値ＴＨ６とすることができる。
【０１３４】
制御部１３は、判定結果が不良の場合、超音波振動子１へ停止を指示する信号を出力する。
【０１３５】
図２８は、実施の形態６の変形例のワイヤボンディングの手順を示すフローチャートである。
【０１３６】
ステップＳ７０１において、制御部１３は、ボンディングツール２を制御して、ボンディングワイヤ６をワーク４に圧着させる。
【０１３７】
ステップＳ７０２において、制御部１３は、超音波振動子１を制御して、ボンディングヘッド３を介してボンディングツール２に超音波振動を印加させる。
【０１３８】
ステップＳ７０３において、制御部１３は、ワーク４を載置するステージ５の下に設置されたステージ側センサユニット１０に含まれる第２の３軸力検出素子７ｂによって、ボンディングワイヤ６とワーク４とのボンディング完了時のＸ軸方向のワークを加振する荷重Ｗ５を測定させる。
【０１３９】
ステップＳ７０４において、ボンディング完了時のＸ軸方向のワークに伝達される荷重Ｗ５が閾値ＴＨ５以下のときに（Ｓ７０４：ＹＥＳ）、処理がステップＳ７０５に進み、ボンディング完了時のＸ軸方向のワークに伝達される荷重Ｗ５が閾値ＴＨ５を超えるときに（Ｓ７０４：ＮＯ）、処理がステップＳ７０６に進む。
【０１４０】
ステップＳ７０５において、制御部１３は、ボンディングワイヤ６とワーク４とのボンディング品質を正常と判定する。
【０１４１】
ステップＳ７０６において、制御部１３は、ボンディングワイヤ６とワーク４とのボンディング品質を不良と判定する。
【０１４２】
ステップＳ７０７において、制御部１３は、判定結果が不良の場合、超音波振動子１へ停止を指示する信号を出力する。
【０１４３】
本実施の形態によれば、制御部が、Ｘ軸方向のワークに伝達される荷重を用いて、ボンディング完了後のボンディング品質の良否を判定することによって、一つのワーク内に複数の異なるボンディング点が存在する連続稼働時においても、ボンディングの品質の良否を判定することができる。
【０１４４】
実施の形態７．
本実施の形態では、Ｚ軸方向の荷重を表わす波形を用いて、チップ割れ等によってワーク４が破壊することによるボンディング不良を検出する。
【０１４５】
Ｚ軸方向の荷重を表わす波形を時間区間に分割した後、ＦＦＴ解析する。ＦＦＴ解析は任意の時間長さ、分割数で設定した時間区間に対して行われ、分割された時間区間のうち任意の時間区間を選択して解析することも可能である。
【０１４６】
ボンディングが正常時には、ワーク４と垂直方向であるＺ軸方向にはボンディングワイヤを加振する荷重、およびワークに伝達される荷重が検出されない。
【０１４７】
ボンディング中にチップ割れ等のワーク４の破壊が発生した場合、ワーク４が振動してしまうため、Ｚ軸方向にボンディングワイヤを加振する荷重、およびワークに伝達される荷重が検出される。
【０１４８】
本実施の形態では、Ｚ軸方向のボンディングワイヤを加振する荷重を判定波形とする。
制御部１３は、Ｚ軸方向の荷重を表わす波形を時間区間に分割した後、ＦＦＴ解析する。ＦＦＴ解析は任意の時間長さ、分割数で設定した時間区間に対して行われ、分割された時間区間のうち任意の時間区間を選択して解析することも可能である。
【０１４９】
制御部１３は、ボンディング完了時において、Ｚ軸方向のボンディングワイヤを加振する荷重と、閾値ＴＨ６とを比較することによって、ボンディング品質の良否を判定する。制御部１３は、ボンディング完了時における、Ｚ軸方向のボンディングワイヤを加振する荷重が閾値ＴＨ６以下のときに、ボンディング品質を正常と判定する。制御部１３は、ボンディング完了時おける、Ｚ軸方向のボンディングワイヤを加振する荷重が閾値ＴＨ６を超えるときに、ボンディング品質を不良と判定する。Ｚ軸方向のボンディングワイヤを加振する荷重の時間変化とボンディング強度との関係をプル試験またはシェア試験等の各種信頼性試験により調査することによって、所望のボンディング強度が得られるときのＺ軸方向のボンディングワイヤを加振する荷重の上限限を閾値ＴＨ６とすることができる。
【０１５０】
制御部１３は、判定結果が不良の場合、超音波振動子１へ停止を指示する信号を出力する。
【０１５１】
図２９は、実施の形態７のワイヤボンディングの手順を示すフローチャートである。
ステップＳ８０１において、制御部１３は、ボンディングツール２を制御して、ボンディングワイヤ６をワーク４に圧着させる。
【０１５２】
ステップＳ８０２において、制御部１３は、超音波振動子１を制御して、ボンディングヘッド３を介してボンディングツール２に超音波振動を印加させる。
【０１５３】
ステップＳ８０３において、制御部１３は、ボンディングヘッド３に取り付けられたヘッド側センサユニット８に含まれる第１の３軸力検出素子７ａによって、ボンディングワイヤ６とワーク４とのボンディング完了時のＺ軸方向のボンディングワイヤを加振する荷重Ｗ６を測定させる。
【０１５４】
ステップＳ８０４において、ボンディング完了時のＺ軸方向のボンディングワイヤを加振する荷重Ｗ６が閾値ＴＨ６以下のときに（Ｓ８０４：ＹＥＳ）、処理がステップＳ８０５に進み、ボンディング完了時のＺ軸方向のボンディングワイヤを加振する荷重Ｗ６が閾値ＴＨ６を超えるときに（Ｓ８０４：ＮＯ）、処理がステップＳ８０６に進む。
【０１５５】
ステップＳ８０５において、制御部１３は、ボンディングワイヤ６とワーク４とのボンディング品質を正常と判定する。
【０１５６】
ステップＳ８０６において、制御部１３は、ボンディングワイヤ６とワーク４とのボンディング品質を不良と判定する。
【０１５７】
ステップＳ８０７において、制御部１３は、判定結果が不良の場合、超音波振動子１へ停止を指示する信号を出力する。
【０１５８】
本実施の形態によれば、制御部が、Ｚ軸方向のボンディングワイヤを加振する荷重を用いて、ボンディング完了後のボンディング品質の良否を判定することによって、一つのワーク内に複数の異なるボンディング点が存在する連続稼働時においても、ボンディングの品質の良否を判定することができる。
【０１５９】
実施の形態７の変形例．
本変形例では、Ｚ軸方向のワークに伝達される荷重を判定波形とする。
【０１６０】
制御部１３は、Ｚ軸方向の荷重を表わす波形を時間区間に分割した後、ＦＦＴ解析する。ＦＦＴ解析は任意の時間長さ、分割数で設定した時間区間に対して行われ、分割された時間区間のうち任意の時間区間を選択して解析することも可能である。
【０１６１】
制御部１３は、ボンディング完了時において、Ｚ軸方向のワークに伝達される荷重と、閾値ＴＨ７とを比較することによって、ボンディング品質の良否を判定する。制御部１３は、ボンディング完了時における、Ｚ軸方向のワークに伝達される荷重が閾値ＴＨ７以下のときに、ボンディング品質を正常と判定する。制御部１３は、ボンディング完了時おける、Ｚ軸方向のワークに伝達される荷重が閾値ＴＨ７を超えるときに、ボンディング品質を不良と判定する。Ｚ軸方向のワークに伝達される荷重の時間変化とボンディング強度との関係をプル試験またはシェア試験等の各種信頼性試験により調査することによって、所望のボンディング強度が得られるときのＺ軸方向のワークに伝達される荷重の上限を閾値ＴＨ７とすることができる。
【０１６２】
制御部１３は、判定結果が不良の場合、超音波振動子１へ停止を指示する信号を出力する。
【０１６３】
図３０は、実施の形態７の変形例のワイヤボンディングの手順を示すフローチャートである。
【０１６４】
ステップＳ９０１において、制御部１３は、ボンディングツール２を制御して、ボンディングワイヤ６をワーク４に圧着させる。
【０１６５】
ステップＳ９０２において、制御部１３は、超音波振動子１を制御して、ボンディングヘッド３を介してボンディングツール２に超音波振動を印加させる。
【０１６６】
ステップＳ９０３において、制御部１３は、ワーク４を載置するステージ５の下に設置されたステージ側センサユニット１０に含まれる第２の３軸力検出素子７ｂによって、ボンディングワイヤ６とワーク４とのボンディング完了時のＺ軸方向のワークを加振する荷重Ｗ７を測定させる。
【０１６７】
ステップＳ９０４において、ボンディング完了時のＺ軸方向のワークに伝達される荷重Ｗ７が閾値ＴＨ７以下のときに（Ｓ９０４：ＹＥＳ）、処理がステップＳ９０５に進み、ボンディング完了時のＺ軸方向のワークに伝達される荷重Ｗ７が閾値ＴＨ７を超えるときに（Ｓ９０４：ＮＯ）、処理がステップＳ９０６に進む。
【０１６８】
ステップＳ９０５において、制御部１３は、ボンディングワイヤ６とワーク４とのボンディング品質を正常と判定する。
【０１６９】
ステップＳ９０６において、制御部１３は、ボンディングワイヤ６とワーク４とのボンディング品質を不良と判定する。
【０１７０】
ステップＳ９０７において、制御部１３は、判定結果が不良の場合、超音波振動子１へ停止を指示する信号を出力する。
【０１７１】
なお、上述した各実施の形態を組み合わせてボンディング品質の良否判定を行うことも可能であり、組み合わせることで高精度なボンディング判定を行うことができる。
【０１７２】
本実施の形態によれば、制御部が、Ｚ軸方向のワークに伝達される荷重を用いて、ボンディング完了後のボンディング品質の良否を判定することによって、一つのワーク内に複数の異なるボンディング点が存在する連続稼働時においても、ボンディングの品質の良否を判定することができる。
【０１７３】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１７４】
１０１  ワイヤボンディング装置、１  超音波振動子、２  ボンディングツール、３  ボンディングヘッド、４  ワーク、５  ステージ、６  ボンディングワイヤ、７ａ，７ｂ  ３軸力検出素子、８  ヘッド側センサユニット、９−１〜９−４  金属片、１０  ステージ側センサユニット、１１ａ，１１ｂ  チャージアンプ、１２ａ，１２ｂ  電圧検出部、１３  制御部。 
【図１】
2019140346.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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