(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤを挿通するキャピラリと、
前記ワイヤを前記キャピラリに対しクランプ状態とするクランパと、
前記キャピラリの移動と前記クランパの動作とを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
ワイヤボンディングの第１ボンド点において、前記ワイヤを挿通する前記キャピラリを用いてウェッジボンディング方式で第１ボンディング対象物と前記ワイヤとの間を接合する第１ボンディング処理と、
前記第１ボンディング処理の後、前記第１ボンド点から所定のループ長で前記ワイヤを延出し、前記ワイヤボンディングの第２ボンド点において、第２ボンディング対象物と前記ワイヤとの間を接合する第２ボンディング処理と、
前記第２ボンディング処理の後、前記ワイヤを挿通している前記キャピラリを前記キャピラリの軸方向に平行な方向に移動させながら前記ワイヤを前記クランプ状態として、前記ワイヤを挿通している前記キャピラリを前記キャピラリの軸方向に垂直な水平面内へ移動させることにより前記キャピラリの先端近傍の前記ワイヤを前記第２ボンド点から切断する切断処理と、
前記切断処理の後、前記第２ボンド点から所定の捨てボンド点に前記キャピラリを移動させて、前記キャピラリの先端から突き出ている前記ワイヤを前記捨てボンド点において捨てボンドを行う捨てボンド処理と、
前記捨てボンド処理の後、前記キャピラリの先端から突き出ている前記ワイヤを、前記水平面内で所定方向に折り曲げられた所定の曲げ形状に整形する整形処理と、を含み、
前記各処理を実行可能に構成する、ワイヤボンディング装置。
【請求項２】
請求項１に記載のワイヤボンディング装置であって、
前記キャピラリの先端から出突き出る前記ワイヤを所定の折り曲げ形状に整形するために用いられる折り曲げステーションをさらに含む、ワイヤボンディング装置。
【請求項３】
請求項１に記載のワイヤボンディング装置であって、
前記捨てボンド処理は、前記捨てボンドの後、前記ワイヤを前記クランプ状態として、前記ワイヤを挿通している前記キャピラリを前記キャピラリの軸方向に平行な方向に移動して前記ワイヤを前記捨てボンド点から切断する切断処理をさらに含み、
前記捨てボンド処理における切断処理後、前記整形処理は、先端から前記ワイヤが突き出した状態の前記キャピラリを予め定めた折り曲げステーションの位置に移動し、前記キャピラリの先端を前記折り曲げステーションの上面に押し当てて前記キャピラリの先端から突き出した前記ワイヤを前記所定の曲げ形状に整形する、
ワイヤボンディング装置。
【請求項４】
請求項１に記載のワイヤボンディング装置であって、
前記捨てボンド処理の後の前記整形処理は、
前記ワイヤを前記クランプ状態として、前記ワイヤを挿通している前記キャピラリを前記水平面内の所定の方向に所定の距離だけ移動して前記ワイヤを前記捨てボンド点から切断することで前記キャピラリ先端から突き出した前記ワイヤを前記所定の曲げ形状に整形する、
ワイヤボンディング装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１に記載のワイヤボンディング装置であって、
前記第１ボンド点および前記第２ボンド点における前記ワイヤボンディングは、ウェッジボンディング方式で行われる、
ワイヤボンディング装置。
【請求項６】
ワイヤボンディングの第１ボンド点において、ワイヤを挿通するキャピラリを用いてウェッジボンディング方式で第１ボンディング対象物と前記ワイヤとの間を接合する第１ボンディング処理工程と、
前記第１ボンディング処理工程の後、前記第１ボンド点から所定のループ長で前記ワイヤを延出し、前記ワイヤボンディングの第２ボンド点において、第２ボンディング対象物と前記ワイヤとの間を接合する第２ボンディング処理工程と、
前記第２ボンディング処理工程の後、前記ワイヤを挿通している前記キャピラリを前記キャピラリの軸方向に平行な方向に移動させながら前記ワイヤをクランプ状態として、前記ワイヤを挿通している前記キャピラリを前記キャピラリの軸方向に垂直な水平面内へ移動させることにより前記キャピラリの先端近傍の前記ワイヤを前記第２ボンド点から切断する切断処理工程と、
前記切断処理工程の後、前記第２ボンド点から所定の捨てボンド点に前記キャピラリを移動させて、前記キャピラリの先端から突き出ている前記ワイヤを前記捨てボンド点において捨てボンドを行った後、前記ワイヤを前記クランプ状態として、前記ワイヤを挿通している前記キャピラリを前記キャピラリの軸方向に平行な方向に移動して前記ワイヤを前記捨てボンド点から切断する捨てボンド処理工程と、
前記捨てボンド処理工程の後、先端から前記ワイヤが突き出した状態の前記キャピラリを予め定めた折り曲げステーションの位置に移動し、前記キャピラリの先端を前記折り曲げステーションの上面に押し当てて前記キャピラリの先端から突き出した前記ワイヤを所定の曲げ形状に整形する整形処理工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
【請求項７】
ワイヤボンディングの第１ボンド点において、ワイヤを挿通するキャピラリを用いてウェッジボンディング方式で第１ボンディング対象物と前記ワイヤとの間を接合する第１ボンディング処理工程と、
前記第１ボンディング処理工程の後、前記第１ボンド点から所定のループ長で前記ワイヤを延出し、前記ワイヤボンディングの第２ボンド点において、第２ボンディング対象物と前記ワイヤとの間を接合する第２ボンディング処理工程と、
前記第２ボンディング処理工程の後、前記ワイヤを挿通している前記キャピラリを前記キャピラリの軸方向に平行な方向に移動させながら前記ワイヤをクランプ状態として、前記ワイヤを挿通している前記キャピラリを前記キャピラリの軸方向に垂直な水平面内へ移動させることにより前記キャピラリの先端近傍の前記ワイヤを前記第２ボンド点から切断する切断処理工程と、
前記切断処理工程の後、前記第２ボンド点から所定の捨てボンド点に前記キャピラリを移動させて、前記キャピラリの先端から突き出ている前記ワイヤを前記捨てボンド点において捨てボンドを行う捨てボンド処理工程と、
前記捨てボンド処理工程の後、前記ワイヤを前記クランプ状態として、前記ワイヤを挿通している前記キャピラリを前記水平面内で所定方向に所定の距離だけ移動して前記ワイヤを前記捨てボンド点から切断することで前記キャピラリの先端から突き出した前記ワイヤを所定の曲げ形状に整形する整形処理工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャピラリを用いてワイヤボンディングを行う装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤボンディング装置は、例えば、基板のリードと半導体チップのパッドとの間を細線のワイヤで接続するために用いられる。ワイヤボンディングは、次のようにして行われる。すなわち、ワイヤボンディング用のツールと共にワイヤをリードに向かって下降させる。最初は高速で下降させ、リードに近づいたら低速にする。この低速下降は第１サーチ（１ｓｔサーチ）と呼ばれる。そして、ツール先端でワイヤをリードに押し付け、超音波振動を加えながら両者を接合させて第１ボンド（１ｓｔボンド）とする。第１ボンドの後はツールを引き上げてワイヤを延出し、適当なループを形成しながらパッドの上方に移動する。パッドの上方に来るとツールを下降させる。最初は高速で下降させ、パッドに近づいたら低速にする。この低速下降が第２サーチ（２ｎｄサーチ）である。そして、ツール先端でワイヤをパッドに押し付け、超音波振動を加えながら両者を接合させて第２ボンド（２ｎｄボンド）を行う。第２ボンドの後は、ワイヤクランパでワイヤの移動を止めながらツールを引き上げてワイヤを第２ボンド点のところで切断する。これを繰り返して、基板の複数のリードと半導体チップの複数のパッドとの間の接続が行われる。なお、第１ボンド、第２ボンドのときに、適当な加熱を行ってもよい。なお、ボンドパッドについて第１ボンドを行い、リードについて第２ボンドを行うものとしてもよい。【０００３】
このように、ワイヤボンディングにおいては第１ボンドと第２ボンドの２つの接合が行われるが、この第１ボンドや第２ボンドが正常に行われないことがある。また、第１ボンドが不十分で第２ボンドに移るループ形成の段階等でリードからワイヤが剥がれることがあり、また、第１ボンドが正常でもループ形成の途中でワイヤが切断されてしまうこともある。これらの現象をまとめて不着と呼ぶことにすると、不着検出を早期に行う必要がある。不着検出には、基板側とツールのワイヤ側との間に電圧を印加し、あるいは電流を流して、その間の抵抗成分、ダイオード成分、容量成分が正常か否かで判断することが行われる（例えば、特許文献１，２）。【０００４】
ところで、ワイヤボンディングの方式としては、ボールボンディング方式とウェッジボンディング方式が知られている。【０００５】
ボールボンディング方式は、高電圧スパーク等でＦＡＢ（Ｆｒｅｅ  Ａｉｒ  Ｂａｌｌ）を形成できる金線等を用い、ツールとしては、その長手方向軸の周りについて回転対称形のチャンファ部を先端に有するキャピラリを用いる。【０００６】
ウェッジボンディング方式は、アルミニウム線等を用いてＦＡＢを形成せず、ボンディング用のツールとしてキャピラリではなく、ワイヤガイドと押圧面を先端に有するウェッジボンディング用のツールを用いる。ウェッジボンディングでは、ツール先端において、ワイヤガイドに沿ってワイヤを斜めに押圧面側に出し、押圧面でワイヤ側面をボンディング対象物に押し付けてボンディングする。したがって、ツールの先端で押圧面からワイヤが横向きに出る形となり、ツールの先端はその長手方向軸の周りについて回転対称形になっていない（例えば、特許文献３）。【０００７】
ウェッジボンディング用のツールの先端は回転対称形になっていないので、パッド、リードの配置によっては、そのままではワイヤガイドの方向がワイヤの接続方向と合わないことが生じる。そのために、ツールを保持するボンディングヘッドを回転式にし（例えば、特許文献４）、あるいは、ボンディング対象物を保持するボンディングステージを回転することが行われる。そこで、先端が回転対称形であるキャピラリを用い、キャピラリ先端でワイヤ側面を押圧して接合する方法が提案されている（例えば特許文献５）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３３３５０４３号公報
【特許文献２】特開２０００−３０６９４０号公報
【特許文献３】特開昭５８−９３３２号公報
【特許文献４】特開昭５５−７４１５号公報
【特許文献５】米国特許出願公開第２００５／０１６７４７３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
先端が回転対称形であるキャピラリを用いることで、ワイヤの接続方向がどのようであってもキャピラリ先端でワイヤ側面を押圧して接合することができる。この場合に、第２ボンド点で接合が行われた後、ワイヤの接続方向に沿ってワイヤを切断すると、次のワイヤボンディングにおける第１ボンド点では、押圧されたワイヤ側面の延伸方向は前のワイヤボンディングのワイヤの接続方向を向いている。そこで次のワイヤボンディングの第２ボンド点に向かう接続方向にワイヤを延伸すると、第１ボンド点において、押圧されたワイヤ側面の延伸方向と、ワイヤの接続方向との間に角度がつく。第１ボンド点において角度が変わってワイヤが延伸すると、その第１ボンド点での接合強度が低下する。第１ボンド点では、押圧されたワイヤ側面の延伸方向とワイヤの接続方向が揃うことが好ましい。【００１０】
前のワイヤボンディングにおけるワイヤの接続方向に関わらず次のワイヤボンディングにおける第１ボンド点で押圧されたワイヤ側面の延伸方向とワイヤの接続方向を揃える１つの方法は、第２ボンド点で接合が終了した後、第２ボンド点から垂直方向にキャピラリを移動させてワイヤを切断することである。このようにすると、切断されたワイヤの先端の延伸方向はキャピラリの軸方向に沿って真っ直ぐなので、ワイヤの接続方向に関係なくなる。そこで、キャピラリの軸方向に沿って真っ直ぐに延びるワイヤの先端を、次のワイヤボンディングの接続方向に合うように曲げればよい。ところが、第２ボンド点から垂直方向にワイヤを引き上げて切断すると、第２ボンド点でワイヤがボンディング対象物からめくれ上がることがあり、場合によっては剥離する。このように、第２ボンド点から垂直方向にワイヤを切断すると、第２ボンド点の接合強度が低下する。【００１１】
本発明の目的は、第１ボンド点における接合強度と第２ボンド点における接合強度とを確保できるワイヤボンディング装置及び半導体装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係るワイヤボンディング装置は、ワイヤを挿通するキャピラリと、ワイヤをキャピラリに対しクランプ状態とするクランパと、キャピラリの移動とクランパの動作とを制御する制御部と、を備え、制御部は、ワイヤボンディングの第１ボンド点において、ワイヤを挿通するキャピラリを用いてウェッジボンディング方式で第１ボンディング対象物とワイヤとの間を接合する第１ボンディング処理と、第１ボンディング処理の後、第１ボンド点から所定のループ長でワイヤを延出し、ワイヤボンディングの第２ボンド点において、第２ボンディング対象物とワイヤとの間を接合する第２ボンディング処理と、第２ボンディング処理の後、ワイヤを挿通しているキャピラリをキャピラリの軸方向に平行な方向に移動させながらワイヤをクランプ状態として、ワイヤを挿通しているキャピラリをキャピラリの軸方向に垂直な水平面内へ移動させることによりキャピラリの先端近傍のワイヤを第２ボンド点から切断する切断処理と、切断処理の後、第２ボンド点から所定の捨てボンド点にキャピラリを移動させて、キャピラリの先端から突き出ているワイヤを捨てボンド点において捨てボンドを行う捨てボンド処理と、捨てボンド処理の後、キャピラリの先端から突き出ているワイヤを、水平面内で所定方向に折り曲げられた所定の曲げ形状に整形する整形処理と、を含み、各処理を実行可能に構成することを特徴とする。
【００１３】
本発明に係るワイヤボンディング装置は、キャピラリの先端から突き出るワイヤを所定の折り曲げ形状に整形するために用いられる折り曲げステーションをさらに含むとしても好適である。【００１４】
また、本発明に係るワイヤボンディング装置であって、捨てボンド処理は、捨てボンドの後、ワイヤをクランプ状態として、ワイヤを挿通しているキャピラリをキャピラリの軸方向に平行な方向に移動してワイヤを捨てボンド点から切断する切断処理をさらに含み、捨てボンド処理における切断処理後、整形処理は、先端からワイヤが突き出した状態のキャピラリを予め定めた折り曲げステーションの位置に移動し、キャピラリの先端を折り曲げステーションの上面に押し当ててキャピラリの先端から突き出したワイヤを所定の曲げ形状に整形するとしても好適である。【００１５】
また、本発明に係るワイヤボンディング装置であって、捨てボンド処理の後の整形処理は、ワイヤをクランプ状態として、ワイヤを挿通しているキャピラリを水平面内の所定の方向に所定の距離だけ移動してワイヤを捨てボンド点から切断することでキャピラリ先端から突き出したワイヤを所定の曲げ形状に整形するとしても好適である。
【００１６】
また、本発明に係るワイヤボンディング装置は、第１ボンド点および第２ボンド点におけるワイヤボンディングは、ウェッジボンディング方式で行われるとしても好適である。【００１７】
また、本発明に係る半導体装置の製造方法は、ワイヤボンディングの第１ボンド点において、ワイヤを挿通するキャピラリを用いてウェッジボンディング方式で第１ボンディング対象物とワイヤとの間を接合する第１ボンディング処理工程と、第１ボンディング処理工程の後、第１ボンド点から所定のループ長でワイヤを延出し、ワイヤボンディングの第２ボンド点において、第２ボンディング対象物とワイヤとの間を接合する第２ボンディング処理工程と、第２ボンディング処理工程の後、ワイヤを挿通しているキャピラリをキャピラリの軸方向に平行な方向に移動させながらワイヤをクランプ状態として、ワイヤを挿通しているキャピラリをキャピラリの軸方向に垂直な水平面内へ移動させることによりキャピラリの先端近傍のワイヤを第２ボンド点から切断する切断処理工程と、切断処理工程の後、第２ボンド点から所定の捨てボンド点にキャピラリを移動させて、キャピラリの先端から突き出ているワイヤを捨てボンド点において捨てボンドを行った後、ワイヤをクランプ状態として、ワイヤを挿通しているキャピラリをキャピラリの軸方向に平行な方向に移動してワイヤを捨てボンド点から切断する捨てボンド処理工程と、捨てボンド処理工程の後、先端からワイヤが突き出した状態のキャピラリを予め定めた折り曲げステーションの位置に移動し、キャピラリの先端を折り曲げステーションの上面に押し当ててキャピラリの先端から突き出したワイヤを所定の曲げ形状に整形する整形処理工程と、を有する。
【００１８】
また、本発明に係る半導体装置の製造方法は、ワイヤボンディングの第１ボンド点において、ワイヤを挿通するキャピラリを用いてウェッジボンディング方式で第１ボンディング対象物とワイヤとの間を接合する第１ボンディング処理工程と、第１ボンディング処理工程の後、第１ボンド点から所定のループ長でワイヤを延出し、ワイヤボンディングの第２ボンド点において、第２ボンディング対象物とワイヤとの間を接合する第２ボンディング処理工程と、第２ボンディング処理工程の後、ワイヤを挿通しているキャピラリをキャピラリの軸方向に平行な方向に移動させながらワイヤをクランプ状態として、ワイヤを挿通しているキャピラリをキャピラリの軸方向に垂直な水平面内へ移動させることによりキャピラリの先端近傍のワイヤを第２ボンド点から切断する切断処理工程と、切断処理工程の後、第２ボンド点から所定の捨てボンド点にキャピラリを移動させて、キャピラリの先端から突き出ているワイヤを捨てボンド点において捨てボンドを行う捨てボンド処理工程と、捨てボンド処理工程の後、ワイヤをクランプ状態として、ワイヤを挿通しているキャピラリを水平面内で所定方向に所定の距離だけ移動してワイヤを捨てボンド点から切断することでキャピラリの先端から突き出したワイヤを所定の曲げ形状に整形する整形処理工程と、を有する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係るワイヤボンディング装置及び半導体装置の製造方法によれば、第１ボンド点における接合強度と第２ボンド点における接合強度とを確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態のワイヤボンディング装置の構成図である。
【図２】本発明の実施の形態の半導体装置の製造方法の手順を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態の半導体装置の製造方法において、回路基板の複数のリードと半導体チップの複数のパッドとの間について、ワイヤの接続方向が異なる２つのワイヤボンディングを行う例を示す図である。
【図４】図２において、第１ワイヤボンディング処理工程を示す図である。
【図５】図２において、第２ワイヤボンディング処理工程を示す図である。
【図６】図２において、第２ボンド点でワイヤを切断するためにキャピラリを少し上昇させる処理を示す図である。
【図７】図６の後、第２ボンド点においてキャピラリをＸＹ平面内で移動してワイヤを切断する処理を示す図である。
【図８】図７の後、先端が切断されたワイヤを保持してキャピラリが捨てボンド点に移動する処理を示す図である。
【図９】図８の後、捨てボンド点でワイヤが回路基板に捨てボンドされることを示す図である。
【図１０】図９の後、捨てボンド点からキャピラリを垂直方向に移動させてワイヤを切断する処理を示す図である。
【図１１】図１０の後、キャピラリ先端から真っ直ぐに突き出すワイヤを折り曲げステーションのワイヤ挿入穴の直上に移動させる処理を示す図である。
【図１２】図１１の後、キャピラリ先端から真っ直ぐに突き出すワイヤを折り曲げステーションのワイヤ挿入穴に挿入する処理を示す図である。
【図１３】図１２の後、キャピラリをＸＹ平面内で移動させ、キャピラリ先端から突き出すワイヤを曲げる処理を示す図である。
【図１４】図１３におけるキャピラリのＸＹ平面内の移動を継続して、キャピラリ先端から突き出すワイヤを所定の曲げ形状に整形する処理を示す図である。
【図１５】図１１から図１４の処理が行われる折り曲げステーションを示す図である。
【図１６】図１４の後で、先端が所定の曲げ形状に整形されたワイヤを保持するキャピラリを次のワイヤボンディングの第１ボンド点に移動する処理を示す図である。
【図１７】別の整形処理のために、図７において先端が切断されたワイヤを保持してキャピラリが捨てボンド点に移動する処理を示す図である。
【図１８】図１７の後で、捨てボンド点でワイヤを切断するためにキャピラリを少し上昇させる処理を示す図である。
【図１９】図１８の後、キャピラリをＸＹ平面内で移動して、捨てボンド点でワイヤを切断する処理を示す図である。
【図２０】捨てボンド点において別の整形処理を行うときの図３に対応する図である。
【図２１】第２ボンド点において、キャピラリを垂直に引き上げてワイヤを切断した場合と、キャピラリをＸＹ平面内で移動してワイヤを切断した場合とを比較して示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態を詳細に説明する。以下において、ワイヤボンディングの対象物として、第１ボンド点では回路基板のリード、第２ボンド点では半導体チップのパッドとして述べるが、これは説明のための例示であって、第１ボンド点を半導体チップのパッドとし、第２ボンド点を回路基板のリードとしてもよい。第１ボンド点と第２ボンド点をともに半導体チップのパッドとしてもよく、第１ボンド点と第２ボンド点をともに回路基板のリードとしてもよい。パッド、リードはワイヤが接合される対象の例示であって、これ以外のものであってもよい。また、ボンディングの対象物としては、半導体チップの他、抵抗チップ、コンデンサチップ等の一般的な電子部品でもよく、回路基板としては、エポキシ樹脂基板等の他、リードフレーム等であってもよい。
【００２２】
以下で述べる寸法、材質等は、説明のための例示であって、ワイヤボンディング装置の仕様に応じ、適宜変更が可能である。
【００２３】
以下では、全ての図面において一または対応する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２４】
図１は、ワイヤボンディング装置１０の構成図である。このワイヤボンディング装置１０は、ワイヤボンディング用のツールとしてキャピラリ２８を用い、ワイヤ３０としてアルミニウム線を用い、ウェッジボンディング方式で、２つのボンディング対象をワイヤ３０で接続する装置である。図１では、ワイヤボンディング装置１０の構成要素ではないが、ボンディング対象としての半導体チップ６と回路基板８が示されている。なお、本発明の実施の形態において、ウェッジボンディング方式とは、ワイヤ先端にＦＡＢを形成せず、超音波、圧力を用いて行うボンディング方式をいう。
【００２５】
ワイヤボンディング装置１０は、架台１２に保持されるボンディングステージ１４と、ＸＹステージ１６と、コンピュータ６０を含んで構成される。
【００２６】
ボンディングステージ１４は、２つのボンディング対象である半導体チップ６と回路基板８とを搭載するボンディング対象保持台である。ボンディングステージ１４は、回路基板８等を搭載または排出する際に、架台１２に対して移動可能であるが、ボンディング処理の間は架台１２に対し固定状態とされる。かかるボンディングステージ１４としては、金属製の移動テーブルを用いることができる。ボンディングステージ１４は、ワイヤボンディング装置１０の接地電位等の基準電位に接続される。半導体チップ６や回路基板８との間の絶縁が必要な場合には、ボンディングステージ１４の必要な部分に絶縁処理が設けられる。
【００２７】
半導体チップ６は、シリコン基板にトランジスタ等を集積化して電子回路としたもので、電子回路としての入力端子と出力端子等が半導体チップ６の上面に複数のパッド（図示せず）として引き出されている。半導体チップ６の下面はシリコン基板の裏面で、電子回路の接地電極とされる。
【００２８】
回路基板８は、エポキシ樹脂基板に所望の配線をパターニングしたもので、半導体チップ６の下面を電気的および機械的に接続して固定するチップパッド（図示せず）と、その周囲に配置される複数のリード（図示せず）と、チップパッドや複数のリードから引き出された回路基板としての入力端子と出力端子を有する。ワイヤボンディングは、半導体チップ６のパッドと、回路基板８のリードとの間をワイヤ３０で接続することで行われる。
【００２９】
ボンディングステージ１４に設けられるウィンドクランパ５０は、中央部に開口を有する平板状の部材で、回路基板８を保持する部材である。ウィンドクランパ５０は、中央部の開口の中にワイヤボンディングが行われる回路基板８のリードと半導体チップ６とが配置されるように位置決めして、開口の周縁部で回路基板８を押さえることで、回路基板８をボンディングステージ１４に固定する。
【００３０】
ウィンドクランパ５０に設けられる折り曲げステーション５１は、キャピラリ２８から突き出すワイヤ３０を所定の曲げ形状に整形するためのものである。所定の曲げ形状とは、回路基板８の複数のリードと半導体チップ６の複数のパッドとの間について、ワイヤ３０の接続方向が異なるときに、それぞれの接続方向に合わせて曲げる形状のことである。折り曲げステーション５１は、キャピラリ２８から突き出すワイヤ３０の先端を押し当てて曲げるために用いられるウィンドクランパ５０の上面５２と、キャピラリ２８から突き出すワイヤ３０の先端を挿入して曲げのガイドとして用いられるワイヤ挿入穴５４とで構成される。
【００３１】
ＸＹステージ１６は、ボンディングヘッド１８を搭載し、架台１２およびボンディングステージ１４に対し、ボンディングヘッド１８をＸＹ平面内の所望の位置に移動させる移動台である。ＸＹ平面は、架台１２の上面と平行な平面である。Ｙ方向は、後述するボンディングアーム（図示せず）に取り付けられた超音波トランスデューサ２４の長手方向に平行な方向である。図１に、Ｘ方向、Ｙ方向と、ＸＹ平面に垂直な方向であるＺ方向を示した。
【００３２】
ボンディングヘッド１８は、ＸＹステージ１６に固定されて搭載され、Ｚモータ２０を内蔵し、その回転制御によってＺ駆動アーム２２、超音波トランスデューサ２４を介して、キャピラリ２８をＺ方向に移動させる移動機構である。Ｚモータ２０としては、リニアモータを用いることができる。
【００３３】
Ｚ駆動アーム２２は、超音波トランスデューサ２４と、ワイヤクランパ３２とが取り付けられ、Ｚモータ２０の回転制御によって、ボンディングヘッド１８に設けられる回転中心の周りに回転可能な部材である。ボンディングヘッド１８に設けられる回転中心は、必ずしもＺモータ２０の出力軸ではなく、Ｚ駆動アーム２２、超音波トランスデューサ２４、ワイヤクランパ３２を含めた全体の重心位置を考慮し、回転負荷が軽減される位置に設定される。
【００３４】
超音波トランスデューサ２４は、根元部がＺ駆動アーム２２に取り付けられ、先端部にワイヤ３０を挿通するキャピラリ２８が取り付けられる細長い棒部材である。超音波トランスデューサ２４には超音波振動子２６が取り付けられ、超音波振動子２６を駆動することで発生する超音波エネルギをキャピラリ２８に伝達する。したがって、超音波トランスデューサ２４は、超音波振動子２６からの超音波エネルギを効率よくキャピラリ２８に伝達できるように、先端側に行くほど先細りとなるホーン形状に形成される。超音波振動子２６としては、圧電素子が用いられる。
【００３５】
キャピラリ２８は、先端面が平らな円錐体で、ワイヤ３０を長手方向に沿って挿通させることができる貫通孔を中心部に有するボンディングツールである。かかるキャピラリ２８としては、ボールボンディングに用いられるセラミック製のキャピラリをそのまま用いることができる。ボールボンディングに用いられるキャピラリは、ＦＡＢを保持しやすいように、貫通孔の先端面側に適当なチャンファと呼ばれる隅部形状が設けられているが、本実施の形態のウェッジボンディング方式では、ボールボンディング用のキャピラリを用い、このキャピラリの貫通孔の先端面側の下面にフェイスと呼ばれる平面を備える。このフェイスが、ワイヤボンディング装置１０においてウェッジボンディングを行うときの押圧面となる。
【００３６】
ウェッジボンディング用のツールは、先端部に、長手方向に対し斜めに設けられるワイヤガイドと、ワイヤの側面を押圧するための押圧面を有するので、ツールの長手方向軸の周りに回転対称でなく、ワイヤは、ワイヤガイドの方向に沿った方向性を有して横方向に突き出す。このようなウェッジボンディング用のツールを用いると、リード、パッドの配置によっては、そのままではワイヤガイドの方向がワイヤの接続方向と合わないことが生じる。
【００３７】
例えば、回路基板８の中央部に半導体チップ６が搭載され、半導体チップ６の周辺部に沿って一周するように複数のパッドが配置され、回路基板８にも、半導体チップ６の外側に沿って一周するように複数のリードが設けられる場合には、リードとパッドとを結ぶワイヤの接続方向が複数のワイヤボンディングのそれぞれによって異なる。ワイヤガイドの方向をワイヤの接続方向に合わせるには、ウェッジボンディング用のツールを長手方向軸の周りに回転させるか、回路基板８を回転させる必要がある。
【００３８】
これに対し、キャピラリ２８の先端面側のフェイスは、キャピラリ２８の長手方向軸の周りに回転対称の形状であるので、パッドとリードとを結ぶワイヤの接続方向が各ワイヤボンディングごとに異なっても、キャピラリ２８の先端から突き出るワイヤ３０の方向を少し変更する整形処理を行うだけで済む。このため、ウェッジボンディングにキャピラリ２８を用いる。
【００３９】
キャピラリ２８に挿通されるワイヤ３０は、アルミニウムの細線である。ワイヤ３０は、ボンディングヘッド１８から延びるワイヤホルダの先端に設けられるワイヤスプール３３に巻回され、ワイヤスプール３３からワイヤクランパ３２を介してキャピラリ２８の中心部の貫通孔に挿通されて、キャピラリ２８の先端から突き出る。かかるワイヤ３０の材質としては、純アルミニウム細線の他に、シリコン、マグネシウム等を適当に混合させた細線等を用いることができる。ワイヤ３０の直径は、ボンディング対象によって選択することができる。ワイヤ３０の直径の一例を挙げると、３０μｍである。
【００４０】
ワイヤクランパ３２は、Ｚ駆動アーム２２に取り付けられ、ワイヤ３０の両側に配置される１組の挟み板で、向かい合う挟み板の間を開くことでワイヤ３０を自由移動状態とし、向かい合う挟み板の間を閉じることで、ワイヤ３０の移動を停止させるワイヤ挟み装置である。ワイヤクランパ３２は、Ｚ駆動アーム２２に取り付けられるので、キャピラリ２８がＸＹＺ方向に移動しても、ワイヤ３０を適切に挟むことができる。ワイヤクランパ３２の開閉は、圧電素子を用いたクランパ開閉部３４の作動によって行われる。
【００４１】
コンピュータ６０は、ワイヤボンディング装置１０の各要素の動作を全体として制御する。コンピュータ６０は、ＣＰＵである制御部８０と、各種のインタフェース回路と、メモリ８２を含んで構成される。これらは互いに内部バスで接続される。
【００４２】
各種インタフェース回路は、ＣＰＵである制御部８０とワイヤボンディング装置１０の各要素との間に設けられる駆動回路またはバッファ回路である。図１では、インタフェース回路を単にＩ／Ｆとして示した。各種インタフェース回路は、ＸＹステージ１６に接続されるＸＹステージＩ／Ｆ６２、Ｚモータ２０に接続されるＺモータＩ／Ｆ６４、超音波振動子２６に接続される超音波振動子Ｉ／Ｆ６６、クランパ開閉部３４に接続されるクランパ開閉Ｉ／Ｆ６８である。
【００４３】
メモリ８２は、各種プログラムと、各種制御データを格納する記憶装置である。各種プログラムは、第１ワイヤボンディング処理に関する第１ボンディングプログラム８４、第２ワイヤボンディング処理に関する第２ボンディングプログラム８６、キャピラリ２８の移動によってワイヤ３０を切断処理する切断処理プログラム８８、ワイヤ３０の先端の整形のために行われる捨てボンドの処理に関する捨てボンドプログラム９０、ワイヤ３０の先端の整形処理に関する整形処理プログラム９２、その他の制御処理に関する制御プログラム９６である。制御データ９８としては、例えば、ワイヤボンディングの接続方向に関するデータ等である。
【００４４】
上記構成の作用、特にコンピュータ６０の各機能について、図２以下を用いてさらに詳細に説明する。図２は、半導体装置の製造方法の手順を示すフローチャートである。図３から図１６は、図２のフローチャートの各処理内容を示す図である。図１７から図２０は、別の整形処理を説明する図である。図２１は、第２ボンド点におけるワイヤ３０の切断方法の違いで、接合強度が異なることを示す図である。
【００４５】
図２は、半導体装置の製造方法の手順を示すフローチャートで、各手順は、コンピュータ６０のメモリ８２に格納される各プログラムの処理手順に対応する。
【００４６】
以下では、回路基板８の複数のリード７と半導体チップ６の複数のパッド５との間について、ワイヤ３０の接続方向が異なる２つのワイヤボンディングを行う例を用いて、図２のフローチャートの各処理手順を説明する。図３は、その２つのワイヤボンディングを示す図で、ボンディングステージ１４をキャピラリ２８の側から−Ｚ方向に見た部分図である。ここでは、回路基板８の５つのリード７と、捨てボンドに用いられるリード９と、半導体チップ６の５つのパッド５が示されている。
【００４７】
ここで、１つ目に行われるワイヤボンディングは、回路基板８のリード７に設けられる第１ボンド点１００と、半導体チップ６のパッド５に設けられる第２ボンド点１０２の間をワイヤ１１０によって接続するものである。２つ目に行われるワイヤボンディングは、回路基板８のリード７に設けられる第１ボンド点１０４と、半導体チップ６のパッド５に設けられる第２ボンド点１０６の間をワイヤ１１２によって接続するものである。ワイヤ１１０の接続方向１２０と、ワイヤ１１２の接続方向１２４は、互いに約７０度の角度の差を有する。
【００４８】
リード９に設けられる捨てボンド点１０８は、接続方向１２０と接続方向１２４が相違しても、１つ目のワイヤボンディングから２つのワイヤボンディングにスムーズに移行できるように、捨てボンドが行われる位置である。捨てボンドは、１つ目のワイヤボンディングの第２ボンド点１０２での処理が終了して、２つ目のワイヤボンディングの第１ボンド点１０４の処理が開始する前に行われる。捨てボンド処理の詳細については後述する。
【００４９】
図２に戻り、ワイヤボンディング装置１０に電源等が投入されると、コンピュータ６０を含むワイヤボンディング装置１０の各構成要素の初期化が行われる。
【００５０】
次に、ボンディングステージ１４が一旦引き出され、ボンディング対象である半導体チップ６が搭載された回路基板８がボンディングステージ１４上に位置決めセットされ、ウィンドクランパ５０によって押さえつけられて固定される。ボンディングステージ１４は再び初期状態の位置に戻される。なお、ボンディングステージ１４は、必要に応じては、ボンディング条件で定められた所定の温度に加熱されていてもよい。このボンディング対象設定工程は、回路基板８の自動搬送装置を用いて自動的に行われる。
【００５１】
次に、第１ボンディングプログラム８４が制御部８０によって実行され、第１ボンド点１００において第１ワイヤボンディング処理が行われる（Ｓ１０）。第１ワイヤボンディング処理は、まず、ワイヤクランパ３２が開いた状態で、キャピラリ２８にワイヤ３０が挿通されキャピラリ２８の先端にワイヤ３０が突き出た状態とされる。そして、制御部８０の指令によってＸＹステージＩ／Ｆ６２とＺモータＩ／Ｆ６４を介して、ＸＹステージ１６とＺモータ２０が移動駆動され、先端にワイヤ３０が突き出た状態のキャピラリ２８が第１ボンド点１００に向かって移動する。第１ボンド点１００は、回路基板８の１つのリード７上に設定される。第１ボンド点１００の設定は、図１では図示されていない位置決めカメラ等を用いて行われる。
【００５２】
第１ボンド点１００では、キャピラリ２８の先端部と回路基板８のリード７との間にワイヤ３０が挟み込んで押し付けられ、制御部８０の指令で超音波振動子Ｉ／Ｆ６６を介して超音波振動子２６が作動され、その超音波振動エネルギとＺモータ２０の駆動制御によるキャピラリ２８の押圧力と、必要に応じては、ボンディングステージ１４からの加熱温度とによって、ワイヤ３０とリード７との間が接合される。図４は、第１ボンド点１００において第１ワイヤボンディング処理が行われることを示す図である。このようにして、第１ボンド点１００における第１ワイヤボンディング処理が行われる。
【００５３】
第１ワイヤボンディング処理が終了すると、ループ形成処理が行われる。すなわち、第１ワイヤボンディング処理が終了した後、ワイヤクランパ３２を開いた状態でキャピラリ２８を上方に上昇させ、次に第２ボンド点１０２の直上に移動させる。第２ボンド点１０２は、半導体チップ６の１つのパッド５上に設定される。キャピラリ２８の移動の間、ワイヤ３０は、ワイヤスプール３３から繰り出されて、キャピラリ２８の先端から必要なワイヤ長だけ延出される。キャピラリ２８の移動は、制御部８０の指令によってＸＹステージ１６とＺモータ２０が移動駆動されることで行われる。
【００５４】
ループ形成処理の後、第２ワイヤボンディング処理が行われる（Ｓ１２）。この処理手順は、制御部８０が第２ボンディングプログラム８６を実行することで行われる。ループ形成処理手順を第２ボンディングプログラム８６に含め、ループ形成処理を含めて第２ワイヤボンディング処理としてもよい。
【００５５】
第２ボンド点１０２では、第１ワイヤボンディング処理と同様に、キャピラリ２８の先端部と半導体チップ６のパッド５との間にワイヤ３０が挟み込んで押し付けられ、制御部８０の指令で超音波振動子Ｉ／Ｆ６６を介して超音波振動子２６が作動され、その超音波振動エネルギとＺモータ２０の駆動制御によるキャピラリ２８の押圧力と、必要に応じては、ボンディングステージ１４からの加熱温度とによって、ワイヤ３０とパッド５との間が接合される。図５は、第１ボンド点１００において第１ワイヤボンディング処理が行われた後、ループを形成しながらワイヤ１１０が延出され、第２ボンド点１０２において第２ワイヤボンディングが行われることを示す図である。ワイヤ１１０が延出する方向は、図３に示されるように、１つ目のワイヤボンディングの接続方向１２０である。このようにして、第２ボンド点１０２における第２ワイヤボンディング処理が行われる。
【００５６】
再び図２に戻り、第２ワイヤボンディング処理が終了すると、次にワイヤ切断のための移動処理が行われる（Ｓ１４）。この処理手順は、制御部８０が切断処理プログラム８８を実行することで行われる。ワイヤ切断のための移動処理は、次のように行われる。
【００５７】
第２ボンド点１０２における接合処理が行われた後、制御部８０の指令で、ＺモータＩ／Ｆ６４を介してＺモータ２０を回転制御してキャピラリ２８を少し上昇させる。図６は、半導体チップ６の上面を基準としてキャピラリ２８の位置が＋Ｚ１まで上昇したことを示す図である。
【００５８】
次に、制御部８０の指令で、クランパ開閉Ｉ／Ｆ６８を介してクランパ開閉部３４に指令を与えてワイヤクランパ３２を閉じ、その状態で、ＸＹステージＩ／Ｆ６２を介してＸＹステージ１６を移動駆動させ、これによってキャピラリ２８をＸＹ平面内で移動させる。
【００５９】
つまり、ワイヤクランパ３２でワイヤ３０を挟んだ状態でワイヤ３０をＸＹ平面内で引っ張る。第２ボンド点１０２における接合強度はワイヤ３０の破断強度よりも十分大きくなるように第２ワイヤボンディング処理の条件設定が行われているので、ワイヤ３０は、第２ボンド点１０２において切断される。このようにキャピラリ２８の移動処理によって、ワイヤ３０が第２ボンド点１０２から引っ張られて、ワイヤ３０の切断が行われる。
【００６０】
図７は、図６の状態から、キャピラリ２８がＸＹ平面内でＸＹ１と示される距離移動され、ワイヤ３０が第２ボンド点１０２のところで切断状態１３０となったことを示す図である。ＸＹ１で示される移動距離は、図３の接続方向１２０に沿った距離である。つまり、ワイヤ３０は、第２ボンド点１０２から、ループ状のワイヤ１１０の延伸する接続方向１２０の方向に引っ張られ、切断される。図７には、第２ボンド点１０２の側に残った部分における切断側の先端部分１３２と、キャピラリ２８の先端から突き出るワイヤ３０の切断されたワイヤテール１３４が示される。
【００６１】
再び図２に戻り、ワイヤ切断のためのキャピラリ２８の移動処理が行われると、次に捨てボンド処理が行われる（Ｓ１６）。この処理手順は、制御部８０が捨てボンドプログラム９０を実行することで行われる。捨てボンド処理は、ＸＹステージＩ／Ｆ６２とＺモータＩ／Ｆ６４を介してキャピラリ２８を移動させ、クランパ開閉Ｉ／Ｆ６８を介して、ワイヤクランパ３２を開閉させ、超音波振動子Ｉ／Ｆ６６を介して超音波振動子２６を作動させて、次のようにして行われる。
【００６２】
キャピラリ２８の先端からワイヤテール１３４が突き出るワイヤ３０を保持して、捨てボンド用のリード９に設けられた捨てボンド点１０８の直上にキャピラリ２８を移動する。図８は、回路基板８の捨てボンド点１０８の直上にキャピラリ２８が移動したことを示す図である。
【００６３】
次に、ワイヤテール１３４を先端に保持した状態でキャピラリ２８を−Ｚ方向に下降させ、捨てボンド点１０８においてワイヤボンディングを行う。すなわち、制御部８０の指令で超音波振動子Ｉ／Ｆ６６を介して超音波振動子２６が作動され、その超音波振動エネルギとＺモータ２０の駆動制御によるキャピラリ２８の押圧力と、必要に応じては、ボンディングステージ１４からの加熱温度とによって、ワイヤテール１３４と回路基板８のリード９との間が接合される。図９は、捨てボンド点１０８において、ワイヤテール１３４と回路基板８との間が接合されることを示す図である。
【００６４】
捨てボンド点１０８においてワイヤテール１３４と回路基板８とが接合されると、次に、ワイヤテール動作およびワイヤカット動作として、ワイヤクランパ３２を閉じた状態でキャピラリ２８を捨てボンド点１０８から直上に＋Ｚ方向に上昇させる。捨てボンド点１０８における接合強度はワイヤ３０の破断強度よりも十分大きくなるように捨てボンド処理の条件設定が行われているので、ワイヤ３０は、捨てボンド点１０８において切断される。このようにキャピラリ２８の移動処理によって、ワイヤ３０が捨てボンド点１０８から引っ張られて、ワイヤ３０の切断が行われる。
【００６５】
図１０は、図９の状態から、キャピラリ２８が＋Ｚ方向にＺ２と示される距離上昇され、ワイヤ３０が捨てボンド点１０８のところで切断状態１３６となったことを示す図である。図１０には、捨てボンド点１０８の側に残った部分１１４と、キャピラリ２８の先端から突き出るワイヤテール１４０が示される。
【００６６】
捨てボンド点においてワイヤ３０の先端がキャピラリ２８の軸方向にほぼ沿って真っ直ぐに切断されると、再び図２に戻り、そのワイヤテール１４０の整形処理が行われる（Ｓ１８）。この処理手順は、制御部８０が整形処理プログラム９２を実行することで行われる。整形処理は、ＸＹステージＩ／Ｆ６２とＺモータＩ／Ｆ６４を介してキャピラリ２８を移動させ、クランパ開閉Ｉ／Ｆ６８を介して、ワイヤクランパ３２を開閉させることで、次のようにして行われる。
【００６７】
キャピラリ２８から突き出るワイヤテール１４０を有するワイヤ３０を保持したまま、折り曲げステーション５１のワイヤ挿入穴５４の直上にキャピラリ２８を移動する。図１１は、折り曲げステーション５１のワイヤ挿入穴５４の直上にキャピラリ２８が移動したことを示す図である。
【００６８】
そして、キャピラリ２８を下降させてワイヤテール１４０をワイヤ挿入穴５４に挿入する。図１２は、キャピラリ２８の先端が折り曲げステーション５１の上面５２に所定の距離Ｚαを保った状態で、ワイヤテール１４０がワイヤ挿入穴５４に挿入されたことを示す。次に、キャピラリ２８を＋Ｚ方向に少し上昇させ、ＸＹ平面内で所定の方向に移動させる。図１３には、キャピラリ２８がＺ３だけ上昇し、その高さを維持しながらＸＹ平面内でＸＹ２と示される距離だけ移動したことが示される。Ｚ３は、折り曲げステーション５１の上面５２と、キャピラリ２８の先端との間にワイヤテール１４０が折り曲げられて入りこむ程度の高さに設定される。ＸＹ平面内のＸＹ２の移動方向は、２つ目のワイヤボンディングの接続方向１２４に平行な方向に設定される。
【００６９】
このようにＺ３とＸＹ２を設定することで、ワイヤテール１４０は、一部分がワイヤ挿入穴５４に案内されたまま、キャピラリ２８の軸方向にほぼ直角に、所望の接続方向１２４に平行な方向に折り曲げられる。キャピラリ２８をＸＹ平面内でさらに移動させることで、ワイヤテール１４０がワイヤ挿入穴５４から次第に出てきて、最終的にワイヤテール１４０の全体がキャピラリ２８の軸方向にほぼ直角に、所望の接続方向１２４に平行な方向に折り曲げられ、整形が終了する。図１４には、キャピラリ２８がＸＹ平面内でＸＹ３として示される距離を移動して、全体についての所望の整形が行われたワイヤテール１４２となることが示されている。
【００７０】
図１５は、ウィンドクランパ５０の折り曲げステーション５１におけるワイヤテール１４０の整形の様子を示す図である。ここでは、折り曲げステーション５１のワイヤ挿入穴５４にワイヤテール１４０が挿入され、キャピラリ２８が折曲方向１２６に沿ってＸＹ平面内をＸＹ３の距離移動することが示される。折曲方向１２６は、２つ目のワイヤボンディングの接続方向１２４に平行な方向である。
【００７１】
このように成形されたワイヤテール１４２が所望の接続方向１２４に平行な方向に折り曲げ整形されると、キャピラリ２８が２つ目のワイヤボンディングの第１ボンド点１０４の直上に移動する。図１６には、２つ目のワイヤボンディングの第１ボンド点１０４と第２ボンド点１０６が示され、ワイヤ３０を保持したキャピラリ２８が第１ボンド点１０４の直上に移動してきたことが示される。この後、図４で説明した内容と同様に、第１ワイヤボンディング処理が行われる。そして、図５で説明した内容と同様に、接続方向１２４に沿ってワイヤ３０が延出されて、第２ボンド点で第２ワイヤボンディング処理が行われる。その後は、図６以下で説明した内容の処理手順が繰り返され、２つ目のワイヤボンディングが行われる。
【００７２】
再び図２に戻り、回路基板８の複数のリード７と半導体チップ６の複数のパッド５があるときに、全てのワイヤボンディングが終了したかを確認し（Ｓ２０）、まだ済んでいないワイヤボンディングがあるときはＳ１０に戻り、上記の処理手順を繰り返す。全てのワイヤボンディングが終了すると、ワイヤボンディング済みの半導体チップ６が搭載された回路基板８が搬出される。必要があれば、次の半導体チップ６が搭載された回路基板８が新たに搬入されて、これについてのワイヤボンディングが行われる。
【００７３】
上記では、Ｓ１８の整形処理を、折り曲げステーション５１で行うものとした。これに代えて、捨てボンドが行われるリード９において整形処理を行うこともできる。図１７から図２０は、捨てボンドが行われるリード９において、２つ目のワイヤボンディングの第１ボンド点１０４のために所望の折り曲げ形状を有するように、ワイヤテールを整形する手順を示す図である。
【００７４】
図１７は、捨てボンド点１０８において捨てボンドが行われることを示す図である。図１７は、図９と同じ内容であるので詳細な説明を省略する。次に、捨てボンド点１０８において、キャピラリ２８を＋Ｚ方向に少し上昇させる処理を行う。図１８は、キャピラリ２８を回路基板８の上面を基準としてキャピラリ２８の先端をＺ４上昇させたことが示される。Ｚ４は、図６のＺ１と同じ値とすることができる。
【００７５】
次に、ワイヤクランパ３２を閉じ、キャピラリ２８をＸＹ平面内で移動させる処理を行う。この処理は、図７に対応する処理で、これにより、ワイヤ３０が捨てボンド点１０８から引っ張られて、ワイヤ３０の切断が行われる。
【００７６】
図１９は、図１８の状態から、キャピラリ２８がＸＹ平面内でＸＹ４と示される距離移動され、ワイヤ３０が捨てボンド点１０８のところで切断状態１４４となったことを示す図である。図１９には、捨てボンド点１０８の側に残った部分１４６と、キャピラリ２８の先端から突き出るワイヤテール１４８が示される。
【００７７】
ＸＹ４で示される移動距離は、２つ目のワイヤボンディングの接続方向１２４に平行な方向に沿った距離である。つまり、ワイヤ３０は、捨てボンド点１０８において引っ張られる方向が接続方向１２４に平行な方向に変更される。これにより、キャピラリ２８の先端から突き出るワイヤテール１４８の延伸する方向は、第１ボンド点１０４における所望の接続方向１２４に平行な方向となる。
【００７８】
図２０は図３に対応する図で、リード９において捨てボンドとその後のワイヤ３０の切断を示す図である。ここでは、捨てボンド点１０８から接続方向１２４に平行な折曲方向１２８に沿ってＸＹ４だけキャピラリ２８が移動した整形切断点１０９が示されている。捨てボンド点１０８において捨てボンドされたときのワイヤ３０の折曲方向１２２は、１つ目のワイヤボンディングの接続方向１２０に平行であるが、整形切断点１０９において切断されたワイヤテール１４８の折曲方向１２８は、２つ目のワイヤボンディングの接続方向１２４に平行である。
【００７９】
このように、折り曲げステーション５１を用いなくても、捨てボンドの後でキャピラリ２８を２つ目のワイヤボンディングの接続方向１２４に平行な方向にキャピラリ２８をＸＹ平面内で移動させてワイヤ３０を切断することで、所望の整形処理を行うことができる。このように、所望の整形処理とは、キャピラリ２８の先端から突き出るワイヤテールの折り曲げ形状を、ワイヤボンディングの接続方向に平行とすることである。
【００８０】
次に、上記構成の作用効果について図２１を用いて説明する。図２１は、第２ボンド点におけるワイヤの切断の仕方で接合強度が異なることを示す図である。図２１では、半導体チップ６のパッド５に２本のワイヤ１１０，１１１でそれぞれ第２ワイヤボンディングが行われている。
【００８１】
一方のワイヤ１１０については、第２ボンド点１０２からキャピラリ２８を上方に少し上昇させた後、ワイヤクランパ３２を閉じてキャピラリ２８をＸＹ平面内で移動させ、これによってワイヤ３０を第２ボンド点１０２において切断したときの第２ボンド点１０２の残った部分における切断側の先端部分１３２が示されている。この切断の仕方は、図７で説明した内容と同じである。図７の場合で説明すると、ＸＹ平面内のキャピラリ２８の移動方向は、そのワイヤボンディングにおける第１ボンド点１００から第２ボンド点１０２へ向かう接続方向１２０である。
【００８２】
他方のワイヤ１１１については、第２ボンド点１０３からワイヤクランパ３２を閉じてキャピラリ２８を垂直に上昇させ、これによってワイヤ３０を第２ボンド点１０３において切断したときの第２ボンド点１０３の側に残った部分における切断側の先端部分１３８が示されている。この切断の仕方は、図１０で説明した切断の仕方と同じである。図１０では、第２ボンド点１０３の残った部分における切断側の先端部分１３８が示されている。この先端部分１３８は、半導体チップ６の接合部からワイヤ３０が上方に引っ張られることで、接合部から一部めくれ上がり部分１３９が生じている。この一部めくれ上がり部分１３９の発生によって、一方のワイヤ１１０の第２ボンド点１０２における接合強度に比べ、この他方のワイヤ１１１の第２ボンド点１０３における接合強度が低下する。
【００８３】
図２１に示されるように、第２ボンド点における接合強度を確保するには、第２ボンド点において、キャピラリ２８を少し上方に上昇させてからＸＹ平面内で移動させてワイヤ３０を切断することがよい。しかし、このようにしてワイヤ３０を切断すると、キャピラリ２８の先端に残ったワイヤテールの折れ曲がり形状が、ＸＹ平面内で引っ張られた方向に平行になる。
【００８４】
次に行われるワイヤボンディングの接続方向がその前に行われたワイヤボンディングの接続方向と異なる場合に、このワイヤテールのまま、次のワイヤボンディングの第１ボンド点に移動すると、キャピラリ２８から突き出るワイヤテールの延伸方向が次のワイヤボンディングの接続方向と異なることになる。このまま第１ボンド点において第１ワイヤボンディングを行い、その後キャピラリ２８をワイヤ３０の接続方向に沿って移動させると、第１ボンド点における接合部でワイヤ３０が捩じれることになる。このように、第１ボンド点において、キャピラリ２８の先端から突き出るワイヤテールの折れ曲がりの延伸方向がワイヤボンディングの接続方向と異なっていると、第１ボンド点の接合強度が低下する。
【００８５】
そこで、上記構成では、１つ目のワイヤボンディングの第２ボンド点におけるワイヤ切断は、図７で説明したように、第２ボンド点１０２において、キャピラリ２８を少し上方に上昇させてからＸＹ平面内で移動させてワイヤ３０を切断する。これによって、第２ボンド点１０２における接合強度を確保する。
【００８６】
そして、次に行われる第１ボンド点における接合強度を確保するために、捨てボンドを行い（Ｓ１６）、第２ボンド点１０３からワイヤクランパ３２を閉じてキャピラリ２８を垂直に上昇させ、これによってワイヤ３０を第２ボンド点１０３において切断し、その後、所望の整形処理（Ｓ１８）を行う。上記のように、所望の整形処理とは、キャピラリ２８の先端から突き出るワイヤテールの折り曲げ形状を、ワイヤボンディングの接続方向に平行とすることである。所望の整形処理は、折り曲げステーション５１を用いて図１１から図１４で説明した手順で行うことができ、これに代えて、捨てボンドが行われるリード９において図１７から図２０で説明した手順で行うことができる。これによって、第１ボンド点における接合強度を確保することができる。
【００８７】
本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲により規定されている本発明の技術的範囲ないし本質から逸脱することのない全ての変更及び修正を包含するものである。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明は、キャピラリを用いてワイヤボンディングを行う装置及び方法に利用できる。
【符号の説明】
【００８９】
５  パッド、６  半導体チップ、７，９  リード、８  回路基板、１０  ワイヤボンディング装置、１２  架台、１４  ボンディングステージ、１６  ＸＹステージ、１８  ボンディングヘッド、２０  Ｚモータ、２２  Ｚ駆動アーム、２４  超音波トランスデューサ、２６  超音波振動子、２８  キャピラリ、３０，１１０，１１１，１１２  ワイヤ、３２  ワイヤクランパ、３３  ワイヤスプール、３４  クランパ開閉部、５０  ウィンドクランパ、５１  折り曲げステーション、５２  （折り曲げステーションの）上面、５４  ワイヤ挿入穴、６０  コンピュータ、６２  ＸＹステージＩ／Ｆ、６４  ＺモータＩ／Ｆ、６６  超音波振動子Ｉ／Ｆ、６８  クランパ開閉Ｉ／Ｆ、８０  制御部、８２  メモリ、８４  第１ボンディングプログラム、８６  第２ボンディングプログラム、８８  切断処理プログラム、９０  捨てボンドプログラム、９２  整形処理プログラム、９６  制御プログラム、９８  制御データ、１００，１０４  第１ボンド点、１０２，１０３，１０６  第２ボンド点、１０８  捨てボンド点、１０９  整形切断点、１１４，１４６  （捨てボンド点の側に残った）部分、１２０，１２４  接続方向、１２２，１２６，１２８  折曲方向、１３０，１３６，１４４  切断状態、１３２，１３８  先端部分、１３４，１４０，１４２，１４８  ワイヤテール、１３９  めくれ上がり部分。
【図１】
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【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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