(57)【要約】【課題】  ＡＣ／ＤＣ特性の混在しているデバイスに対しても不着検出が可能なワイヤボンディング装置を提供する。【解決手段】  本発明に係るワイヤボンディング装置は、半導体チップの電極とリードフレームのリードをワイヤによって接続するワイヤボンディング装置において、ワイヤにＡＣ方式の出力波形を印加するＡＣ印加手段と、ワイヤにＤＣ方式の出力波形を印加するＤＣ印加手段と、前記ＡＣ方式の出力波形をワイヤに印加するか、前記ＤＣ方式の出力波形をワイヤに印加するかを切り換える切換手段と、前記ワイヤからＡＣ方式又はＤＣ方式の応答波形を検出する検出手段と、前記応答波形を検出しきい値と比較し、前記検出しきい値の範囲内であればワイヤが確実にボンディング接続されたと判定し、前記検出しきい値の範囲外であればワイヤが不着であると判定する判定手段と、を具備する。【選択図】      図１
2005332850.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップの電極とリードフレームのリードをワイヤによって接続するワイヤボンディング装置又は半導体チップのパッドにバンプをボンディングするワイヤボンディング装置において、
ワイヤ又はバンプにＡＣ方式の出力波形を印加するＡＣ印加手段と、
ワイヤ又はバンプにＤＣ方式の出力波形を印加するＤＣ印加手段と、
前記ＡＣ方式の出力波形をワイヤ又はバンプに印加するか、前記ＤＣ方式の出力波形をワイヤ又はバンプに印加するかを切り換える切換手段と、
前記ワイヤ又はバンプからＡＣ方式又はＤＣ方式の応答波形を検出する検出手段と、
前記応答波形を検出しきい値と比較し、前記検出しきい値の範囲内であればワイヤ又はバンプが確実にボンディング接続されたと判定し、前記検出しきい値の範囲外であればワイヤ又はバンプが不着であると判定する判定手段と、
を具備することを特徴とするワイヤボンディング装置。
【請求項２】
前記ＡＣ印加手段又は前記ＤＣ印加手段によりＡＣ方式又はＤＣ方式の出力波形を印加する際のパラメータ設定項目を、前記ワイヤ毎又は前記バンプ毎にソフトウエア制御により設定することを特徴とする請求項１に記載のワイヤボンディング装置。
【請求項３】
前記ＡＣ印加手段はＣＰＵ、Ｄ／Ａコンバータ及びＡＣ用抵抗を有し、前記ＤＣ印加手段はＣＰＵ、Ｄ／Ａコンバータ及びＤＣ用抵抗を有し、前記切換手段がＡＣ／ＤＣ切換スイッチであり、前記検出手段は増幅器、Ａ／Ｄコンバータ及びＣＰＵを有し、前記判定手段はＣＰＵを有していることを特徴とする請求項１又は２に記載のワイヤボンディング装置。
【請求項４】
前記ＡＣ印加手段又は前記ＤＣ印加手段によりＡＣ方式又はＤＣ方式の出力波形をワイヤ毎又はバンプ毎に前記切換手段により切り換えながら印加し、前記検出手段によりＡＣ方式又はＤＣ方式の応答波形を検出し、前記判定手段によりボンディング接続されたか不着であるかを判定することをソフトウエア制御により行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のワイヤボンディング装置。
【請求項５】
前記ＡＣ印加手段によりＡＣ方式の出力波形を不着状態のワイヤ又はバンプに印加し、前記検出手段により不着状態のＡＣ方式の応答波形を検出し、前記切換手段により切り換えて前記ＤＣ印加手段によりＤＣ方式の出力波形を不着状態のワイヤ又はバンプに印加し、前記検出手段により不着状態のＤＣ方式の応答波形を検出し、前記ＡＣ印加手段によりＡＣ方式の出力波形をボンディング接続した状態のワイヤ又はバンプに印加し、前記検出手段によりボンディング接続状態のＡＣ方式の応答波形を検出し、前記切換手段により切り換えて前記ＤＣ印加手段によりＤＣ方式の出力波形をボンディング接続状態のワイヤ又はバンプに印加し、前記検出手段によりボンディング接続状態のＤＣ方式の応答波形を検出し、前記不着状態のＡＣ方式の応答波形と前記ボンディング状態のＡＣ方式の応答波形の差を演算すると共に、前記不着状態のＤＣ方式の応答波形と前記ボンディング状態のＤＣ方式の応答波形の差を演算し、両者のうち差の大きい方を検出モードとして設定し、前記検出モードとして設定されたＡＣ方式又はＤＣ方式の検出しきい値を前記ボンディング状態のＡＣ方式の応答波形又は前記ボンディング状態のＤＣ方式の応答波形から設定することをソフトウエア制御により自動で行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のワイヤボンディング装置。
【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に係わり、特に、ＡＣ／ＤＣ特性の混在しているデバイスに対しても不着検出が可能なワイヤボンディング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤボンディング装置は、金線、アルミニウムなどからなるワイヤを用いて第１ボンディング点となる半導体チップ上の電極と、第２ボンディング点となるリードとを接続するものである。
【０００３】
二次元方向に移動可能なＸＹテーブル上に搭載されたボンディングヘッドのリニアモータ若しくはモータ軸に連結したカムなどによりボンディングアームが上下に揺動され、このボンディングアームの超音波ホーンの先端に取り付けられたキャピラリからワイヤが送り出され、このワイヤの先端と放電電極との間に高電圧を印加することにより放電を起こさせる。その放電エネルギーによってワイヤの先端を溶融させてワイヤの先端にボールを形成する。そしてキャピラリの先端に保持されたボールを第１ボンディング点である半導体チップの電極にボンディングアームの揺動による機械的な加圧力により押し付けつつ、超音波及び加熱手段を併用して熱圧着を行い、第１ボンディング点に対してワイヤを接続する。
【０００４】
図９（ａ）乃至（ｄ）は、上記ワイヤボンディング装置によるワイヤボンディングを行う工程を説明する図である。
図９（ａ）及び（ｂ）に示すように、キャピラリ２の先端に送り出されたワイヤ１の先端と放電電極４との間で放電を一定の時間起こさせ、ワイヤ１の先端を溶融してボール２０を形成し、キャピラリ２の先端で保持してキャピラリ２を第１ボンディング点１５なる半導体チップ１３の電極１２の直上に位置させる。
【０００５】
次に、図９（ｃ）に示すように、キャピラリ２を下降させてボール２０を電極１２に押し付けて加圧すると同時にキャピラリ２の先端に対して前記ボンディングアームの超音波ホーンを介して超音波振動を印加する。これにより、電極にワイヤ１を接続する。
次いで、図９（ｄ）に示すようにキャピラリ２を所定のループコントロールに従って上昇させ、第２ボンディング点１６となるリード１４方向に移動させる。
【０００６】
次に、キャピラリ２を下降させワイヤ１をリード１４に押し付けて加圧すると同時にキャピラリ２の先端に対して超音波ホーンを介して超音波振動を印加してリード１４に対しワイヤ１を接続する。この後、キャピラリ２を上昇させてあらかじめ設定されたキャピラリ２の上昇位置でワイヤカットクランプ３を閉じ、リード１４上のワイヤをカットして一回のボンディング作業が完了する。
【０００７】
従来のワイヤボンディング装置は、半導体チップ１３の電極１２にボール２０を押しつぶしてボンディングが行われた状態で、ボンディングが確実に成されたか否か、すなわちワイヤが不着状態であるか否かを不着検出装置によって判断している。この不着検出装置は、次のような手順で不着検出が行われる。
【０００８】
図１０は、従来の不着検出方法を示すフローチャートである。
ボンディング前に検出区間・開始位置、検出しきい値を一括で設定する（ＳＴ１，ＳＴ２）。なお、検出区間、開始位置、検出しきい値をワイヤ毎に設定することはできない。
【０００９】
次いで、半導体チップの電極とリードとをワイヤによって接続するワイヤボンディングを行う（ＳＴ３）。そして、ワイヤが半導体チップの電極に確実にボンディングされたか否かの不着検出を行う（ＳＴ４）。このとき、ワイヤが不着であると判断した場合、ワイヤボンディング装置を停止するなどのエラー処理が行われる。また、ワイヤが確実にボンディングされたと判断した場合、次のワイヤボンディングを行い、同様に不着検出を行う（ＳＴ３，ＳＴ４）。すべてのワイヤボンディングが行われたらワイヤボンディング作業を終了する（ＳＴ５）。
【００１０】
次に、上記不着検出方法を実施する不着検出装置について説明する。
図１１は、従来のワイヤボンディング装置のＤＣ専用不着検出装置を示すブロック図である。ＤＣ専用不着検出装置は、ＤＣ特性を有する半導体チップ専用の不着検出を行うものである。
ＤＣ専用不着検出装置は、ＤＣ用不着検出基板４４及びボンディングＣＰＵ基板１８を有している。ボンディングＣＰＵ基板１８はＩ／Ｏポート３２を備えている。ＤＣ用不着検出基板４４は、Ｉ／Ｏポート３３、ＣＰＵ３０、Ａ／Ｄコンバータ３５、増幅器（ＡＭＰ）３７、直流発生器４５及び抵抗４６を備えている。
【００１１】
出力部３８は、図９に示すワイヤボンディング装置のワイヤ１に接続されている。また、接地電位（ＧＮＤ）３９は、半導体チップ１３が載置されたボンディングステージに出力部３８を介して接続されている。
【００１２】
ＤＣ専用不着検出装置を用いて不着検出を行う場合、ワイヤボンディング時に直流発生器４５から抵抗４６、出力部３８、ワイヤ１を介して半導体チップ１３の電極１２に電圧が印加される。そして、半導体チップ１３の電極１２からワイヤ１を介して検出信号が増幅器３７に入力され、増幅器３７から出力された出力信号がＡ／Ｄコンバータ３５によってＡＤ変換されＣＰＵ３０に入力される。このＣＰＵ３０において、検出された信号がしきい値内であれば正常にボンディングされたと判断され、検出信号がしきい値から外れていれば異常ボンディング（即ち不着）であると判断される。そして、正常ボンディングであるか不着であるかの信号がＩ／Ｏポート３３，３２を介してボンディングＣＰＵ基板３２に入力され、不着検出が行われる。
【００１３】
図１２は、従来のワイヤボンディング装置のＡＣ専用不着検出装置の具体的な構成を示す回路図である（特許文献１参照）。ＡＣ専用不着検出装置は、ＡＣ特性を有する半導体チップ専用の不着検出を行うものである。
ワイヤスプール２１より繰り出されたワイヤ１は、ワイヤ１の保持、解放が可能なワイヤカットクランプ３の保持面の間を通り、ワイヤカットクランプ３の直下に位置するキャピラリ２を挿通している。ワイヤスプール２１のワイヤの端であるスプールワイヤ端２２と、フレームとしてのリードフレーム１１を載置する基準電位点であるボンディングステージ１７との間には交流ブリッジ回路５が接続されている。
【００１４】
この交流ブリッジ回路５は交流発生器５ａを備え、前記交流発生器５ａは所定の周波数で発振する正弦波発振回路を内蔵している。交流ブリッジ回路５は、交流発生器５ａと、交流発生器５ａからの出力信号を受ける可変抵抗器Ｒ１とコンデンサＣ１からなる第１直列回路５ｃ１、交流発生器５からの交流信号を受ける固定抵抗Ｒ２と、スプールワイヤ端２２から基準電位点であるボンディングステージ１７に至る電気経路を含む第２直列回路５ｃ２とで閉ループを形成している。
【００１５】
また、前記可変抵抗Ｒ１と、コンデンサＣ１との間の第１接続点Ｘは、差動増幅器６の一方の入力端に接続され、前記固定抵抗Ｒ２と前記スプールワイヤ端２２との間の第２接続点Ｙが、前記差動増幅器６の他方の入力端に接続されている。
前記固定抵抗Ｒ２とスプールワイヤ端２２との間には、同軸ケーブル５ｂが外来ノイズの影響を避けるために接続されている。従って、同軸ケーブル５ｂの芯線と外被との間で発生する同軸ケーブル５ｂの静電容量Ｃ２が生じ、静電容量Ｃ２が等価的に固定抵抗Ｒ２とボンディングステージ１７との間に接続されることになる。
【００１６】
差動増幅器６は、演算増幅器Ａ１、演算増幅器Ａ２、抵抗Ｒ３、抵抗Ｒ４、抵抗Ｒ５より構成される。この差動増幅器６は、前記第１接続点Ｘ、第２接続点Ｙから両入力端に供給される信号入力の差成分を検出して出力するものであり、前記差動増幅器６の出力端には、コンデンサＣ及びトランス７の一次側入力端子が直列に接続されている。
【００１７】
トランス７の二次側出力端子は、絶対値変換器８に接続されており、絶対値変換器８は、トランス７より出力さる正極性及び負極性の交流電圧を正極性の絶対値電圧に変換するものである。そして絶対値変換器８の出力端には第１レベル弁別器９が接続され、第１レベル弁別器９の出力はボンディング判定器２６に入力され不着状態を検出するようにしている。
【００１８】
また、交流ブリッジ回路５の第２接続点Ｙに接続された差動増幅器６の演算増幅器Ａ１の出力端子には、ローパスフィルタ２３が接続されている。ローパスフィルタ２３の出力は、第２レベル弁別器２４に入力される。第２レベル弁別器２４は、ローパスフィルタ２３の出力信号を前もって設定された基準の信号レベルと比較し、ローパスフィルタ２３の出力信号が基準の信号レベル以上であれば論理値“０”の信号を論理積器２５に出力し、ローパスフィルタ２３の出力信号が基準の信号レベル以下であれば論理値“１”の信号を論理積器２５に出力する。
【００１９】
ボンディング検出切替器２７は第１ボンディング（チップボンディング）時に論理値“１”の信号を出力し、第２ボンディング（リードボンディング）時に論理値“０”の信号を論理積器２５に出力する。論理積器２５は、ボンディング検出切替器２７の出力信号と第２レベル弁別器２４の出力との論理積（ＡＮＤ演算）を行い、第１ボンディング（チップボンディング）時には、論理値“１”又は“０”をボンディング判定器２６に出力し、第２ボンディング（リードボンディング）時には、常に論理値“０”をボンディング判定器２６に出力する。
【００２０】
ボンディング判定器２６は、第１ボンディング点としての半導体チップ１３上の電極１２又は第２ボンディング点としてのリードフレーム１１のリード１４にボンディング接続したとき、不着検出タイミング、すなわちボンディング装置からの指令により不着検出モードでの検出を行う状態で論理積器２５からの出力信号を読みとり、不着検出を行う設定となっている。
【００２１】
【特許文献１】特開２０００−２６０８０８号公報（４〜５頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
ところで、上記従来のワイヤボンディング装置において不着検出を行う場合、ＤＣ特性を有する半導体チップにはＤＣ専用不着検出装置を用い、ＡＣ特性を有する半導体チップにはＡＣ専用不着検出装置を用いるため、ＡＣ／ＤＣ特性の混在しているデバイスの不着検出が出来なかった。また、上記従来のワイヤボンディング装置では、検出区間・開始位置、検出しきい値、ＡＣの場合の発振周波数などのパラメータ設定項目をワイヤ毎に設定することができないため、対応可能なデバイスに制限があった。
【００２３】
本発明は上記のような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、ＡＣ／ＤＣ特性の混在しているデバイスに対しても不着検出が可能なワイヤボンディング装置を提供することにある。また、本発明の他の目的は、不着検出時のパラメータ設定項目をワイヤ毎に設定できるワイヤボンディング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
上記課題を解決するため、本発明に係るワイヤボンディング装置は、半導体チップの電極とリードフレームのリードをワイヤによって接続するワイヤボンディング装置又は半導体チップのパッドにバンプをボンディングするワイヤボンディング装置において、
ワイヤ又はバンプにＡＣ方式の出力波形を印加するＡＣ印加手段と、
ワイヤ又はバンプにＤＣ方式の出力波形を印加するＤＣ印加手段と、
前記ＡＣ方式の出力波形をワイヤ又はバンプに印加するか、前記ＤＣ方式の出力波形をワイヤ又はバンプに印加するかを切り換える切換手段と、
前記ワイヤ又はバンプからＡＣ方式又はＤＣ方式の応答波形を検出する検出手段と、
前記応答波形を検出しきい値と比較し、前記検出しきい値の範囲内であればワイヤ又はバンプが確実にボンディング接続されたと判定し、前記検出しきい値の範囲外であればワイヤ又はバンプが不着であると判定する判定手段と、
を具備することを特徴とする。
【００２５】
上記ワイヤボンディング装置によれば、切換手段によってＡＣ方式の出力波形をワイヤ又はバンプに印加するか、ＤＣ方式の出力波形をワイヤ又はバンプに印加するかを切り換えることにより、ワイヤ毎にＡＣ方式又はＤＣ方式の応答波形を検出することができる。従って、ＡＣ／ＤＣ特性の混在しているデバイスに対しても不着検出が可能となる。
【００２６】
また、本発明に係るワイヤボンディング装置においては、前記ＡＣ印加手段又は前記ＤＣ印加手段によりＡＣ方式又はＤＣ方式の出力波形を印加する際のパラメータ設定項目を、前記ワイヤ毎又は前記バンプ毎にソフトウエア制御により設定することも可能である。
【００２７】
また、本発明に係るワイヤボンディング装置においては、前記ＡＣ印加手段はＣＰＵ、Ｄ／Ａコンバータ及びＡＣ用抵抗を有し、前記ＤＣ印加手段はＣＰＵ、Ｄ／Ａコンバータ及びＤＣ用抵抗を有し、前記切換手段がＡＣ／ＤＣ切換スイッチであり、前記検出手段は増幅器、Ａ／Ｄコンバータ及びＣＰＵを有し、前記判定手段はＣＰＵを有していることも可能である。
【００２８】
また、本発明に係るワイヤボンディング装置においては、前記ＡＣ印加手段又は前記ＤＣ印加手段によりＡＣ方式又はＤＣ方式の出力波形をワイヤ毎又はバンプ毎に前記切換手段により切り換えながら印加し、前記検出手段によりＡＣ方式又はＤＣ方式の応答波形を検出し、前記判定手段によりボンディング接続されたか不着であるかを判定することをソフトウエア制御により行うことも可能である。
【００２９】
また、本発明に係るワイヤボンディング装置においては、前記ＡＣ印加手段によりＡＣ方式の出力波形を不着状態のワイヤ又はバンプに印加し、前記検出手段により不着状態のＡＣ方式の応答波形を検出し、前記切換手段により切り換えて前記ＤＣ印加手段によりＤＣ方式の出力波形を不着状態のワイヤ又はバンプに印加し、前記検出手段により不着状態のＤＣ方式の応答波形を検出し、前記ＡＣ印加手段によりＡＣ方式の出力波形をボンディング接続した状態のワイヤ又はバンプに印加し、前記検出手段によりボンディング接続状態のＡＣ方式の応答波形を検出し、前記切換手段により切り換えて前記ＤＣ印加手段によりＤＣ方式の出力波形をボンディング接続状態のワイヤ又はバンプに印加し、前記検出手段によりボンディング接続状態のＤＣ方式の応答波形を検出し、前記不着状態のＡＣ方式の応答波形と前記ボンディング状態のＡＣ方式の応答波形の差を演算すると共に、前記不着状態のＤＣ方式の応答波形と前記ボンディング状態のＤＣ方式の応答波形の差を演算し、両者のうち差の大きい方を検出モードとして設定し、前記検出モードとして設定されたＡＣ方式又はＤＣ方式の検出しきい値を前記ボンディング状態のＡＣ方式の応答波形又は前記ボンディング状態のＤＣ方式の応答波形から設定することをソフトウエア制御により自動で行うことも可能である。
【発明の効果】
【００３０】
以上説明したように本発明によれば、ＡＣ／ＤＣ特性の混在しているデバイスに対しても不着検出が可能なワイヤボンディング装置を提供することができる。また、他の本発明によれば、不着検出時のパラメータ設定項目をワイヤ毎に設定できるワイヤボンディング装置を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１による不着検出装置を備えたワイヤボンディング装置を模式的に示すブロック図である。図２は、図１に示す不着検出基板とワイヤボンディング装置との配線による接続関係を概略的に示す図である。なお、従来のワイヤボンディング装置と同一の構造及び機能を有する部分については要部のみを説明し、詳細な説明は省略する。
本実施の形態による不着検出装置は、検出区間・開始位置、ＡＣ／ＤＣ方式、出力電圧、検出ｏｎ／ｏｆｆ、ＡＣの場合の発振周波数、検出しきい値などのパラメータ設定項目について、ワイヤ毎に設定できるものである。従って、ＡＣ／ＤＣ特性の混在しているデバイスに対しても不着検出が可能となる。
【００３２】
図１に示すように、不着検出装置は、ＡＣ／ＤＣ不着検出基板１０、ボンディングＣＰＵ基板１８及びメインＣＰＵ基板１９を有している。メインＣＰＵ基板１９はＣＰＵ２８を備えており、このＣＰＵ２８はキーボード３１に接続されている。検出区間・開始位置、ＡＣ／ＤＣ方式、出力電圧、検出ｏｎ／ｏｆｆ、ＡＣの場合の発振周波数、検出しきい値などのワイヤ毎のパラメータをキーボード３１によって入力することができる。
【００３３】
ボンディングＣＰＵ基板１８はＩ／Ｏポート３２及びＣＰＵ２９を備えており、ＣＰＵ２９はＣＰＵ２８に接続されている。
ＡＣ／ＤＣ用不着検出基板１０は、Ｉ／Ｏポート３３、ＣＰＵ３０、Ａ／Ｄコンバータ３５、増幅器（ＡＭＰ）３７、メモリ３４、Ｄ／Ａコンバータ３６、ＡＣ／ＤＣ切換スイッチ４９、ＡＣ用抵抗４０及びＤＣ用抵抗４１を備えている。
【００３４】
Ｉ／Ｏポート３３の入力側はＣＰＵ３０に接続されており、Ｉ／Ｏポート３３の出力側はＩ／Ｏポート３２に接続されている。また、ＣＰＵ３０はＡ／Ｄコンバータ３５に接続されており、Ａ／Ｄコンバータ３５は増幅器（ＡＭＰ）３７に接続されている。ＣＰＵ３０はＤ／Ａコンバータ３６に接続されており、Ｄ／Ａコンバータ３６はＡＣ／ＤＣ切換スイッチ４９に接続されている。ＣＰＵ３０はＡＣ／ＤＣ切換スイッチ４９に接続されており、ＣＰＵ３０から送られるコントロール信号によってＡＣ／ＤＣ切換スイッチ４９をコントロールするようになっている。また、ＣＰＵ３０はメモリ３４に接続されている。
【００３５】
ＡＣ／ＤＣ切換スイッチ４９はＡＣ用抵抗４０及びＤＣ用抵抗４１それぞれに接続できるようになっており、ＡＣ／ＤＣ切換スイッチ４９によってＤ／Ａコンバータ３６をＡＣ用抵抗４０に接続するか、ＤＣ用抵抗に接続するかを制御することができる。
【００３６】
出力部３８は、図２に示すワイヤ（金線）１に接続されている。また、接地電位（ＧＮＤ）３９は、半導体チップ１３が載置されたボンディングステージに出力部を介して接続されている。
【００３７】
図３は、図１に示す不着検出装置によって不着検出を行う流れを示すフローチャートである。以下、上記不着検出装置によって不着検出を行う方法について図１乃至図３を参照しつつ説明する。
まず、半導体チップとリードとを接続するボンディングを行う前に、半導体チップ１３におけるワイヤ毎について、検出区間・開始位置、ＡＣ／ＤＣ方式、出力電圧、検出ｏｎ／ｏｆｆ、ＡＣの場合の発振周波数、検出しきい値などのパラメータ設定項目をキーボード３１から入力する。これにより、メインＣＰＵ基板１９のＣＰＵ２８にパラメータ設定項目が入力される。
【００３８】
次いで、ソフトウエア制御により前記パラメータ設定項目がボンディングＣＰＵ基板１８のＣＰＵ２９からＩ／Ｏポート３２，３３を通してＡＣ／ＤＣ不着検出基板１０のＣＰＵ３０に通知され、メモリ３４に格納される。すなわち、検出区間・開始位置設定がボンディングＣＰＵ基板１８のＣＰＵ２９からＩ／Ｏポート３２，３３を通してＡＣ／ＤＣ不着検出基板１０のＣＰＵ３０に通知され（ＳＴ１１）、ＡＣ／ＤＣ方式設定がボンディングＣＰＵ基板１８のＣＰＵ２９からＩ／Ｏポート３２，３３を通してＡＣ／ＤＣ不着検出基板１０のＣＰＵ３０に通知され（ＳＴ１２）、ＡＣの場合の発振周波数がボンディングＣＰＵ基板１８のＣＰＵ２９からＩ／Ｏポート３２，３３を通してＡＣ／ＤＣ不着検出基板１０のＣＰＵ３０に通知され（ＳＴ１３）、検出しきい値がボンディングＣＰＵ基板１８のＣＰＵ２９からＩ／Ｏポート３２，３３を通してＡＣ／ＤＣ不着検出基板１０のＣＰＵ３０に通知され（ＳＴ１４）、これらのパラメータ設定項目がメモリ３４に格納される。
【００３９】
次いで、１ワイヤボンディングを行う（ＳＴ１５）。具体的には、ワイヤ（金線）１の先端を溶融してボールを形成し、キャピラリ２の先端で保持してキャピラリ２を第１ボンディング点である半導体チップ１３の電極１２の直上に位置させ、キャピラリ２を下降させてボールを電極１２に押し付けて加圧すると同時にキャピラリ２の先端に対してボンディングアームの超音波ホーンを介して超音波振動を印加する。これにより、電極にワイヤ１を接続する。
【００４０】
上記のワイヤボンディング時に不着検出を行う（ＳＴ１６）。不着検出方式にはＡＣ方式とＤＣ方式の２種類がある。
まず前者のＡＣ方式について図４を参照しつつ説明する。ＡＣ／ＤＣ不着検出基板１０のＣＰＵ３０からコントロール信号がＡＣ／ＤＣ切換スイッチ４９に送られ、Ｄ／Ａコンバータ３６がＡＣ用抵抗４０に接続された状態となり、ソフトウエア制御によりＣＰＵ３０内部で演算されＤ／Ａコンバータ３６、ＡＣ用抵抗４０を介してＳｉｎ信号（例えば図４に示すような加振波形４２）が出力部３８から出力され、この加振波形４２がワイヤ１を通して半導体チップ１３の電極１２に印加される。ワイヤが電極１２に確実にボンディング接続されると加振波形に比べて減衰した応答波形（検出波形）４３が増幅器（ＡＭＰ）３７、Ａ／Ｄコンバータ３５を通して検出される。加振するＳｉｎ信号の周期に合わせて、応答波形４３の保存と加算を行う。例えば、１周期を４分割し、１周期中に４回のサンプリングを行う。応答波形４３の１周期のうち最大値Ｖｉ[2]と最小値Ｖｉ[0]を測定し、この測定値を検出しきい値と比較し、検出しきい値の範囲内であれば着（ボンディング接続されたこと）と判断し、検出しきい値の範囲外であれば不着と判断する。この着／不着の結果は、Ｉ／Ｏポートを介してボンディングＣＰＵ基板１８のＣＰＵ２９に通知される。ワイヤが不着であると通知された場合、ワイヤボンディング装置を停止するなどのエラー処理が行われる。また、ワイヤが着（確実にボンディングされた）と通知された場合、次のワイヤボンディングを行う。
【００４１】
後者のＤＣ方式について図５を参照しつつ説明する。
ＡＣ／ＤＣ不着検出基板１０のＣＰＵ３０からコントロール信号がＡＣ／ＤＣ切換スイッチ４９に送られ、Ｄ／Ａコンバータ３６がＤＣ用抵抗４０に接続された状態となり、ソフトウエア制御によりＣＰＵ３０内部で演算されＤ／Ａコンバータ３６、ＤＣ用抵抗４０を介して一定値の信号（例えば図５に示すような出力波形４７）が出力部３８から出力され、この出力波形４７がワイヤ１を通して半導体チップ１３の電極１２に印加される。ワイヤが電極１２に確実にボンディング接続されると出力波形に比べて減衰した検出波形（応答信号）４８が増幅器（ＡＭＰ）３７、Ａ／Ｄコンバータ３５を通して検出される。出力する信号に合わせて、応答信号の加算を行う。例えば、所定期間を９分割し、その期間中に９回のサンプリングを行う。検出波形４８の所定期間のうち最大値と最小値を測定し、この測定値を検出しきい値と比較し、検出しきい値の範囲内であれば着（ボンディング接続されたこと）と判断し、検出しきい値の範囲外であれば不着と判断する。この着／不着の結果は、Ｉ／Ｏポートを介してボンディングＣＰＵ基板１８のＣＰＵ２９に通知される。ワイヤが不着であると通知された場合、ワイヤボンディング装置を停止するなどのエラー処理が行われる。また、ワイヤが着（確実にボンディングされた）と通知された場合、次のワイヤボンディングを行う。
【００４２】
ワイヤが確実にボンディングされたと判断した場合、次のワイヤボンディングについてのパラメータ設定項目の設定をソフトウエア制御により行い（ＳＴ１１〜ＳＴ１４）、ワイヤボンディングを行い（ＳＴ１５）、ＡＣ方式又はＤＣ方式の不着検出を行う（ＳＴ１６）。所定のワイヤ数まで繰り返し、.すべてのワイヤボンディングが行われたらワイヤボンディング作業を終了する（ＳＴ１７）。
【００４３】
上述したワイヤボンディング及び不着検出は、図９に示す第１ボンディング点１５である半導体チップの電極へのワイヤボンディングについて説明しているが、図９に示す第２ボンディング点１６であるリードへのワイヤボンディングについても上述した不着検出方法とほぼ同様に不着検出することが可能であり、またワイヤ１の先端を溶融してボールを形成し、このボールを半導体チップの電極又はパッドにバンプとして接続する場合についても上述した不着検出方法とほぼ同様に不着検出することが可能である。但し、第２ボンディング点及びバンプについて不着検出する場合、第２ボンディング点及びバンプそれぞれに対応させた出力信号（出力波形）及び検出しきい値を用いることが好ましい。
【００４４】
図６は、ＡＣ方式の不着検出方法の他の例として平均検出方法を説明する図である。
電圧＋レベルと電圧−レベルのしきい値を設定し、このしきい値と検出波形を比較する。検出波形のピークの平均値を求め、この平均値が電圧＋レベルと電圧−レベルのしきい値の範囲内であれば着（確実にボンディング接続されたこと）と判定し、平均値がしきい値の範囲外であれば不着と判定する。
【００４５】
図７は、ＡＣ方式の不着検出方法の他の例として割合検出方法を説明する図である。
電圧＋レベルと電圧−レベルを決めることでＯＫ範囲を設定し、このＯＫ範囲を外れた場合をＮＧ範囲と設定し、このＯＫ範囲と検出波形を比較した場合、検出波形のうちＯＫ範囲内に入っている割合をしきい値として設定する。そして、検出波形のうちＯＫ範囲内に入っている割合がしきい値の範囲内であれば着（確実にボンディング接続されたこと）と判定し、前記割合がしきい値の範囲外であれば不着と判定する。このような割合検出の場合、平均検出では比較的に検出が困難な検出電圧レベルの過渡状態についての検出が可能となる。
【００４６】
上記実施の形態１によれば、検出区間・開始位置、ＡＣ／ＤＣ方式、ＡＣの場合の周波数、検出しきい値などのパラメータ設定項目についてワイヤ毎に設定できるため、ＡＣ／ＤＣ特性の混在しているデバイスに対しても不着検出が可能となる。つまり、従来の不着検出装置に比べて不着検出機能の向上を図ることができる。また、不着検出時のパラメータ設定項目をワイヤ毎に設定できるため、ＡＣ特性がワイヤ毎に変化するデバイスにも不着検出が可能となり、対応可能なデバイスを増やすことができる。また、不着検出機能の向上を図ることができるため、半導体チップの電極の不良を検出することが可能となる。
【００４７】
（実施の形態２）
図８は、本発明の実施の形態２によるワイヤボンディング装置における不着検出装置を説明する図である。この不着検出装置は、不着検出を行うためのパラメータ設定項目（ＡＣ方式又はＤＣ方式、検出しきい値としての電圧レベル等）をソフトウエア制御により自動的に設定する機能を備えている。なお、この機能以外の部分については、実施の形態１によるワイヤボンディング装置及び不着検出装置とほぼ同様であるので、同様の部分の説明は省略する。
【００４８】
図８は、ワイヤボンディングを行う際のワイヤの先端の動きを模式的に示している。[1]の区間は、ワイヤの先端が図９に示す第１ボンディング点１５に到達する前のオープン状態の区間である。[2]の区間は、ワイヤの先端が第１ボンディング点１５に接続されたボンディング着状態の区間である。（[2]）の区間は、図９に示す第２ボンディング点１６にワイヤの先端が接続されたボンディング着状態の区間である。[3]の区間及び[4]の区間は、第２ボンディング点にワイヤボンディングされ、リード上のワイヤがカットされた後のオープン状態の区間である。
【００４９】
実施の形態１では、不着検出を行うためのパラメータ設定項目をキーボードから入力しているが、実施の形態２では、不着検出を行うためのパラメータ設定項目をソフトウエア制御により自動的に設定する。
【００５０】
１番目の半導体チップに対して電極及びリードにワイヤボンディングを行いながら、次のような測定及び演算をソフトウエア制御により行い、パラメータ設定項目を自動的に設定する。
まず第１ボンディング点である半導体チップの電極にワイヤを接続する前の[1]の区間で、ＡＣ方式の出力波形（加振波形）をワイヤに印加する。即ち、図１に示すＡＣ／ＤＣ不着検出基板１０のＣＰＵ３０からコントロール信号がＡＣ／ＤＣ切換スイッチ４９に送られ、Ｄ／Ａコンバータ３６がＡＣ用抵抗４０に接続された状態となり、ソフトウエア制御によりＣＰＵ３０内部で演算されＤ／Ａコンバータ３６、ＡＣ用抵抗４０を介してＡＣ方式の出力波形がワイヤに印加される。ワイヤが半導体チップの電極にボンディング接続されていないオープン状態であるため、出力波形に比べて減衰しない応答波形（ＡＣオープン時波形）が増幅器（ＡＭＰ）３７、Ａ／Ｄコンバータ３５を通して検出される。
【００５１】
[1]の区間では、上記のＡＣオープンの応答波形を検出するのに加えて、ＤＣオープンの応答波形を検出する。即ち、図１に示すＡＣ／ＤＣ不着検出基板１０のＣＰＵ３０からコントロール信号がＡＣ／ＤＣ切換スイッチ４９に送られ、Ｄ／Ａコンバータ３６がＤＣ用抵抗４０に接続された状態となり、ソフトウエア制御によりＣＰＵ３０内部で演算されＤ／Ａコンバータ３６、ＤＣ用抵抗４０を介して出力波形がワイヤに印加される。ワイヤが半導体チップの電極にボンディング接続されていないオープン状態であるため、出力波形に比べて減衰しない応答波形（ＤＣオープン時波形）が増幅器（ＡＭＰ）３７、Ａ／Ｄコンバータ３５を通して検出される。
【００５２】
次に、ワイヤの先端が第１ボンディング点に接続されたボンディング着状態の[2]の区間で、[1]の区間の場合と同様の方法でＡＣ方式の出力波形（加振波形）をワイヤに印加する。このときはワイヤが電極にボンディング接続されているため、出力波形に比べて減衰した応答波形（ＡＣ検出波形）が検出される。
【００５３】
[2]の区間では、上記の応答波形を検出するのに加えて、ＤＣ検出の応答波形を検出する。即ち、[1]の区間の場合と同様の方法でＤＣ方式の出力波形をワイヤに印加する。このときはワイヤが電極にボンディング接続されているため、出力波形に比べて減衰した応答波形（ＤＣ検出波形）が検出される。
【００５４】
次に、第２ボンディング点にワイヤの先端が接続されたボンディング着状態の（[2]）の区間で、[2]の区間の場合と同様の方法でＡＣ方式の出力波形（加振波形）をワイヤに印加する。このときはワイヤがリードにボンディング接続されているため、出力波形に比べて減衰した応答波形（ＡＣ検出波形）が検出される。
【００５５】
（[2]）の区間では、上記の応答波形を検出するのに加えて、ＤＣ検出の応答波形を検出する。即ち、[2]の区間の場合と同様の方法でＤＣ方式の出力波形をワイヤに印加する。このときはワイヤがリードにボンディング接続されているため、出力波形に比べて減衰した応答波形（ＤＣ検出波形）が検出される。
【００５６】
次に、リード上のワイヤがカットされた後のオープン状態の[3]の区間で、ＡＣオープン時波形とＡＣ検出波形の差を演算すると共に、ＤＣオープン時波形とＤＣ検出波形の差を演算する。両者のうち差の大きい方を検出モードとして設定する。つまり、ＡＣオープン時波形とＡＣ検出波形の差の方が大きい場合はＡＣ方式を検出モードとして設定し、ＤＣオープン時波形とＤＣ検出波形の差の方が大きい場合はＤＣ方式を検出モードとして設定する。これは、[2]の区間の検出モードと（[2]）の区間の検出モードの両方について行う。
【００５７】
次に、リード上のワイヤがカットされた後のオープン状態の[4]の区間で、[3]の区間において設定された検出モードのオープン時波形と検出波形の差から検出波形に＋αをした値を電圧レベル（検出しきい値）として設定する。これは、[2]の区間の検出モードと（[2]）の区間の検出モードの両方について行う。
【００５８】
上記のような検出しきい値の設定を、半導体チップの全ての第１ボンディング点及びリードの全ての第２ボンディング点について行う。このようにして不着検出を行うためのパラメータ設定項目をソフトウエア制御により自動的に設定する。
【００５９】
２番目の半導体チップからは、パラメータ設定項目をキーボードから入力した後の実施の形態１の方法で不着検出を行いながらワイヤボンディング装置によってワイヤボンディングを行う。
【００６０】
上記実施の形態２においては実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
さらに、上記実施の形態２では、不着検出を行うためのパラメータ設定項目をソフトウエア制御により自動的に設定できるため、オペレータがキーボードからパラメータ設定項目を入力する必要がなくなる。
【００６１】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能である。例えば、実施の形態１と実施の形態２を組み合わせたワイヤボンディング装置として実施することも可能である。つまり、パラメータ設定項目をキーボードから入力するモードと、パラメータ設定項目をソフトウエア制御により自動的に設定するモードの両方を備えたワイヤボンディング装置であって、モードを切り替えることによって両方のモードを実施可能なワイヤボンディング装置である。
【００６２】
また、上記実施の形態２では、半導体チップの電極とリードをワイヤでボンディング接続する際のパラメータ設定項目をソフトウエア制御により自動的に設定することについて説明しているが、半導体チップの電極又はパッドにバンプを接続する際のパラメータ設定項目をソフトウエア制御により自動的に設定することに本発明を適用することも可能である。この場合は、（[2]）の区間を除いた方法、即ち実施の形態２における[1]、[2]、[3]及び[4]それぞれの区間で行うことを実施すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施の形態１による不着検出装置を備えたワイヤボンディング装置を模式的に示すブロック図である。
【図２】図１に示す不着検出基板とワイヤボンディング装置との配線による接続関係を概略的に示す図である。
【図３】図１に示す不着検出装置によって不着検出を行う流れを示すフローチャートである。
【図４】ＡＣ方式のワイヤについて不着検出を行う際の出力波形（加振波形）と応答波形を示す図である。
【図５】ＤＣ方式のワイヤについて不着検出を行う際の出力波形と応答波形を示す図である。
【図６】ＡＣ方式の不着検出方法の他の例として平均検出方法を説明する図である。
【図７】ＡＣ方式の不着検出方法の他の例として割合検出方法を説明する図である。
【図８】本発明の実施の形態２によるワイヤボンディング装置における不着検出装置を説明する図である。
【図９】（ａ）乃至（ｄ）は、ワイヤボンディング装置によるワイヤボンディングを行う工程を説明する図である。
【図１０】従来の不着検出方法を示すフローチャートである。
【図１１】従来のワイヤボンディング装置のＤＣ専用不着検出装置を示すブロック図である。
【図１２】従来のワイヤボンディング装置のＡＣ専用不着検出装置の具体的な構成を示す回路図である。
【符号の説明】
【００６４】
１…ワイヤ、２…キャピラリ、３…ワイヤカットクランプ、４…放電電極、５…交流ブリッジ回路、５ａ…交流発生器、５ｂ…同軸ケーブル、５ｃ１…第１直列回路、５ｃ２…第２直列回路、Ｘ…第１接続点、Ｙ…第２接続点、６…差動増幅器、７…トランス、８…絶対値変換器、９…第１レベル弁別器、１０…ＡＣ／ＤＣ不着検出基板、１１…リードフレーム、１２…半導体チップの電極、１３…半導体チップ、１４…リード、１５…第１ボンディング点、１６…第２ボンディング点、１７…ボンディングステージ、１８…ボンディングＣＰＵ基板、１９…メインＣＰＵ基板、２０…ボール、２１…ワイヤスプール、２２…スプールワイヤ端、２３…ローパスフィルタ、２４…第２レベル弁別器、２５…論理積器、２６…ボンディング判定器、２７…ボンディング検出切替器、２８，２９，３０…ＣＰＵ、３１…キーボード、３２，３３…Ｉ／Ｏポート、３４…メモリ、３５…Ａ／Ｄコンバータ、３６…Ｄ／Ａコンバータ、３７…増幅器（ＡＭＰ）、３８…出力部、３９…接地電位（ＧＮＤ）、４０…ＡＣ用抵抗、４１…ＤＣ用抵抗、４２…加振波形、４３…応答波形（検出波形）、４４…ＤＣ用不着検出基板、４５…直流発生器、４６…抵抗、４７…出力波形、４８…検出波形（応答信号）、４９…ＡＣ／ＤＣ切換スイッチ
【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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