(57)【要約】【課題】作業効率がよく正確なワイヤボンディング座標設定方法を提供する。【解決手段】第１に、ワイヤボンディング設計データを使用するワイヤボンディング装置の座標データに変換する。第２に、上記ワイヤボンディング装置において、上記変換された座標データのうち特定の座標データについて実際の半導体チップと基板との間のファーストボンド部とセカンドボンド部とに適合するよう補正を行う。第３に、上記第２での補正に合わせて全座標データを補正する。第４に、上記第３で作成された座標データを設計データに変換して前記設定データとをマイクロコンピュータ上で比較して判定する。第５に、上記第４での不良判定に対応して不良部分を補正して上記座標データとして取得する。第６に、上記第４での良判定により上記ワイヤボンディング装置に対する座標設定を終了させる。【選択図】図１
2007294503.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤボンディング設計データをワイヤボンディング装置の座標データに変換する第１ステップと、
上記ワイヤボンディング装置において、上記変換された座標データのうち特定の座標データについて実際の半導体チップと基板との間のファーストボンド部とセカンドボンド部とに適合するよう補正を行う第２ステップと、
上記第２ステップでの補正に合わせて全座標データを補正する第３ステップと、
上記第３ステップで作成された座標データを設計データに変換して前記設定データとをマイクロコンピュータ上で比較して判定する第４ステップと、
上記第４ステップの不良判定に対応して不良部分を補正して上記座標データとして再取得して上記第２ステップに戻る第５ステップと、
上記第４ステップの良判定により上記ワイヤボンディング装置に対する座標設定を終了させる第６ステップとを有するワイヤボンディング座標設定方法
【請求項２】
請求項１において、
上記第１ステップは、上記座標データに変換するソフトウェアを持つコンピュータに対してワイヤボンディング設計データが記録された第１記憶媒体を装着し、それを読み出して上記座標データに変換して第２記憶媒体に記録し、
上記第２ステップは、上記第２記憶媒体に記録された座標データを上記ワイヤボンディング装置に装着し、それを読み出して行われ、
上記第３ステップは、全座標データを上記第２記憶媒体又は第３記憶媒体に記録し、
上記第４ステップは、上記全座標データが記録された上記第２記憶媒体又は第３記憶媒体の記録データが上記コンピュータにより読み出されて行われるワイヤボンディング座標設定方法
【請求項３】
請求項２において、
上記第４ステップでは、上記コンピュータの表示装置の表示画面上に設計データと座標データの差分を表示し、差分が予め決られた数値より大きいときに第１色により表示し、上記数値が小さいときには上記第１色とは異なる第２色で表示するワイヤボンディング座標設定方法
【請求項４】
請求項３において、
上記ワイヤボンディング装置は、Ｘ座標及びＹ座標調整機能、回転調整機能及び原点位置認識機能を備え、かかる調整機能により上記第２ステップでの補正が行われるワイヤボンディング座標設定方法。
【請求項５】
請求項４において、
上記第６ステップにより設定されたワイヤボンディング座標設定により、上記半導体チップに対する試しのワイヤボンディングを実施する第７ステップと、
上記半導体チップに対する試しのワイヤボンディングの結果を反映して、量産を実施するか再度上記座標データを修正するかの判定を行う第８ステップを更に備えるワイヤボンディング座標設定方法。
【請求項６】
請求項１において、
上記第１ステップないし第６ステップは、ワイヤボンディング装置に搭載されたソフトウェアにより実施されるワイヤボンディング座標設定方法。
【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座標設定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体チップは、その主面に形成された全てのボンディングパッドについてワイヤ接続を行うことはなく、その製品展開、機能等により空きパッドが存在する。同様に基板のリード側においても同様な空きリードが存在する。そして、その形状は様々であり、どの位置にボンディング部を設定するかの判定をパターン認識で自動的に行うことは難しい。そのため、基板上に搭載された半導体チップの画像データを基に該当するボンディング部の座標データを自動的に抽出することが困難であることから手作業で行われるのが現状である。すなわち、ワイヤボンディング装置に設定される半導体チップ（ダイ）側のファーストボンド部と基板リード側のセカンドボンド部の座標データとは、設計データを基に展開された図面情報に従って目視による当該ボンディング部を抽出してボンディング装置の記憶部に逐一記憶させるものである。
【０００３】
ボンディングが正しく行われた否かを検査するワイヤボンディング検査装置として、特開平５−１６６８６６号公報、特開平７−３０２８２５号公報がある。これらは、いずれもワイヤ接続状態を撮像装置で形成された画像情報を利用するものである。特開平７−３０２８２５号公報では、ＣＡＤデータを利用することが述べられている。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１６６８６６号公報
【特許文献２】特開平７−３０２８２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１、２に記載の技術は、いずれもボンディングが正しく行われた否かを検査するワイヤボンディング検査装置に向けらており、ワイヤボンディング装置に対するファーストボンド部及びセカンドボンド部の座標データを入力するものとは異なる。上記のように目視による手作業で座標データを逐一入力するものでは、効率が悪く１つの製品に対しておおよそ１時間もかかる。そして、図面の読み取りミスによる誤配線が生じる可能性があり、このような誤配線がなされた場合には配線そのものはボンディングパッドとリードとの間を接続するものであるので、上記検査装置での発見が難しい。
【０００６】
この発明の目的は、作業効率のよい正確なワイヤボンディング座標設定方法を提供することにある。この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。第１ステップでは、ワイヤボンディング設計データを使用しワイヤボンディング装置の座標データに変換する。第２ステップでは、上記ワイヤボンディング装置において、上記変換された座標データのうち特定の座標データについて実際の半導体チップと基板との間のファーストボンド部とセカンドボンド部とに適合するよう補正を行う。第３ステップでは、上記第２ステップでの補正に合わせて全座標データを補正する。第４ステップでは、上記第３ステップで作成された座標データを設計データに変換して前記設定データとをマイクロコンピュータ上で比較して判定する。第５ステップでは、上記第４ステップの不良判定に対応して不良部分を補正して上記座標データとして取得する。第６ステップでは、上記第４ステップの良判定により上記ワイヤボンディング装置に対する座標設定を終了させる。
【発明の効果】
【０００８】
設計データを使用してワイヤボンディング装置の座標データを得て、実際の製品に適用するよう補正を行うのみなので正確で作業効率がよくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１には、この発明に係るワイヤボンディング座標設定方法を説明するための一実施例の概念図が示されている。この実施例では、データ変換ソフトウェアを持つパーソナルコンピュータ（以下、変換パソコンという）を用いて、ワイヤボンディング装置に対するワイヤボンディング座標設定に対する基礎となる座標データが作成される。同図において、実線で示した矢印は設計データ系統を示し、点線で示した矢印は座標評価データ系統を示している。ワイヤボンディング設計データは、設計作成データ、ＣＡＤデータとしてフレキシブル磁気記憶媒体に記録され、それが変換パソコンに取り込まれて座標データに変換される。
【００１０】
この変換された座標データ、例えばＴＥＸＴデータ形式としてフレキシブル磁気記憶媒体ＦＤ５、ＦＤ６に記録される。これらのフレキシブル磁気記憶媒体ＦＤ５、ＦＤ６は、それぞれ型式ＦＢ１１８Ａ、ＷＢ５００のようなワイヤボンディング装置により読み出されて座標データとして取り込まれる。また、型式ＵＴＣ４０（５０）やＵＴＣ２００ＢＩＳのようなワイヤボンディング装置においては、ＦＷ０３のような変換ソフト又は変換装置によってそれに適合したデータフォーマットに変換されてフレキシブル磁気記憶媒体ＦＤ３、ＦＤ４に記録されたものが読み出されて座標データとして取り込まれる。
【００１１】
各ワイヤボンディング装置においては、サンプルとしての特定の座標データに対応した実際の基板と半導体チップのボンディング部の座標をボンディング装置の表示画面上で確認する。この作業に先立って、ワイヤボンディング装置においては基板に付された原点（座標データの原点）の認識が行われて、ワイヤボンディング装置のＸ／Ｙステージの原点に対応して上記座標データの補正が行われる。上記原点補正された特定の座標データに対応した実際の基板と半導体チップのボンディング部の座標とのずれ分が上記画面上での目視により補正される。この補正においてＸ／ＹステージでのΔＸ，ΔＹの補正がそのまま補正データとして上記座標データに加えられる。また、基板、半導体チップのＸ，Ｙ軸と、Ｘ／ＹテーブルのＸ，Ｙ軸と回転方向のずれがΔθとして上記座標データに加えられる。
【００１２】
回転方向のずれΔθは、ダイボンディングでの誤差を含むよう少なくとも２箇所での半導体チップ側のダイボンディング部及び基板側のセカンドボンド部でのＸ又はＹ座標の補正データから抽出することができる。上記２箇所以上の数箇所での上記補正データを基に、全ボンディング部のダイボンディング部及び基板側のセカンドボンド部に対応した前記実線で示した設計データ系統に対する座標データに補正が加えられる。これにより、点線で示した座標評価データ系統のもととなる座標データが作成される。
【００１３】
この補正された座標データは、各ワイヤボンディング装置において、前記フレキシブル磁気記憶媒体ＦＤ３〜ＦＤ６に記録される。また、別のフレキシブル磁気記憶媒体に記録するものであってもよい。このとき、上記補正座標データは、それぞれ前記の型式ＦＢ１１８Ａ、ＷＢ５００、ＵＴＣ４０（５０）やＵＴＣ２００ＢＩＳのようなワイヤボンディング装置のＸ／Ｙテーブルの原点に対応した座標データに変換されているので、上記基板の原点に対応した座標データに戻されて上記前記フレキシブル磁気記憶媒体ＦＤ３〜ＦＤ６又は別のフレキシブル磁気記憶媒体に記録される。ＵＴＣ４０（５０）では、前記のようにＦＷ０３のような変換ソフト又は変換装置によってデータ形式のフォーマット変換が行われる。
【００１４】
上記変換パソコンでは、ワイヤボンディング設計データと上記補正された座標データとが比較判定される。この判定結果は、フレキシブル磁気記憶媒体ＦＤ７に記録されて出力される。判定結果は、上記設計データと座標データの差分数値が表示される。この数値が一定値以上のときには不良（ＮＧ）とされ、一定値未満のときには良（ＯＫ）と判定される。この良／不良の判別を容易にするために、例えば良（ＯＫ）の座標データの数値は青色で表示され、不良（ＮＧ）の座標データ数値は赤色で表示される。不良（ＮＧ）とされたボンディング部は、このフレキシブル磁気記憶媒体ＦＤ７を介して、再度ＦＢ１１８Ａ、ＷＢ５００、ＵＴＣ４０（５０）やＵＴＣ２００ＢＩＳのようなワイヤボンディング装置に読み出されて、その該当部分についての座標データの補正が行われる。
【００１５】
図２には、この発明に係るワイヤボンディング座標設定方法を説明するための一実施例のフローチャート図が示されている。ステップ（１）では、マスタ登録が行われる。つまり、作成されたワイヤボンディング設計データが前記図１のフレキシブル磁気記憶媒体ＦＤ１，ＦＤ２等に記録されて変換パソコンに登録される。この変換パソコンでは、上記マスタ登録されたワイヤボンディング設計データを座標データに変換して前記図１のフレキシブル磁気記憶媒体ＦＤ３〜ＦＤ６に出力させる。ステップ（２）では、フレキシブル磁気記憶媒体ＦＤ３〜ＦＤ６がそれに対応したワイヤボンディング装置にセットされて読み出される。
【００１６】
ステップ（３）では、ワイヤボンディング装置において座標位置合わせが行われる。つまり、前記のような画面で実際の基板及び半導体チップの特定のボンディング部を目視して角度補正や位置補正を行う。この補正データに基づいて、全てのボンディング部の前記変換座標データに対して補正を行う。この補正された座標データが前記フレキシブル磁気記憶媒体ＦＤ３〜ＦＤ６に出力される。ステップ（４）では、変換パソコンにおいて座標の評価が開始される。つまり、前記マスタ登録されたワイヤボンディング設計データと、上記補正された座標データの差分が数値データとして変換パソコン画面上に表示される。この数値は一定値以上のときには赤で表示されて不良（ＮＧ）とされ、一定値未満のときには青で表示されて良（ＯＫ）と判定される。上記不良（ＮＧ）とされた座標データについては、ステップ（３）に戻り、上記特定のボンディング部と同様に目視して位置補正を行う。
【００１７】
ステップ（５）では、上記ステップ（４）において全てのボンディング部の座標データが良（ＯＫ）とされると、１つの半導体チップ又は基板に対して試しボンディングが実施される。ステップ（６）では、上記試しボンディングされたものを目視にして確認する。全てのボンディング部が正しく行われていると判定（ＯＫ）したなら、ステップ（８）においてワイヤボンディング装置に対するワイヤボンディング座標設定を終了し、量産動作が開始される。もしも、特定のボンディング部で不良が発生したなら、ステップ（７）において当該不良とされたボンディング部の座標変換作業が実施され、かかる座標変換作業により作成した座標データをステップ（２）の変換パソコンに再入力して、上記同様な座標位置合わせ、座標評価を行う。
【００１８】
この発明に係るワイヤボンディング装置は、特に制限されないが、ＢＧＡ型の半導体装置の製造に用いられる。図３には、多数個取り基板１に半導体チップ２がマトリックス状に搭載される構造になっている。この実施例では、半導体チップ２は２列９行に形成されているが、列，行の数はこれに限定されるものではない。半導体チップ２は、基板１の製品形成部に搭載され、製品形成部の各辺に沿う線が切断領域となるダイシングライン１ｃになる。ダイシング装置のダイシングブレードによって多数個取り基板１を切断するときは、多数個取り基板1 の端から端まで切断が行われる。図３では、ダイシングライン１ｃは製品形成部の部分のみ示すものである。
【００１９】
製品形成部の主面には、半導体チップ２を囲むように２列に亘って枠状にワイヤを接続する配線（リード）１ａが所定ピッチで配列されている。同図では、多数のリードを表現する手段として点線を用いて２列リードを表している。このリード及び半導体チップ以外の基板１の面はソルダレジストで覆われている。製品形成部の裏面は、同図では省略されているが、バンプランドがマトリックス状に配列されている。バンプランドは、外部電極端子数の関係で中央部分には設けられていない。この裏面においても、バンプランド以外の面はソルダレジストで覆われている。
【００２０】
図３においては、１つの半導体チップに対応した部分の断面が拡大して示されている。基板１の中央部分に半導体チップ１が搭載される。半導体チップの上面周辺部には、ダイボンド（ファーストボンド）部としてのボンディングパッド２ａが形成される。この半導体チップ１の周辺に対応した基板１には、上記セカンドボンド部としてのリード１ａが２列に形成される。ワイヤボンディング装置は、上記ダイボンド（ファーストボンド）部２ａとリード１ａとを金（Ａｕ）線（ワイヤ）より接続するものである。上記各半導体装置に対応した基板１の製品形成部には、原点マーク１ｂが形成されている。ワイヤボンディング設計データは、上記原点１ｂを基準にした上記リード１ａ上の一点とボンディングパッド２ａ上の一点の座標データとして作成される。
【００２１】
図４には、変換パソコンでのデータ変換動作及びワイヤボンディング装置での座標位置合わせを説明するための座標概念図が示されている。前記のように、ワイヤボンディング設計データは、基板１の原点マーク１ｂに対応したボンディングの座標データとして作成される。これに対して、ワイヤボンディング装置は、Ｘ／Ｙテーブルの原点０を基準にして、ＸステージとＹステージでボンディング箇所を指定するキャピラリを移動制御する。そのため、上記設定データは、上記ワイヤボンディング装置のＸ／Ｙテーブルの原点０を基準にして、データに変換される。このデータ変換に、基板の原点１ｂの位置情報ＸとＹが抽出されて、上記設定データに加えられて座標データに変換される。基板１ではリード１ａに対応した設定データがＸステージ上の座標データｘ１及びＹステージ上の座標データｙ１に変換される。同様に、半導体チップ２ではボンディングパッド２ａに対応した設定データがＸステージ上の座標データｘ２及びＹステージ上の座標データｙ２に変換される。
【００２２】
このように変換された座標データは、ワイヤボンディング装置に入力されて、実際の半導体チップ２及び基板１のボンディングパッド２ａ及びリード１ａを用いて座標合わせが実施される。例えば、ワイワイヤボンディング装置のＸ／ＹステージのＸ，Ｙ軸と、上記変換されたデータのＸ，Ｙ軸とは一致しない場合があるので回転方向θの検出が行われる。そして、特定のボンディング部を抽出して、ワイヤボンディング装置の拡大された表示画面上で指定した座標データと上記データ変換された座標データの差分が検出されて、上記変換された座標データの修正が行われる。
【００２３】
上記回転方向θの検出を含めて、上記基板１及び半導体チップの特定のボンディング部を最低でも２箇所抽出すればよい。例えば、設定データにおいて、同じＸ座標上でＹ座標が異なる２点を選べば、その距離とＸ方向のずれからθを算出することができる。あるいは、設定データにおいて、同じＹ座標上でＸ座標が異なる２点を選べば、その距離とＹ方向のずれからもθを算出することができる。このような回転θのずれを検出すると、それに基づいて上記抽出されないボンディング部（上記２点以外の全てについて）の変換された座標データの補正を行う。このようにして、図３に示した基板１及び半導体チップの変換された座標データが、回転θ分も含めて補正されてＸ／Ｙステージ上の座標に合わせられる。この後に、設定データと上記補正された座標データが前記のように変換パソコン上で座標評価される。
【００２４】
図５には、この発明が適用された半導体装置（ＢＧＡ）の製造方法を説明するための概略断面図が示されている。同図では、前記のような多数個取り基板のうち２個分の半導体装置に対応した断面図が示されている。
【００２５】
図５（１）は、多数個取り基板１上に半導体チップ２がダイボンドされる。前記図３のように基板１の主面には製品形成部がマトリックス状に形成された構造になっている。この製品成形部に半導体チップ２が、それに付された原点マークを基準にして所定の位置に正確にダイボンドされる。
【００２６】
図５（２）では、前記図１及び図２で示したように、座標変換作業及び配線確認作業が行われる。この座標変換作業及び配線確認作業は、上記図５（１）のダイボンドの前後あるいは同時並行に行われる。従来のように数百ピンを超えるようなＢＧＡパッケージの半導体装置では、このワイヤボンディング装置に対するワイヤボンディング座標設定を人手により逐一行う方法では、約１時間近くの長時間を費やすことが必要である。これに対して、前記図１、図２で説明した本願発明に係るワイヤボンディング座標設定方法では、せいぜい５分程度に短縮化することができる。
【００２７】
図５（３）では、上記設定されたワイヤボンディング座標に従ってワイヤボンディング装置により、ワイヤ（金線）３によるワイヤボンディングが実施される。ワイヤ接続は、例えば下端面がワイヤ圧着面になる筒状のキャピラリでワイヤを保持する段階１と、キャピラリのワイヤ圧着面側に突出するワイヤの先端部分を球状部に形成する段階２と、第１ボンディングを行う直前にキャピラリにレーザ光を所定時間照射してキャピラリを加熱して保持しているワイヤを加熱する段階３と、キャピラリを動作させて第１ボンディングする段階４と、第２ボンディングを行う直前にキャピラリにレーザ光を所定時間照射してキャピラリを加熱して保持しているワイヤを加熱する段階５と、キャピラリを動作させて第２ボンディングする段階６と、ワイヤを引っ張って第２ボンディング部分の近傍で分断させる段階７とからなる。
【００２８】
このボンディング動作は、例えば1つの品種半導体装置において例えば1時間程度費やされるとすると、前記１時間近く費された準備作業が５分程度に短縮させられることより、生産性を約２倍にも拡大させることができる。しかも、前記目視による準備作業での誤認識による誤ったボンディング指定を皆無にすることができるから、電気的な動作試験においてボンディングミスによる不良をほとんど皆無にすることができる。
【００２９】
図５（４）では、基板１の主面側には端から端に至るまで絶縁性樹脂からなる封止体４で覆われている。この封止体４は、前記半導体チップ２，ボンディングワイヤ３等を完全に覆う構造になっている。この実施例では、トランスファモールディングによって樹脂封止体４が形成され、その際の成形金型のキャビティの形状から樹脂封止体４の表面（主面）は平坦になりかつどの部分も同じ厚さになっている。
【００３０】
図５（５）では、基板１の裏面には外部電極端子としてボール電極（半田バンプ）５が形成される。このボール電極５は、バンプランドに繋がるビアホール配線が、アレイ状に配列されていることからアレイ状に配列される。しかし、外部電極端子数の関係から基板１の裏面の中心部分にはビアホール配線及びバンプランドが設けられず、従って基板２の裏面の中心部分にはボール電極３が設けられない。
【００３１】
図５（６）では、レーザーマーク６により製品型名等のマーキングが行われる。このレーザーマーク６に代えて、インクマークによりマーキングを行うようにしてもよい。
【００３２】
図５（７）では、ダイシング装置のダイシングブレード７を回転させて多数個取り基板１が切断されて、個々の半導体装置（ＰＧＡ半導体装置）に切断される。この切断に際して、基板１の表面側にパッケージ固定テープ８が設けられて、基板１の裏面側から切断が行われる。
【００３３】
図５（８）では、上記パッケージ固定テープ８が除去されて個々の半導体装置に分離されて、上記ＰＧＡ半導体装置が完成となる。
【００３４】
図６には、この発明に用いられるワイヤボンディング装置のワイヤボンディング部の斜視図が示され、図７には正面図、図８には側面図が示されている。基台となる平面ＸＹ方向に位置制御可能なＸ／Ｙテーブル１９を有する。このＸ／Ｙテーブル１９上には駆動部１２が取り付けられている。この駆動部１２には、ホーン１５が取り付けられ、かつＺ軸モータ１１によって平面ＸＹ方向に揺動または上下Ｚ方向に動作するリフタアーム１０、試料を検出するための観測系（カメラ１８及び鏡筒並びにそれらを連結する光学系１４）、ワイヤを供給するとともにワイヤ分断を行うワイヤ供給系１３、キャピラリ１６の下端に突出したワイヤの先端を放電によって球状部とさせる放電電極等も設けられている。
【００３５】
この実施例のワイヤボンディング部には、キャピラリ１６の作業領域に対応しかつキャピラリ１６の下には、図８に示すように配線基板２０を載置するワイヤボンディングステージ２２を含むボンディング・搬送系２１が配置されている。
【００３６】
ワイヤボンディング部は、ワイヤボンディング時、多数個取り基板２０が配置されるワイヤボンディングステージ２２を有する。このステージ２２は、多数個取り基板２０の第１の側部または第２の側部を支持する搬送用のレールと、多数個取り基板２０の上方に配置され、かつキャピラリ１６が先端に設けられたボンディングアームとなるホーン１５が示されている。また、ワイヤの供給・切断を行うクランパと、ワイヤの送りの案内であるガイドローラ、多数個取り基板２０の第１の側近傍に設けられ、かつ気体を噴出する噴出パイプ、多数個取り基板２０の第２の側部近傍に設けられ、かつ気体を吸い込む吸引パイプ、多数個取り基板２０の上方においてその絶縁層から発生した有機系ガスを吸引する排気用のダクト等も設けられる。
【００３７】
ワイヤボンディングステージ２２は、多数個取り基板２０を載置する上面が平坦になるヒートブロックと、このヒートブロックに設けた穴に挿入されたヒータを備えている。ヒートブロック内には、多数個取り基板２０の下側で発生する有機系ガスを吸引する下部排気パイプが組み込まれている。これにより、ワイヤボンディング部では、多数個取り基板２０の上部において、その第１の側部近傍の噴出パイプの噴出口からドライエアーなどの気体を噴出し、かつ反対側の第２の側部近傍の吸引パイプの吸入口から上記気体を吸引することにより、ワイヤボンディング時に、多数個取り基板２０上にその搬送方向にほぼ直角の方向に気体の流れを形成することができる。さらに、多数個取り基板２０の下部においても多数個取り基板２０の下側で発生する有機系ガスを下部排気パイプから吸引する構成となっている。
【００３８】
図示しないが、光ファイバの先端から出射したレーザ光を、キャピラリ１６に照射させるようにしてもよい。例えば、レーザ光のスポット光は１００μｍ程度であり、このスポット光が直径１ｍｍ、長さ１１ｍｍのキャピラリ１６に照射されることになる。このレーザ光照射によってキャピラリ１６は加熱され、蓄熱するとともに筒内に保持するワイヤを伝熱により、また輻射によって加熱されることになる。例えばキャピラリ１６を２００℃程度に加熱する。キャピラリ１６はレーザ光によって効率的に加熱できるように、ワイヤに比較してレーザ光の反射率の低い絶縁性のセラミック材料によって形成されている事が好ましい。
【００３９】
ボンディング工程に先だってレーザ光加熱する場合の蓄熱性と、ホーン１５に対する熱拡散によるホーン１５の加熱を防ぐ事を考慮して、ホーン１５に比較して熱伝導率の低い材料によって形成されている事が好ましく、例えばアルミナ系のセラミック（Ａｌ２Ｏ３）で形成される。ホーン１５や光学系及び鏡筒１４は高い熱拡散性を得られる様に、キャピラリ１６に比較して熱伝導率が高く、かつ熱によって膨張し難い材質、例えばＴｉやステンレス材で形成する。これはキャピラリ１６の位置が温度によって変化しないように、また観測系が温度によって変化しないようにするためである。
【００４０】
使用するレーザ発振機はパルス信号によって発振する構成になっている。従って、キャピラリ１６に照射するパルス数を変えることによって加熱量を制御できる。このパルス数設定は、制御ボックスの制御パネルから行うことができる。当然のことであるが、ヒータを動作させない状態ではパルス数を多くし、ヒータを動作させる状態ではパルス数を少なくする。加熱量は組み込むレーザ発振機の出力の大小でも変化する。ヒータを動作させる場合には、出力の小さいレーザ発振機でも充分良好なワイヤボンディングが可能になる。この実施例のワイヤボンディング装置は、ヒータを動作させずに、キャピラリ１６をレーザ光照射によって加熱してワイヤボンディングを行う方法、ヒータを動作させて多数個取り基板２０を低温度で加熱するとともにキャピラリ１６にレーザ光を照射させてキャピラリ１６を加熱してワイヤボンディングする方法のいずれをも選択使用できる。
【００４１】
ヒータを動作させない状態では、ホーン１５や光学系１４は熱によって伸びたりしない。この結果、観測系ではボンディング位置等を高精度に検出でき、ホーン１５によるボンディング系ではキャピラリ１６の位置（ホーン１５の固定部分からの長さ）が変化しないことから、高精度なワイヤボンディングが可能になり、ボンディングの歩留りが向上し、品質の優れた半導体装置を安価に製造することができる。また、ヒータを動作させる場合でも、ヒータによってヒートブロックを最高１３０℃までしか加熱しない。これにより、高い位置精度でのボンディング工程を実現する事が可能となる。
【００４２】
図９には、この発明に用いられるワイヤボンディング部の制御系の一実施例のブロック図が示されている。ＣＰＵ（中央処理装置）は、ＸＹＺサーボ制御部，ワイヤボンディング主制御部，画像処理制御部及びレーザ発振機を制御する。ＸＹＺサーボ制御部は、搬送制御部を制御する。ワイヤボンディング主制御部は、搬送制御部を制御するとともに、搬送情報を受ける。このような制御のもと、レーザ発振機で発振されたレーザ光２４はフレキシブルな光ファイバ２３によって案内され、光ファイバ２３の先端からキャピラリ１６に照射される。光ファイバ２３の先端部分は前記のようにホーン１５に追従して動く構造になっている。
【００４３】
上記ＣＰＵは、プログラム及び各種操作によって上記各種制御を行う。また、前記のような変換された座標データをフレキシブル磁気記憶媒体から読み取り、上記座標データの修正及び補正を搭載されたプログラムに従って行い、補正データのフレキシブル磁気記憶媒体への出力も行う。このことから、上記ＣＰＵに前記変換パソコンの機能を受け持たせるようにしてもよい。前記変換パソコンの持つデータ変換処理及び設定データと座標データの比較判定処理を行うソフトウェアを搭載させるものであってもよい。この場合には、前記図１のワイヤボンディング設計データが格納されたフレキシブル磁気記憶媒体の読み取りを行わせ、前記図１及び図２に示したデータ処理をワイヤボンディング装置自身が行うようにするものであってもよい。
【００４４】
前記図１、図２のような変換パソコンを用いた場合には、上記ワイヤボンディング装置によるボンディング動作と、上記データ変換動作やデータ比較及び判定動作を同時並行して行われるから、複数種類又は複数台のワイヤボンディング装置に対して上記変換パソコンを共用できるから、製造システムの規模が大きい場合には全体としての効率を考えると、上記ワイヤボンディング装置自身に上記変換パソコン機能を搭載するよりも有利になると考えられる。
【００４５】
以上本発明者よりなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本願発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、上記フレキシブル磁気記憶媒体は、脱着可能な記憶媒体である光ディスク、フラッシュメモリ等のようなカードメモリ等何であってもよい。レーザ光による加熱が十分であれば、その他の加熱機構を用いずにワイヤボンディングをする事ができるが、レーザ光によってのみ十分なボンディング強度を得る事は困難であり、その他様々なボンディング強度を向上させる手段を併用するのが有効である。ボンディング時に加重および超音波を印加することは、環境に対する熱の影響が小さく、併用する事による弊害が小さいという点で非常に有効な手段である。また本発明はタブ及びこのタブの周囲に先端を臨ませる複数のリードを有するリードフレームを用いて半導体装置を製造するワイヤボンディング装置にも同様に適用できる。超音波併用熱圧着ワイヤボンディング装置の他に熱圧着ワイヤボンディング装置にも本発明を適用することができる。以上この発明は、ワイヤボンディング装置に対するワイヤボンディング座標設定方法として広く利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】この発明に係るワイヤボンディング座標設定方法を説明するための一実施例の概念図である。
【図２】この発明に係るワイヤボンディング座標設定方法を説明するための一実施例のフローチャート図である。
【図３】この発明が適用されるＢＧＡ型に向けた基板と半導体チップの説明図である。
【図４】図１、図２のデータ変換動作及び座標位置合わせを説明する座標概念図である。
【図５】この発明が適用された半導体装置の製造方法を説明するための概略断面図である。
【図６】この発明に用いられるワイヤボンディング装置のワイヤボンディング部の斜視図である。
【図７】この発明に用いられるワイヤボンディング装置のワイヤボンディング部の正面図である。
【図８】この発明に用いられるワイヤボンディング装置のワイヤボンディング部の側面図である。
【図９】この発明に用いられるワイヤボンディング部の制御系の一実施例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４７】
１…基板、１ａ…リード、１ｂ…原点マーク、１ｃ…ダイシングライン、２…半導体チップ、２ａ…ボンディングパッド、３…ワイヤ、４…樹脂封止体、５…ボール電極、６…レーザーマーク、７…ダイシングブレード、８…固定テープ、
１０…リフタアーム、１１…Ｚ軸モータ、１２…駆動部、１３…ワイヤ供給系、１４…光学系、１５…ホーン、１６…キャピラリ、１８…カメラ、１９…Ｘ／Ｙテーブル、２０…多数個取り基板、２１…搬送系、２２…ワイヤボンディングステージ、２３…光ファイバ、２４…レーザ光。
【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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