(57)【要約】【課題】従来の荷重センサを用いてフリーエアーボールの異常潰れを検出する構成よりも、精度よくフリーエアーボールの異常潰れを検出できるボンディング装置、異常潰れ判定方法及び異常潰れを判定するプログラムを提供する。【解決手段】ワイヤボンディング装置１は、所定の周波数を有する駆動電圧が印加されることで超音波振動する振動子３２を有する超音波ホーン３１と、超音波ホーン３１の先端部に保持されて超音波振動が印加され、フリーエアーボールＢを押し潰して電極１０１、２０１にボンディングするキャピラリ３３と、キャピラリ３３がフリーエアーボールＢを押し潰す際に駆動電圧の値及び駆動電圧に対する駆動電流の値に基づいて、フリーエアーボールＢの潰れ状態を判定する判定手段５３とを備える。【選択図】図１
2017216314.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端にフリーエアーボールが形成されたワイヤをボンディングステージ上に載置されたチップ又は基板の電極に接合するワイヤボンディング装置であって、
所定の周波数を有する駆動電圧が印加されることで超音波振動する振動子を有する超音波ホーンと、
前記超音波ホーンの先端部に保持されて前記超音波振動が印加され、前記フリーエアーボールを押し潰して前記電極に接合するキャピラリと、
前記キャピラリが前記フリーエアーボールを押し潰す際に前記駆動電圧の値又は前記駆動電圧に対する駆動電流の値に基づいて、前記フリーエアーボールの潰れ状態を判定する判定手段とを備える、
ボンディング装置。
【請求項２】
前記駆動電圧と前記駆動電流との位相差を算出する算出手段をさらに備え、
前記判定手段は、前記位相差に基づいて、前記フリーエアーボールの潰れ状態を判定する、
請求項１に記載のボンディング装置。
【請求項３】
前記駆動電圧と前記駆動電流との位相差及び位相差の標準偏差を算出する算出手段をさらに備え、
前記判定手段は、前記標準偏差に基づいて、前記フリーエアーボールの潰れ状態を判定する、
請求項１に記載のボンディング装置。
【請求項４】
所定の周波数を有する駆動電圧が印加されることで超音波振動する振動子を有する超音波ホーンと、前記超音波ホーンの先端部に保持されて前記超音波振動が印加され、ワイヤの先端に形成されたフリーエアーボールを押し潰してボンディングステージ上に載置されたチップ又は基板の電極に接合するキャピラリとを備え、前記フリーエアーボールが形成された前記ワイヤを前記電極に接合するワイヤボンディング装置を用いたワイヤボンディング方法であって、
前記キャピラリによって前記フリーエアーボールを押し潰し、前記ワイヤを前記電極に接合する工程と、
前記ワイヤを前記電極に接合する際に前記振動子に印加される前記駆動電圧及び前記駆動電圧に対する駆動電流を計測し、前記駆動電圧又は前記駆動電流に基づいて、前記フリーエアーボールの潰れ状態を判定する工程とを備える、
ボンディング方法。
【請求項５】
前記駆動電圧と前記駆動電流との位相差、及び前記位相差の標準偏差を算出する工程を更に備え、
前記判定する工程は、前記標準偏差に基づいて前記フリーエアーボールの潰れ状態を判定する、
請求項４に記載のボンディング方法。
【請求項６】
コンピュータを、所定の周波数を有する駆動電圧が印加されることで超音波振動する振動子を有する超音波ホーンと、前記超音波ホーンの先端部で保持されて前記超音波振動が印加され、ワイヤの先端に形成されたフリーエアーボールを押し潰してボンディングステージ上に載置されたチップ又は基板の電極に接合するキャピラリと、前記超音波ホーンを高さ方向に駆動させる駆動モータとを備え、前記フリーエアーボールが形成された前記ワイヤを前記電極にボンディングするワイヤボンディング装置を制御する制御部として機能させるプログラムであって、
前記制御部は、前記駆動モータを駆動させて前記キャピラリによって前記フリーエアーボールを押し潰し、前記ワイヤを前記電極に接合する駆動手段と、
前記ワイヤを前記チップに接合する際に前記振動子に印加される前記駆動電圧及び前記駆動電圧に対する駆動電流を計測し、前記駆動電圧及び前記駆動電流に基づいて、前記フリーエアーボールの潰れ状態を判定する判定手段とを含む、
プログラム。
【請求項７】
前記駆動電圧と前記駆動電流との位相差、及び前記位相差の標準偏差を算出する算出手段を更に備え、
前記判定手段は、前記標準偏差に基づいて前記フリーエアーボールの潰れ状態を判定する、
請求項６に記載のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボンディング装置、ボンディング方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程において、半導体チップの電極であるパッドとリードフレームの電極であるリードとの間を金属細線であるワイヤで接続するワイヤボンディング装置が多く用いられている。ワイヤボンディング装置は、駆動モータにより上下方向に揺動駆動されるボンディングアームと、ボンディングアームに取り付けられた超音波ホーンと、超音波ホーンの先端に取り付けられたキャピラリと、超音波ホーンに取り付けられた振動子とを備え、ボンディングアームを回転駆動させてキャピラリをパッドまたはリードに対して接離方向に移動させ、キャピラリ先端に形成されたフリーエアーボールをパッドに、ワイヤをリードに押しつけて圧着すると共に、振動子によって超音波ホーンを共振させ、キャピラリ先端に超音波振動を付与してボンディングを行うことが多い。
【０００３】
ワイヤボンディング装置によってボンディングを行う場合、キャピラリに挿通されたワイヤの先端に形成されたフリーエアーボールはある速度をもってパッドに衝突した後に一定荷重でパッドに押圧されてパッドに圧着されて圧着ボールとなるが、衝突の影響で後の一定荷重での押圧期間においてもワイヤとキャピラリとが押し付け方向に振動し、この振動により押圧荷重が変動して圧着ボールの形状や圧着ボール径等がバラツキ、ボンディング不良を生じる場合がある。
【０００４】
そこで、ボンディングの際に荷重センサによってボンディングツールに加わるボンディング対象に接離方向の荷重を連続的に検出し、検出した荷重の最大値を衝撃荷重とし、衝撃荷重に基づいてボンディング良否の判定を行うことで圧着ボールの形状や圧着ボール径のバラツキによるフリーエアーボールの異常潰れを検出する方法が提案されている（引用文献１参照）
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２７６９９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、特許文献１の方法では、荷重センサが検出する荷重によって検出された荷重量によりフリーエアーボールの異常潰れを検出しているが、異常潰れ発生時にボンディングツールに加わる荷重量が正常時と大きく変わらない場合には異常潰れが検出できないという問題がある。さらに、荷重センサは、荷重により生じた歪量により荷重を検出しており、ボンディングツールと離れたフランジに設けられていることからも、荷重変動に対する応答性が悪いという問題がある。
【０００７】
また、特許文献１の方法では、フリーエアーボールが電極に接触した際の衝撃荷重に基づいてフリーエアーボールの異常潰れを検出しているため、フリーエアーボールが電極に接触した後に異常潰れが発生した場合には、異常潰れを検出できないという問題があった。
【０００８】
そのため、本発明は、従来の荷重センサを用いてフリーエアーボールの異常潰れを検出する構成よりも、精度よくフリーエアーボールの異常潰れを検出できるボンディング装置、異常潰れ判定方法及び異常潰れを判定するプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
［１］先端にフリーエアーボールが形成されたワイヤをボンディングステージ上に載置されたチップ又は基板の電極に接合するワイヤボンディング装置であって、所定の周波数を有する駆動電圧が印加されることで超音波振動する振動子を有する超音波ホーンと、超音波ホーンの先端部で保持されて超音波振動が印加され、フリーエアーボールを押し潰して電極に接合するキャピラリと、キャピラリがフリーエアーボールを押し潰す際に駆動電圧の値及び駆動電圧に対する駆動電流の値に基づいて、フリーエアーボールの潰れ状態を判定する判定手段とを備える、ボンディング装置。
【００１０】
［２］駆動電圧と駆動電流との位相差を算出する算出手段をさらに備え、判定手段は、位相差に基づいて、フリーエアーボールの潰れ状態を判定する［１］に記載のボンディング装置。
【００１１】
［３］駆動電圧と駆動電流との位相差及び位相差の標準偏差を算出する算出手段をさらに備え、前記判定手段は、前記標準偏差に基づいて、フリーエアーボールの潰れ状態を判定する、［１］に記載のボンディング装置。
【００１２】
［４］所定の周波数を有する駆動電圧が印加されることで超音波振動する振動子を有する超音波ホーンと、超音波ホーンの先端部で保持されて超音波振動が印加され、ワイヤの先端に形成されたフリーエアーボールを押し潰してボンディングステージ上に載置されたチップ又は基板の電極に接合するキャピラリとを備え、フリーエアーボールが形成されたワイヤを電極に接合するワイヤボンディング装置を用いたワイヤボンディング方法であって、キャピラリによってフリーエアーボールを押し潰し、ワイヤを電極に接合する工程と、ワイヤを電極に接合する際に振動子に印加される駆動電圧及び駆動電圧に対する駆動電流を計測し、駆動電圧及び駆動電流に基づいて、フリーエアーボールの潰れ状態を判定する工程とを備える、ボンディング方法。
【００１３】
［５］駆動電圧と駆動電流との位相差、及び位相差の標準偏差を算出する工程を更に備え、判定する工程は、標準偏差に基づいてフリーエアーボールの潰れ状態を判定する、［４］に記載のボンディング方法。
【００１４】
［６］コンピュータを、所定の周波数を有する駆動電圧が印加されることで超音波振動する振動子を有する超音波ホーンと、超音波ホーンの先端部で保持されて超音波振動が印加され、ワイヤの先端に形成されたフリーエアーボールを押し潰してボンディングステージ上に載置されたチップ又は基板の電極にボンディングするキャピラリと、前記超音波ホーンを高さ方向に駆動させる駆動モータとを備え、フリーエアーボールが形成されたワイヤを電極にボンディングするワイヤボンディング装置を制御する制御部として機能させるプログラムであって、制御部は、駆動モータを駆動させてキャピラリによってフリーエアーボールを押し潰し、ワイヤを電極にボンディングする駆動手段と、ワイヤをチップに接合する際に振動子に印加される駆動電圧及び駆動電圧に対する駆動電流を計測し、駆動電圧及び駆動電流に基づいて、フリーエアーボールの潰れ状態を判定する判定手段とを含む、プログラム。
【００１５】
［７］駆動電圧と駆動電流との位相差、及び位相差の標準偏差を算出する算出手段を更に備え、判定手段は、標準偏差に基づいてフリーエアーボールの潰れ状態を判定する、［６］に記載のプログラム。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、従来の荷重センサを用いてフリーエアーボールの異常潰れを検出する構成よりも、精度よくフリーエアーボールの異常潰れを検出できる
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の実施の形態におけるワイヤボンディング装置の要部を示す構成図及びブロック図である。
【図２】図２は、超音波ホーンの構造を示す上面図である。
【図３】図３は、ボンディングステージ上の基板及びチップをウインドクランパで固定した状態を上面から示す模式図である。
【図４】図４は、ワイヤボンディング装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図５】図５は、駆動電圧の値を示すグラフであり、（ａ）は、異常潰れが発生していない場合（正常時）の値、（ｂ）は、異常潰れが発生した場合（異常時）の値である。
【図６】図６は、駆動電流の値を示す図であり、（ａ）は、正常時の値、（ｂ）は、異常時の値である。
【図７】図７は、駆動電圧と駆動電流との位相差を示すグラフであり、（ａ）は、正常時の位相差、（ｂ）は、異常時の位相差である。
【図８】図８は、駆動電圧の周波数の変動を示す図であり、（ａ）は、正常時の値、（ｂ）は、異常時の値である。
【図９】図９は、振動子のインピーダンスの変動を示す図であり、（ａ）は、正常時の値、（ｂ）は、異常時の値である。
【図１０】図１０は、ボンディング後のチップ電極を上面視した模式図であり、（ａ）は、正常時、（ｂ）は、異常時を示している。
【図１１】図１１は、図１０に示すチップ電極の断面図であり、（ａ）は、正常時を示すＡ−Ａ線断面図であり、（ｂ）は、異常時を示すＢ−Ｂ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、ワイヤボンディング装置の要部を示す構成図及びブロック図である。図２は、超音波ホーンの構造を示す上面図である。
【００１９】
ワイヤボンディング装置１は、ＸＹ方向に移動可能に設けられたＸＹテーブル２１と、ＸＹテーブル２１上に配置された駆動モータ２２と、駆動モータ２２の駆動によりＺ軸方向に移動するボンディングアーム３０と、ボンディングアーム３０に固定保持される超音波ホーン３１と、ボンディング対象であるチップ１００や基板２００を吸着固定するボンディングステージ４１と、ワイヤＷとの間でスパークを発生させてワイヤＷの先端にフリーエアーボールＢを形成する電気トーチ２３と、ボンディングステージ４１上に設けられ、基板２００を上面から固定するウインドクランパ４２とを備える。ワイヤボンディング装置１は、ボンディングステージ４１上に載置されたチップ１００又は基板２００に先端にフリーエアーボールＢが形成されたワイヤＷを接合する装置である。なお、基板２００には、リードフレーム、プリント基板、シリコン基板等を含む。
【００２０】
さらに、ワイヤボンディング装置１は、ＣＰＵ等で構成されたコンピュータ等であって、プログラムにしたがって装置の各部を制御する制御部５０と、ハードディスクやメモリで構成され、プログラムや各種装置データ等が記憶される記憶部６１と、後述する振動子３２に印加される駆動電圧及び駆動電流等を測定する測定部６２と、装置の各部に電力を供給する電源６３とを備える。
【００２１】
ボンディングアーム３０は、駆動モータ２２の回転軸Ｏに回転自在に取り付けられ、駆動モータ２２の駆動によりＺ方向（上下方向）に移動する。ボンディングアーム３０の回転軸Ｏはボンディングステージ４１の上に吸着された基板２００の表面、又は基板２００に実装されたチップ１００の表面と同一面上にある。
【００２２】
超音波ホーン３１は、図２に示すように、複数枚の圧電素子を重ね合わせた振動子３２、キャピラリ３３を保持する貫通穴３５、及び超音波ホーン３１の中間部から側方に突出するフランジ３４を備える。超音波ホーン３１は、フランジ３４によってボンディングアーム３０の先端部のフランジ取付面３０１にボルト３０２によって固定される。振動子３２は、超音波ホーン３１の中間部に設けられ、超音波ホーン３１の側壁に囲まれた領域に格納されている。
【００２３】
振動子３２は、電源６３から所定の周波数を有する駆動電圧が印加されることで超音波振動し、キャピラリ３３に超音波振動を印加する。キャピラリ３３は、振動子３２から印加された超音波振動をフリーエアーボールＢに伝達するとともに、駆動モータ２２の駆動によるボンディングアーム３０及び超音波ホーン３１の下降動作にしたがってフリーエアーボールＢをチップ１００に荷重をかける。キャピラリ３３は、荷重及び超音波によってフリーエアーボールＢをチップ電極に接合する。振動子３２に印加される駆動電圧は、例えば±３０Ｖの範囲であり、その周波数は、例えば５０ｋＨｚ〜１６０ｋＨｚの範囲である。
【００２４】
制御部５０は、駆動モータ２２及びＸＹテーブル２１の駆動を制御する駆動手段５１と、測定部６２から駆動電圧の電圧値及び駆動電流の電圧値を取得し、電圧値と電流値とから駆動電圧と駆動電流との位相差及び位相差の標準偏差を算出する算出手段５２と、算出手段５２が算出した標準偏差に基づいて、フリーエアーボールＢの異常潰れが発生したか否かを判定する判定手段５３とを有する。判定手段５３の詳細については、後述する。なお、駆動手段５１、算出手段５２及び判定手段５３は、ハードウェアにより各機能を実行するものであってもよい。
【００２５】
超音波ホーン３１は、駆動電圧の周波数に基づいて振動子３２によって当該超音波ホーン３１の長手方向に沿ったＹ方向に超音波振動をする。超音波ホーン３１の超音波振動は、縦振動であり、縦振動とは、振動の伝わる方向と振幅の方向が同一方向の振動をいう。
【００２６】
図３は、ボンディングステージ４１上の基板２００及びチップ１００をウインドクランパ４２で固定した状態を上面から示す模式図であり、ワイヤＷを接合した後のチップ１００及び基板２００を示している。ウインドクランパ４２は、チップ電極１０１と基板電極２０１とをワイヤＷで接続する際に、基板２００に実装されたチップ１００上面を開口４２１によって露出させるように、１つまたは複数のチップ１００が実装された基板２００をボンディングステージ４１に押さえつけて固定する。ワイヤボンディング装置１は、開口４２１によって露出されたチップ電極１０１と、基板電極２０１とを接続する。
【００２７】
ワイヤＷは、一方がフリーエアーボールＢを接合した第１の接合部Ｗ１によってチップ電極１０１に接合され、他方がフリーエアーボールＢを形成せずにキャピラリ３３でワイヤＷを接合した第２の接合部Ｗ２に接合されて、それぞれの電極１０１、２０１間を接続している。なお、フリーエアーボールＢを基板電極２０１に接合する、いわゆる逆ボンディングによりチップ電極１０１と基板電極２０１とをワイヤＷで接続してもよい。
【００２８】
（ボンディング装置の動作）
次に、本発明のワイヤボンディング装置１の動作について詳細に説明する。図４は、ワイヤボンディング装置１の動作の一例を示すフローチャートである。
【００２９】
ワイヤボンディング装置１は、図示しない基板搬送装置によりチップ１００が実装された基板２００がボンディングエリアに到達すると、ウインドクランパ４２により基板２００及びチップ１００をボンディングステージ４１に固定してチップ電極１０１と基板電極２０１とをワイヤＷで接続するワイヤボンディングを開始する。
【００３０】
ワイヤボンディングを開始すると、ワイヤボンディング装置１は、図示しないワイヤスプールからワイヤＷを繰り出し、電気トーチ２３とワイヤＷとの間でスパークを発生させてワイヤＷの先端にフリーエアーボールＢを形成する（ステップＳ１）。
【００３１】
ワイヤＷの先端にフリーエアーボールＢを形成すると、制御部５０の駆動手段５１は、駆動モータ２２を駆動させて超音波ホーン３１及びキャピラリ３３をＺ方向に下降させ、フリーエアーボールＢをチップ電極１０１に接触させる（ステップＳ２）。
【００３２】
フリーエアーボールＢをチップ電極１０１に接触させると、制御部５０は、電源６３を制御して振動子３２に所定の周波数を有する駆動電圧を印加し、駆動電圧によって超音波ホーン３１を超音波振動させる。これと同時に、駆動手段５１は、キャピラリ３３を更に下降させてチップ電極１０１に荷重をかけ、超音波及び荷重によりフリーエアーボールＢをチップ電極１０１に接合する（ステップＳ３）。
【００３３】
さらに、制御部５０の算出手段５２は、フリーエアーボールＢを接合する期間内において駆動電圧の電圧値及び駆動電流の電流値を測定部６２から取得し、取得した電圧値及び電流値を記憶部６１に記憶する。チップ電極１０１への接合が終了した後、算出手段５２は、フリーエアーボールＢを接合する期間内において電圧値と電流値との位相差を演算し、位相差の標準偏差を算出する（ステップＳ４）。
【００３４】
制御部５０の判定手段５３は、算出された標準偏差が予め定めた閾値を超えているか否かに基づいて、フリーエアーボールＢの異常潰れが発生したか否かを判定する（ステップＳ５）。閾値は、例えば、２．５であり、標準偏差が閾値以上であれば、判定手段５３は、フリーエアーボールＢの異常潰れが発生したと判断する（Ｓ５：ＹＥＳ）。
【００３５】
フリーエアーボールＢの異常潰れが発生したと判断すると、制御部５０は、ワイヤボンディング装置１のボンディング動作を停止し、装置画面やブザー等によりユーザに異常潰れが発生したことを通知する（ステップＳ６）。なお、ワイヤボンディング装置１は、ボンディング動作を停止せずに、異常潰れが発生したチップ１００及びボンディング箇所を記憶し、当該箇所を参照可能にする構成としてもよい。
【００３６】
異常潰れが発生していないと判断すると（Ｓ５：ＮＯ）、ワイヤボンディング装置１は、ワイヤＷを基板電極２０１に接続してチップ電極１０１と基板電極２０１とをワイヤＷで接続する。制御部５０は、基板２００に実装されたチップ１００の全てについてワイヤを接続したか否かを判断し（ステップＳ７）、完了していないと判断すると当該チップ１００の次の電極１０１又は次のチップ１００の電極１０１にフリーエアーボールＢを接合する（Ｓ７：ＮＯ）。制御部５０は、全てのチップ１００についてワイヤＷを接続したと判断すると、当該基板２００についてのボンディング処理を終了する（Ｓ７：ＹＥＳ）。
【００３７】
（異常潰れの検出）
次に、フリーエアーボールＢの異常潰れの検出について、詳細に説明する。図５は、駆動電圧の電圧値を示すグラフであり、（ａ）は、異常潰れが発生していない場合（正常時）の値、（ｂ）は、異常潰れが発生した場合（異常時）の値である。図６は、駆動電流の電流値を示す図であり、（ａ）は、正常時の値、（ｂ）は、異常時の値である。
【００３８】
さらに、図７は、駆動電圧と駆動電流との位相差を示すグラフであり、（ａ）は、正常時の位相差、（ｂ）は、異常時の位相差である。図８は、駆動電圧の周波数の変動を示す図であり、（ａ）は、正常時の値、（ｂ）は、異常時の値である。図９は、振動子３２のインピーダンスの変動を示す図であり、（ａ）は、正常時の値、（ｂ）は、異常時の値である。
【００３９】
図１０は、ボンディング後のチップ電極１０１を上面視した模式図であり、（ａ）は、正常時、（ｂ）は、異常時を示している。図１１は、図１０に示すチップ電極１０１の断面図であり、（ａ）は、正常時を示すＡ−Ａ線断面図であり、（ｂ）は、異常時を示すＢ−Ｂ線断面図である。
【００４０】
図５及び図６に示すように、駆動電圧の値及び駆動電流の値は、正常時は、振動子３２を振動させた立ち上がり時を除いて、ほぼ一定の値を示しているのに対し、異常潰れが発生した場合においては、立ち上がり後においても、大きく不規則に変動している。
【００４１】
また、図７に示すように、駆動電圧と駆動電流との位相差も、正常時は立ち上がり時を除いてほぼ０度（ｄｅｇ）であるのに対し、異常時は立ち上がり後も１０度を超えて大きく変動している。さらに、図８に示すように、駆動電圧の周波数も異常時において、大きく変動し、図９に示すように、振動子３２のインピーダンスも異常時において大きく変動している。なお、図７において、（ａ）に示す正常時の標準偏差は、０．１６であり、（ｂ）に示す異常時の標準偏差は、５．５５である。
【００４２】
さらに、図１０、図１１に示すように、異常潰れが発生した場合は、正常時と比較して、フリーエアーボールＢがチップ電極１０１に潰された潰れ面ＷＡの面積が広く、かつ潰れ面の周縁が不均一である。さらに、異常時においては、正常時と比較して接合ボールの高さが低くなっている。
【００４３】
図５から図９に示すグラフ、及び図１０、図１１に示す模式図から検討すると、フリーエアーボールＢをチップ電極１０１に接合するときに、異常時においては、正常時と比較してフリーエアーボールＢがＸＹ方向に広範囲に振動し、その振動も不規則であることが推測される。
【００４４】
図５から図９において、異常時に各値が変動するのは、以下のように推測される。すなわち、フリーエアーボールＢが不規則に振動することにより、振動子３２による超音波振動とは異なる不規則振動が振動子３２に伝わる。不規則振動が振動子３２の圧電素子に伝わり、圧電素子に圧力が加わることで起電力が発生する。この起電力により、振動子３２のインピーダンスが図９に示すように変動することで、電圧値及び電流値、さらには、駆動電圧と駆動電流との位相差、周波数も変動する。
【００４５】
フリーエアーボールＢが正常時と比較してＸＹ方向に広範囲に振動するのは、以下のように推測される。すなわち、基板２００は、図３に示すように、チップ電極１０１及び基板電極２０１が露出するようにウインドクランパ４２で固定されるが、ウインドクランパ４２による固定が十分でなく、チップ１００が傾いたり、基板２００がボンディングステージ４１から浮いたりすることがある。ウインドクランパ４２によるチップ１００及び基板２００の固定が十分でない場合には、フリーエアーボールＢをチップ電極１０１に押し潰すときの振動により、チップ１００又は基板２００がフリーエアーボールＢともに振動する。または、チップ電極１０１に荷重が十分に加わらずフリーエアーボールＢがチップ電極１０１の表面を滑りながら振動する。このとき、フリーエアーボールＢは、チップ電極１０１からの反力が小さくなるために正常時よりも広範囲、不規則に振動することになる。
【００４６】
さらに、チップの割れ、カケ等によるチップ１００の不良やチップ１００と基板２００との接合不良がある場合にも、フリーエアーボールＢの異常潰れが発生し得る。また、接合時の荷重によりチップ１００が割れた場合等にも異常潰れが発生し得る。
【００４７】
フリーエアーボールＢの異常潰れが発生した場合には、ワイヤＷがチップ電極１０１に十分に接合していないため、後の樹脂封止工程等でワイヤＷがチップ電極１０１から剥がれる可能性が高くなり当該チップ１００を用いた半導体装置が不良となる。さらに、異常潰れが発生した場合には、潰れ面ＷＡがチップ電極１０１からはみ出して他のチップ電極１０１等と接触することも考えられる。
【００４８】
（実施の形態の効果）
本実施の形態よれば、以下の効果を奏する。
（ａ）振動子３２を駆動させる駆動電圧及び駆動電流に基づいてフリーエアーボールＢの異常潰れを検出することにより、正常時と異常時とで押圧荷重が変化しない場合でもフリーエアーボールＢの異常潰れを検出することができる。また、駆動電圧及び駆動電流に基づいてフリーエアーボールＢの異常潰れを検出することにより荷重センサにより検出した荷重により異常潰れを検出する構成よりも、応答性のよい検出データを得ることができる。そのため、従来の荷重センサにより異常潰れを検出する構成よりも高精度にフリーエアーボールＢの異常潰れを検出することが可能である。
【００４９】
（ｂ）振動子３２を駆動させる駆動電圧及び駆動電流に基づいてフリーエアーボールＢの異常潰れを検出することにより、チップ電極１０１にフリーエアーボールを接触させた後、超音波振動を印加させながらフリーエアーボールを接合する際の潰れ状態を評価することができる。そのため、従来の方法では検出できなかった超音波振動の影響による異常潰れを検出することが可能である。
【００５０】
（ｃ）駆動電圧と駆動電流との位相差の標準偏差に基づいて接合後にフリーエアーボールＢの異常潰れを検出することにより、押圧期間全体における振動状態、押圧状態について評価することができる。これにより、ノイズや立ち上がり時の影響による異常潰れの誤検出を抑制することができる。
【００５１】
（ｄ）駆動電圧及び駆動電流に基づいてフリーエアーボールＢの異常潰れを検出することにより、ソフトウェアの変更のみで荷重センサを用いない簡素な構成においてもフリーエアーボールＢの異常検出をすることができる。
【００５２】
（ｅ）ボンディング工程においてフリーエアーボールＢの異常潰れを検出することができるので、異常潰れが発生したときにワイヤボンディング装置１を停止又は異常個所を記憶することができる。これにより、異常潰れが発生したチップ１００を除外又は修理をすることができるので、半導体装置の歩留まりを向上させることができる。
【００５３】
（変形例）
実施の形態は、ワイヤボンディング装置１について説明したが、本発明は、チップ電極１０１と基板電極２０１とをワイヤＷで接続するワイヤボンディング装置１に限らず、バンプのみをチップ電極１０１又は基板電極２０１に接合するバンプボンダ装置にも適応することができる。
【００５４】
また、実施の形態において、判定手段５３は、電圧値と電流値との差分の標準偏差に基づいて異常潰れを検出すると説明したが、電圧値と電流値との差分に限らず、電圧値及び電流値の数値や周波数の変動等によって異常潰れを検出してもよい。さらに、標準偏差に限らず、他の方法で電圧値及び電流値の差分等を評価してもよい。
【００５５】
また、実施の形態において、判定手段５３は、異常潰れが発生しているか否かについて判断していたが、異常潰れについて複数の段階の判断をしてもよいし、異常潰れについて評価値を算出する構成としてもよい。
【００５６】
また、実施の形態では、荷重センサを有しないワイヤボンディング装置１について説明したが、勿論、荷重センサを有するワイヤボンディング装置に本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１…ワイヤボンディング装置、２１…ＸＹテーブル、２２…駆動モータ、２３…電気トーチ、３０…ボンディングアーム、３１…超音波ホーン、３２…振動子、３３…キャピラリ、３４…フランジ、３０１…、フランジ取り付け面、３０２…ボルト、４１…ボンディングステージ、４２…ウインドクランパ、５０…制御部、５１…制御手段、５２…算出手段、５３…判定手段、６１…記憶部、６２…測定部、６３…電源、１００…チップ、１０１…チップ電極、２００…基板、２０１…基板電極、Ｗ…ワイヤ、Ｗ１…第１の接合部、Ｗ２…第２の接合部、ＷＡ…潰れ面、Ｂ…フリーエアーボール、Ｏ…回転軸
【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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