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JP2000269263A - ボール式ワイヤボンディングの良否判別方法及びボール式ワイヤボンディング方法 - Google Patents

ボール式ワイヤボンディングの良否判別方法及びボール式ワイヤボンディング方法

Info

Publication number
JP2000269263A
JP2000269263A JP6883699A JP6883699A JP2000269263A JP 2000269263 A JP2000269263 A JP 2000269263A JP 6883699 A JP6883699 A JP 6883699A JP 6883699 A JP6883699 A JP 6883699A JP 2000269263 A JP2000269263 A JP 2000269263A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bonding
ball
ball portion
type wire
crushing deformation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6883699A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazunori Fuji
和則 富士
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rohm Co Ltd filed Critical Rohm Co Ltd
Priority to JP6883699A priority Critical patent/JP2000269263A/ja
Publication of JP2000269263A publication Critical patent/JP2000269263A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • H10W72/0711
    • H10W72/07141
    • H10W72/07173
    • H10W72/075
    • H10W72/07521
    • H10W72/07533
    • H10W72/536
    • H10W72/552

Landscapes

  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ボンディングツール5に支持した金属線10
の下端にボール部10aを形成し、このボール部10a
を、前記ボンディングツール5の下降動によって、ボン
ディング部3aに対して所定のボンディング荷重で潰し
変形しながら超音波振動の印加にて接合すると言うボー
ル式のワイヤボンディングにおいて、前記ボール部10
aの接合の良否を容易に判別できるようにする。 【解決手段】 前記ボンディングツール5の高さ位置を
検出して、前記ボール部10aの潰し変形量Hを演算
し、この値を、前記ボール部10aをボンディング部3
aに対して接合するときにおける最適潰し変形量と比較
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、二つの電極等のボ
ンディング部の相互間を細い金属線にて電気的に接続す
ると言うワイヤボンディングのうち、金属線の先端に形
成したボール部を、一方のボンディング部に対して接合
するようにしたボール式のワイヤボンディングにおい
て、その接合の良否を判別する方法、及び、ボール式ワ
イヤボンディング方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、ワイヤボンディングの一つに、
ボール式のワイヤボンディング方法があり、このボール
式のワイヤボンディング方法は、従来から良く知られて
いるように、ホーンに取付けたボンディングツールにて
金属線を略鉛直状に支持し、この金属線の下端に、放電
等による溶融にてボール部を形成し、このボール部を、
前記ボンディングツールの下降動にて、半導体チップに
おける電極等のボンディング部の表面に対して接触(ワ
ークタッチ)し、次いで、このボール部を所定のボンデ
ィング荷重で潰し変形しながら超音波振動を印加するこ
とを所定のボンディング時間にわたって行うことによ
り、ボール部を前記ボンディング部に接合するように
し、この接合が完了すると、ボンディング荷重の付与と
超音波振動の印加とを停止したのち前記ボンディングツ
ールが金属線をクランプしない状態で上昇動すると言う
方法である。
【0003】この場合、従来のボール式ワイヤボンディ
ング方法においては、前記ボンディング時間を、常に、
一定にするように設定している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記金属線の
先端におけるボール部は、金属線を放電等にて溶融する
ことによって形成するために、その直径には、大きい小
さいのバラ付きが存在し、しかも、前記ボール部は、金
属線に軸線に対して偏芯している場合があるが、前記従
来のボール式ワイヤボンディング方法は、ボール部の直
径のバラ付き偏芯に関係なく、ボンディング時間を常に
一定にするように構成している。
【0005】このために、従来のボール式ワイヤボンデ
ィング方法では、ボール部の直径が小さい場合には、当
該ボール部に対する単位面積当たりのボンディング荷重
が大きくてボール部の潰れ変形が早くなることにより、
所定のボンディング時間を経過したとき、ボール部の潰
し変形量が、ボール部をその直径のバラ付き及び偏芯等
にかかわらずボンディング部からはみ出すことなく確実
に接合することができる最適潰し変形量を超えて過剰に
なるから、ボンディング部からはみ出しボンディング部
以外の箇所にダメージを及ぼしたり、電気的なショート
が発生したりすることになる。
【0006】また、ボール部の直径が大きい場合には、
当該ボール部に対する単位面積当たりのボンディング荷
重が小さくてボール部の潰れ変形が遅くなることによ
り、前記した所定のボンディング時間では、ボール部の
潰し変形量を前記最適潰し変形量にすることができず、
ボンディング不良が発生するのであり、更にまた、ボー
ル部が金属線に軸線に対して偏芯している場合にも、ボ
ール部が潰し変形が早くなり、その潰し変形量が最適潰
し変形量を超えて過剰になるから、ボンディング部から
はみ出すことになる言う問題があった。
【0007】本発明は、ボール式のワイヤボンディング
において、ボール部のボンディング部に対する接合の良
否を容易に判別できる方法と、前記の問題を確実に低減
できるようにしたボール式ワイヤボンディング方法とを
提供することを技術的課題とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】この技術的課題を達成す
るため本発明の判別方法は、「金属線の先端に形成した
ボール部を、ボンディングツールの下降動にて、ボンデ
ィング部に対して接触し所定のボンディング荷重で潰し
変形しながら超音波振動を印加して接合するようにした
ボール式のワイヤボンディングにおいて、前記ボンディ
ングツールの高さ位置を検出して、前記ボール部の潰し
変形量を演算し、この値を、前記ボール部をボンディン
グ部に対して接合するときにおける最適潰し変形量と比
較することを特徴とする。」ものである。
【0009】また、本発明のワイヤボンディング方法
は、「金属線の先端に形成したボール部を、ボンディン
グツールの下降動にて、ボンディング部に対して接触し
所定のボンディング荷重で潰し変形しながら超音波振動
を印加して接合するようにしたボール式のワイヤボンデ
ィングにおいて、前記ボンディングツールの高さ位置を
検出して、前記ボール部の潰し変形量を演算し、この値
が、前記ボール部をボンディング部に対して接合すると
きにおける最適潰し変形量と等しいか略等しくなるま
で、前記ボンディング荷重の付与と超音波振動の印加と
を行い、その後において前記ボンディング荷重の付与と
超音波振動の印加とを停止して前記ボンディングツール
を上昇動することを特徴とする。」ものである。
【0010】
【発明の作用・効果】ボール部をボンディング部に対し
て所定のボンディング荷重で潰し変形しながら超音波振
動を印加することによって接合するに際して、ボール部
の直径のバラ付き及び偏芯にかかわらずボンディング部
からはみ出すことなく確実に接合することができる最適
潰し変形量は、実験等によって予め判っている。
【0011】そこで、ボンディングツールの高さ位置の
検出にて当該ボンディングツールの下降動によるボール
部の潰し変形量を演算し、この値を、前記最適潰し変形
量と比較することにより、ボール部のボンディング部に
対する接合の良否を判別することができる。
【0012】また、ボンディングツールの高さ位置の検
出にて当該ボンディングツールの下降動によるボール部
の潰し変形量を演算し、この値が、前記最適潰し変形量
と等しいか略等しくなるまで、前記ボンディング荷重の
付与と超音波振動の印加とを行い、その後において前記
ボンディング荷重の付与と超音波振動の印加とを停止し
て前記ボンディングツールを上昇動することにより、前
記ボール部の潰し変形量を、当該ボンディングツールの
高さ検出に応じて、ボール部の大きい小さいのバラ付き
及び偏芯等に関係なく、最適潰し変形量に等しくするこ
とができるか、これに近似させることができるのであ
る。
【0013】従って、本発明によると、ボール式のワイ
ヤボンディングにおいて、外観から容易に認識すること
ができなかった接合の良否を、容易に、且つ、確実に判
別することができる一方、従来のボール式ワイヤボンデ
ィング方法において、ボール部を前記許容潰し変形量を
超えて過剰に潰し変形したり、ボール部の潰し変形量が
許容潰し変形量に至らなくなったりすること、ひいて
は、ボンディング部からのはみ出し及びボンディング不
良等のワイヤボンディングミスの発生を大幅に低減でき
る効果を有する。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
1〜図3の図面について説明する。
【0015】この図において、符号1は、加熱支持盤を
示し、この加熱支持盤1の上面には、リードフレーム2
が載置され、このリードフレーム2の上面には、半導体
チップ3がマウントされている。
【0016】符号4は、ワイヤボンディング装置を示
し、このワイヤボンディング装置4は、先端にキャピラ
リーツール等のボンディングツール5を基端に超音波発
振器6を備えたホーン7を、昇降駆動手段8にて上下動
するように構成され、更に、このワイヤボンディング装
置4は、中央制御回路9にて以下に述べるように制御さ
れて、前記半導体チップ3の上面における電極等のボン
ディング部3aと、前記リードフレーム2におけるリー
ド端子との間を、金又はアルミニウム等の細い金属線1
0にてワイヤボンディングするのである。
【0017】すなわち、前記ホーン7の先端におけるボ
ンディングツール5に下向きの鉛直状に支持した金属線
10の下端に、放電等の溶融にてボール部10aを形成
すると、前記ボンディングツール5は、その昇降駆動手
段8にて下降動を開始し、その下降動の途中におけるA
点で、前記ボール部10aを、前記半導体チップ3にお
けるボンディング部3aに対して、所定のボンディング
荷重にて接触(ワークタッチ)し、次いで、所定のボン
ディング時間T経過後のB点まで、このボール部10a
を前記ボンディング荷重での押圧にて潰し変形しながら
超音波発振器6にて超音波振動を印加することにより、
前記ボンディング部3aに対して接合するのである。
【0018】そして、前記B点においてボンディング部
3aへのボール部10aの接合が完了すると、前記ボン
ディング荷重の付与と超音波振動の印加とを停止したの
ち、前記ボンディングツール5が、金属線10のクラン
プを放した状態で上昇動するのである。
【0019】このように、前記ボール部10aをボンデ
ィング部3aに対して所定のボンディング荷重で潰し変
形しながら超音波振動を印加することによって接合する
に際して、ボール部10aを、その直径のバラ付き及び
偏芯にかかわらずボンディング部3aからはみ出すこと
なく確実に接合することができる最適の潰し変形量は、
実験等によって予め判っている。
【0020】そこで、本発明における第1の実施の形態
では、前記ワイヤボンディング装置4に、そのホーン6
の高さ位置、ひいては、これに取付けたボンディングツ
ール5の高さ位置を検出する高さセンサー11を設け
て、この高さセンサー11の信号を前記中央制御回路9
に入力することにより、A点からB点までの高さH、つ
まり、ボール部10aのボンディングツール5の下降動
による実際の潰し変形量Hを演算し、この実際の潰し変
形量Hを、前記最適潰し変形量と比較するのである。
【0021】この比較により、実際の潰し変形量Hが最
適潰し変形量よりも大きいときには、ボール部10aの
潰し変形は過剰で、ボンディング部3aからはみ出して
いることが予想され、また、実際の潰し変形量Hが最適
潰し変形量よりも小さいときには、ボール部10aの潰
し変形は不足で、ボンディング不良になっていることが
予想されるから、前記の比較により、ボール部10aに
おける接合の良否を確実に判別することができるのであ
る。
【0022】なお、この比較により接合が良好であると
判断されたときには、そのままワイヤボンディングを継
続するが、接合が不良であると判断されたときには、ア
ラームによる警報を発するか、警報を発すると同時にワ
イヤボンディングを中止するようにするのである。
【0023】次に、本発明における第2の実施の形態
は、前記ボンディング時間Tによる制御を廃止し、前記
高さセンサー11による高さ検出に応じて、ボンディン
グツール5が前記AからB点に下降動するまでボンディ
ング荷重の付与と超音波浸透の印加とを継続し、前記ボ
ンディングツール5がB点まで下降動した時点で、この
前記ボンディング荷重の付与及び超音波振動の印加を停
止したのち、前記ボンディングツール5を上昇動するよ
うに制御するように構成したものである。
【0024】このように制御することにより、ボール部
10aを、常にA点からB点までの高さ寸法Hだけ潰し
変形することができ、ひいては、前記ボール部10aの
潰し変形量を、当該ボール部10aにおける直径のバラ
付き及び偏芯等に関係なく、常に前記A点からB点まで
の高さ寸法Hに揃えることができるから、この高さ寸法
Hの潰し変形量を、前記したように、ボール部10aを
その直径のバラ付き及び偏芯にかかわらずボンディング
部3aからはみ出すことなく確実に接合することができ
る最適潰し変形量に等しくするか、これに近似する値に
設定することにより、前記ボンディングツール5の下降
動によるボール部10aの潰し変形量を、当該ボンディ
ングツールの高さ検出に応じて、ボール部の大きい小さ
いバラ付き及び偏芯等に関係なく、最適潰し変形量に等
しくすることができるか、これに近似させることができ
るのである。
【0025】なお、前記実施の形態は、金属線10の下
端に形成したボール部10aを 、半導体チップ3にお
ける電極等のボンディング部3aに対して接合する場合
であったが、本発明は、これに限らず、金属線10の下
端に形成したボール部10a、リードフレーム2等のそ
の他の箇所におけるボンディング部に対して接合する場
合にも適用できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示すワイヤボンディング
装置の正面図である。
【図2】本発明の実施の形態においてボンディングツー
ルの下降ストロークト時間との関係を示す図である。
【符号の説明】
1 加熱支持盤 2 リードフレーム 3 半導体チップ 3a 電極等のボンディング部 4 ワイヤボンディング装置 5 ボンディングツール 6 超音波発振器 7 ホーン 8 昇降駆動手段 9 中央制御回路 10 金属線 10a ボール部 11 高さセンサー

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】金属線の先端に形成したボール部を、ボン
    ディングツールの下降動にて、ボンディング部に対して
    接触し所定のボンディング荷重で潰し変形しながら超音
    波振動を印加して接合するようにしたボール式のワイヤ
    ボンディングにおいて、 前記ボンディングツールの高さ位置を検出して、前記ボ
    ール部の潰し変形量を演算し、この値を、前記ボール部
    をボンディング部に対して接合するときにおける最適潰
    し変形量と比較することを特徴とするボール式ワイヤボ
    ンディングの良否判別方法。
  2. 【請求項2】金属線の先端に形成したボール部を、ボン
    ディングツールの下降動にて、ボンディング部に対して
    接触し所定のボンディング荷重で潰し変形しながら超音
    波振動を印加して接合するようにしたボール式のワイヤ
    ボンディングにおいて、前記ボンディングツールの高さ
    位置を検出して、前記ボール部の潰し変形量を演算し、
    この値が、前記ボール部をボンディング部に対して接合
    するときにおける最適潰し変形量と等しいか略等しくな
    るまで、前記ボンディング荷重の付与と超音波振動の印
    加とを行い、その後において前記ボンディング荷重の付
    与と超音波振動の印加とを停止して前記ボンディングツ
    ールを上昇動することを特徴とするボール式ワイヤボン
    ディング方法。
JP6883699A 1999-03-15 1999-03-15 ボール式ワイヤボンディングの良否判別方法及びボール式ワイヤボンディング方法 Pending JP2000269263A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009059878A (ja) * 2007-08-31 2009-03-19 Shinkawa Ltd ボンディング装置及びボンディング方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009059878A (ja) * 2007-08-31 2009-03-19 Shinkawa Ltd ボンディング装置及びボンディング方法

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