CH673908A5

CH673908A5 -

Info

Publication number: CH673908A5
Application number: CH1990/87A
Authority: CH
Inventors: Viacheslav Gennadievich Sizov; Valery Alexandrovich Kalachev; Alexandr Anatolievich Gulyaev; Vitaly Georgievich Melnik; Zinovy Mikhalevich Slavinsky
Original assignee: Vyacheslav Gennadievich Sizov; Valery Alexandrovich Kalachev; Alexandr Anatolievich Gulyaev; Vitaly Georgievich Melnik; Zinovy Mikhalevich Slavinsky
Priority date: 1987-05-26
Filing date: 1987-05-22
Publication date: 1990-04-12
Also published as: GB8712311D0; GB2205053A; FR2618020B1; FR2618020A1; DE3717856A1

Description

BESCHREIBUNG Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Montage 40 von Halbleitergeräten und auf eine Einrichtung zur Durchführung desselben gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 bzw. des Patentanspruches 3.

Gegenwärtig ist eine Klasse von Halbleitergeräten und integrierten Schaltkreisen bekannt, in denen die Verbindungsbrük-4s ken zwischen den Bondstellen eine vorgegebene Form besitzen müssen: geradlinige Abschnitte mit verschiedenen Neigungswinkeln derselben zur horizontalen Ebene. Diese Verbindungsbrük-kenform ist zur Erzielung von hohen Ausgangscharakteristiken von Halbleitergeräten, insbesondere von im UHF-Bereich funk-50 tionierenden Geräten erforderlich. Für besonders zuverlässige Geräte müssen zwischen den Bondstellen Verbindungsbrücken mit garantierten Festigkeitseigenschaften erzeugt werden. Darüber hinaus ist es bei Halbleitergeräten mit hoher Packungsdichte und einer hohen Anzahl von Verbindungsbrücken wirt-55 schaftlich begründet, nicht einwandfreie Bondverbindungen vor der Erzeugung einer jeden nächsten Verbindungsbrücke zu ermitteln.

Bekannt sind Verfahren zur Montage von Halbleitergeräten, bei denen zwischen den Bondstellen von Gehäuse und Chip 60 eines Halbleitergerätes eine Verbindungsbrücke aus Draht durch Anschliessen desselben an die erste von diesen Bondstellen mit Hilfe eines Bondwerkzeuges, Hindurchziehen des Drahtes durch das Bondwerkzeug entlang einer Bahn, die aus zwei aufsteigenden Abschnitten besteht, die unter stumpfem Winkel 65 relativ zueinander liegen, Absenken des Drahtes auf die zweite Bondstelle ohne Hindurchziehen und Anschliessen desselben an die zweite Bondstelle erzeugt wird.

Das Vorhandensein von zwei aufsteigenden Abschnitten der

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Drahtdurchzugsbahn ist durch die Notwendigkeit bedingt, eine Drahtausbiegung zur Gewährleistung einer erhabenen Strombrückenform zu erzeugen, die zur Beseitigung des Kurzschlusses erforderlich ist, welcher durch die Verbindungsbrücke zwischen den Leiterbahnen und innerhalb der rings um die Bondstellen liegenden Topologie herbeigeführt wird. Allerdings kommt es infolge einer ungleichmässigen Verteilung der mechanischen Eigenschaften des erwähnten Drahtes über dessen Länge, und zwar der Festigkeitseigenschaften, dazu, dass sich eine beliebige Form ergibt, weshalb es zu Kurzschlüssen kommen kann. Ausserdem besitzt eine jede nachfolgende Verbindungsbrücke eine von der vorhergehenden verschiedene Form.

Das Vorhandensein von zwei aufsteigenden Drahtdurchzugsabschnitten, von denen der erste unter rechtem Winkel zur Bondstelle liegt, führt zur Entstehung von Mikrorissen an der Übergangsstelle der Bondverbindung zum Draht, die durch Reiben des Drahtes am Bondwerkzeug beim Hindurchziehen hervorgerufen sind. Ausserdem führt das Hindurchziehen des Drahtes in den zwei aufsteigenden Abschnitten und das Absenken desselben auf die zweite Bondstelle zum Bonden zu mehrfachen Umbiegungen des Drahtes an der erwähnten Übergangsstelle, was insgesamt aufgrund des erwähnten Nachteiles die Festigkeitseigenschaften der Verbindungsbrücke herabsetzt und hierdurch auch die Montagegüte von Halbleitergeräten beeinträchtigt.

Bekannt sind Einrichtungen zur Durchführung von erwähnten Verfahren zur Montage von Halbleitergeräten, deren jede eine Grundplatte, auf der ein Koordinatentisch montiert ist, einen Bondkopf, der mit einem Antrieb zur Verschiebung desselben in der vertikalen Ebene ausgestattet und in dessen Bondwerkzeug ein Draht zum Ausbilden einer Verbindungsbrücke zwischen Bondstellen an Gehäuse und Chip von Halbleitergeräten angeordnet ist, sowie eine Steuereinheit zum Ansteuern der Antriebe und des Bondkopfes enthält.

In der im Prospekt der Firma Kaiso Denki Co beschriebenen Einrichtung wird ein Halbleitergerät in Bewegung montiert, wobei dieses Halbleitergerät auf dem Koordinatentisch entlang den Koordinaten x, y, (p verschoben wird (<p bedeutet einen Drehwinkel in der horizontalen Ebene x, y), während in der im SU-Urheberschein Nr. 740 448 beschriebenen Einrichtung das Halbleitergerät unbeweglich, der Bondkopf aber mit Antrieben zur Verschiebung desselben entlang den Koordinaten x, y, <p ausgestattet ist.

Die Erzeugung einer Verbindungsbrücke durch die vorerwähnten Einrichtungen geschieht im wesentlichen auf eine ähnliche Weise. Der Unterschied besteht allein darin, dass das vertikale Heben des Bondwerkzeuges von der ersten Bondstelle in der ersten der vorerwähnten Einrichtungen ungefähr bis zur halben Höhe der zu erzeugenden Verbindungsbrücke erfolgt, während es in der zweiten Einrichtung ungefähr bis zu einer 1/4-Höhe dieser Verbindungsbrücke stattfindet.

Die erste der erwähnten Einrichtungen, die durch das vertikale Heben des Bondwerkzeuges bis auf eine gegenüber der zweiten Einrichtung grössere Höhe gekennzeichnet ist, gewährleistet keine erforderliche Montagegüte von Halbleitergeräten infolge der an der Übergangsstelle der Bondverbindung zum Draht entstehenden Mikrorisse und ist ferner durch niedrige Arbeitsleistung gekennzeichnet, die dadurch bedingt ist, dass die Länge der Bewegungsbahn des Bondwerkzeuges die Verbindungsbrückenlänge beträchtlich übersteigt.

In der zweiten Einrichtung sind die genannten Nachteile durch herabgesetzte Höhe des vertikalen Hubs des Bondwerkzeuges teilweise beseitigt, wodurch die Zahl der Mikrorisse vermindert und die Arbeitsleistung etwas erhöht wird. Allerdings hängt die Form der durch diese Einrichtung erzeugten Verbindungsbrücken vom Gleichmässigkeitsgrad der Verteilung der mechanischen Eigenschaften des Drahtes über dessen Länge ab und variiert ebenfalls in beliebiger Weise.

Bekannt ist ferner ein Verfahren zur Montage von Halbleitergeräten, das darin besteht, dass zwischen Bondstellen an Gehäuse und Chip eines Halbleitergerätes eine Verbindungsbrücke aus Draht durch dessen Anschliessen mit Hilfe eines Bondwerk-s zeuges an die erste dieser Bondstellen, Hindurchziehen des Drahtes durch das Bondwerkzeug und Anschliessen desselben an die zweite Bondstelle erzeugt wird (SU-Urheberschein Nr. 821 100, Kl. B23K 31/02, bekanntgemacht am 15.04.81).

Im erwähnten Verfahren erfolgt das Hindurchziehen des io Drahtes entlang einer Bahn, die aus einem aufsteigenden Abschnitt besteht, der unter spitzem Winkel zur ersten Bondstelle liegt, was die Bildung von Mikrorissen an der Übergangsstelle der Bondverbindung zum Draht zu vermeiden gestattet, welche durch Reibung des Drahtes am Bondwerkzeug bei dessen verti-15 kalem Heben hervorgerufen sind. Jedoch sind noch Mikrorisse vorhanden, die durch Umbiegen des Drahtes bei dessen Senkung an die zweite Bondstelle ohne Hindurchziehen verursacht sind.

Im erwähnten Verfahren ist wie auch bei den vorerwähnten 20 Verfahren die Verbindungsbrückenform durch die mechanischen Eigenschaften des Drahtes bedingt und varriert in beliebiger Weise. Dies schafft Voraussetzungen dazu, dass die Verbindungsbrücke die Leiterbahnen und die rings um die Bondstellen liegende Topologie zum Kurzschluss bringt. Eine jede nachfol-25 gende, auf die beschriebene Weise erzeugte Strombrücke besitzt eine von der vorhergehenden verschiedene Form. Ausserdem ist beim Ausbilden von zwischen in verschiedener Höhe liegenden Bondstellen erzeugten Verbindungsbrücken die Wahrscheinlichkeit höher, dass die erwähnten Kurzschlüsse eintreten. 30 Die Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zur Montage von Halbleitergeräten enthält eine Grundplatte, auf der ein Koordinatentisch zum Unterbringen von Halbleitergeräten montiert und ein Wagen angeordnet ist, der mit einem Antrieb zur hin- und hergehenden Verschiebung desselben in bezug 35 auf die Grundplatte parallel zu einer der horizontalen Achsen des erwähnten Koordinatentisches sowie mit einem Bondkopf verbunden ist, der mit einem Antrieb zur Verschiebung desselben in der vertikalen Ebene ausgestattet und in dessen Bondwerkzeug ein Draht zum Bilden einer Verbindungsbrücke zwi-40 sehen den Bondstellen an Gehäuse und Chip angeordnet ist, sowie eine Steuereinheit, deren Ausgänge mit dem Bondkopf, dem Antrieb zur Verschiebung desselben in der vertikalen Ebene und dem Antrieb zur hin- und hergehenden Verschiebung des Wagens elektrisch verbunden sind (SU-Urheberschein Nr. 45 821 100).

In der erwähnten Einrichtung bewegt sich der Wagen in bezug auf die Grundplatte unter einem Winkel, der dem Winkel der Drahtzuführung zum Bondwerkzeug gleich ist, was einen Neigungswinkel des aufsteigenden Bahnabschnittes beim Hin-50 durchziehen des Drahtes sowie eine ungenügende Montagegüte von Halbleitergeräten bedingt.

Obwohl in der erwähnten Einrichtung kein vertikales Heben des Bondwerkzeuges stattfindet, übersteigt die Bewegungsbahn desselben immer noch die Verbindungsbrückenlänge, weswegen 55 die Arbeitsleistung der Einrichtung nicht ausreichend hoch ist.

Bei besonders zuverlässigen Halbleitergeräten ist eine Kontrolle der Verbindungsbrückenqualität, nämlich der Festigkeitseigenschaften derselben, vorausgesetzt. Also findet nach der Ausbildung sämtlicher Verbindungsbrücken eine Qualitätskon-60 trolle auf einer besonderen Kontrolleinrichtung durch Anlegen einer Zugkraft an die Verbindungsbrücke an einer beliebig genommenen Stelle statt. Dabei wird eine jede Verbindungsbrük-ke des Halbleitergerätes in bezug auf die Messeinheit zum Messen der Zugkraft orientiert und danach die Zugkraft angelegt. 65 Diese Qualitätskontrolle ist in den Halbleitergeräten mit einer hohen Packungsdichte besonders erschwert, da die Verbindungsbrücken in ihnen in einem geringen Abstand voneinander liegen. Die Kraftanlage an einer beliebig gewählten Verbin-

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dungsbrückenstelle führt zu einer Änderung der Verbindungsbrückenform, wodurch Mikrorisse an der Übergangsstelle des Drahtes in die Bondverbindungen entstehen. Ausserdem ist eine jede Bondverbindung unterschiedlichen Zugkräften ausgesetzt, die durch verschiedene Neigungswinkel der Verbindungsbrücke s relativ zu den Bondstellen an Gehäuse und Chip bedingt sind.

Also setzt die vorbeschriebene Kontrolle die Produktivität dieses Montageverfahrens und die Arbeitsleistung der zur Durchführung desselben vorgeschlagenen Einrichtung herab,

weil sie nach der Ausbildung sämtlicher Verbindungsbrücken in 10 einem Halbleitergerät durchgeführt wird, und verschlechtert auch die Montagequalität.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Montage von Halbleitergeräten und eine Einrichtung zur Durchführung desselben zu schaffen, in denen das Hindurch- is ziehen des Drahtes entlang einer solchen Bahn erfolgt, die die Ausbildung von Verbindungsbrücken gewünschter Form ermöglicht.

Die gestellte Aufgabe ist dadurch gelöst, dass das vorgeschlagene Verfahren zur Montage von Halbleitergeräten erfin- 20 dungsgemäss mit den im Kennzeichen des Patentanspruches 1 umschriebenen Schritten durchgeführt wird.

Zweckmässigerweise erfolgt das Hindurchziehen des Drahtes entlang einer Bahn, bei der der aufsteigende und der absteigende Verbindungsbrückenabschnitt unter gleichen Winkeln relativ 2s zu den jeweiligen Bondstellen liegen, in nicht minder zweckmässiger Weise wird das Bondwerkzeug nach dem Anschliessen des Drahtes an die zweite Bondstelle in seine Ausgangsstellung zurückgeführt und gleichzeitig eine Zugkraft an der Umbiegestelle bis zinn Erreichen eines Kraftbetrags angelegt, bei dem eine eia- 30 stische Verbindungsbrückenverformung eintritt, worauf man die Zugkraft aufhebt.

Die gestellte Aufgabe ist ferner auch dadurch gelöst, dass die vorgeschlagene Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Montage von Halbleitergeräten die im Kennzeichen des 35 Patentanspruches 3 umschriebenen Merkmale aufweist.

Zweckmässigerweise ist der Bondkopf am Wagen mit Pendelungsmöglichkeit in einer Ebene angebracht, die zur Pendelebene der Drahtfixiereinheit parallel ist.

Vorteilhafterweise enthält die Drahtfixiereinheit eine Krag- 40 stütze, zwei horizontal liegende, an der Grundplatte befestigte Spitzen, in denen die Kragstütze fixiert ist, einen Elektromagneten, der an der Kragstütze befestigt und mit einem jeweiligen zusätzlichen Steuereinheitsausgang elektrisch verbunden ist,

zwei vertikal liegende, an der Kragstütze befestigte Spitzen, 45 einen zweiarmigen L-förmigen Hebel, der in den vertikal liegenden Spitzen aufgenommen, an die Kragstütze federnd angedrückt ist und über seinen einen Arm mit dem Anker des Elektromagneten zusammenwirkt, wobei das Arbeitsorgan mit dem anderen Arm des zweiarmigen L-förmigen Hebels verbunden 50 ist.

Es empfiehlt sich, dass das Arbeitsorgan der Drahtfixiereinheit einen Halter und einen Stab enthält, der in einer vertikalen Ebene liegt, die zur Verschiebungsebene des Bondkopfes senkrecht ist, und aus drei Abschnitten besteht, von denen der erste 55 im Halter befestigt ist, der zweite in einer zur Verschiebungsebene des Bondkopfes parallelen Ebene unter stumpfem Winkel zum ersten Abschnitt liegt, und der dritte unter rechtem Winkel zum zweiten Abschnitt liegt und mit dem Draht beim Ausbilden des auf die zweite Bondstelle absteigenden Verbindungsbriik- 60 kenabschnittes zusammenwirkt, wobei im Bondwerkzeugkörper eine Aussparung zur Aufnahme des zweiten Stababschnittes vorgesehen ist.

Die Einrichtung kann eine Messeinheit zum Messen der Zugkraft aufweisen, die mit der Drahtfixiereinheit verbunden 65 und mit dem Steuereinheitseingang elektrisch verbunden ist.

Vorteilhafterweise enthält die Zugkraftmesseinheit ein elastisches Element, an dem das Arbeitsorgan der Drahtfixiereinheit befestigt ist, sowie einen Weggeber dieses elastischen Elementes.

Das Hindurchziehen des Drahtes mit einer Kraft, die eine plastische Verformung desselben gewährleistet, bei gleichzeiti-5 ger Verschiebung des Bondwerkzeuges und des Halbleitergerätes sowie die Fixierung dieses Drahtes an der Umbiegestelle gestattet es, zwischen den Bondstellen Verbindungsbrücken gewünschter Form zu erzeugen und das Auftreten eines solchen am häufigsten vorkommenden Nachteils, bei dem die Verbin-10 dungsbriicke mit der Topologie und den Leiterbahnen rings um eine Bondstelle kurzgeschlossen wird, auszuschliessen. Ausserdem gestattet dies, eine streng eingehaltene Reproduzierbarkeit der Verbindungsbrückenform unabhängig von der Verteilung der mechanischen Eigenschaften des Drahtes über dessen Länge is zu erzielen. Die Lage der Umbiegestelle und die Neigungswinkel der Verbindungsbrücken relativ zu den Bondstellen lassen sich nach Bedarf ändern, was eine Montage von Halbleitergeräten ermöglicht, bei denen der Höhenunterschied von Bondstellen an Gehäuse und Chip gross ist, ohne dass es zum Kurzschluss 20 zwischen einer Verbindungsbrücke und dem Chip kommen würde.

Die Verschiebung des Bondwerkzeuges entlang einer die Verbindungsbrückenform bestimmenden Bahn gestattet es, die Produktivität der Montage von Halbleitergeräten zu steigern. 25 Die Erzeugung von Verbindungsbrücken mit gleichen Neigungswinkeln relativ zu den Bondstellen sowie das Anlegen von Zugkräften an der Verbindungsbrückenspitze erlaubt es, die Qualität von Halbleitergeräten mit hoher Packungsdichte dank Vermeidung von beträchtlichen Änderungen der Verbindungs-30 brückenform bei Anlagen einer Zugkraft, die die Entstehung von Mikrorissen an den Übergangsstellen des Drahtes in die Bondverbindungen zur Folge haben würden, sowie durch Herstellen von Bondverbindungen mit garantierten Festigkeitseigenschaften zu erhöhen.

35 Das Anlegen einer Zugkraft an der Verbindungsbrücke zur Kontrolle derselben unmittelbar vor der Erzeugung einer nächsten Verbindungsbrücke verringert den Aufwand an Zeit und Mitteln für die Montage von Halbleitergeräten mit einer hohen Anzahl von Verbindungsbrücken.

40 Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels derselben unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Teil eines Halbleitergerätes mit Bondstellen und einer zwischen ihnen vorhandenen Verbindungsbrücke, die 45 nach einem erfindungsgemäss vorgeschlagenen Verfahren erzeugt wurde;

Fig. 2 die Gesamtansicht der Einrichtung zur Montage von Halbleitergeräten (in der Isometrie), gemäss der Erfindung;

Fig. 3 ein elektrisches Blockschaltbild der Einrichtung zur 50 Montage von Halbleitergeräten;

Fig. 4 das Detail A von Fig. 2, im vergrösserten Massstab, und

Fig. 5 eine Messeinheit zum Messen der Zugkraft, im vergrösserten Massstab.

55 Das Verfahren zur Montage von Halbleitergeräten besteht darin, dass zwischen Bondstellen 1 (Fig. 1), 2 eines Gehäuses 3 und eines Chips 4 des Halbleitergerätes eine Verbindungsbrücke 5 aus einem Draht durch Anschliessen des letzteren an die Bondstelle 1 mit Hilfe eines Bondwerkzeuges 6, Hindurchziehen 60 desselben durch das Bondwerkzeug 6 entlang einer Bahn, die die Form der Verbindungsbrücke 5 bestimmt, erzeugt wird, wobei man einen von der Bondstelle 1 aufsteigenden Abschnitt 7, eine Umbiegestelle 8, an der der Draht fixiert wird, sowie einen auf die Bondstelle 2 absteigenden Abschnitt 9 ausbildet. Da-65 nach wird der Draht an die Bondstelle 2 des Chips 4 des Halbleitergerätes angeschlossen, wobei der absteigende Abschnitt 9 mit einer Kraft ausgebildet wird, die eine plastische Verformung des Drahtes an der Umbiegestelle 8 gewährleistet.

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Das Hindurchziehen des Drahtes erfolgt entlang einer Bahn, bei der der aufsteigende Abschnitt 7 und der absteigende Abschnitt 9 unter gleichen Winkeln a relativ zu den jeweiligen Bondstellen 1, 2 liegen. Nach dem Anschliessen des Drahtes an die zweite Bondstelle 2 wird das Bondwerkzeug 6 in seine Ausgangsstellung zurückgeführt und gleichzeitig eine Zugkraft P an der Umbiegestelle bis zum Erreichen eines Kraftbetrags angelegt, bei dem eine elastische Verformung der Verbindungsbrücke 5 erfolgt, worauf man die Zugkraft P aufhebt. Bei gleichen Winkeln a ruft die Zugkraft P gleich grosse Reaktionen Pi und P2 an den jeweiligen Bondverbindungen hervor.

Die Einrichtung zur Montage von Halbleitergeräten enthält eine Grundplatte 10 (Fig. 2), auf der ein Koordinatentisch 11 zum Unterbringen von Halbleitergeräten montiert ist (in der Zeichnung ist er durch eine punktierte Linie angedeutet). Auf der Grundplatte 10 ist in Führungen 12, 13 ein Wagen 14 angeordnet, der mit einem Antrieb 15 zur hin- und hergehenden Verschiebung desselben in bezug auf die Grundplatte entlang einer der horizontalen Achsen des Koordinatentisches, im vorliegenden Fall entlang der y-Achse, verbunden ist. Der Antrieb 15 ist auf der Basis eines auf der Grundplatte 10 montierten Schrittmotors aufgebaut, und der Wagen 14 ist an ihm mittels einer Feder 16 angedrückt. Der Wagen 14 ist mit einem Bondkopf 17 verbunden, der mit einem Antrieb 18 zur Verschiebung desselben in der vertikalen Ebene ausgestattet ist, im vorliegenden Fall senkrecht zur y-Achse. Der Antrieb 18 ist auf der Basis eines am Wagen 14 angebrachten Schrittmotors aufgebaut, während der Bondkopf 17 mittels einer Feder 19 an ihn angedrückt ist.

Der Bondkopf 17 enthält ein L-förmiges Kragstück 20, das mit dem Wagen 14 verbunden ist, und ein Bondwerkzeug 6, das in einem mit dem Wagen 14 verbundenen Halter 21 befestigt ist. Der Halter 21 stellt im vorliegenden Fall einen Ultraschallschwingungswandler dar. Im Bondwerkzeug 6 befindet sich ein Draht 22 zur Erzeugung einer Verbindungsbrücke 5 zwischen den Bondstellen 1, 2 am Gehäuse 3 und am Chip 4 des Halbleitergerätes. Der Draht 22 wird dem Bondwerkzeug 6 von einer (in der Zeichnung nicht mitabgebildeten) Spule aus zugeführt.

Der Bondkopf 17 enthält ferner eine Drahtzuführ- und -Brucheinheit, die einen Hebel 23 einschliesst, der an das L-för-mige Kragstück 20 mittels einer Feder 24 federnd angedrückt ist. Am Hebel 23 ist ein Elektromagnet 25 befestigt, der zum Lösen von Backen 26 bestimmt ist, die am L-förmigen Kragstück 20 schwenkbar montiert sind. Die Backen 26 sind mit den Ankern von Elektromagneten 27, 28 verbunden, die die Zuführung und den Bruch des Drahtes 22 durch diese Backen 26 sichern. Ausserdem ist am L-förmigen Kragstück 20 ein Kontakt 29 eines (in der Zeichnung nicht mitabgebildeten) Kontaktgebers «Werkzeug-Erzeugnis» sowie eine Bondkrafterzeugungs-einheit befestigt, die in der vorliegenden Ausführungsform eine Klammer 30, die mit ihrem einen Ende am L-förmigen Kragstück 20 befestigt ist, sowie eine Feder 31 befestigt, die das andere Ende der Klammer 30 mit dem Halter 21 des Bondwerkzeuges 6 verbindet.

In der Einrichtung ist eine Drahtfixiereinheit 32 vorgesehen, die auf der Grundplatte 10 mit Pendelungsmöglichkeit in einer vertikalen Ebene angeordnet ist, die zur Verschiebungsebene des Bondkopfes 17 parallel, d.h. zur x-Achse senkrecht ist. Ein Arbeitsorgan 33 der Drahtfixiereinheit 32 wirkt mit dem Draht 22 beim Ausbilden des auf die Bondstelle 2 des Chips 4 absteigenden Abschnittes 9 der Verbindungsbrücke 5 zusammen. Die Drahtfixiereinheit 32 ist mit einem Antrieb 34 zur Verschiebung desselben in der x-Achse senkrechten vertikalen Ebene ausgestattet. Der Antrieb 34 ist auf Basis eines auf der Platte 10 angeordneten Schrittmotors aufgebaut, und die Drahtfixiereinheit 32 ist mittels einer Feder 35 an denselben federnd angedrückt.

Der Koordinatentisch 11 ist mit Antrieben $6, 37 zur Verschiebung desselben in der horizontalen Ebene in Richtung von x-Achse und y-Achse, mit einem Antrieb 38 zur Winkelverschiebung in der horizontalen Ebene in bezug auf die z-Achse sowie mit einem Antrieb 39 zur Verschiebung in der vertikalen Ebene in Richtung der z-Achse ausgestattet. 5 Die Einrichtung enthält ferner eine Steuereinheit 40 (Fig. 3), deren Eingang 41 mit dem Kontakt 29 des Kontaktgebers «Werkzeug-Erzeugnis» elektrisch verbunden ist, während die Ausgänge 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51 jeweils mit dem Antrieb 15 zur hin- und hergehenden Wagenverschiebung, dem 10 Antrieb 18 zur Bondkopfverschiebung, den Elektromagneten 25, 27, 28, dem Antrieb 34 zur Verschiebung der Drahtfixiereinheit und den Antrieben 36, 37, 38, 39 zur Koordinatentisch-verschiebung elektrisch verbunden sind.

Wie bereits erwähnt, stellt der Bondwerkzeughalter 21 (Fig. 15 2) einen Ultraschallwandler dar, der an den Ausgang eines Generators 52 (Fig. 3) angeschlossen ist, dessen Eingang an einen Ausgang 53 der Steuereinheit 40 angeschlossen ist.

Der Bondkopf 17 (Fig. 2) ist am Wagen 14 mit Pendelungsmöglichkeit in der zur Pendelungsbene der Drahtfixiereinheit 32 20 parallelen, d.h. zur x-Achse senkrechten Ebene angeordnet. In der vorliegenden Ausführungsform der erfindungsgemässen Einrichtung ist die Pendelungsmöglichkeit des Bondkopfes 17 durch dessen Aufnahme in am Wagen 14 befestigten Spitzen 54, 55 gewährleistet.

25 In der vorliegenden Ausführungsform der erfindungsgemässen Einrichtung enthält die Drahtfixiereinheit 32 zwei horizontal liegende Spitzen 56, 57, die auf der Grundplatte 10 befestigt sind und in denen eine Kragstütze 58 aufgenommen ist. An der Kragstütze 58 ist ein Elektromagnet 59 mit einem Anker 60 be-30 festigt. Des weiteren sind an der Kragstütze 58 vertikal liegende Spitzen 61, 62 befestigt, in denen ein zweiarmiger L-förmiger Hebel 63, der an die Kragstütze 58 federnd angedrückt ist, mit Pendelungsmöglichkeit in der zur z-Achse senkrechten horizontalen Ebene angeordnet ist. An dem einen Arm des zweiarmi-35 gen Hebels 63 ist das Arbeitsorgan 33 der Drahtfixiereinheit 32 angebracht, während der andere Arm dieses Hebles 63 mit dem Anker 60 des Elektromagneten 59 zusammenwirkt, der mit einem Ausgang 65 (Fig. 3) der Steuereinheit 40 elektrisch verbunden ist.

40 Das Arbeitsorgan 33 (Fig. 2) der Drahtfixiereinheit 32 enthält einen Halter 66 (Fig. 4) und einen Stab 67, der in der vertikalen, zur Verschiebungsebene des Bondkopfes 17 (Fig. 2) senkrechten Ebene angebracht ist. Der Stab 67 (Fig. 4) besteht aus drei Abschnitten: einem ersten, im Halter 66 befestigten 45 Abschnitt 68, einem zweiten Abschnitt 69, der sich in der zur Verschiebungsebene des Bondkopfes 17 (Fig. 2) parallelen Ebene befindet und unter einem stumpfen Winkel ß (Fig. 4) zum ersten Abschnitt 68 liegt, sowie einem dritten Abschnitt 70, der unter rechtem Winkel y zum zweiten Abschnitt 69 liegt. Dieser so Abschnitt 70 des Stabes 67 wirkt mit dem Draht 22 beim Ausbilden des auf die zweite Bondstelle 2 absteigenden Abschnittes 9 der Strombrücke 5 zusammen. Hierbei ist im Körper des Bondwerkzeuges 6 eine Aussparung 71 zur Aufnahme des zweiten Abschnittes 69 des Stabes 67 ausgeführt. 55 Die Einrichtung enthält ferner eine Messeinheit 72 zum Messen der Zugkraft, die mit der Drahtfixiereinheit 32 verbunden ist. Die Messeinheit 72 enthält ein elastisches Element 73 (Fig. 5), an dem das Arbeitsorgan 33 der Drahtfixiereinheit 32 (Fig. 2) befestigt ist, zu dem der vorerwähnte Halter 66 (Fig. 5) ge-60 hört, sowie einen Weggeber 74 des elastischen Elementes, dessen Ausgang mit einem Eingang 75 (Fig. 3) der Steuereinheit 40 elektrisch verbunden ist. Das elastische Element 73 (Fig. 5) ist in Gestalt einer Platte ausgeführt, die an ihren Enden zwischen zwei Paaren von Auflagen 76 befestigt ist, von denen die eine 65 am L-förmigen Hebel 63 (Fig. 2) befestigt ist. In der vorliegenden Ausführungsform der Einrichtung ist ein Dehnungsgeber angewendet, der am elastischen Element 73 angebracht ist.

Die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens arbeitet

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wie folgt. Nach dem Unterbringen eines Halbleitergerätes auf dem Koordinatentisch 11 (Fig. 2) verschiebt der letztere unter Einwirkung der Antriebe 36, 37, 38 das Halbleitergerät entlang den Koordinaten x, y, z bis zum Zusammenfallen des Mittelpunktes der ersten Bondstelle 1 des Gehäuses 3 des Halbleitergerätes mit der vertikalen Achse des Bondwerkzeuges 6. Hierbe befindet sich das Arbeitsorgan 33 der Drahtfixiereinheit 32 unter der Arbeitsstirn des Bondwerkzeuges 6. Nach der Stillsetzung des Koordinatentisches 11 auf Befehl von der Steuereinheit 40 (Fig. 3), die von deren Eingängen 43, 47 ankommen, senken die Antriebe 18 und 34 zur Verschiebung in der vertikalen Ebene des Bondkopfes 17 (Fig. 2) bzw. der Drahtfixiereinheit 32 den Halter 21 des Bondwerkzeuges 6 mit dem Draht 22 bis zur Berührung mit der ersten Bondstelle 1 ab, bei der ein elektrisches Signal vom Kontakt 29 des Kontaktgebers «Werk-zeug-Erzeugnis» am Eingang 41 (Fig. 3) der Steuereinheit 40 eintrifft. Gleichzeitig damit stellt sich das Arbeitsorgan 33 (Fig.

2) der Drahtfixiereinheit 32 in die Arbeitsstellung (die Arbeitsstellung ist etwas höher als die Höhenlage der zu erzeugenden Verbindungsbrücke 5) ein. Gleichzeitig mit dem Bewegungsbeginn der Antriebe 18, 34 auf Befehle der Steuereinheit 40 (Fig.

3), die von deren Ausgängen 45, 46, 65 ankommen, schalten sich die Elektromagneten 27, 28, die die Zuführung und den Bruch des Drahtes 22 (Fig. 2) gewährleisten, sowie der Elektromagnet 59 ein, der die Wegführung des Arbeitsorgans 33 der Drahtfixiereinheit 32 unter dem Bondwerkzeug 6 hervor gewährleistet. Bei Berührung des Bondwerkzeuges 6 mit der Bondstelle 1 kommt der Halter 21 zum Stillstand, das L-förmi-ge Kragstück 20 geht weiter abwärts, wodurch der Kontakt 29 des Kontaktgebers «Werkzeug-Erzeugnis» geöffnet wird. Danach wird auf einen Befehl von der Steuereinheit 40 (Fig. 3) der Antrieb 18 (Fig. 2) zur Verschiebung des Bondkopfes in der vertikalen Ebene stillgesetzt, während das Bondwerkzeug 6 den Draht 22 an die Bondstelle 1 durch Zufuhr eines Ultraschallimpulses vom Ultraschallgenerator 52 (Fig. 3) über den Halter 21 (Fig. 2) des Bondwerkzeuges auf einen vom Ausgang 53 (Fig. 3) der Steuereinheit 40 kommenden Befehl und durch Anlegen einer durch die Feder 31 (Fig. 2) erzeugten Bondkraft anschliesst.

Während des Bondvorganges geschieht eine Berechnung von Betrag und Geschwindigkeit der diskreten Verschiebungen der Schrittmotoren — des Antriebes 37 (Fig. 2) zur Verschiebung des Koordinatentisches (Bewegung des Koordinatentisches entlang der y-Koordinate), des Antriebes 15 zur hin- und hergehenden Wagenverschiebung (Bewegung des Bondkopfes 17 entlang der y-Koordinate), des Antriebes 18 zur Verschiebung des Bondkopfes in der vertikalen Ebene (Bewegung des Bondkopfes 17 entlang der z-Koordinate), des Antriebes 39 des Koordinatentisches 11 (Bewegung entlang der z-Koordinate). Die erwähnte Berechnung wird ausgeführt, indem man von der Bedingung ausgeht, dass bei gegenseitiger Verschiebung von Bondwerkzeug 6 und Halbleitergerät der Draht 22 durch das Bondwerkzeug 6 geradlinig und unter dem jeweils erforderlichen Winkel zur horizontalen Ebene hindurchgeführt wird.

Nach dem erfolgten Bonden werden die Backen 26 durch den Elektromagneten 25 gelöst, der Elektromagnet 27 wird abgeschaltet, wodurch die Backen 26 in die neutrale Lage durch den abgefederten Hebel 23 abgeführt werden, die Steuereinheit 40 (Fig. 3) gibt über Ausgänge 49, 42, 43, 51 Befehle zur Bewegung der Antriebe 37, 15, 18, 39 ab. Hierbei bewegen sich der Koordinatentisch 11 (Fig. 2) und das Bondwerkzeug 6 gegeneinander. In dieser Weise geschieht das Hindurchziehen des Drahtes 22 bei gegenseitiger Verschiebung des Bondwerkzeuges 6 und des Halbleitergerätes, wobei der von der ersten Bondstelle 1 aufsteigende Abschnitt 7 der Verbindungsbrücke 5 gebildet wird. Nachdem der Draht 22 bis zu der erforderlichen Höhe, die der Höhe der Strombrücke 5 entspricht, abgezogen, das Arbeitsorgan 33 der Drahtfixiereinheit 32 um denselben Betrag auf einen vom Ausgang 65 der Steuereinheit 40 (Fig. 3) kommenden Befehl abgesenkt wurde, wird der Elektromagnet 59 der Drahtfixiereinheit 32 (Fig. 2) abgeschaltet, unter der Wirkung der Feder 64 wird der zweiarmige L-förmige Hebel 63 in den Spitzen 61, 62 verschwenkt und das Arbeitsorgang — der 5 Stab 67 (Fig. 4) — mit seinem Abschnitt 70 unter den Draht 22 geführt, wodurch eine Umbiegestelle 8 entsteht, in der der Draht 22 fixiert wird. Auf Befehle von den Ausgängen 43, 42 der Steuereinheit 40 (Fig. 3) wird der Bondkopf 17 (Fig. 2) gemeinsam mit dem Bondwerkzeug 6 unter der Einwirkung sei-lo tens des Antriebes 18 abgesenkt, wobei der Wagen 14 gleichzeitig sich in derselben, im vorstehenden angedeuteten Richtung unter der Einrichtung des Antriebes 15 bewegt. Hierbei bleibt das Arbeitsorgan 33 der Drahtfixiereinheit 32 in bezug auf das Halbleitergerät unbeweglich. Bei der Bewegung des Bondwerk-i5 zeuges 6 in der Abwärtsrichtung zur zweiten Bondstelle 2 des Chips 4, bei der der absteigende Abschnitt 9 der Verbindungsbrücke 5 ausgebildet wird, erfolgt das Hindurchziehen des Drahtes 22 mit einer Kraft, die durch dessen Reiben am Bondwerkzeug 6 bewirkt wurde und eine plastische Verformung des 20 Drahtes 22 an dessen Umbiegestelle 8 gewährleistet.

Bei der Berührung des Bondwerkzeuges 6 mit der Bondstelle 2 des Chips 4 bleibt der Halter 21 stehen, während das L-förmige Kragstück 20 weiter abwärtsgeht, wodurch der Kontakt 29 des Kontaktgebers «Werkzeug-Erzeugnis» geöffnet wird. Auf 25 Befehle von den Ausgängen 42, 43 der Steuereinheit 40 (Fig. 3) kommen die Antriebe 15, 18 zum Stehen. Danach geht das Bonden in der im vorstehenden besphriebenen Weise weiter.

Nach erfolgtem Bonden wird auf Befehle von den Ausgängen 44, 46 der Steuereinheit 40 der Elektromagnet 25 (Fig. 2), 30 der die Backen 26 festspannt, sowie der Elektromagnet 28 zur Ausführung des Drahtbruches eingeschaltet. Unter der Einwirkung der Feder 24 dreht der Hebel 23 die Backen 26, wodurch der Draht 22 nach dem zweiten Bonden gebrochen wird.

Beim Ausbilden einer Verbindungsbrücke 5 geschah das 35 Hindurchziehen des Drahtes 22 durch das Bondwerkzeug 6 entlang einer Bahn, die die Form der Verbindungsbrücke 5 bestimmt, wobei ein von der ersten Bondstelle 1 aufsteigender Abschnitt 7, eine Umbiegestelle 8 und ein auf die zweite Bondstelle 2 absteigender Abschnitt 9 ausgebildet wurden. Das Hin-40 durchziehen des Drahtes 22 bei gleichzeitiger Verschiebung von Bondwerkzeug 6 und Halbleitergerät nach dem ersten Bonden gestattet es, die Entstehung von Rissen an der Übergangsstelle des Drahtes 22 in die erste Bondverbindung zu vermeiden, d.h. einen bei der Montage von Halbleitergeräten am häufigsten 45 auftretenden Mangel auszuschliessen, der durch mehrfache Umbiegungen des Drahtes 22 an dieser Stelle bedingt ist. Ausserdem ermöglicht es, das Hindurchziehen des Drahtes 22 mit einer Kraft, die eine plastische Verformung desselben an der Umbiegestelle 8 herbeiführt, eine exakte Reproduzierbarkeit soso wie die erforderliche Form der Verbindungsbrücken 5 zu erzielen. Die Lage der Umbiegestelle 8 sowie die Neigungswinkel der Zweige 7 und 9 zur horizontalen Ebene können geändert werden, was bei der Montage von Halbleitergeräten, bei denen der Höhenunterschied zwischen den Bondstellen 1, 2 am Gehäuse 3 55 bzw. Chip 4 recht gross ist, von besonderer Bedeutung ist. Dies gestattet es, die Montagegüte von Halbleitergeräten dank Verminderung von solchen Ausschussursachen wie das Kurzschlies-sen des Drahtes 22 auf die Leiterbahnen und die rings um die Bondstellen 2 des Chips 4 liegende Topologie zu erhöhen. 60 Von erheblicher Wichtigkeit ist auch der Umstand, dass beim Ausbilden der Verbindungsbrücke 5 das Bondwerkzeug eine Bahn durchläuft, die mit der Form der Verbindungsbrücke 5 völlig übereinstimmt, was die Zeit für die Ausbildung sämtlicher Verbindungsbrücken zwischen den Bondstellen eines Halb-65 leitergerätes beträchtich zu verkürzen gestattet.

An die meisten Halbleitergeräte werden erhöhte Anforderungen hinsichtlich der Montagezuverlässigkeit gestellt, da nämlich eine zerstörungsfreie Prüfung von Festigkeitseigen-

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Schäften der Verbindungsbrücken durchführbar sein muss. Um dies zu bewerkstelligen, führt der Antrieb 18 zur Verschiebung des Bondkopfes nach dem durch das Bondwerkzeug 6 vorgenommene Anschliessen des Drahtes 22 an die zweite Bondstelle 2 auf einen vom Ausgang 43 der Steuereinheit 40 (Fig. 3) kommenden Befehl das Bondwerkzeug 6 (Fig. 2) in seine Ausgangsstellung zurück. Gleichzeitig trifft vom Ausgang 51 (Fig. 3) der Steuereinheit 40 ein Befehl für den Antrieb 39 (Fig. 2) zur Verschiebung des Koordinatentisches 11 entlang der z-Achse ein, der den Koordinatentisch 11 mit dem darauf untergebrachten Halbleitergerät absenkt. Hierbei wird im Zusammenhang damit, dass sich das Arbeitsorgan 33 der Drahtfixiereinheit 32, und zwar der dritte Abschnitt 70 (Fig. 4) des Stabes 67 an der Umbiegestelle 8 befindet, an dieser Umbiegestelle eine Zugkraft P angelegt. Beim Absenken der Verbindungsbrücke 5 gemeinsam mit dem Halbleitergrät biegt sich das elastische Element 73 (Fig. 5) der Zugkraftmesseinheit 72 aus. Nach dem Verschiebungsbetrag des elastischen Elementes 73 urteilt man mit Hilfe des Weggebers 74 des elastischen Elementes über den Betrag der an die Verbindungsbrücke 5 (Fig. 4) angelegten Zugkraft. Die Zugkraft kann auch durch Verschiebung des Arbeitsorgans 33 (Fig. 2) der Drahtfixiereinheit 32 in der Aufwärtsrichtung bei feststehendem Koordinatentisch 11 angelegt werden.

Beim Ausbilden der Verbindungsbrücken 5 finden an den Übergangsstellen einer Bondverbindung zum Draht 22 sowie in der Umgebung der Umbiegestelle 8 aufgrund der elastischen Eigenschaften des Drahtes 22 radiale Biegungen statt. Deswegen kommt es bei Zugkraftzunahme im Anfangsaugenblick zum Dehnen des Drahtes 22 im Bereich der elastischen Verformung, und bei weiterer Zugkraftzunahme findet eine Ausbiegung des Drahtes in bezug auf die Bondverbindungen in der Nähe der Bondstellen 1, 2 sowie in bezug auf den dritten Abschnitt 70 (Fig. 4) des Stabes 67, der den Draht 22 an der Umbiegestelle 8 fixiert, hiermit also eine plastische Verformung der Verbindungsbrücke 5 statt, wodurch der aufsteigende Abschnitt 7 und der absteigende Abschnitt 9 der Verbindungsbrücke 5 geradlinig werden. Bei weiterer Beanspruchung der Verbindungsbrücke 5 kommt es zu einer erneuten elastischen Verformung derselben. Wird ein solcher Zugkraftbetrag erreicht, bei dem es zur erneuten plastischen Verformung der Verbindungsbrücke 5 kommt, so kann ein Bruch desselben erfolgen. Daher wird zweckmässigerweise an die Verbindungsbrücke 5 eine Zugkraft angelegt, die den Betrag nicht übersteigt, bei dem es zur erneuten plastischen Verformung kommt. Jedoch muss diese Zugkraft zur Ermittlung von Bondverbindungen mit niedrigen Festigkeitseigenschaften ausreichend gross sein.

Also gestattet die beschriebene Einrichtung, gleichzeitig mit der Ausbildung einer Verbindungsbrücke 5 eine zerstörungsfreie Prüfung ihrer Festigkeitseigenschaften durch Anlegen der jeweils erforderlichen Zugkraft an die Verbindungsbrücken 5 durchzuführen. Hierzu erfolgt nach dem Anschliessen des Drahtes 22 an die erste Bondstelle 1 (Fig. 2) das Hindurchziehen des Drahtes 22 bei solchen Geschwindigkeiten, dass der von der ersten Bondstelle 1 aufsteigende Abschnitt 7 und der auf die zweite Bondstelle 2 absteigende Abschnitt 9 der Durchzugsbahn des Drahtes 22 und demnach auch die Bewegungsbahnen des Bondwerkzeuges 6 gleiche Neigungswinkel a (Fig. 1) zur horizontalen Ebene besitzen.

Im Augenblick, da die vorgeschriebene Zugkraft P erreicht worden ist, trifft am Eingang 75 (Fig. 3) der Steuereinheit 40 von der Messeinheit 72 (Fig. 5) zum Zugkraftmessen, genauer vom Weggeber 74 des elastischen Elementes, eine entsprechende Information ein, wonach die Steuereinheit 40 (Fig. 3) einen Befehl über den Ausgang 51 zur Stillsetzung der Bewegung des Antriebes 39 (Fig. 2) zur Verschiebung des Koordinatentisches mit dem darauf untergebrachten Halbleitergerät und zur Einwirkung einer Zugkraft von P auf die Verbindungsbrücke im Laufe von 5-10 msek liefert. Während dieser Einwirkungsdauer gelangt in die Steuereinheit 40 (Fig. 3) über deren Eingang 75 eine Information über den Zugkraftbetrag vom Weggeber 74 des elastischen Elementes. Wird nun eine schroffe Änderung (Abnahme) der Zugkraft registriert, so bedeutet dies, dass die 5 Verbindungsbrücke 5 (Fig. 2) der einwirkenden Zugkraft nicht standgehalten hat, d.h. gebrochen ist. Wenn aber in die Steuereinheit 40 (Fig. 3) keine Information vom Weggeber 34 über eine schroffte Zugkraftabnahme gelangt war, so bedeutet dies, dass die Verbindungsbrücke 5 (Fig. 2) ausreichend hohe Festig-lo keiteigenschaften besitzt. Wenn nun die Verbindungsbrücke 5 der vorgegebenen Zugkraft nicht standgehalten hat, so löst die Steuereinheit 40 (Fig. 3) einen Befehl über ihren Ausgang 47 für den Antrieb 34 zur Verschiebung der Drahtfixiereinheit 32 (Fig. 2) in der Aufwärtsrichtung bis zum Erreichen ihrer Arbeitsstel-15 lung und über ihren Ausgang 51 (Fig. 3) für den Antrieb 39 zur Verschiebung des Koordinatentisches 11 (Fig. 2) in die Ausgangsstellung aus. Gleichzeitig gibt die Steuereinheit 40 (Fig. 3) über ihren Ausgang 65 einen Befehl zum Einschalten des Elektromagneten 59 ab, dessen Anker 60 (Fig. 2) den zweiarmigen 20 L-förmigen Hebel 63 in den Spitzen 61, 62 dreht. Hierbei kommt der Abschnitt 70 (Fig. 4) des Stabes 67 unter der Verbindungsbrücke 5 hervor. Danach wird das Halbleitergerät vom Koordinatentisch 11 (Fig. 2) abgenommen und ein nächstes Halbleitergerät darauf angeordnet. Der Arbeitszyklus wieder-25 holt sich.

Hat die Verbindungsbrücke 5 der Zugkrafteinwirkung standgehalten, so wird es auf einen Befehl von der Steuereinheit 40 (Fig. 3), die über den Ausgang 51 am Koordinatentischan-trieb ankommt, der den Koordinatentisch 11 (Fig. 2) in die 30 Ausgangsstellung zurückführt, abgenommen. Hierauf wird der Elektromagnet 59 abgeschaltet, der Anker 60 dreht den zweiarmigen L-förmigen Hebel 63 in den Zentren 61, 62, und der dritte Abschnitt 70 (Fig. 4) des Stabes 67 des Arbeitsorgans 33 kommt unter der Verbindungsbrücke 5 hervor. Gleichzeitig löst 35 die Steuereinheit 40 (Fig. 3) Befehle aus, die von ihren Ausgängen 47, 42 am Antrieb 34 zur Verschiebung der Drahtfixiereinheit 32 (Fig. 2) in die Arbeitsstellung und am Antrieb 15 zur Verschiebung des Wagens in die Ausgangsstellung ankommen. Auf Befehle von den Ausgängen 48, 49,. 50 der Steuereinheit 40 40 (Fig. 3) bewegt der Koordinatentisch 11 unter der Einwirkung der Antriebe 36, 37, 38 das Halbleitergerät entlang der Koordinaten x, y, z, wobei die vertikale Achse des Bondwerkzeuges 6 mit dem Mittelpunkt der anderen Bondstelle am Gehäuse desselben Halbleitergerätes in Übereinstimmung gebracht wird. Im 45 weiteren wiederholt sich der Zyklus der Verbindungsbrückenausbildung sowie der zerstörungsfreien Prüfung der Verbindungsbrückenfestigkeit.

Also gestattet es die Ausbildung von Verbindungsbrücken zwischen den Bondstellen eines Halbleitergerätes mit gleichen so Neigungswinkeln der Verbindungsbrückenabschnitte zur horizontalen Ebene und das Anlegen einer Zugkraft an der Umbiegestelle einer Verbindungsbrücke sofort nach dem beendeten Ausbilden derselben, die Montagegüte von Halbleitergeräten dank Erzeugung von Verbindungsbrücken mit garantierten Fe-55 stigkeitseigenschaften, wobei eine jede Bondverbindung am Gehäuse und Chip mit gleicher Zugkraft geprüft wird, sowie durch Vermeidung von beträchtlichen Änderungen der Verbin-dungsbrückenform beim Anlegen einer Zugkraft zu erhöhen, wobei die Entstehung von Mikrorissen an den Übergangsstellen 60 des Drahtes in die Bondverbindungen vermieden wird.

Das Anlegen einer Zugkraft an der Verbindungsbrücke mit Hilfe der Drahtfixiereinheit, die beim Ausbilden von Verbin65

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dungsbrücken mit dem Draht zusammenwirkt, gestattet es, das Verfahren und die Einrichtung zur Montage von Halbleitergeräten mit hoher Packungsdichte anzuwenden, wenn die Zufuhr eines Werkzeuges zum Anlegen einer Zugkraft an der Verbindungsbrücke wegen der naheliegenden benachbarten Verbindungsbrücken unmöglich ist. Darüber hinaus gestattet es, das Anlegen einer Zugkraft an die Verbindungsbrücke zur Kontrolle ihrer Festigkeitseigenschaften beim Zurückführen des Bondwerkzeuges in seine Ausgangsstellung, die Arbeitsleistung bei 5 der Montage von Halbleitergeräten zu erhöhen.

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3 Blätter Zeichnungen

Claims

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PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Montage von Halbleitergeräten, bei dem zwischen Bondstellen (1, 2) eines Gehäuses (3) und eines Chips (4) eines Halbleitergerätes eine Verbindungsbrücke (5) aus einem Draht (22) durch Anschliessen des letzteren mit Hilfe eines Bondwerkzeuges (6) an die erste dieser Bondstellen (1), Hindurchziehen des Drahtes (22) durch das Bondwerkzeug (6) und Anschliessen desselben an die zweite Bondstelle (2) gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Hindurchziehen des Drahtes (22) entlang einer Bahn erfolgt, die die Form der Verbindungsbrücke (5) bestimmt, wobei ein von der ersten Bondstelle (1) aufsteigender Abschnitt (7), eine Umbiegestelle (8), an der der Draht (22) fixiert wird, sowie ein auf die zweite Bondstelle (2) absteigender Abschnitt (9) erzeugt werden, wobei der auf die zweite Bondstelle (2) absteigende Abschnitt (9) mit einer Kraft gebildet wird, die eine plastische Verformung des Drahtes (2) an der Umbiegestelle (8) gewährleistet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Hindurchziehen des Drahtes (22) entlang einer Bahn erfolgt, bei der der aufsteigende Abschnitt (7) und der absteigende Abschnitt (9) der Verbindungsbrücke (5) unter gleichen Winkeln zu den jeweiligen Bondstellen (1, 2) liegen, nach dem Anschliessen des Drahtes (22) an die zweite Bondstelle (2) das Bondwerkzeug (6) in seine Ausgangsstellung zurückgeführt wird und gleichzeitig man an der Umbiegestelle (8) eine Kraft bis zum Erreichen eines Kraftbetrags angreifen lässt, bei dem eine elastische Verformung der Strombrücke (5) eintritt, worauf die Zugkraft beseitigt wird.
3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Grundplatte (10), auf der ein Koordinatentisch (11) zum Unterbringen von Halbleitergeräten montiert und ein Wagen (14) angeordnet sind, der mit einem Antrieb (15) zur hin- und hergehenden Verschiebung relativ zur Grundplatte parallel zu einer der horizontalen Achsen des Koordinatentisches (11) sowie mit einem Bondkopf (17) verbunden ist, der mit einem Antrieb (18) zur Verschiebung desselben in der vertikalen Ebene verbunden ist, und in dessen Bondwerkzeug (6) ein Draht (22) zur Bildung der Verbindungsbrücke (5) zwischen den Bondstellen (1, 2) an Gehäuse (3) und Chip (4) des Halbleitergerätes angeordnet ist, sowie mit einer Steuereinheit (40), deren Ausgänge (44, 45, 46, 43, 42) mit dem Bondkopf (17), dem Antrieb (18) zur Verschiebung desselben in der vertikalen Ebene und dem Antrieb (15) zur hin- und hergehenden Wagenverschiebung elektrisch verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine Drahtfixiereinheit (32) vorgesehen ist, die auf der Grundplatte (10) mit Pendelungsmöglichkeit in der vertikalen Ebene angeordnet ist, die zur Verschiebungsebene des Bondkopfes (17) parallel ist, wobei ihr Arbeitsorgan (33) mit dem Draht (22) beim Ausbilden des auf die zweite Bondstelle (2) absteigenden Abschnittes (9) der Verbindungsbrücke (5) zusammenwirkt, ferner ein mit der Drahtfixiereinheit (32) verbundener Antrieb (34) zur Verschiebung derselben in der vertikalen Ebene, welcher Antrieb (34) mit einem zusätzlichen Ausgang (47) der Steuereinheit (40) elektrisch verbunden ist, wobei der Koordinatentisch (11) mit Antrieben (36, 37, 39) zur Verschiebung desselben in der horizontalen und vertikalen Ebene und einem Antrieb (38) zur Winkelverschiebung desselben in der horizontalen Ebene ausgestattet ist, die mit weiteren zusätzlichen Ausgängen (48, 49, 51, 50) der Steuereinheit (40) elektrisch verbunden sind.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Bondkopf (17) am Wagen (14) mit Pendelungsmöglichkeit in einer zur Pendelungsebene der Drahtfixiereinheit (32) parallelen Ebene angebracht ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtfixiereinheit (32) eine Kragstütze (58), zwei horizontal liegende Spitzen (56, 57), die auf der Grundplatte (10) befestigt sind und in denen die Kragstütze (58) fixiert ist, einen Elektromagneten (59), der an der Kragstütze (58) befestigt und mit einem jeweiligen zusätzlichen Ausgang (65) der Steuereinheit (40) elektrisch verbunden ist, zwei vertikal liegende Spitzen (61, 62), die an der Kragstütze (58) befestigt sind, s einen zweiarmigen L-förmigen Hebel (63) enthält, der in den vertikalen liegenden Spitzen (61, 62) fixiert, an die Kragstütze (58) federnd angedrückt ist und über einen seiner Arme mit dem Anker (60) des Elektromagneten (59) zusammenwirkt, wobei das Arbeitsorgan (33) mit dem anderen Arm des zweiarmi-lo gen L-förmigen Hebels (63) verbunden ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitsorgan (33) der Drahtfixiereinheit (32) einen Halter (66) sowie einen Stab (67) enthält, der in einer vertikalen Ebene angeordnet ist, die zur Verschiebungsebene des Bondis kopfes (17) senkrecht steht und aus drei Abschnitten (68, 69, 70) besteht, von denen der erste im Halter (66) befestigt ist, der zweite in einer zur Verschiebungsebene des Bondkopfes (17) parallelen Ebene unter stumpfem Winkel (ß) zum ersten Abschnitt (68), der dritte aber unter rechtem Winkel zum zweiten 2o Abschnitt (69) liegt und mit dem Draht (22) beim Ausbilden des auf die zweite Bondstelle (2) absteigenden Abschnittes (9) der Verbindungsbrücke (5) zusammenwirkt, wobei im Körper des Bondwerkzeuges (6) eine Aussparung (71) zur Aufnahme des zweiten Abschnittes (69) des Stabes (67) vorgesehen ist. 25 7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3-6, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Messeinheit (72) zum Messen der Zugkraft enthält, die mit der Drahtfixiereinheit (32) verbunden und mit einem Eingang (75) der Steuereinheit (40) elektrisch verbunden ist.

30 8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinheit (72) zum Messen der Zugkraft ein elastisches Element (73), an dem das Arbeitsorgan (33) der Drahtfixiereinheit (32) befestigt ist, sowie einen Weggeber (74) des elastischen Elementes enthält.