DE69012438T2

DE69012438T2 - Verfahren zum Herstellen einer Unebenheit auf einer Halbleiterchip-Elektrode und Apparat zur Anwendung dafür.

Info

Publication number: DE69012438T2
Application number: DE69012438T
Authority: DE
Inventors: Keizo Sakurai; Tadao Yasuzato
Original assignee: NEC Corp; Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Electronics Corp
Priority date: 1989-06-07
Filing date: 1990-06-06
Publication date: 1995-04-20
Anticipated expiration: 2010-06-07
Also published as: US5060843A; EP0402756A2; EP0402756B1; DE69012438D1; EP0402756A3

Description

Feld der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Montagetechnologie für eine Halbleiteranordnung, und insbesondere ein Verfahren zur Herstellung eines Kontakthügels auf einer Elektrode eines Halbleiterchips sowie ein Gerät zur Herstellung des Kontakthügels.

Beschreibung der bekannten Technik

Wenn ein Halbleiterwafer in eine Anzahl von Halbleiterchips geschnitten ist, wird jeder der Halbleiterchips mit leitfähigen Zuleitungen versehen, die sich beispielsweise auf einem flexiblen Streifen befinden, und wird danach zum Beispiel in einer Harzvergußmasse eingebettet. Bevor sie jedoch mit den leitenden Zuleitungen ausgerüstet werden, sollten auf den jeweiligen Elektroden auf der oberen Oberfläche des Halbleiterchips Kontakthügel erzeugt werden.
Es wurden verschiedene Technologien zur Ausbildung von Kontakthügeln vorgeschlagen, von denen eine das in Fig. 1 gezeigte Kugelbondgerät verwendet. In Fig. 1 ist auf einem Rahmen oder Fundament 1 eine Heizplatte 2 mit einem eingebauten Heizelement 3 und ein zweidimensional bewegbarer Tisch 4 befestigt, welcher aus einem Unterteil 5 besteht, das sich senkrecht zur Zeichenfläche in Richtung X1 hin- und herbewegen läßt, und einem Oberteil 6, das sich senkrecht zur Richtung X1 in Richtung Y1 hin- und herbewegen läßt. Am Oberteil 6 ist ein Bondkopf 7 befestigt, und um den Außenumfang eines am Bondkopf 7 vorgesehenen drehbaren Spulenkörpers 9 ist ein Bonddraht gewickelt. Der Bondkopf 7 besitzt einen Antriebsmechanismus 10, mit dem eine Klammer 11 und eine Kapillare 12 in Richtung Z1 bewegt werden kann, und das vordere Ende des Bonddrahtes 8 wird von dem drehbaren Spulenkörper 9 über eine Führungsrolle 13 und die Klammer 11 zur Kapillare 12 geführt. Die Klammer 11 ergreift den Bonddraht 8 und gibt ihn frei, und der Bonddraht 8 läuft locker durch die Kapillare 12. Obwohl in Fig. 1 nicht gezeigt, ist in der Nähe der Kapillare 12 ein Funkenstab 14 (siehe Fig. 2B) angeordnet, und zwischen dem Funkenstab 14 und dem vorderen Ende des Bonddrahtes 8 schlagen Funken über. Auf der Heizplatte 2 ist der Halbleiterchip 15 befestigt, der eine Vielzahl von Elektroden besitzt, von denen eine in Fig. 2E mit der Bezugszahl 15a gekennzeichnet ist.
Das so aufgebaute Kugelbondgerät bewegt das vordere Ende des Bonddrahtes dreidimensional und erzeugt auf den Elektroden des Halbleiterchips Kontakthügel. Die Fig. 2A bis 2H veranschaulichen die Schritte, die nach dem Stand der Technik bei der Herstellung eines Kontakthügels durch das in Fig. 1 gezeigte Kugelbondgerät erforderlich sind, und die nachfolgend im Detail beschrieben werden. Vor Beginn der Schrittfolge wurden die Klammer 11 und die Kapillare 12 angehoben, und der Bonddraht 8 wird von der Klammer 1 ergriffen, wie in Fig. 2A gezeigt wird. Zuerst bewegen die Klammer 11 und die Kapillare 12 das vordere Ende des Bonddrahtes 8 in Richtung des Funkenstabes 14, dann schlagen zwischen dem Funkenstab 14 und dem vorderen Ende des Bonddrahtes 8 Funken 16 über, wie in Fig. 2B gezeigt wird. Das vordere Ende des Bonddrahtes 8 wird durch den Funken 16 geschmolzen, und das geschmolzene Metall nimmt die Form einer kleinen Kugel 8a am vorderen Ende des Bonddrahtes 8 an, wie in Fig. 2C gezeigt wird.
Anschließend gibt die Klammer 11 den Bonddraht 8 frei und die Kapillare 12 wird abwärts in Richtung der Elektrode 15a bewegt, wie in Fig. 2D gezeigt wird. Wenn die kleine Kugel 8a in Kontakt mit der Elektrode 15a kommt, drückt die Kapillare 12 die kleine Kugel 8a gegen die Elektrode 15a und die kleine Kugel 8a wird auf der Elektrode 15a breitgedrückt und damit auf die Elektrode 15a gebondet, wie in Fig. 2E gezeigt wird.
Die Klammer 11 und die Kapillare 12 werden angehoben, so daß sich die Kapillare 12 von der breitgedrückten Kugel 8b etwa 200 Mikrometer entfernt, wie in Fig. 2F gezeigt wird. Da die Klammer 11 den Bonddraht 8 nicht festhält, gleiten die Klammer 11 und die Kapillare 12 auf dem Bonddraht 8.
Nun erfaßt die Klammer 11 den Bonddraht 8 wieder, und die Klammer 11 und die Kapillare 12 bewegen sich weiter aufwärts. Dadurch wird auf den Bonddraht 8 eine Zugspannung ausgeübt, und der Bonddraht 8 zerreißt irgendwo zwischen der breitgedrückten Kugel 8b und der Kapillare 12. Die breitgedrückte kleine Kugel 8b und ein Bonddrahtrest 8c verbleiben auf der Elektrode 15a und dienen als Kontakthügel 17, wie in Fig. 2H gezeigt wird.
Der so hergestellte Kontakthügel 17 ist mit einem Bonddrahtrest 8c behaftet, dessen vorspringende Länge nicht steuerbar ist, weil der Bonddraht 8 irgendwo zwischen der breitgedrückten Kugel 8b und der Kapillare 12 zerreißt. Tatsächlich kann die Länge des Bonddrahtrestes 8 dazu führen, den Spalt zwischen der Elektrode 15a und der angrenzenden Elektrode (nicht gezeigt) zu überbrücken. Dadurch kann ein unerwünschter Kurzschluß zwischen den angrenzenden Elektroden entstehen, und dieses Problem, d.h. der unerwünschte Kurzschluß, ist bei der Herstellung von Kontakthügeln für innere Bondverbindungen ein ernstes Problem. Ein derartiger Halbleiterchip muß als minderwertiges Erzeugnis deklariert werden und verschlechtert die Produktionsausbeute. Man versucht also bei den in den Fig. 2A bis 2H dargestellten Herstellungsschritten nach dem Stand der Technik, dem Problem eines unerwünschten Kurzschlusses zwischen benachbarten Elektroden zu begegnen. Die breitgedrückte kleine Kugel 8b und der Bonddrahtrest 8c werden ähnlich wie bei dem zweiten, unten beschriebenen Beispiel nach dem Stand der Technik nachbearbeitet, wegen der Ähnlichkeit mit dem im zweiten Beispiel nach dem Stand der Technik enthaltenen Problem wird dies jedoch nicht ausführlich beschrieben.
Eine andere Schrittfolge nach dem Stand der Technik, die in dem Japanese Patent Application laid-open (Kokai) Nr. 62- 211937 vorgeschlagen wird, wird in den Fig. 3A bis 3H der Zeichnungen veranschaulicht. Das Kugelbondgerät, das bei der zweiten Schrittfolge nach dem Stand der Technik verwendet wird, ähnelt dem in Fig. 1 dargestellten, und deshalb konzentriert sich die Beschreibung auf die Bewegung der Klammer 21 und der Kapillaren 22.
In der Anfangsphase der Schrittfolge ergreift die Klammer den Bonddraht 23, und das vordere Ende des Bonddrahtes 23 läuft locker durch die Kapillare 22, wie in Fig. 3A gezeigt wird. Die Klammer 21 und die Kapillare 22 bewegen sich in Richtung des Funkenstabes 24, und zwischen dem Funkenstab 24 und dem vorderen Ende des Bonddrahtes 23 schlagen Funken 24a über, wie in Fig. 3B gezeigt wird. Das vordere Ende 23a des Bonddrahtes 23 schmilzt in den Funken 24a, und das geschmolzene Metall am vorderen Ende des Bonddrahtes 23 nimmt die Form einer kleinen Kugel 23b an, wie in Fig. 3C gezeigt wird.
Anschließend gibt die Klammer den Bonddraht 23 frei und die Kapillare 22 fährt abwärts in Richtung der Elektrode 25 des Halbleiterchips. Die kleine Kugel 23b wird zusammen mit der Kapillare 22 (siehe Fig. 3D) bewegt, und der Bonddraht 23 wird von dem drehbaren Spulenkörper abgewickelt. Die kleine Kugel 23b wird auf die Elektrode 25 gedrückt und breitgedrückt, wie in Fig. 3E gezeigt wird. Damit ist die kleine Kugel 23b auf die Elektrode 25 des Halbleiterchips gebondet.
Sowohl die Kapillare 22 als auch die Klammer 21 werden nach oben gezogen, wie in Fig. 3F gezeigt wird, und dann wird die Kapillare 22 horizontal bewegt, wie in Fig. 3G gezeigt wird. Die horizontale Bewegung der Kapillare 22 bewirkt, daß der Bonddraht 23 irgendwo zwischen der breitgedrückten kleinen Kugel 23b und der Kapillare 22 abgerissen wird, und deshalb verbleibt ein Bonddrahtrest 23c auf der breitgedrückten kleinen Kugel 23b, wie in Fig. 3H gezeigt wird. Die horizontale Bewegung erfolgt in konstanter Richtung, ungeachtet der Lage der Elektrode auf dem Halbleiterchip. Die breitgedrückte kleine Kugel 23b und der Bonddrahtrest 23c werden zu einem Kontakthügel 26 geformt, wie unter Bezugnahme auf die Fig. 4A bis 4C beschrieben wird.
Die breitgedrückte kleine Kugel 23b und der Bonddrahtrest 23c werden einem Formungsprozeß unterzogen, welcher in den Fig. 4A bis 4C gezeigt wird. Wenn die Kapillare 22 angehoben wird, ist die breitgedrückte kleine Kugel 23b noch mit dem Bonddraht 23 verbunden, wie in Fig. 4A gezeigt wird. Der Bonddraht 23 zerreißt durch die horizontale Bewegung der Kapillare 22 irgendwo zwischen der breitgedrückten kleinen Kugel 23b und der Kapillare 22, und dann verbleibt der Bonddrahtrest 23c auf der breitgedrückten kleinen Kugel 23c, wie in der Fig. 4B gezeigt wird. Die Länge des Bonddrahtrestes 23c ist aber nicht gleichbleibend, so daß der Bonddrahtrest 23c mittels eines Stempels 27 einem Formungsprozeß unterworfen wird, wie Fig. 4c zeigt.
Bei der Schrittfolge nach dem Stand der Technik begegnet man jedoch dem Problem, daß der Kontakthügel dazu führen kann, die aneinander benachbarten Elektroden kurzzuschließen. In den Fig. 5A bis 5C sind drei Elektroden mit 25a, 25b und 25c bezeichnet, und jeder der auf den Elektroden 25a, 25b und 25c hergestellten Kontakthügel 26a, 26b und 26c besteht aus einer breitgedrückten kleinen Kugel 23ba, 23bb oder 23bc und dem Bonddrahtrest 23ca, 23cb oder 23cc. Nach Wiederholung der in den Fig. 3A bis 3H veranschaulichten Schrittfolge wurden auf den Elektroden 25a, 25b beziehungsweise 25c die Kontakthügel 26a, 26b und 26c erzeugt, wie in Fig. 5A gezeigt wird. Da sich die Kapillare 22 wiederholt in die Richtungen bewegt, die durch die Pfeile A1 und A2 bezeichnet sind, neigen sich die Bonddrahtreste 23ca bis 23cc entweder in die Richtung A1 oder A2. Der Stempel 27 geht abwärts und drückt auf den Bonddrahtrest 23ca, wie in Fig. 5B gezeigt wird, und der Bonddrahtrest 23ca wird verformt. Da jedoch die Länge der Bonddrahtreste 23ca, 23cb oder 23cc nicht exakt gesteuert wird, zerreißt der Bonddraht 23 irgendwo zwischen der breitgedrückten kleinen Kugel 23ba, 23bb oder 23bc und der Kapillare 22, und demzufolge streuen die Längen. Als Bonddrahtrest 23ca entsteht ein Bonddrahtrest mit einer Länge in der Größenordnung von 100 Mikrometer. Das bedeutet, daß einige der Bonddrahtreste, wie z.B. 23ca, lang genug sind, um den Spalt zwischen den benachbarten breitgedrückten kleinen Kugeln 25ba und 25bb zu überbrücken.
Wenn die Elektroden 31a bis 31z, wie in Fig. 6A bis 6B gezeigt, entlang des Randes der Hauptfläche des Halbleiterchips 32 angeordnet sind, können die Elektroden entlang der seitlichen Kanten 32a und 32b durch die Kontakthügel, wie z.B. 33g und 33h, kurzgeschlossen werden, weil sich die Kapillare 22 jedesmal beim Abtrennen des Bonddrahtes in eine Richtung bewegt, die durch den Pfeil A3 angezeigt wird.
Ein weiteres Verfahren zur Herstellung eines Kontakthügels auf einer Elektrode eines Halbleiterchips und ein dazu verwendetes Gerät werden in der Japanese Patent Application laid-open Nr. 64-12555 beschrieben, wobei das Verfahren dem in den Fig. 2A bis 2H gezeigten gleicht. Die Kapillare wird nämlich um einen bestimmten Betrag, der gleich oder dreimal größer als der Durchmesser des Drahtes ist, nach oben angehoben und dann seitlich bewegt, so daß der Draht irgendwo zwischen der breitgedrückten kleinen Kugel und der vorderen Kante der Kapillaren abgetrennt wird. Die seitliche Bewegung der Kapillare erfolgt jedoch ungeachtet der Lage der Elektrode auf dem Halbleiterchip in der gleichen Richtung. Weitere Vorrichtungen zur Herstellung eines Kontakthügels auf einer Elektrode eines Halbleiterchips sind in den US-A- 4750666 und GB-A-2095473 veröffentlicht.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist deshalb eine wichtige Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Kontakthügels auf einer Elektrode eines Halbleiterchips bereitzustellen, welches keinerlei Kurzschluß verursacht.
Es ist eine weitere wichtige Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Gerät für die Herstellung eines Kontakthügels bereitzustellen, welches keinerlei Kurzschluß verursacht.
Um diese Aufgaben zu erfüllen, schlägt die vorliegende Erfindung vor, die Richtung der seitlichen Bewegung des Bondwerkzeuges in Abhängigkeit von der Lage der Elektrode, auf der ein Kontakthügel hergestellt werden soll, zu ändern.
Einem Aspekt der vorliegenden Erfindung gemäß besteht das Verfahren zur Herstellung von Kontakthügeln auf den jeweiligen Elektroden eines Halbleiterchips, bei dem die Elektroden mindestens in ersten und zweiten Spalten angeordnet sind, aus den Schritten: a) Vorbereiten eines Bondgerätes, das mit einem Bondwerkzeug ausgerüstet ist, welches in einer ersten horizontalen Richtung im wesentlichen parallel zur oberen Oberfläche der Elektrode, in einer zweiten horizontalen Richtung im wesentlichen parallel zur oberen Oberfläche der Elektrode und im wesentlichen senkrecht zur ersten horizontalen Richtung, und in einer vertikalen Richtung senkrecht zur oberen Oberfläche der Elektrode bewegbar ist, wobei ein Draht durch das Bondwerkzeug läuft; b) Ausbilden einer kleinen Kugel am vorderen Ende des Drahtes, wobei die kleine Kugel über das vordere Ende des Bondwerkzeuges herausragt; c) Bewegen des Bondwerkzeuges, um die kleine Kugel gegen die obere Oberfläche einer der Elektroden in der ersten Spalte zu drücken und sie dort aufzubonden; d) Abheben des Bondwerkzeuges von der oberen Oberfläche der Elektrode; e) Bewegen des Bondwerkzeuges in einer vorgegebenen Richtung auf einer durch die erste und zweite horizontale Richtung festgelegten virtuellen Ebene, so daß der Draht von der kleinen Kugel durch das vordere Ende des Bondwerkzeuges abgetrennt wird, wobei ein Drahtrest an der kleinen Kugel zurückbleibt; und f) Wiederholen der Schritte b) bis e) zur Herstellung von Kontakthügeln auf den jeweiligen Oberflächen der anderen Elektroden, wobei sich die vorgegebene Richtung zur Herstellung des Kontakthügels auf der oben genannten Elektrode in der ersten Spalte von derjenigen zur Herstellung des Kontakthügels auf einer oberen Oberfläche der anderen Elektrode in der zweiten Spalte unterscheidet.
In Übereinstimmung mit einem weiteren, dem Verständnis der vorliegenden Erfindung dienenden Aspekt, wird ein Verfahren zur Herstellung eines Kontakthügels auf der einer anderen Elektrode benachbarten Elektrode eines Halbleiterchips vorgestellt, bestehend aus den Schritten: a) Vorbereiten eines Bondgerätes, das mit einem Bondwerkzeug ausgerüstet ist, das in einer ersten horizontalen Richtung im wesentlichen parallel zur oberen Oberfläche der Elektrode, in einer zweiten horizontalen Richtung im wesentlichen parallel zur oberen Oberfläche der Elektrode und im wesentlichen senkrecht zur ersten horizontalen Richtung, und in einer vertikalen Richtung senkrecht zur oberen Oberfläche der Elektrode bewegbar ist, wobei ein Draht durch das Bondwerkzeug läuft; b) Ausbilden einer kleinen Kugel am vorderen Ende des Drahtes, wobei die kleine Kugel über das vordere Ende des Bondwerkzeuges herausragt; c) Bewegen des Bondwerkzeuges, um die kleine Kugel gegen die obere Oberfläche der Elektrode zu drücken und sie dort aufzubonden; d) Abheben des Bondwerkzeuges von der oberen Oberfläche der Elektrode um einen Betrag, der so festgelegt wird, daß der Drahtrest, falls einer nach dem nachfolgenden Schritt e) auf der kleinen Kugel verbleibt, schwerlich den Spalt zwischen der Elektrode und der vorgenannten anderen Elektrode überbrükken kann, wobei der Betrag einheitlich auf einen Wert gleich oder kleiner etwa 5 Mikrometer eingestellt wird; und e) Bewegen entweder des Halbleiterchips oder des Bondwerkzeuges in horizontaler Richtung, im wesentlichen parallel zur oberen Oberfläche der Elektrode, so daß der Draht mit dem vordere Ende des Bondwerkzeugs von der kleinen Kugel abgetrennt wird.
In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht ein Gerät zur Herstellung eines Kontakthügels auf einer Elektrode eines auf einer Platte befestigten Halbleiterchips aus a) einem Bondwerkzeug durch welches ein Draht läuft, wobei das Bondwerkzeug der Platte gegenüberliegt; b) einem zweidimensional bewegbaren Tisch, durch den das Bondwerkzeug in einer ersten horizontalen Richtung im wesentlichen parallel zur oberen Oberfläche der Elektrode und in einer zweiten horizontalen Richtung im wesentlichen parallel zur oberen Oberfläche der Elektrode und senkrecht zur ersten horizontalen Richtung bewegt werden kann; c) einem vertikalen Antriebsmechanismus, durch den das Bondwerkzeug in einer Richtung senkrecht zur Oberfläche der Elektrode bewegt werden kann; und d) einer kugelbildenden Vorrichtung zur Herstellung einer kleinen Kugel am vorderen Ende des Drahtes, wobei der zweidimensional bewegbare Tisch in dem Gerät mit einer Steuereinheit ausgerüstet ist, die es gestattet, die Bewegung des zweidimensional bewegbaren Tisches in einer virtuellen Ebene, die durch die erste und zweite horizontale Richtung definiert ist, in jede Richtung zu steuern, und das Bondwerkzeug in der virtuellen Ebene in einer vorgegebenen Richtung bewegt wird, um den Draht von der auf die Elektrode gebondeten kleinen Kugel abzutrennen, wobei sich die vorgegebene Richtung in Abhängigkeit von der Lage der Elektrode ändert.
Die Steuereinheit kann ferner mit einem vertikalen Antriebsmechanismus verbunden sein, und eine Auflösung gleich oder kleiner als etwa 5 Mikrometer für den vertikalen Antriebsmechanismus erzielen.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Die Merkmale und Vorteile des Verfahrens zur Herstellung eines Kontakthügels auf einer Elektrode eines Halbleiterchips und eines dazu verwendeten Gerätes gemäß vorliegender Erfindung sollen durch die folgende Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen deutlicher verständlich werden, von denen:
Fig. 1 die Seitenansicht eines Kugelbondgerätes nach dem Stand der Technik zeigt;
Fig. 2A bis 2H Schnittansichten darstellen, welche die Schrittfolge zur Herstellung eines Kontakthügels auf einer Elektrode eines Halbleiterchips nach dem Stand der Technik verdeutlichen;
Fig. 3A bis 3H Schnittansichten darstellen, die eine andere Schritt folge zur Herstellung eines Kontakthügels auf einer Elektrode eines Halbleiterchips nach dem Stand der Technik zeigen;
Fig. 4A bis 4C die Schrittfolge eines Formungsprozesses zur Herstellung eines Kontakthügels veranschaulichen;
Fig. 5A bis 5C das Problem beschreiben, dem man bei der in den Fig. 3A bis 3H gezeigten Schrittfolge begegnet;
Fig. 6A eine Draufsicht darstellt, welche die Anordnung der Kontakthügel zeigt, die mit Hilfe der in den Fig. 3A bis 3H veranschaulichten Schrittfolge erzeugt wird;
Fig. 6B eine perspektivische Ansicht darstellt, welche die Anordnung der Kontakthügel von Fig. 6A unter einem anderen Blickwinkel zeigt;
Fig. 7 eine Seitenansicht des Bondgerätes entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 8 ein Blockschaltbild einer Verarbeitungseinheit darstellt, die in der Steuereinheit des in Fig. 7 gezeigten Bondgerätes eingesetzt wird;
Fig. 9A bis 9I Schnittansichten darstellen, die eine Schrittfolge zur Herstellung eines Kontakthügels entsprechend der vorliegenden Erfindung verdeutlichen;
Fig. 10A eine Draufsicht darstellt, welche die Anordnung der Kontakthügel auf einem Halbleiterchip zeigt;
Fig. 10B eine perspektivische Ansicht darstellt, welche die Anordnung der in Fig. 10A gezeigten Kontakthügel unter einem anderen Blickwinkel zeigt;
Fig. 11A eine Draufsicht darstellt, die eine andere Anordnung der Kontakthügel entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt, wenn die jeweiligen Elektroden in dem zentralen Teil des Halbleiterchips konzentriert sind;
Fig. 11B eine perspektivische Ansicht der Anordnung der Kontakthügel auf den in Fig. 11A gezeigten Elektroden darstellt;
Fig. 12 die Seitenansicht eines anderen Bondgerätes darstellt, die für das Verständnis der vorliegenden Erfindung nützlich ist;
Fig. 13A bis 13I Schnittansichten darstellen, die eine andere Schritt folge zur Herstellung eines Kontakthügels auf einer Elektrode eines Halbleiterchips zeigen, welche für das Verständnis der vorliegenden Erfindung nützlich ist;
Fig. 14A bis 14C Histogramme darstellen, die jeweils die Streuung der Kontakthügelhöhe in Abhängigkeit von der Auflösung der Bewegung des vertikalen Antriebsmechanismus bei dem in in Fig. 12 gezeigten Bondgerät zeigen; und
Fig. 15A und 15B Schnittansichten darstellen, die einen Teil einer anderen Schrittfolge zeigen, und dem Verständnis der vorliegenden Erfindung dienen.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Erstes Ausführungsbeispiel

Zuerst wird auf Fig. 7 der Zeichnungen Bezug genommen, nach der ein Rahmen 101 im Boden verankert ist, und eine Heizplatte 102 mit einem Heizelement 103, das an eine elektrische Stromquelle 104 angeschlossen ist, auf der oberen Oberfläche des Rahmens 101 befestigt ist. Auf der Heizplatte 102 ist ein Halbleiterchip SC21 angeordnet, dessen obere Oberfläche mit S21 bezeichnet ist. Auf der oberen Oberfläche des Rahmens 101 ist ferner ein zweidimensional bewegbarer Tisch 105 angeordnet, bestehend aus einem Unterteil 106, das in Bezug zur oberen Oberfläche des Rahmes 101 in einer ersten horizontalen Richtung X21 bewegbar ist, und einem Oberteil 107, das sich auf dem Unterteil 106 verschieben läßt und in einer zweiten horizontalen Richtung Y21 senkrecht zur ersten horizontalen Richtung X21 bewegbar ist. Die erste und zweite horizontale Richtung X21 und Y21 liegen im wesentlichen parallel zur oberen Oberfläche S21 des Halbleiterchips SC21. Der Bondkopf 108 wird vom Oberteil 107 getragen und ist deshalb in Bezug zum Rahmen 101, und damit zum Halbleiterchip SC21, zweidimensional bewegbar. Auf der oberen Oberfläche des Bondkopfes 108 ist ein drehbarer Spulenkörper 109 angebracht, welcher um eine Mittelachse 110 drehbar ist, und um den Außenumfang des Spulenkörpers 109 ist ein Bonddraht 111 aus z.B. Aluminium, Gold oder Kupfer gewickelt. Zu dem Bondkopf 108 gehört ferner ein vertikaler Antriebsmechanismus 112, welcher seinerseits eine Klammer 113 und eine Kapillare 114 trägt, die seitlich aus ihm hervorragen. Bei diesem Beispiel bilden die Klammer 113 und die Kapillare 114 als Ganzes das Bondwerkzeug.
Der vertikale Antriebsmechanismus 112 kann die Klammer 113 und die Kapillare 114 in senkrechter Richtung Z21 in Bezug zur oberen Oberfläche des Halbleiterchips SC21 bewegen. In der Nähe der Kapillare 114 ist ein Funkenstab 115 (siehe Fig. 9B) angeordnet. Das vordere Ende 111a des Bonddrahtes 111 läuft locker durch die Kapillare 114 und ragt aus dem vorderen Ende 114a der Kapillare 114 hervor, wie in Fig. 9A gezeigt wird.
Eine Steuereinheit 116 ist sowohl mit dem zweidimensional bewegbaren Tisch 105 als auch mit dem vertikalen Antriebsmechanismus 112 verknüpft, und die Steuereinheit 116 steuert die Bewegungen derselben mit Hilfe der Verarbeitungseinheit 116a. Dadurch können der zweidimensional bewegbare Tisch 105 und der vertikale Antriebsmechanismus 112 die Klammer 113 und die Kapillare 114 in Bezug zum Rahmen 101 und damit zum Halbleiterchip SC21 dreidimensional Positionieren.
Die Verarbeitungseinheit 116a ist in Fig. 8 dargestellt und enthält einen Tischantriebsabschnitt 116aa, der mit dem zweidimensional bewegbaren Tisch 105 verbunden ist, einen Vertikalantriebsabschnitt 116ab, der mit dem Vertikalantriebsmechanismus 112 verbunden ist, und einen Prozessor 116ac, der eine in der Speichereinheit 116ad gespeicherte Programmfolge unter Bezugnahme auf ein Steuerschema 116ae ausführt, um eine Entscheidung zu fällen, wie später beschrieben wird.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 9A bis 9I erfolgt nun die Beschreibung der Schritt folge zur Herstellung eines Kontakthügels. In der Ausgangsstellung ergreift die Klammer 113 den Bonddraht 111, das vordere Ende 111a ragt dabei aus dem vorderen Ende 114a der Kapillare 114 heraus, wie in Fig. 9A gezeigt wird. Die Steuereinheit 116 veranlaßt die Klammer 113 und die Kapillare 114, sich in Richtung zum Funkenstab 115 zu bewegen und zwischen dem Funkenstab 115 und dem vorderen Ende 111a des Bonddrahtes 111 werden Funken 117 erzeugt (siehe Fig. 9B). Das vordere Ende 111a wird durch die Funken 117 geschmolzen und dadurch abgerundet, so daß am vorderen Ende des Bonddrahtes 111, wie in Fig. 9C gezeigt wird, eine kleine Kugel 111b entsteht.
Nach der Herstellung der kleinen Kugel 111b gibt die Klammer 113 den Bonddraht 111 frei, und die Kapillare 114 bewegt sich abwärts in einer Richtung, die im wesentlichen parallel zur senkrechten Richtung Z21 (siehe Fig. 9D) liegt. Die Steuereinheit 116 veranlaßt den zweidimensional bewegbaren Tisch 105 und den vertikalen Antriebsmechanismus 112, die kleine Kugel 111b gegen die obere Oberfläche der auf der oberen Oberfläche S21 des Halbleiterchips SC21 angeordneten Elektrode 118a zu drücken. Wenn die kleine Kugel 111b gegen die Elektrode 118a gedrückt wird, wird die kleine Kugel 111b darauf breitgedrückt und festgebondet, wie in Fig. 9E gezeigt wird.
Die Steuereinheit 116 veranlaßt den vertikalen Antriebsmechanismus 112, die Kapillare 114 leicht anzuheben, so daß sich das vordere Ende 114a der Kapillare 114 von der breitgedrückten kleinen Kugel 111b um einen vorgegebenen Betrag entfernt. Wenn die Kapillare 114 angehoben ist, ergreift die Klammer 113 den Bonddraht 111 wieder, wie in Fig. 9F gezeigt wird.
Die Steuereinheit 116 bewegt den zweidimensional bewegbaren Tisch 105 in Abhängigkeit von der Lage der Elektrode 118a und dem entsprechenden Steuerschema 116ae entweder in der ersten oder der zweiten horizontalen Richtung X21 oder Y21, und die Kapillare 114 und die Klammer 113 werden damit ebenfalls entweder in der ersten oder der zweiten horizontalen Richtung X21 oder Y21 bewegt. Dies führt dazu, daß der Bonddraht 111 mit dem vorderen Ende 114a der Kapillare 114 von der breitgedrückten Kugel 111b abgetrennt wird, wie in Fig. 9G gezeigt wird. Es verbleibt jedoch ein Bonddrahtrest 111c an der breitgedrückten kleinen Kugel 111b, und der Bonddrahtrest 111c und die breitgedrückte Kugel 111b werden als Kontakthügel verwendet. Der Bonddrahtrest 111c kann jedoch so umgeformt werden, daß seine Höhe in einem vorgegebenen Toleranzbereich liegt.
Die Kapillare bewegt sich aufwärts, so daß das vordere Ende 111a des Bonddrahtes wieder aus dem vorderen Ende 114a der Kapillare 114 herausragt, wie in Fig. 9H gezeigt wird. Schließlich kehren die Klammer 113 und die Kapillare 114 wieder in die Ausgangsstellung zurück, wie in Fig. 9I gezeigt wird.
Damit ist der Kontakthügel durch die in den Fig. 9A bis 9I dargestellte Schrittfolge hergestellt, und die Schrittfolge wird eine vorgegebene Anzahl von Malen wiederholt. Wie bereits beschrieben, wird die Kapillare 114 in Abhängigkeit von der Lage der Elektrode auf dem Halbleiterchip SC21 entweder in der ersten oder in der zweiten horizontalen Richtung bewegt.
Wenn wir nun davon ausgehen, daß entlang des Außenrandes des Halbleiterchips SC21 eine Anzahl von Elektroden, einschließlich der Elektroden 118a bis 118r, angeordnet sind, wie in den Fig. 10A und 10B gezeigt wird, so wird die Kapillare 114 zur Herstellung der Kontakthügel auf den Elektroden 118f bis 118m und 118r bis 118v, welche an den Seitenkanten E21 beziehungsweise E22 angeordnet sind, in der ersten horizontalen Richtung X21 bewegt. Wenn jedoch mit der Kapillare 114 die Kontakthügel auf den Elektroden 118a bis 118e und 118n bis 118p, die an den Seitenkanten E23 beziehungsweise E24 angeordnet sind, hergestellt werden, dann wird die Kapillare 114 in der zweiten horizontalen Richtung Y21 bewegt. Über das Steuerschema 116ae erhält der Prozessor 116ac Informationssätze, die jeweils angeben, welche Richtung die Kapillare 114 einschlagen soll, und der Prozessor 116ac weist entsprechend den übernommenen Informationssätzen, den Tischantriebsabschnitt an, entweder das Unterteil 106 oder das Oberteil 107 zu betätigen. Die Bewegung der Kapillare 114 bewirkt, daß die Bonddrahtreste 111ce und 111cn der Kontakthügel in verschiedenen Spalten, wie z.B. 118e und 118n, entgegengesetzt zueinander liegen. Wenn die Bonddrahtreste 111ce und 111cn entgegengesetzt zueinander liegen, kann schwerlich ein Kurzschluß zwischen den benachbarten Elektroden, z.B. 118e und 118f entstehen, und der vertikale Antriebsmechanismus 112 muß im Vergleich mit dem zweiten Ausführungsbeispiel hinsichtlich der vertikalen Bewegung nicht sonderlich ganau gesteuert werden, weil ein ziemlich langer Bonddrahtrest zulässig ist. In den Zeichnungen befinden sich einige der Drahtreste mit dem Halbleiterchip SC21 in Kontakt, es tritt jedoch kein schwerwiegendes Problem auf, weil die oberste Schicht des Halbleiterchips aus einer isolierenden Substanz besteht. Folglich sind die Kontakthügel auf den Elektroden 118a bis 118v frei von dem Problem, das den Kontakthügeln nach dem Stand der Technik anhaftet, und solche Kontakthügel tragen zur Verbesserung der Produktionsausbeute von Halbleiteranordnungen bei.
Bei diesem Beispiel wird die Kapillare 114 gegenüber dem Halbleiterchip SC21 seitlich bewegt, es kann jedoch auch der Halbleiterchip SC21 gegenüber der Kapillare 114 bewegt werden.

Zweites Ausführungsbeispiel

Wenden wir uns der Fig. 11A zu, in der eine andere Anordnung von Kontakthügeln dargestellt ist, bei der die Elektroden (nicht gezeigt) auf der zentralen Fläche des Halbleiterchips SC31 konzentriert sind. Jeder der Kontakthügel 121a bis 121y wird durch die in den Fig. 13A bis 13I gezeigte Schrittfolge erzeugt, und die entsprechenden Bonddrahtreste 122a bis 122y ragen jeweils aus den breitgedrückten kleinen Kugeln heraus. Wenn sich die Kapillare 114 horizontal bewegt, um den Bonddraht 111 von der breitgedrückten kleinen Kugel 111b abzutrennen, weist die Verarbeitungseinheit 116a den Tischantriebsabschnitt 116aa an, entweder das Unterteil 106 oder das Oberteil 107 oder beide zu betätigen, wobei die resultierende Bewegung in horizontaler Richtung von der Spalte der Elektroden abhängt. Der Prozessor weist beispielsweise den Tischantriebsabschnitt an, das Oberteil 107 zu betätigen, so daß sich die Kapillare 114 bei der Herstellung der Kontakthügel 121a bis 121e, die in der äußersten linken Spalte angeordnet sind, nach links bewegt, während sich bei gleichzeitiger Ansteuerung sowohl des Unterteils 106 als auch des Oberteils 107 die Kapillare schräg bewegt, und die Bonddrahtreste 122f bis 112j parallel zueinander in Richtung der linken oberen Kante ausgerichtet werden. Um die Kontakthügel 121k bis 121o in der Spalte CLh herzustellen, beauftragt der Prozessor ebenfalls den Tischantriebsabschnitt 116aa sowohl das Unterteil 106 als auch das Oberteil 107 zu betätigen, die Richtung der resultierenden Bewegungen unterscheidet sich jedoch um einen Winkel von etwa 90º gegen den Uhrzeigersinn von der zur Herstellung der Kontakthügel 121f bis 121j. In gleicher Weise sind die resultierenden Bewegungen der Kapillare 114 zur Herstellung der Kontakthügel 121p bis 121t in der Spalte CLi weiterhin um einen Winkel von etwa 90º entgegen dem Uhrzeigersinn gegen jene zur Herstellung der Kontakthügel in der Spalte CLh versetzt. Auf diese Weise werden die Bonddrahtreste 122a bis 122y in Abhängigkeit von den Spalten oder der Lage des Kontakthügels in entsprechenden Richtungen ausgerichtet, und die Bonddrahtreste 122a bis 122y können kaum in Kontakt mit einer Elektrode in der benachbarten Spalte kommen, denn die Orientierung der Bonddrahtreste entspricht der Vergrößerung des Spaltes zwischen den Elektroden.
Der Bonddrahtrest des Kontakthügels in einer Spalte erstreckt sich in eine Richtung, die sich von der des Kontakthügels in einer anderen Spalte unterscheidet; wenn man den Halbleiterchip SC31 jedoch um 90º dreht, werden aus den Spalten CLh und CLi die Zeilen Rh beziehungsweise R1, wie in Fig. 11B gezeigt wird, und deshalb läßt sich "Spalte" in den Patentansprüchen durch das Wort "Zeile" ersetzen.

Drittes Ausführungsbeispiel

Dieses Ausführungsbeispiel ist kein Bestandteil der beanspruchten Erfindung.
Betrachten wir zunächst Fig. 12 der Zeichnungen, in der ein Rahmen 71 im Boden verankert ist und eine Heizplatte 72 mit einem Heizelement 73, das an eine elektrische Stromquelle 74 angeschlossen ist, auf der oberen Oberfläche des Rahmens 71 befestigt ist. Auf der Heizplatte 72 ist ein Halbleiterchip SC angeordnet, der eine obere Oberfläche S11 besitzt. Auf der oberen Oberfläche des Rahmens 71 befindet sich ferner ein zweidimensional bewegbarer Tisch 75, mit einem Unterteil 76, welches in einer ersten horizontalen Richtung X11 in Bezug zur oberen Oberfläche des Rahmens 71 bewegbar ist, und einem Oberteil 77, welches auf dem Unterteil 76 verschiebbar und in einer zweiten horizontalen Richtung Y11, senkrecht zur ersten horizontalen Richtung X11 bewegbar ist. Die erste und zweite horizontale Richtung X11 und Y11 liegen im wesentlichen parallel zur oberen Oberfläche S11 des Halbleiterchips SC. Auf dem Oberteil 77 ist ein Bondkopf 78 befestigt, der mithin in Bezug zum Rahmen 71 und damit zum Halbleiterchip SC zweidimensional bewegbar ist. Mit anderen Worten, die Klammer 83 und die Kapillare 84 können in einer virtuellen Ebene, die durch die erste und zweite horizontale Richtung X11 und Y11 definiert ist, in jede Richtung bewegt werden.
Auf der oberen Oberfläche des Bondkopfes 78 befindet sich ein drehbarer Spulenkörper 79, welcher um eine Mittelachse 80 drehbar ist, und um den Außenumfang des Spulenkörpers 79 ist ein Bonddraht 81 aus zum Beispiel Aluminium, Gold oder Kupfer gewickelt. Der Bondkopf 78 trägt ferner einen vertikalen Antriebsmechanismus 82, an dem wiederum eine seitlich aus ihm hervorstehende Klammer 83 und Kapillare 84 befestigt ist. In diesem Fall bilden die Klammer 83 und die Kapillare 84 als Einheit das Bondwerkzeug.
Mit Hilfe des vertikalen Antriebsmechanismus 82 können sich die Klammer 83 und die Kapillare 84 in einer senkrechten Richtung Z11 in Bezug zur oberen Oberfläche des Halbleiterchips SC bewegen. In der Nähe der Kapillare 84 ist ein Funkenstab 85 (siehe Fig. 13B) angeordnet. Das vordere Ende 81a des Bonddrahtes 81 läuft locker durch die Kapillare 84 und ragt aus dem vorderen Ende 84a der Kapillare 84 heraus, wie in Fig. 13A gezeigt wird.
Eine Steuereinheit 86 ist sowohl mit dem zweidimensional bewegbaren Tisch 75 als auch mit dem vertikalen Antriebsmechanismus 82 verbunden, deren Bewegungen die Steuereinheit 86 steuert. Auf diese Weise bewirken der zweidimensional bewegbare Tisch 75 und der vertikale Antreibsmechanismus 82, daß sich die Klammer 83 und die Kapillare 84 in Bezug zum Rahmen 71, und damit zum Halbleiterchip SC, dreidimensional bewegen können. In diesem Fall steuert die Steuereinheit 86 die Bewegung des vertikalen Antriebsmechanismus 82 mit einem Inkrement von etwa 5 Mikrometer oder etwa 2,5 Mikrometer. Mit anderen Worten, die Steuereinheit 86 liefert eine Auflösung gleich oder kleiner als etwa 5 Mikrometer für die vertikale Bewegung des Antriebsmechanismus 82. Durch die genaue Steuerung der vertikalen Bewegung wird jedoch den Problemen entgegengewirkt, die den Kontakthügeln nach dem Stand der Technik anhaften, solange die Auflösung in der Größenordnung von 15 Mikrometer liegt, wie nachfolgend beschrieben werden soll.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 13A bis 13I erfolgt nachfolgend die Beschreibung der Schritt folge zur Herstellung eines Kontakthügels. In der Ausgangsstellung ergreift die Klammer 83 den Bonddraht 81, wobei das vordere Ende 81a aus dem vorderen Ende 84a der Kapillare 84 herausragt, wie in Fig. 13A gezeigt wird. Die Steuereinheit 86 veranlaßt die Klammer 83 und die Kapillare 84 sich in Richtung zum Funkenstab 85 zu bewegen, und dann schlagen zwischen dem Funkenstab 85 und dem vorderen Ende 81a des Bonddrahtes 81 Funken 87 über( siehe Fig. 13B). Das vordere Ende 81a schmilzt in den Funken 87 und wird abgerundet, so daß an dem vorderen Ende des Bonddrahtes 81 eine kleine Kugel 81b entsteht, wie in Fig. 13C gezeigt wird.
Nach der Entstehung der kleinen Kugel 81b gibt die Klammer 83 den Bonddraht 81 frei und die Kapillare 84 geht abwärts in eine Richtung, die im wesentlichen parallel zur senkrechten Richtung Z11 (siehe Fig. 13D)liegt. In dieser Phase bleibt die Klammer 83 stehen oder sie wird zusammen mit der Kapillare 84 bewegt. Die Steuereinheit 86 veranlaßt den zweidimensional bewegbaren Tisch 75 und den vertikalen Antriebsmechanismus 82, die kleine Kugel 81b gegen die obere Oberfläche der Elektrode 88a zu drücken, die sich auf der oberen Oberfläche S11 des Halbleiterchips SC befindet. Wenn die kleine Kugel 81b gegen die Elektrode 88a gedrückt wird, wird die kleine Kugel 81b breitgedrückt und daran festgebondet, wie in Fig. 13E gezeigt wird.
Die Steuereinheit 86 veranlaßt den vertikalen Antriebsmechanismus 82 die Kapillare 84 leicht anzuheben, so daß sich das vordere Ende 84a der Kapillare 84 um einen vorgegebenen Betrag von der breitgedrückten kleinen Kugel 81b entfernt. Der vorgegebene Betrag kann in Abhängigkeit vom Abstand zwischen zwei benachbarten Elektroden auf dem Halbleiterchip SC variabel sein; der vorgegebene Abstand beträgt bei diesem Beispiel jedoch einige Mikrometer. Wenn die Kapillare 84 angehoben ist, ergreift die Klammer 83 den Bonddraht 81 wieder, wie in Fig. 13F gezeigt wird.
Da die Steuereinheit 86 den zweidimensional bewegbaren Tisch 75 ungeachtet der Lage der Elektrode 88a entweder in der ersten oder zweiten horizontalen Richtung X11 oder Y11 bewegt, werden die Kapillare 84 und die Klammer 83 ebenfalls um einen Betrag von etwa 100 Mikrometer entweder in der ersten oder zweiten horizontalen Richtung X11 oder Y11 bewegt, und dies führt dazu, daß der Bonddraht 81 mit dem vorderen Endes 84a der Kapillare 84 von der breitgedrückten kleinen Kugel abgetrennt wird, wie in Fig. 13G gezeigt wird. Auf der breitgedrückten kleinen Kugel 81b kann jedoch ein geringfügiger Bonddrahtrest 81c zurückbleiben, und der Bonddrahtrest 81c und die breitgedrückte kleine Kugel 81b werden als Kontakthügel verwendet. Der Bonddrahtrest kann so umgeformt werden, daß seine Höhe in einem vorgegebenen Toleranzbereich liegt.
Wie bereits beschrieben, kann die Kapillare 84 in einer virtuellen Ebene, die durch die erste und zweite horizontale Richtung X11 und Y11 definiert ist, in jeder Richtung bewegt werden. Wenn die Steuereinheit 86 jener in Fig. 8 gezeigten gleicht, wird jeder Bonddrahtrest 81c in einer individuellen Richtung ausgerichtet, die von der Lage der Elektrode 88a abhängt, und der Kontakthügel besitzt Vorteile hinsichtlich der Einstellbarkeit der Gestalt als auch hinsichtlich der Eindämmung der Kurzschlußgefahr. Wenn die Klammer 83 und die Kapillare 84 jedoch, ungeachtet der Lage der Elektrode 88a, entweder nur in der ersten oder der zweiten horizontalen Richtung X11 oder Y11 bewegt werden, gestaltet sich die Steuereinheit 86 im Vergleich mit der im ersten Ausführungsbeispiel eingesetzten verhältnismäßig einfach, und infolge der genauen Steuerung der Anhebebewegung tritt kein unerwünschter Kurzschluß auf.
Die Kapillare bewegt sich aufwärts, so daß das vordere Ende 81a des Bonddrahtes wieder aus dem vorderen Ende 84a der Kapillare 84 herausragt, wie in Fig. 13H gezeigt wird. Schließlich kehren die Klammer 83 und die Kapillare 84 in die Ausgangsstellung zurück, wie Fig. 13I zeigt.
Auf diese Weise wird durch die in den Fig. 13A bis 13I gezeigte Schrittfolge ein Kontakthügel erzeugt, wobei die Schritt folge eine vorgegebene Anzahl von Malen wiederholt wird, da der Halbleiterchip SC gewöhnlich eine größere Anzahl von Elektroden aufweist.
Wie aus der bisherigen Beschreibung erkennbar ist, besitzt der vertikale Antriebsmechanismus 82 eine Auflösung von 5 Mikrometer bis 15 Mikrometer, und der Bonddraht 81 wird mit dem vorderen Ende 84a der Kapillare 84 von der breitgedrückten kleinen Kugel 81b abgetrennt. Daraus folgt, daß die Höhe der Kontakthügel auf einfache Weise innerhalb eines engen Bereiches eingestellt werden kann, und darum verbleibt auf dem Kontakthügel kein langer Bonddrahtrest. Dies bedeutet, daß kaum ein Kurzschluß zwischen zwei benachbarten Elektroden auf dem Halbleiterchip SC auftreten wird, und deshalb wird die Produktionsausbeute entscheidend verbessert. Tatsächlich liegen, wenn die Auflösung der vertikalen Bewegung etwa 10 Mikrometer beträgt, in einer Größenordnung von 50 % der Kontakthügel innerhalb eines Zielbereiches von 40 Mikrometer bis 49 Mikrometer, und der überwiegende Teil der Kontakthügel fällt in einen Bereich von 30 Mikrometer bis 59 Mikrometer, wie in Fig. 14A gezeigt wird. Dies bedeutet, daß die Streuung in Bezug auf den Zielbereich nur ±10 Mikrometer beträgt. Darüberhinaus liegen mehr als 92 % der Kontakthügel im Zielbereich, wenn die Auflösung etwa 5 Mikrometer beträgt, wie Fig. 14B zeigt. Wenn die Auflösung auf 2,5 Mikrometer eingestellt wird, fallen alle Kontakthügel in den Zielbereich, wie in Fig. 14C gezeigt wird.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel wird die Kapillare 84 in Bezug auf den Halbleiterchip SC, der auf der Heizplatte 73 befestigt ist, seitlich bewegt. Es kann jedoch auch der Halbleiterchip in Bezug auf die Kapillare 84 seitlich bewegt werden, die dann stationär in Bezug auf den Rahmen 71 ist.

Viertes Ausführungsbeispiel

Dieses Ausführungsbeispiel ist nicht Bestandteil der beanspruchten Erfindung.
In den Fig. 15A und 15B wird ein wesentlicher Abschnitt einer anderen Schrittfolge gezeigt, der für das Verständis der vorliegenden Erfindung von Nutzen ist. Die Schrittfolge gleicht jener in den Fig. 13A bis 13I gezeigten, abgesehen von den in den Fig. 13F und 13G gezeigten Stufen, wobei die in den Fig. 15A und 15B gezeigten Stufen den in den Fig. 13F und 13G gezeigten entsprechen. Aus diesem Grund konzentriert sich die Beschreibung unter Bezugnahme auf die Fig. 15A und 15B auf diese Stufen.
Wenn die kleine Kugel 81b auf der Elektrode 88a breitgedrückt und festgebondet wird, dringt ein Teil der kleinen Kugel 81b in den Spalt zwischen der Kapillare 94 und dem Bonddraht 81 ein. Die Kapillare 84 wird dann um einen vorgegebenen Betrag L von etwa 5 Mikrometer bis etwa 15 Mikrometer angehoben, der Teil der breitgedrückten kleinen Kugel 81b verbleibt jedoch noch im Spalt. Wenn die Kapillare 84 nun seitlich in Richtung des Pfeiles H21 bewegt wird, wird der Teil der breitgedrückten kleinen Kugel 81b entlang der Linie C21 abgetrennt, und auf der breitgedrückten kleinen Kugel 81b verbleibt kein Bonddrahtrest, wie in Fig. 15B gezeigt wird. Dies trägt zur Einstellung einer bestimmten Kontakthügelhöhe bei, und es muß kein Formungsprozeß angeschlossen werden. In diesem Fall kann die Kapillare 94, abhängig von der Lage der Elektrode 88a, in jede Richtung auf der virtuellen Ebnene, die durch die erste und zweite horizontale Richtung X11 und Y11 definiert ist, bewegt werden. Die Kapillare 94 kann aber auch entweder nur in der ersten oder der zweiten horizontalen Richtung X11 oder Y11 bewegt werden, so daß sich die Steuereinheit 86 hinsichtlich des Programmablaufs vereinfacht.
Die kleinen Kugeln 81b und 111b lassen sich alternativ auch durch die Einwirkung von thermischer Energie oder durch Ultraschallschwingungen erzeugen.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen von Anschlüssen auf Elektroden (118, 121) eines Halbleiterchips (SC21, SC31), wobei die Elektroden wenigstens in einer ersten und zweiten Spalte (CLH, CLI) angeordnet sind, mit den Verfahrensschritten:

a) Vorbereiten einer Kontaktiervorrichtung, die mit einem Kontaktierwerkzeug (113, 114) ausgerüstet ist, das in einer ersten horizontalen Richtung (X21) im wesentlichen parallel zur Oberfläche der Elektrode, in einer zweiten horizontalen Richtung (Y21) im wesentlichen parallel zur Oberfläche der Elektrode und im wesentlichen senkrecht zur ersten horizontalen Richtung und in einer vertikalen Richtung (Z21) senkrecht zur Oberfläche der Elektrode bewegbar ist, wobei ein Draht (111) durch das Kontaktierwerkzeug läuft;

b) Ausbilden einer kleinen Kugel (111b) am vorderen Ende des Drahtes, wobei die kleine Kugel von dem vorderen Ende des Kontaktierwerkzeugs vorsteht,

c) Veranlassen des Kontaktierwerkzeugs die kleine Kugel gegen die Oberfläche einer der Elektroden der ersten Spalte zu drücken, um sie darauf zu kontaktieren;

d) Bewegen des Kontaktierwerkzeugs in eine Richtung weg von der Oberfläche der Elektrode;

e) Bewegen des Kontaktierwerkzeugs in einer vorgegebenen Richtung in einer durch die erste und zweite horizontale Richtung festgelegten virtuellen Ebene, so daß der Draht von der kleinen Kugel durch das vordere Ende des Kontaktierwerkzeugs abgeschnitten wird, wobei ein verbleibender Draht (111c) auf der kleinen Kugel zurückbleibt; und

f) Wiederholen der Schritte b) bis e) zur Erzeugung von Anschlüssen auf jeweiligen Oberflächen der anderen Elektroden, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebene Richtung zur Herstellung des Anschlusses auf der einen Elektrode der ersten Spalte (CLh) sich von derjenigen zur Herstellung des Anschlusses auf der Oberfläche einer anderen Elektrode in der zweiten Spalte (CLi) unterscheidet.

2. Vorrichtung zur Bildung eines Anschlusses auf einer Elektrode eines an einer Platte (102) angebrachten Halbleiterchips (SC21), mit:

a) einem Kontaktierwerkzeug (113, 114), durch das ein Draht (111) läuft, wobei das Kontaktierwerkzeug der Platte gegenüber liegt;

b) einem zweidimensional beweglichen Tisch (106, 107), der ermöglicht, daß sich das Kontaktierwerkzeug in einer ersten horizontalen Richtung (X21) im wesentlichen parallel zur Oberfläche der Elektrode und in einer zweiten horizontalen Richtung (Y21) im wesentlichen parallel zur Oberfläche der Elektrode und senkrecht zur ersten horizontalen Richtung bewegt;

c) einer vertikalen Antriebsvorrichtung (112), die ermöglicht, daß das Kontaktierwerkzeug sich in einer Richtung senkrecht zur Oberfläche der Elektroden bewegt; und

d) einem kugelbildenden Mittel (115) zur Herstellung einer kleinen Kugel (111b) am vorderen Ende des Drahtes, dadurch gekennzeichnet, daß der zweidimensional bewegliche Tisch mit einer Regeleinheit (116) ausgerüstet ist, um die Bewegung des zweidimensional beweglichen Tisches in jede Richtung in einer durch die erste und zweite horizontale Richtung definierten virtuellen Ebene zu regeln, und daß das Kontaktierwerkzeug in der virtuellen Ebene in einer vorbestimmten Richtung bewegbar ist, um den Draht von der mit der Elektrode verbundenen kleinen Kugel abzuschneiden, wobei die vorgegebene Richtung in Abhängigkeit von der Relativlage der Elektrode variiert wird.