JP2003023048A - ボンディングダメージの計測装置および計測方法 - Google Patents
ボンディングダメージの計測装置および計測方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 接合部に発生するダメージの要因についての
データを定量的に計測することができるボンディングダ
メージの計測装置および計測方法を提供することを目的
とする。 【解決手段】 複数のボンディングパッドの位置に対応
して歪みゲージ２０が形成された基板４のボンディング
ダメージを計測するボンディングダメージの計測装置に
おいて、ボンディング装置５の制御部８によってボンデ
ィング対象となるボンディングパッドに対応した歪みゲ
ージ２０を指示することにより、駆動回路１９はスイッ
チング回路１８を駆動して指示された歪みゲージ２０と
計測手段９とを選択的に導通させる。そして、ボンディ
ング機構２３によって計測手段９に接続されている歪み
ゲージ２０に対応したボンディングパッドにボンディン
グを行う。
データを定量的に計測することができるボンディングダ
メージの計測装置および計測方法を提供することを目的
とする。 【解決手段】 複数のボンディングパッドの位置に対応
して歪みゲージ２０が形成された基板４のボンディング
ダメージを計測するボンディングダメージの計測装置に
おいて、ボンディング装置５の制御部８によってボンデ
ィング対象となるボンディングパッドに対応した歪みゲ
ージ２０を指示することにより、駆動回路１９はスイッ
チング回路１８を駆動して指示された歪みゲージ２０と
計測手段９とを選択的に導通させる。そして、ボンディ
ング機構２３によって計測手段９に接続されている歪み
ゲージ２０に対応したボンディングパッドにボンディン
グを行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体チップなど
の電子部品を基板にボンディングする際に基板に生じる
ダメージを計測する目的で使用されるボンディングダメ
ージの計測装置および計測方法に関するものである。
の電子部品を基板にボンディングする際に基板に生じる
ダメージを計測する目的で使用されるボンディングダメ
ージの計測装置および計測方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体チップなどの電子部品の製造や電
子部品の基板への実装においては、ワイヤボンディング
やフリップチップボンディングなどの超音波接合が多用
されている。この超音波接合は、ワイヤやバンプなどの
接合物を被接合対象である電極に対して押圧するととも
に接合物に超音波振動を付与することにより、接合界面
を形成するものである。
子部品の基板への実装においては、ワイヤボンディング
やフリップチップボンディングなどの超音波接合が多用
されている。この超音波接合は、ワイヤやバンプなどの
接合物を被接合対象である電極に対して押圧するととも
に接合物に超音波振動を付与することにより、接合界面
を形成するものである。
【０００３】この超音波接合においては、接合対象とな
る半導体チップや基板に対して荷重と超音波振動という
機械的負荷が作用するため、荷重や超音波出力などの接
合条件が適正でない場合には、クラックなどのダメージ
を発生させるおそれがある。このため、ボンディングに
際しては、個々の半導体チップや基板について適切な接
合条件を設定する必要がある。従来よりこの接合条件の
設定は、超音波接合を実際に行った後に剥離試験などに
よって接合部の評価を行い、試行錯誤的に適正条件を求
める条件出し作業によって行われていた。
る半導体チップや基板に対して荷重と超音波振動という
機械的負荷が作用するため、荷重や超音波出力などの接
合条件が適正でない場合には、クラックなどのダメージ
を発生させるおそれがある。このため、ボンディングに
際しては、個々の半導体チップや基板について適切な接
合条件を設定する必要がある。従来よりこの接合条件の
設定は、超音波接合を実際に行った後に剥離試験などに
よって接合部の評価を行い、試行錯誤的に適正条件を求
める条件出し作業によって行われていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、接合後
の評価のみに依存する従来の条件出し作業では、接合条
件と発生したダメージとの対応関係を知ることができる
ものの、接合部のクラックなどのダメージの発生メカニ
ズムを具体的に特定するための定量的なデータを得るこ
とができず、適切な接合条件の設定やダメージ防止対策
の立案のための有効なデータ入手が困難であるという問
題点があった。
の評価のみに依存する従来の条件出し作業では、接合条
件と発生したダメージとの対応関係を知ることができる
ものの、接合部のクラックなどのダメージの発生メカニ
ズムを具体的に特定するための定量的なデータを得るこ
とができず、適切な接合条件の設定やダメージ防止対策
の立案のための有効なデータ入手が困難であるという問
題点があった。
【０００５】そこで本発明は、接合部に発生するダメー
ジの要因についてのデータを定量的に計測することがで
きるボンディングダメージの計測装置および計測方法を
提供することを目的とする。
ジの要因についてのデータを定量的に計測することがで
きるボンディングダメージの計測装置および計測方法を
提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１記載のボンディ
ングダメージの計測装置は、複数のボンディングパッド
が形成されそれぞれのボンディングパッドの位置に対応
して歪みゲージが形成された基板にボンディング対象物
をボンディングしたときの歪みゲージの電気的変化を計
測手段で計測することにより、ボンディングによって基
板に生じるダメージを計測するボンディングダメージの
計測装置であって、前記基板を保持する保持手段と、前
記歪みゲージの電気的変化を計測する計測手段と、この
計測手段と前記歪みゲージを選択的に接続する選択手段
と、前記選択手段によって計測手段に接続されている歪
みゲージに対応したボンディングパッドにボンディング
対象物をボンディングするボンディング手段とを備え
た。
ングダメージの計測装置は、複数のボンディングパッド
が形成されそれぞれのボンディングパッドの位置に対応
して歪みゲージが形成された基板にボンディング対象物
をボンディングしたときの歪みゲージの電気的変化を計
測手段で計測することにより、ボンディングによって基
板に生じるダメージを計測するボンディングダメージの
計測装置であって、前記基板を保持する保持手段と、前
記歪みゲージの電気的変化を計測する計測手段と、この
計測手段と前記歪みゲージを選択的に接続する選択手段
と、前記選択手段によって計測手段に接続されている歪
みゲージに対応したボンディングパッドにボンディング
対象物をボンディングするボンディング手段とを備え
た。
【０００７】請求項２記載のボンディングダメージの計
測装置は、請求項１記載のボンディングダメージの計測
装置であって、前記選択手段が、前記歪みゲージに接続
する信号線と前記計測手段に接続する計測線とを選択的
に導通させるスイッチング回路と、前記スイッチング回
路を駆動する駆動回路とを備えた。
測装置は、請求項１記載のボンディングダメージの計測
装置であって、前記選択手段が、前記歪みゲージに接続
する信号線と前記計測手段に接続する計測線とを選択的
に導通させるスイッチング回路と、前記スイッチング回
路を駆動する駆動回路とを備えた。
【０００８】請求項３記載のボンディングダメージの計
測装置は、請求項２記載のボンディングダメージの計測
装置であって、前記駆動回路に対してボンディング対象
となるボンディングパッドに対応した歪みゲージを指示
する指示手段を備えた。
測装置は、請求項２記載のボンディングダメージの計測
装置であって、前記駆動回路に対してボンディング対象
となるボンディングパッドに対応した歪みゲージを指示
する指示手段を備えた。
【０００９】請求項４記載のボンディングダメージの計
測装置は、複数のボンディングパッドが形成されそれぞ
れのボンディングパッドの位置に対応して歪みゲージが
形成された基板にボンディング対象物をボンディングし
たときの歪みゲージの電気的変化を計測手段で計測する
ことにより、ボンディングによって基板に生じるダメー
ジを計測するボンディングダメージの計測装置であっ
て、前記歪みゲージに接続された信号線と計測線とを選
択的に接続するスイッチング回路とこのスイッチング回
路を駆動する駆動回路を有する前記基板を保持する保持
手段と、ボンディング対象となるボンディングパッドに
対応した歪みゲージを前記駆動回路に対して指示する指
示手段と、前記計測線を介して前記歪みゲージの電気的
変化を計測する計測手段と、前記指示手段によって前記
計測手段に接続されている歪みゲージに対応したボンデ
ィングパッドにボンディング対象物をボンディングする
ボンディング手段とを備えた。
測装置は、複数のボンディングパッドが形成されそれぞ
れのボンディングパッドの位置に対応して歪みゲージが
形成された基板にボンディング対象物をボンディングし
たときの歪みゲージの電気的変化を計測手段で計測する
ことにより、ボンディングによって基板に生じるダメー
ジを計測するボンディングダメージの計測装置であっ
て、前記歪みゲージに接続された信号線と計測線とを選
択的に接続するスイッチング回路とこのスイッチング回
路を駆動する駆動回路を有する前記基板を保持する保持
手段と、ボンディング対象となるボンディングパッドに
対応した歪みゲージを前記駆動回路に対して指示する指
示手段と、前記計測線を介して前記歪みゲージの電気的
変化を計測する計測手段と、前記指示手段によって前記
計測手段に接続されている歪みゲージに対応したボンデ
ィングパッドにボンディング対象物をボンディングする
ボンディング手段とを備えた。
【００１０】請求項５記載のボンディングダメージの計
測方法は、複数のボンディングパッドが形成されそれぞ
れのボンディングパッドの位置に対応して歪みゲージが
形成された基板にボンディング対象物をボンディングし
たときの歪みゲージの電気的変化を計測手段で計測する
ことにより、ボンディングによって基板に生じるダメー
ジを計測するボンディングダメージの計測方法であっ
て、前記歪みゲージに接続する信号線と前記計測手段に
接続する計測線とを選択的に導通させるスイッチング回
路を駆動して、前記歪みゲージのうちのいずれか１つを
計測手段に接続する第１の工程と、この計測手段に接続
されている歪みゲージに対応したボンディングパッドに
ボンディング手段によりボンディング対象物をボンディ
ングするとともに当該歪みゲージの電気的変化を計測手
段により計測する第２の工程とを含み、前記第１の工程
と第２の工程とを繰り返すことにより複数のボンディン
グパッドにおける歪みゲージの電気的変化を計測する。
測方法は、複数のボンディングパッドが形成されそれぞ
れのボンディングパッドの位置に対応して歪みゲージが
形成された基板にボンディング対象物をボンディングし
たときの歪みゲージの電気的変化を計測手段で計測する
ことにより、ボンディングによって基板に生じるダメー
ジを計測するボンディングダメージの計測方法であっ
て、前記歪みゲージに接続する信号線と前記計測手段に
接続する計測線とを選択的に導通させるスイッチング回
路を駆動して、前記歪みゲージのうちのいずれか１つを
計測手段に接続する第１の工程と、この計測手段に接続
されている歪みゲージに対応したボンディングパッドに
ボンディング手段によりボンディング対象物をボンディ
ングするとともに当該歪みゲージの電気的変化を計測手
段により計測する第２の工程とを含み、前記第１の工程
と第２の工程とを繰り返すことにより複数のボンディン
グパッドにおける歪みゲージの電気的変化を計測する。
【００１１】本発明によれば、複数のボンディングパッ
ドの位置に対応して歪みゲージが形成された基板にボン
ディング対象物をボンディングしたときの歪みゲージの
電気的変化を計測手段で計測することによりボンディン
グによって基板に生じるダメージを計測するボンディン
グダメージの計測装置において、計測手段と歪みゲージ
を選択的に接続する選択手段と、選択手段によって計測
手段に接続されている歪みゲージに対応したボンディン
グパッドにボンディング対象物をボンディングするボン
ディング手段とを備えることにより、ボンディングダメ
ージの要因についてのデータを定量的に効率よく計測す
ることができる。
ドの位置に対応して歪みゲージが形成された基板にボン
ディング対象物をボンディングしたときの歪みゲージの
電気的変化を計測手段で計測することによりボンディン
グによって基板に生じるダメージを計測するボンディン
グダメージの計測装置において、計測手段と歪みゲージ
を選択的に接続する選択手段と、選択手段によって計測
手段に接続されている歪みゲージに対応したボンディン
グパッドにボンディング対象物をボンディングするボン
ディング手段とを備えることにより、ボンディングダメ
ージの要因についてのデータを定量的に効率よく計測す
ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態のボン
ディングダメージの計測装置の側面図、図２は本発明の
一実施の形態のボンディングダメージの計測用基板の斜
視図、図３は本発明の一実施の形態のボンディングダメ
ージの計測用基板の平面図、図４は本発明の一実施の形
態のボンディングダメージの計測用基板のボンディング
パッドの拡大斜視図、図５は本発明の一実施の形態のボ
ンディングダメージの計測装置の制御系の構成を示すブ
ロック図、図６は本発明の一実施の形態のボンディング
ダメージの計測方法の説明図、図７は本発明の一実施の
形態のボンディングダメージの計測装置の側面図であ
る。
参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態のボン
ディングダメージの計測装置の側面図、図２は本発明の
一実施の形態のボンディングダメージの計測用基板の斜
視図、図３は本発明の一実施の形態のボンディングダメ
ージの計測用基板の平面図、図４は本発明の一実施の形
態のボンディングダメージの計測用基板のボンディング
パッドの拡大斜視図、図５は本発明の一実施の形態のボ
ンディングダメージの計測装置の制御系の構成を示すブ
ロック図、図６は本発明の一実施の形態のボンディング
ダメージの計測方法の説明図、図７は本発明の一実施の
形態のボンディングダメージの計測装置の側面図であ
る。
【００１３】まず図１を参照してボンディングダメージ
の計測装置の構成について説明する。ボンディングダメ
ージの計測装置は、基板にワイヤボンディングを行う際
に基板に生じるダメージを計測するものである。計測に
は後述するように、複数のボンディングパッドが形成さ
れそれぞれのボンディングパッドの位置に対応して歪み
ゲージが形成された専用の計測用基板が用いられる。ダ
メージの計測においては、この計測用基板にボンディン
グ対象物であるワイヤをボンディングしたときの歪みゲ
ージの電気的変化を計測手段で計測する。これにより、
ボンディング過程において基板に生じる歪みの経時的変
化が求められる。
の計測装置の構成について説明する。ボンディングダメ
ージの計測装置は、基板にワイヤボンディングを行う際
に基板に生じるダメージを計測するものである。計測に
は後述するように、複数のボンディングパッドが形成さ
れそれぞれのボンディングパッドの位置に対応して歪み
ゲージが形成された専用の計測用基板が用いられる。ダ
メージの計測においては、この計測用基板にボンディン
グ対象物であるワイヤをボンディングしたときの歪みゲ
ージの電気的変化を計測手段で計測する。これにより、
ボンディング過程において基板に生じる歪みの経時的変
化が求められる。
【００１４】図１において、基板保持部１（保持手段）
上には、ボンディングダメージ計測用の基板ユニット２
が保持されている。基板ユニット２は、外部接続用のサ
ブ基板３上にボンディングダメージの計測用基板４（以
下、単に「基板４」と略記する。）を載置して構成され
ている。基板保持部１の側方には、移動テーブル５ａ上
にホーン駆動機構５ｂを装着して構成されたワイヤボン
ディング装置５が配設されており、ホーン駆動機構５ｂ
からはホーン６が基板保持部１の上方に延出している。
ホーン６の先端部にはキャピラリツール６ａが設けられ
ており、キャピラリツール６ａには、ボンディング用の
ワイヤ７が挿通している。
上には、ボンディングダメージ計測用の基板ユニット２
が保持されている。基板ユニット２は、外部接続用のサ
ブ基板３上にボンディングダメージの計測用基板４（以
下、単に「基板４」と略記する。）を載置して構成され
ている。基板保持部１の側方には、移動テーブル５ａ上
にホーン駆動機構５ｂを装着して構成されたワイヤボン
ディング装置５が配設されており、ホーン駆動機構５ｂ
からはホーン６が基板保持部１の上方に延出している。
ホーン６の先端部にはキャピラリツール６ａが設けられ
ており、キャピラリツール６ａには、ボンディング用の
ワイヤ７が挿通している。
【００１５】ワイヤ７の下端部にボール７ａを形成させ
た状態で、キャピラリツール６ａによってボール７ａを
基板４のボンディングパッド上に押しつけるとともに、
ホーン駆動機構５ｂによって超音波振動をボール７ａに
印加することにより、ボール７ａは超音波振動と荷重の
作用によって基板４にボンディングされる。このワイヤ
ボンディングにより、基板４のボンディングパッド上に
はバンプが形成される。ホーン駆動機構５ｂ、ホーン６
およびキャピラリツール６ａは、ボンディング機構（図
５に示すボンディング機構２３）を構成する。
た状態で、キャピラリツール６ａによってボール７ａを
基板４のボンディングパッド上に押しつけるとともに、
ホーン駆動機構５ｂによって超音波振動をボール７ａに
印加することにより、ボール７ａは超音波振動と荷重の
作用によって基板４にボンディングされる。このワイヤ
ボンディングにより、基板４のボンディングパッド上に
はバンプが形成される。ホーン駆動機構５ｂ、ホーン６
およびキャピラリツール６ａは、ボンディング機構（図
５に示すボンディング機構２３）を構成する。
【００１６】このワイヤボンディングの過程において
は、ボンディングパッドの位置に形成された歪みゲージ
の電気的変化が、サブ基板３に接続された計測手段９に
よって計測される。このとき、基板４に形成された複数
のボンディングパッドに対応する歪みゲージのうち、ワ
イヤボンディングが行われるボンディングパッドに対応
する歪みゲージが、ワイヤボンディング装置５の制御部
８からの指示によって、計測手段９に選択的に接続され
る。すなわち、ワイヤボンディング装置５は、計測手段
９に接続されている歪みゲージ２０に対応したボンディ
ングパッド１０にボンディング対象物をボンディングす
るボンディング手段となっている。
は、ボンディングパッドの位置に形成された歪みゲージ
の電気的変化が、サブ基板３に接続された計測手段９に
よって計測される。このとき、基板４に形成された複数
のボンディングパッドに対応する歪みゲージのうち、ワ
イヤボンディングが行われるボンディングパッドに対応
する歪みゲージが、ワイヤボンディング装置５の制御部
８からの指示によって、計測手段９に選択的に接続され
る。すなわち、ワイヤボンディング装置５は、計測手段
９に接続されている歪みゲージ２０に対応したボンディ
ングパッド１０にボンディング対象物をボンディングす
るボンディング手段となっている。
【００１７】次に図２、図３、図４を参照して、基板ユ
ニット２および基板４について説明する。図２に示すよ
うにサブ基板３上には、基板４が載置されている。基板
４は半導体であるシリコンより成り、基板４の上面には
複数のボンディング用の電極であるボンディングパッド
１０が格子状に形成されている。
ニット２および基板４について説明する。図２に示すよ
うにサブ基板３上には、基板４が載置されている。基板
４は半導体であるシリコンより成り、基板４の上面には
複数のボンディング用の電極であるボンディングパッド
１０が格子状に形成されている。
【００１８】図４は、基板４から１つのボンディングパ
ッド１０を切り出した状態を示しており、基板４はシリ
コン基板４ａの上面に、２層の絶縁層４ｂ，４ｃを形成
した構成となっている。ボンディングパッド１０の表面
は、導電体より成る電極１０ａで覆われており、電極１
０ａの下方には、２層の絶縁層４ｃ，４ｂを介して細長
形状の歪みゲージ２０がシリコン基板４ａの上面に形成
されている。歪みゲージ２０はピエゾ抵抗素子であり、
２軸方向（水平方向、すなわち基板４の表面に平行な方
向、およびこの方向と直交する垂直方向）の微小歪みを
計測することができる。
ッド１０を切り出した状態を示しており、基板４はシリ
コン基板４ａの上面に、２層の絶縁層４ｂ，４ｃを形成
した構成となっている。ボンディングパッド１０の表面
は、導電体より成る電極１０ａで覆われており、電極１
０ａの下方には、２層の絶縁層４ｃ，４ｂを介して細長
形状の歪みゲージ２０がシリコン基板４ａの上面に形成
されている。歪みゲージ２０はピエゾ抵抗素子であり、
２軸方向（水平方向、すなわち基板４の表面に平行な方
向、およびこの方向と直交する垂直方向）の微小歪みを
計測することができる。
【００１９】図３、図４に示すように、歪みゲージ２０
は、１本の抵抗素子に複数の結線電極２０ａを等ピッチ
で形成することにより複数の歪みゲージを直列に連結し
た構成となっている。このような構成により、歪み計測
の空間分解能を向上させるとともに、結線電極の総数を
減少させて所要計測チャンネル数の低減が可能となって
いる。
は、１本の抵抗素子に複数の結線電極２０ａを等ピッチ
で形成することにより複数の歪みゲージを直列に連結し
た構成となっている。このような構成により、歪み計測
の空間分解能を向上させるとともに、結線電極の総数を
減少させて所要計測チャンネル数の低減が可能となって
いる。
【００２０】各結線電極２０ａには絶縁層４ｂ，４ｃ
（図４参照）の界面に形成された信号線２１が接続され
ている。各歪みゲージ２０の信号線２１は、配線回路を
介して基板４に作り込まれたスイッチング回路１８に接
続されており、スイッチング回路１８には、同様に基板
４に作り込まれた駆動回路１９が接続されている。すな
わち、基板４には、ボンディング用の電極としてのボン
ディングパッド１０、歪みゲージ２０、スイッチング回
路１８および駆動回路１９が、１枚の基板に形成されて
いる。また基板４の中心位置には熱電対等の温度検出部
２２が形成されており、歪み計測時に基板４の温度も同
時に検出し、温度による計測値の変動を較正するための
温度データを取得することができるようになっている。
（図４参照）の界面に形成された信号線２１が接続され
ている。各歪みゲージ２０の信号線２１は、配線回路を
介して基板４に作り込まれたスイッチング回路１８に接
続されており、スイッチング回路１８には、同様に基板
４に作り込まれた駆動回路１９が接続されている。すな
わち、基板４には、ボンディング用の電極としてのボン
ディングパッド１０、歪みゲージ２０、スイッチング回
路１８および駆動回路１９が、１枚の基板に形成されて
いる。また基板４の中心位置には熱電対等の温度検出部
２２が形成されており、歪み計測時に基板４の温度も同
時に検出し、温度による計測値の変動を較正するための
温度データを取得することができるようになっている。
【００２１】基板４の上面の相対向する２辺には、外部
接続用の電極１１，１２が列状に形成されている。片側
の電極１１は計測信号出力用の電極であり、電極１１の
うちの２つの電極１１ａは温度検出部２２に接続されて
おり、４つの電極１１ｂはスイッチング回路１８を介し
て歪みゲージ２０の信号線と接続される。また他方側の
列状の電極１２は、駆動回路１９と接続されている。
接続用の電極１１，１２が列状に形成されている。片側
の電極１１は計測信号出力用の電極であり、電極１１の
うちの２つの電極１１ａは温度検出部２２に接続されて
おり、４つの電極１１ｂはスイッチング回路１８を介し
て歪みゲージ２０の信号線と接続される。また他方側の
列状の電極１２は、駆動回路１９と接続されている。
【００２２】図２に示すように、基板４の電極１１，１
２はサブ基板３に形成された電極１３ａ，１３ｂ，１４
にワイヤボンディングによって接続されている。電極１
３ａ，１３ｂ，１４はさらに図示しない内部回路によっ
て、外部接続用の端子１５ａ，１５ｂ，１６にそれぞれ
接続されている。端子１５ａ．１５ｂは、外部配線（計
測線）により計測手段９と接続され、また端子１６は外
部配線（制御配線）により制御部８にそれぞれ接続され
ている。
２はサブ基板３に形成された電極１３ａ，１３ｂ，１４
にワイヤボンディングによって接続されている。電極１
３ａ，１３ｂ，１４はさらに図示しない内部回路によっ
て、外部接続用の端子１５ａ，１５ｂ，１６にそれぞれ
接続されている。端子１５ａ．１５ｂは、外部配線（計
測線）により計測手段９と接続され、また端子１６は外
部配線（制御配線）により制御部８にそれぞれ接続され
ている。
【００２３】図５に示すように、基板４がサブ基板３を
介して計測手段９、制御部８と接続された状態では、ス
イッチング回路１８及び温度検出部２２は計測手段９と
接続され、駆動回路１９は、制御部８と接続される。計
測手段９は、歪みゲージ２０の電気的変化、すなわち抵
抗値の変化を計測するとともに、温度検出部２２によっ
て検出された基板４の温度を計測する。
介して計測手段９、制御部８と接続された状態では、ス
イッチング回路１８及び温度検出部２２は計測手段９と
接続され、駆動回路１９は、制御部８と接続される。計
測手段９は、歪みゲージ２０の電気的変化、すなわち抵
抗値の変化を計測するとともに、温度検出部２２によっ
て検出された基板４の温度を計測する。
【００２４】計測手段９による歪みゲージ２０の電気的
変化の計測において、駆動回路１９がスイッチング回路
１８を駆動することにより、複数の歪みゲージ２０のう
ちワイヤボンディングが行われるボンディングパッド１
０に対応した歪みゲージ２０と計測手段９とを導通させ
る。すなわち、歪みゲージ２０に接続する信号線２１と
計測手段９に接続する計測線とを選択的に導通させるス
イッチング回路１８と、スイッチング回路１８を駆動す
る駆動回路１９は、計測手段９と歪みゲージ２０とを選
択的に接続する選択手段となっている。
変化の計測において、駆動回路１９がスイッチング回路
１８を駆動することにより、複数の歪みゲージ２０のう
ちワイヤボンディングが行われるボンディングパッド１
０に対応した歪みゲージ２０と計測手段９とを導通させ
る。すなわち、歪みゲージ２０に接続する信号線２１と
計測手段９に接続する計測線とを選択的に導通させるス
イッチング回路１８と、スイッチング回路１８を駆動す
る駆動回路１９は、計測手段９と歪みゲージ２０とを選
択的に接続する選択手段となっている。
【００２５】そして、この選択手段によって計測手段９
に接続されている歪みゲージ２０に対応したボンディン
グパッド１０に、ボンディング機構２３によってワイヤ
ボンディングが行われる。このワイヤボンディングの対
象となるボンディングパッド１０の位置の指示は、ワイ
ヤボンディング装置５の制御部８によって行われる。す
なわち、制御部８は、駆動回路１９に対してボンディン
グ対象となるボンディングパッド１０に対応した歪みゲ
ージ２０を指示する指示手段となっている。
に接続されている歪みゲージ２０に対応したボンディン
グパッド１０に、ボンディング機構２３によってワイヤ
ボンディングが行われる。このワイヤボンディングの対
象となるボンディングパッド１０の位置の指示は、ワイ
ヤボンディング装置５の制御部８によって行われる。す
なわち、制御部８は、駆動回路１９に対してボンディン
グ対象となるボンディングパッド１０に対応した歪みゲ
ージ２０を指示する指示手段となっている。
【００２６】このボンディングダメージの計測装置は上
記のように構成されており、以下ボンディングダメージ
の計測について説明する。この計測は、基板のボンディ
ングパッド１０にワイヤボンディングによって金属バン
プを形成する際の歪みゲージ２０の抵抗値の変化を計測
手段９によって計測して、ボンディング位置に発生する
歪みを求めるものである。
記のように構成されており、以下ボンディングダメージ
の計測について説明する。この計測は、基板のボンディ
ングパッド１０にワイヤボンディングによって金属バン
プを形成する際の歪みゲージ２０の抵抗値の変化を計測
手段９によって計測して、ボンディング位置に発生する
歪みを求めるものである。
【００２７】まず、歪みゲージ２０に接続する信号線２
１と計測手段９に接続する計測線とを選択的に導通させ
るスイッチング回路を駆動して、歪みゲージ２０のうち
のいずれか１つを計測手段９に接続する（第１の工
程）。
１と計測手段９に接続する計測線とを選択的に導通させ
るスイッチング回路を駆動して、歪みゲージ２０のうち
のいずれか１つを計測手段９に接続する（第１の工
程）。
【００２８】次に、ワイヤボンディング装置５により、
ワイヤボンディングを実行する。すなわち、計測手段９
に接続されている歪みゲージ２０に対応したボンディン
グパッド１０に、ボンディング手段によりワイヤ７のボ
ール７ａをボンディングする。このボンディングにおい
ては、図６に示すように、キャピラリツール６ａによっ
てボール７ａをボンディングパッド１０に対して所定荷
重で押しつけるとともに、ボール７ａに対して超音波振
動を矢印ａ方向に印加する。
ワイヤボンディングを実行する。すなわち、計測手段９
に接続されている歪みゲージ２０に対応したボンディン
グパッド１０に、ボンディング手段によりワイヤ７のボ
ール７ａをボンディングする。このボンディングにおい
ては、図６に示すように、キャピラリツール６ａによっ
てボール７ａをボンディングパッド１０に対して所定荷
重で押しつけるとともに、ボール７ａに対して超音波振
動を矢印ａ方向に印加する。
【００２９】そしてこのボンディング過程において、当
該歪みゲージ２０の抵抗値の変化を計測手段９により計
測する（第２の工程）。これにより、ボンディング位置
の直下における基板４の歪みの時間的変化が求められ、
ボンディング過程での当該計測位置における水平方向お
よび垂直方向の応力状態を知ることができ、ボンディン
グによる基板４のダメージの状態を示す定量データを計
測によって求めることができる。
該歪みゲージ２０の抵抗値の変化を計測手段９により計
測する（第２の工程）。これにより、ボンディング位置
の直下における基板４の歪みの時間的変化が求められ、
ボンディング過程での当該計測位置における水平方向お
よび垂直方向の応力状態を知ることができ、ボンディン
グによる基板４のダメージの状態を示す定量データを計
測によって求めることができる。
【００３０】そして上記歪みゲージの選択（第１の工
程）と、選択された歪みゲージに対応したボンディング
パッドを対象としたワイヤボンディングおよび当該歪み
ゲージを対象とした上記計測（第２の工程）が繰り返し
行われる。これにより、同一の基板４に形成された複数
のボンディングパッド１０におけるボンディングダメー
ジの計測を効率よく行うことができる。
程）と、選択された歪みゲージに対応したボンディング
パッドを対象としたワイヤボンディングおよび当該歪み
ゲージを対象とした上記計測（第２の工程）が繰り返し
行われる。これにより、同一の基板４に形成された複数
のボンディングパッド１０におけるボンディングダメー
ジの計測を効率よく行うことができる。
【００３１】なお、上記説明においては、ボンディング
の形態がワイヤボンディングであり、ボンディング対象
物としてのボール７ａを基板４のボンディングパッド１
０にボンディングする例を示したが、フリップチップボ
ンディングに対しても本発明を適用することができる。
すなわち図７に示すように、この場合においては、下面
にバンプ３１が形成されたフリップチップ３０がボンデ
ィング対象物であり、このフリップチップ３０を基板４
にボンディングする際に基板４に生じるボンディングダ
メージが計測の対象となる。
の形態がワイヤボンディングであり、ボンディング対象
物としてのボール７ａを基板４のボンディングパッド１
０にボンディングする例を示したが、フリップチップボ
ンディングに対しても本発明を適用することができる。
すなわち図７に示すように、この場合においては、下面
にバンプ３１が形成されたフリップチップ３０がボンデ
ィング対象物であり、このフリップチップ３０を基板４
にボンディングする際に基板４に生じるボンディングダ
メージが計測の対象となる。
【００３２】図７において、基板保持部１は図１に示す
ものと同様に、基板４が載置された基板ユニット２を保
持する。基板保持部１の上方には、ボンディングツール
３２およびボンディングツール３２を駆動するツール駆
動機構３３を備えたチップボンディング装置３４が配設
されている。フリップチップ３０を保持したボンディン
グツール３２を基板４に対して下降させ、バンプ３１を
基板４のボンディングパッド１０に対して押圧するとと
もに超音波振動を印加することにより、バンプ３１は基
板４のボンディングパッド１０に超音波振動と荷重によ
りボンディングされる。
ものと同様に、基板４が載置された基板ユニット２を保
持する。基板保持部１の上方には、ボンディングツール
３２およびボンディングツール３２を駆動するツール駆
動機構３３を備えたチップボンディング装置３４が配設
されている。フリップチップ３０を保持したボンディン
グツール３２を基板４に対して下降させ、バンプ３１を
基板４のボンディングパッド１０に対して押圧するとと
もに超音波振動を印加することにより、バンプ３１は基
板４のボンディングパッド１０に超音波振動と荷重によ
りボンディングされる。
【００３３】サブ基板３に形成された端子は、図１と同
様に計測手段９及びチップボンディング装置３４の制御
部３５に接続される。これにより、前述のワイヤボンデ
ィングの例と同様に、ボンディングとともに行われる計
測において計測手段９と計測対象として特定された歪み
ゲージ２０とが選択的に接続される。そして、計測手段
９に接続されている歪みゲージ２０に対応したボンディ
ングパッド１０に、フリップチップ３０のバンプ３１が
ボンディングされる。このフリップチップボンディング
の対象となるボンディングパッド１０の位置の指示は、
制御部３５によって行われる。
様に計測手段９及びチップボンディング装置３４の制御
部３５に接続される。これにより、前述のワイヤボンデ
ィングの例と同様に、ボンディングとともに行われる計
測において計測手段９と計測対象として特定された歪み
ゲージ２０とが選択的に接続される。そして、計測手段
９に接続されている歪みゲージ２０に対応したボンディ
ングパッド１０に、フリップチップ３０のバンプ３１が
ボンディングされる。このフリップチップボンディング
の対象となるボンディングパッド１０の位置の指示は、
制御部３５によって行われる。
【００３４】フリップチップボンディングを対象とした
ボンディングダメージの計測において、図５に示すよう
に追加の計測チャンネルを備えた計測手段９’を増設す
ることにより、ボンディング過程において複数のボンデ
ィングパッドを対象として同時に計測を行うことがで
き、計測作業の効率を向上させることができる。
ボンディングダメージの計測において、図５に示すよう
に追加の計測チャンネルを備えた計測手段９’を増設す
ることにより、ボンディング過程において複数のボンデ
ィングパッドを対象として同時に計測を行うことがで
き、計測作業の効率を向上させることができる。
【００３５】なお上記実施の形態では、計測用の基板４
として、ボンディング用の電極としてのボンディングパ
ッド１０、歪みゲージ２０、スイッチング回路１８およ
び駆動回路１９が、同一の基板４に形成された構成のも
のを用いているが、スイッチング回路１８および駆動回
路１９の機能を基板４と別個に設けるようにしてもよ
い。この場合には、基板４の各ボンディングパッド１０
の位置に設けられた歪みゲージ２０を、信号線２１によ
って基板４と別個に設けられたスイッチング回路と接続
させる。
として、ボンディング用の電極としてのボンディングパ
ッド１０、歪みゲージ２０、スイッチング回路１８およ
び駆動回路１９が、同一の基板４に形成された構成のも
のを用いているが、スイッチング回路１８および駆動回
路１９の機能を基板４と別個に設けるようにしてもよ
い。この場合には、基板４の各ボンディングパッド１０
の位置に設けられた歪みゲージ２０を、信号線２１によ
って基板４と別個に設けられたスイッチング回路と接続
させる。
【００３６】更に上記実施の形態では、複数の歪みゲー
ジ２０に対して１つの温度検出部２２を共用している
が、各歪みゲージ２０の近傍に、それぞれの歪みゲージ
専用の温度検出部２２を設け、スイッチング回路１８に
より１つの歪みゲージ２０とその近傍の温度検出部２２
とを計測手段９に選択的に接続するようにしてもよい。
ジ２０に対して１つの温度検出部２２を共用している
が、各歪みゲージ２０の近傍に、それぞれの歪みゲージ
専用の温度検出部２２を設け、スイッチング回路１８に
より１つの歪みゲージ２０とその近傍の温度検出部２２
とを計測手段９に選択的に接続するようにしてもよい。
【００３７】
【発明の効果】本発明によれば、複数のボンディングパ
ッドの位置に対応して歪みゲージが形成された基板にボ
ンディング対象物をボンディングしたときの歪みゲージ
の電気的変化を計測手段で計測することによりボンディ
ングによって基板に生じるダメージを計測するボンディ
ングダメージの計測装置において、計測手段と歪みゲー
ジを選択的に接続する選択手段と、選択手段によって計
測手段に接続されている歪みゲージに対応したボンディ
ングパッドにボンディング対象物をボンディングするボ
ンディング手段とを備えたので、ボンディングダメージ
の要因についてのデータを定量的に効率よく計測するこ
とができる。
ッドの位置に対応して歪みゲージが形成された基板にボ
ンディング対象物をボンディングしたときの歪みゲージ
の電気的変化を計測手段で計測することによりボンディ
ングによって基板に生じるダメージを計測するボンディ
ングダメージの計測装置において、計測手段と歪みゲー
ジを選択的に接続する選択手段と、選択手段によって計
測手段に接続されている歪みゲージに対応したボンディ
ングパッドにボンディング対象物をボンディングするボ
ンディング手段とを備えたので、ボンディングダメージ
の要因についてのデータを定量的に効率よく計測するこ
とができる。
【図１】本発明の一実施の形態のボンディングダメージ
の計測装置の側面図
の計測装置の側面図
【図２】本発明の一実施の形態のボンディングダメージ
の計測用基板の斜視図
の計測用基板の斜視図
【図３】本発明の一実施の形態のボンディングダメージ
の計測用基板の平面図
の計測用基板の平面図
【図４】本発明の一実施の形態のボンディングダメージ
の計測用基板のボンディングパッドの拡大斜視図
の計測用基板のボンディングパッドの拡大斜視図
【図５】本発明の一実施の形態のボンディングダメージ
の計測装置の制御系の構成を示すブロック図
の計測装置の制御系の構成を示すブロック図
【図６】本発明の一実施の形態のボンディングダメージ
の計測方法の説明図
の計測方法の説明図
【図７】本発明の一実施の形態のボンディングダメージ
の計測装置の側面図
の計測装置の側面図
１ 基板保持部
４ 基板
５ ワイヤボンディング装置
５ｂ ホーン駆動機構
６ ホーン
７ ワイヤ
７ａ ボール
８ 制御部
９ 計測手段
１０ ボンディングパッド
１０ａ 電極
１８ スイッチング回路
１９ 駆動回路
２０ 歪みゲージ
２１ 信号線
Claims (5)
- 【請求項１】複数のボンディングパッドが形成されそれ
ぞれのボンディングパッドの位置に対応して歪みゲージ
が形成された基板にボンディング対象物をボンディング
したときの歪みゲージの電気的変化を計測手段で計測す
ることにより、ボンディングによって基板に生じるダメ
ージを計測するボンディングダメージの計測装置であっ
て、前記基板を保持する保持手段と、前記歪みゲージの
電気的変化を計測する計測手段と、この計測手段と前記
歪みゲージを選択的に接続する選択手段と、前記選択手
段によって計測手段に接続されている歪みゲージに対応
したボンディングパッドにボンディング対象物をボンデ
ィングするボンディング手段とを備えたことを特徴とす
るボンディングダメージの計測装置。 - 【請求項２】前記選択手段が、前記歪みゲージに接続す
る信号線と前記計測手段に接続する計測線とを選択的に
導通させるスイッチング回路と、前記スイッチング回路
を駆動する駆動回路とを備えたことを特徴とする請求項
１記載のボンディングダメージの計測装置。 - 【請求項３】前記駆動回路に対してボンディング対象と
なるボンディングパッドに対応した歪みゲージを指示す
る指示手段を備えたことを特徴とする請求項２記載のボ
ンディングダメージの計測装置。 - 【請求項４】複数のボンディングパッドが形成されそれ
ぞれのボンディングパッドの位置に対応して歪みゲージ
が形成された基板にボンディング対象物をボンディング
したときの歪みゲージの電気的変化を計測手段で計測す
ることにより、ボンディングによって基板に生じるダメ
ージを計測するボンディングダメージの計測装置であっ
て、前記歪みゲージに接続された信号線と計測線とを選
択的に接続するスイッチング回路とこのスイッチング回
路を駆動する駆動回路を有する前記基板を保持する保持
手段と、ボンディング対象となるボンディングパッドに
対応した歪みゲージを前記駆動回路に対して指示する指
示手段と、前記計測線を介して前記歪みゲージの電気的
変化を計測する計測手段と、前記指示手段によって前記
計測手段に接続されている歪みゲージに対応したボンデ
ィングパッドにボンディング対象物をボンディングする
ボンディング手段とを備えたことを特徴とするボンディ
ングダメージの計測装置。 - 【請求項５】複数のボンディングパッドが形成されそれ
ぞれのボンディングパッドの位置に対応して歪みゲージ
が形成された基板にボンディング対象物をボンディング
したときの歪みゲージの電気的変化を計測手段で計測す
ることにより、ボンディングによって基板に生じるダメ
ージを計測するボンディングダメージの計測方法であっ
て、前記歪みゲージに接続する信号線と前記計測手段に
接続する計測線とを選択的に導通させるスイッチング回
路を駆動して、前記歪みゲージのうちのいずれか１つを
計測手段に接続する第１の工程と、この計測手段に接続
されている歪みゲージに対応したボンディングパッドに
ボンディング手段によりボンディング対象物をボンディ
ングするとともに当該歪みゲージの電気的変化を計測手
段により計測する第２の工程とを含み、前記第１の工程
と第２の工程とを繰り返すことにより複数のボンディン
グパッドにおける歪みゲージの電気的変化を計測するこ
とを特徴とするボンディングダメージの計測方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001204338A JP3573113B2 (ja) | 2001-07-05 | 2001-07-05 | ボンディングダメージの計測装置および計測方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001204338A JP3573113B2 (ja) | 2001-07-05 | 2001-07-05 | ボンディングダメージの計測装置および計測方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003023048A true JP2003023048A (ja) | 2003-01-24 |
| JP3573113B2 JP3573113B2 (ja) | 2004-10-06 |
Family
ID=19040827
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001204338A Expired - Fee Related JP3573113B2 (ja) | 2001-07-05 | 2001-07-05 | ボンディングダメージの計測装置および計測方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3573113B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021081363A (ja) * | 2019-11-21 | 2021-05-27 | 三菱電機株式会社 | 基板反り検出装置及び基板反り検出プログラム |
| JP7474964B2 (ja) | 2020-08-05 | 2024-04-26 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | デバイス製造装置の検査方法及びデバイス製造装置 |
-
2001
- 2001-07-05 JP JP2001204338A patent/JP3573113B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021081363A (ja) * | 2019-11-21 | 2021-05-27 | 三菱電機株式会社 | 基板反り検出装置及び基板反り検出プログラム |
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