JP2006165391A - Wire bonding method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置の製造方法に係り、特に、ワイヤーボンディング装置を用いて半導体チップの各電極とその周囲に配置されたリードのワイヤーボンディングを行う方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to a method for wire bonding of each electrode of a semiconductor chip and leads arranged around it using a wire bonding apparatus.
半導体装置の製造においては、例えば、特許文献1及び2に示すように、半導体チップを搭載したリードフレーム又は配線基板が前記半導体チップとボンディング装置によりワイヤーボンディングされる。ワイヤーボンディングでは、例えばリードフレームの僅かな傾きによる水平度の偏差によってワイヤーボンディングの接続不良が発生することの他、ボンディング装置のボンディングヘッドが進退移行する距離が長くなることによってボンディングヘッドに僅かな撓みや動き誤差等が発生し、これらの撓みや動き誤差によってワイヤーボンディングの接続不良が発生することがある。
In manufacturing a semiconductor device, for example, as shown in
一方、半導体装置の製造は、生産性の向上やコスト低減を図るため、半導体チップを複数列搭載するリードフレームとして製造し、このリードフレームに半導体チップをそれぞれ搭載している。そしてワイヤーボンディングにおいては、複数列の半導体チップを搭載したリードフレームを順次移動させながら行っていた。即ち、図2に示すように、搬送ライン50を介して半導体チップ51、52をそれぞれ1列ずつ搭載したリードフレーム53を搬送し、この搬送ライン50の一方側に設けられたボンディング装置54によりワイヤーボンディングが行われている。反ボンディング装置側の半導体チップ51のワイヤーボンディングを行う場合には、ボンディング装置54のボンディングヘッド55を、半導体チップ52のボンディング領域から更に幅方向に伸ばしてワイヤーボンディングを行っている。これに伴いボンディングヘッド55の作業時に撓みが発生し、ワイヤーボンディングの接続不良及び接続信頼性が低下し、また半導体装置の生産性が低下するという問題がある。この問題は半導体チップを複数列に搭載した配線基板の場合にも生じる。なお、図2において56はキャピラリーを示す。
本発明は、一列に並んだ単位半導体チップ搭載フレームを複数列(多列)有して、搬送されてくる半導体チップを搭載したリードフレーム又は配線基板について半導体チップと信頼性よくワイヤーボンディングし、併せて生産性が優れるワイヤーボンディング方法を提供することを目的とする。
On the other hand, in the manufacture of semiconductor devices, in order to improve productivity and reduce costs, semiconductor chips are manufactured as lead frames on which a plurality of rows are mounted, and the semiconductor chips are mounted on the lead frames. Wire bonding is performed while sequentially moving lead frames on which a plurality of rows of semiconductor chips are mounted. That is, as shown in FIG. 2, a
The present invention has a plurality of rows (multiple rows) of unit semiconductor chip mounting frames arranged in a row, and a lead frame or wiring board on which a semiconductor chip is transported is wire-bonded with a semiconductor chip with high reliability. An object of the present invention is to provide a wire bonding method with excellent productivity.
前記目的に沿う本発明に係るワイヤーボンディング方法は、それぞれ半導体チップを搭載し一列に並んだ単位半導体チップ搭載フレームを複数列有する半導体チップ搭載フレームをボンディングラインに搬送し、ボンディング装置で前記半導体チップの電極と前記半導体チップ搭載フレームのリードとをワイヤーボンディングする方法において、
前記ボンディング装置を前記ボンディングラインの片側の定位置に設けてボンディングヘッドを前記単位半導体チップ搭載フレームのボンディング領域内だけ動かしてワイヤーボンディングし、該単位半導体チップ搭載フレームのワイヤーボンディングが終了すると、当該単位半導体チップ搭載フレームの列方向あるいは幅方向における隣りの単位半導体チップ搭載フレームを前記ボンディングヘッド下に搬送し、ワイヤーボンディングを行う。
即ち、具体的には、ボンディング装置は定位置でボンディングヘッドを動かし半導体チップの各電極と、この半導体チップを搭載した単位半導体チップ搭載フレームである、例えば単位リードフレーム又は単位配線基板の対応するリードとをワイヤーボンディングし、単位リードフレーム又は単位配線基板のワイヤーボンディングが終了すると、当該単位リードフレーム又は単位配線基板の列方向あるいは幅方向に隣りの単位リードフレーム又は単位配線基板を前記ボンディング装置のボンディング領域(作業領域)に搬送し、ワイヤーボンディングを行う。これによって、ボンディング装置のボンディングヘッドを短く保つことが可能となる。
The wire bonding method according to the present invention that meets the above-described object is a method of transporting a semiconductor chip mounting frame having a plurality of rows of unit semiconductor chip mounting frames each mounted with a semiconductor chip to a bonding line. In the method of wire bonding the electrode and the lead of the semiconductor chip mounting frame,
When the bonding apparatus is provided at a fixed position on one side of the bonding line, the bonding head is moved only within the bonding region of the unit semiconductor chip mounting frame, wire bonding is performed, and when the wire bonding of the unit semiconductor chip mounting frame is completed, the unit The adjacent unit semiconductor chip mounting frame in the column direction or width direction of the semiconductor chip mounting frame is transported under the bonding head to perform wire bonding.
Specifically, the bonding apparatus moves the bonding head at a fixed position to each electrode of the semiconductor chip and a unit semiconductor chip mounting frame on which this semiconductor chip is mounted, for example, a unit lead frame or a corresponding lead of a unit wiring board. When the wire bonding of the unit lead frame or unit wiring board is completed, the unit lead frame or unit wiring board adjacent in the column direction or width direction of the unit lead frame or unit wiring board is bonded to the bonding apparatus. It is transported to the area (work area) and wire bonding is performed. As a result, the bonding head of the bonding apparatus can be kept short.
本発明に係るワイヤーボンディング方法は、ワイヤーボンディングを行うボンディングヘッドの移動範囲を、定位置での単位半導体チップ搭載フレームのボンディング領域に限定し、半導体チップ搭載フレームを列方向(ライン方向)あるいは幅方向に順次移動させて、単位半導体チップ搭載フレームをボンディング装置のボンディング領域に位置させ、半導体チップとこれに対応するリードとのワイヤーボンディングを行っており、ボンディング装置のボンディングヘッドを単位半導体チップ搭載フレーム、例えば単位リードフレーム又は単位配線基板のボンディング領域内だけ動かすことによりワイヤーボンディングできるので、その動く移行長さは短くてよく、撓み等の機械的、構造的な面からの誤差が入らず信頼性高く接続でき、結果としてワイヤーボンディング不良が減少し、半導体装置の生産性が向上する。 In the wire bonding method according to the present invention, the moving range of the bonding head for wire bonding is limited to the bonding region of the unit semiconductor chip mounting frame at a fixed position, and the semiconductor chip mounting frame is arranged in the column direction (line direction) or the width direction. The unit semiconductor chip mounting frame is positioned in the bonding area of the bonding apparatus and wire bonding between the semiconductor chip and the corresponding lead is performed, and the bonding head of the bonding apparatus is connected to the unit semiconductor chip mounting frame, For example, wire bonding can be performed by moving only within the bonding area of the unit lead frame or unit wiring board, so that the moving transition length can be short, and there is no error from mechanical and structural aspects such as bending and high reliability. Can connect Wire bonding failure is reduced as the productivity of the semiconductor device is improved.
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここで、図1(A)、(B)は本発明の一実施の形態に係るワイヤーボンディング方法の説明図である。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings for understanding of the present invention.
Here, FIG. 1 (A), (B) is explanatory drawing of the wire bonding method which concerns on one embodiment of this invention.
図1に示すように、本発明の一実施の形態に係るワイヤーボンディング方法においては、ボンディング装置11と、複数の半導体チップ12が所定間隔で縦横に並べて搭載された半導体チップ搭載フレームの一例であるリードフレーム13を搬送するXY搬送装置14とを用いる。ボンディング装置11は、制御装置23からの信号によって一定の範囲で前後進退及び横移動するボンディングヘッド15を備えている。このボンディングヘッド15の先端にキャピラリー16が設けられ、所定のワイヤ17を引き出して半導体チップ12の電極パッドとリードの先端部とを電気的に連結できるようになっている。このボンディング装置11にはボンディング撮像カメラ19が設けられ、ボンディング状況を撮像し、接続される接続完否認識回路20によって、ワイヤーボンディング位置回りの画像を処理してワイヤーボンディングの状況や位置を正確に認識すると共に、所定位置(即ち、制御装置23から入力されたボンディング要位置)のワイヤーボンディングが完了したか否かの認識を行っている。
As shown in FIG. 1, the wire bonding method according to an embodiment of the present invention is an example of a
また、単位半導体チップ搭載フレームの一例であってそれぞれ半導体チップ12を搭載する単位リードフレームの画像を撮像する単位リードフレーム撮像カメラ21が設けられ、この単位リードフレーム撮像カメラ21の信号を画像記憶回路22によって画像認識及び記憶し、その出力を制御装置23に送っている。これによりワイヤーボンディングする前の単位リードフレームについてのワイヤーボンディング位置が分り記憶される。また、接続完否認識回路20から単位リードフレームのワイヤーボンディングの完了信号が制御装置23に出力されると、該制御装置23から搬送制御装置25に信号を送り、XY搬送装置14により列方向あるいは幅方向に隣りの単位リードフレームをボンディングヘッド15の下に搬送する。この搬送状況が搬送リードフレーム検知器24でチェックされ、所定位置に搬送されたリードフレーム13を検知する。なお、ボンディング撮像カメラ19によってボンディングヘッド15によるワイヤーボンディングが完了したか否かを判断する処理、単位リードフレーム撮像カメラ21の画像によって単位リードフレームのワイヤーボンディングが完了したか否かを確認するための画像処理は、周知技術であるので詳しい説明を省略する。
搬送リードフレーム検知器24が所定位置に搬送されてきた単位リードフレームを検知すると、それが制御装置23に入力され、次のワイヤーボンディングが行われる。これらの作動を繰り返して複数列に設けられた半導体チップ12とリードフレーム13に対してワイヤーボンディングがなされる。
In addition, a unit lead
When the transport
従って、このワイヤーボンディング方法においては、ボンディング装置11の位置は固定で、ボンディングヘッド15の下に位置する単位リードフレームに搭載された半導体チップ12の電極とその周囲のリードとのワイヤーボンディングを行う。この場合、リードフレーム13においては、図1に示すように、2列のライン(行)に並んだ単位リードフレームを有し、各ラインには複数の単位リードフレームを備えている。
まず、XY搬送装置14でリードフレーム13を搬送し、1列1番目にある単位リードフレームをボンディングヘッド15の作業領域に配置させる。この1列1番目の単位リードフレームが所定位置にあることは、搬送リードフレーム検知器24及び単位リードフレーム撮像カメラ21で検知する。この状態で、ボンディング装置11のボンディングヘッド15を制御装置23に予め組み込まれたプログラムによって三次元移動させて、単位リードフレーム内のボンディング領域内での半導体チップ12と対応するリードとのワイヤーボンディングを行う。各ワイヤーボンディングの確認は、ボンディング撮像カメラ19でワイヤボンディングが順次終了したことを確認しながら行う。
Therefore, in this wire bonding method, the position of the
First, the
1列1番目の単位リードフレームのボンディング作業が完了すると、単位リードフレーム撮像カメラ21が終了状態を確認し、XY搬送装置14を作動させて、1列2番目の単位リードフレームがボンディングヘッド15の直下に位置するようにする。この確認は、単位リードフレーム撮像カメラ21及び搬送リードフレーム検知器24によって行い、この後、ボンディングヘッド15を作動させて、1列2番目の単位リードフレームのボンディング作業を行う。以下、順次、1列3番目及び4番目の単位リードフレームの半導体チップ12の電極とリードとのボンディングを順次行う。
When the bonding work of the first unit lead frame in the first row is completed, the unit lead
1列目の単位リードフレームのボンディング作業が完了すると、2列1番目の単位リードフレームのワイヤーボンディングを行うが、この場合、XY搬送装置14を作動させてリードフレーム13が幅方向に移動し、例えば2列1番目の単位リードフレームをボンディングヘッド15の直下に配置する。これによって、ボンディングヘッド15の前後進退長さを単位リードフレームのボンディング領域内だけと短くでき、ボンディングヘッド15の撓みが減少し、更には装置自体の精度誤差も小さくなる。この後、2列2〜4番目の単位リードフレームのワイヤーボンディングを順次完了し、リードフレーム13の全てのワイヤーボンディングが完了する。
When the bonding operation of the unit lead frame in the first row is completed, the wire bonding of the first unit lead frame in the second row is performed. In this case, the
前記実施の形態においては、半導体チップ搭載フレームの一例とてしてリードフレームを使用した場合について説明したが、半導体チップ搭載フレームとしてリードフレームを用いることなく、配線基板(例えば、絶縁シートの上にリードを形成したもの)の上に半導体チップを搭載し、ワイヤーボンディングを行う場合であっても本発明は適用される。
更に、前記実施の形態において、最初に搬送ライン方向(列方向)に並んだ単位リードフレームのワイヤーボンディングを行い、次に列をずらして次の列(幅方向)に配置された単位リードフレームを搬送ライン方向にワイヤーボンディングを行ったが、例えば、最初に幅方向にリードフレームを移動し、次に列方向にリードフレームを移動させて、全部の単位リードフレームのワイヤーボンディングを行う場合も本発明は適用される。
In the above embodiment, the case where the lead frame is used as an example of the semiconductor chip mounting frame has been described. However, without using the lead frame as the semiconductor chip mounting frame, the wiring board (for example, on the insulating sheet) is used. The present invention can be applied even when a semiconductor chip is mounted on a chip formed with leads and wire bonding is performed.
Furthermore, in the above embodiment, the unit lead frames arranged in the transport line direction (column direction) are first wire-bonded, and then the unit lead frames arranged in the next column (width direction) are shifted to the next row (width direction). Although wire bonding is performed in the conveyance line direction, for example, the present invention also applies to wire bonding of all unit lead frames by first moving the lead frame in the width direction and then moving the lead frame in the column direction. Applies.
11:ボンディング装置、12:半導体チップ、13:リードフレーム、14:XY搬送装置、15:ボンディングヘッド、16:キャピラリー、17:ワイヤ、19:ボンディング撮像カメラ、20:接続完否認識回路、21:単位リードフレーム撮像カメラ、22:画像記憶回路、23:制御装置、24:搬送リードフレーム検知器、25:搬送制御装置 11: Bonding device, 12: Semiconductor chip, 13: Lead frame, 14: XY transport device, 15: Bonding head, 16: Capillary, 17: Wire, 19: Bonding imaging camera, 20: Connection completion recognition circuit, 21: Unit lead frame imaging camera, 22: image storage circuit, 23: control device, 24: transport lead frame detector, 25: transport control device
Claims (2)
前記ボンディング装置を前記ボンディングラインの片側の定位置に設けてボンディングヘッドを前記単位半導体チップ搭載フレームのボンディング領域内だけ動かしてワイヤーボンディングし、該単位半導体チップ搭載フレームのワイヤーボンディングが終了すると、当該単位半導体チップ搭載フレームの列方向あるいは幅方向における隣りの単位半導体チップ搭載フレームを、前記ボンディングヘッド下に搬送し、ワイヤーボンディングを行うことを特徴とするワイヤーボンディング方法。 A semiconductor chip mounting frame having a plurality of rows of unit semiconductor chip mounting frames each mounted with a semiconductor chip is transported to a bonding line, and the electrodes of the semiconductor chip and the leads of the semiconductor chip mounting frame are wire bonded by a bonding apparatus. In the way to
When the bonding apparatus is provided at a fixed position on one side of the bonding line, the bonding head is moved only within the bonding region of the unit semiconductor chip mounting frame, wire bonding is performed, and when the wire bonding of the unit semiconductor chip mounting frame is completed, the unit A wire bonding method, wherein a unit semiconductor chip mounting frame adjacent in a column direction or a width direction of a semiconductor chip mounting frame is transported under the bonding head and wire bonding is performed.
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