JP4068049B2 - Bonding method - Google Patents
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Description
本発明は、マルチ・チップ・パケージ(MCP)やシステム・イン・パッケージ(SIP)などでチップ等(以下、単にチップということがある。)がオーバーハング状態に形成され、そのボンディング部にワイヤボンダやバンプボンダをするときに、チップに撓みが発生するようなボンディング対象物に対するボンディング方法に関するものである。 In the present invention, a chip or the like (hereinafter simply referred to as a chip) is formed in an overhang state in a multi-chip package (MCP) or a system-in-package (SIP), and a wire bonder or The present invention relates to a bonding method for a bonding object in which bending is generated in a chip when bump bonding is performed.
チップ等がオーバーハング状態に形成されたパッケージ(以下、ワークということがある。)の場合でも、従来から、ボンディング部にワイヤボンダやバンプボンダをするとき、オーバーハングがない場合と同様、図示せぬ二次元方向に移動可能なXYテーブル上に載置されたボンディングツール(以下、キャピラリという。)を図5(a)〜(c)及び図6のフローチャートに示すような工程によって行われている。 Even in the case of a package in which a chip or the like is formed in an overhang state (hereinafter, sometimes referred to as a workpiece), conventionally, when a wire bonder or a bump bonder is used in a bonding portion, as in the case where there is no overhang, two unillustrated A bonding tool (hereinafter referred to as a capillary) placed on an XY table that can move in the dimension direction is performed by the steps shown in FIGS. 5A to 5C and the flowchart of FIG.
通常、先ずキャピラリ10をZ軸(垂直軸)上のある所定の高さまで高速で降下させ、その地点を過ぎると、降下速度を減じて図6のステップS1に示すように、目的とするチップ20のボンディング部22に対してのZ軸サーチ動作を開始する。
キャピラリ10が、図5(a)に示すように、チップ20のボンディング部22に接触すると、すなわちワークタッチ(キャピラリがボンディング対象物であるワークに接触したこと)が検出されると(ステップS2)、キャピラリ10の下降動作は停止する。
Usually, the
As shown in FIG. 5A, when the
次ぎに、キャピラリ10の中に挿通されているワイヤ(図示を省略)の先端部をボンディング部22に溶着(ボンディング)させるため、キャピラリ10にボンディング荷重が印加される(ステップS3)。必要とする場合には、ステップS4に示すようにキャピラリ10に超音波を伝達してワイヤの先端部に超音波を印加することも併用される。
Next, a bonding load is applied to the
そのときの、パッケージ100の状態を図5(b)に示す。キャピラリ10のボンディング荷重によって、チップ20のボンディング部22は図に示すように撓み量hだけ撓んでいる。ワイヤの溶着が終了した後、キャピラリ10に対し予め計算して設定された量HだけZ軸上昇が行われる(ステップS5,S6)。図形的には図5(c)に示すようになる。
この量Hは、ワイヤボンダの場合のループを形成するときの第1ボンディング部のワイヤの立ち上がり部分になり、またバンプボンダの場合にも同様にループの立ち上がり部分としてバンプボンダの大きさを決める部分となる。
The state of the
This amount H is a rising portion of the wire of the first bonding portion when forming a loop in the case of the wire bonder, and similarly becomes a portion that determines the size of the bump bonder as a rising portion of the loop in the case of the bump bonder.
以上の工程によるキャピラリ10のZ軸座標位置の動きとキャピラリ10に荷重印加を行った時の状態の位置とを時間軸によって表したものを図7に示す。
図7に示すように、キャピラリ10に荷重印加したときは、チップ20が下方に撓んでキャピラリ10の先端部がその分下がっていることがわかる。
なお、続いて行われる工程は、ここでは省略する。
FIG. 7 shows the movement of the Z-axis coordinate position of the
As shown in FIG. 7, it can be seen that when a load is applied to the
The subsequent steps are omitted here.
上述したボンディングの工程で、ワークタッチを検出する方法としては、キャピラリの位置を近接センサでセンシングする方法やあるいはキャピラリを揺動させるボンディングアームにエンコーダを設置して制御部からのキャピラリの指令位置データとエンコーダからの現在位置データとの関係からワークタッチを検出する方法などがある(特許文献1参照)。 In the bonding process described above, the work touch can be detected by sensing the position of the capillary with a proximity sensor, or by installing an encoder on the bonding arm that swings the capillary, and the command position data of the capillary from the controller. There is a method of detecting a work touch based on the relationship between the current position data from the encoder and the current position (see Patent Document 1).
ところで、パッケージ100のチップ20がオーバーハング状態に形成された部分にワイヤボンダやバンプボンダをする場合、図5(b)に示すように、チップが撓んでしまうが、キャピラリをその撓んだ位置から所定の量、例えばH=40μm上昇させるとすると、撓んだ撓み量h=10μmとした場合に、実際のキャピラリの上昇はチップ20が撓まない状態の位置から30μm上昇したことになり、ワイヤは30μm繰り出されたことになる。
By the way, when a wire bonder or a bump bonder is applied to a portion of the
例えば、ボンディング部としてバンプが有り、その位置にループを形成したバンプボンダを行う場合に、チップ20が撓まない場合には図8(a)に示すように、ワイヤループの立ち上がり長さが40μmとなるが、撓む場合には図8(b)に示すように、30μmとなって、異なるループ形状となり問題の生じる可能性がある。
同様に、ワイヤボンダの場合にも、第1ボンディング位置においてワイヤの立ち上がり高さが予め定めた高さと異なると、ワイヤリングしていく際に問題が生じる場合がある。
For example, when a bump bonder having a bump as a bonding portion and a loop formed at that position is used and the
Similarly, in the case of a wire bonder, if the rising height of the wire is different from a predetermined height at the first bonding position, there may be a problem in wiring.
本発明の課題は、パッケージのチップがオーバーハング状態に形成された部分にワイヤボンダやバンプボンダをする場合、予め定めたワイヤ長さのループを正確に形成するようなボンディング方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a bonding method for accurately forming a loop having a predetermined wire length when a wire bonder or a bump bonder is formed in a portion where a chip of a package is formed in an overhang state.
上記課題を解決するために請求項1記載の発明は、チップ等がオーバーハング状態に形成され、該チップ等のボンディング部にワイヤボンダあるいはバンプボンダをするときにチップ等に撓みが生じる場合のボンディング方法であって、ワイヤを保持したボンディングツールを動作モードにより下降させ、チップ等のボンディング部にボンディングツールのタッチしたことが検出されると、ボンディングツールを荷重モードに切り換えて設定荷重印加によりワイヤの先端部をボンディング部に溶着させ、その後ボンディングツールへの荷重印加を前記設定荷重よりも軽荷重に切り換えて前記設定荷重の印加により下方に撓んでいたチップ等を元の位置に戻し、次ぎに動作モードにてボンディングツールを予め設定された量だけ上昇させるようにしたことを特徴としている。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is a bonding method in which a chip or the like is formed in an overhang state, and the chip or the like is bent when a wire bonder or a bump bonder is formed on a bonding part of the chip or the like. When the bonding tool holding the wire is lowered in the operation mode and it is detected that the bonding tool touches the bonding part such as a chip, the bonding tool is switched to the load mode and the tip of the wire is applied by applying the set load. Then, the load applied to the bonding tool is switched to a lighter load than the set load, and the chip bent downward by applying the set load is returned to the original position, and then the operation mode is entered. To raise the bonding tool by a preset amount It is characterized in that the.
また、請求項2記載の発明は、チップ等がオーバーハング状態に形成され、チップ等のボンディング部にワイヤボンダあるいはバンプボンダをする際にチップ等に撓みを生じる場合のボンディング方法であって、
ワイヤを保持したボンディングツールを動作モードにより下降させ、チップ等のボンディング部にボンディングツールのタッチしたことが検出されるとその垂直方向であるZ軸座標を記憶すると共に、ボンディングツールを荷重モードに切り換えて設定荷重印加によりワイヤの先端部をボンディング部に溶着させ、その後ボンディングツールを前記記憶させたZ軸座標まで移動させ、次ぎに動作モードにてボンディングツールを予め設定された量だけ上昇させるようにしたことを特徴としている。
The invention according to claim 2 is a bonding method in which the chip or the like is formed in an overhang state, and the chip or the like is bent when the wire bonder or the bump bonder is bonded to the bonding part of the chip or the like.
The bonding tool holding the wire is lowered in the operation mode, and when it is detected that the bonding tool touches the bonding part such as a chip, the Z-axis coordinate in the vertical direction is stored and the bonding tool is switched to the load mode. By applying a set load, the tip of the wire is welded to the bonding part, and then the bonding tool is moved to the stored Z-axis coordinates, and then the bonding tool is raised by a preset amount in the operation mode. It is characterized by that.
本発明によれば、パッケージのオーバーハングした状態のチップ等にボンディングツールにより荷重印加してボンディングする場合、ボンディング中に撓んでいたチップ等を元の状態に戻してからツールのZ軸上昇量を計算するため、チップの撓み量に関係なくZ軸上昇量が安定し、ループ形成・バンプ形成時におけるボンディング品質の安定性の向上を図ることができる。 According to the present invention, when a bonding tool is used to apply a load to a chip or the like in an overhanging state of a package, the amount of Z-axis increase of the tool is reduced after returning the chip or the like bent during bonding to the original state. Since the calculation is performed, the amount of increase in the Z-axis is stable regardless of the amount of deflection of the chip, and the stability of bonding quality during loop formation / bump formation can be improved.
以下、本発明に係るボンディング方法の実施の形態について説明する。なお、背景技術の項で説明した部材と同一又は相当する部分には同一符号を付して説明する。 Hereinafter, embodiments of the bonding method according to the present invention will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated to the part which is the same as that of the member demonstrated in the term of background art, or is corresponded.
図1、2、4を参照しながら、第一の実施の形態について説明する。
図示せぬ二次元方向に移動可能なXYテーブル上に載置されているキャピラリ10を、Z軸(垂直軸)上で所定の高さまで高速で降下させ、その地点を過ぎると、降下速度を減じて図2のステップS11に示すように目的とするボンディング部に対してのZ軸サーチ動作を開始する。
キャピラリ10が、図1(a)に示すように、パッケージ100のチップ20のボンディング部22に接触すると、すなわちワークタッチが検出されると(ステップS12)、キャピラリ10の下降動作は停止する。
The first embodiment will be described with reference to FIGS.
The
As shown in FIG. 1A, when the
次ぎに、キャピラリ10の中に挿通されているワイヤ(図示を省略)の先端部をボンディング部22に溶着(ボンディング)させるため、キャピラリ10にボンディング荷重が印加される(ステップS13)。
必要とする場合には、ステップS14に示すようにキャピラリ10に超音波を伝達してワイヤの先端部に超音波を印加することも併用される。そのときの、パッケージ100の状態を図1(b)に示す。キャピラリ10のボンディング荷重によって、チップ20ボンディング部22は図に示すように撓み量hだけ下方に撓んでいる。
Next, a bonding load is applied to the
If necessary, transmitting ultrasonic waves to the capillary 10 and applying ultrasonic waves to the tip of the wire as shown in step S14 is also used. The state of the
超音波の印加が終了すると(ステップS15)、キャピラリ10に対する荷重を任意の値に軽減するとともに(ステップ16)、所定の撓み戻り時間をおく(ステップ17)。
この軽減する任意の荷重の値は、チップ20の撓みが元の状態に戻る値とし、撓み戻り時間も実際の状態を見て任意に設定する。
軽荷重にしたときのパッケージ100の状態を図1(c)に示す。
When the application of ultrasonic waves is completed (step S15), the load on the
The value of the arbitrary load to be reduced is a value at which the deflection of the
FIG. 1C shows the state of the
チップ20の撓みが元の状態に戻った後、キャピラリ10に対し予め計算して設定された量HだけZ軸上昇が行われる(ステップS18,S19)。図形的には図1(d)に示すようになる。
After the deflection of the
図4は、以上の工程によるキャピラリ10のZ軸座標位置を時間軸によって表したものである。
図4に示すように、キャピラリ10に荷重印加したときは、チップ20のボンディング部22が下方に撓んでキャピラリ10の先端部がその分下がり、超音波の印加が終了後、キャピラリの荷重を軽減すると、チップ20の撓みが取れて元の状態に戻ることがわかる。
なお、続いて行われる工程は、ここでも省略する。
FIG. 4 shows the Z-axis coordinate position of the
As shown in FIG. 4, when a load is applied to the
The subsequent steps are also omitted here.
次ぎに、図1、3、4を参照して、本発明の第二の実施の形態について説明する。
先ず、キャピラリ10を、Z軸(垂直軸)上で所定の高さまで高速で降下させ、その地点を過ぎると、降下速度を減じて図3のステップS21に示すように目的とするボンディング部に対してのZ軸サーチ動作を開始する。
キャピラリ10が、図1(a)に示すように、チップ20のボンディング部22に接触すると、すなわちワークタッチが検出されると(ステップS22)、キャピラリ10の下降動作は停止する。このとき、図示を省略した制御部にてワークタッチ検出時のキャピラリ10のZ軸座標を記憶する(ステップ23)。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
First, the
As shown in FIG. 1A, when the
次ぎに、キャピラリ10の中に挿通されているワイヤ(図示を省略)の先端部をボンディング部22に溶着(ボンディング)するため、キャピラリ10にボンディング荷重が印加される(ステップS24)。必要とする場合には、ステップS25に示すようにキャピラリ10に超音波を伝達してワイヤの先端部に超音波を印加することも併用される。そのときの、パッケージ100の状態を図1(b)に示す。キャピラリ10のボンディング荷重によって、チップ20ボンディング部22は図に示すように撓み量hだけ撓んでいる。
Next, a bonding load is applied to the capillary 10 in order to weld (bond) the tip of a wire (not shown) inserted into the capillary 10 to the bonding part 22 (step S24). If necessary, transmitting ultrasonic waves to the capillary 10 and applying ultrasonic waves to the tip of the wire as shown in step S25 is also used. The state of the
超音波の印加が終了すると(ステップS26)、キャピラリ10をステップ23で記憶したZ軸座標まで戻す(ステップ27)。このため、撓んでいたチップ20は元の状態に戻る。このときのパッケージ100の状態を図1(c)に示す。
When the application of the ultrasonic wave is finished (step S26), the capillary 10 is returned to the Z-axis coordinate stored in step 23 (step 27). For this reason, the chip |
チップ20の撓みが元の状態に戻った後、キャピラリ10に対し予め計算して設定された量HだけZ軸上昇が行われる(ステップS28,S29)。そのときにパッケージ100の状態を図1(d)に示す。
After the deflection of the
以上の工程を、キャピラリ10のZ軸座標位置の動きとキャピラリ10に荷重印加を行った時の状態の位置及びその後の動作位置を時間軸で表したものが図4である。
図4に示すように、キャピラリ10に荷重印加したときは、チップ20のボンディング部22が下方に撓んでキャピラリ10の先端部がその分下がり、超音波の印加が終了後、キャピラリ10をワークタッチした時点のZ軸座標に戻すと、チップ20の撓みが取れて元の状態に戻ることがわかる。
なお、この例でも、続いて行われる工程を省略する。
FIG. 4 shows the above process on the time axis showing the movement of the Z-axis coordinate position of the capillary 10, the position when the load is applied to the capillary 10, and the subsequent operation position.
As shown in FIG. 4, when a load is applied to the capillary 10, the
In this example as well, subsequent steps are omitted.
本発明は、チップ等がオーバーハング状態に形成されたパッケージで、チップ等にワイヤボンダやバンプボンダをするときにチップ等に撓みが生じるような場合に、その不具合を是正するのに好適であり、半導体装置の製造装置のソフトとして利用可能性がある。 The present invention is a package in which a chip or the like is formed in an overhang state, and is suitable for correcting the defect when the chip or the like is bent when wire bonding or bump bonding is performed on the chip or the like. It may be used as software for device manufacturing equipment.
10 キャピラリ
20 チップ
22 ボンディング部
100 パッケージ(ワーク)
h 撓み量
H ボンディングツールのZ軸上昇量
10
h Deflection amount H Z-axis rise amount of bonding tool
Claims (2)
ワイヤを保持したボンディングツールを動作モードにより下降させ、チップ等のボンディング部にボンディングツールのタッチしたことが検出されると、ボンディングツールを荷重モードに切り換えて設定荷重印加によりワイヤの先端部をボンディング部に溶着させ、その後ボンディングツールへの荷重印加を前記設定荷重よりも軽荷重に切り換えて前記設定荷重の印加により下方に撓んでいたチップ等を元の位置に戻し、次ぎに動作モードにてボンディングツールを予め設定された量だけ上昇させるようにしたことを特徴とするボンディング方法。 When a chip or the like is formed in an overhang state and the chip or the like is bent when a wire bonder or a bump bonder is bonded to the bonding part of the chip or the like,
When the bonding tool holding the wire is lowered in the operation mode and it is detected that the bonding tool has touched the bonding part such as a chip, the bonding tool is switched to the load mode, and the tip of the wire is bonded to the bonding part by applying the set load. After that, the load applied to the bonding tool is switched to a lighter load than the set load, the chip bent downward by applying the set load is returned to the original position, and then the bonding tool is operated in the operation mode. Is raised by a preset amount.
ワイヤを保持したボンディングツールを動作モードにより下降させ、チップ等のボンディング部にボンディングツールのタッチしたことが検出されるとその垂直方向であるZ軸座標を記憶すると共に、ボンディングツールを荷重モードに切り換えて設定荷重印加によりワイヤの先端部をボンディング部に溶着させ、その後ボンディングツールを前記記憶させたZ軸座標まで移動させ、次ぎに動作モードにてボンディングツールを予め設定された量だけ上昇させるようにしたことを特徴とするボンディング方法。 A bonding method in which a chip or the like is formed in an overhang state, and the chip or the like is bent when a wire bonder or a bump bonder is bonded to the bonding part of the chip or the like,
The bonding tool holding the wire is lowered in the operation mode, and when it is detected that the bonding tool touches the bonding part such as a chip, the Z-axis coordinate in the vertical direction is stored and the bonding tool is switched to the load mode. By applying a set load, the tip of the wire is welded to the bonding part, and then the bonding tool is moved to the stored Z-axis coordinates, and then the bonding tool is raised by a preset amount in the operation mode. A bonding method characterized by that.
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