JP5499108B2

JP5499108B2 - ワイヤボンディング装置及びワイヤボンディング方法

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Publication number: JP5499108B2
Application number: JP2012149444A
Authority: JP
Inventors: 玉成安田; 春雄東海林
Original assignee: Kaijo Corp
Current assignee: Kaijo Corp
Priority date: 2012-03-19
Filing date: 2012-07-03
Publication date: 2014-05-21
Anticipated expiration: 2032-07-03
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Description

本発明は、ワイヤボンディング装置及びワイヤボンディング方法に関し、特に、ＢＳＯＢボンディングにおけるボンディング不良を検出することが可能なワイヤボンディング装置及びワイヤボンディング方法に関する。

従来、ＩＣチップ上のパッドと外部リードとを接続するボンディング装置としては、図１０に示すようなワイヤボンディング装置が知られている。図１０は、従来のワイヤボンディング装置の構成を示す図である。図１０に示すように、従来のワイヤボンディング装置５０は、超音波振動子（図示せず）を備え、先端に装着されたボンディングツール６としてのキャピラリ６を有する超音波ホーン５と、一方の先端に超音波ホーン５を備え、他方が支軸９に結合されているボンディングアーム４と、ボンディングアーム４の先端に装着されたキャピラリ６の位置を検出するためのエンコーダ１１と、ボンディングアーム４を支軸９を中心として上下に駆動するリニアモータ１０とを有するボンディングヘッド３と、ボンディングヘッド３を搭載してＸ方向及び／又はＹ方向に二次元的に移動して位置決めする位置決め手段としてのＸＹステージ１５と、ＩＣチップ４５等をマウントしたリードフレーム４４を搭載してキャピラリ６によりボンディング作業を行うボンディングステージ２０と、マイクロプロセッサを含むコントロールユニット５５と、このコントロールユニット５５からの指令信号に応じてボンディングヘッド３及びＸＹステージ１５への駆動信号を発する駆動ユニット３９とからなる。

上記構成から成り、第１ボンディング点としてのＩＣチップのパッドと、第２ボンディング点として、例えば基板のリードとをワイヤで接合するワイヤボンディング装置によるワイヤボンディングにおいて、第２ボンディング点でのリードの表面とワイヤとの接合性が良くない場合がある。このため、第２ボンディング点でのワイヤとの接合性を確保するために、第２ボンディング点のリード上に前もってバンプを形成して、第２ボンディング点のリード上に形成されたバンプにワイヤを接合することが行われている。このようなバンプを形成してワイヤボンディングを行う装置が、特許文献１に開示されている。特許文献１によれば、キャピラリ６にワイヤを挿通した状態で、電気トーチによりキャピラリ６から突出したワイヤの先端にボールを形成する。キャピラリ６を配線部（リード）上に位置させてボールボンディングを行ってバンプを形成する。キャピラリ６を上昇させた後に、バンプの中心から第１導体（パッド）側と反対方向へ移動させ、その後に再度キャピラリ６を下方に押し下げキャピラリ外壁面で傾斜ウエジッジをバンプ上部に形成し、ワイヤを切断する。その後、電気トーチによりワイヤの先端にボールを形成する。キャピラリ６を半導体チップのボンディングパット上に位置させ、１次ボンディングを行う。ワイヤのルーピングを行い、ワイヤをバンプの傾斜部ウエッジボンディング部の上部に位置させ、キャピラリ６の外壁面でルーピングワイヤと傾斜ウエッジボンディング部を接合させ、ワイヤを切断する。

図１１は、特許文献１に開示されたボンディングシーケンスにより半導体チップのパッドとリード上のバンプがワイヤボンディングされた状態を示す図である。図１１に示すように、最初に、リードフレーム４４の第２ボンディング点としてのリード４７にバンプ４２を形成し、バンプ４２を形成後に、再度ボール４１を形成して第１ボンディング点としての半導体チップ４５のパット４６上にボール接合を行い、ルーピングを行って、第２ボンディング点上のバンプ４２にワイヤ４０を接合させて、接合後にワイヤ４０を切断するものである。尚、このようなボンディングをＢＳＯＢ（ＢｏｎｄＳｔｉｔｃｈＯｎＢａｌｌ）ボンディングと称することもある。また、第２ボンディング点は、リードに限らず、ＩＣチップのパッドでもよい。この場合には、バンプは、ＩＣチップのパッド上に形成され、ワイヤは、第１ボンディング点としてのリード上から第２ボンディング点としてのパッド上で接合される。

また、図１１に示すバンプ４２上にワイヤボンディングを行った際に、第２ボンディング側が正常にボンディングが行われたかを確認する必要があり、このため、バンプボンディングにおける不着等のボンディング不良を通電や容量検出等により検知することが提案されている。しかしながら、これらの電気的な検知では、正常なボンディングと不着となったときの差異がほとんどないため、不着等のボンディング不良を安定して検出することが困難であった。

そこで、バンプ上に第２ボンディングを行うときに、キャピラリが着地したＺ軸方向の位置をあらかじめ設定した許容値と比較して、許容値内であるかどうかをチェックして不着を検知する方法が特許文献２に開示されている。

特許文献２によれば、最初に、ボンディング動作に先立って、正常に形成されたバンプ上に第２ボンディングを行ったときのキャピラリの高さを基準検出位置として記憶しておく。次に、ボンディングを行い、先にバンプを形成するボンディングを行い、続いてバンプ上にワイヤボンディングを行う。このときの第２ボンディング点でのバンプとワイヤとのボンディングにおけるキャピラリの高さを検出位置として位置カウンタから読み出す。位置カウンタから読み出したキャピラリの検出位置と前もって記憶されている基準検出位置との差異が許容範囲内であればバンプボンディングは正常に行われたと判定し、そうでなければ、バンプボンディングが正常に行われなかったと判定する。

特開２００２−２８０４１０号公報特開２００５−１０１０６５号公報

特許文献２による不着検出では、ボンディング動作に先立って、正常に形成されたバンプ上に第２ボンディングを行ったときのキャピラリの高さを基準検出位置として記憶するようにしている。その後のボンディングにおいて、第２ボンディング点でのバンプとワイヤとのボンディングにおけるキャピラリの検出位置と、前もって記憶されている基準検出位置の差異が許容範囲内であるかをチェックし、許容範囲外であれば、バンプボンディングが正常に行われていないと判定するものである。しかしながら、ボンディングする場所によってはボンディング面の高さがばらつく場合がある。これは、ＩＣチップをリードフレーム、基板等にマウントする際の接着剤の厚さのばらつき、接着剤塗布のばらつきによりＩＣチップに傾きが発生するためである。マウントされたＩＣチップの高さがばらつくと、ＩＣチップのパッド上にバンプを形成した場合に、バンプの不着を検出するための許容値よりも、ボンディング面の高さのばらつきが上回ることがある。また、径が細いワイヤで小さなバンプをボンディングする場合には、その傾向はさらに顕著となる。また、リードフレームにおけるリードの加工時におけるリードの高さのばらつき、リードの曲がり等によりリードの高さが一定でない場合がある。このため、正常に形成されたバンプ上にワイヤボンディングを行ったときのキャピラリの高さを基準検出位置とする不着検出では、ボンディングする位置での高さのばらつきに影響されて、安定して検出することが困難となる恐れがある。

また、サイズが大きい基板等では、ボンディングエリアが広くなり、ボンディング時の加熱により、基板の反りや変形が発生することがある。このため、基板の表面とＸＹステージの移動平面との平行度を広範囲で維持することは難しく、場所によりボンディング面の高さのばらつきが大きくなり、不着等の安定検出に悪影響を及ぼす恐れがある。

更に、キャピラリの先端部は磨耗するため、定期的にキャピラリを交換する必要がある。このときキャピラリの取付長さが変化することがある。このため、不着検出するための、基準検出位置を再設定する必要がある。

そこで本発明は、バンプボンディング時にボールが当接したときのＺ軸方向のボンディングツール（キャピラリ）の位置と、ワイヤボンディングで同一のバンプ上にワイヤが当接したときのＺ軸方向のボンディングツールの位置との差が、前もって設定した許容値内であるかをチェックして、バンプ上でのワイヤのボンディングが正常に行われたかを判断するようにして、不着等のボンディング不良を検知して、信頼性の高いワイヤボンディング装置及びワイヤボンディング方法を提供することを目的とする。

上記目的達成のため、本発明のワイヤボンディング装置は、上下方向に揺動可能なボンディングアームと、前記ボンディングアームと一体に可動してボンディングを行うボンディングツールと、前記ボンディングツールの原点からのＺ軸（垂直）方向の位置を検出する位置検出手段と、を有し、第２ボンディング点上にボールからなるバンプを形成後に、第１ボンディング点とバンプが形成された第２ボンディング点とをワイヤで接続するワイヤボンディング装置であって、
前記バンプの形成時におけるボンディングツール先端の前記ボールが第２ボンディング点上に当接中に、前記位置検出手段で検出した前記ボンディングツールの検出位置をツール高さＨ１とし、ワイヤ接続時における第２ボンディング点上の前記バンプにワイヤが当接中に、前記位置検出手段で検出した前記ボンディングツールの検出位置をツール高さＨ２とし、第２ボンディング点の同一位置における前記ボンディングツールのツール高さＨ１、Ｈ２から、ツール高さＨ２とツール高さＨ１の差が所定の範囲外のときに、前記第２ボンディング点が不着であると判断するようにしたことを特徴とする。

また、本発明のワイヤボンディング装置は、ツール高さＨ２とツール高さＨ１の差が所定の範囲外のときに、不着発生の告知を行って、ボンディング動作を停止するようにしたことを特徴とする。

また、本発明のワイヤボンディング装置における前記バンプの形成時におけるボンディングツール先端の前記ボールが第２ボンディング点上に当接中とは、前記ボンディングツールへのボンディング荷重及び／又は超音波振動の印加前、印加中又は印加後のいずれかの状態であることを特徴とする。

また、本発明のワイヤボンディング装置における前記ワイヤ接続時における第２ボンディング点上の前記バンプにワイヤが当接中とは、前記ボンディングツールへのボンディング荷重及び／又は超音波振動の印加前、印加中又は印加後のいずれかの状態であることを特徴とする。

また、本発明のワイヤボンディング装置における前記バンプの形成時及び／又はワイヤ接続時の前記位置検出手段による前記ボンディングツールのツール高さの検出タイミングは、ボンディング条件によって予め選択可能であることを特徴とする。

本発明のワイヤボンディング装置は、上下方向に揺動可能なボンディングアームと、前記ボンディングアームと一体に可動してボンディングを行うボンディングツールと、前記ボンディングツールの原点からのＺ軸（垂直）方向の位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段の位置データを記憶する記憶手段と、を有し、第２ボンディング点上にボールからなるバンプを形成後に、第１ボンディング点とバンプが形成された第２ボンディング点とをワイヤで接続するワイヤボンディング装置であって、前記バンプの形成時におけるボンディングツール先端の前記ボールが第２ボンディング点上に当接中に、前記位置検出手段で検出した前記ボンディングツールの位置データをツール高さＨ１として前記第２ボンディング点の位置毎に前記記憶手段に記憶し、ワイヤ接続時における前記第２ボンディング点上の前記バンプにワイヤが当接中に、前記位置検出手段で検出した前記ボンディングツールの位置データをツール高さＨ２とし、当該ツール高さＨ２と前記記憶手段に記憶した当該第２ボンディング点の同一位置に対応したバンプの形成時のツール高さＨ１の差が所定の範囲外のときに、前記第２ボンディング点が不着であると判断するようにしたことを特徴とする。

本発明のワイヤボンディング方法は、ボンディングツールにより第２ボンディング点上にボールからなるバンプを形成後に、第１ボンディング点とバンプが形成された第２ボンディング点とをワイヤで接続するワイヤボンディング方法であって、前記バンプの形成時における前記ボンディングツール先端の前記ボールが第２ボンディング点上に当接中に、前記ボンディングツールの原点からのＺ軸（垂直）方向の距離をツール高さＨ１として検出する工程と、その後、ワイヤ接続時における第２ボンディング点上の前記バンプにワイヤが当接中に、前記ボンディングツールの原点からのＺ軸（垂直）方向の距離をツール高さＨ２として検出する工程と、その後、第２ボンディング点の同一位置における前記ボンディングツールのツール高さＨ１、Ｈ２から、Ｈ２とＨ１の差が所定の範囲外のときに、前記第２ボンディング点が不着であると判断するようにした工程を備えることを特徴とする。

また、本発明のワイヤボンディング方法における前記バンプの形成時におけるボンディングツール先端の前記ボールが第２ボンディング点上に当接中とは、前記ボンディングツールへのボンディング荷重及び／又は超音波振動の印加前、印加中又は印加後のいずれかの状態であることを特徴とする。

また、本発明のワイヤボンディング方法における前記ワイヤ接続時における第２ボンディング点上の前記バンプにワイヤが当接中とは、前記ボンディングツールへのボンディング荷重及び／又は超音波振動の印加前、印加中又は印加後のいずれかの状態であることを特徴とする。

また、本発明のワイヤボンディング方法における前記バンプの形成時及び／又はワイヤ接続時の前記位置検出手段による前記ボンディングツールのツール高さの検出タイミングは、ボンディング条件によって予め選択可能であることを特徴とする。

本発明のワイヤボンディング方法は、ボンディングツールにより第２ボンディング点上にボールからなるバンプを形成後に、第１ボンディング点とバンプが形成された第２ボンディング点とをワイヤで接続するワイヤボンディング方法であって、前記バンプの形成時における前記ボンディングツール先端の前記ボールが第２ボンディング点上に当接中に、前記ボンディングツールの原点からのＺ軸（垂直）方向の距離をツール高さＨ１として検出して、前記第２ボンディング点の位置毎に記憶手段に記憶する工程と、その後、ワイヤ接続時における第２ボンディング点上の前記バンプにワイヤが当接中に、前記ボンディングツールの原点からのＺ軸（垂直）方向の距離をツール高さＨ２として検出する工程と、その後、当該ツール高さＨ２と前記記憶手段に記憶した当該第２ボンディング点の同一位置に対応したバンプの形成時のツール高さＨ１の差が所定の範囲外のときに、前記第２ボンディング点が不着であると判断するようにした工程を備えることを特徴とする。

本発明のワイヤボンディング装置は、上下方向に揺動可能なボンディングアームと、前記ボンディングアームと一体に可動してボンディングを行うボンディングツールと、前記ボンディングツールの原点からのＺ軸（垂直）方向の位置を検出する位置検出手段と、を有し、第２ボンディング点上にボールからなるバンプを形成後に、第１ボンディング点とバンプが形成された第２ボンディング点とをワイヤで接続するワイヤボンディング装置であって、前記バンプの形成時におけるボンディングツール先端の前記ボールが第２ボンディング点上に当接したときの前記位置検出手段で検出した前記ボンディングツールの検出位置をツール高さＨ１とし、ワイヤ接続時における第２ボンディング点上の前記バンプにワイヤが当接したときの前記位置検出手段で検出した前記ボンディングツールの検出位置をツール高さＨ２とし、第２ボンディング点の同一位置における前記ボンディングツールのツール高さＨ１、Ｈ２から、ツール高さＨ２とツール高さＨ１の差が所定の範囲外のときに、前記第２ボンディング点が不着であると判断するようにしたことを特徴とする。

また、本発明のワイヤボンディング装置は、上下方向に揺動可能なボンディングアームと、前記ボンディングアームと一体に可動してボンディングを行うボンディングツールと、前記ボンディングツールの原点からのＺ軸（垂直）方向の位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段の位置データを記憶する記憶手段と、を有し、第２ボンディング点上にボールからなるバンプを形成後に、第１ボンディング点とバンプが形成された第２ボンディング点とをワイヤで接続するワイヤボンディング装置であって、前記バンプの形成時におけるボンディングツール先端の前記ボールが第２ボンディング点上に当接したときの前記位置検出手段で検出した前記ボンディングツールの位置データをツール高さＨ１として前記第２ボンディング点の位置毎に前記記憶手段に記憶し、ワイヤ接続時における前記第２ボンディング点上の前記バンプにワイヤが当接したときの前記位置検出手段で検出した前記ボンディングツールの位置データをツール高さＨ２とし、当該ツール高さＨ２と前記記憶手段に記憶した当該第２ボンディング点の同一位置に対応したバンプの形成時のツール高さＨ１の差が所定の範囲外のときに、前記第２ボンディング点が不着であると判断するようにしたことを特徴とする。

また、本発明のワイヤボンディング方法は、ボンディングツールにより第２ボンディング点上にボールからなるバンプを形成後に、第１ボンディング点とバンプが形成された第２ボンディング点とをワイヤで接続するワイヤボンディング方法であって、前記バンプの形成時における前記ボンディングツール先端の前記ボールが第２ボンディング点上に当接したときの前記ボンディングツールの原点からのＺ軸（垂直）方向の距離をツール高さＨ１として検出する工程と、その後、ワイヤ接続時における第２ボンディング点上の前記バンプにワイヤが当接したときの前記ボンディングツールの原点からのＺ軸（垂直）方向の距離をツール高さＨ２として検出する工程と、その後、第２ボンディング点の同一位置における前記ボンディングツールのツール高さＨ１、Ｈ２から、Ｈ２とＨ１の差が所定の範囲外のときに、前記第２ボンディング点が不着であると判断するようにした工程を備えることを特徴とする。

また、本発明のワイヤボンディング方法は、ボンディングツールにより第２ボンディング点上にボールからなるバンプを形成後に、第１ボンディング点とバンプが形成された第２ボンディング点とをワイヤで接続するワイヤボンディング方法であって、前記バンプの形成時における前記ボンディングツール先端の前記ボールが第２ボンディング点上に当接したときの前記ボンディングツールの原点からのＺ軸（垂直）方向の距離をツール高さＨ１として検出して、前記第２ボンディング点の位置毎に記憶手段に記憶する工程と、その後、ワイヤ接続時における第２ボンディング点上の前記バンプにワイヤが当接したときの前記ボンディングツールの原点からのＺ軸（垂直）方向の距離をツール高さＨ２として検出する工程と、その後、当該ツール高さＨ２と前記記憶手段に記憶した当該第２ボンディング点の同一位置に対応したバンプの形成時のツール高さＨ１の差が所定の範囲外のときに、前記第２ボンディング点が不着であると判断するようにした工程を備えることを特徴とする。

本発明は、バンプボンディング時にボンディング点にボールが当接中のバンプ毎のＺ軸方向のボンディングツールの位置（ツール高さ）と、ワイヤボンディングでの同一バンプにワイヤが当接中のＺ軸方向のボンディングツールの位置（ツール高さ）とを比較して、バンプ上でのワイヤのボンディングが正常に行われたかを判断する。このように、検査対象となるバンプにおけるバンプ形成時のツール高さと、そのバンプにおけるワイヤ接続でのツール高さのそれぞれのデータに基づいてバンプ上でのワイヤのボンディングが正常に行われたかを判断するため、リードフレーム、基板等のワーク個々のボンディング面における高さのばらつきの影響を受けることなしに安定した検出が可能となる。更に、基板等の広いボンディングエリアにおける反り、変形等によるボンディング面の高さのばらつきの影響を受けないため、安定した検出が可能となる。

また、ボンディング状況に応じてボンディングツールの位置（ツール高さ）の検出を、ボンディングツールへのボンディング荷重、超音波振動の複数の印加タイミングから選択することができるため、不着を確実に検出することができる。

また、バンプの形成時及び／又はワイヤ接続時にボンディングツールのツール高さの検出タイミングをボンディング条件によって選択可能に構成したことにより、ボンディング状況に応じた最適なタイミングでボンディングツールのツール高さを検出することができる。

また、当接中にボール又はバンプのつぶれや変形によってツール高さＨ１、Ｈ２が変わってしまうが、本発明は、当接中におけるツール高さＨ１、Ｈ２の変化に対応することができる。

また、磨耗によるボンディングツールの交換に際しても、検出に用いているパラメータ等を設定し直す必要がないため、パラメータ等の維持管理が容易に行える。

本発明のワイヤボンディング装置の構成を示す図である。ボンディング動作での第２ボンディング点におけるバンプ形成状態を示す図であり、（ａ）は、ボールが正常にボンディング点に圧着される状態であり、（ｂ）は、キャピラリ先端にボールが形成されずにボンディング点にキャピラリの先端が直接接触（空打ち）となり不着状態を示す図である。第２ボンディング点のバンプにワイヤを接合する際の接合状態を示す図であり、（ａ）及び（ｂ）は、キャピラリの先端からワイヤが突出している状態であり、（ｃ）及び（ｄ）は、キャピラリの先端にワイヤが無い状態を示す図である。（ａ）は、ボンディング動作における第２ボンディング点におけるバンプ形成時のツール高さを示す図、（ｂ）は、第２ボンディング点のバンプにワイヤを接合する際のツール高さを示す図である。図２、図３の接合状態の組み合わせにおけるそれぞれのツール高さ、ツール高さの差及びボンディング状態の良否を示す表である。ボンディング動作におけるボンディングエラーの不着検出を示すフローチャートである。バンプボンディング時とワイヤボンディング時の当接中のうち、ボンディングツールへのボンディング荷重及び／又は超音波振動の印加中におけるボンディングツールの位置（ツール高さ）によりボンディングエラーの不着検出を行うフローチャートである。バンプボンディング時とワイヤボンディング時の当接中のうち、ボンディングツールへのボンディング荷重及び／又は超音波振動の印加後におけるボンディングツールの位置（ツール高さ）によりボンディングエラーの不着検出を行うフローチャートである。（ａ）は、バンプの形成時におけるボンディング条件によるボンディングツールのツール高さの検出タイミングの選択を示すフローチャート、（ｂ）は、ワイヤ接続時におけるボンディング条件によるボンディングツールのツール高さの検出タイミングの選択を示すフローチャートである。従来のワイヤボンディング装置の構成を示す図である。特許文献１に開示されたボンディングシーケンスにより半導体チップとリード上のバンプがワイヤボンディングされた状態を示す図である。

以下図面を参照して、本発明によるワイヤボンディング装置及びワイヤボンディング方法を実施するための形態について説明する。尚、本発明は、ＢＳＯＢボンディングにおけるバンプ形成のボンディング時に、ボールが当接したときのＺ軸方向のボンディングツールの位置と、ワイヤボンディングで同一のバンプ上にワイヤが当接したときのＺ軸方向のボンディングツールの位置との差が、前もって設定した許容値内であるかをチェックして、バンプ上でのワイヤのボンディングが正常に行われたかを判断するようにして、不着等のボンディング不良を検知するようにしたものである。

［ボンディング装置の構成］
図１は、本発明のボンディング装置の構成を示す図である。尚、図１０に示す従来のワイヤボンディング装置の構成部分と同一のものに関しては、同一の符号を用い、構成に関する詳細な説明は省略する。

図１に示すように、ワイヤボンディング装置１は、超音波振動子（図示せず）を備え、先端に装着されたボンディングツール６としてのキャピラリ６を有する超音波ホーン５と、一方の先端に超音波ホーン５を備え、他方が支軸９に結合されているボンディングアーム４と、ボンディングアーム４の先端に装着されたキャピラリ６の位置を検出する位置検出手段としてのエンコーダ１１と、ボンディングアーム４を支軸９を中心として上下に駆動するリニアモータ１０と、を有するボンディングヘッド３と、ボンディングヘッド３を搭載してＸ方向及び／又はＹ方向に二次元的に移動して位置決めする位置決め手段としてのＸＹステージ１５と、ＩＣチップ４５等をマウントしたリードフレーム４４を搭載してキャピラリ６によりボンディング作業を行うボンディングステージ２０と、マイクロコンピュータ３１を含むコントロールユニット３０と、位置制御回路３７からの指令信号に応じてボンディングヘッド３及びＸＹステージ１５の各モータに駆動信号を発する駆動ユニット３９とからなる。

図１に示すように、コントロールユニット３０は、図示しないＣＰＵ、メモリ３２、図示しない入出力部等を有するマイクロコンピュータ３１を内蔵しており、マイクロコンピュータ３１のＣＰＵは、メモリ３２に記憶されているプログラムを実行して、ワイヤボンディング装置１の制御を行う。尚、マイクロコンピュータ３１のメモリ３２は、プログラムの他にデータ等の記憶することも可能となっている。また、マイクロコンピュータ３１には、キーボード等の外部入力装置３４が接続されており、外部入力装置３４を介して入力される不着を検出するための基準値等をメモリ３２に記憶するようになっている。

ボンディングにおけるボンディングツールの位置は、超音波ホーン５の先端に装着されているキャピラリ６の原点位置からの距離で示される。尚、キャピラリ６の原点位置とは、エンコーダ１１により原点が検出されているときのキャピラリ６の位置をいう。例えば、キャピラリ６の先端に位置するボール４１が、ボンディング点に当接したときのキャピラリ６の位置は、当接時のキャピラリ６の原点位置からの垂直方向の距離に相当する。尚、キャピラリ６の原点位置は、前もって設定しておくようにする。また、ボンディングツール（キャピラリ）６の原点位置からの距離をツール高さという。

キャピラリ６が下降してボンディング点に当接するまでの距離の検出は、キャピラリ６の位置を検出するエンコーダ１１の出力を計数して行う。エンコーダ１１から出力される信号は、パルス発生回路３５に入力される。パルス発生回路３５は、エンコーダ１１の信号からキャピラリ６の上下の移動方向及び移動量をパルスでＺ軸位置カウンタ３６に出力する。

Ｚ軸位置カウンタ３６は、パルス発生回路３５からのパルスをカウントして原点からのキャピラリ６の移動量を計数する。マイクロコンピュータ３１は、Ｚ軸位置カウンタ３６のデータを読み出すことが可能に構成されており、Ｚ軸位置カウンタ３６のデータを読み出すことにより、キャピラリ６の原点位置からのＺ軸（垂直）方向の位置を知ることができる。尚、キャピラリ６の位置を検出する位置検出手段は、エンコーダ１１、パルス発生回路３５及びＺ軸位置カウンタ３６で構成されている。

［ボンディングでの不着判定］
次に、ＢＳＯＢボンディングでのバンプ形成及びワイヤボンディング動作における不着の判定処理について図２及び図３を用いて説明する。図２は、ボンディング動作での第２ボンディング点におけるバンプ形成状態を示す図、図３は、第２ボンディング点のバンプにワイヤを接合する際の接合状態を示す図である。尚、図２及び図３に斜線で示すキャピラリ６は、キャピラリの先端形状のみを記載したものである。また、図２に示すキャピラリ６の位置は、キャピラリ６が第２ボンディング点に下降して、第２ボンディング点に当接したと判断したときの状態を示し、図３は、キャピラリ６が第２ボンディング点に下降して、第２ボンディング点上のバンプに当接したと判断したときの状態を示す。

バンプ形成では、図２（ａ）に示すように、ボール４１が正常にボンディング点に当接して圧着される、又は図２（ｂ）に示すように、キャピラリ６先端にボール４１が形成されずにボンディング点にキャピラリ６の先端が直接接触（空打ち）した不着状態のいずれかである。尚、図２（ａ）に示すボール４１がボンディング点に当接して圧着された後に、圧着されたボール４１がボンディング点から剥がれてバンプ４２が第２ボンディング点に形成されない不着状態のこともある。

また、バンプ４２にワイヤ４０を接合する際の第２ボンディングでのキャピラリ６の先端の状態は、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、キャピラリ６の先端からワイヤ４０が突出している、又は、図３（ｃ）及び図３（ｄ）に示すように、キャピラリ６の先端にワイヤ４０が無い状態のいずれかである。

これにより、ＢＳＯＢにおけるボンディングでは、以下に述べるＡからＥまでの５種類の状態が起こりえる。
状態Ａとして、バンプ４２上にワイヤボンディングを行ったものであり、正常なボンディングである。
状態Ｂとして、ボール４１がボンディング点に圧着された後に、圧着されたボール４１がボンディング点から剥がれて不着が発生し、ボール４１が剥がれてバンプ４２が形成されていない状態でワイヤボンディングを行ったものであり、異常なボンディングである。
状態Ｃとして、バンプ４２上にキャピラリ６の先端にワイヤが無い状態でワイヤボンディングを行ったものであり、異常なボンディングである。
状態Ｄとして、空打ちによるバンプ無しが発生し、更に、キャピラリ６の先端にワイヤが無い状態でワイヤボンディングを行ったものであり、異常なボンディングである。
状態Ｅとして、空打ちによるバンプ無しが発生し、バンプ無しでワイヤボンディングを行ったものであり、異常なボンディングである。

次に、上述したボンディング状態ＡからＥにおけるボンディング不良としての不着検出を図４及び図５を用いて説明する。図４（ａ）は、バンプ形成でのキャピラリが第２ボンディング点に当接した状態でのツール高さＨ１を示し、図４（ｂ）は、ワイヤ接続でのキャピラリが第２ボンディング点上のバンプに当接した状態でのツール高さＨ２を示す図である。尚、図４に示す０は、キャピラリ６の原点位置を示す。また、上述したボンディング状態ＡからＥの一覧を図５に表で示す。図５に示す表の欄は、左端から順にＡからＥまでのボンディング状態を示す「状態」、図２のバンプ形成状態を示す「図２バンプ」、図３のワイヤ接合状態を示す「図３、２ｎｄ」、バンプ形成時のツール高さＨ１を示す「バンプＨ１」、ワイヤ接合時のツール高さＨ２を示す「２ｎｄＨ２」、Ｈ１とＨ２の差を示す「差」、ボンディングの良否を示す「ボンディング状態」をそれぞれ示す。

図５に示すように、ボンディングの状態Ａは、バンプ形成では、図２（ａ）に示すボール４１が正常にボンディング点に圧着されており、このときのボール４１がボンディング点に当接したときの図４（ａ）に示すツール高さＨ１は、例えば、１０３００μｍとする。また、図３（ａ）に示すバンプ４２上にワイヤボンディングを行ったときの、ワイヤ４０がボンディング点（バンプ）に当接したときの図４（ｂ）に示すツール高さＨ２は、１０２５０μｍである。このときのツール高さＨ１、Ｈ２の差は５０μｍである。

また、ボンディングの状態Ｂは、バンプ形成では、圧着されたボール４１がボンディング点から剥がれて不着が発生し、このときのボール４１がボンディング点に当接したときの図４（ａ）に示すツール高さＨ１は、例えば、１０３００μｍとする。また、バンプ４２上にワイヤボンディングを行ったときのワイヤ４０がボンディング点（バンプ）に当接したときの図４（ｂ）に相当するツール高さＨ２は、１０３３０μｍである。このときのツール高さＨ１、Ｈ２の差は−３０μｍである。これは、バンプ形成でのツール高さの検出時においては、図２（ａ）に示すようにボール４１がボンディング点に接触しており、その後ボール４１がボンディング表面から剥がれたことにより、ワイヤ接続ではバンプ４２がないため、図３（ｂ）に示すように、ワイヤ４０がボンディング点表面に直接当接するため、ツール高さＨ２が、１０３３０μｍと増加する。

また、ボンディングの状態Ｃは、バンプ形成では、図２（ａ）に示すボール４１が正常にボンディング点に圧着されており、このときのボール４１がボンディング点に当接したときの図２（ａ）に示すツール高さＨ１は、１０３００μｍである。また、図３（ｄ）に示すように、ワイヤ４０が無い状態でバンプ４２上にボンディングを行ったときのキャピラリ６のツール高さＨ２は、１０２９５μｍである。このときのツール高さＨ１、Ｈ２の差は５μｍである。

また、ボンディングの状態Ｄは、バンプ形成では、図２（ｂ）に示す空打ちが発生し、このときのキャピラリ６がボンディング点に当接したときのツール高さＨ１は、１０３５０μｍである。そして、図３（ｃ）に示すように、バンプ４２が形成されていないボンディング点にワイヤ４０が無い状態でボンディングを行ったときのキャピラリ６のツール高さＨ２は、１０３５０μｍである。このときのツール高さＨ１、Ｈ２の差は０μｍである。

また、ボンディングの状態Ｅは、バンプ形成では、図２（ｂ）に示す空打ちが発生し、このときのキャピラリ６がボンディング点に当接したときのツール高さＨ１は、１０３５０μｍである。そして、図３（ｂ）に示すように、第２ボンディング点にバンプ無しの状態でワイヤボンディングを行ったときのキャピラリ６のツール高さＨ２は、１０３３０μｍである。このときのツール高さＨ１、Ｈ２の差は２０μｍである。

ＡからＥまでの５種類のボンディング状態で、式（１）を用いて不着を判定する。尚、式（１）のＤｓ１、Ｄｓ２は、不着を判定するための基準値である。式（１）でＨ１−Ｈ２がＤｓ１を超えて、且つＤｓ２未満のときには、正常なボンディングと判定し、それ以外は、不着と判定するようにする。基準値Ｄｓ１は、例えば、図５に示す状態Ａと状態Ｅにおけるツール高さの差の中間値３５μｍを設定し、基準値Ｄｓ２は、８０μｍを設定する。
Ｄｓ１＜Ｈ１−Ｈ２＜Ｄｓ２・・・（１）
図５の「ボンディング状態」の欄に示すように、式（１）からボンディングの異常を検知することができる。尚、式（１）では基準値としてＤｓ１、Ｄｓ２を用いているが、基準値としてＤｓ１のみを使用して、式（１）のＤｓ１＜Ｈ１−Ｈ２＜Ｄｓ２に代えて、Ｄｓ１＜Ｈ１−Ｈ２のときに、正常なボンディングと判定し、それ以外、即ちＨ１−Ｈ２がＤｓ１以下のときに、不着と判定するようにしてもよい。

次に、ワイヤボンディング装置による不着等のボンディングエラーの検出動作について、図６を用いて説明する。図６は、ボンディング動作におけるボンディングエラーの不着検出を示すフローチャートである。尚、以下の動作は、図１の示すコントロールユニット３０に内蔵されているマイクロコンピュータ３１のＣＰＵがメモリ３２に記憶されたプログラムを実行して行われる。

図６に示すように、最初に、キャピラリ６の貫通孔にワイヤ４０を挿通した状態で、電気トーチによりキャピラリ６から突出したワイヤ４０の先端にボール４１を形成する（ステップＳ１）。次に、キャピラリ６をＸＹステージ１５によって第２ボンディング点上に移動させて、キャピラリ６を下降させる（ステップＳ２）。キャピラリ６の先端に位置するボール４１がボンディング点に当接したかをチェックする（ステップＳ３）。

キャピラリ６先端に位置するボール４１がボンディング点に当接したときのＺ軸位置カウンタ３６のデータを読み出して、読み出したデータをツール高さＨ１としてメモリ３２に記憶する（ステップＳ４）。その後、キャピラリ６にボンディング荷重及び超音波振動を印加して（ステップＳ５）、ボール４１を第２ボンディング点に押しつけてバンプ４２を形成する。バンプ４２を形成するボンディングが終了したかをチェックする（ステップＳ６）。

バンプボンディング終了後にキャピラリ６を上昇させながら、図示しないワイヤクランパーでワイヤ４０を把持してワイヤ４０をボール４１から切断するようにする（ステップＳ７）。その後、電気トーチによりワイヤ４０の先端にボール４１を形成する（ステップＳ８）。キャピラリ６をＸＹステージ１５によって第１ボンディング点上に移動させて、キャピラリ６を下降させる（ステップＳ９）。キャピラリ６先端に位置するボール４１がボンディング点に当接したかをチェックする（ステップＳ１０）。その後、キャピラリ６にボンディング荷重及び超音波振動を印加して（ステップＳ１１）、ボール４１を第１ボンディング点に圧着してボンディングが終了したかをチェックする（ステップＳ１２）。第１ボンディング点にボール４１をボンディング後に、キャピラリ６を上昇させて、ＸＹステージ１５により第２ボンディング点に移動させてワイヤのルーピングを行う（ステップＳ１３）。

その後、キャピラリ６を第２ボンディング点に下降させる（ステップＳ１４）。尚、第２ボンディング点上には、ステップＳ５で形成されたバンプ４２が接合されている。キャピラリ６先端に位置するワイヤ４０がボンディング点（バンプ）に当接したかをチェックする（ステップＳ１５）。キャピラリ６の先端に位置するワイヤ４０がボンディング点（バンプ）に当接したときの、Ｚ軸位置カウンタ３６のデータを読み出し、読み出したデータをツール高さＨ２とする（ステップＳ１６）。

次に、ステップＳ４でのバンプ形成時のツール高さＨ１をメモリ３２から読み出して、Ｄｓ１＜Ｈ１−Ｈ２＜Ｄｓ２であるかをチェックする（ステップＳ１７）。但し、Ｄｓ１、Ｄｓ２は、不着を判定するための前もって設定した基準値である。Ｈ１−Ｈ２がＤｓ１以下、又はＤｓ２以上のとき（ステップＳ１７でＮｏ）は、第２ボンディングで不着が発生したと判断して、ボンディング動作を停止して、エラーを発する（ステップＳ１８）。一方、Ｈ１−Ｈ２がＤｓ１を超えて、且つＤｓ２未満のとき（ステップＳ１７でＹｅｓ）は、キャピラリ６にボンディング荷重及び超音波振動を印加して（ステップＳ１９）、ワイヤ４０を第２ボンディング点のバンプ４２に接合するようにする。また、ボンディングが終了したかをチェックする（ステップＳ２０）。尚、ステップＳ１７において、前述したように、Ｄｓ１＜Ｈ１−Ｈ２＜Ｄｓ２に代えて、Ｄｓ１＜Ｈ１−Ｈ２を使用して、チェックするようにしてもよい。ボンディングが終了後に全ワイヤのボンディングが完了したかをチェックする（ステップＳ２１）。全ワイヤのボンディングが完了していないときには、キャピラリ６を上昇させて、ステップＳ１に移行する。一方、全ワイヤのボンディングが完了したときには、キャピラリ６、ＸＹステージを原点に移動して、そのボンディング部品のワイヤボンディングを終了する（ステップＳ２１）。

以上、述べたように、ワイヤボンディング装置は、バンプボンディング時にボンディング点にボールが当接したときのツール高さと、ワイヤボンディングでの同一バンプにワイヤが当接したときのツール高さとを比較して、バンプ上でのワイヤのボンディングが正常に行われたかを判断するものである。

［他のボンディングシーケンスでの不着判定］
上述したバンプ形成及びワイヤボンディング動作における不着の判定処理は、１個のバンプ形成後に、そのバンプにワイヤボンディングを行って不着の判定処理を行うが、最初に、ボンディングエリア内の全てのボンディング点にバンプを形成し、その後、バンプが形成されたボンディング点にワイヤボンディングを行うことも可能である。

バンプの形成時におけるボンディングツールとしてのキャピラリ６先端のボール４１が第２ボンディング点上に当接したときのＺ軸位置カウンタ３６で検出したキャピラリ６の位置データを第２ボンディング点の位置毎に順位メモリ３２に記憶する。全ての第２ボンディング点にバンプ４２が形成された後に、第１ボンディング点と第２ボンディング点とのワイヤボンディングを行う。ワイヤ接続時における第２ボンディング点上に位置するバンプ４２にワイヤ４０が当接したときのＺ軸位置カウンタ３６で検出したキャピラリ６の位置データと、メモリ３２に記憶した当該第２ボンディング点の同一位置に対応した位置データを読み出して、２つの位置データの差が所定の範囲外のときに、第２ボンディング点が不着であると判断するようにする。尚、Ｚ軸位置カウンタ３６の位置データは、上述したツール高さに相当するものである。

以上述べたように、本発明は、バンプボンディング時にボンディング点にボールが当接した場合、バンプ毎のＺ軸方向のボンディングツールの位置（ツール高さ）と、ワイヤボンディングでの同一バンプにワイヤが当接したときのＺ軸方向のボンディングツールの位置（ツール高さ）とを比較して、バンプ上でのワイヤのボンディングが正常に行われたかを判断する。このように、検査対象となるバンプにおけるバンプ形成時のツール高さと、そのバンプにおけるワイヤ接続でのツール高さのそれぞれのデータに基づいてバンプ上でのワイヤのボンディングが正常に行われたかを判断するため、リードフレーム、基板等のワーク個々のボンディング面における高さのばらつきの影響を受けることなしに安定した検出が可能となる。更に、基板等の広いボンディングエリアにおける反り、変形等によるボンディング面の高さのばらつきの影響を受けないため、安定した検出が可能となる。

［本発明の変形例］
以上述べたように、本発明は、バンプボンディング時にボンディング点にボールが当接したときのバンプ毎のＺ軸方向のボンディングツールの位置（ツール高さ）と、ワイヤボンディングでの同一バンプにワイヤが当接したときのＺ軸方向のボンディングツールの位置（ツール高さ）とを比較して不着判定を行うようにしている。

更に、本発明の変形例として、バンプボンディング時にボンディング点にボールが当接中のバンプ毎のＺ軸方向のボンディングツールの位置（ツール高さ）と、ワイヤボンディング時の同一バンプにワイヤが当接中のＺ軸方向のボンディングツールの位置（ツール高さ）とを比較して、バンプ上でのワイヤのボンディングが正常に行われたかを判断するようにすることも可能である。これによって、当接中のボール又はバンプのつぶれや変形によるツール高さＨ１、Ｈ２の変化に対応することができる。
尚、バンプボンディング時及びワイヤボンディング時における当接中とは、ボンディングツールへのボンディング条件としてのボンディング荷重及び／又は超音波振動の印加前、印加中又は印加後のいずれかの状態をいう。また、ボンディング条件とは、ボンディングツールに印加する超音波振動、ボンディング荷重、ＸＹステージによる振動（バイブともいう）等のボンディングを行う際の条件であり、超音波振動は、超音波出力の大きさ、超音波印加時間、超音波周波数の項目からなるデータで構成され、ボンディング荷重は、荷重の大きさ、荷重印加時間の項目からなるデータで構成され、バイブは、振動の大きさ、振動周波数、回数の項目からなるデータで構成される。これらのボンディング条件によって、ツール高さＨ１、Ｈ２が変わってしまうため、ボンディングツールへのボンディング荷重及び／又は超音波振動の印加前、印加中又は印加後のいずれかでツール高さＨ１、Ｈ２の検出をおこなうものである。

以下に、バンプ形成でのバンプボンディング時と、バンプにワイヤをボンディングするワイヤボンディング時での当接中におけるボンディングツールへのボンディング荷重及び／又は超音波振動の印加前（ボンディング前）、ボンディングツールへのボンディング荷重及び／又は超音波振動の印加中（ボンディング中）又はボンディングツールへのボンディング荷重及び／又は超音波振動の印加後（ボンディング終了）のいずれかの状態でのボンディングツールの位置（ツール高さ）の組合せによる不着判定について説明する。

尚、バンプボンディング時にボンディング点にボールが当接した直後（ボンディングツールへのボンディング荷重及び／又は超音波振動の印加前）のバンプ毎のＺ軸方向のボンディングツールの位置（ツール高さ）と、ワイヤボンディングでの同一バンプにワイヤが当接した直後のＺ軸方向のボンディングツールの位置（ツール高さ）とを比較による不着判定については、既に詳述したので、それ以外のボンディングツールの位置の組合せによる不着判定について説明する。

最初に、バンプボンディング時とワイヤボンディング時の当接中におけるボンディングツールへのボンディング荷重及び／又は超音波振動の印加中でのボンディングツールの位置からバンプ上でのワイヤのボンディングが正常に行われたかを判断する実施例を図７を用いて説明する。図７は、バンプボンディング時とワイヤボンディング時の当接中のうち、ボンディングツールへのボンディング荷重及び／又は超音波振動の印加中におけるボンディングツールの位置（ツール高さ）によりボンディングエラーの不着検出を行うフローチャートである。

図７に示すように、最初に、キャピラリ６の貫通孔にワイヤ４０を挿通した状態で、電気トーチによりキャピラリ６から突出したワイヤ４０の先端にボール４１を形成する（ステップＳ３０）。次に、キャピラリ６をＸＹステージ１５によって第２ボンディング点上に移動させて、キャピラリ６を下降させる（ステップＳ３１）。キャピラリ６の先端に位置するボール４１がボンディング点に当接したかをチェックする（ステップＳ３２）。キャピラリ６先端に位置するボール４１がボンディング点に当接後にキャピラリ６にボンディング荷重及び／又は超音波振動を印加する（ステップＳ３３）。尚、ボンディング荷重と超音波振動は、同時に印加したり、それぞれ単独に印加したり、又は最初にボンディング荷重を印加してその後超音波振動を印加することが可能である。

ボンディング荷重及び／又は超音波振動を印加開始から所定時間が経過したかをチェックする（ステップＳ３４）。尚、所定時間は、前もって設定されており、ボンディング条件として設定されているバンプボンディング用のボンディング荷重及び超音波振動の印加時間よりも少ない時間となるように設定されている。ボンディング荷重及び／又は超音波振動の印加開始から所定時間が経過したときに（ステップＳ３４でＹｅｓ）、Ｚ軸位置カウンタ３６のデータを読み出して、読み出したデータをツール高さＨ１としてメモリ３２に記憶する（ステップＳ３５）。その後バンプ４２を形成するボンディングが終了したかをチェックする（ステップＳ３６）。

次に、バンプボンディング終了後にキャピラリ６を上昇させながら、図示しないワイヤクランパーでワイヤ４０を把持してワイヤ４０をボール４１から切断するようにする（ステップＳ３７）。その後、電気トーチによりワイヤ４０の先端にボール４１を形成する（ステップＳ３８）。キャピラリ６をＸＹステージ１５によって第１ボンディング点上に移動させて、キャピラリ６を下降させる（ステップＳ３９）。キャピラリ６先端に位置するボール４１がボンディング点に当接したかをチェックする（ステップＳ４０）。その後、キャピラリ６にボンディング荷重及び超音波振動を印加して（ステップＳ４１）、ボール４１を第１ボンディング点に圧着してボンディングが終了したかをチェックする（ステップＳ４２）。第１ボンディング点にボール４１をボンディング後に、キャピラリ６を上昇させて、ＸＹステージ１５により第２ボンディング点に移動させてワイヤのルーピングを行う（ステップＳ４３）。

その後、キャピラリ６を第２ボンディング点に下降させる（ステップＳ４４）。尚、第２ボンディング点上には、バンプ４２が形成されている。キャピラリ６先端に位置するワイヤ４０がボンディング点（バンプ）に当接したかをチェックする（ステップＳ４５）。キャピラリ６先端に位置するワイヤ４０がボンディング点（バンプ）に当接後にキャピラリ６にボンディング荷重及び／又は超音波振動を印加する（ステップＳ４６）。尚、ボンディング荷重と超音波振動は、同時に印加したり、それぞれ単独に印加したり、又は最初にボンディング荷重を印加してその後超音波振動を印加するようにしてもよい。ボンディング荷重及び／又は超音波振動を印加開始から所定時間が経過したかをチェックする（ステップＳ４７）。尚、所定時間は、前もって設定されており、ボンディング条件として設定されているワイヤボンディング用のボンディング荷重及び超音波振動の印加時間よりも少ない時間となるように設定されている。

ボンディング荷重及び／又は超音波振動の印加開始から所定時間が経過したときに（ステップＳ４７でＹｅｓ）、Ｚ軸位置カウンタ３６のデータを読み出して、読み出したデータをツール高さＨ２とする（ステップＳ４８）。その後ボンディングが終了したかをチェックする（ステップＳ４９）。

次に、ステップＳ３５でのバンプ形成時のツール高さＨ１をメモリ３２から読み出して、Ｄｓ１＜Ｈ１−Ｈ２＜Ｄｓ２であるかをチェックする（ステップＳ５０）。但し、Ｄｓ１、Ｄｓ２は、不着を判定するための前もって設定した基準値である。Ｈ１−Ｈ２がＤｓ１以下、又はＤｓ２以上のとき（ステップＳ５０でＮｏ）は、第２ボンディングで不着が発生したと判断して、ボンディング動作を停止して、エラーを発する（ステップＳ５１）。一方、Ｈ１−Ｈ２がＤｓ１を超えて、且つＤｓ２未満のとき（ステップＳ５０でＹｅｓ）は、ボンディングが正常に行われたと判断する。尚、ステップＳ５０において、前述したように、Ｄｓ１＜Ｈ１−Ｈ２＜Ｄｓ２に代えて、Ｄｓ１＜Ｈ１−Ｈ２を使用して、チェックするようにしてもよい。

ボンディングが終了後に全ワイヤのボンディングが完了したかをチェックする（ステップＳ５２）。全ワイヤのボンディングが完了していないときには、キャピラリ６を上昇させて、ステップＳ３０に移行する。一方、全ワイヤのボンディングが完了したときには、キャピラリ６、ＸＹステージを原点に移動して、そのボンディング部品のワイヤボンディングを終了する（ステップＳ５３）。

次に、バンプボンディング時とワイヤボンディング時の当接中におけるボンディングツールへの荷重、超音波振動の印加後、即ち、ボンディング終了後のボンディングツールの位置からバンプ上でのワイヤのボンディングが正常に行われたかを判断する実施例を図８を用いて説明する。図８は、バンプボンディング時とワイヤボンディング時の当接中のうち、ボンディングツールへのボンディング荷重及び／又は超音波振動の印加後におけるボンディングツールの位置（ツール高さ）によりボンディングエラーの不着検出を行うフローチャートである。

図８に示すように、最初に、キャピラリ６の貫通孔にワイヤ４０を挿通した状態で、電気トーチによりキャピラリ６から突出したワイヤ４０の先端にボール４１を形成する（ステップＳ６０）。次に、キャピラリ６をＸＹステージ１５によって第２ボンディング点上に移動させて、キャピラリ６を下降させる（ステップＳ６１）。

キャピラリ６の先端に位置するボール４１がボンディング点に当接したかをチェックする（ステップＳ６２）。キャピラリ６先端に位置するボール４１がボンディング点に当接後にキャピラリ６にボンディング荷重及び／又は超音波振動を印加する（ステップＳ６３）。その後バンプ４２を形成するボンディングが終了したかをチェックする（ステップＳ６４）。バンプボンディングが終了後にＺ軸位置カウンタ３６のデータを読み出して、読み出したデータをツール高さＨ１としてメモリ３２に記憶する（ステップＳ６５）。

次にキャピラリ６を上昇させながら、図示しないワイヤクランパーでワイヤ４０を把持してワイヤ４０をボール４１から切断するようにする（ステップＳ６６）。その後、電気トーチによりワイヤ４０の先端にボール４１を形成する（ステップＳ６７）。キャピラリ６をＸＹステージ１５によって第１ボンディング点上に移動させて、キャピラリ６を下降させる（ステップＳ６８）。

キャピラリ６先端に位置するボール４１がボンディング点に当接したかをチェックする（ステップＳ６９）。ボール４１がボンディング点に当接後、キャピラリ６にボンディング荷重及び超音波振動を印加して（ステップＳ７０）、ボール４１を第１ボンディング点に圧着してボンディングが終了したかをチェックする（ステップＳ７１）。第１ボンディング点にボール４１をボンディングした後に、キャピラリ６を上昇させて、ＸＹステージ１５により第２ボンディング点に移動させてワイヤのルーピングを行う（ステップＳ７２）。

その後、キャピラリ６を第２ボンディング点に下降させる（ステップＳ７３）。尚、第２ボンディング点上には、バンプ４２が形成されている。キャピラリ６先端に位置するワイヤ４０がボンディング点（バンプ）に当接したかをチェックする（ステップＳ７４）。キャピラリ６先端に位置するワイヤ４０がボンディング点（バンプ）に当接後にキャピラリ６にボンディング荷重及び／又は超音波振動を印加する（ステップＳ７５）。キャピラリ６にボンディング荷重及び／又は超音波振動を印加後に、ボンディングが終了したかをチェックする（ステップＳ７６）。ボンディングの終了後、Ｚ軸位置カウンタ３６のデータを読み出して、読み出したデータをツール高さＨ２とする（ステップＳ７７）。

次に、ステップＳ６５でのバンプ形成時のツール高さＨ１をメモリ３２から読み出して、Ｄｓ１＜Ｈ１−Ｈ２＜Ｄｓ２であるかをチェックする（ステップＳ７８）。但し、Ｄｓ１、Ｄｓ２は、不着を判定するための前もって設定した基準値である。Ｈ１−Ｈ２がＤｓ１以下、又はＤｓ２以上のとき（ステップＳ７８でＮｏ）は、第２ボンディングで不着が発生したと判断して、ボンディング動作を停止して、エラーを発する（ステップＳ７９）。一方、Ｈ１−Ｈ２がＤｓ１を超えて、且つＤｓ２未満のとき（ステップＳ７８でＹｅｓ）は、ボンディングが正常に行われたと判断する。尚、ステップＳ７８において、前述したように、Ｄｓ１＜Ｈ１−Ｈ２＜Ｄｓ２に代えて、Ｄｓ１＜Ｈ１−Ｈ２を使用して、チェックするようにしてもよい。

その後に全ワイヤのボンディングが完了したかをチェックする（ステップＳ８０）。全ワイヤのボンディングが完了していないときには、キャピラリ６を上昇させて、ステップＳ６０に移行する。一方、全ワイヤのボンディングが完了したときには、キャピラリ６、ＸＹステージを原点に移動して、そのボンディング部品のワイヤボンディングを終了する（ステップＳ８１）。

以上述べたバンプボンディング時及びワイヤボンディング時の当接中におけるボンディングツールへのボンディング荷重及び／又は超音波振動の印加前、印加中又は印加後といった下記１乃至３の態様以外に、下記４乃至９に係る態様に示す当接中の組合せによりボンディングツールの位置（ツール高さ）を検出することが可能である。
１．バンプボンディングでのボンディング荷重及び／又は超音波振動の印加前とワイヤボンディングでのボンディング荷重及び／又は超音波振動の印加前
２．バンプボンディングでのボンディング荷重及び／又は超音波振動の印加中とワイヤボンディングでのボンディング荷重及び／又は超音波振動の印加中
３．バンプボンディングでのボンディング荷重及び／又は超音波振動の印加後とワイヤボンディングでのボンディング荷重及び／又は超音波振動の印加後
４．バンプボンディングでのボンディング荷重及び／又は超音波振動の印加前とワイヤボンディングでのボンディング荷重及び／又は超音波振動の印加中
５．バンプボンディングでのボンディング荷重及び／又は超音波振動の印加前とワイヤボンディングでのボンディング荷重及び／又は超音波振動の印加後
６．バンプボンディングでのボンディング荷重及び／又は超音波振動の印加中とワイヤボンディングでのボンディング荷重及び／又は超音波振動の印加前
７．バンプボンディングでのボンディング荷重及び／又は超音波振動の印加中とワイヤボンディングでのボンディング荷重及び／又は超音波振動の印加後
８．バンプボンディングでのボンディング荷重及び／又は超音波振動の印加後とワイヤボンディングでのボンディング荷重及び／又は超音波振動の印加前
９．バンプボンディングでのボンディング荷重及び／又は超音波振動の印加後とワイヤボンディングでのボンディング荷重及び／又は超音波振動の印加中
このように、本発明は、バンプボンディング時にボンディング点にボールが当接中のバンプ毎のＺ軸方向のボンディングツールの位置（ツール高さ）と、ワイヤボンディング時の同一バンプにワイヤが当接中のＺ軸方向のボンディングツールの位置（ツール高さ）とを比較して、バンプ上でのワイヤのボンディングが正常に行われたかを判断することが可能である。これにより、ボンディング状況に応じてボンディングツールの位置（ツール高さ）の検出を、ボンディングツールへのボンディング荷重及び／又は超音波振動の複数の印加タイミングから選択することができるため、不着を確実に検出することができる。

尚、上述したバンプ形成及びワイヤボンディング動作における不着の判定処理は、１個のバンプ形成後に、そのバンプにワイヤボンディングを行って不着の判定処理を行うが、最初に、ボンディングエリア内の全てのボンディング点にバンプを形成し、その後、バンプが形成されたボンディング点にワイヤボンディングを行うことも可能である。

［ボンディング条件によるツール高さの検出タイミング］
本発明のワイヤボンディング装置は、バンプの形成時及び／又はワイヤ接続時にボンディングツールのツール高さの検出タイミングをボンディング条件によって選択可能に構成されている。次に、ボンディング条件によるボンディングツールのツール高さの検出タイミングについて図９を用いて説明する。図９（ａ）は、バンプの形成時におけるボンディング条件によるボンディングツールのツール高さの検出タイミングの選択を示すフローチャート、図９（ｂ）は、ワイヤ接続時におけるボンディング条件によるボンディングツールのツール高さの検出タイミングの選択を示すフローチャートである。

図９（ａ）、（ｂ）に示す実施例は、ボンディング条件としてボンディング荷重の荷重の大きさを用いたものである。ボンディング条件としてのボンディング荷重による検出タイミングの選択は、前もってバンプボンディング用の基準荷重Ｗｓ１、Ｗｓ２及びワイヤボンディング用の基準荷重Ｗｓ３、Ｗｓ４を設定しておく。但し、Ｗｓ１＜Ｗｓ２、Ｗｓ３＜Ｗｓ４である。

図９（ａ）に示すように、最初に、キャピラリ６の貫通孔にワイヤ４０を挿通した状態で、電気トーチによりキャピラリ６から突出したワイヤ４０の先端にボール４１を形成する（ステップＳ９０）。次に、キャピラリ６をＸＹステージ１５によって第２ボンディング点上に移動させて、キャピラリ６を下降させる（ステップＳ９１）。キャピラリ６の先端に位置するボール４１がボンディング点に当接したかをチェックする（ステップＳ９２）。ボール４１がボンディング点に当接したことを確認後に、ボンディング条件として設定されているバンプボンディング用のボンディング荷重（以後、設定荷重１と記す）をメモリから読み出して、バンプボンディング用の基準値Ｗｓ１と比較する（ステップＳ９３）。設定荷重１がＷｓ１未満のときには、ボンディングツールのツール高さＨ１の検出を設定荷重１及び／又は超音波印加前に行うようにする。即ち、図６に示すステップＳ４と同じタイミングで行うようにする（ステップＳ９４）。

一方、設定荷重１がＷｓ１以上のときには、設定荷重１がＷｓ２を超えているかをチェックする（ステップＳ９５）。設定荷重１がＷｓ２を超えているときには、ボンディングツールのツール高さＨ１の検出を設定荷重１及び／又は超音波印加後に行うようにする（ステップＳ９６）。即ち、図８に示すステップＳ６５と同じタイミングで行うようにする。また、ステップＳ９５で設定荷重１がＷｓ２以下のときには、Ｗｓ１＜設定荷重１＜Ｗｓ２であり、ボンディングツールのツール高さＨ１の検出を設定荷重１及び／又は超音波印加中に行うようにする。即ち、図７に示すステップＳ３５と同じタイミングで行うようにする（ステップＳ９７）。

また、図９（ｂ）に示すように、ワイヤ接続時には、キャピラリ６を第２ボンディング点に下降させる（ステップＳ１００）。尚、第２ボンディング点上には、バンプ４２が接合されている。キャピラリ６先端に位置するワイヤ４０がボンディング点（バンプ）に当接したかをチェックする（ステップＳ１０１）。

ワイヤ４０がボンディング点（バンプ）に当接したことを確認後に、ボンディング条件として設定されているワイヤボンディング用のボンディング荷重（以後、設定荷重２と記す）をメモリから読み出して、ワイヤボンディング用の基準値Ｗｓ３と比較する（ステップＳ１０２）。設定荷重２がＷｓ３未満のときには、ボンディングツールのツール高さＨ２の検出を設定荷重２及び／又は超音波印加前に行うようにする。即ち、図６に示すステップＳ１６と同じタイミングで行うようにする（ステップＳ１０３）。

一方、設定荷重２がＷｓ３以上のときには、設定荷重２がＷｓ４を超えているかをチェックする（ステップＳ１０４）。設定荷重２がＷｓ４を超えているときには、ボンディングツールのツール高さＨ２の検出を設定荷重２及び／又は超音波印加後に行うようにする（ステップＳ１０５）。即ち、図８に示すステップＳ７７と同じタイミングで行うようにする。また、ステップＳ１０４で設定荷重２がＷｓ４以下（ステップＳ１０４でＮｏ）のときには、Ｗｓ３＜設定荷重２＜Ｗｓ４であり、ボンディングツールのツール高さＨ２の検出を設定荷重２及び／又は超音波印加中に行うようにする（ステップＳ１０６）。即ち、図７に示すステップＳ４８と同じタイミングで行うようにする。

尚、ボンディングツールのツール高さの検出タイミングの選択をボンディング条件としてのボンディング荷重を用いた実施例を説明したが、ボンディング条件としてボンディング荷重に限らず、超音波振動及び／又はバイブであってもよい。

以上説明したように、バンプの形成時及び／又はワイヤ接続時にボンディングツールのツール高さの検出タイミングをボンディング条件によって選択可能に構成したことにより、ボンディング状況に応じた最適なタイミングでボンディングツールのツール高さを検出することができる。

この発明は、その本質的特性から逸脱することなく数多くの形式のものとして具体化することができる。よって、上述した実施形態は専ら説明上のものであり、本発明を制限するものではないことは言うまでもない。

１、５０ワイヤボンディング装置
３ボンディングヘッド
４ボンディングアーム
５超音波ホーン
６ボンディングツール（キャピラリ）
９支軸
１０リニアモータ
１１エンコーダ
１５ＸＹステージ
２０ボンディングステージ
３０、５５コントロールユニット
３１マイクロコンピュータ
３２メモリ
３４外部入力装置
３５パルス発生回路
３６Ｚ軸位置カウンタ
３７位置制御回路
３９駆動ユニット
４０ワイヤ
４１ボール
４２バンプ
４４基板（リードフレーム）
４５半導体（ＩＣ）チップ
４６パッド
４７リード

Claims

上下方向に揺動可能なボンディングアームと、前記ボンディングアームと一体に可動してボンディングを行うボンディングツールと、前記ボンディングツールの原点からのＺ軸（垂直）方向の位置を検出する位置検出手段と、を有し、
第２ボンディング点上にボールからなるバンプを形成後に、第１ボンディング点とバンプが形成された第２ボンディング点とをワイヤで接続するワイヤボンディング装置であって、
前記バンプの形成時におけるボンディングツール先端の前記ボールが第２ボンディング点上に当接中に、前記位置検出手段で検出した前記ボンディングツールの検出位置をツール高さＨ１とし、
ワイヤ接続時における第２ボンディング点上の前記バンプにワイヤが当接中に、前記位置検出手段で検出した前記ボンディングツールの検出位置をツール高さＨ２とし、第２ボンディング点の同一位置における前記ボンディングツールのツール高さＨ１、Ｈ２から、ツール高さＨ２とツール高さＨ１の差が所定の範囲外のときに、前記第２ボンディング点が不着であると判断するようにしたことを特徴とするワイヤボンディング装置。
ツール高さＨ２とツール高さＨ１の差が所定の範囲外のときに、不着発生の告知を行って、ボンディング動作を停止するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のワイヤボンディング装置。
前記バンプの形成時におけるボンディングツール先端の前記ボールが第２ボンディング点上に当接中とは、前記ボンディングツールへのボンディング荷重及び／又は超音波振動の印加前、印加中又は印加後のいずれかの状態であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のワイヤボンディング装置。
前記ワイヤ接続時における第２ボンディング点上の前記バンプにワイヤが当接中とは、前記ボンディングツールへのボンディング荷重及び／又は超音波振動の印加前、印加中又は印加後のいずれかの状態であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のワイヤボンディング装置。
前記バンプの形成時及び／又はワイヤ接続時の前記位置検出手段による前記ボンディングツールのツール高さの検出タイミングは、ボンディング条件によって予め選択可能であることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載のワイヤボンディング装置。
上下方向に揺動可能なボンディングアームと、前記ボンディングアームと一体に可動してボンディングを行うボンディングツールと、前記ボンディングツールの原点からのＺ軸（垂直）方向の位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段の位置データを記憶する記憶手段と、を有し、
第２ボンディング点上にボールからなるバンプを形成後に、第１ボンディング点とバンプが形成された第２ボンディング点とをワイヤで接続するワイヤボンディング装置であって、
前記バンプの形成時におけるボンディングツール先端の前記ボールが第２ボンディング点上に当接中に、前記位置検出手段で検出した前記ボンディングツールの位置データをツール高さＨ１として前記第２ボンディング点の位置毎に前記記憶手段に記憶し、
ワイヤ接続時における前記第２ボンディング点上の前記バンプにワイヤが当接中に、前記位置検出手段で検出した前記ボンディングツールの位置データをツール高さＨ２とし、
当該ツール高さＨ２と前記記憶手段に記憶した当該第２ボンディング点の同一位置に対応したバンプの形成時のツール高さＨ１の差が所定の範囲外のときに、前記第２ボンディング点が不着であると判断するようにしたことを特徴とするワイヤボンディング装置。
前記バンプの形成時におけるボンディングツール先端の前記ボールが第２ボンディング点上に当接中とは、前記ボンディングツールへのボンディング荷重及び／又は超音波振動の印加前、印加中又は印加後のいずれかの状態であることを特徴とする請求項６に記載のワイヤボンディング装置。
前記ワイヤ接続時における第２ボンディング点上の前記バンプにワイヤが当接中とは、前記ボンディングツールへのボンディング荷重及び／又は超音波振動の印加前、印加中又は印加後のいずれかの状態であることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載のワイヤボンディング装置。
前記バンプの形成時及び／又はワイヤ接続時の前記位置検出手段による前記ボンディングツールのツール高さの検出タイミングは、ボンディング条件によって予め選択可能であることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載のワイヤボンディング装置。
ボンディングツールにより第２ボンディング点上にボールからなるバンプを形成後に、第１ボンディング点とバンプが形成された第２ボンディング点とをワイヤで接続するワイヤボンディング方法であって、
前記バンプの形成時における前記ボンディングツール先端の前記ボールが第２ボンディング点上に当接中に、前記ボンディングツールの原点からのＺ軸（垂直）方向の距離をツール高さＨ１として検出する工程と、
その後、ワイヤ接続時における第２ボンディング点上の前記バンプにワイヤが当接中に、前記ボンディングツールの原点からのＺ軸（垂直）方向の距離をツール高さＨ２として検出する工程と、
その後、第２ボンディング点の同一位置における前記ボンディングツールのツール高さＨ１、Ｈ２から、Ｈ２とＨ１の差が所定の範囲外のときに、前記第２ボンディング点が不着であると判断するようにした工程を備えることを特徴とするワイヤボンディング方法。
前記バンプの形成時におけるボンディングツール先端の前記ボールが第２ボンディング点上に当接中とは、前記ボンディングツールへのボンディング荷重及び／又は超音波振動の印加前、印加中又は印加後のいずれかの状態であることを特徴とする請求項１０に記載のワイヤボンディング方法。
前記ワイヤ接続時における第２ボンディング点上の前記バンプにワイヤが当接中とは、前記ボンディングツールへのボンディング荷重及び／又は超音波振動の印加前、印加中又は印加後のいずれかの状態であることを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載のワイヤボンディング方法。
前記バンプの形成時及び／又はワイヤ接続時の前記位置検出手段による前記ボンディングツールのツール高さの検出タイミングは、ボンディング条件によって予め選択可能であることを特徴とする請求項１１又は請求項１２に記載のワイヤボンディング方法。
ボンディングツールにより第２ボンディング点上にボールからなるバンプを形成後に、第１ボンディング点とバンプが形成された第２ボンディング点とをワイヤで接続するワイヤボンディング方法であって、
前記バンプの形成時における前記ボンディングツール先端の前記ボールが第２ボンディング点上に当接中に、前記ボンディングツールの原点からのＺ軸（垂直）方向の距離をツール高さＨ１として検出して、前記第２ボンディング点の位置毎に記憶手段に記憶する工程と、
その後、ワイヤ接続時における第２ボンディング点上の前記バンプにワイヤが当接中に、前記ボンディングツールの原点からのＺ軸（垂直）方向の距離をツール高さＨ２として検出する工程と、
その後、当該ツール高さＨ２と前記記憶手段に記憶した当該第２ボンディング点の同一位置に対応したバンプの形成時のツール高さＨ１の差が所定の範囲外のときに、前記第２ボンディング点が不着であると判断するようにした工程を備えることを特徴とするワイヤボンディング方法。
前記バンプの形成時におけるボンディングツール先端の前記ボールが第２ボンディング点上に当接中とは、前記ボンディングツールへのボンディング荷重及び／又は超音波振動の印加前、印加中又は印加後のいずれかの状態であることを特徴とする請求項１４に記載のワイヤボンディング方法。
前記ワイヤ接続時における第２ボンディング点上の前記バンプにワイヤが当接中とは、前記ボンディングツールへのボンディング荷重及び／又は超音波振動の印加前、印加中又は印加後のいずれかの状態であることを特徴とする請求項１４又は請求項１５に記載のワイヤボンディング方法。
前記バンプの形成時及び／又はワイヤ接続時の前記位置検出手段による前記ボンディングツールのツール高さの検出タイミングは、ボンディング条件によって予め選択可能であることを特徴とする請求項１５又は請求項１６に記載のワイヤボンディング方法。
上下方向に揺動可能なボンディングアームと、前記ボンディングアームと一体に可動してボンディングを行うボンディングツールと、前記ボンディングツールの原点からのＺ軸（垂直）方向の位置を検出する位置検出手段と、を有し、
第２ボンディング点上にボールからなるバンプを形成後に、第１ボンディング点とバンプが形成された第２ボンディング点とをワイヤで接続するワイヤボンディング装置であって、
前記バンプの形成時におけるボンディングツール先端の前記ボールが第２ボンディング点上に当接したときの前記位置検出手段で検出した前記ボンディングツールの検出位置をツール高さＨ１とし、
ワイヤ接続時における第２ボンディング点上の前記バンプにワイヤが当接したときの前記位置検出手段で検出した前記ボンディングツールの検出位置をツール高さＨ２とし、
第２ボンディング点の同一位置における前記ボンディングツールのツール高さＨ１、Ｈ２から、ツール高さＨ２とツール高さＨ１の差が所定の範囲外のときに、前記第２ボンディング点が不着であると判断するようにしたことを特徴とするワイヤボンディング装置。
ツール高さＨ２とツール高さＨ１の差が所定の範囲外のときに、不着発生の告知を行って、ボンディング動作を停止するようにしたことを特徴とする請求項１８に記載のワイヤボンディング装置。
上下方向に揺動可能なボンディングアームと、前記ボンディングアームと一体に可動してボンディングを行うボンディングツールと、前記ボンディングツールの原点からのＺ軸（垂直）方向の位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段の位置データを記憶する記憶手段と、を有し、
第２ボンディング点上にボールからなるバンプを形成後に、第１ボンディング点とバンプが形成された第２ボンディング点とをワイヤで接続するワイヤボンディング装置であって、
前記バンプの形成時におけるボンディングツール先端の前記ボールが第２ボンディング点上に当接したときの前記位置検出手段で検出した前記ボンディングツールの位置データをツール高さＨ１として前記第２ボンディング点の位置毎に前記記憶手段に記憶し、
ワイヤ接続時における前記第２ボンディング点上の前記バンプにワイヤが当接したときの前記位置検出手段で検出した前記ボンディングツールの位置データをツール高さＨ２とし、
当該ツール高さＨ２と前記記憶手段に記憶した当該第２ボンディング点の同一位置に対応したバンプの形成時のツール高さＨ１の差が所定の範囲外のときに、前記第２ボンディング点が不着であると判断するようにしたことを特徴とするワイヤボンディング装置。
ボンディングツールにより第２ボンディング点上にボールからなるバンプを形成後に、第１ボンディング点とバンプが形成された第２ボンディング点とをワイヤで接続するワイヤボンディング方法であって、
前記バンプの形成時における前記ボンディングツール先端の前記ボールが第２ボンディング点上に当接したときの前記ボンディングツールの原点からのＺ軸（垂直）方向の距離をツール高さＨ１として検出する工程と、
その後、ワイヤ接続時における第２ボンディング点上の前記バンプにワイヤが当接したときの前記ボンディングツールの原点からのＺ軸（垂直）方向の距離をツール高さＨ２として検出する工程と、
その後、第２ボンディング点の同一位置における前記ボンディングツールのツール高さＨ１、Ｈ２から、Ｈ２とＨ１の差が所定の範囲外のときに、前記第２ボンディング点が不着であると判断するようにした工程を備えることを特徴とするワイヤボンディング方法。
ボンディングツールにより第２ボンディング点上にボールからなるバンプを形成後に、第１ボンディング点とバンプが形成された第２ボンディング点とをワイヤで接続するワイヤボンディング方法であって、
前記バンプの形成時における前記ボンディングツール先端の前記ボールが第２ボンディング点上に当接したときの前記ボンディングツールの原点からのＺ軸（垂直）方向の距離をツール高さＨ１として検出して、前記第２ボンディング点の位置毎に記憶手段に記憶する工程と、
その後、ワイヤ接続時における第２ボンディング点上の前記バンプにワイヤが当接したときの前記ボンディングツールの原点からのＺ軸（垂直）方向の距離をツール高さＨ２として検出する工程と、
その後、当該ツール高さＨ２と前記記憶手段に記憶した当該第２ボンディング点の同一位置に対応したバンプの形成時のツール高さＨ１の差が所定の範囲外のときに、前記第２ボンディング点が不着であると判断するようにした工程を備えることを特徴とするワイヤボンディング方法。