JP7077051B2 - ワイヤボンディング装置およびワイヤボンディング方法 - Google Patents
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Description
図1は、実施の形態1におけるワイヤボンディング装置101の構成を表わす図である。
ボンディングワイヤ6は、アルミニウム線、金線あるいは銅線等で構成される。
図2は、ヘッド側センサユニット8の模式図である。
図3は、ステージ側センサユニット10の模式図である。
図4において、ワーク4の面と平行であって、かつ超音波振動の方向と直交する方向をX軸方向16、ワーク4の面と平行であって、かつ超音波振動の方向と同じ方向をY軸方向17、ワーク4の面に対して垂直方向であって、ボンディングツール2による加圧方向をZ軸方向18とする。
図5(a)において、第1の3軸力検出素子7a、第1のチャージアンプ11a、および第1の電圧検出部12aによって検出されたZ軸方向の荷重を表わす電圧波形19が示されている。図5(b)において、第1の3軸力検出素子7a、第1のチャージアンプ11a、および第1の電圧検出部12aによって検出されたY軸方向の荷重を表わす電圧波形22が示されている。図5(c)において、第1の3軸力検出素子7a、第1のチャージアンプ11a、および第1の電圧検出部12aによって検出されたX軸方向の荷重を表わす電圧波形21が示されている。
Y軸方向の荷重の電圧波形20の振幅は、超音波振動によって、ボンディングワイヤを加振する荷重の大きさを表わす。電圧波形20の振動周波数が超音波振動の周波数を表している。
ステップS101において、制御部13は、ボンディングツール2を制御して、ボンディングワイヤ6をワーク4に圧着させる。
本実施の形態では、Y軸方向のボンディングワイヤを加振する荷重を判定波形としてボンディング不良を判定する。
ステップS201において、制御部13は、ボンディングツール2を制御して、ボンディングワイヤ6をワーク4に圧着させる。
本実施の形態では、Y軸方向のワークに伝達される荷重を判定波形としてボンディング不良を判定する。
ステップS301において、制御部13は、ボンディングツール2を制御して、ボンディングワイヤ6をワーク4に圧着させる。
ボンディング装置の制御パラメータには、超音波出力の大きさを表わす超音波振動子1への入力電圧(以下、超音波出力)がある。ボンディング時にこのパラメータを適切に制御することによって良好なボンディングを達成できる。
図19に示すように、超音波出力が高くなるにつれて、Y軸方向のワークに伝達される荷重が大きくなる。超音波出力が一定値以上に高くなると一旦形成されたボンディング部が超音波振動により破壊されるため、Y軸方向のワークに伝達される荷重の絶対値が飽和する。
ステップS400において、制御部13は、超音波振動子1への入力電圧をV1に設定する。ここで、V1は、ボンディングワイヤを加振する荷重の伝達効率がピークとなるときの超音波振動子1への入力電圧である。
実施の形態5.
ボンディング装置の制御パラメータには、ボンディング時にボンディングツール2でボンディングワイヤ6をZ軸方向にワーク4に押し付ける荷重(以下、ボンディング荷重)がある。ボンディング時にこの制御パラメータを適切に制御することによって良好なボンディングを達成できる。
ステップS500において、制御部13は、ボンディング荷重をF1に設定する。ここで、F1は、ボンディングワイヤを加振する荷重の伝達効率が飽和するときのボンディング荷重の下限である。
実施の形態6.
本実施の形態では、X軸方向の荷重を表わす波形を用いてワーク4の押さえ不足によるボンディング不良を検出する。
制御部13は、X軸方向の荷重を表わす波形を時間区間に分割した後、FFT解析する。FFT解析は任意の時間長さ、分割数で設定した時間区間に対して行われ、分割された時間区間のうち任意の時間区間を選択して解析することも可能である。
ステップS601において、制御部13は、ボンディングツール2を制御して、ボンディングワイヤ6をワーク4に圧着させる。
本変形例では、X軸方向のワークに伝達される荷重を判定波形とする。
本実施の形態では、Z軸方向の荷重を表わす波形を用いて、チップ割れ等によってワーク4が破壊することによるボンディング不良を検出する。
制御部13は、Z軸方向の荷重を表わす波形を時間区間に分割した後、FFT解析する。FFT解析は任意の時間長さ、分割数で設定した時間区間に対して行われ、分割された時間区間のうち任意の時間区間を選択して解析することも可能である。
ステップS801において、制御部13は、ボンディングツール2を制御して、ボンディングワイヤ6をワーク4に圧着させる。
本変形例では、Z軸方向のワークに伝達される荷重を判定波形とする。
Claims (6)
- ボンディングワイヤをワークに圧着させるボンディングツールと、
前記ボンディングツールを介して前記ボンディングワイヤおよび前記ワークに超音波振動を印加する超音波振動子と、
ボンディング完了時の、前記ワークの面と平行であって、かつ前記超音波振動の方向と同じ方向において前記ボンディングワイヤを加振する第1の荷重を測定する第1の力検出素子と、
ボンディング完了時の、前記ワークの面と平行であって、かつ前記超音波振動の方向と同じ方向において前記ワークに伝達される第2の荷重を測定する第2の力検出素子と、
前記第2の荷重を前記第1の荷重で除算した値が閾値以上のときに、ボンディング完了後のボンディング品質が正常であると判定し、前記第2の荷重を前記第1の荷重で除算した値が前記閾値未満のときに、ボンディング完了後のボンディング品質が不良であると判定する制御部とを備えた、ワイヤボンディング装置。 - 前記制御部は、ボンディング中の前記超音波振動子への入力電圧を、前記ボンディングワイヤを加振する荷重の伝達効率がピークとなるときの前記超音波振動子への入力電圧に設定する、請求項1記載のワイヤボンディング装置。
- 前記制御部は、ボンディング中の前記ワークの面と垂直な方向の前記ワークへの荷重を前記ボンディングワイヤを加振する荷重の伝達効率が飽和するときの前記垂直な方向への前記ワークへの荷重に設定する、請求項1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って、ボンディングワイヤをワークに圧着させるステップと、
超音波振動子によって、前記ボンディングツールを介して前記ボンディングワイヤおよび前記ワークに超音波振動を印加するステップと、
第1の力検出素子によって、ボンディング完了時の、前記ワークの面と平行であって、かつ前記超音波振動の方向と同じ方向において前記ボンディングワイヤを加振する第1の荷重を測定するステップと、
第2の力検出素子によって、ボンディング完了時の、前記ワークの面と平行であって、かつ前記超音波振動の方向と同じ方向において前記ワークに伝達される第2の荷重を測定するステップと、
前記第2の荷重を前記第1の荷重で除算した値が閾値以上のときに、ボンディング完了後のボンディング品質が正常であると判定し、前記第2の荷重を前記第1の荷重で除算した値が前記閾値未満のときに、ボンディング完了後のボンディング品質が不良であると判定するステップとを備えた、ワイヤボンディング方法。 - ボンディング中の前記超音波振動子への入力電圧を、前記ボンディングワイヤを加振する荷重の伝達効率がピークとなるときの前記超音波振動子への入力電圧に設定するステップをさらに備える、請求項4記載のワイヤボンディング方法。
- ボンディング中の前記ワークの面と垂直な方向の前記ワークへの荷重を前記ボンディングワイヤを加振する荷重の伝達効率が飽和するときの前記垂直な方向への前記ワークへの荷重に設定するステップをさらに備える、請求項4記載のワイヤボンディング方法。
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