JPH05206224A - 超音波接合装置及び品質モニタリング方法 - Google Patents

超音波接合装置及び品質モニタリング方法

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JPH05206224A
JPH05206224A JP4010740A JP1074092A JPH05206224A JP H05206224 A JPH05206224 A JP H05206224A JP 4010740 A JP4010740 A JP 4010740A JP 1074092 A JP1074092 A JP 1074092A JP H05206224 A JPH05206224 A JP H05206224A
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Mitsuo Kato
光雄 加藤
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和弥 高橋
Minoru Maruta
稔 丸田
Tokiyuki Sedou
時幸 瀬藤
Kunihiro Tsubosaki
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Abstract

(57)【要約】 【目的】接合表面に被覆材や酸化膜のような接合を阻害
する介在物があった場合や、被接合材の固定が不十分で
あった場合でも、接合進行状態をモニタリングし、接合
条件を適応制御して接合品質の一定した良好な超音波接
合を達成する。 【構成】超音波制御装置と、接合ヘッドからなる接合系
と、レーザ発振器８と、レーザ光学系と、振動計７から
なる振動モニタリング系とを有し、モニタリング結果を
接合条件にフィードバックする機構を備えた超音波接合
装置。 【効果】ツール先端の超音波振動変化、あるいはツール
とワーク，ワークとワーク間の相対振動変化を正確に計
測できるため、オンラインで接合状況を正しく判定で
き、接合条件にフィードバックをかけることで、常に良
好な接合を達成できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超音波を利用して接合
を行う装置に係り、特に半導体パッケージやマルチチッ
プモジュール，液晶デバイス，薄膜磁気ヘッドなどの、
実装技術としてのマイクロ接合に好適な超音波接合装
置、及びこの装置に用いる超音波接合の品質モニタリン
グ方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体分野などで用いられる熱・超音波
併用型ボンディング方法は、量産品の自動組立てライン
に適用されているため、接合品質の管理が特に重要であ
る。
【０００３】そのため、品質モニタリング方法及びそれ
を実施する装置としては、従来から多数の技術が提唱さ
れているが、それらの中で、接合ツールの超音波振動状
態に着目したものの１つが特開昭62−293731号公報に開
示されている。そこでは、接合ツールにかかる荷重を一
定にした場合に、検出された超音波のレベルがワイヤと
電極端子の摩擦係数に対応したものとなるので、リアル
タイムでワイヤのボンディング状態を検出することがで
きるとしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記特開昭62−293731
号公報で開示している技術は、空気振動を計測するもの
であるため、常に最大で振動する部分の振動状態を計測
することになり、接合ツールの特定部分の振動を計測す
ることができない。このため、接合が進行してツールの
拘束条件が変わると最大振幅で振動する部分が移動し、
接合と最も関係のあるツール先端部分の振動を計測する
ことができなくなり、接合品質を正確にモニタすること
ができないという問題がある。
【０００５】また、接合ツールと、接合ツール側に位置
する第１の部材との間の滑り状態が部材の変形により変
化する場合や、第１の部材と接合させる第２の部材が樹
脂などの上に形成されていて完全に固定されず、接合が
進行するに従って第２の部材も振動してしまう場合に
は、接合ツールのみの振動状態を計測しただけでは接合
品質を的確に判定できないという問題がある。
【０００６】本発明の目的は、接合ツールの拘束条件が
変化して最大振動位置が変るような場合、接合ツールと
第１の接合部材の間の滑り状態が変化するような場合、
または第２の接合部材（固定材を含む）の拘束状態が必
ずしも良くないような場合であっても、常に品質の高い
接合を実施できる超音波接合装置及びその装置に用いる
モニタリング方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
には、例えば、可視光のレーザ，干渉縞測定系及び光フ
ァイバー光学系等の構成による振動状態検出手段を用
い、測定スポット直径が数百μｍ以下の領域となるよう
な測定条件で、例えば、第１と第２の接合部材の振動状
態を検出し、その結果から判定した接合品質に基づく接
合条件を、接合時間等が適正になるようにフィードバッ
ク制御する手段を具備する装置であれば達成できる。ま
たこのような品質モニタリン方法を用いることで、例え
ば、第１と第２の接合部材間の接合状況を把握でき、接
合品質の判定を行うことができる。さらに、接合条件を
フィードバック制御しているために、接合品質をより高
度なものとすることができる。
【０００８】尚、部材によっては第１と第２の接合部材
の相対振動を検出することが困難な場合もあり、そのよ
うな場合には、ツール（超音波印加手段）先端部分及び
第１の接合部材の振動状態、あるいはツール先端部分及
び第２の接合部材の振動状態を相対振動として検出して
もよい。
【０００９】また、相対振動を検出する場合に、一方の
部材が固定されているような場合には、必ずしも２か所
の振動状態を検出する必要はなく、振動している部材の
みの振動状態を検出すれば良い。
【００１０】
【作用】超音波接合法は、接合させる部材同士の接合面
を突き合わせて、接合面に平行な方向に振動を加え、ミ
クロな摩擦を生じさせて圧接する方法である。従って、
接合状態は両者の相対的な振動状態と密接に関連してお
り、接合されていない状態では両者間の滑りが大きく、
接合された状態では両者間の動きが塑性あるいは弾性変
形範囲内に押さえられて小さくなる。すなわち、接合品
質を診断するためには、それぞれの被接合体の振動を検
出し、両者の相対的なずれを監視することが原理的に最
も適することがわかる。
【００１１】しかし、被接合体の寸法や形状、あるいは
生産設備の周囲状況によっては、被接合体の振動を直接
的に検出することが困難な場合もある。そのような場合
には、被接合体の振動に最も近い振動状態にある部位の
振動を検出することで代用し、品質モニタリングを行う
ことが、実用に近い方法である。
【００１２】図９は、本発明の超音波接合装置の機械振
動系の振動モードを示す。機械振動系は、圧電素子８
１，８２を含む振動子８５とホーン８６と接合ツール８
７とから構成される。振動子８５とホーン８６の振動は
軸方向の縦振動で、各位置の振動振幅８９は接合ツール
８７の位置が最大になるように設計されている。この振
動は、接合ツール８７へ伝達されて横振動に変換され、
被接合体に加えられる。接合ツール８７の振動は、無負
荷状態と接合時の負荷状態とで異なり、その振動モード
は無負荷状態で９０、負荷状態で９１の振動振幅にな
る。図９に示すように、最大振動位置は無負荷時では接
合ツール先端で、負荷時にはｌ1 の位置にずれる。従っ
て、被接合体の振動すなわち接合ツールの場合にその先
端の振動を検出するには、最大振幅を検出する方式では
正確性に欠けるため、正確に測定位置を特定できる方式
のものでなければならない。測定位置は、通常接合ツー
ルの突出し長さが超音波振動の１／４か１／３波長で用
いられており、ｌ1 が接合ツール先端から１／１６波長
より長くなることがないため、少なくとも先端から１／
３２波長以内とすることが望ましい。
【００１３】従って、本発明においては、超音波測定位
置は、１）接合体８１（接合ツール側）／被接合体８
２、２）接合ツール８７先端（波長以内）／被接合体８
２の組合せが好ましく、被接合体８２の固定が十分に可
能な場合には、３）接合体８１単独、４）接合ツール８
７先端単独、５）接合ツール８７の任意位置の２か所、
６）接合ツール８７先端／接合体８１の２か所、で挙げ
られるいずれの測定位置を選択すればよい。
【００１４】ところで、レーザを用いて物体の振動を検
出する場合は、最近の光センサの進歩や信号を処理する
電気回路素子の進歩により、百ｋＨｚオーダーの高周波
領域の振動計測を可能にしつつある。また、光ファイバ
ーを利用した光学系により、測定したい位置へレーザの
焦点位置を合わせることが容易になると共に、光学ヘッ
ドの重量が非常に軽くなり、その取扱いが容易となって
いる。さらに、レーザ光は原理的には光学レンズにより
焦点のスポット径を波長のレベルまで小さくすることが
でき、光ファイバーを用いた場合でも、ファイバー端面
の出射光のサイズ効果によりその口径よりは小さくでき
ないものの、ファイバーのコア径（数十μｍ程度）の数
倍、すなわち、直径５０μｍ程度のスポット径までは容
易に得られるため、測定部が数百μｍの幅しかないよう
な微細な物体の振動を正確に検出できる。
【００１５】従って、レーザを利用する振動計測法によ
れば、１）超音波接合で用いられている６０ｋＨｚの振
動を検出できること、２）光学系の重量を２０ｇ以下の
軽量にすることができること、３）光ファイバーのフレ
キシブル性を利用して移動する物体に光学系を取付けら
れること、４）測定直径を百μｍ以下にできることなど
の利点を利用して、移動する接合ヘッドに光学系を取り
付けることにより移動するツールの先端に焦点位置を固
定することができ、先端径が数百μｍ程度のツールの振
動を常に正確に測定することができるのである。
【００１６】また、レーザドップラー効果を利用して振
動を検出する手法は、測定物体からの反射レーザ光と参
照レーザ光の相互干渉で生じる光の強弱から測定する方
法であるため、参照レーザ光を第２の測定物体からの反
射光とすることで両者の相対的な振動状態、例えば振動
数または振動振幅を容易に検出することができるのであ
る。
【００１７】一方、超音波接合の進行過程について考え
てみると、接合初期には、接合したい第１の部材と第２
の部材との接触界面は、酸化皮膜や油脂などの汚れによ
って滑り易く、すなわち摩擦抵抗の小さい状態にあり、
両者の相対的な移動量は大きい。接合が中期に入ると酸
化皮膜や油脂などは界面から除去されて、金属の清浄な
面同士が部分的に接触した状態ができるため、凝着現象
によって摩擦抵抗が増大し、両者の相対的な移動量すな
わちズレは次第に小さくなる。接合後期では、接合界面
の大部分が凝着した状態になっているため、両部材は一
体となりズレはほとんど無くなる。一方、接合ツール
と、接合ツールに接する第１の部材との間の滑りは、一
般には接合ツールの先端に設けられた凹凸によってほと
んど生じ無い。従って、第２の部材（固定材を含む）が
全く振動しないように治具に固定された条件では、接合
ツールの振動変化を観察することで、接合の進行状況を
モニタリングできる。そしてもし、部材の材質や形状に
よって接合ツールと第１の部材の間に滑りが生じる場合
には、第１の部材の振動変化を観察することで接合の進
行状況をモニタリングする。さらに、第２の部材を確実
に固定するということができない場合には、接合ツール
または第１の部材と、第２の部材の振動とを検出して、
両者の振動を比較することで接合状況をモニタリングで
きる。この場合は、第２の部材の振動から、接合環境条
件の悪さを判定できるため、接合条件管理モニタとして
も有効である。
【００１８】以上のことから、レーザのドップラー効果
を利用した振動計測モニタリングは、接合環境条件に合
わせて検出部位を調整することにより、接合品質を確実
に診断できるのである。ただし、この手法に限らなくと
も、超音波によって接合させたい両接合部材の相対振動
状態を検出することで、本発明の目的は達成できる。さ
らには、オンラインで接合途中の接合状況を診断した結
果から接合条件を適正にフィードバック制御することに
より、接合品質の安定した接合を達成でき、接合品質管
理を可能とするものである。
【００１９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に
説明する。ただし、本発明は以下の実施例及び図面に記
載した内容に限定されるものではない。
【００２０】（実施例１）図１は、接合ツール（超音波
印加手段）先端の超音波振動を検出し、その時間的変化
から接合条件を適正に制御できる本発明の超音波接合装
置の一例である。図１においては、超音波電源を含む接
合制御装置１６から発せられる電気信号によって振動子
３が駆動し、振動子３に接続されたホーン２において伝
達された電気信号の振幅が増幅され、ツール１から第１
のワーク（接合部材）１８に超音波振動が加えられる構
成となっている。ワイヤ１７の先端に形成された第１の
ワークである金属ボール１８は、固定材２０の上に形成
された第２のワーク（被接合部材）１９に押し付けられ
て、超音波振動により接合される。なお、ここでは固定
材２０は治具２１に固定されている。接合中のツール先
端の振動状態は、レーザドップラー振動計７，光ファイ
バー６及びレーザ集光ヘッド５からなる測定システムに
おいて電気信号に変換され、振幅復調器１４により振動
情報に変換された後、品質判定回路１５において、伝達
された振動情報により接合進行状態を診断し、接合終了
時点の決定、またはその時点の最適な超音波出力の決定
を行う。その指令に基づいて超音波の出力の停止、ある
いは適正な超音波出力への調整を行う。
【００２１】図２は、図１のシステムにおける接合時間
制御を説明するためのシーケンス図である。接合は、ま
ずボンディングツールを下げてワークに接合圧力を加
え、それからツールに超音波振動を加えて行われる。こ
の時ボンディングは、界面の滑りを生じながら酸化皮膜
や汚れを外部に押し出して凝着が進行するため、フェー
ズＩＩで接合率が急激に増加する。接合率が増加するに
つれてツールの拘束が大きくなり、ツール先端の振幅は
小さくなる。そして、接合率の増加が飽和するにつれ、
振幅の減少も小さくなる。この振幅減少の低下をレーザ
を利用した測定器で検出して、接合を終了する。一方、
超音波出力制御を行う場合は、ツール先端の振幅が図２
に示す過程をたどるように超音波出力を調整して所定の
時間で接合を終了する。
【００２２】本実施例によれば、接合中のツールの振動
をレーザドップラー現象を利用してダイレクトに検出し
ているため、接合に直接影響を与えるツール先端の振動
変化を正確に測定でき、接合品質を正確にモニタでき
る。また、オンラインでモニタリングし、接合条件にフ
ィードバックしているため、接合ワークの表面が一定で
なく、汚れや酸化状態が異なり適正接合条件が違った場
合でも、接合品質の一定したボンディングを達成でき
る。
【００２３】さらに本実施例によれば、ツールを交換し
た時のツールの取付け状態が適正か否かを、無負荷状態
のツール振動を計測することで容易にかつ定量的に計測
評価できるため、ツール交換時の調整作業の時間短縮お
よびツール取付け不良に伴う接合不良発生の防止など、
大幅な生産性向上が期待できる。また、ツールの取付け
調整作業に熟練度が必要でなくなるため、作業員の確保
も容易となる。
【００２４】（実施例２）図３は、本発明による超音波
接合装置のシステム構成の一例を示す。図３において
は、超音波制御装置３５から発せられる電気信号によっ
て振動子２５が駆動し、ホーン２４において伝達された
電気信号の振幅が増幅され、ツール２３から第１のワー
ク（接合材）３６に超音波振動が加えられる。第１のワ
ークは、治具３９に固定された固定材３８上の第２のワ
ーク（被接合部材）３７に押し付けられて、超音波振動
により接合される。この時のツール先端及び固定材の振
動状態は、レーザドップラー振動計３１，光ファイバー
２９，３０及びレーザ集光ヘッド２７，２８からなる振
動測定系により検出され、両者の相対的な振動振幅の時
間的変化に基づいて、接合進行状態モニタ３２により接
合終了時点を診断する。その際の接合終了信号が接合良
否判定回路３３を経由して超音波接合装置３５に伝達さ
れ、超音波制御装置３５から発せられる電気信号の発振
は止まり、接合は終了する。接合良否判定回路３３は、
接合時間が所定の時間内に入っているかどうかをチェッ
クし、所定時間内であれば良、所定時間を越えれば不良
の表示をプロセスモニタ装置３４により行い、不良の場
合には警告を発する。
【００２５】図４は、図３のシステムにおいて接合終了
時点を診断する方法を説明するためのシーケンス図であ
る。ツール先端の振幅は、超音波印加初期には大き
く、接合が進行するにつれて徐々に減少し、一定レベル
の接合が達成されると小さな振幅でほぼ一定となる。一
方、被接合部材である第２のワークの振幅は、初期は
ほとんどゼロに近いが、接合が進行するにつれ次第に大
きくなり、最終的にはツール先端の振動とほぼ同じとな
る。最終的な振動振幅は、固定材の固定の程度によって
異なり、固定がしっかりしている場合には振幅が小さく
（実線：Ａ）、固定が緩いと振幅が大きく（点線：Ｂ）
なる。しかし、いずれの場合も最終的なツールとワーク
の振動振幅は、ほぼ同じとなる。従って、両者の相対的
な振動振幅すなわちとの差は、いずれの場合でも、
初期に大きく接合完了時期にはほとんどゼロになるかま
たは低い値となる。このため、接合終了時点を、この相
対的な振動振幅が初期から所定比率低下した時点、ある
いはその時点までの超音波印加時間にある比率を乗じた
時間になった時点とすることで、接合品質の安定した接
合を達成することができる。
【００２６】本実施例によれば、レンズ系を持つ集光ヘ
ッドによってレーザ光を１００μｍ径以下に絞ることが
でき、微小な部品の振動を精度良く測定することができ
るため、周波数：数十〜数百ｋＨｚ，振幅：数μｍ程度
で振動する数百μｍ幅の微小な接合ツールや、０.１ 〜
数mmの厚さの被接合部材の振動状態の変化を正確に検出
することができ、オンラインの接合状況モニタが可能と
なる。
【００２７】また、接合ツール２３と第２のワーク３７
または固定材３８の相対振動を接合状況の判定に用いる
方法によれば、接合ツールと第１のワーク３６との間の
滑りが少ないという制約条件はあるものの、接合表面に
酸化膜や汚れなど接合を阻害する介在物あるいは有機絶
縁皮膜が存在する場合や、固定材の固定が不確実な場合
など適正接合条件が変化する場合においても、接合時間
を適正な時間に自動調整するため、常に接合不良の発生
を防止することができ、接合工程の歩留まりを向上でき
るのである。
【００２８】（実施例３）図５は、レーザ集光ヘッドを
ツール移動架台に固定する方式の超音波接合装置のシス
テム構成を示す。図５において、振動子４３とホーン４
４とツール４６は機械的に強固に結合されており、支持
治具４５と共に一体となって動く。レーザ集光ヘッド４
８，４９は、支持治具に取り付けられたヘッド固定治具
４７によって、ツール４６の先端及び金属ボール５５に
レーザの焦点が合うような配置で固定されている。振動
計測装置５２は、レーザ集光ヘッド４８，４９によって
センシングされたツール先端と金属ボールの振動情報か
ら、両者の相対的な振動振幅を検出している。そして、
接合品質判定回路５３によって、両者の相対振動が接合
開始時点から所定比率以上に大きくなったか否かを識別
し、接合の良否を表示すると同時に不良の場合警報を発
する。
【００２９】本実施例によれば、半導体の分野で用いら
れているような高速のワイヤボンディングに対しても、
センシング用のレーザ集光ヘッドがボンディングツール
と一体となって動くため、特別な駆動機構無しに同一の
振動検出点の振動情報を取り込むことが可能となり、確
実に接合品質を評価・判定できるようになる。
【００３０】（実施例４）図６は、レーザ集光ヘッドの
断面構造の一例を示す。図６において、レーザの集光に
は、コア６６が中心から外側に向かって連続的に屈折率
が変化し、両端が凸状に加工されているロッドレンズ６
４を用い、シングルモード用の光ファイバー６０が、ロ
ッドレンズ６４の中心軸に合わせて治具６５によって固
定されている。全体はＳＵＳ管６１で保護されている。
【００３１】本実施例によれば、直径１mm程度のロッド
レンズで集光ヘッドを容易に構成できるため、全体の寸
法をコンパクトかつ軽量にでき、接合ヘッドに搭載した
時の接合ヘッドの駆動系及び振動系への影響を少なくで
きるため、既存の接合設備に本発明のモニタリングシス
テムを適用することが可能となる。また集光ヘッドは、
直径２mm程度の針状となるため、接合ヘッドへの取付け
及び振動検出点の位置合わせ等が容易になる。
【００３２】（実施例５）図７に、レーザドップラー効
果を利用してツール先端の振動を検出するための専用ツ
ール形状の一例を示す。図７に示すように、ワイヤボン
ダ用キャピラリツール先端の側面の一部は平坦に加工さ
れ、さらに平坦部分がレーザの反射率を高めるように平
滑に研磨されている。この面はメタライズされている
と、さらに良い。
【００３３】本実施例によると、反射波のレーザ強度を
高めることができるので、振動検出用のレーザ発振器の
出力を小さくしても、ドップラー現象によるレーザ光の
強弱を検出することが可能となるため、レーザ発振器の
寿命を伸ばすことができメンテナンスが容易となる。
【００３４】（実施例６）図８に、本発明による超音波
接合装置を用いて結線した半導体デバイスの実装構造の
一例を示す。図８において、ダイパッド７９の上に接着
剤７８によりＳｉチップ７７が固着されている。金属リ
ード７５はチップの上にダンパー接着剤７６により固着
され、チップ上の端子７４と金属リード７５との間は、
ボンディングされたワイヤ７３により結線されている。
従来の接合装置では、ダンパー上への固定が不十分な金
属リードにワイヤをボンディングした場合、接合不良を
発生し易く、量産レベルでは実施例に示す構造の半導体
実装構造を実現できていなかった。本発明によれば、金
属リードの固定が不十分であっても、リードとツールの
振動状態をモニタリングして接合条件にフィードバック
することで、常に確実に良好なボンディングを達成する
ことができ、図８に示す半導体実装構造を実現できる。
【００３５】本実施例によれば、チップサイズが大きく
なっても端子をチップ中央にまとめることで、モールド
樹脂とＳｉチップとの熱膨張差による歪量を小さくでき
るため、ボンディング部の熱サイクルに伴う疲労破壊を
防ぐことができ、信頼性を高めることができる。また、
リードをダンパーを介してチップに固着する構造として
いるため、チップ内部に無理な応力を生じさせずに両者
の相対的な変位を制限でき、その結果として、端子とリ
ードとの間の距離を短くしてワイヤループ高さを低くで
き、ワイヤボンディング方式でありながら、半導体パッ
ケージの厚みを薄くすることができる。
【００３６】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明は、接合ツ
ールの拘束条件が変化して最大振動位置が変わった場
合、接合ツールと上側の第１の接合部材の間の滑り状態
が変化する場合または下側の第２の接合部材の拘束状態
が必ずしも良くない場合であっても、常に接合品質を高
く保つことのできる超音波接合装置及びそれに用いる品
質モニタリング方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の超音波接合装置の一実施例を示す図で
ある。
【図２】図１の装置における接合時間制御のシーケンス
図である。
【図３】本発明による超音波接合装置のシステム構成の
一実施例を示す図である。
【図４】図３の装置における接合時間制御のシーケンス
図である。
【図５】本発明の超音波接合装置の一実施例を示す図で
ある。
【図６】超音波振動センシングヘッド構造の一実施例を
示す図である。
【図７】超音波振動計測用のボンディングキャピラリツ
ール構造の一実施例を示す図である。
【図８】半導体デバイス実装構造の一実施例を示す図で
ある。
【図９】超音波接合装置の機械振動系の振動モードを示
す図である。
【符号の説明】
１…ツール、２…ホーン、３…振動子、４…ホーン固定
治具、５…レーザ集光ヘッド、６…光ファイバー、７…
レーザドップラー振動計、８…レーザ発振器、９，１１
…ビームスプリッター、１０…反射ミラー、１２，１３
…検出器、１４…振幅復調器、１５…品質判定回路、１
６…接合制御装置、１７…ワイヤ、１８…第１のワー
ク、１９…第２のワーク、２０…固定材、２１…治具、
２２…レーザ光、２３…ツール、２４…ホーン、２５…
振動子、２６…ホーン固定治具、２７，２８…レーザ集
光ヘッド、２９，３０…光ファイバー、３１…レーザド
ップラー振動計、３２…接合進行状況モニタ、３３…接
合良否判定回路、３４…プロセスモニタ装置、３５…超
音波制御装置、３６…第１のワーク、３７…第２のワー
ク、３８…固定材、３９…治具、４０，４１…レーザ
光、４２…超音波制御装置、４３…振動子、４４…ホー
ン、４５…ホーン固定治具、４６…ツール、４７…ヘッ
ド固定治具、４８，４９…レーザ集光ヘッド、５０，５
１…光ファイバー、５２…振動計測装置、５３…接合品
質判定回路、５４…ワイヤ、５５…金属ボール、５６…
接続端子、５７…ワーク、５８，５９…レーザ光、６０
…光ファイバー、６１…ＳＵＳ管、６２…コア、６３…
クラッド、６４…ロッドレンズ、６５…治具、６６…レ
ーザ光、６７…キャピラリツール、６８…貫通穴、６９
…平坦加工部、７０…レーザ光、７１…レーザ集光ヘッ
ド、７２…光ファイバー、７３…ワイヤ、７４…端子、
７５…金属リード、７６…ダンパー接着剤、７７…Ｓｉ
チップ、７８…接着剤、７９…ダイパッド、８１，８２
…圧電素子、８３，８４…補強部材、８５…振動子、８
６…ホーン、８７…接合ツール、８８…固定治具、８
９，９０，９１…振動振幅波形。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 丸田 稔 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所小田原工場内 (72)発明者 瀬藤 時幸 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所小田原工場内 (72)発明者 坪崎 邦宏 東京都小平市上水本町五丁目20番１号 株 式会社日立製作所半導体設計開発センタ内

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】超音波発生手段，該超音波発生手段から発
    せられた超音波を接合部材に加える手段，前記接合部材
    と接合させる被接合部材を固定する固定材を保持する治
    具、を有する超音波接合装置であって、前記接合部材及
    び前記被接合部材の相対振動状態を検出する手段，該検
    出結果を診断する手段、及び該診断結果を前記超音波発
    生手段にフィードバックする手段を備えたことを特徴と
    する超音波接合装置。
  2. 【請求項２】超音波発生手段，該超音波発生手段から発
    せられた超音波を接合部材に加える手段，前記接合部材
    と接合させる被接合部材を固定する固定材を保持する治
    具、を有し、前記固定材は前記治具に固定されている超
    音波接合装置であって、前記接合部材の振動状態を検出
    する手段，該検出結果を診断する手段、及び該診断結果
    を前記超音波発生手段にフィードバックする手段を備え
    たことを特徴とする超音波接合装置。
  3. 【請求項３】超音波発生手段，該超音波発生手段から発
    せられた超音波を接合部材に加える手段，前記接合部材
    と接合させる被接合部材を固定する固定材を保持する治
    具、を有する超音波接合装置であって、前記超音波印加
    手段及び前記被接合材の相対振動状態を検出する手段，
    該検出結果を診断する手段、及び該診断結果を前記超音
    波発生手段にフィードバックする手段を備えたことを特
    徴とする超音波接合装置。
  4. 【請求項４】超音波発生手段，該超音波発生手段から発
    せられた超音波を接合部材に加える手段，前記接合部材
    と接合させる被接合部材を固定する固定材を保持する治
    具、を有し、前記固定材は前記治具に固定されている超
    音波接合装置であって、前記超音波印加手段の振動状態
    を検出する手段，該検出結果を診断する手段、及び該診
    断結果を前記超音波発生手段にフィードバックする手段
    を備えたことを特徴とする超音波接合装置。
  5. 【請求項５】前記検出手段として、レーザドップラー効
    果を利用した検出器を用いることを特徴とする請求項１
    乃至４記載の超音波接合装置。
  6. 【請求項６】接合部材に超音波を印加して、前記接合部
    材と被接合部材とを接合する超音波接合法の接合状態の
    品質モニタリング方法であって、前記接合部材及び前記
    被接合部材の相対振動状態を検出する工程，該検出結果
    を診断する工程、及び該診断結果を超音波発生手段にフ
    ィードバックする工程を有することを特徴とする超音波
    接合の品質モニタリング方法。
  7. 【請求項７】接合部材に超音波を印加して、前記接合部
    材と固定材を介して治具に固定されている被接合部材と
    を接合する超音波接合法の接合状態の品質モニタリング
    方法であって、前記接合部材の振動状態を検出する工
    程，該検出結果を診断する工程、及び該診断結果を前記
    超音波発生手段にフィードバックする工程を有すること
    を特徴とする超音波接合の品質モニタリング方法。
  8. 【請求項８】接合部材に超音波を印加して、前記接合部
    材と被接合部材とを接合する超音波接合法の接合状態の
    品質モニタリング方法であって、超音波印加手段及び前
    記被接合材の相対振動状態を検出する工程，該検出結果
    を診断する工程、及び該診断結果を前記超音波発生手段
    にフィードバックする工程を有することを特徴とする超
    音波接合の品質モニタリング方法。
  9. 【請求項９】接合部材に超音波を印加して、前記接合部
    材と固定材を介して治具に固定されている被接合部材と
    を接合する超音波接合法の接合状態の品質モニタリング
    方法であって、前記超音波印加手段の振動状態を検出す
    る工程，該検出結果を診断する工程、及び該診断結果を
    前記超音波発生手段にフィードバックする工程を有する
    ことを特徴とする超音波接合の品質モニタリング方法。
  10. 【請求項１０】前記検出工程が、レーザドップラー効果
    を利用した検出器を用いた工程であることを特徴とする
    請求項６乃至９記載の超音波接合の品質モニタリング方
    法。
  11. 【請求項１１】前記診断工程が、検出された超音波振動
    の振幅あるいは速度の超音波印加開始時からの低下量に
    より、接合状態を診断する工程であることを特徴とする
    請求項６乃至９記載の超音波接合の品質モニタリング方
    法。
  12. 【請求項１２】超音波接合を行う装置に用いるツールで
    あって、少なくともレーザ光受光面が平坦かつ平滑に加
    工されていることを特徴とする超音波接合用ツール。
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Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005138181A (ja) * 2003-10-14 2005-06-02 Bondotekku:Kk 超音波振動制御方法及び装置
JP2005138182A (ja) * 2003-10-14 2005-06-02 Bondotekku:Kk 超音波振動接合方法及び装置
JP2007142049A (ja) * 2005-11-16 2007-06-07 Toshiba Corp 超音波接合装置、超音波接合装置の制御装置及び超音波接合方法
JP2008070158A (ja) * 2006-09-12 2008-03-27 Toray Eng Co Ltd 超音波ホーンの振幅測定方法および周波数測定方法とその方法を用いた測定機器およびそれを用いた超音波接合装置
WO2010001500A1 (ja) * 2008-06-30 2010-01-07 株式会社新川 ボンディング装置
JP2010080519A (ja) * 2008-09-24 2010-04-08 Fujitsu Ltd ワイヤボンディング装置の調節方法及びワイヤボンディング装置
JP2011503890A (ja) * 2007-11-12 2011-01-27 ヘッセ・ウント・クナイプス・ゲーエムベーハー 超音波ボンディング方法及びボンディング装置
US7980444B2 (en) 2006-05-09 2011-07-19 Panasonic Corporation Electronic component mounting head, and apparatus and method for mounting electronic component
JP2012055907A (ja) * 2010-09-07 2012-03-22 Mitsubishi Electric Engineering Co Ltd 超音波接合制御装置及び超音波接合制御方法
JP2012091213A (ja) * 2010-10-28 2012-05-17 Mitsubishi Electric Engineering Co Ltd 超音波接合制御装置および超音波接合制御方法
JP2012209601A (ja) * 2012-07-31 2012-10-25 Fujitsu Ltd ワイヤボンディング装置の調節方法
JP2012209602A (ja) * 2012-07-31 2012-10-25 Fujitsu Ltd ワイヤボンディング装置の調節方法
JPWO2011132670A1 (ja) * 2010-04-19 2013-07-18 本田技研工業株式会社 パワー半導体装置におけるワイヤボンディング方法
CN104400237A (zh) * 2014-10-30 2015-03-11 天津理工大学 一种多物理场辅助异种金属材料的焊接方法
CN111843180A (zh) * 2020-07-20 2020-10-30 东莞理工学院 一种超声波焊接器用具有监测探头可角度调节的诊断设备
CN112701058A (zh) * 2020-12-30 2021-04-23 长春长光圆辰微电子技术有限公司 晶圆键合力的测试方法

Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3086158B2 (ja) * 1995-07-26 2000-09-11 株式会社日立製作所 超音波ボンディング方法
JP3504448B2 (ja) * 1996-10-17 2004-03-08 株式会社ルネサステクノロジ 半導体装置
JP3176580B2 (ja) * 1998-04-09 2001-06-18 太陽誘電株式会社 電子部品の実装方法及び実装装置
WO2000013229A1 (fr) * 1998-09-01 2000-03-09 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Dispositif pour evaluer un assemblage par bosses et procede y relatif, et dispositif de production d'un composant a semiconducteur et procede y relatif
US6628408B1 (en) * 1999-04-15 2003-09-30 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Amplitude measurement for an ultrasonic horn
DE10020374A1 (de) * 1999-07-02 2001-01-25 Fujitsu Ltd Kopfbaugruppe einer Plattenvorrichtung mit einem Kopf-IC-Chip, der durch Ultraschallbonden an eine Aufhängung montiert ist
JP2001036232A (ja) * 1999-07-23 2001-02-09 Hitachi Ltd ハンダ除去装置
US6827247B1 (en) * 1999-12-08 2004-12-07 Asm Technology Singapore Pte Ltd. Apparatus for detecting the oscillation amplitude of an oscillating object
US6193134B1 (en) * 2000-06-26 2001-02-27 Advanced Micro Devices, Inc. Determination of quality of bonding between a conductive ball and a conductive pad within an IC package
JP2002353266A (ja) * 2001-05-30 2002-12-06 Moric Co Ltd ワイヤボンディング方法および装置
JP3742332B2 (ja) * 2001-11-12 2006-02-01 株式会社新川 ワイヤボンデイング装置
US6647601B2 (en) * 2002-03-13 2003-11-18 William B. Kim Method for making a blanket having a high pile density and a blanket made therefrom
US6837278B2 (en) * 2002-03-13 2005-01-04 Kim William B Method for making a blanket having a high pile density and a blanket made therefrom
JP2004047944A (ja) * 2002-05-22 2004-02-12 Nec Corp 接合装置および接合の良否判別方法を有する接合方法
US20040024843A1 (en) * 2002-07-31 2004-02-05 Smith Christopher T. Method for provisioning distributed web applications
KR20040055575A (ko) * 2002-12-20 2004-06-26 에섹 트레이딩 에스에이 진동하는 모세관의 팁의 진폭을 측정하기 위한 장치
US7017422B2 (en) * 2004-04-02 2006-03-28 Luna Innovations Incorporated Bond testing system, method, and apparatus
JP2006093636A (ja) * 2004-08-27 2006-04-06 Fujitsu Ltd 半導体チップの接合方法および接合装置
JP2006135207A (ja) * 2004-11-09 2006-05-25 Fujitsu Ltd フリップチップ接合方法
WO2006074031A1 (en) * 2005-01-03 2006-07-13 3M Innovative Properties Company Method and apparatus for controlling the gap between the horn and the anvil of an ultrasonic welding system
US7845542B2 (en) * 2005-09-22 2010-12-07 Palomar Technologies, Inc. Monitoring deformation and time to logically constrain a bonding process
US8104660B2 (en) * 2006-05-03 2012-01-31 Asm Technology Singapore Pte Ltd Transducer and method for mounting the same
US7819013B2 (en) * 2006-07-05 2010-10-26 The Hong Kong Polytechnic University Method and apparatus for measuring oscillation amplitude of an ultrasonic device
EP1897648B1 (en) * 2006-09-05 2010-06-30 Technische Universität Berlin Method and device for controlling the generation of ultrasonic wire bonds
US20100015466A1 (en) * 2008-07-16 2010-01-21 Calsonic Kansei Corporation Ultrasonic welder and joined body obtained by the welder
KR101613196B1 (ko) * 2010-11-17 2016-04-19 한화테크윈 주식회사 플립칩 장착 방법 및 플립칩 장착기
US8714016B2 (en) * 2012-02-01 2014-05-06 The Boeing Company Tension wave generation system
US9658612B2 (en) 2013-12-13 2017-05-23 GM Global Technology Operations LLC Automatic monitoring of the alignment and wear of vibration welding equipment
DE102014204205A1 (de) * 2014-03-07 2015-09-10 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Vorrichtung zur Messung der Schwingungsamplitude einer Kapillare eines Draht-Bonders
WO2015190165A1 (ja) * 2014-06-12 2015-12-17 日産自動車株式会社 接合状態検査方法
US9784668B2 (en) 2015-05-29 2017-10-10 The Boeing Company Systems and methods for testing internal bonds
DE102015120165A1 (de) * 2015-11-20 2017-05-24 Kromberg & Schubert Gmbh Vorrichtung und ein Verfahren zur Überwachung eines Ultraschallschweißprozesses
EP3603826B1 (en) * 2018-07-31 2023-05-10 Infineon Technologies AG Method for calibrating an ultrasonic bonding machine
EP4028199A1 (de) * 2019-09-11 2022-07-20 Hesse GmbH Ultraschallwerkzeug und ultraschallverbindungsvorrichtung hierfür
DE102019124334A1 (de) * 2019-09-11 2021-03-11 Hesse Gmbh Bondanordnung und Bondwerkzeug
JP2022061631A (ja) * 2020-10-07 2022-04-19 株式会社東芝 超音波接合装置、制御装置及び制御方法
KR102381211B1 (ko) * 2021-07-06 2022-04-01 선문대학교 산학협력단 초음파 융착기 변위 진동 측정 시스템

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58178528A (ja) * 1982-04-12 1983-10-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd ボンデイング装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3153850A (en) * 1962-07-18 1964-10-27 Daniel C Worlton Method and device for controlling ultrasonic welding apparatus
US3763545A (en) * 1972-04-03 1973-10-09 Motorola Inc Method for control of welding apparatus
JPS6046541B2 (ja) * 1978-11-24 1985-10-16 株式会社東芝 超音波ボンデイング装置
JPS55120145A (en) * 1979-03-12 1980-09-16 Chiyou Lsi Gijutsu Kenkyu Kumiai Bonding apparatus
JPS6122641A (ja) * 1984-07-11 1986-01-31 Hitachi Ltd 超音波加工装置
JPS62293731A (ja) * 1986-06-13 1987-12-21 Fujitsu Ten Ltd 超音波ワイヤボンデイング装置のモニタ装置
US4834111A (en) * 1987-01-12 1989-05-30 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Heterodyne interferometer
EP0498936B1 (de) * 1991-02-15 1995-01-25 Esec Sa Verfahren und Einrichtung zur Messung der Schwingungsamplitude an einem Energietransducer

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58178528A (ja) * 1982-04-12 1983-10-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd ボンデイング装置

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005138182A (ja) * 2003-10-14 2005-06-02 Bondotekku:Kk 超音波振動接合方法及び装置
JP2005138181A (ja) * 2003-10-14 2005-06-02 Bondotekku:Kk 超音波振動制御方法及び装置
JP2007142049A (ja) * 2005-11-16 2007-06-07 Toshiba Corp 超音波接合装置、超音波接合装置の制御装置及び超音波接合方法
US7980444B2 (en) 2006-05-09 2011-07-19 Panasonic Corporation Electronic component mounting head, and apparatus and method for mounting electronic component
JP2008070158A (ja) * 2006-09-12 2008-03-27 Toray Eng Co Ltd 超音波ホーンの振幅測定方法および周波数測定方法とその方法を用いた測定機器およびそれを用いた超音波接合装置
JP2013153236A (ja) * 2007-11-12 2013-08-08 Hesse Gmbh 超音波ボンディング方法及びボンディング装置
JP2011503890A (ja) * 2007-11-12 2011-01-27 ヘッセ・ウント・クナイプス・ゲーエムベーハー 超音波ボンディング方法及びボンディング装置
US8783545B2 (en) 2007-11-12 2014-07-22 Hesse Gmbh Method for quality control during ultrasonic
WO2010001500A1 (ja) * 2008-06-30 2010-01-07 株式会社新川 ボンディング装置
US8800843B2 (en) 2008-06-30 2014-08-12 Shinkawa Ltd. Bonding apparatus
JP2010080519A (ja) * 2008-09-24 2010-04-08 Fujitsu Ltd ワイヤボンディング装置の調節方法及びワイヤボンディング装置
JPWO2011132670A1 (ja) * 2010-04-19 2013-07-18 本田技研工業株式会社 パワー半導体装置におけるワイヤボンディング方法
JP2012055907A (ja) * 2010-09-07 2012-03-22 Mitsubishi Electric Engineering Co Ltd 超音波接合制御装置及び超音波接合制御方法
JP2012091213A (ja) * 2010-10-28 2012-05-17 Mitsubishi Electric Engineering Co Ltd 超音波接合制御装置および超音波接合制御方法
JP2012209602A (ja) * 2012-07-31 2012-10-25 Fujitsu Ltd ワイヤボンディング装置の調節方法
JP2012209601A (ja) * 2012-07-31 2012-10-25 Fujitsu Ltd ワイヤボンディング装置の調節方法
CN104400237A (zh) * 2014-10-30 2015-03-11 天津理工大学 一种多物理场辅助异种金属材料的焊接方法
CN111843180A (zh) * 2020-07-20 2020-10-30 东莞理工学院 一种超声波焊接器用具有监测探头可角度调节的诊断设备
CN112701058A (zh) * 2020-12-30 2021-04-23 长春长光圆辰微电子技术有限公司 晶圆键合力的测试方法
CN112701058B (zh) * 2020-12-30 2022-09-02 长春长光圆辰微电子技术有限公司 晶圆键合力的测试方法

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Publication number Publication date
US5431324A (en) 1995-07-11
JP2705423B2 (ja) 1998-01-28

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