JPH0582599A - ボンデイング装置およびボンデイング部検査装置 - Google Patents

ボンデイング装置およびボンデイング部検査装置

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良一 梶原
Kazuya Takahashi
和弥 高橋
Setsuo Sekine
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Tokiyuki Sedou
時幸 瀬藤
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】界面剥離等の接合不良の発生や接合強度の低下
がないボンディング方法とその装置、およびボンディン
グ部の検査が容易で信頼性の高いボンディング部の検査
方法とその装置を提供する。 【構成】ボンディング中のリード線のつぶれ量を検出す
るためのつぶれ量検出手段９と、つぶれ量の時間変化率
を計算するためのつぶれ量時間変化率計算手段３１と、
任意の目標つぶれ量を設定するためのつぶれ量設定手段
１１と、ボンディング中につぶれ量の時間変化率が予め
設定した一定値以内になった場合、その時点のつぶれ量
と目標つぶれ量とを比較し、その結果を用いてボンディ
ングツール駆動手段を制御する制御手段１２を有するボ
ンディング装置。ボンディング面からのリード線の高さ
を検出するための検出手段と、高さが、予め設定された
範囲以内に入っている場合、良品と判断し、範囲から外
れている場合、不良品と判断する判定手段を有するボン
ディング部検査装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電子部品や半導体素子
の端子およびパッドにリード線をボンディングするボン
ディング方法、ボンディング装置、ボンディング部の検
査方法およびボンディング部の検査装置に関するもので
ある。特に、磁気ヘッド、ＬＥＤ、ＥＬ、液晶、感熱ヘ
ッドなどのボンディングに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、電子部品や半導体素子の端子およ
びパッドにリード線を接続する方法として、はんだ付け
（リフロー法含む）、超音波接合、熱圧着、抵抗接合等
が知られている。特に、超音波接合の１つの手法である
超音波ボンディング（ウエッジ、ボール）の適用が多
い。電子部品や半導体素子などの端子およびパッドと、
リード線との接続部においては、品質および信頼性の確
保が重要であり、高品質かつ高信頼性のボンディング技
術が各社で研究されている。
【０００３】まず、ボンディング中に、ボンディングの
良否を判定する種々の手段が提案されている。例えば、
特開昭６１ー２３７４３８号、特開昭６１ー２３７４４
０号および特開昭６２ー０７６７３１号のように、超音
波発振器からの高周波電流波形を検出し、電流強度およ
び波形によりボンディングの良否を判定する方法、特開
昭６１ー２９４８３０号のように超音波発振器のパワ
ー、発振時間がある設定範囲内からはずれた場合に異常
を検出、判定する方法、特開昭６２ー２９３７３１号の
ようにボンディング中のツールの振動を超音波モニタに
より計測し、ボンディング状態を検出する方法がある。
【０００４】また、ボンディング手法そのものに着眼し
た信頼性の高いボンディング方法および装置も提案され
ている。例えば、特開昭６３ー２３２４３８号のように
熱線、光線で加熱したリード線の温度を、非接触温度計
で計り、ボンディングを行う方法、特開昭６３ー２５７
２３８号のようにボンディングツールの位置を検出し、
ボンディングツールの移動位置を制御し、ボンディング
を行う方法、特開平０１ー１２９４３０号のようにボン
ディング時の荷重を変化させ制御し、ボンディングを行
う方法、特開平０１ー１８４８４１号のようにボンディ
ング方法および位置により超音波周波数、超音波出力を
変化させ制御し、ボンディングを行う方法、特開平０２
ー１５６５４８号のようにボンディング時のツールの超
音波振動が減衰を測定し、ツールの超音波振動が定常状
態になった時点で超音波振動を停止するボンディング方
法がある。
【０００５】一方、ボンディング後のボンディング部の
検査および評価する手段としては、一般的には、ボンデ
ィング後に作業者がボンディング部を外観検査する方法
が用いられているが、以下のような方法が提案されてい
る。例えば、特開昭５５ー０５９７３１号のようにボン
ディング部のボンディング幅を検出し、ボンディング幅
により接合の良否を判定する方法、特開昭５５ー０５９
７３１号のように低倍率カメラと高倍率カメラで撮影さ
れた画面を２値化画像に変換して、ボンディングずれ、
ボール径、ボール形状および剥がれの発生を検出する方
法、特開平０１ー２７３３２８号のようにボンディング
部にボンディングに好ましいつぶれ幅の最大、最小に対
応する長短の各凸条を幅方向に形成した半導体装置など
がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術であるボ
ンディング方法および装置を改良して、従来方法より信
頼性の高いボンディングを行っているが、ボンディング
部の接合強度の低下や界面剥離等の接合不良がときおり
発生しており、製品不良や半導体素子、電子部品などの
機能低下など信頼性に問題があるとともに改良装置が高
価である。
【０００７】一方、ボンディング中にボンディングの良
否を判定する手段では、ボンディング部の検査は容易で
あるが、信頼性の高いボンディング部であるか否かを判
定することが難しい。このため半導体素子、電子部品な
どの端子およびパッドとリード線のボンディング部の接
合品質および信頼性の確保が出来ず、界面剥離等の接合
不良発生による製品不良の増加、使用中にボンディング
部が断線したり、接続抵抗が増加したりして半導体素
子、電子部品などの機能が低下するなど多くの問題があ
った。
【０００８】また上記従来技術であるボンディング部の
検査方法および装置では、ボンディング後に作業者がボ
ンディング部の外観検査を行っているが、作業者の技能
に頼ることが多く、ボンディング部の接合品質を把握す
ることが難しい。また作業性も悪く、検査に多くの時間
を費やしている。
【０００９】本発明の目的は、界面剥離等の接合不良の
発生や接合強度の低下がないボンディング方法とその装
置、およびボンディング部の検査が容易で信頼性の高い
ボンディング部の検査方法とその装置を提供することに
ある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、リード
線をボンディングするためのボンディングツールと、ボ
ンディングツールを駆動するためのボンディングツール
駆動手段とを有するボンディング装置において、ボンデ
ィング中のリード線のつぶれ量を検出するためのつぶれ
量検出手段と、つぶれ量の時間変化率を計算するための
つぶれ量時間変化率計算手段と、任意の目標つぶれ量を
設定するためのつぶれ量設定手段と、ボンディング中に
つぶれ量の時間変化率が予め設定した一定値以内になっ
た場合、その時点のつぶれ量と目標つぶれ量とを比較
し、その結果を用いてボンディングツール駆動手段を制
御する制御手段を有することを特徴とするボンディング
装置が提供される。
【００１１】また、本発明によれば、ボンディング面か
らのリード線の高さを検出するための検出手段と、前記
高さが、予め設定された範囲以内に入っている場合、良
品と判断し、前記範囲から外れている場合、不良品と判
断する判定手段を有することを特徴とするボンディング
部検査装置が提供される。
【００１２】
【作用】本発明のボンディング装置では、ボンディング
中のリード線のつぶれ量をつぶれ量検出手段で検出し、
つぶれ量の時間変化率を求める。つぶれ量の時間変化率
は、ボンディングの品質（特に接合強度）と密接に関係
しており、良品のボンディング部になる場合には、つぶ
れ量の時間変化率は、図３（ａ）に示すような特徴を示
す。良品となるボンディング部は、図３（ａ）のよう
に、いったんつぶれ量の時間変化率が小さくなり、即ち
変化しなくなり、さらにボンディングを続けると、ゆる
やかに変化し、再び時間変化率が低くなり変化しなくな
る。したがって、ボンディング中の時間変化率が、良品
となるボンディングの特徴を有しているかどうか判断す
ることができる。
【００１３】本発明の制御装置は、一旦つぶれ量時間変
化率が低くなった時点で、つぶれ量から良品となるかど
うか判断する。その時点のつぶれ量が、予めつぶれ量設
定手段に設定した良品のつぶれ量に等しければ、そのま
まボンディングを続けて良品とする。その時点のつぶれ
量が、良品のつぶれ量より小さければ、よりつぶれるよ
うに超音波出力を大きくして、最終的に、良品のつぶれ
量と一致するようにする。つぶれ量が、良品のつぶれ量
より大きければ、制御によっても良品にすることが難し
いので、ボンディングを中止する。
【００１４】従って、このように制御することにより、
不良品の数を減少させることができ、また、不良品の場
合は、速やかにボンディングを中止するので効率的であ
り、検査数を減らすことができる。
【００１５】また、本発明のボンディング部検査装置で
は、ボンディング後のボンディング部のリード線の高さ
を測定することにより、高い信頼性で容易に検査するこ
とができる。これは、ボンディング部の高さと接合強度
とに、図５のような密接な関係があることに基づいてな
されるものである。即ち、同じ条件でボンディングした
場合、良品のボンディング高さは適正な範囲がある。従
って、予め適正範囲を求め、判定手段に設定すれば、こ
の範囲内に試料の高さは一定入るかどうかを調べると、
高い信頼性で、容易に検査を行うことができる。
【００１６】
【実施例】本発明の実施例を図面を用いて説明する。
【００１７】（実施例１）本発明の第１の実施例である
ボンディング装置を図１に示す。図１のように、本実施
例のボンディング装置は、目標つぶれ量を任意に設定す
ることができるつぶれ量設定手段１１と、ボンディング
中のリード線のつぶれ量を計測する検出手段９と、ボン
ディングツール５を駆動するボンディングツール駆動手
段７を制御する制御手段１２とを有している。さらに、
つぶれ量検出手段９からボンディングのつぶれ量を受け
取り、時間微分してつぶれ量の時間変化率を計算するつ
ぶれ量時間変化率計算手段３１と、つぶれ量の時間変化
率を任意に設定するつぶれ量変化率設定手段３２とを備
えている。
【００１８】ボンディングツール５には、図８に示すよ
うに、中心部に貫通孔５ａが設けられており、内部に光
ファイバー８が配置されている。光ファイバー８は、光
学式位置検出センサ３３に接続されている。位置検出セ
ンサ３３は、光ファイバー８を介して、リード線３の表
面にレーザ光を照射し、反射光を受光し、焦点位置から
リード線３の表面の高さを検出する。光ファイバー８
は、ボンディングツール５に固定されておらず、ボンデ
ィングツール５が下降してもそれに伴って移動しない。
つぶれ量検出手段９は、ボンディング開始時のリード線
３表面の高さと、ボンディング中のリード線３表面高さ
とを、差し引きすることによりつぶれ量を検出する。
【００１９】予め、位置検出素子８およびつぶれ量検出
手段９により、一般的なリード線のつぶれ量を測定した
ところ、良品となる場合は、図３（ａ）のような特徴を
示すことがわかった。即ち、ボンディング初期には急激
に変形し、一旦ほとんど変形が止まる部分３４ａがあ
り、さらにボンディングを行うとリード線は徐々に変形
し、再び変形が止まる部分３４ｂがある。
【００２０】本実施例は、このようなリード線のつぶれ
量の変化特徴に着目して、良品となるボンディングを行
うように制御するための制御手段１２を配置した。つぶ
れ量設定手段１１には、予め、変形が止まる部分３４ａ
の時点でのリード線目標つぶれ量ｋ１と、最終的なリー
ド線目標つぶれ量ｍを設定する。制御手段１２は、ボン
ディング中のつぶれ量時間変化率が、つぶれ量時間変化
率設定手段３２に設定した値と等しくなった時点で、つ
ぶれ量設定手段１１の目標つぶれ量ｋ１と、その時点の
実際のつぶれ量とを比較する。実際のつぶれ量が目標つ
ぶれ量ｋ１と等しい場合、そのまま目標つぶれ量ｍにな
るまでボンディングを続行する。実際のつぶれ量ｋ２が
目標つぶれ量ｋ１より小さい場合、ボンディングツール
駆動手段７の超音波パワーを増加させ、目標つぶれ量ｍ
になるまでボンディングを続行する（図３（ｂ））。つ
ぶれ量時間変化率が、つぶれ量時間変化率設定手段３２
に設定した値と等しくなる前に、目標つぶれ量ｋ１を越
えた場合、ボンディングを中止する（図３（ｃ））。
【００２１】本実施例のボンディング装置では、つぶれ
量の時間変化率を用いることで、良品になるボンディン
グと不良品になるボンディングを、ボンディングの途中
で判定することができる。従って、そのままボンディン
グを行うとつぶれ量不足の不良品になる図３（ｂ）のよ
うなリード線に対しては、超音波を強くするという対処
をすることで良品にすることができる。また、つぶれ量
の時間変化率が多き過ぎそのまま行うとボンディング面
積が小さ過ぎ接合不良になる図３（ｃ）の様なリード線
に対しては、良品のボンディングにすることが困難であ
るので、ボンディングを中止することで、ボンディング
が効率的になる。従って、リード線とボンディングツー
ルとの摩耗が少なく、ボンディングツールの寿命が向上
する。また、本実施例のボンディング装置では、リード
線のつぶれ量が目標つぶれ量ｍになって時点でボンディ
ングを終了するので、時間をかけ過ぎてボンディング部
のはがれ現象を起こし、接合強度が低下させることがな
い。
【００２２】本実施例では、つぶれ量検出装置９に光学
式位置検出センサ３３を用いて直接リード線を測定した
が、この方法に限定されるものではなく、つぶれ量を測
定することができるものであれば種々のものを用いるこ
とができる。例えば、ボンディングツールの上端の位置
を検出することにより同様につぶれ量を検出することが
できる。
【００２３】（実施例２）本発明の、第２の実施例であ
るボンディング装置を図６を用いて説明する。図６のよ
うに、本実施例のボンディング装置は、目標つぶれ量を
任意に設定することができるつぶれ量設定手段１１と、
ボンディング時間を設定することができる時間設定手段
と、ボンディング中のリード線のつぶれ量を計測する検
出手段９と、ボンディングツール５を駆動するボンディ
ングツール駆動手段７を制御するの制御手段１２とを有
している。
【００２４】つぶれ量検出手段９および位置検出センサ
３３は、実施例１と同様のものを用いることができるの
で詳細な説明を省略する。
【００２５】制御手段１０は、時間設定手段１０に設定
された時間内の途中に、少なくとも１回以上、実際のつ
ぶれ量を用いて、ボンディングツール駆動装置７をフィ
ードバック制御することにより、設定された時間に、設
定されたつぶれ量だけリード線３を変形させる制御を行
う。
【００２６】図６に示す本発明のボンディング装置を用
いて、ＩＣ回路パッケージ１のパッド２（Ａｕめっき：
５μｍ）に、Ａｕめっき（３μｍ）が施されたＣｕリー
ド線３をウエッジボンディングした。時間設定装置１０
には、接合時間０．８ｓと、実際のつぶれ量を測定する
時間として接合開始から０．３ｓ時点を設定した。つぶ
れ量設定装置１１には、２８μｍを設定した。また、制
御装置１２に、初期値として、超音波振動数：４０ｋＨ
ｚ、加圧力：１００ｇｆを設定した。
【００２７】制御手段１２は、ボンディングツール駆動
手段７に、超音波振動数：４０ｋＨｚ、加圧力：１００
ｇｆを指示し、ボンディング開始から０．３ｓ後にリー
ド線３の実際のつぶれ量をつぶれ量検出装置９から受け
取り、ボンディング開始から０．８ｓ後にリード線のつ
ぶれ量が２８μｍになるように、ボンディングツール駆
動手段７のパワーを変化させてウエッジボンディングを
行った。
【００２８】また、比較例として、従来法の超音波振動
数：４０ｋＨｚ、加圧力：１００ｇｆの一定とし、接合
時間０．８ｓでボンディングを行った。これらの結果を
表１に示す。
【００２９】
【表１】
【００３０】表１に示した接合強度は、図７に示すよう
に、ボンディング後のリード線を、パッド２およびボン
ディング部に対して２．５ｍｍ／ｍｉｎの速度で垂直に
ひっぱり破断荷重を測定し、これを接合強度とした。
【００３１】表１からわかるように、従来法では接合強
度が２４〜３６ｇｆと弱く、すべてリード線破断であっ
たのに対し、本実施例の方法では、接合強度が３７〜４
３ｇｆと大きく、しかもばらつきが少なく、ボンディン
グ部の一部に界面剥離が発生したのみであった。
【００３２】本実施例のボンディング装置では、ボンデ
ィング中のリード線３のつぶれ量を計測し、設定された
時間にリード線を設定したつぶれ量だけ変形させ、ボン
ディングするために、ボンディング部の接合強度のバラ
ツキおよび低下や界面剥離等の接合不良の発生を防止
し、ボンディング部の接合品質を安定させることができ
る。また、本実施例のボンディング装置でボンディング
したＩＣ回路パッケージは、使用中にボンディング部の
接続抵抗増加による機能低下や断線による使用不能など
を未然に防止できるので、信頼性を高めることができ
る。さらにパッド２、リード線３の材質がロット別に多
少変化してもボンディング部の接合強度のバラツキおよ
び低下や界面剥離等の接合不良の発生を防止し、ボンデ
ィング部の接合品質を安定させることができる。
【００３３】さらに、本実施例の制御装置１２は、設定
された時間にリード線を設定したつぶれ量だけ変形させ
た後、ボンディング時の超音波出力を低下させ、ボンデ
ィングを制御しながらボンディングするとさらによい。
このようにすることで、一定の超音波出力および加圧力
によりリード線を設定したつぶれ量だけ変形させてボン
ディング部を形成した後、初期超音波出力より低く設定
することにより、ボンディング部の接合面積を効果的に
増加させ、接合強度の増加および信頼性を向上させるこ
とができる。またボンディング時の振幅が小さいためリ
ード線とボンディングツールとの摩耗少なく、ボンディ
ングツールの寿命が向上する。一方、一定の超音波出力
および加圧力のままボンディングする方法では、一度接
合されたボンディング部が超音波出力が大きいためはが
れ現象を起こし、接合強度が低下し、信頼性も低下す
る。
【００３４】また、本実施例の制御装置１２は、設定さ
れた時間にリード線を設定したつぶれ量だけ変形させた
後、ボンディング時の超音波周波数を増加させ、ボンデ
ィングを制御しながらボンディングするようにしてもよ
い。この方法では、一定の超音波周波数、出力および加
圧力によりリード線を設定したつぶれ量だけ変形させて
ボンディング部を形成した後、初期超音波周波数より高
く設定することにより振幅を小さくし、ボンディング部
の接合面積を効果的に増加させ、接合強度の増加および
信頼性を向上させることができる。またボンディング時
の振幅が小さいためリード線とボンディングツールとの
摩耗少なく、ボンディングツールの寿命が向上する。一
方、一定の超音波出力および加圧力のままボンディング
する方法では、一度接合されたボンディング部が超音波
の振幅が大きいためはがれ現象を起こし、接合強度が低
下し、信頼性も低下する。またリード線とボンディング
ツールとの摩耗が激しくなるためボンディングツールの
寿命が低下する。
【００３５】（実施例３）本発明のボンディング部検査
装置の一実施例を、図２を用いて説明する。図２に示す
ように、本発明のボンディング部検査装置は、リード線
３のボンディング部１３を載置するステージ２０上に、
ボンディング部の高さ位置を検出する位置検出センサ３
３を有している。さらに、位置検出センサ３３の検出結
果からリード線３のボンディング部１３の高さを計算す
る検出手段１７と、ボンディング部１３の高さが許容範
囲内であるか否かを判定手段１８と、ボンディング部の
良否を表示する表示装置１９を有している。検出器を駆
動する駆動手段１５とステージを駆動するステージ駆動
手段１４は、制御手段１６により制御される。
【００３６】本実施例のボンディング部検査装置は、ボ
ンディングによって接合されたリード線３のボンディン
グ部１３の高さを少なくとも１点以上計測し、リード線
３のボンディング部１３の高さが、標準のボンディング
部の高さの許容範囲内であるか否かを判定し、ボンディ
ング部の検査を行うものである。ある一定条件でボンデ
ィングされたリード線のボンディング部は、ボンディン
グ部の品質（特に接合強度）とボンディング部の高さが
密接に関係している。
【００３７】図５はボンディング部の高さと接合強度の
関係を示す図である。ボンディングの高さは、図２に示
したボンディング検査装置を用いて測定した。接合強度
は、前述の図７に示したように、リード線３をパッド面
２に対して垂直に引っ張り、破断強度を求めて、これを
接合強度とした。ボンディング部の高さの測定は、図４
に示すようにように、ボンディング部のリード線１３
（図４の位置Ａ）及びパッド面２（図４の位置Ｂ）に、
位置検出センサ３３が赤外線レーザを照射し、ボンディ
ング部及びパッド面からの反射光により各々の焦点位置
を測定した後、検出手段１７がボンディング部及びパッ
ド面の焦点位置差を計算して求めた。
【００３８】図５に示すように、ウエッジボンディング
されたボンディング部の高さが大きいと接合部からの界
面剥離欠陥が発生したり、接合強度のばらつきが大き
い。これに対し、ボンディング部の高さが小さいと接合
強度が低く、接合強度のばらつきもおおきい。以上のこ
とから、接合部からの界面剥離欠陥の発生がなく、接合
強度が高く、ばらつきの少ないボンディング部の高さの
適正範囲（図５の場合１９〜２９μｍ）があることがわ
かった。
【００３９】そこで、本実施例のボンディング部検査装
置は、検出手段１７が検出したボンディングの高さが、
適正範囲に入っているかどうかを判定する判定手段１８
と、判定結果を表示するための表示手段１９が配置され
ている。適正範囲は予め、判定手段１８に設定すること
ができる。
【００４０】本実施例のボンディング部検査装置を用い
て、一定のボンディング条件でウエッジボンディングさ
れたボンディング部の良否の判定を行なった。ウエッジ
ボンディングの条件は、超音波振動数：４０ｋＨｚ、パ
ワ−：１Ｗ、加圧力：１５０ｇｆ、接合時間：０．５ｓ
であり、ＩＣパッケージのパッド（Ａｕめっき：５μ
ｍ）に、Ａｕめっき（３μｍ）が施されたＣｕリ−ド線
をウエッジボンディングした。検査を行った試料数は、
１０００個である。適正範囲は、１９〜２９μｍと設定
した。
【００４１】また、これらの試料の接合強度を、前述の
図７の方法を用いて測定した。この結果を表２に示す。
【００４２】
【表２】
【００４３】表２からわかるように、良品は全部で９９
３個／１０００個であり、接合強度は３６〜４２ｇｆ
（１０点）である。これに対し、ボンディング部の高さ
が大きいと判定された不良品は、１個／１０００個で接
合強度２６ｇｆと低く、界面剥離欠陥が発生しており、
ボンディング部の高さが小さいと判定された不良品は、
６個／１０００個で接合強度１９ｇｆと低い。この結果
より、本実施例のボンディング部検査装置の検査結果
は、接合強度と一致しており、短時間にボンディング部
の良否を判定するのに有効であることがわかる。
【００４４】したがって、本発明のボンディング検査装
置を用いることにより、界面剥離欠陥などの未接合品や
リード線のつぶれ過ぎによる強度の低下などの接合欠陥
品を省くことができ、ボンディング部の接合強度のばら
つきを少なくし、高品質の電子部品や半導体素子を安定
に供給できる。また本検査装置を用いることにより、使
用中でのボンディング部の接続抵抗増加による機能低下
や断線による使用不能などを未然に防止でき、半導体素
子、電子部品の信頼性を高めることができる。また、本
発明のボンディング部の検査装置は、ボンディング部の
高さを短時間に正確に測定でき、記録できるため製品の
品質管理も容易に行うことができる。
【００４５】本発明のボンディング部の検査方法および
装置のボンディング部の高さを測定する手段および検出
器としては、ボンディング部の高さを測定できる全ての
測定器の適用が可能である。特に、可視光または赤外線
レーザをボンディング部および端子およびパッド面に照
射し、ボンディング部および端子およびパッド面からの
反射光により、ボンディング部および端子およびパッド
面の各々の焦点位置を測定し、焦点位置差からボンディ
ング部の高さを測定する方法を用いることができる。ま
た、接合されたリード線のボンディング部およびパッド
面の静電容量を計測し、ボンディング部およびパッド面
の静電容量差からボンディング部の高さを測定する方法
も適している。これらは、非接触で短時間に製品の損傷
もなく、ボンディング部の検査を正確に行うことができ
る。
【００４６】このように、本発明のボンディング装置
と、ボンディング後のボンディング部の検査装置は、全
ての電子部品の端子とリード線の接続に適用可能であ
る。特に半導体素子、液晶表示素子、ＥＬ、ＬＥＤ表示
素子、感熱ヘッド素子、小型、精密な各種センサなどに
適用すると効果が大きい。
【００４７】
【発明の効果】上述のように、本発明によれば、界面剥
離欠陥の発生を防止するとともに接合強度のばらつきが
少なく、信頼性の高いボンディングを行うことができる
ボンディング方法および装置が提供される。また、本発
明のボンディング装置は、パッド、リ−ド材質及び表面
状態が変化しても信頼性の高いボンディングが可能であ
るとともにボンディングツ−ル及びキャピラリ−の異常
な摩耗を抑制し、寿命を向上することができる。
【００４８】また、本発明によれば、ボンディング後の
ボンディング部の検査が非接触で短時間に正確に行うこ
とができ、製品への損傷もなく、品質管理も容易で信頼
性の高いボンディング部検査方法および装置が提供され
る。また、本発明のボンディング検査方法および装置
は、使用中のボンディング部の接続抵抗の増加、断線に
よる機能低下及び使用不能などを未然に防止できる電子
部品を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例のボンディング装置の構
成を示す説明図。
【図２】本発明の第３の実施例のボンディング部の検査
装置の構成を示す説明図。
【図３】ボンディング中のリード線のつぶれ量の時間変
化を示すグラフ。
【図４】本発明の第３の実施例のボンディング部の検査
装置の測定位置を示す図。
【図５】ボンディング部の高さと接合強度の関係を示す
グラフ。
【図６】本発明の第２の実施例のボンディング装置の構
成を示す説明図。
【図７】接合強度の測定方法を示す説明図。
【図８】本発明の第１の実施例のボンディングツールの
先端部の構造を示す断面図。
【符号の説明】
１・・・・電子部品、２・・・・パッド、３・・・・リ
ード線、４・・・・接合治具、５・・・・ボンディング
ツール、６・・・・ホ−ン、７・・・・ボンディングツ
ール駆動手段、８・・・・光ファイバー、９・・・・つ
ぶれ量検出手段、１０・・・・時間設定手段、１１・・
・・つぶれ量設定手段、１２・・・・制御手段、１３・
・・・ボンディング部、１４・・・・ステ−ジ駆動手
段、１５・・・・検出器駆動手段、１６・・・・制御手
段、１７・・・・検出手段、１８・・・・判定手段、１
９・・・・表示手段、２０・・・・ステ−ジ、２１・・
・・接合部、３３・・・・位置検出センサ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 関根 節夫 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

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】リード線をボンディングするためのボンデ
    ィングツールと、ボンディングツールを駆動するための
    ボンディングツール駆動手段とを有するボンディング装
    置において、 ボンディング中のリード線のつぶれ量を検出するための
    つぶれ量検出手段と、つぶれ量の時間変化率を計算する
    ためのつぶれ量時間変化率計算手段と、任意の目標つぶ
    れ量を設定するためのつぶれ量設定手段と、 ボンディング中につぶれ量の時間変化率が予め設定した
    一定値以内になった場合、その時点のつぶれ量と目標つ
    ぶれ量とを比較し、その結果を用いてボンディングツー
    ル駆動手段を制御する制御手段を有することを特徴とす
    るボンディング装置。
  2. 【請求項２】請求項１において、前記制御手段は、前記
    時点のつぶれ量が目標つぶれ量より大きい場合ボンディ
    ングを中止することを特徴とするボンディング装置。
  3. 【請求項３】請求項１または２において、前記ボンディ
    ングツール駆動手段は前記ボンディングツールを超音波
    振動させるための超音波装置を有し、前記制御手段は、
    前記時点のつぶれ量が目標つぶれ量より小さい場合、前
    記超音波装置の出力を増加させることを特徴とするボン
    ディング装置。
  4. 【請求項４】リード線をボンディングするためのボンデ
    ィングツールと、ボンディングツールを駆動するための
    ボンディングツール駆動手段とを有するボンディング装
    置において、 ボンディング中にリード線のつぶれ量を検出する測定手
    段と、リード線の目標のつぶれ量を設定するつぶれ量設
    定手段と、前記つぶれ量に達するまでの時間を設定する
    時間設定手段と、前記検出つぶれ量を用いて、前記設定
    時間に前記目標つぶれ量に達するようにする制御手段を
    有することを特徴とするボンディング装置。
  5. 【請求項５】請求項１、２、３または４において、前記
    ボンディングツールは、前記リード線とする接触面に一
    端の開口部を有する貫通孔を有し、前記つぶれ量検出手
    段は、前記開口部から前記リード線に光を照射し反射光
    を受光する光照射手段と、前記反射光を用いて前記リー
    ド線の変位を検出する変位検出手段を有することを特徴
    とするボンディング装置。
  6. 【請求項６】ボンディング中にリード線のつぶれ量を測
    定しながら、リード線を一定量変形させた後、超音波周
    波数を増加させてボンディングを行うことを特徴とする
    ボンディング方法。
  7. 【請求項７】ボンディング中にリード線のつぶれ量を測
    定しながら、リード線を一定量変形させた後、超音波出
    力を低下させてボンディングを行うことを特徴とするボ
    ンディング方法。
  8. 【請求項８】ボンディング面からのリード線の高さを検
    出するための検出手段と、前記高さが、予め設定された
    範囲以内に入っている場合、良品と判断し、前記範囲か
    ら外れている場合、不良品と判断する判定手段を有する
    ことを特徴とするボンディング部検査装置。
  9. 【請求項９】請求項７において、検出手段は、接合され
    たリード線及びボンディングパッド面に光を照射し、反
    射光によりリード線及びボンディングパッド面の焦点位
    置を計測し、リード線及びボンディングパッド面の焦点
    位置差からボンディング部の高さを計測することを特徴
    とするボンディング部の検査方法及び装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8714015B2 (en) 2009-03-31 2014-05-06 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Joint quality inspection and joint quality inspection method
JP2016076506A (ja) * 2014-10-02 2016-05-12 キヤノンマシナリー株式会社 ワイヤ剥離検査方法及びワイヤ剥離検査装置

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4335108C1 (de) * 1993-10-14 1995-01-05 Schunk Ultraschalltechnik Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Kompaktieren und anschließenden Schweißen von elektrischen Leitern
JPH0832112A (ja) * 1994-07-20 1996-02-02 Toyoda Gosei Co Ltd ３族窒化物半導体発光素子
JP3425492B2 (ja) 1995-08-18 2003-07-14 松下電器産業株式会社 半導体実装方法およびその装置
US5788791A (en) * 1996-07-03 1998-08-04 Branson Ultrasonics Corporation Method of determining the collapse of plastic parts
KR100235459B1 (ko) * 1997-03-28 1999-12-15 유무성 Z축 본딩 좌표 보상 기능을 가지는 와이어 본딩장치 및 그 제어 방법
JPH11191568A (ja) * 1997-12-25 1999-07-13 Shinkawa Ltd ワイヤボンディング方法及び装置
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
US6725538B2 (en) * 1998-06-16 2004-04-27 Ultex Corporation Method of connecting a terminal to a conductor
JP3942738B2 (ja) * 1998-07-17 2007-07-11 松下電器産業株式会社 バンプ接合装置及び方法、並びに半導体部品製造装置
DE19859355C2 (de) * 1998-12-22 2003-04-30 Schunk Ultraschalltechnik Gmbh Vorrichtung zum Verbinden von metallischen Werkstoffen
JP3474132B2 (ja) * 1999-09-28 2003-12-08 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション ワイヤボンディング方法および装置
US6282950B1 (en) * 2000-08-18 2001-09-04 M. E. Taylor Engineering, Inc. Method and apparatus for testing the bond strength of materials
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
JP3727616B2 (ja) * 2002-07-11 2005-12-14 株式会社新川 ワイヤボンディング装置
US20050029328A1 (en) * 2003-06-18 2005-02-10 Esec Trading Sa Method for checking the quality of a wedge bond
DE102005044048B4 (de) * 2004-09-30 2007-05-03 Unaxis International Trading Ltd. Wire Bonder
US7845542B2 (en) * 2005-09-22 2010-12-07 Palomar Technologies, Inc. Monitoring deformation and time to logically constrain a bonding process
US7612895B2 (en) * 2007-05-18 2009-11-03 Suss Microtec Inc Apparatus and method for in-situ monitoring of wafer bonding time
US8704822B2 (en) * 2008-12-17 2014-04-22 Microsoft Corporation Volumetric display system enabling user interaction
JP2011066191A (ja) * 2009-09-17 2011-03-31 Renesas Electronics Corp 半導体装置の製造方法およびボンディング装置
JP5164230B1 (ja) * 2011-09-28 2013-03-21 株式会社カイジョー ボンディング装置
WO2014077232A1 (ja) * 2012-11-16 2014-05-22 株式会社新川 ワイヤボンディング装置及びワイヤボンディング方法
EP3531146B1 (en) * 2018-02-27 2023-03-08 Mitsubishi Electric R&D Centre Europe B.V. Wire-bonded power semi-conductor module monitoring
EP3603826B1 (en) * 2018-07-31 2023-05-10 Infineon Technologies AG Method for calibrating an ultrasonic bonding machine
CN113658880A (zh) 2020-05-12 2021-11-16 联华电子股份有限公司 芯片键合应力的测量方法及芯片键合辅助结构

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU933333A2 (ru) * 1980-11-20 1982-06-07 Рижский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Способ термокомпрессионной сварки
JPS5952032B2 (ja) * 1981-04-03 1984-12-17 株式会社東芝 圧接装置
US4603802A (en) * 1984-02-27 1986-08-05 Fairchild Camera & Instrument Corporation Variation and control of bond force
DD279980B5 (de) * 1987-02-25 1994-08-04 Css Semiconductor Equipment Vorrichtung zur Ultraschall-Drahtkontaktierung
US4817848A (en) * 1988-05-12 1989-04-04 Hughes Aircraft Company Compliant motion servo
JP2535599B2 (ja) * 1988-08-30 1996-09-18 富士通株式会社 ワイヤボンディング方法
US4998664A (en) * 1989-12-22 1991-03-12 Hughes Aircraft Company Bond signature analyzer

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8714015B2 (en) 2009-03-31 2014-05-06 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Joint quality inspection and joint quality inspection method
JP2016076506A (ja) * 2014-10-02 2016-05-12 キヤノンマシナリー株式会社 ワイヤ剥離検査方法及びワイヤ剥離検査装置

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