JPH0815166B2 - ワイヤボンデイング方法 - Google Patents
ワイヤボンデイング方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明はワイヤボンディング方法に関する。
ワイヤボンディングは周知の通りキャピラリーにより
移送されたワイヤをボンディング位置に導びき、ボンデ
ィングアームにより加圧されて熱圧着によりボンディン
グされる。この加圧に際し、キャピラリに超音波振動を
重畳して熱圧着による接合部の合金化領域を広くするこ
とが一般に実用されている。
移送されたワイヤをボンディング位置に導びき、ボンデ
ィングアームにより加圧されて熱圧着によりボンディン
グされる。この加圧に際し、キャピラリに超音波振動を
重畳して熱圧着による接合部の合金化領域を広くするこ
とが一般に実用されている。
しかしながら、このようなワイヤボンディング作業を
実行すると、半導体ペレットの種類、ボンディングパッ
ドの種によってボンディングパッドの下層が破損する不
良が発生し改善が望まれていた。
実行すると、半導体ペレットの種類、ボンディングパッ
ドの種によってボンディングパッドの下層が破損する不
良が発生し改善が望まれていた。
この不良の現象によって詳査した結果、次のようなこ
とが判明した。例えばボールボンディングにおいて、初
期ボールは球状をしており、ボールがボンディング面に
接触する面積は極く少領域または点状である。従って、
加圧が大きいと針で加圧したのと同等となり破損が発生
する。特にこの状態で超音波がボンディング期間フルパ
ワー印加されると、クラックなどダメージまで進行す
る。
とが判明した。例えばボールボンディングにおいて、初
期ボールは球状をしており、ボールがボンディング面に
接触する面積は極く少領域または点状である。従って、
加圧が大きいと針で加圧したのと同等となり破損が発生
する。特にこの状態で超音波がボンディング期間フルパ
ワー印加されると、クラックなどダメージまで進行す
る。
この発明は上記点に対処してなされたもので、ペレッ
トの種類ボンディングパッドの種類によって選択的に条
件制御して、ワイヤボンディング時のペレットダメージ
を軽減ならしめたワイヤボンディング方法を提供するも
のである。
トの種類ボンディングパッドの種類によって選択的に条
件制御して、ワイヤボンディング時のペレットダメージ
を軽減ならしめたワイヤボンディング方法を提供するも
のである。
すなわち、この発明は複数のボンディング位置につい
て荷重をかけて順次ワイヤボンディングするに際し、一
ヶ所のボンディング位置でのボンディング中の荷重を変
化させる手段と、上記複数のボンディング位置でのボン
ディングについて上記荷重の変化を少なくとも2種の荷
重の変化でボンディングする手段を備えたワイヤボンデ
ィング方法を得るものである。
て荷重をかけて順次ワイヤボンディングするに際し、一
ヶ所のボンディング位置でのボンディング中の荷重を変
化させる手段と、上記複数のボンディング位置でのボン
ディングについて上記荷重の変化を少なくとも2種の荷
重の変化でボンディングする手段を備えたワイヤボンデ
ィング方法を得るものである。
次にこの発明方法の実施例を説明する。ワイヤボンデ
ィング装置については当業者において周知であるからそ
の詳細を省略する。
ィング装置については当業者において周知であるからそ
の詳細を省略する。
ボンディングアーム(図示せず)の先端に取着された
ボンディングツールに導かれたワイヤ例えばAuワイヤの
先端にトーチ例えば電気トーチ法によりボールを形成
し、このボールを第1のボンディング位置に導びき、こ
のボールをボンディングアームによる加圧で平坦化す
る。この時超音波併用のボンディングを行うと、ボンデ
ィング面との接合部を合金化で強固なボンディングが行
なわれる。この過程において、この発明の実施例は、ボ
ンディングツールによるボールへの加圧力を一ボンディ
ング期間において、ボンディング面の状態に基づいて所
望する荷重の変化に設定できるようにし予め設定(プロ
グラム)することである。例えば、第1図(A)に示す
ように、まず第1のボンディング位置にボンディングす
るに際しては、初期間の例えば5ミリ秒間第1の荷重
(この第1の荷重は、ボンディング面の状態から予め求
められ、マイコン等にプログラミングされている)を第
1図(B)に示す状態のボールにかけてボールをc図の
ように変形させて、ボンディング面例えばGaAs半導体ペ
レットに設けたAlボンディングパッド(図示せず)に接
合させる。その後(C)図のようにパッドとの接合面が
広面積になった後に後期間例えば5ミリ秒間第1の荷重
の加圧力を半分に小さくした第2の荷重をかけ、(D)
図のように接合面をさらに広範囲にする。これらの荷重
に伴ない超音波振動をボンディングツールに印加して重
畳することにより、上記接合面を強固な合金層に進行さ
せることができる。(ここで、最初にかけた荷重の加圧
力をかけたままの状態で超音波振動が印加されている
と、各ボンディング位置におけるボンディング期間の途
中で荷重を変える、すなわち最初にかけていた荷重より
小さい値の荷重をかける場合に比べて、ボールは所定の
大きさまで早く潰すことができる。しかし、逆にボール
が容易に短時間で潰れるために、その分超音波振動の印
加時間を短く設定しなければならなくなり、その結果、
超音波振動の印加が不足することになり、ボールとパッ
ドとの接合面に十分な合金層を形成することができなく
なる。さらに、例えば第1のボンディング位置であるペ
レットのボンディングパッドの表面状態も個々のボンデ
ィングパッドによって微妙に異なることもあるため、ボ
ンディング面の状態によっては、ボールが急速に潰れ過
ぎて半導体ペレットにクラック等のダメージを与える可
能性も高くなる。また、例えば回路基板に設けられた第
2のボンディング位置も、それが設置された回路基板表
面上の位置によっては、回路基板の内部構造の特性等
(第2のボンディング位置の厚さや堅さ等)から全ての
第2のボンディング位置を同じ条件でボンディングする
ことができないことがある。以上のことから、第1及び
第2の各ボンディング位置における荷重のかけ方と超音
波振動の印加のバランスを図る必要が生じるのである。
そこで、本発明は、各ボンディング位置におけるボンデ
ィング期間中の荷重のかけ方に着目し、上述した一実施
例においては、第1図(A)に示すように、例えば第1
のボンディング位置において、第1の荷重を所定時間
(例えば5ミリ秒間)かけた後、第1の荷重の半分の荷
重に設定された第2の荷重をかけるようにしたのであ
る。つまり、荷重を各ボンディング位置での1ボンディ
ング期間中の途中で減少させることにより、荷重をかけ
る時間を可能な限り長く確保させると共に、超音波振動
を十分に印加する時間も確保させることができるように
なり、荷重の付加と超音波振動の印加のバランスを図っ
てボンディングすることができるようになったのであ
る。)これでワイヤの一端側(第1のボンディング位
置)のボンディングが完了する。次にボンディングツー
ルを上昇させて、第2のボンディング位置に導びき、ウ
ェッジボンディングを実行する。この時(第2のボンデ
ィング位置でのボンディング時)の初期間、後期間にお
ける加圧値はボールボンディング時(第1のボンディン
グ位置でのボンディング時)より小さくなっている(第
1図(A)のα、β参照)。これはボンディング面が第
1のボンディング面と異なり例えば回路基板に設けられ
た第2のボンディング位置が選択されることに基づいて
いる(すなわち、ボンディング位置によって荷重のかけ
方が変えられる)。
ボンディングツールに導かれたワイヤ例えばAuワイヤの
先端にトーチ例えば電気トーチ法によりボールを形成
し、このボールを第1のボンディング位置に導びき、こ
のボールをボンディングアームによる加圧で平坦化す
る。この時超音波併用のボンディングを行うと、ボンデ
ィング面との接合部を合金化で強固なボンディングが行
なわれる。この過程において、この発明の実施例は、ボ
ンディングツールによるボールへの加圧力を一ボンディ
ング期間において、ボンディング面の状態に基づいて所
望する荷重の変化に設定できるようにし予め設定(プロ
グラム)することである。例えば、第1図(A)に示す
ように、まず第1のボンディング位置にボンディングす
るに際しては、初期間の例えば5ミリ秒間第1の荷重
(この第1の荷重は、ボンディング面の状態から予め求
められ、マイコン等にプログラミングされている)を第
1図(B)に示す状態のボールにかけてボールをc図の
ように変形させて、ボンディング面例えばGaAs半導体ペ
レットに設けたAlボンディングパッド(図示せず)に接
合させる。その後(C)図のようにパッドとの接合面が
広面積になった後に後期間例えば5ミリ秒間第1の荷重
の加圧力を半分に小さくした第2の荷重をかけ、(D)
図のように接合面をさらに広範囲にする。これらの荷重
に伴ない超音波振動をボンディングツールに印加して重
畳することにより、上記接合面を強固な合金層に進行さ
せることができる。(ここで、最初にかけた荷重の加圧
力をかけたままの状態で超音波振動が印加されている
と、各ボンディング位置におけるボンディング期間の途
中で荷重を変える、すなわち最初にかけていた荷重より
小さい値の荷重をかける場合に比べて、ボールは所定の
大きさまで早く潰すことができる。しかし、逆にボール
が容易に短時間で潰れるために、その分超音波振動の印
加時間を短く設定しなければならなくなり、その結果、
超音波振動の印加が不足することになり、ボールとパッ
ドとの接合面に十分な合金層を形成することができなく
なる。さらに、例えば第1のボンディング位置であるペ
レットのボンディングパッドの表面状態も個々のボンデ
ィングパッドによって微妙に異なることもあるため、ボ
ンディング面の状態によっては、ボールが急速に潰れ過
ぎて半導体ペレットにクラック等のダメージを与える可
能性も高くなる。また、例えば回路基板に設けられた第
2のボンディング位置も、それが設置された回路基板表
面上の位置によっては、回路基板の内部構造の特性等
(第2のボンディング位置の厚さや堅さ等)から全ての
第2のボンディング位置を同じ条件でボンディングする
ことができないことがある。以上のことから、第1及び
第2の各ボンディング位置における荷重のかけ方と超音
波振動の印加のバランスを図る必要が生じるのである。
そこで、本発明は、各ボンディング位置におけるボンデ
ィング期間中の荷重のかけ方に着目し、上述した一実施
例においては、第1図(A)に示すように、例えば第1
のボンディング位置において、第1の荷重を所定時間
(例えば5ミリ秒間)かけた後、第1の荷重の半分の荷
重に設定された第2の荷重をかけるようにしたのであ
る。つまり、荷重を各ボンディング位置での1ボンディ
ング期間中の途中で減少させることにより、荷重をかけ
る時間を可能な限り長く確保させると共に、超音波振動
を十分に印加する時間も確保させることができるように
なり、荷重の付加と超音波振動の印加のバランスを図っ
てボンディングすることができるようになったのであ
る。)これでワイヤの一端側(第1のボンディング位
置)のボンディングが完了する。次にボンディングツー
ルを上昇させて、第2のボンディング位置に導びき、ウ
ェッジボンディングを実行する。この時(第2のボンデ
ィング位置でのボンディング時)の初期間、後期間にお
ける加圧値はボールボンディング時(第1のボンディン
グ位置でのボンディング時)より小さくなっている(第
1図(A)のα、β参照)。これはボンディング面が第
1のボンディング面と異なり例えば回路基板に設けられ
た第2のボンディング位置が選択されることに基づいて
いる(すなわち、ボンディング位置によって荷重のかけ
方が変えられる)。
−ボンディング位置におけるボンディング中の荷重の
変化は第1図(A)に示すような2ステップの階段波の
ほか、3段階でも4段階でもよいし、荷重の変化を段続
的でなく、連続的に変化させてもよい。
変化は第1図(A)に示すような2ステップの階段波の
ほか、3段階でも4段階でもよいし、荷重の変化を段続
的でなく、連続的に変化させてもよい。
ボンディング荷重の印加はボンディングアームのZ軸
方向駆動をリニアモータで構成し、このリニアモータの
電流値を第1図(A)の波形に制御してもよい。リニア
モータによるZ軸駆動でなくパルスモータによるZ軸駆
動でも同様にモータ駆動の電流波形を第1図(A)のよ
うにしてもよい。
方向駆動をリニアモータで構成し、このリニアモータの
電流値を第1図(A)の波形に制御してもよい。リニア
モータによるZ軸駆動でなくパルスモータによるZ軸駆
動でも同様にモータ駆動の電流波形を第1図(A)のよ
うにしてもよい。
さらに、ボンディングアームZ軸駆動制御をマイコン
などのCPUに予め第1図(A)に示すような設定値をプ
ログラムし、このプログラムの設定値の指令に従ってZ
軸駆動モータを制御してもよい。
などのCPUに予め第1図(A)に示すような設定値をプ
ログラムし、このプログラムの設定値の指令に従ってZ
軸駆動モータを制御してもよい。
このようなボンディングは、例えば1つの回路基板に
複数個のICをダイボンディングしたものをさらにワイヤ
ボンディングする場合のように複数のワイヤボンディン
グ箇所のあるようなボンディングは、この一回路基板に
ついて連続してボンディングが実行されるが、この発明
の実施例では各ボンディング面の状態に応じて条件を選
択する。これは、マイコンなどにプログラムすることに
より、最適ボンディングが実行できる。
複数個のICをダイボンディングしたものをさらにワイヤ
ボンディングする場合のように複数のワイヤボンディン
グ箇所のあるようなボンディングは、この一回路基板に
ついて連続してボンディングが実行されるが、この発明
の実施例では各ボンディング面の状態に応じて条件を選
択する。これは、マイコンなどにプログラムすることに
より、最適ボンディングが実行できる。
超音波併用ワイヤボンディングのほか、熱圧着ワイヤ
ボンディングなど選択的に実行できる。
ボンディングなど選択的に実行できる。
以上説明したように、本発明方法によれば、各ボンデ
ィング面の状態に応じて夫々ボンディング荷重を変化さ
せながら、各ボンディング点に最適な荷重をかけたワイ
ヤボンディングを実行することができる。
ィング面の状態に応じて夫々ボンディング荷重を変化さ
せながら、各ボンディング点に最適な荷重をかけたワイ
ヤボンディングを実行することができる。
第1図(A)は、第1のボンディング位置及び第2のボ
ンディング位置それぞれの位置における1ボンディング
期間中のボンディング荷重の変化を示す図、第1図
(B)乃至(D)は、第1図(A)に示す第1のボンデ
ィング位置における荷重変化に伴うボールの潰れ方の一
例を示す図である。
ンディング位置それぞれの位置における1ボンディング
期間中のボンディング荷重の変化を示す図、第1図
(B)乃至(D)は、第1図(A)に示す第1のボンデ
ィング位置における荷重変化に伴うボールの潰れ方の一
例を示す図である。
Claims (3)
- 【請求項1】第1のボンディング位置とこの第1のボン
ディング位置と対応する第2のボンディング位置とをワ
イヤボンディングするワイヤボンディング方法におい
て、上記第1のボンディング位置及び上記第2のボンデ
ィング位置の各ボンディング位置の状態に基づいて設定
された各ボンディング位置のボンディング条件に基づ
き、各ボンディング位置における各ボンディング動作中
にボンディング荷重を変化させてボンディングすること
を特徴とするワイヤボンディング方法。 - 【請求項2】上記ボンディング荷重の変化は、連続的に
行われることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
ワイヤボンディング方法。 - 【請求項3】上記ボンディング荷重の変化は、段階的に
行われることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
ワイヤボンディング方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60049318A JPH0815166B2 (ja) | 1985-03-14 | 1985-03-14 | ワイヤボンデイング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60049318A JPH0815166B2 (ja) | 1985-03-14 | 1985-03-14 | ワイヤボンデイング方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61208836A JPS61208836A (ja) | 1986-09-17 |
JPH0815166B2 true JPH0815166B2 (ja) | 1996-02-14 |
Family
ID=12827614
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60049318A Expired - Fee Related JPH0815166B2 (ja) | 1985-03-14 | 1985-03-14 | ワイヤボンデイング方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0815166B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0231439A (ja) * | 1988-07-21 | 1990-02-01 | Texas Instr Japan Ltd | ボンディング方法及びその装置 |
JPH0244745A (ja) * | 1988-08-05 | 1990-02-14 | Sharp Corp | ワイヤボンディング方法 |
JPH02101754A (ja) * | 1988-10-11 | 1990-04-13 | Hitachi Ltd | ボンディング方法及びボンディング装置 |
JP2657709B2 (ja) * | 1990-05-16 | 1997-09-24 | 株式会社カイジョー | ワイヤボンディング装置並びにその方法 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61101039A (ja) * | 1984-10-24 | 1986-05-19 | Hitachi Ltd | ワイヤボンデイング方法および装置 |
-
1985
- 1985-03-14 JP JP60049318A patent/JPH0815166B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS61208836A (ja) | 1986-09-17 |
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