JPH0831886A - Wire bonding method and apparatus - Google Patents

Wire bonding method and apparatus

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JPH0831886A
JPH0831886A JP16763094A JP16763094A JPH0831886A JP H0831886 A JPH0831886 A JP H0831886A JP 16763094 A JP16763094 A JP 16763094A JP 16763094 A JP16763094 A JP 16763094A JP H0831886 A JPH0831886 A JP H0831886A
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JP
Japan
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bonding
ball
wire
thickness
value
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JP16763094A
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Japanese (ja)
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Tominori Takahashi
富視 高橋
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Hitachi Ltd
Renesas Semiconductor Package and Test Solutions Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Yonezawa Electronics Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide a wire bonding apparatus which forms balls on all pad electrodes in the desired thickness. CONSTITUTION:A wire bonding apparatus comprises a bonding tool for pressing a ball formed at the end part of a bonding wire to a pad electrode of a semiconductor chip, a ball thickness measuring sensor 14 for measuring thickness of the ball which is deformed on the pad electrode and a comparator 17 for outputting a comparison value between the measured value of the ball thickness measuring sensor 14 and preset thickness of ball. When the comparator 17 provides the result that the measured value does not reach the preset value, the ball is further deformed by driving a controller 20 of the driving system. Meanwhile, when the measured value has reached the preset value, the apparatus controller 18 terminate the bonding work is provided.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はワイヤボンディング方法
および装置に関し、特に、ボールボンディングによるワ
イヤボンディングにおいて安定したボンダビリティを得
ることのできる技術に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wire bonding method and apparatus, and more particularly to a technique capable of obtaining stable bondability in wire bonding by ball bonding.

【０００２】[0002]

【従来の技術】所定の回路が形成されてリードフレーム
に搭載された半導体チップには、これに形成されたパッ
ド電極とリードとをＡｕ線やＡｌ線などからなるボンデ
ィングワイヤを用いて電気的に接続するワイヤボンディ
ングが行われる。このワイヤボンディングの中でも、電
気トーチによりボンディングワイヤの先端にボールを形
成し、これをキャピラリで押圧してパッド電極側の接続
を行うボールボンディングにあっては、ボンダビリティ
の優劣はパッド電極上に形成されたボールの厚さに依存
する側面がある。すなわち、ボール厚が所定の厚さにな
いケースとしては、ボールが潰れた場合やボンディング
ワイヤがパッド電極に圧着されていない場合などがあ
り、このような場合には接合部の強度が確保されないこ
とになる。2. Description of the Related Art In a semiconductor chip formed with a predetermined circuit and mounted on a lead frame, the pad electrodes and leads formed on the semiconductor chip are electrically connected to each other by using a bonding wire made of Au wire, Al wire or the like. Wire bonding for connection is performed. Among these wire bonds, in ball bonding in which a ball is formed at the tip of the bonding wire by an electric torch and the capillary is pressed to connect to the pad electrode side, the superiority and inferiority of bondability is formed on the pad electrode. There is an aspect that depends on the thickness of the formed ball. That is, as a case where the ball thickness is not a predetermined thickness, there is a case where the ball is crushed or the bonding wire is not crimped to the pad electrode. In such a case, the strength of the bonding portion cannot be ensured. become.

【０００３】したがって、ワイヤボンディングにおける
ボール厚のコントロールは非常に重要な問題になってく
る。Therefore, controlling the ball thickness in wire bonding becomes a very important issue.

【０００４】従来、ワイヤボンディングにおけるボンダ
ビリティの向上に関しては、たとえば特開昭５５−１２
３１９８号公報に示されるように、ボールの酸化を防止
して接合強度をアップする技術や、オーム社発行、「Ｌ
ＳＩハンドブック」（昭和５９年１１月３０日発行）、
Ｐ４０８〜Ｐ４０９に示されるように、荷重、温度、圧
着時間を適当な条件に設定することで良好な接合状態を
得る技術が開示されている。Conventionally, regarding the improvement of bondability in wire bonding, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 55-12.
As disclosed in Japanese Patent No. 3198, there is a technique for increasing the bonding strength by preventing the oxidation of balls, and "L" issued by Ohmsha.
SI Handbook "(issued November 30, 1984),
As shown in P408 to P409, there is disclosed a technique for obtaining a good bonding state by setting load, temperature, and pressure bonding time to appropriate conditions.

【０００５】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、半導体チップ
におけるそれぞれのパッド電極では、形成された酸化膜
や蒸着されたＡｌよりなるパッド電極の面積が区々であ
り、したがって、上記した技術のように、一律の条件で
は安定して所定厚のボールを形成することは困難であ
る。However, in each pad electrode in the semiconductor chip, the area of the pad electrode made of the formed oxide film or vapor-deposited Al is different. Therefore, as in the technique described above, However, under uniform conditions, it is difficult to stably form a ball having a predetermined thickness.

【０００６】そこで、本発明の目的は、全てのパッド電
極上に形成されたボールのボール厚を所望の厚さとする
ことのできるワイヤボンディングについての技術を提供
することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a technique for wire bonding which allows the balls formed on all pad electrodes to have a desired ball thickness.

【０００７】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかにな
るであろう。The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

【０００８】[0008]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を説明すれば、次の通
りである。The typical ones of the inventions disclosed in the present application will be outlined below.

【０００９】すなわち、本発明によるワイヤボンディン
グ方法は、半導体チップのパッド電極にボンディングワ
イヤ先端のボールを押圧すると同時にボールのボール厚
を測定し、このボール厚が所定の設定値にまで達したと
きにボンディングを終了させるものである。That is, in the wire bonding method according to the present invention, the ball at the tip of the bonding wire is pressed against the pad electrode of the semiconductor chip, and at the same time, the ball thickness of the ball is measured, and when the ball thickness reaches a predetermined set value. Bonding is completed.

【００１０】また、本発明によるワイヤボンディング装
置は、ボンディングワイヤ先端に形成されたボールを半
導体チップのパッド電極に押圧するボンディングツール
と、パッド電極上で変形するボールのボール厚を測定す
るボール厚測定手段と、このボール厚測定手段による測
定値と予め入力されたボール厚の設定値との比較値を出
力するボール厚比較手段と、ボール厚比較手段により測
定値が設定値に達していないときにはボンディング条件
制御手段を駆動させてさらにボールを変形させる一方、
測定値が設定値に達したときにはボンディングを終了さ
せる装置制御手段とを有するものである。この場合にお
いて、前記ワイヤボンディング装置は、荷重と熱と超音
波振動とを利用してボンディングを行う超音波併用熱圧
着ワイヤボンディング装置とすることができる。Further, the wire bonding apparatus according to the present invention includes a bonding tool for pressing the ball formed at the tip of the bonding wire against the pad electrode of the semiconductor chip, and a ball thickness measurement for measuring the ball thickness of the ball deformed on the pad electrode. Means, a ball thickness comparing means for outputting a comparison value between the measured value by the ball thickness measuring means and a preset value of the ball thickness inputted in advance, and bonding when the measured value does not reach the set value by the ball thickness comparing means. While driving the condition control means to further deform the ball,
And a device control means for ending the bonding when the measured value reaches the set value. In this case, the wire bonding apparatus may be an ultrasonic combined thermocompression bonding wire bonding apparatus that performs bonding using load, heat, and ultrasonic vibration.

【００１１】[0011]

【作用】上記した手段によれば、ボンディングワイヤの
先端部に形成されたボールのボール厚が所定の設定値に
達するまでボールが変形してからボンディングを終了さ
せることになるので、全てのパッド電極と接続されたボ
ールのボール厚を所望の厚さとすることができ、パッド
電極とボンディングワイヤとの接合部において所定の強
度を確保することが可能になる。According to the above-mentioned means, the ball is deformed until the ball thickness of the ball formed at the tip of the bonding wire reaches a predetermined set value, and then the bonding is completed. The ball thickness of the ball connected to can be set to a desired thickness, and a predetermined strength can be ensured at the joint between the pad electrode and the bonding wire.

【００１２】[0012]

【実施例】以下、本発明の実施例を、図面に基づいて詳
細に説明する。Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.

【００１３】図１は本発明の一実施例であるワイヤボン
ディング装置を示す概略図、図２は図１のワイヤボンデ
ィング装置によるボール厚制御機構のブロック図、図３
は図１のワイヤボンディング装置による半導体チップと
ボンディングワイヤとの接合状態を示す側面図、図４は
図１のワイヤボンディング装置によるボール厚制御手順
を示すチャート図である。FIG. 1 is a schematic view showing a wire bonding apparatus which is an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of a ball thickness control mechanism by the wire bonding apparatus of FIG. 1, and FIG.
1 is a side view showing a bonding state of a semiconductor chip and a bonding wire by the wire bonding apparatus of FIG. 1, and FIG. 4 is a chart showing a ball thickness control procedure by the wire bonding apparatus of FIG.

【００１４】テーブル駆動モータ１により水平方向に移
動自在とされたＸ−Ｙテーブル２の上部には、垂直方向
に移動自在とされたボンディングヘッド３が取り付けら
れている。ボンディングヘッド３に設けられたアーム軸
受け５にはボンディングアーム４が回転自在に支持され
ている。したがって、このボンディングアーム４は、ア
ーム軸受け５による傾斜運動を伴って水平方向および垂
直方向の任意の位置に移動可能となる。A bonding head 3 which is vertically movable is attached to the upper portion of an XY table 2 which is horizontally movable by a table drive motor 1. A bonding arm 4 is rotatably supported by an arm bearing 5 provided on the bonding head 3. Therefore, the bonding arm 4 can move to any position in the horizontal direction and the vertical direction with the tilt motion of the arm bearing 5.

【００１５】ボンディングアーム４には、超音波発振子
７が内蔵されたホーン支持ブロック８が取り付けられて
いる。そして、図示しない超音波発信源によって駆動さ
れる超音波発振子７から発生される超音波振動が、ホー
ン支持ブロック８に支持されてボンディングアーム４と
平行位置に設けられた超音波発振ホーン６の先端部に固
定されたキャピラリ（ボンディングツール）９に伝達さ
れる。軸心にボンディングワイヤ１０を通すための細孔
（図示せず）が開設されたキャピラリ９は、その近傍に
設けられた電気トーチ１１からの放電によってボンディ
ングワイヤ１０の先端に形成されたボール１０ａ（図
３）をリードフレーム１２上に搭載された半導体チップ
１３のパッド電極１３ａ（図３）に熱圧着方式で押圧し
てボンディングするものである。したがって、このワイ
ヤボンディング装置は、圧力と熱に加えて超音波振動を
も利用した超音波併用熱圧着ワイヤボンディング装置と
いうことになる。A horn support block 8 containing an ultrasonic oscillator 7 is attached to the bonding arm 4. Then, ultrasonic vibration generated from the ultrasonic oscillator 7 driven by an ultrasonic transmission source (not shown) is generated by the ultrasonic oscillation horn 6 supported by the horn support block 8 and provided in a position parallel to the bonding arm 4. It is transmitted to the capillary (bonding tool) 9 fixed to the tip. The capillary 9 having a hole (not shown) for allowing the bonding wire 10 to pass therethrough is formed on the axis of the ball 10a (formed at the tip of the bonding wire 10 by the discharge from the electric torch 11 provided in the vicinity thereof). 3) is pressed against the pad electrode 13a (FIG. 3) of the semiconductor chip 13 mounted on the lead frame 12 by thermocompression bonding for bonding. Therefore, this wire bonding apparatus is an ultrasonic combined thermocompression bonding wire bonding apparatus that utilizes ultrasonic vibration in addition to pressure and heat.

【００１６】キャピラリ９を上下方向に移動させるボン
ディングヘッド３には、アーム軸受け５を中心にして傾
斜するボンディングヘッド３の傾きを介してキャピラリ
９の移動距離を測定し、これによってボール厚ｔ（図
３）を測定するボール厚測定センサ（ボール厚測定手
段）１４が設けられている。すなわち、ボンディングヘ
ッド３に取り付けられたセンサ取付架台１５側には位置
検出センサ１４ａが、ボンディングヘッド３側には位置
検出板１４ｂがそれぞれ設けられており、パッド電極１
３ａに押圧されて変形するボール１０ａとともに上昇す
るキャピラリ９の上昇運動が伝達されるボンディングヘ
ッド３に取り付けられた位置検出板１４ｂと、この位置
検出板１４ｂが接近していく位置検出センサ１４ａとの
距離を測定し、これをキャピラリ９の先端とパッド電極
１３ａとの距離がゼロのときにおける両者の距離と比較
することによってボール厚ｔを測定するものである。For the bonding head 3 for moving the capillary 9 in the vertical direction, the moving distance of the capillary 9 is measured through the inclination of the bonding head 3 which is inclined around the arm bearing 5, and the ball thickness t (see FIG. A ball thickness measuring sensor (ball thickness measuring means) 14 for measuring 3) is provided. That is, the position detecting sensor 14a is provided on the side of the sensor mounting base 15 attached to the bonding head 3, and the position detecting plate 14b is provided on the side of the bonding head 3 respectively.
The position detecting plate 14b attached to the bonding head 3 to which the ascending motion of the capillary 9 that is lifted together with the ball 10a that is pressed by the deforming ball 3a is transmitted and the position detecting sensor 14a that the position detecting plate 14b approaches. The ball thickness t is measured by measuring the distance and comparing it with the distance between the tip of the capillary 9 and the pad electrode 13a when the distance is zero.

【００１７】図２に示すように、位置検出センサ１４ａ
と位置検出板１４ｂとからなるボール厚測定センサ１４
によって測定されたボール厚ｔの測定値は、アンプ１６
によって増幅されてコンパレータ（ボール厚比較手段）
１７に送られる。コンパレータ１７では、予め入力され
た所望のボール厚ｔの設定値と送られた測定値とを比較
して比較値を出力し、この比較値はボンディング装置全
体の作動を制御する装置制御部（装置制御手段）１８に
送られる。As shown in FIG. 2, the position detecting sensor 14a
Ball thickness measuring sensor 14 including a position detecting plate 14b and
The measured value of the ball thickness t measured by
Amplified by the comparator (ball thickness comparison means)
Sent to 17. The comparator 17 compares the preset input value of the desired ball thickness t and the sent measurement value and outputs a comparison value. The comparison value controls the operation of the entire bonding apparatus (apparatus control unit (apparatus). Control means) 18.

【００１８】コンパレータ１７により測定値が設定値に
達していない場合には、このような比較値を受け取った
装置制御部１８は、ボンディングヘッド制御部１９を介
してキャピラリ９による押圧状態をさらに継続させると
ともに、駆動系制御部（ボンディング条件制御手段）２
０によって前記した超音波発振ホーン６による超音波振
動をボール１０ａに印加し続ける。一方、超音波振動を
加えられてボール厚ｔが設定値に達した場合には、この
ような比較値をコンパレータ１７から受け取った装置制
御部１８は、ボンディングヘッド制御部１９を介してキ
ャピラリ９による押圧状態を解除させるとともに、駆動
系制御部２０による超音波振動の印加を停止させボンデ
ィングを終了させる。これによって、図３に示すよう
に、ボール厚ｔが所望の値となるようになっている。When the measured value has not reached the set value by the comparator 17, the device control section 18 which has received such a comparative value further continues the pressing state by the capillary 9 via the bonding head control section 19. Together with the drive system control unit (bonding condition control means) 2
When 0, the ultrasonic vibration by the ultrasonic oscillating horn 6 is continuously applied to the ball 10a. On the other hand, when ultrasonic vibration is applied and the ball thickness t reaches the set value, the device control unit 18 that receives such a comparison value from the comparator 17 causes the capillary 9 to operate via the bonding head control unit 19. The pressed state is released, and the application of ultrasonic vibration by the drive system controller 20 is stopped to terminate the bonding. As a result, the ball thickness t becomes a desired value as shown in FIG.

【００１９】キャピラリ９の細孔には、スプール（図示
せず）から供給されるボンディングワイヤ１０が貫通さ
れており、スプールとキャピラリ９との間に設けられた
クランプ２１によって適時にこのボンディングワイヤ１
０が挟まれるようになっている。A bonding wire 10 supplied from a spool (not shown) penetrates through the pores of the capillary 9, and the bonding wire 1 is timely provided by a clamp 21 provided between the spool and the capillary 9.
0 is sandwiched.

【００２０】キャピラリ９の下方には、半導体チップ１
３の搭載されたリードフレーム１２が送給されるフレー
ムフィーダ２２が位置している。このフレームフィーダ
２２には、半導体チップ１３を加熱してたとえばＡｕよ
りなるボンディングワイヤ１０とＡｌよりなるパッド電
極１３ａとの間の金属の拡散を促すヒータ２３が、リー
ドフレーム１２と接触するヒータブロック２４に内蔵し
て設けられている。Below the capillary 9, the semiconductor chip 1 is provided.
The frame feeder 22 to which the three mounted lead frames 12 are fed is located. In the frame feeder 22, a heater 23 that heats the semiconductor chip 13 to promote the diffusion of metal between the bonding wire 10 made of Au and the pad electrode 13a made of Al, for example, is a heater block 24 in contact with the lead frame 12. It is built in.

【００２１】次に、このようなワイヤボンディング装置
によるボンディング動作について説明する。Next, a bonding operation by such a wire bonding apparatus will be described.

【００２２】まず、キャピラリ９に貫通されたボンディ
ングワイヤ１０の先端部には、電気トーチ１１からの放
電によって溶融されてボール１０ａが形成される。次
に、テーブル駆動モータ１に駆動されたＸ−Ｙテーブル
２によって、キャピラリ９の先端部が目標とする半導体
チップ１３のパッド電極１３ａの直上部に位置決めされ
る。そして、ボンディングアーム４が半導体チップ１３
の方向に回転することによってキャピラリ９がパッド電
極１３ａの上に着地し、ボンディングワイヤ１０の先端
部に形成されたボール１０ａが押圧されて熱圧着される
と同時に、超音波発振ホーン６を介してキャピラリ９に
超音波振動が伝達され、超音波併用による熱圧着ワイヤ
ボンディングが行われる。First, a ball 10a is formed at the tip of the bonding wire 10 penetrating the capillary 9 by being melted by the discharge from the electric torch 11. Next, the tip of the capillary 9 is positioned directly above the target pad electrode 13a of the semiconductor chip 13 by the XY table 2 driven by the table drive motor 1. Then, the bonding arm 4 is attached to the semiconductor chip 13.
The capillary 9 lands on the pad electrode 13a by rotating in the direction of the arrow, and the ball 10a formed at the tip of the bonding wire 10 is pressed and thermocompressed, and at the same time, the ultrasonic wave is generated through the ultrasonic wave horn 6. Ultrasonic vibrations are transmitted to the capillary 9, and thermocompression bonding wire bonding is performed by using ultrasonic waves together.

【００２３】このようなボンディング動作において、ボ
ンディングワイヤ１０に形成されたボール１０ａを所定
のボール厚ｔに制御する手順を図４に基づいて説明する
と次のようになる。In such a bonding operation, the procedure for controlling the ball 10a formed on the bonding wire 10 to a predetermined ball thickness t will be described with reference to FIG.

【００２４】ボンディングワイヤ１０のボール１０ａが
半導体チップ１３のパッド電極１３ａの上に着地するス
テップＳ１が実行されると、キャピラリ９による荷重、
ヒータ２３による熱、および超音波発振ホーン６による
超音波振動によって、Ａｕよりなるボンディングワイヤ
１０とＡｌよりなるパッド電極１３ａとの間で金属の拡
散結合が行われるとともに、このボール１０ａを変形さ
せるステップＳ２が実行され、これによってボール厚ｔ
が増加して行く。When step S1 in which the ball 10a of the bonding wire 10 lands on the pad electrode 13a of the semiconductor chip 13 is executed, the load by the capillary 9
By the heat generated by the heater 23 and the ultrasonic vibration generated by the ultrasonic horn 6, metal diffusion bonding is performed between the bonding wire 10 made of Au and the pad electrode 13a made of Al, and the ball 10a is deformed. S2 is executed, which causes the ball thickness t
Will increase.

【００２５】次に、ステップＳ３により、このときのボ
ール厚ｔが前記したボール厚測定センサ１４により測定
され、ステップＳ４により、ボール厚ｔがたとえば２０
μｍという設定値に達したか否かが判断される。ボール
厚ｔがたとえば２２μｍで、設定値である２０μｍに達
したと判断されると、ステップＳ５により、装置制御部
１８によってキャピラリ９によるボール押圧動作と超音
波振動の印加動作が停止されてボンディングを終了させ
る。Next, in step S3, the ball thickness t at this time is measured by the ball thickness measuring sensor 14 described above, and in step S4, the ball thickness t is, for example, 20.
It is determined whether or not the set value of μm is reached. When it is determined that the ball thickness t is, for example, 22 μm and reaches the set value of 20 μm, in step S5, the device control unit 18 stops the ball pressing operation by the capillary 9 and the ultrasonic vibration applying operation to perform bonding. To finish.

【００２６】一方、ステップＳ４により、ボール厚ｔが
たとえば１８μｍで、設定値である２０μｍに達してい
ないと判断されると、ステップＳ２に戻って装置制御部
１８によるボール押圧動作と超音波振動の印加動作が継
続され、再びステップＳ３によりボール厚ｔが測定さ
れ、ステップＳ４により設定値に達したか否かが判断さ
れるルーチンが繰り返される。そして、ボール厚ｔの測
定値が２０μｍ以上となりステップＳ４で設定値である
２０μｍに達したと判断されると、ステップＳ５により
ボンディングを終了させる。On the other hand, when it is determined in step S4 that the ball thickness t is, for example, 18 μm and has not reached the set value of 20 μm, the process returns to step S2 and the ball pressing operation and ultrasonic vibration of the device controller 18 are performed. The application operation is continued, the ball thickness t is measured again in step S3, and the routine of determining whether or not it has reached the set value in step S4 is repeated. Then, when it is determined that the measured value of the ball thickness t becomes 20 μm or more and reaches the set value of 20 μm in step S4, the bonding is ended in step S5.

【００２７】このような手順を経て、図３に示すよう
に、パッド電極１３ａと接続されたボンディングワイヤ
１０のボール厚ｔが所望の値（ここでは２０μｍ）とな
る。Through this procedure, as shown in FIG. 3, the ball thickness t of the bonding wire 10 connected to the pad electrode 13a becomes a desired value (here, 20 μm).

【００２８】パッド電極１３ａ側に対するボンディング
が行われた後、キャピラリ９が上昇するとともにＸ−Ｙ
テーブル２が駆動され、ボンディングワイヤ１０がルー
プを形成しながら引き出されてキャピラリ９がリードフ
レーム１２上のボンディングポスト１２ａ（図３）の直
上に移動する。After bonding to the pad electrode 13a side, the capillary 9 rises and XY
The table 2 is driven, the bonding wire 10 is pulled out while forming a loop, and the capillary 9 moves directly above the bonding post 12a (FIG. 3) on the lead frame 12.

【００２９】そして、キャピラリ９が降下し、その先端
部によってボンディングワイヤ１０の側面部がボンディ
ングポスト１２ａに押圧されると同時にキャピラリ９に
超音波振動が印加されてループ端が圧着される。最後
に、クランプ２１によってボンディングワイヤ１０がキ
ャピラリ９側に固定された状態でキャピラリ９が上昇
し、これによってボンディングワイヤ１０がボンディン
グポスト１２ａの近傍で切断されて一対のパッド電極１
３ａおよびボンディングポスト１２ａ間のワイヤボンデ
ィングが完了する。Then, the capillary 9 descends, the side surface of the bonding wire 10 is pressed by the tip of the capillary 9 against the bonding post 12a, and at the same time ultrasonic vibration is applied to the capillary 9 to crimp the loop end. Finally, the capillary 9 rises with the bonding wire 10 fixed to the capillary 9 side by the clamp 21, whereby the bonding wire 10 is cut near the bonding post 12a and the pair of pad electrodes 1
Wire bonding between 3a and the bonding post 12a is completed.

【００３０】そして、このような一連のボンディング動
作を繰り返すことによって、複数のパッド電極１３ａお
よびボンディングポスト１２ａ間のワイヤボンディング
が、パッド電極１３ａ上に形成されたボール１０ａのボ
ール厚ｔがすべて所望の値以上とされつつ実行される。
したがって、パッド電極１３ａとボンディングワイヤ１
０との接合部は、いずれの箇所も所定の強度が確保され
たものになる。By repeating such a series of bonding operations, wire bonding between the plurality of pad electrodes 13a and the bonding posts 12a can be performed at all desired ball thicknesses t of the balls 10a formed on the pad electrodes 13a. It is executed while being over the value.
Therefore, the pad electrode 13a and the bonding wire 1
The joint portion with 0 has a predetermined strength secured at any position.

【００３１】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々変更可能であることは言うまでもない。Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to the embodiments and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.

【００３２】たとえば、本実施例においては、ボンディ
ングヘッド３に取り付けられた位置検出板１４ｂと位置
検出センサ１４ａとの距離を測定するボール厚測定セン
サ１４を設けることで間接的にボール厚ｔの測定を行っ
ているが、ボール厚ｔの測定はこの他にも種々の手段に
よることができる。たとえば、ボール１０ａの近傍にた
とえば光センサなどを取り付け、直接ボール厚ｔを測定
することなどが考えられる。For example, in this embodiment, the ball thickness t is indirectly measured by providing the ball thickness measuring sensor 14 for measuring the distance between the position detecting plate 14b attached to the bonding head 3 and the position detecting sensor 14a. The ball thickness t can be measured by various means other than the above. For example, an optical sensor or the like may be attached near the ball 10a to directly measure the ball thickness t.

【００３３】また、本実施例に示すワイヤボンディング
装置は、荷重と熱と超音波振動とを利用してボンディン
グを行う超音波併用熱圧着ワイヤボンディング装置であ
るが、これを荷重と熱とでボンディングを行う熱圧着ワ
イヤボンディング装置や、荷重と超音波振動とでボンデ
ィングを行う超音波ワイヤボンディング装置とすること
も可能である。Further, the wire bonding apparatus shown in this embodiment is an ultrasonic combined thermocompression bonding wire bonding apparatus for performing bonding using load, heat and ultrasonic vibration. It is also possible to use a thermocompression-bonding wire bonding device for performing the above, or an ultrasonic wire bonding device for performing bonding with a load and ultrasonic vibration.

【００３４】さらに、ボンディングワイヤ１０について
も、本実施例に示すようなＡｕ線に限定されるものでは
なく、たとえばＡｌ線やＣｕ線などのような他の金属と
することができる。Further, the bonding wire 10 is not limited to the Au wire as shown in this embodiment, but other metal such as Al wire or Cu wire can be used.

【００３５】駆動系制御部２０についても、本実施例に
おいてはこれによって超音波振動をボール１０ａに加え
ることでボール１０ａを変形させているが、キャピラリ
９によってさらにパッド電極１３ａに対する押圧を継続
し、ヒータ２３による熱によってボール１０ａを変形さ
せることもできる。Also in the drive system control section 20, in this embodiment, the ball 10a is deformed by applying ultrasonic vibration to the ball 10a, but the capillary 9 continues to press the pad electrode 13a. The ball 10a can be deformed by the heat generated by the heater 23.

【００３６】なお、本実施例による所望のボール厚ｔは
２０μｍとされているが、この値に限定されるものでは
なく、任意の値をとることができるのは勿論である。Although the desired ball thickness t according to the present embodiment is set to 20 μm, it is not limited to this value, and it goes without saying that it can take any value.

【００３７】さらに、以上の説明では、主として本発明
者によってなされた発明をその背景となった利用分野で
あるワイヤボンディング装置について説明したが、それ
に限定されるものではなく、部材の高さを制御する必要
のある他の種々の装置に適用することが可能である。Furthermore, in the above description, the wire bonding apparatus, which is the field of application of the invention made mainly by the present inventor, has been described, but the invention is not limited thereto, and the height of the member is controlled. It can be applied to various other devices that need to be installed.

【００３８】[0038]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以
下の通りである。The effects obtained by the typical ones of the inventions disclosed in this application will be briefly described as follows.

【００３９】(1).すなわち、本発明によるワイヤボンデ
ィングの技術によれば、ボンディングワイヤの先端部に
形成されたボールのボール厚が所定の設定値に達するま
でボールが変形してからボンディングを終了させること
になるので、全てのパッド電極と接続されたボールのボ
ール厚を所望の厚さとすることができる。(1) That is, according to the wire bonding technique of the present invention, the ball is deformed until the ball thickness of the ball formed at the tip of the bonding wire reaches a predetermined set value, and then the bonding is completed. Therefore, the ball thickness of the balls connected to all the pad electrodes can be set to a desired thickness.

【００４０】(2).したがって、パッド電極とボンディン
グワイヤとの接合部における圧着不良などの低減を図る
ことが可能になるとともに、いずれの接合箇所も所定の
強度が確保されたものになり、良好なボンダビリティを
得ることが可能になる。(2) Therefore, it is possible to reduce the pressure-bonding failure at the bonding portion between the pad electrode and the bonding wire, and to secure a predetermined strength at any bonding portion, which is favorable. It is possible to obtain excellent bondability.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明の一実施例であるワイヤボンディング装
置を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic view showing a wire bonding apparatus that is an embodiment of the present invention.

【図２】図１のワイヤボンディング装置によるボール厚
制御機構のブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of a ball thickness control mechanism by the wire bonding apparatus of FIG.

【図３】図１のワイヤボンディング装置による半導体チ
ップとボンディングワイヤとの接合状態を示す側面図で
ある。3 is a side view showing a bonding state of a semiconductor chip and a bonding wire by the wire bonding apparatus of FIG.

【図４】図１のワイヤボンディング装置によるボール厚
制御手順を示すチャート図である。FIG. 4 is a chart showing a ball thickness control procedure by the wire bonding apparatus of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ テーブル駆動モータ ２ Ｘ−Ｙテーブル ３ ボンディングヘッド ４ ボンディングアーム ５ アーム軸受け ６ 超音波発振ホーン ７ 超音波発振子 ８ ホーン支持ブロック ９ キャピラリ（ボンディングツール） １０ ボンディングワイヤ １０ａ ボール １１ 電気トーチ １２ リードフレーム １２ａ ボンディングポスト １３ 半導体チップ １３ａ パッド電極 １４ ボール厚測定センサ（ボール厚測定手段） １４ａ 位置検出センサ １４ｂ 位置検出板 １５ センサ取付架台 １６ アンプ １７ コンパレータ（ボール厚比較手段） １８ 装置制御部（装置制御手段） １９ ボンディングヘッド制御部 ２０ 駆動系制御部（ボンディング条件制御手段） ２１ クランプ ２２ フレームフィーダ ２３ ヒータ ２４ ヒータブロック ｔ ボール厚 1 Table Driving Motor 2 XY Table 3 Bonding Head 4 Bonding Arm 5 Arm Bearing 6 Ultrasonic Oscillation Horn 7 Ultrasonic Oscillator 8 Horn Support Block 9 Capillary (bonding tool) 10 Bonding Wire 10a Ball 11 Electric Torch 12 Leadframe 12a Bonding post 13 Semiconductor chip 13a Pad electrode 14 Ball thickness measuring sensor (ball thickness measuring means) 14a Position detecting sensor 14b Position detecting plate 15 Sensor mounting base 16 Amplifier 17 Comparator (ball thickness comparing means) 18 Device controller (device controlling means) 19 Bonding Head Control Unit 20 Drive System Control Unit (Bonding Condition Control Unit) 21 Clamp 22 Frame Feeder 23 Heater 24 Heater Block t Ball Thickness

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 半導体チップのパッド電極にボンディン
グワイヤ先端のボールを押圧すると同時に前記ボールの
ボール厚を測定し、このボール厚が所定の設定値にまで
達したときにボンディングを終了させることを特徴とす
るワイヤボンディング方法。1. A ball at the tip of a bonding wire is pressed against a pad electrode of a semiconductor chip, the ball thickness of the ball is measured at the same time, and when the ball thickness reaches a predetermined set value, the bonding is terminated. Wire bonding method. 【請求項２】 ボンディングワイヤ先端に形成されたボ
ールを半導体チップのパッド電極に押圧するボンディン
グツールと、 前記パッド電極上で変形する前記ボールのボール厚を測
定するボール厚測定手段と、 前記ボール厚測定手段による測定値と予め入力されたボ
ール厚の設定値との比較値を出力するボール厚比較手段
と、 前記ボール厚比較手段により測定値が設定値に達してい
ないときにはボンディング条件制御手段を駆動させてさ
らに前記ボールを変形させる一方、測定値が設定値に達
したときにはボンディングを終了させる装置制御手段と
を有することを特徴とするワイヤボンディング装置。2. A bonding tool for pressing a ball formed at the tip of a bonding wire against a pad electrode of a semiconductor chip, a ball thickness measuring means for measuring the ball thickness of the ball deformed on the pad electrode, and the ball thickness. A ball thickness comparing means for outputting a comparison value between a measured value by the measuring means and a preset value of the ball thickness inputted in advance; and a bonding condition controlling means for driving the bonding condition control means when the measured value has not reached the preset value by the ball thickness comparing means. The wire bonding apparatus further comprises: a device control unit that further deforms the ball and terminates the bonding when the measured value reaches a set value. 【請求項３】 前記ワイヤボンディング装置は、荷重と
熱と超音波振動とを利用してボンディングを行う超音波
併用熱圧着ワイヤボンディング装置であることを特徴と
する請求項２記載のワイヤボンディング装置。3. The wire bonding apparatus according to claim 2, wherein the wire bonding apparatus is an ultrasonic combined thermocompression bonding wire bonding apparatus that performs bonding by using load, heat and ultrasonic vibration.
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