JPH08330366A - Device and method for wire bonding - Google Patents

Device and method for wire bonding

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JPH08330366A
JPH08330366A JP13526895A JP13526895A JPH08330366A JP H08330366 A JPH08330366 A JP H08330366A JP 13526895 A JP13526895 A JP 13526895A JP 13526895 A JP13526895 A JP 13526895A JP H08330366 A JPH08330366 A JP H08330366A
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JP
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load
signal
vibration
bonding
lead frame
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Yasufumi Nakasu
康文 中須
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Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

PURPOSE: To provide a wire bonding device, in which junction energy determined by the amplitude of ultrasonic vibrations and bonding load is kept constant and a wire is bonded uniformly, and a method. CONSTITUTION: A multiplier 17 for multiplying the load command signal b(t) of a micro-computer 16 and an amplitude signal a(t) based on a current fed from an ultrasonic power supply 8 to a vibrator 2, an integrator 18 for integrating the result of the multiplication, a comparator 19 for comparing the integral value Y(t) and a set reference value α, and the micro-computer 16 for stopping the load command signal b(t) and the ultrasonic power supply 8 are provided. Accordingly, the junction energy of wire bonding can be equalized regardless of the state of the installation of a lead frame, on which a semiconductor chip is bonded, thus manufacturing a semiconductor device having high reliability.

Description

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

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】この発明はワイヤボンディング装
置およびその方法に関するもので、とくにワイヤの均一
な接合を得るためのワイヤボンディング装置およびその
方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wire bonding apparatus and method thereof, and more particularly to a wire bonding apparatus and method thereof for obtaining uniform bonding of wires.

【０００２】[0002]

【従来の技術】図５は従来のワイヤボンディング装置の
ブロック図である。図５において、１０１は超音波ホー
ン（以下ＵＳホーンという）、１０２は振動子、１０３
はキャピラリ、１０４は半導体チップ、１０５はリード
フレーム、１０６はヒータ、１０７は架台、１０８は超
音波電源、１０９はマイクロコンピュータ、１１０はワ
イヤ、１１１はリニアモータ、１１２は支点、１１３は
アンプである。2. Description of the Related Art FIG. 5 is a block diagram of a conventional wire bonding apparatus. In FIG. 5, 101 is an ultrasonic horn (hereinafter referred to as US horn), 102 is a vibrator, and 103
Is a capillary, 104 is a semiconductor chip, 105 is a lead frame, 106 is a heater, 107 is a pedestal, 108 is an ultrasonic power source, 109 is a microcomputer, 110 is a wire, 111 is a linear motor, 112 is a fulcrum, and 113 is an amplifier. .

【０００３】次に動作について説明する。ワイヤ１１０
をチップ１０４にボンディングする場合、マイクロコン
ピュータ１０９の荷重指令によりアンプ１１３を介して
リニアモータ１１１を駆動し、キャピラリ１０３先端に
所定のボンディング荷重を所定の時間印加する。一方、
マイクロコンピュータ１０９の超音波発振指令により、
超音波電源１０８に発振パワーレベルと発振時間を指示
し、超音波電源１０８からの印加電圧により振動子１０
２を振動させる。この振動子１０２の振動がＵＳホーン
１０１を介してキャピラリ１０３の先端に伝達される。Next, the operation will be described. Wire 110
When the chip is bonded to the chip 104, the linear motor 111 is driven via the amplifier 113 according to the load command of the microcomputer 109, and a predetermined bonding load is applied to the tip of the capillary 103 for a predetermined time. on the other hand,
By the ultrasonic oscillation command of the microcomputer 109,
The ultrasonic power source 108 is instructed of the oscillating power level and the oscillating time, and the voltage applied from the ultrasonic power source 108 causes the vibrator 10
Vibrate 2. The vibration of the vibrator 102 is transmitted to the tip of the capillary 103 via the US horn 101.

【０００４】キャピラリ１０３の先端には、リニアモー
タ１１１によりボンディング荷重が印加されており、こ
の荷重の下で超音波振動が与えられ、予めヒータ１０６
により加熱されている半導体チップ１０４にワイヤ１１
０がボンディングされる。A bonding load is applied to the tip of the capillary 103 by a linear motor 111, ultrasonic vibration is applied under this load, and the heater 106 is preliminarily used.
To the semiconductor chip 104 heated by the wire 11
0 is bonded.

【０００５】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来のボンディング装
置は上記の様に構成されているので、リニアモータ１１
１により所定のボンディング荷重が印加され、超音波振
動も発振パワーレベルと発振時間とが一定に設定されて
いる。Since the conventional bonding apparatus is constructed as described above, the linear motor 11
1, a predetermined bonding load is applied, and the ultrasonic power is set to have a constant oscillation power level and oscillation time.

【０００６】一方半導体チップ１０４が接着されている
リードフレーム１０５の設置状態は必ずしも一様ではな
い。すなわちリードフレーム１０５は架台１０７により
保持されているが、半導体チップ１０４が載置されてい
る部分はヒータ１０６により加熱されており、必ず熱変
形が生じている。このため、ワイヤボンディングする半
導体チップ１０４が載置されている部分の局部的なリー
ドフレーム１０５の変形は半導体チップ１０４毎に相異
なる。従って半導体チップ１０４表面によるキャピラリ
１０３先端の拘束状態は各半導体チップ１０４毎に異な
り、たとえキャピラリ１０３に加えられる押付力が一定
であったとしても、また超音波振動の発振パワーレベル
が一定であったとしてもキャピラリ１０３の振動振幅は
必ずしも一定にはならない。On the other hand, the installation state of the lead frame 105 to which the semiconductor chip 104 is adhered is not always uniform. That is, although the lead frame 105 is held by the pedestal 107, the portion on which the semiconductor chip 104 is placed is heated by the heater 106, and thermal deformation always occurs. Therefore, the local deformation of the lead frame 105 at the portion where the semiconductor chip 104 to be wire-bonded is mounted is different for each semiconductor chip 104. Therefore, the restraint state of the tip of the capillary 103 by the surface of the semiconductor chip 104 is different for each semiconductor chip 104, and even if the pressing force applied to the capillary 103 is constant, the oscillation power level of ultrasonic vibration is constant. However, the vibration amplitude of the capillary 103 is not always constant.

【０００７】そしてキャピラリ１０３の振動振幅が変動
した場合、発振時間が一定であるから、振動振幅が大き
くなると印加されるボンディングエネルギーが過大にな
り、また振動振幅が小さくなると、ボンディングエネル
ギーが不足するなど、ワイヤ１１０の均一な接合状態が
得られないという問題点があった。When the vibration amplitude of the capillary 103 fluctuates, since the oscillation time is constant, the applied bonding energy becomes excessive when the vibration amplitude becomes large, and the bonding energy becomes insufficient when the vibration amplitude becomes small. However, there is a problem that a uniform bonding state of the wire 110 cannot be obtained.

【０００８】ワイヤボンディングの接合状態を一定にす
るための試みとしては、例えば特開平５−２１８１４７
号公報や特開平１−２８３９４０号公報にある。しかし
前述した局部的なリードフレームの変形の偏りに基づく
ワイヤボンディングの接合状態のばらつきには必ずしも
十分ではなかった。As an attempt to make the bonding state of wire bonding constant, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-218147 is known.
Japanese Unexamined Patent Publication No. 1-283940. However, it is not always sufficient for the variation in the bonding state of the wire bonding due to the above-mentioned local deviation of the deformation of the lead frame.

【０００９】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、超音波振動の振幅とボンディン
グ荷重とから決まる接合エネルギーを一定にすることに
より、ワイヤの均一な接合を得ることができるワイヤボ
ンディング装置およびその方法を提供することを目的と
している。The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and a uniform bonding of wires can be obtained by keeping the bonding energy determined by the amplitude of ultrasonic vibration and the bonding load constant. It is an object of the present invention to provide a wire bonding apparatus and method capable of performing the above.

【００１０】[0010]

【課題を解決するための手段】この第１の発明に係るワ
イヤボンディング装置は、ワイヤが挿通されるキャピラ
リをその先端に有するとともにこのキャピラリが架台に
保持されたリードフレームに対向するようにして配設さ
れたボンディングヘッドと、このボンディングヘッドに
振動を印加する振動発振手段と、キャピラリを介してリ
ードフレームの所定のリードまたはリードフレームに接
着された半導体チップのボンディングパッドに荷重を印
加する負荷手段と、ボンディングヘッドの振幅に対応す
る値を振幅信号として出力する振幅信号発生手段と、ボ
ンディングヘッドがキャピラリを介してリードまたはボ
ンディングパッドを押圧する荷重に対応する荷重信号を
出力する荷重信号発生手段と、この荷重信号発生手段に
より出力された荷重信号と振幅信号発生手段により出力
された振幅信号とから所定のエネルギー量を演算し、演
算されたエネルギー量に基づき負荷手段もしくは振動発
振手段のいずれか一方またはこれらの両方を停止する停
止信号を発信するデータ処理手段と、を備えたものであ
る。The wire bonding apparatus according to the first aspect of the present invention has a capillary into which a wire is inserted at its tip and is arranged so that the capillary faces a lead frame held on a mount. A bonding head provided, a vibration oscillating means for applying a vibration to the bonding head, and a load means for applying a load to a predetermined lead of a lead frame or a bonding pad of a semiconductor chip bonded to the lead frame via a capillary. An amplitude signal generating means for outputting a value corresponding to the amplitude of the bonding head as an amplitude signal, and a load signal generating means for outputting a load signal corresponding to the load with which the bonding head presses the lead or the bonding pad through the capillary, The load output by this load signal generating means A predetermined energy amount is calculated from the signal and the amplitude signal output by the amplitude signal generating means, and a stop signal for stopping either the load means or the vibration oscillating means or both of them is issued based on the calculated energy amount. Data processing means for

【００１１】この第２の発明に係るワイヤボンディング
装置は、ワイヤが挿通されるキャピラリをその先端に有
するとともにこのキャピラリが架台に保持されたリード
フレームに対向するようにして配設されたボンディング
ヘッドと、振動発振信号に対応してボンディングヘッド
に振動を印加する振動発振手段と、荷重指令信号の指示
値に対応する荷重信号に基づいてキャピラリを介してリ
ードフレームの所定のリードまたはリードフレームに接
着された半導体チップのボンディングパッドに荷重を印
加する負荷手段と、ボンディングヘッドの振幅に対応し
て振幅信号を出力する振幅信号発生手段と、外部信号に
基づき振動発振信号および荷重指令信号を発信し、この
荷重指令信号の指示値に対応する荷重信号と振幅信号と
から所定のエネルギー量を演算し、演算されたエネルギ
ー量に基づいて負荷手段もしくは振動発振手段のいずれ
か一方またはこれらの両方を停止させるデータ処理手段
と、を備えたものである。The wire bonding apparatus according to the second aspect of the present invention includes a bonding head which has a capillary through which a wire is inserted at its tip and which is arranged so as to face the lead frame held on the mount. , A vibration oscillating means for applying vibration to the bonding head in response to the vibration oscillating signal, and a predetermined lead of the lead frame or the lead frame via the capillary based on the load signal corresponding to the indicated value of the load command signal. Load means for applying a load to the bonding pad of the semiconductor chip, an amplitude signal generating means for outputting an amplitude signal corresponding to the amplitude of the bonding head, and a vibration oscillation signal and a load command signal based on an external signal. Predetermined energy from the load signal and amplitude signal corresponding to the indicated value of the load command signal. Calculates the over quantity is a and a data processing means for stopping one or both of these loading means or vibration oscillation means on the basis of the calculated amount of energy.

【００１２】この第３の発明に係るワイヤボンディング
装置は、ワイヤが挿通されるキャピラリをその先端に有
するとともにこのキャピラリが架台に保持されたリード
フレームに対向するようにして配設されたボンディング
ヘッドと、振動発振信号に対応してボンディングヘッド
に振動を印加する振動発振手段と、荷重指令信号の指示
値に対応してキャピラリを介してリードフレームの所定
のリードまたはリードフレームに接着された半導体チッ
プのボンディングパッドに荷重を印加する負荷手段と、
ボンディングヘッドの振幅に対応して振幅信号を出力す
る振幅信号発生手段と、キャピラリを介して印加された
荷重を検出して荷重信号を出力する荷重信号発生手段
と、外部信号により振動発振信号および荷重指令信号を
発信し、荷重信号と振幅信号とから所定のエネルギー量
を演算し、演算されたエネルギー量に基づき負荷手段も
しくは振動発振手段のいずれか一方またはこれらの両方
を停止させるデータ処理手段と、を備えたものである。The wire bonding apparatus according to the third aspect of the present invention includes a bonding head having a capillary into which a wire is inserted at the tip thereof, and the capillary being arranged so as to face a lead frame held on a mount. A vibration oscillating means for applying a vibration to the bonding head in response to the vibration oscillating signal, and a predetermined lead of the lead frame or a semiconductor chip bonded to the lead frame via the capillary in response to the instruction value of the load command signal. Load means for applying a load to the bonding pad,
An amplitude signal generating means for outputting an amplitude signal corresponding to the amplitude of the bonding head, a load signal generating means for detecting a load applied through the capillary and outputting a load signal, a vibration oscillation signal and a load by an external signal. A data processing means for transmitting a command signal, calculating a predetermined amount of energy from a load signal and an amplitude signal, and stopping either one or both of the load means and the vibration oscillating means based on the calculated energy amount, It is equipped with.

【００１３】この第４の発明に係るワイヤボンディング
装置は、第１の発明乃至第３の発明のいずれか一つの発
明に係るワイヤボンディング装置おいて、データ処理手
段は、所定のエネルギー量として荷重信号と振幅信号と
を乗算しこの乗算値を積分するとともにこの積分結果と
予め与えられた基準値とを比較し、予め与えられた判断
基準に従って判断し、負荷手段によるリードフレームへ
の荷重の印加もしくは振動発振手段によるリードフレー
ムへの振動の印加のいずれか一方またはこれらの両方の
停止指令を発信するようにしたものである。The wire bonding apparatus according to the fourth aspect of the present invention is the wire bonding apparatus according to any one of the first to third aspects of the invention, wherein the data processing means has a load signal as a predetermined energy amount. And an amplitude signal are multiplied, the multiplication value is integrated, the integration result is compared with a reference value given in advance, and the result is judged according to a judgment criterion given in advance, and a load is applied to the lead frame by the load means or Either one or both of the application of the vibration to the lead frame by the vibration oscillating means is transmitted.

【００１４】この第５の発明に係るワイヤボンディング
装置は、ワイヤが挿通されるキャピラリをその先端に有
するとともにこのキャピラリが架台に保持されたリード
フレームに対向するようにして配設されたボンディング
ヘッドと、超音波発振指令に基づきボンディングヘッド
に振動を印加する超音波電源と、荷重指令信号の指示値
に基づき、キャピラリを介してリードフレームの所定の
リードまたはリードフレームに接着された半導体チップ
のボンディングパッドに荷重を印加するリニアモータ
と、超音波電源からボンディングヘッドに印加される電
流を検出しこの電流値に対応する信号を出力する電流検
出装置と、この電流検出装置からの出力信号に基づく信
号のピーク値を繋ぐピークホールド回路を介して入力さ
れる入力信号と荷重指令信号の指示値に基づく荷重信号
とを乗算する乗算器、この乗算器からの出力を積分する
積分器、およびこの積分器の出力と予め記憶されていた
設定基準値とを比較し積分器の出力と設定基準値とが所
定の関係になった場合に比較完了信号を発信する比較器
を有し、比較完了信号に基づき超音波発振指令もしくは
荷重指令信号のいずれか一方またはこれらの両方の停止
指令を出すとともに外部信号に基づいて超音波発振指令
と荷重指令信号とを発信するデータ処理装置と、を備え
たものであるIn the wire bonding apparatus according to the fifth aspect of the present invention, there is provided a bonding head which has a capillary through which a wire is inserted and which is disposed so as to face the lead frame held on the mount. , An ultrasonic power source for applying vibration to the bonding head based on an ultrasonic oscillation command, and a bonding pad of a semiconductor chip bonded to a predetermined lead of the lead frame or a lead frame via a capillary based on an instruction value of a load command signal A linear motor that applies a load to the bonding head, a current detection device that detects the current applied to the bonding head from the ultrasonic power source, and outputs a signal corresponding to this current value, and a signal based on the output signal from this current detection device. Input signal and load input via the peak hold circuit that connects the peak values Multiplier for multiplying the load signal based on the instruction value of the command signal, an integrator for integrating the output from this multiplier, and an output of this integrator and a preset reference value stored in advance for comparison of the integrator. It has a comparator that sends a comparison completion signal when the output and the set reference value have a predetermined relationship, and either or both of the ultrasonic oscillation command and load command signal are stopped based on the comparison completion signal. A data processing device for issuing an instruction and transmitting an ultrasonic oscillation instruction and a load instruction signal based on an external signal.

【００１５】この第６の発明に係るワイヤボンディング
装置は、ワイヤが挿通されるキャピラリをその先端に有
するとともにこのキャピラリが架台に保持されたリード
フレームに対向するようにして配設されたボンディング
ヘッドと、超音波発振指令に基づきボンディングヘッド
に振動を印加する超音波電源と、荷重指令信号の指示値
に基づき、キャピラリを介してリードフレームの所定の
リードまたはリードフレームに接着された半導体チップ
のボンディングパッドに荷重を印加するリニアモータ
と、超音波電源からボンディングヘッドに印加される電
流を検出しこの電流値に対応する信号を出力する電流検
出装置と、キャピラリを介してリードフレームの所定の
リードまたはリードフレームに接着された半導体チップ
のボンディングパッドに印加された荷重を検出し、荷重
信号を出力する荷重検出装置と、この荷重検出装置から
の荷重信号と電流検出装置からの出力信号に基づく信号
のピーク値を繋ぐピークホールド回路を介して入力され
る入力信号とを乗算する乗算器、この乗算器からの出力
を積分する積分器、およびこの積分器の出力と予め記憶
されていた設定基準値とを比較し積分器の出力と設定基
準値とが所定の関係になった場合に比較完了信号を発信
する比較器を有し、比較完了信号に基づき超音波発振指
令もしくは荷重指令信号のいずれか一方またはこれらの
両方の停止指令を出すとともに外部信号に基づいて超音
波発振指令と荷重指令信号とを発信するデータ処理装置
と、を備えたものである。The wire bonding apparatus according to the sixth aspect of the present invention includes a bonding head having a capillary into which a wire is inserted at its tip, and the capillary being arranged so as to face a lead frame held on a mount. , An ultrasonic power source for applying vibration to the bonding head based on an ultrasonic oscillation command, and a bonding pad of a semiconductor chip bonded to a predetermined lead of the lead frame or a lead frame via a capillary based on an instruction value of a load command signal A linear motor that applies a load to the bonding head, a current detection device that detects the current applied to the bonding head from the ultrasonic power source, and outputs a signal corresponding to this current value, and a predetermined lead or lead of the lead frame through the capillary. Bonding pads for semiconductor chips bonded to the frame Input via a load detection device that detects the load applied to the load and outputs a load signal, and a peak hold circuit that connects the peak value of the signal based on the output signal from the load signal from the load detection device and the current detection device. Multiplier for multiplying the output signal from the multiplier, an integrator for integrating the output from the multiplier, and an output of the integrator and a preset reference value by comparing the output of the integrator with a preset reference value stored in advance. Has a comparator that sends a comparison completion signal when and become a predetermined relationship, and based on the comparison completion signal, issues an ultrasonic oscillation command or load command signal, or both of these stop commands, and externally A data processing device for transmitting an ultrasonic wave oscillation command and a load command signal based on the signal.

【００１６】この第７の発明に係るワイヤボンディング
方法は、架台に保持されたリードフレームの所定のリー
ドまたはリードフレームに接着された半導体チップのボ
ンディングパッドに、ボンディングヘッドの先端に配設
されるとともにワイヤが挿通されたキャピラリを介して
荷重を印加する工程と、荷重を印加するキャピラリにボ
ンディングヘッドを介して振動を印加する工程と、ボン
ディングパッドを押圧する荷重に対応する荷重信号とキ
ャピラリの振動振幅に対応する振幅信号とから演算され
る所定のエネルギー量に基づき、負荷手段もしくは振動
発振手段のいずれか一方またはこれらの両方を停止する
工程と、を備えたものである。In the wire bonding method according to the seventh aspect of the present invention, a predetermined lead of a lead frame held on a frame or a bonding pad of a semiconductor chip bonded to the lead frame is provided at the tip of a bonding head. The step of applying a load through the capillary through which the wire is inserted, the step of applying vibration to the capillary applying the load through the bonding head, the load signal corresponding to the load pressing the bonding pad, and the vibration amplitude of the capillary. And a step of stopping either one of the load means and the vibration oscillating means or both of them on the basis of a predetermined energy amount calculated from the amplitude signal corresponding to.

【００１７】この第８の発明に係るワイヤボンディング
方法は、第７の発明に係るワイヤボンディング方法にお
いて、ボンディングパッドを押圧する荷重に対応する荷
重信号とキャピラリの振動振幅に対応する振幅信号とか
ら演算される所定のエネルギー量に基づき、負荷手段も
しくは振動発振手段のいずれか一方またはこれらの両方
を停止する工程に換えて、ボンディングパッドを押圧す
る荷重に対応する荷重信号とキャピラリの振動振幅に対
応する振幅信号とを乗算し、この乗算値を積分するとと
もにこの積分結果と所定の基準値とを比較し、予め与え
られていた所定の判断基準に従って、リードフレームへ
の荷重の印加もしくはリードフレームへの振動の印加の
いずれか一方またはこれらの両方の停止指令を発信する
工程を備えたものである。The wire bonding method according to the eighth aspect of the invention is the wire bonding method according to the seventh aspect of the invention, in which calculation is performed from a load signal corresponding to the load pressing the bonding pad and an amplitude signal corresponding to the vibration amplitude of the capillary. Based on a predetermined energy amount, the load signal corresponding to the load pressing the bonding pad and the vibration amplitude of the capillary are replaced in place of the step of stopping one or both of the load means and the vibration oscillation means. The amplitude signal is multiplied, the multiplication value is integrated, the integration result is compared with a predetermined reference value, and the load is applied to the lead frame or the lead frame is applied to the lead frame according to a predetermined judgment criterion given in advance. Providing a step of issuing a stop command for either or both of vibration application A.

【００１８】この第９の発明に係るワイヤボンディング
方法は、ボンディングヘッド先端のキャピラリを介して
リードフレームの所定のリードまたはリードフレームに
接着された半導体チップのボンディングパッドに、外部
信号に基づく荷重指令信号の指示値に対応して荷重を印
加する工程と、外部信号に基づく振動発振信号に対応し
てボンディングヘッドに所定の振動を印加する工程と、
ボンディングヘッドの振動振幅に対応する値を検出し振
幅信号として出力する工程と、荷重指令信号の指示値に
対応する荷重信号と振幅信号に基づいて所定のエネルギ
ー量を演算し、演算されたエネルギー量に基づき負荷手
段もしくは振動発振手段のいずれか一方またはこれらの
両方を停止させる工程と、を備えたものである。In the wire bonding method according to the ninth aspect of the present invention, a load command signal based on an external signal is applied to a predetermined lead of a lead frame or a bonding pad of a semiconductor chip bonded to the lead frame through a capillary at the tip of the bonding head. A step of applying a load corresponding to the indicated value of, and a step of applying a predetermined vibration to the bonding head corresponding to a vibration oscillation signal based on an external signal,
A step of detecting a value corresponding to the vibration amplitude of the bonding head and outputting it as an amplitude signal, and calculating a predetermined energy amount based on the load signal and the amplitude signal corresponding to the instruction value of the load command signal, and the calculated energy amount The step of stopping one or both of the load means and the vibration oscillating means based on the above.

【００１９】この第１０の発明に係るワイヤボンディン
グ方法は、ボンディングヘッド先端のキャピラリを介し
てリードフレームの所定のリードもしくはリードフレー
ムに接着された半導体チップのボンディングパッドに、
外部信号に基づく荷重指令信号の指示値に対応する荷重
を印加する工程と、外部信号に基づく振動発振信号に対
応してボンディングヘッドに所定の振動を印加する工程
と、ボンディングヘッドの振動振幅に対応する値を検出
し振幅信号を出力する工程と、ボンディングヘッドの荷
重に対応する値を検出し荷重信号を出力する工程と、荷
重信号と振幅信号に基づいて所定のエネルギー量を演算
し、演算されたエネルギー量に基づき負荷手段もしくは
振動発振手段のいずれか一方またはこれらの両方を停止
させる工程と、を備えたものである。In the wire bonding method according to the tenth aspect of the present invention, a predetermined lead of the lead frame or a bonding pad of a semiconductor chip bonded to the lead frame via a capillary at the tip of the bonding head,
Corresponds to the step of applying a load corresponding to the indicated value of the load command signal based on the external signal, the step of applying a predetermined vibration to the bonding head in response to the vibration oscillation signal based on the external signal, and the vibration amplitude of the bonding head Detecting the value and outputting the amplitude signal, the step of detecting the value corresponding to the load of the bonding head and outputting the load signal, calculating a predetermined energy amount based on the load signal and the amplitude signal, and calculating And the step of stopping either or both of the load means and the vibration oscillating means based on the amount of energy.

【００２０】この第１１の発明に係るワイヤボンディン
グ方法は、第９の発明または第１０の発明のいずれか一
つに係るワイヤボンディング方法において、荷重信号と
振幅信号に基づいて所定のエネルギー量を演算し、この
演算されたエネルギー量に基づき負荷手段もしくは振動
発振手段のいずれか一方またはこれらの両方を停止させ
る工程を、荷重信号と振幅信号とを乗算し、この乗算値
を積分するとともにこの積分結果と所定の基準値とを比
較し、予め与えられていた所定の判断基準に従って、リ
ードフレームへの荷重の印加もしくはボンディングヘッ
ドへの振動の印加のいずれか一方またはこれらの両方の
停止指令を発信する工程としたものである。The wire bonding method according to the eleventh invention is the wire bonding method according to any one of the ninth invention and the tenth invention, wherein a predetermined energy amount is calculated based on the load signal and the amplitude signal. Then, the step of stopping one or both of the load means and the vibration oscillating means based on the calculated amount of energy is multiplied by the load signal and the amplitude signal, and the multiplication value is integrated and the integration result is obtained. And a predetermined reference value are compared with each other, and a stop command for applying a load to the lead frame or applying a vibration to the bonding head, or both of these stop commands is issued according to a predetermined predetermined judgment standard. It is a process.

【００２１】[0021]

【作用】第１の発明のように構成されたワイヤボンディ
ング装置は、荷重信号発生手段により出力された荷重信
号と振幅信号発生手段により出力された振幅信号とから
演算される所定のエネルギー量に基づき、負荷手段もし
くは振動発振手段のいずれか一方またはこれらの両方を
停止する停止信号を発信するデータ処理手段と、を備え
ているので、半導体チップが接着されているリードフレ
ームの設置状態に拘らず、接合エネルギーを均一にする
ことができる。In the wire bonding apparatus constructed as in the first aspect of the invention, based on a predetermined amount of energy calculated from the load signal output by the load signal generating means and the amplitude signal output by the amplitude signal generating means. , A data processing means for transmitting a stop signal for stopping either one of the load means or the vibration oscillation means or both of them, regardless of the installation state of the lead frame to which the semiconductor chip is adhered, The bonding energy can be made uniform.

【００２２】第２の発明のように構成されたワイヤボン
ディング装置は、外部信号に基づき荷重指令信号を発信
し、この荷重指令信号の指示値に対応する荷重信号と振
幅信号とから所定のエネルギー量を演算するデータ処理
手段とを備えているので、荷重計測手段なしで所定のエ
ネルギー量を演算することができる。The wire bonding apparatus constructed as in the second aspect of the invention transmits a load command signal based on an external signal, and outputs a predetermined amount of energy from the load signal and the amplitude signal corresponding to the command value of the load command signal. Since it has a data processing means for calculating, a predetermined amount of energy can be calculated without load measuring means.

【００２３】第３の発明のように構成されたワイヤボン
ディング装置は、キャピラリを介して印加された荷重を
検出して荷重信号を出力する荷重信号発生手段を有し、
この荷重信号発生手段から出力される荷重信号と振幅信
号とから所定のエネルギー量を演算するデータ処理手段
とを備えているので、実際のボンディング荷重により近
い荷重信号を使用して接合エネルギー量を演算すること
ができる。A wire bonding apparatus constructed as in the third invention has a load signal generating means for detecting a load applied through a capillary and outputting a load signal,
Since the data processing means for calculating a predetermined energy amount from the load signal and the amplitude signal output from the load signal generating means is provided, the bonding energy amount is calculated by using the load signal closer to the actual bonding load. can do.

【００２４】第４の発明のように構成されたワイヤボン
ディング装置は、データ処理手段が、所定のエネルギー
量として荷重信号と振幅信号とを乗算しこの乗算値を積
分するとともにこの積分結果と予め与えられた基準値と
を比較し、予め与えられた判断基準に従って判断するの
で、適切なエネルギー指標で接合エネルギーを均一化
し、必要十分な接合エネルギーを付加することができ
る。In the wire bonding apparatus configured as in the fourth invention, the data processing means multiplies the load signal and the amplitude signal as a predetermined amount of energy, integrates the multiplication value, and gives the integration result in advance. Since the predetermined reference value is compared and the judgment is made according to a predetermined judgment standard, the bonding energy can be made uniform by an appropriate energy index, and necessary and sufficient bonding energy can be added.

【００２５】第５の発明のように構成されたワイヤボン
ディング装置は、電流検出装置からピークホールド回路
を介して入力される振動振幅とデータ処理装置の荷重指
令信号の指示値に基づく荷重信号とを使用し、乗算器、
積分器、および積分結果と予め記憶されていた設定基準
値とを比較する比較器により接合エネルギーの計算及び
比較判定を行なうので、システムの構成が簡単で、処理
速度が速くなる。In the wire bonding apparatus configured as in the fifth aspect of the invention, the vibration amplitude input from the current detecting apparatus through the peak hold circuit and the load signal based on the instruction value of the load command signal of the data processing apparatus are used. Use, multiplier,
Since the integrator and the comparator that compares the integration result with the preset reference value are used to calculate the junction energy and make the comparison determination, the system configuration is simple and the processing speed is high.

【００２６】第６の発明のように構成されたワイヤボン
ディング装置は、電流検出装置からピークホールド回路
を介して入力される振動振幅と荷重検出装置からの荷重
信号を使用し、乗算器、積分器、および積分結果と予め
記憶されていた設定基準値とを比較する比較器により接
合エネルギーの計算及び比較判定を行なうので、実際の
接合エネルギーを指標としたシステムの構成が可能とな
り、処理速度が速くなる。A wire bonding apparatus configured as in the sixth invention uses a vibration amplitude input from a current detection apparatus through a peak hold circuit and a load signal from the load detection apparatus, and uses a multiplier and an integrator. , And the junction energy is calculated and compared with the comparator that compares the integration result with the preset reference value, the system can be configured with the actual junction energy as an index, and the processing speed is high. Become.

【００２７】第７の発明のように構成されたワイヤボン
ディング方法は、ボンディングパッドを押圧する荷重に
対応する荷重信号とキャピラリの振動振幅に対応する振
幅信号とから演算される所定のエネルギー量に基づき、
負荷手段もしくは振動発振手段のいずれか一方またはこ
れらの両方を停止する工程とを備えているので、半導体
チップが接着されているリードフレームの設置状態に拘
らず、接合エネルギーを均一にすることができる。According to the wire bonding method of the seventh invention, based on a predetermined energy amount calculated from a load signal corresponding to the load pressing the bonding pad and an amplitude signal corresponding to the vibration amplitude of the capillary. ,
Since the step of stopping one or both of the load means and the vibration oscillation means is provided, the bonding energy can be made uniform regardless of the installation state of the lead frame to which the semiconductor chip is bonded. .

【００２８】第８の発明のように構成されたワイヤボン
ディング方法は、荷重信号と振幅信号とを乗算し、この
乗算値を積分し、この積分結果と所定の基準値とを比較
判断し、荷重の印加と振動の印加のいずれか一方または
両方の停止指令を発信するので、接合エネルギーとして
の適切で簡単な指標に基づき、接合エネルギーを均一に
し、必要十分な接合エネルギーを付加することができ
る。According to the wire bonding method of the eighth aspect of the present invention, the load signal and the amplitude signal are multiplied, the multiplication value is integrated, and the integrated result is compared with a predetermined reference value to determine the load. Since the stop command for either or both of the application of vibration and the application of vibration is transmitted, the bonding energy can be made uniform and necessary and sufficient bonding energy can be added based on an appropriate and simple index as the bonding energy.

【００２９】第９の発明のように構成されたワイヤボン
ディング方法は、外部信号に基づく荷重指令信号の指示
値に対応する荷重信号と振動振幅に対応して検出された
振幅信号とに基づいて所定のエネルギー量を演算し、こ
のエネルギー量に基づき荷重の印加と振動の印加のいず
れか一方または両方の停止指令を発信するので、簡便な
方法で接合エネルギーを均一にすることができる。According to the wire bonding method of the ninth aspect of the invention, the predetermined value is determined based on the load signal corresponding to the instruction value of the load command signal based on the external signal and the amplitude signal detected corresponding to the vibration amplitude. Is calculated, and a stop command for either one or both of load application and vibration application is transmitted based on this energy amount, so that the bonding energy can be made uniform by a simple method.

【００３０】第１０の発明のように構成されたワイヤボ
ンディング方法は、ボンディングヘッドの荷重に対応し
て検出された荷重信号と振動振幅に対応して検出された
振幅信号とに基づいて所定のエネルギー量を演算し、こ
のエネルギー量に基づき荷重の印加と振動の印加のいず
れか一方または両方の停止指令を発信するので、実際の
荷重状態に即した接合エネルギーの評価方法で接合エネ
ルギーを均一にすることができる。According to the wire bonding method of the tenth invention, a predetermined energy is obtained based on the load signal detected corresponding to the load of the bonding head and the amplitude signal detected corresponding to the vibration amplitude. Calculates the amount and sends a stop command for either or both load application and vibration application based on this energy amount, so the bonding energy is made uniform by the bonding energy evaluation method that matches the actual load state. be able to.

【００３１】第１１の発明のように構成されたワイヤボ
ンディング方法は、荷重信号と振動振幅とを乗算し、こ
の乗算値を積分するとともにこの積分結果と所定の基準
値とを比較し、予め与えられていた所定の判断基準に従
って、リードフレームへの荷重の印加もしくはボンディ
ングヘッドへの振動の印加のいずれか一方またはこれら
の両方の停止指令を発信するので、適切なエネルギー指
標で接合エネルギーを均一化し、必要十分な接合エネル
ギーを付加することができる。According to the wire bonding method of the eleventh aspect of the present invention, the load signal and the vibration amplitude are multiplied, the multiplication value is integrated, and the integration result is compared with a predetermined reference value, which is given in advance. According to the prescribed criteria, the load command is applied to the lead frame, the vibration is applied to the bonding head, or both stop commands are issued. The necessary and sufficient bonding energy can be added.

【００３２】[0032]

【実施例】【Example】

実施例１ 図１はこの発明の一実施例であるワイヤボンディング装
置のブロック図である。図１において、１はＵＳホー
ン、２は振動子であって、圧電素子で構成されている。
３はキャピラリで、ＵＳホーン１、振動子２およびキャ
ピラリ３でボンディングヘッド３０が構成される。Embodiment 1 FIG. 1 is a block diagram of a wire bonding apparatus which is an embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 is a US horn, 2 is a vibrator, which is composed of a piezoelectric element.
3 is a capillary, and the bonding head 30 is composed of the US horn 1, the vibrator 2, and the capillary 3.

【００３３】４は半導体チップ、５はリードフレーム、
６はヒータ、７は架台、８は振動発振手段としての超音
波電源、９はマイクロコンピュータ、１０はワイヤ、１
１は負荷手段としてのリニアモータ、１２は支点、１３
はアンプ、１４は振幅信号発生手段としての電流セン
サ、１５は電流センサアンプ、１６はピークホールド回
路、１７は乗算器、１８は積分器、１９は比較器、２０
はメモリで、マイクロコンピュータ９、ピークホールド
回路１６、乗算器１７、積分器１８、比較器１９および
メモリ２０でデータ処理手段が構成されている。２１は
接続部材、２２は揺動台である。4 is a semiconductor chip, 5 is a lead frame,
6 is a heater, 7 is a pedestal, 8 is an ultrasonic power source as a vibration oscillation means, 9 is a microcomputer, 10 is a wire, 1
1 is a linear motor as load means, 12 is a fulcrum, 13
Is an amplifier, 14 is a current sensor as an amplitude signal generating means, 15 is a current sensor amplifier, 16 is a peak hold circuit, 17 is a multiplier, 18 is an integrator, 19 is a comparator, 20
Is a memory, and the microcomputer 9, the peak hold circuit 16, the multiplier 17, the integrator 18, the comparator 19 and the memory 20 constitute data processing means. Reference numeral 21 is a connecting member, and 22 is a rocking base.

【００３４】支点１２に支持されたＵＳホーンの先端に
はワイヤ１０が挿通されたキャピラリ３が固着されてい
る。支点１２を介してＵＳホーン１の後端には、ＵＳホ
ーン１に超音波振動（以下ＵＳと省略する。）を印加す
る振動子２が固着されている。 また支点１２を介して
ＵＳホーン１の後端側に、このＵＳホーン１の後端に取
り付けられＵＳホーン１と一体的に動作する接続部材２
１と揺動台２２との間にリニアモータ１１が設けられて
いる。A capillary 3 having a wire 10 inserted therein is fixed to the tip of the US horn supported by the fulcrum 12. A vibrator 2 for applying ultrasonic vibration (hereinafter abbreviated as US) to the US horn 1 is fixed to the rear end of the US horn 1 via a fulcrum 12. A connecting member 2 attached to the rear end side of the US horn 1 via a fulcrum 12 and attached to the rear end of the US horn 1 to operate integrally with the US horn 1.
The linear motor 11 is provided between the 1 and the swing base 22.

【００３５】この揺動台２２には支点１２の軸を支持す
る軸受が一体的に設けられており、この揺動台２２は、
支点１２の軸で支えられたボンディングヘッド３０及び
接続部材２１に配置されたリニアモータ１１とともに一
体的に揺動運動ができ、この揺動運動によりキャピラリ
３を半導体チップ４の方向に下降させることができる。
従ってリニアモータ１１は負荷をかけるために使用され
るものである。A bearing for supporting the shaft of the fulcrum 12 is integrally provided on the rocking base 22.
The bonding head 30 supported by the shaft of the fulcrum 12 and the linear motor 11 arranged on the connecting member 21 can integrally perform a swing motion, and the swing motion can lower the capillary 3 toward the semiconductor chip 4. it can.
Therefore, the linear motor 11 is used to apply a load.

【００３６】ボンディングヘッド３０のキャピラリ３先
端は架台７に対向して配置され、この架台７上にヒータ
６が設けられ、このヒータ６上に半導体チップ４が接着
されたリードフレーム５が載置されている。ボンディン
グヘッド３０の振動子２と超音波電源８とは電流センサ
１４を介して接続され、振動子２の駆動電力がこの超音
波電源８から供給される。超音波電源８にはマイクロコ
ンピュータ９からの振動発振信号としての超音波発振指
令、また停止信号が送られ、超音波電源８のオン／オフ
を行なうとともに、発信パワーレベルを設定する。超音
波電源８がオンされると、振動子２が超音波振動し、こ
の振動がＵＳホーン１で増幅されて、キャピラリ３先端
を振動させる。The tip of the capillary 3 of the bonding head 30 is arranged so as to face the gantry 7, the heater 6 is provided on the gantry 7, and the lead frame 5 to which the semiconductor chip 4 is bonded is placed on the heater 6. ing. The vibrator 2 of the bonding head 30 and the ultrasonic power source 8 are connected via the current sensor 14, and the driving power of the vibrator 2 is supplied from the ultrasonic power source 8. An ultrasonic oscillation command as a vibration oscillation signal and a stop signal are sent from the microcomputer 9 to the ultrasonic power source 8 to turn on / off the ultrasonic power source 8 and set the transmission power level. When the ultrasonic power source 8 is turned on, the vibrator 2 vibrates ultrasonically, and this vibration is amplified by the US horn 1 to vibrate the tip of the capillary 3.

【００３７】さらに、マイクロコンピュータ９からアン
プ１３に荷重指令信号ｂ（ｔ）が送られ、この荷重指令
信号ｂ（ｔ）に基づきアンプ１３を介してリニアモータ
１１がオン／オフされ、オン時に駆動電力が供給され
る。この荷重指令信号ｂ（ｔ）は、図１に示されるよう
にステップ信号である。このステップのレベルが駆動電
力の大きさに対応し、ボンディングヘッド３０から印加
される荷重の大きさに対応している。Further, the load command signal b (t) is sent from the microcomputer 9 to the amplifier 13, the linear motor 11 is turned on / off via the amplifier 13 based on the load command signal b (t), and is driven when it is on. Power is supplied. The load command signal b (t) is a step signal as shown in FIG. The level of this step corresponds to the magnitude of the drive power and the magnitude of the load applied from the bonding head 30.

【００３８】この荷重指令信号ｂ（ｔ）により、リニア
モータ１１がオンすると支点１２回りにボンディングヘ
ッド３０が回動し、キャピラリ３が半導体チップ４を押
し付ける方向に負荷される。この実施例では、マイクロ
コンピュータ９からのこの荷重指令信号ｂ（ｔ）は分岐
し、荷重信号として乗算器１７にも送られる。従って、
データ処理手段を構成するマイクロコンピュータ９は荷
重信号発生手段を兼ねていることになる。When the linear motor 11 is turned on by the load command signal b (t), the bonding head 30 rotates around the fulcrum 12, and the capillary 3 is loaded in the direction in which the semiconductor chip 4 is pressed. In this embodiment, the load command signal b (t) from the microcomputer 9 is branched and sent to the multiplier 17 as a load signal. Therefore,
The microcomputer 9 constituting the data processing means also serves as the load signal generating means.

【００３９】一方、超音波電源８から振動子２への入力
電流は電流センサ１４で検出され、入力電流に対応した
電流センサ１４の出力は、電流センサアンプ１５で増幅
され振幅検出信号ｉ（ｔ）としてピークホールド回路１
６に送られ、ピークホールド回路１６により振幅検出信
号ｉ（ｔ）の正のピーク値を繋いだ振幅信号ａ（ｔ）に
変換され、この振幅信号ａ（ｔ）が乗算器１７に送られ
る。乗算器１７では、荷重信号としての荷重指令信号ｂ
（ｔ）と振幅信号ａ（ｔ）とが乗算され、Ｘ（ｔ）に変
換される。On the other hand, the input current from the ultrasonic power source 8 to the vibrator 2 is detected by the current sensor 14, and the output of the current sensor 14 corresponding to the input current is amplified by the current sensor amplifier 15 and the amplitude detection signal i (t). ) As a peak hold circuit 1
6, the peak hold circuit 16 converts the amplitude detection signal i (t) into an amplitude signal a (t) having a positive peak value connected, and the amplitude signal a (t) is sent to the multiplier 17. In the multiplier 17, the load command signal b as a load signal
(T) and the amplitude signal a (t) are multiplied and converted into X (t).

【００４０】積分器１８では、乗算器１７から送られて
きたＸ（ｔ）を時間積分し、Ｙ（ｔ）に変換する。積分
器１８で積分された結果の出力Ｙ（ｔ）は比較器１９に
逐次送られる。この比較器１９は、予めメモリ２０に記
憶されていた設定基準値αが設定されており、この設定
基準値αと積分値Ｙ（ｔ）とを比較し、積分値Ｙ（ｔ）
が設定基準値αを越えると、比較器１９からマイクロコ
ンピュータ９に比較完了信号が送られ、この比較完了信
号を受けて、マイクロコンピュータ９が超音波電源８へ
の停止信号およびアンプ１３への荷重指令信号ｂ（ｔ）
をオフし、リニアモータ１１を停止させる。The integrator 18 time-integrates X (t) sent from the multiplier 17, and converts it into Y (t). The output Y (t) obtained as a result of integration by the integrator 18 is sequentially sent to the comparator 19. The setting reference value α previously stored in the memory 20 is set in the comparator 19, and the setting reference value α is compared with the integral value Y (t) to obtain the integral value Y (t).
When exceeds the set reference value α, a comparison completion signal is sent from the comparator 19 to the microcomputer 9, and the microcomputer 9 receives the comparison completion signal and the microcomputer 9 receives a stop signal to the ultrasonic power source 8 and a load to the amplifier 13. Command signal b (t)
Is turned off and the linear motor 11 is stopped.

【００４１】次に動作について説明する。図２はこの実
施例の動作を示すフロー図である。半導体チップ４が接
着されているリードフレーム５が、架台７上に位置決め
され、ワイヤボンディングしようとする半導体チップ４
が架台７上のヒータ６上に載置され、ヒータ６により加
熱される。次いでキャピラリ３先端にワイヤボールが形
成されたキャピラリ３が揺動台２２の揺動により下降
し、キャピラリ３の先端が半導体チップ４に接触する
と、その接触を変位センサ（変位センサは図示せず）で
検出し、変位センサから下面検出信号が、マイクロコン
ピュータ９に送られる。Next, the operation will be described. FIG. 2 is a flow chart showing the operation of this embodiment. The lead frame 5 to which the semiconductor chip 4 is bonded is positioned on the pedestal 7, and the semiconductor chip 4 to be wire-bonded
Is placed on the heater 6 on the gantry 7 and is heated by the heater 6. Next, when the capillary 3 having the wire ball formed at the tip of the capillary 3 descends due to the swing of the swing base 22 and the tip of the capillary 3 comes into contact with the semiconductor chip 4, the contact is detected by a displacement sensor (displacement sensor not shown). And the lower surface detection signal is sent from the displacement sensor to the microcomputer 9.

【００４２】この下面検出信号を受けて、時刻ｔaにマ
イクロコンピュータ９から荷重指令信号ｂ（ｔ）がアン
プ１３に発信され、アンプ１３を介してリニアモータ１
１に駆動電力が供給されてリニアモータ１１が起動し、
図１においては支点１２回りにボンディングヘッド３０
が反時計回りに回動され、キャピラリ３の先端に形成さ
れたワイヤボールを介して、半導体チップ４のボンディ
ングパッドに押し付け力が負荷される。Upon receiving this lower surface detection signal, the load command signal b (t) is transmitted from the microcomputer 9 to the amplifier 13 at time ta, and the linear motor 1 is transmitted via the amplifier 13.
1, the driving power is supplied to the linear motor 11 to start,
In FIG. 1, the bonding head 30 is provided around the fulcrum 12.
Is rotated counterclockwise, and a pressing force is applied to the bonding pad of the semiconductor chip 4 via the wire ball formed at the tip of the capillary 3.

【００４３】時刻ｔaのΔｔ後のｔbにマイクロコンピュ
ータ９から超音波電源８に超音波発振指令が出され、所
定の発振パワーを指示するとともに超音波電源８をオン
し、振動子２に発振パワーを供給する。この振動子２の
超音波振動がＵＳホーン１で増幅され、キャピラリ３先
端はボンディングパッドに押し付けられた状態で、ボン
ディングパッド面に平行方向に超音波振動する。At tb after Δt of time ta, an ultrasonic wave oscillating command is issued from the microcomputer 9 to the ultrasonic power source 8 to instruct a predetermined oscillating power, and the ultrasonic power source 8 is turned on to oscillate the oscillator 2. To supply. The ultrasonic vibration of the vibrator 2 is amplified by the US horn 1, and while the tip of the capillary 3 is pressed against the bonding pad, the ultrasonic vibration is generated in the direction parallel to the bonding pad surface.

【００４４】振動子２は圧電素子で構成されており、超
音波電源８から電圧一定で、一定の駆動電力が印加され
ている。このためにＵＳホーン１先端が何らかの状況に
より機械的に拘束されると、圧電素子の電気抵抗が増加
し、超音波電源８から振動子２に流れる電流の振幅が減
少する。つまり、ＵＳホーン１先端の振動振幅と振動子
２に流れる電流の振幅とが対応することになる。The vibrator 2 is composed of a piezoelectric element, and a constant driving power is applied from the ultrasonic power source 8 with a constant voltage. For this reason, when the tip of the US horn 1 is mechanically restrained due to some circumstances, the electric resistance of the piezoelectric element increases and the amplitude of the current flowing from the ultrasonic power source 8 to the vibrator 2 decreases. That is, the vibration amplitude at the tip of the US horn 1 corresponds to the amplitude of the current flowing through the vibrator 2.

【００４５】従ってＵＳホーン１先端に取り付けられた
キャピラリ３先端の振動振幅と振動子２に流れる電流の
振幅とが対応し、キャピラリ３先端の振動振幅と超音波
電源８から振動子２に供給される電流とが比例するの
で、この電流値が電流センサ１４により振幅検出信号ｉ
（ｔ）として検出され、電流センサアンプ１５で増幅し
た振幅検出信号ｉ（ｔ）が、ピークホールド回路１６に
よって変換され振幅信号ａ（ｔ）として乗算器１７に入
力される。Therefore, the vibration amplitude of the tip of the capillary 3 attached to the tip of the US horn 1 corresponds to the amplitude of the current flowing through the vibrator 2, and the vibration amplitude of the tip of the capillary 3 and the ultrasonic power supply 8 are supplied to the vibrator 2. Since the current value is proportional to the current detected by the current sensor 14,
The amplitude detection signal i (t) detected as (t) and amplified by the current sensor amplifier 15 is converted by the peak hold circuit 16 and input to the multiplier 17 as the amplitude signal a (t).

【００４６】振幅検出信号ｉ（ｔ）はｔ＝ｔbにおいて
ｉ（ｔb）＝０の初期値を有する関数である。従ってａ
（ｔ）もｔ＝ｔbにおいてａ（ｔb）＝０の初期値を有す
る関数となる。一方、マイクロコンピュータ９からアン
プ１３に送られた荷重指令信号ｂ（ｔ）は分岐され、荷
重信号として乗算器１７に入力される。乗算器１７に入
力された振幅信号ａ（ｔ）と荷重信号としての荷重指令
信号ｂ（ｔ）とは乗算され、乗算値Ｘ（ｔ）に変換され
る。Ｘ（ｔ）は超音波振動の振幅に対応する振幅信号ａ
（ｔ）とキャピラリ３がワイヤボールを介して半導体チ
ップ４に印加する力に対応する荷重指令信号ｂ（ｔ）と
の積になり単位時間当たりのエネルギーの次元に対応す
る値である。The amplitude detection signal i (t) is a function having an initial value of i (tb) = 0 at t = tb. Therefore a
(T) is also a function having an initial value of a (tb) = 0 at t = tb. On the other hand, the load command signal b (t) sent from the microcomputer 9 to the amplifier 13 is branched and input to the multiplier 17 as a load signal. The amplitude signal a (t) input to the multiplier 17 and the load command signal b (t) as a load signal are multiplied and converted into a multiplication value X (t). X (t) is an amplitude signal a corresponding to the amplitude of ultrasonic vibration
It is the product of (t) and the load command signal b (t) corresponding to the force applied to the semiconductor chip 4 by the capillary 3 via the wire ball, and is a value corresponding to the dimension of energy per unit time.

【００４７】この乗算値Ｘ（ｔ）は積分器１８に送ら
れ、時間積分されＹ（ｔ）に変換される。このＹ（ｔ）
はｔ＝ｔbにおいてＹ（ｔb）＝０の初期値を有しｔ＝ｔ
bから時刻ｔまでワイヤボールに印加されたエネルギー
量に対応し、ワイヤボンディングの際の接合エネルギー
に対応する指標となる。この積分値Ｙ（ｔ）は比較器１
９に送られる。比較器１９には予め所定の接合エネルギ
ーに相当する設定基準値αがマイクロコンピュータ９に
よりメモリ２０に記憶されており、この設定基準値αが
比較器１９に設定され、この設定基準値αと積分値Ｙ
（ｔ）とが比較器１９で逐次比較される。This multiplication value X (t) is sent to the integrator 18, where it is time-integrated and converted into Y (t). This Y (t)
Has an initial value of Y (tb) = 0 at t = tb and t = t
It corresponds to the amount of energy applied to the wire ball from b to time t and is an index corresponding to the bonding energy during wire bonding. This integrated value Y (t) is calculated by the comparator 1
Sent to 9. A preset reference value α corresponding to a predetermined bonding energy is stored in the memory 20 by the microcomputer 9 in advance in the comparator 19, and the preset reference value α is set in the comparator 19 and integrated with the preset reference value α. Value Y
(T) is successively compared with the comparator 19.

【００４８】この設定基準値αを積分値Ｙ（ｔ）が越え
たときに、比較器１９からマイクロコンピュータ９に比
較完了信号が送られ、この比較完了信号を受けて、マイ
クロコンピュータ９が超音波電源８への停止信号を送る
とともにアンプ１３への荷重指令信号ｂ（ｔ）をオフ
し、リニアモータを停止させる。すなわち、超音波振動
の振幅とキャピラリ３がワイヤボールを介して半導体チ
ップ４に印加する力とにより、ワイヤボールに所定の接
合エネルギーが付与されたことになり、均一なエネルギ
ー量でワイヤボールがボンディングパッドに接着され
て、接合が完了したことになる。When the integrated value Y (t) exceeds the set reference value α, a comparison completion signal is sent from the comparator 19 to the microcomputer 9, and the microcomputer 9 receives the ultrasonic wave in response to the comparison completion signal. A stop signal is sent to the power source 8 and the load command signal b (t) to the amplifier 13 is turned off to stop the linear motor. That is, the amplitude of the ultrasonic vibration and the force that the capillary 3 applies to the semiconductor chip 4 via the wire ball give a predetermined bonding energy to the wire ball, and the wire ball is bonded with a uniform energy amount. It is bonded to the pad, and the bonding is completed.

【００４９】この場合、キャピラリ３先端がリードフレ
ーム５の局部的な熱変形により拘束された状態になる
と、キャピラリ３先端の振動振幅が減少し、これがＵＳ
ホーン１の先端での振動振幅を小さくすることになる。
このため超音波電源８から供給されている電流の振幅が
低下し、電流センサ１４により検出された振幅検出信号
ｉ（ｔ）の振幅が小さくなる。これに対応して振幅信号
ａ（ｔ）の値が低下し、振幅信号ａ（ｔ）と荷重信号と
しての荷重指令信号ｂ（ｔ）とが乗算された乗算値Ｘ
（ｔ）が小さくなる。In this case, when the tip of the capillary 3 is constrained by the local thermal deformation of the lead frame 5, the vibration amplitude of the tip of the capillary 3 decreases, which is
The vibration amplitude at the tip of the horn 1 is reduced.
Therefore, the amplitude of the current supplied from the ultrasonic power source 8 decreases, and the amplitude of the amplitude detection signal i (t) detected by the current sensor 14 decreases. Correspondingly, the value of the amplitude signal a (t) decreases and the multiplication value X obtained by multiplying the amplitude signal a (t) and the load command signal b (t) as the load signal.
(T) becomes smaller.

【００５０】この実施例では接合エネルギーを均一にす
るためにＸ（ｔ）の時間積分値Ｙ（ｔ）を評価の指標と
してしているので、キャピラリ３先端の振動振幅が減少
したとしても、Ｙ（ｔ）が設定基準値αを越えるまでの
時間が長くなり、キャピラリ３先端に与えられる振動の
継続時間が長くなり、ワイヤボールに付与される接合エ
ネルギーが一定に保たれる。この場合と逆にキャピラリ
３先端の振動振幅が増加した場合も同様の過程を経て、
この場合は振動の継続時間が短くなり、ワイヤボールに
付与される接合エネルギーが一定に保たれる。In this embodiment, since the time integrated value Y (t) of X (t) is used as an index for evaluation in order to make the bonding energy uniform, even if the vibration amplitude at the tip of the capillary 3 decreases, Y The time until (t) exceeds the set reference value α becomes long, the duration of the vibration applied to the tip of the capillary 3 becomes long, and the bonding energy applied to the wire ball is kept constant. Contrary to this case, when the vibration amplitude at the tip of the capillary 3 increases, the same process is performed,
In this case, the duration of vibration is shortened and the bonding energy applied to the wire ball is kept constant.

【００５１】すなわち、リードフレーム５の局部的な熱
変形があったとしても、ワイヤボンディングにおける接
合エネルギーを均一にすることができる。このためにこ
の実施例によれば、ワイヤボンディングの接合力が均一
に揃うことになり、信頼性の高い半導体装置を歩留り高
く得ることができる。That is, even if the lead frame 5 is locally thermally deformed, the bonding energy in wire bonding can be made uniform. For this reason, according to this embodiment, the bonding force of wire bonding becomes uniform, and a highly reliable semiconductor device can be obtained with high yield.

【００５２】また、ワイヤボールを介して半導体チップ
４に印加する力に対応する量として、マイクロコンピュ
ータ９の荷重指令信号を用いてエネルギー演算を行なっ
ているので、特別な荷重計測装置を用いないでも所定の
エネルギー量を演算することができるから、装置の構成
が簡単になり、安価で高性能な装置を提供できる。Further, since the energy is calculated by using the load command signal of the microcomputer 9 as an amount corresponding to the force applied to the semiconductor chip 4 via the wire ball, it is possible to use a special load measuring device. Since the predetermined amount of energy can be calculated, the structure of the device is simplified, and an inexpensive and high-performance device can be provided.

【００５３】また、ピークホールド回路１６、乗算器１
７、積分器１８及び比較器１９を別構成として備えてい
るので、処理速度の速く、生産効率の高い装置構成にす
ることができる。さらに、Ｘ（ｔ）は単位時間当たりの
エネルギーの次元に対応する値で、このＸ（ｔ）を時間
積分したＹ（ｔ）を指標としているので、適切なエネル
ギー指標となるＹ（ｔ）でワイヤボンディングの接合エ
ネルギーを均一化できるとともに、必要十分な接合エネ
ルギーを付加することができる。このため、特にチップ
構造の弱いデバイスに対しても歩留り良く、ワイヤボン
ディングを行なうことができる。Further, the peak hold circuit 16 and the multiplier 1
Since 7, the integrator 18 and the comparator 19 are provided as separate components, it is possible to realize a device configuration with high processing speed and high production efficiency. Further, X (t) is a value corresponding to the dimension of energy per unit time, and Y (t) obtained by time-integrating this X (t) is used as an index. Therefore, Y (t) is an appropriate energy index. The bonding energy of wire bonding can be made uniform, and necessary and sufficient bonding energy can be added. Therefore, the yield can be improved and the wire bonding can be performed even for a device having a weak chip structure.

【００５４】上記の説明では、比較完了信号に基づきマ
イクロコンピュータ９が超音波電源８への停止信号およ
びアンプ１３への荷重指令信号ｂ（ｔ）をオフし、リニ
アモータを停止させるようにしたが、装置の構成によっ
てはいずれか一方のみを停止する構成としてもよい。図
３はこの発明の変形例を示す部分構成図である。図３に
おいて、２３は変位センサである。電流センサ１４及び
電流センサアンプ１５を除いた他の構成は図１と同様で
ある。In the above description, the microcomputer 9 turns off the stop signal to the ultrasonic power source 8 and the load command signal b (t) to the amplifier 13 based on the comparison completion signal to stop the linear motor. Depending on the device configuration, only one of them may be stopped. FIG. 3 is a partial block diagram showing a modified example of the present invention. In FIG. 3, reference numeral 23 is a displacement sensor. The other configurations except the current sensor 14 and the current sensor amplifier 15 are the same as those in FIG.

【００５５】ワイヤボンディングを行なうキャピラリ３
はＵＳホーン１の先端に固着されている。ＵＳホーン１
はその先端に向けて断面直径が減少して行く形状をして
いるため、ＵＳホーン１先端にキャピラリ３を固着した
ときの振動系は複雑になり、ＵＳホーン１先端の振動振
幅とキャピラリ３先端の振動振幅とが比例しない場合も
生ずることがある。このような場合には、電流センサ１
４で検出された出力をもってキャピラリ３の振動振幅と
し難い場合の発生する。そこでこの変位センサ２３を使
用し、直接キャピラリ３の先端の変位をこの変位センサ
２３により検出し、振幅検出信号ｉ（ｔ）とすることに
より、より実際に近いキャピラリ３の先端の振動振幅を
使用して乗算値Ｘ（ｔ）を求めることができる。このよ
うにすると各ボンディングポイントにおいて、より実際
に近い接合エネルギーを指標として超音波電源８および
リニアモータを停止することができるから、各ボンディ
ングポイントの局部変形に対応して、接合エネルギーを
より実際的に均一化でき、信頼性の高い半導体装置を歩
留り高く製造することが出来る。Capillary 3 for wire bonding
Is fixed to the tip of the US horn 1. US horn 1
Has a shape in which the cross-sectional diameter decreases toward the tip thereof, the vibration system when the capillary 3 is fixed to the tip of the US horn 1 becomes complicated, and the vibration amplitude of the tip of the US horn 1 and the tip of the capillary 3 are complicated. It may also occur when the vibration amplitude of is not proportional. In such a case, the current sensor 1
This occurs when it is difficult to use the output detected in 4 as the vibration amplitude of the capillary 3. Therefore, by using this displacement sensor 23, the displacement of the tip of the capillary 3 is directly detected by this displacement sensor 23, and the amplitude detection signal i (t) is used to use the vibration amplitude of the tip of the capillary 3 that is closer to the actual value. Then, the multiplication value X (t) can be obtained. In this way, at each bonding point, the ultrasonic power source 8 and the linear motor can be stopped by using the bonding energy that is closer to the actual value as an index, so that the bonding energy can be made more practical in accordance with the local deformation of each bonding point. Therefore, a highly reliable semiconductor device can be manufactured with high yield.

【００５６】図４はこの発明の他の変形例を示す部分構
成図である。図４において、２４は荷重信号発生手段と
しての荷重計測装置、２５は歪みゲージ、２６はアンプ
である。歪みゲージ２５とアンプ２６を使用した計測系
は荷重信号発生手段であり、ワイヤボールを介して半導
体チップ４に印加する力に対応して発生するＵＳホーン
１の歪みを計測して半導体チップ４に加わる負荷力を求
めるものである。FIG. 4 is a partial block diagram showing another modification of the present invention. In FIG. 4, 24 is a load measuring device as a load signal generating means, 25 is a strain gauge, and 26 is an amplifier. The measuring system using the strain gauge 25 and the amplifier 26 is a load signal generating means, and measures the strain of the US horn 1 generated corresponding to the force applied to the semiconductor chip 4 via the wire ball to measure the strain on the semiconductor chip 4. It is to obtain the applied load force.

【００５７】図４では荷重計測装置２４、歪みゲージ２
５とアンプ２６とを使用した計測系の両方が記載されて
いるが、どちらか一方でもよい。この構成では、マイク
ロコンピュータ９からの荷重指令信号を荷重信号とする
図１における構成に換えて、荷重計測装置２４から、ま
たは歪みゲージ２５からの荷重信号が乗算器１７に入力
され、Ｘ（ｔ）が計算される。この変形例においては、
実際の負荷力に対応する荷重信号を用いて、単位時間当
たりのエネルギー量が計算されるので、より実際に近い
接合エネルギーの指標が求められ、各ボンディングポイ
ントの局部変形に対応して、接合エネルギーをより実際
的に均一化でき、信頼性の高い半導体装置を歩留り高く
製造することが出来る。In FIG. 4, the load measuring device 24 and the strain gauge 2 are shown.
Although both the measurement system using 5 and the amplifier 26 are described, either one may be used. In this configuration, instead of the configuration in FIG. 1 in which the load command signal from the microcomputer 9 is used as the load signal, the load signal from the load measuring device 24 or the strain gauge 25 is input to the multiplier 17, and X (t ) Is calculated. In this variation,
Since the amount of energy per unit time is calculated using the load signal corresponding to the actual load force, an index of the bonding energy that is closer to the actual one is obtained, and the bonding energy corresponding to the local deformation of each bonding point is calculated. Can be practically made uniform, and a highly reliable semiconductor device can be manufactured with high yield.

【００５８】[0058]

【発明の効果】この発明は以上説明したように構成され
ているので以下に示すような効果がある。第１の発明の
ように構成されたワイヤボンディング装置は、荷重信号
発生手段により出力された荷重信号と振幅信号発生手段
により出力された振幅信号とから演算される所定のエネ
ルギー量に基づき、負荷手段もしくは振動発振手段のい
ずれか一方またはこれらの両方を停止する停止信号を発
信するデータ処理手段と、を備えているので、半導体チ
ップが接着されているリードフレームの設置状態に拘ら
ず、接合エネルギーを均一にすることができ、信頼性の
高い半導体装置を製造することが出来る。Since the present invention is constructed as described above, it has the following effects. The wire bonding apparatus configured as in the first aspect of the present invention is based on a predetermined energy amount calculated from the load signal output by the load signal generating means and the amplitude signal output by the amplitude signal generating means. Or a data processing means for transmitting a stop signal for stopping either or both of the vibration and oscillation means, so that the bonding energy can be maintained regardless of the installation state of the lead frame to which the semiconductor chip is bonded. A uniform and highly reliable semiconductor device can be manufactured.

【００５９】第２の発明のように構成されたワイヤボン
ディング装置は、外部信号に基づき荷重指令信号を発信
し、この荷重指令信号の指示値に対応する荷重信号と振
幅信号とから所定のエネルギー量を演算するデータ処理
手段とを備えているので、荷重計測手段なしで所定のエ
ネルギー量を演算することができ、装置の構成を簡単に
することができ、安価で高性能な装置を提供できる。The wire bonding apparatus constructed as in the second aspect of the invention transmits a load command signal based on an external signal, and outputs a predetermined energy amount from the load signal and the amplitude signal corresponding to the command value of the load command signal. Since a predetermined amount of energy can be calculated without using the load measuring means, a device configuration can be simplified, and an inexpensive and high-performance device can be provided.

【００６０】第３の発明のように構成されたワイヤボン
ディング装置は、キャピラリを介して印加された荷重を
検出して荷重信号を出力する荷重信号発生手段を有し、
この荷重信号発生手段から出力される荷重信号と振幅信
号とから所定のエネルギー量を演算するデータ処理手段
とを備えているので、実際のボンディング荷重により近
い荷重信号を使用して接合エネルギー量を演算すること
ができ、信頼性の高い半導体装置を歩留り高く製造する
ことが出来る。A wire bonding apparatus constructed as in the third invention has a load signal generating means for detecting a load applied through the capillary and outputting a load signal,
Since the data processing means for calculating a predetermined energy amount from the load signal and the amplitude signal output from the load signal generating means is provided, the bonding energy amount is calculated by using the load signal closer to the actual bonding load. Therefore, a highly reliable semiconductor device can be manufactured with high yield.

【００６１】第４の発明のように構成されたワイヤボン
ディング装置は、データ処理手段が、所定のエネルギー
量として荷重信号と振幅信号とを乗算し、この乗算値を
積分するとともにこの積分結果と予め与えられた基準値
とを比較し、予め与えられた判断基準に従って判断する
ので、適切なエネルギー指標で接合エネルギーを均一化
できかつ必要十分な接合エネルギーを付加することがで
きるから、チップ構造の弱いデバイスに対しても歩留り
良く、ワイヤボンディングを行なうことができる。In the wire bonding apparatus configured as in the fourth aspect of the invention, the data processing means multiplies the load signal and the amplitude signal as a predetermined energy amount, integrates the multiplication value, and the integration result and the advance result in advance. The given reference value is compared and the judgment is made according to the judgment criteria given in advance, so that the bonding energy can be made uniform with an appropriate energy index and the necessary and sufficient bonding energy can be added. The device can be bonded with good yield and can be wire-bonded.

【００６２】第５の発明のように構成されたワイヤボン
ディング装置は、電流検出装置からピークホールド回路
を介して入力される振動振幅とデータ処理装置の荷重指
令信号の指示値に基づく荷重信号とを使用し、乗算器、
積分器、および積分結果と予め記憶されていた設定基準
値とを比較する比較器により接合エネルギーの計算及び
比較判定を行なうので、システムの構成が簡単で、処理
速度の速く、安価で生産効率の高い装置となる。In the wire bonding apparatus constructed as in the fifth aspect of the invention, the vibration amplitude input from the current detecting apparatus through the peak hold circuit and the load signal based on the instruction value of the load command signal of the data processing apparatus are used. Use, multiplier,
Since the integrator and the comparator that compares the integration result with the preset reference value are used to calculate the junction energy and make the comparison judgment, the system configuration is simple, the processing speed is fast, the production efficiency is low, and the production efficiency is low. It becomes expensive equipment.

【００６３】第６の発明のように構成されたワイヤボン
ディング装置は、電流検出装置からピークホールド回路
を介して入力される振動振幅と荷重検出装置からの荷重
信号を使用し、乗算器、積分器、および積分結果と予め
記憶されていた設定基準値とを比較する比較器により接
合エネルギーの計算及び比較判定を行なうので、実際の
接合エネルギーを指標としたシステムの構成が可能とな
り、処理速度が速く、歩留りが良く生産効率の高い装置
となる。The wire bonding apparatus constructed as in the sixth aspect of the invention uses the vibration amplitude input from the current detection apparatus through the peak hold circuit and the load signal from the load detection apparatus, and uses a multiplier and an integrator. , And the junction energy is calculated and compared with the comparator that compares the integration result with the preset reference value, it is possible to configure the system using the actual junction energy as an index, and the processing speed is high. A device with high yield and high production efficiency.

【００６４】第７の発明のように構成されたワイヤボン
ディング方法は、ボンディングパッドを押圧する荷重に
対応する荷重信号とキャピラリの振動振幅に対応する振
幅信号とから演算される所定のエネルギー量に基づき、
負荷手段もしくは振動発振手段のいずれか一方またはこ
れらの両方を停止する工程とを備えているので、半導体
チップが接着されているリードフレームの設置状態に拘
らず、接合エネルギーを均一にすることができ、信頼性
の高い半導体装置を得ることが出来る。In the wire bonding method configured as in the seventh invention, based on a predetermined energy amount calculated from a load signal corresponding to the load pressing the bonding pad and an amplitude signal corresponding to the vibration amplitude of the capillary. ,
Since either the load means or the vibration oscillating means or the step of stopping both of them is provided, the bonding energy can be made uniform regardless of the installation state of the lead frame to which the semiconductor chip is bonded. Therefore, a highly reliable semiconductor device can be obtained.

【００６５】第８の発明のように構成されたワイヤボン
ディング方法は、荷重信号と振幅信号とを乗算し、この
乗算値を積分し、この積分結果と所定の基準値とを比較
判断し、荷重の印加と振動の印加のいずれか一方または
両方の停止指令を発信するので、接合エネルギーとして
の適切で簡単な指標に基づき、接合エネルギーを均一に
かつ必要十分な接合エネルギーを付加することができ、
信頼性が高く、チップ構造の弱いデバイスに対しても歩
留りを高めることができる。According to the wire bonding method of the eighth aspect of the present invention, the load signal and the amplitude signal are multiplied, the multiplication value is integrated, and the integrated result is compared with a predetermined reference value to determine the load. Since either or both of the application of the vibration and the application of the vibration are transmitted as a stop command, it is possible to add the bonding energy uniformly and the necessary and sufficient bonding energy based on an appropriate and simple index as the bonding energy.
The yield can be improved even for a device having high reliability and a weak chip structure.

【００６６】第９の発明のように構成されたワイヤボン
ディング方法は、外部信号に基づく荷重指令信号の指示
値に対応する荷重信号と振動振幅に対応して検出された
振幅信号とに基づいて所定のエネルギー量を演算し、こ
のエネルギー量に基づき荷重の印加と振動の印加のいず
れか一方または両方の停止指令を発信するので、簡便な
方法で接合エネルギーを均一にすることができ、信頼性
の高い半導体装置を安価に製造できる。According to the wire bonding method of the ninth aspect of the invention, the predetermined value is determined based on the load signal corresponding to the instruction value of the load command signal based on the external signal and the amplitude signal detected corresponding to the vibration amplitude. Energy is calculated and a stop command for load application, vibration application, or both is sent based on this energy amount, so the bonding energy can be made uniform by a simple method, and reliability of A high semiconductor device can be manufactured at low cost.

【００６７】第１０の発明のように構成されたワイヤボ
ンディング方法は、ボンディングヘッドの荷重に対応し
て検出された荷重信号と振動振幅に対応して検出された
振幅信号とに基づいて所定のエネルギー量を演算し、こ
のエネルギー量に基づき荷重の印加と振動の印加のいず
れか一方または両方の停止指令を発信するので、実際の
荷重状態に即した接合エネルギーの評価方法で接合エネ
ルギーを均一にし、信頼性の高い半導体装置を歩留り良
く製造できる。According to the wire bonding method of the tenth aspect of the present invention, the predetermined energy is obtained based on the load signal detected corresponding to the load of the bonding head and the amplitude signal detected corresponding to the vibration amplitude. Calculates the amount and sends a stop command for either or both of load application and vibration application based on this energy amount, so the bonding energy is made uniform by the bonding energy evaluation method that matches the actual load state, A highly reliable semiconductor device can be manufactured with high yield.

【００６８】第１１の発明のように構成されたワイヤボ
ンディング方法は、荷重信号と振動振幅とを乗算し、こ
の乗算値を積分するとともにこの積分結果と所定の基準
値とを比較し、予め与えられていた所定の判断基準に従
って、リードフレームへの荷重の印加もしくはボンディ
ングヘッドへの振動の印加のいずれか一方またはこれら
の両方の停止指令を発信するので、適切なエネルギー指
標で接合エネルギーを均一化し、必要十分な接合エネル
ギーを付加することができ、信頼性が高く、チップ構造
の弱いデバイスに対しても歩留りを高めることができ
る。According to the wire bonding method of the eleventh aspect of the present invention, the load signal and the vibration amplitude are multiplied, the multiplication value is integrated, and the integration result is compared with a predetermined reference value. According to the prescribed criteria, the load command is applied to the lead frame, the vibration is applied to the bonding head, or both stop commands are issued. The necessary and sufficient junction energy can be added, the reliability is high, and the yield can be increased even for a device having a weak chip structure.

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

【図１】 この発明の一実施例であるワイヤボンディン
グ装置のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of a wire bonding apparatus that is an embodiment of the present invention.

【図２】 この発明の一実施例であるワイヤボンディン
グ装置の動作を示すフロー図である。FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the wire bonding apparatus which is an embodiment of the present invention.

【図３】 この発明の変形例を示す部分構成図である。FIG. 3 is a partial configuration diagram showing a modified example of the present invention.

【図４】 この発明の他の変形例を示す部分構成図であ
る。FIG. 4 is a partial configuration diagram showing another modification of the present invention.

【図５】 従来のワイヤボンディング装置のブロック図
である。FIG. 5 is a block diagram of a conventional wire bonding apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

３０ ボンディングヘッド、 ８ 超音波電源、
１４ 電流センサ、９ マイクロコンピュータ、 １
６ ピークホールド回路、 １７ 乗算器、 １８
積分器、 １９ 比較器、 ２０ メモリ、
２３ 変位センサ、 ２４ 荷重計測装置、 ２５
歪みゲージ30 bonding head, 8 ultrasonic power supply,
14 Current sensor, 9 Microcomputer, 1
6 peak hold circuit, 17 multiplier, 18
Integrator, 19 comparator, 20 memory,
23 Displacement Sensor, 24 Load Measuring Device, 25
Strain gauge

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 ワイヤが挿通されるキャピラリをその先
端に有するとともにこのキャピラリが架台に保持された
リードフレームに対向するようにして配設されたボンデ
ィングヘッドと、 このボンディングヘッドに振動を印加する振動発振手段
と、 上記キャピラリを介してリードフレームの所定のリード
または前記リードフレームに接着された半導体チップの
ボンディングパッドに荷重を印加する負荷手段と、 上記ボンディングヘッドの振幅に対応する値を振幅信号
として出力する振幅信号発生手段と、 上記ボンディングヘッドが上記キャピラリを介して上記
リードまたはボンディングパッドを押圧する荷重に対応
する荷重信号を出力する荷重信号発生手段と、 この荷重信号発生手段により出力された荷重信号と上記
振幅信号発生手段により出力された振幅信号とから所定
のエネルギー量を演算し、演算された前記エネルギー量
に基づき上記負荷手段もしくは振動発振手段のいずれか
一方またはこれらの両方を停止する停止信号を発信する
データ処理手段と、を備えたワイヤボンディング装置。1. A bonding head having a capillary through which a wire is inserted and arranged so as to face a lead frame held on a mount, and a vibration for applying vibration to the bonding head. Oscillation means, load means for applying a load to a predetermined lead of a lead frame or a bonding pad of a semiconductor chip bonded to the lead frame via the capillary, and a value corresponding to the amplitude of the bonding head as an amplitude signal. Amplitude signal generating means for outputting, load signal generating means for outputting a load signal corresponding to the load with which the bonding head presses the lead or the bonding pad through the capillary, and the load output by the load signal generating means. Signal and the amplitude signal generating means A data processing means for calculating a predetermined energy amount from the applied amplitude signal and transmitting a stop signal for stopping one or both of the load means and the vibration oscillation means based on the calculated energy amount; , A wire bonding apparatus including. 【請求項２】 ワイヤが挿通されるキャピラリをその先
端に有するとともにこのキャピラリが架台に保持された
リードフレームに対向するようにして配設されたボンデ
ィングヘッドと、 振動発振信号に対応して上記ボンディングヘッドに振動
を印加する振動発振手段と、 荷重指令信号の指示値に対応する荷重信号に基づいて上
記キャピラリを介してリードフレームの所定のリードま
たは前記リードフレームに接着された半導体チップのボ
ンディングパッドに荷重を印加する負荷手段と、 上記ボンディングヘッドの振幅に対応して振幅信号を出
力する振幅信号発生手段と、 外部信号に基づき上記振動発振信号および上記荷重指令
信号を発信し、この荷重指令信号の指示値に対応する荷
重信号と上記振幅信号とから所定のエネルギー量を演算
し、演算された前記エネルギー量に基づいて上記負荷手
段もしくは振動発振手段のいずれか一方またはこれらの
両方を停止させるデータ処理手段と、を備えたワイヤボ
ンディング装置。2. A bonding head having a capillary through which a wire is inserted at its tip and arranged so as to oppose a lead frame held on a mount, and the above-mentioned bonding corresponding to a vibration oscillation signal. A vibration oscillating means for applying vibration to the head, and a predetermined lead of the lead frame or a bonding pad of a semiconductor chip adhered to the lead frame via the capillary based on the load signal corresponding to the indicated value of the load command signal. A load means for applying a load, an amplitude signal generating means for outputting an amplitude signal corresponding to the amplitude of the bonding head, a vibration oscillation signal and a load command signal based on an external signal, and the load command signal Calculate a predetermined amount of energy from the load signal corresponding to the indicated value and the amplitude signal. Wire bonding apparatus and a data processing means for stopping one or both of these said load means or vibration oscillation means on the basis of the calculated the amount of energy. 【請求項３】 ワイヤが挿通されるキャピラリをその先
端に有するとともにこのキャピラリが架台に保持された
リードフレームに対向するようにして配設されたボンデ
ィングヘッドと、 振動発振信号に対応して上記ボンディングヘッドに振動
を印加する振動発振手段と、 荷重指令信号の指示値に対応して上記キャピラリを介し
てリードフレームの所定のリードまたは前記リードフレ
ームに接着された半導体チップのボンディングパッドに
荷重を印加する負荷手段と、 上記ボンディングヘッドの振幅に対応して振幅信号を出
力する振幅信号発生手段と、 上記キャピラリを介して印加された荷重を検出して荷重
信号を出力する荷重信号発生手段と、 外部信号により上記振動発振信号および上記荷重指令信
号を発信し、上記荷重信号と上記振幅信号とから所定の
エネルギー量を演算し、演算された前記エネルギー量に
基づき上記負荷手段もしくは振動発振手段のいずれか一
方またはこれらの両方を停止させるデータ処理手段と、
を備えたワイヤボンディング装置。3. A bonding head having a capillary through which a wire is inserted and arranged so as to face the lead frame held on a mount, and the above-mentioned bonding corresponding to a vibration oscillation signal. A vibration oscillating means for applying a vibration to the head, and a load is applied to a predetermined lead of a lead frame or a bonding pad of a semiconductor chip bonded to the lead frame via the above-mentioned capillary in accordance with an instruction value of a load command signal. Load means, amplitude signal generating means for outputting an amplitude signal corresponding to the amplitude of the bonding head, load signal generating means for detecting a load applied via the capillary and outputting a load signal, and an external signal The vibration oscillation signal and the load command signal are transmitted by the And a predetermined calculated amount of energy, data processing means for stopping one or both of these said load means or vibration oscillation means based on the amount of energy calculated from a,
Wire bonding device equipped with. 【請求項４】 上記データ処理手段は、所定のエネルギ
ー量として荷重信号と振幅信号とを乗算しこの乗算値を
積分するとともにこの積分結果と予め与えられた基準値
とを比較し、予め与えられた判断基準に従って判断し、
上記負荷手段によるリードフレームへの荷重の印加もし
くは振動発振手段によるリードフレームへの振動の印加
のいずれか一方またはこれらの両方の停止指令を発信す
ることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１
項に記載のワイヤボンディング装置。4. The data processing means multiplies a load signal and an amplitude signal as a predetermined energy amount, integrates the multiplication value, compares the integration result with a predetermined reference value, and gives the predetermined value. Judgment according to the judgment criteria,
4. A stop command for applying either a load applied to the lead frame by the load means or a vibration applied to the lead frame by the vibration oscillating means, or both of these stop commands is transmitted. Either one
The wire bonding apparatus according to item. 【請求項５】 ワイヤが挿通されるキャピラリをその先
端に有するとともにこのキャピラリが架台に保持された
リードフレームに対向するようにして配設されたボンデ
ィングヘッドと、 超音波発振指令に基づき上記ボンディングヘッドに振動
を印加する超音波電源と、 荷重指令信号の指示値に基づき、上記キャピラリを介し
てリードフレームの所定のリードまたは前記リードフレ
ームに接着された半導体チップのボンディングパッドに
荷重を印加するリニアモータと、 上記超音波電源からボンディングヘッドに印加される電
流を検出しこの電流値に対応する信号を出力する電流検
出装置と、 この電流検出装置からの出力信号に基づく信号のピーク
値を繋ぐピークホールド回路を介して入力される入力信
号と上記荷重指令信号の指示値に基づく荷重信号とを乗
算する乗算器、この乗算器からの出力を積分する積分
器、およびこの積分器の出力と予め記憶されていた設定
基準値とを比較し上記積分器の出力と上記設定基準値と
が所定の関係になった場合に比較完了信号を発信する比
較器を有し、上記比較完了信号に基づき上記超音波発振
指令もしくは荷重指令信号のいずれか一方またはこれら
の両方の停止指令を出すとともに外部信号に基づいて上
記超音波発振指令と上記荷重指令信号とを発信するデー
タ処理装置と、を備えたワイヤボンディング装置。5. A bonding head having a capillary into which a wire is inserted and arranged so as to oppose a lead frame held on a mount, and the bonding head based on an ultrasonic oscillation command. An ultrasonic power source for applying vibration to the linear motor for applying a load to a predetermined lead of the lead frame or a bonding pad of a semiconductor chip bonded to the lead frame via the capillary based on an instruction value of a load command signal. A current detection device that detects the current applied to the bonding head from the ultrasonic power source and outputs a signal corresponding to this current value; and a peak hold that connects the peak value of the signal based on the output signal from this current detection device. Based on the input signal input via the circuit and the indicated value of the load command signal A multiplier that multiplies the load signal, an integrator that integrates the output from this multiplier, and an output of this integrator and a preset reference value stored in advance, and the output of the integrator and the preset reference value And has a comparator for transmitting a comparison completion signal when a predetermined relationship is established, and based on the comparison completion signal, issues either the ultrasonic oscillation command or the load command signal, or both stop commands. Also, a wire bonding apparatus including a data processing device that transmits the ultrasonic oscillation command and the load command signal based on an external signal. 【請求項６】 ワイヤが挿通されるキャピラリをその先
端に有するとともにこのキャピラリが架台に保持された
リードフレームに対向するようにして配設されたボンデ
ィングヘッドと、 超音波発振指令に基づき上記ボンディングヘッドに振動
を印加する超音波電源と、 荷重指令信号の指示値に基づき、上記キャピラリを介し
てリードフレームの所定のリードまたは前記リードフレ
ームに接着された半導体チップのボンディングパッドに
荷重を印加するリニアモータと、 上記超音波電源からボンディングヘッドに印加される電
流を検出しこの電流値に対応する信号を出力する電流検
出装置と、 上記キャピラリを介してリードフレームの所定のリード
または前記リードフレームに接着された半導体チップの
ボンディングパッドに印加された荷重を検出し、荷重信
号を出力する荷重検出装置と、 この荷重検出装置からの荷重信号と上記電流検出装置か
らの出力信号に基づく信号のピーク値を繋ぐピークホー
ルド回路を介して入力される入力信号とを乗算する乗算
器、この乗算器からの出力を積分する積分器、およびこ
の積分器の出力と予め記憶されていた設定基準値とを比
較し上記積分器の出力と上記設定基準値とが所定の関係
になった場合に比較完了信号を発信する比較器を有し、
上記比較完了信号に基づき上記超音波発振指令もしくは
荷重指令信号のいずれか一方またはこれらの両方の停止
指令を出すとともに外部信号に基づいて上記超音波発振
指令と上記荷重指令信号とを発信するデータ処理装置
と、を備えたワイヤボンディング装置。6. A bonding head having a capillary through which a wire is inserted and arranged so as to oppose a lead frame held on a mount, and the bonding head based on an ultrasonic oscillation command. An ultrasonic power source for applying vibration to the linear motor for applying a load to a predetermined lead of the lead frame or a bonding pad of a semiconductor chip bonded to the lead frame via the capillary based on an instruction value of a load command signal. A current detection device that detects a current applied to the bonding head from the ultrasonic power source and outputs a signal corresponding to the current value; and a predetermined lead of the lead frame or the lead frame bonded to the lead frame through the capillary. Applied to the bonding pad of the semiconductor chip A load detection device that detects and outputs a load signal, and an input signal that is input via a peak hold circuit that connects the load signal from this load detection device and the peak value of the signal based on the output signal from the current detection device. A multiplier for multiplying by, an integrator for integrating an output from this multiplier, and an output of this integrator and a preset reference value stored in advance to compare the output of the integrator with the preset reference value. Has a comparator that sends a comparison completion signal when the relationship of
Data processing for issuing either one or both of the ultrasonic oscillation command and the load command signal based on the comparison completion signal and transmitting the ultrasonic oscillation command and the load command signal based on an external signal And a wire bonding device including the device. 【請求項７】 架台に保持されたリードフレームの所定
のリードまたは前記リードフレームに接着された半導体
チップのボンディングパッドに、ボンディングヘッドの
先端に配設されるとともにワイヤが挿通されたキャピラ
リを介して荷重を印加する工程と、 荷重を印加するキャピラリにボンディングヘッドを介し
て振動を印加する工程と、 ボンディングパッドを押圧する荷重に対応する荷重信号
と上記キャピラリの振動振幅に対応する振幅信号とから
演算される所定のエネルギー量に基づき、上記負荷手段
もしくは振動発振手段のいずれか一方またはこれらの両
方を停止する工程と、を備えたワイヤボンディング方
法。7. A capillary, which is arranged at a tip of a bonding head and has a wire inserted into a predetermined lead of a lead frame held on a gantry or a bonding pad of a semiconductor chip bonded to the lead frame. Calculate from the step of applying a load, the step of applying vibration to the capillary to which the load is applied through the bonding head, the load signal corresponding to the load pressing the bonding pad, and the amplitude signal corresponding to the vibration amplitude of the capillary. And a step of stopping either or both of the load means and the vibration oscillating means based on a predetermined amount of energy. 【請求項８】 請求項７において、ボンディングパッド
を押圧する荷重に対応する荷重信号と上記キャピラリの
振動振幅に対応する振幅信号とから演算される所定のエ
ネルギー量に基づき、上記負荷手段もしくは振動発振手
段のいずれか一方またはこれらの両方を停止する上記工
程に換えて、 ボンディングパッドを押圧する荷重に対応する荷重信号
と上記キャピラリの振動振幅に対応する振幅信号とを乗
算し、この乗算値を積分するとともにこの積分結果と所
定の基準値とを比較し、予め与えられていた所定の判断
基準に従って、リードフレームへの荷重の印加もしくは
リードフレームへの振動の印加のいずれか一方またはこ
れらの両方の停止指令を発信する工程を備えたワイヤボ
ンディング方法。8. The load means or vibration oscillation according to claim 7, based on a predetermined energy amount calculated from a load signal corresponding to the load pressing the bonding pad and an amplitude signal corresponding to the vibration amplitude of the capillary. In place of the above step of stopping one or both of the means, the load signal corresponding to the load pressing the bonding pad is multiplied by the amplitude signal corresponding to the vibration amplitude of the capillary, and the multiplication value is integrated. At the same time, the integration result is compared with a predetermined reference value, and either or both of the load application to the lead frame and the vibration application to the lead frame or both of them are applied according to a predetermined determination standard given in advance. A wire bonding method including a step of issuing a stop command. 【請求項９】 ボンディングヘッド先端のキャピラリを
介してリードフレームの所定のリードまたは前記リード
フレームに接着された半導体チップのボンディングパッ
ドに、外部信号に基づく荷重指令信号の指示値に対応し
て荷重を印加する工程と、 外部信号に基づく振動発振信号に対応して上記ボンディ
ングヘッドに所定の振動を印加する工程と、 上記ボンディングヘッドの振動振幅に対応する値を検出
し振幅信号として出力する工程と、 上記荷重指令信号の指示値に対応する荷重信号と上記振
幅信号に基づいて所定のエネルギー量を演算し、演算さ
れた前記エネルギー量に基づき上記負荷手段もしくは振
動発振手段のいずれか一方またはこれらの両方を停止さ
せる工程と、を備えたワイヤボンディング方法。9. A load is applied to a predetermined lead of a lead frame or a bonding pad of a semiconductor chip adhered to the lead frame via a capillary at the tip of a bonding head in accordance with an instruction value of a load command signal based on an external signal. A step of applying, a step of applying a predetermined vibration to the bonding head in response to a vibration oscillation signal based on an external signal, a step of detecting a value corresponding to the vibration amplitude of the bonding head and outputting it as an amplitude signal, A predetermined energy amount is calculated based on the load signal corresponding to the instruction value of the load command signal and the amplitude signal, and either one or both of the load means and the vibration oscillating means are calculated based on the calculated energy amount. And a step of stopping the wire bonding method. 【請求項１０】 ボンディングヘッド先端のキャピラリ
を介してリードフレームの所定のリードもしくは前記リ
ードフレームに接着された半導体チップのボンディング
パッドに、外部信号に基づく荷重指令信号の指示値に対
応する荷重を印加する工程と、 外部信号に基づく振動発振信号に対応して上記ボンディ
ングヘッドに所定の振動を印加する工程と、 上記ボンディングヘッドの振動振幅に対応する値を検出
し振幅信号を出力する工程と、 上記ボンディングヘッドの荷重に対応する値を検出し荷
重信号を出力する工程と、 上記荷重信号と上記振幅信号に基づいて所定のエネルギ
ー量を演算し、演算された前記エネルギー量に基づき上
記負荷手段もしくは振動発振手段のいずれか一方または
これらの両方を停止させる工程と、を備えたワイヤボン
ディング方法。10. A load corresponding to an instruction value of a load command signal based on an external signal is applied to a predetermined lead of a lead frame or a bonding pad of a semiconductor chip bonded to the lead frame via a capillary at the tip of the bonding head. A step of applying a predetermined vibration to the bonding head in response to a vibration oscillation signal based on an external signal, a step of detecting a value corresponding to a vibration amplitude of the bonding head and outputting an amplitude signal, A step of detecting a value corresponding to the load of the bonding head and outputting a load signal; calculating a predetermined energy amount based on the load signal and the amplitude signal; and applying the load means or vibration based on the calculated energy amount. Stopping either or both of the oscillating means. Bonding method. 【請求項１１】 荷重信号と振幅信号に基づいて所定の
エネルギー量を演算し、この演算されたエネルギー量に
基づき負荷手段もしくは振動発振手段のいずれか一方ま
たはこれらの両方を停止させる上記工程が、荷重信号と
振幅信号とを乗算し、この乗算値を積分するとともにこ
の積分結果と所定の基準値とを比較し、予め与えられて
いた所定の判断基準に従って、リードフレームへの荷重
の印加もしくはボンディングヘッドへの振動の印加のい
ずれか一方またはこれらの両方の停止指令を発信する工
程であることを特徴とする請求項９または請求項１０の
いずれか１項に記載のワイヤボンディング方法。11. The step of calculating a predetermined amount of energy based on a load signal and an amplitude signal, and stopping either one or both of the load means and the vibration oscillating means based on the calculated energy amount, The load signal and the amplitude signal are multiplied, the multiplication value is integrated, the integration result is compared with a predetermined reference value, and a load is applied to the lead frame or bonding is performed in accordance with a predetermined judgment standard given in advance. The wire bonding method according to any one of claims 9 and 10, which is a step of transmitting one or both of application of vibration to the head and a stop command.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112951732A (en) * 2019-09-19 2021-06-11 株式会社东芝 Wire bonding device and wire bonding method
US20230039460A1 (en) * 2020-03-29 2023-02-09 Kulicke And Soffa Industries, Inc. Methods of optimizing clamping of a semiconductor element against a support structure on a wire bonding machine, and related methods

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