JPS60117743A - ワイヤボンディングにおける接合状態の判定方法およびその装置 - Google Patents

ワイヤボンディングにおける接合状態の判定方法およびその装置

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JPS60117743A JP58225762A JP22576283A JPS60117743A JP S60117743 A JPS60117743 A JP S60117743A JP 58225762 A JP58225762 A JP 58225762A JP 22576283 A JP22576283 A JP 22576283A JP S60117743 A JPS60117743 A JP S60117743A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明はワイヤボンディングにおいてワイヤの接合状
態の良否を判定する方法に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
半導体装置の製造においては、ワークステージに載置さ
れたリードフレームと、このリードフレームに設けられ
た半導体ペレットとを金線やアルミニュウム線などのワ
イヤで接続するワイヤボンディング工程がある。ワイヤ
を上記リードフレームやベレットにボンディングする手
段としては、熱圧着法、超音波溶接法あるいはこれら両
者を併用した方法などが知られている。
いずれの方法においても、上記ワイヤtV−ドフレーム
およびペレットに所定の圧力で圧接させなければ、上記
ワイヤの接合状態が不確実となる。
ところで、一般にワイヤボンディングは、ボンディング
アームの先端にワイヤが挿通されるキャピラリが設けら
れ、上記ボンディングアームを回動させることによシ上
記キャピラリでワイヤをリードフレームや被レットに圧
接させるようになっている。しかしながら、このような
構造によると、ボンディングアームの回動角度やリード
フレームのワークステージ上における載置状態などの変
化によってワイヤがキャピラリから受ける圧力が一定せ
ず、接合不良を招くことがある。したかって、ワイヤが
リードフレームや被レットに所定の圧力で圧接されてい
るか否かを検出しなければなら々い。また、超音波ビン
ディングや超音波併用熱圧着においては、キャピラi介
して接合部に伝わる超音波振動による超音波エネルギが
接合強度に大きく寄与する。このため、超音波振動が不
安定に伝わると、ビンディング強度が不安定なものとな
シ、不良状態を発生する。したがって、接合部に安定し
た超音波振動による所定の摩擦力が加わっているか全検
出する必要がある。しかしながら、従来はそのようなこ
とがなんら行なわれていないため、ボンディング不良が
発生する一因となっていた。
〔発明の目的〕
この発明はキャピラリの加圧による力と超音波振動によ
る摩擦力とを検出し、ワイヤの接合状態の良否を判別す
るようにしたワイヤボンディングにおける接合状態の判
別方法を提供することにある。
〔発明の概要〕
キャピラリが設けられたボンディングアームあるいはリ
ードフレームが載置されるワークステージのいずれかに
圧電素子を設け、ワイヤボンディング時に上記がンディ
ングアームあるいはワークステージが受ける加圧による
力と超音波振動による摩擦力とを上記圧電素子で検出し
、この検出信号でワイヤの接合状態を判定するようにし
たものである。
〔発明の実施例〕
以下、この発明の一実施例を第1図乃至第3図を参照し
て説明する。第1図はワイヤボンディング装置全示し、
この装置はフレーム1を備えている。このフレーム1は
中空角筒状に形成され内部にはリニアモータ2が設けら
れている。
このリニアモータ2はマグネット3とこのマグネット3
の図示しない挿入溝にスライド自在に設けられたコイル
4とからなる。このコイル4は角筒状のデビン5の外周
面に導電線6全巻着して形成されている。また、上記フ
レーム1にはスイングアーム7が支軸8によって回動自
在・に設けられている。このスイングアーム7の一端は
−」二記コイル4のがビン5に固着され、他端にはボン
ディングアーム9が取付けられている。
このボンディングアーム9は図示せぬ振動子によって超
音波振動させられるホーン10とこのホーンIJの先端
に取付けられた先端部11とからなシ、この先端部1ノ
にはキャピラリ12が設けられている。このキャピラリ
12にはスプール13から導出された金線などのワイヤ
14が押通されている。上記スプール13は上記ツー 
レーム1の上面に立設されたブラケット15に数個けら
れている。上記スプール13とキャピラリ12との間に
は、ワイヤ14に所定のテンションヲ与よるテンション
クランノや16、フレーム1に取着されたワイヤガイド
板17および土りランノぞ18と下クランパ19が順次
設けられている。
壕だ、上記スイングアーム7の一端には作動片20が延
出されている。この作動片20は上記フレーム1の背面
に設けられた位置検出器21の接触子22に接触してい
る。上記作動片20と位置検出器21とにはばね23が
張設され、上記作動片20と接触子22との接触圧力を
一定に保持している。そして、上記位置検出器21によ
りスイングアーム12の作動位置を検出するようになっ
ている。
上記キャピラリ12の下方にはワークステージ25が配
置されている。このワークステージ25には図示しない
ヒータが内蔵されているとともに上面に開放した凹部2
6が形成されている。この四部26にはセラミックなど
の電気絶縁板27を介して平板状の圧電素子28が上記
ワークステージ25の上面と面一になる状態で収容保持
されている。このワークステージ25の上面には半導体
被レット29がダイデンディングされたリードフレーム
30が供給され、図示せぬクランパで保持固定される。
ワークステージ25の上面にリードフレーム30が供給
されると、上記スイングアーム7とともに超音波振動す
るボンディングアーム9が回動し、このボンディングア
ーム9に取着されたキャピラリ12が上記ベレット29
とリードフレーム30に圧接し、これらにワイヤ14を
超音波振動とワークステージ25に内蔵されたヒータの
熱とで接合、つまりボンディングする。
このようなボンディング時に、キャピラリ12が上記ベ
レット29あるいはリードフレーム30に圧接すると、
このリードフレーム30に接した上記圧電素子28が加
圧による力と超音波振動による摩擦力とを受けることに
なるから、この圧電素子28から電気信号が出力される
。圧電素子28から出力された電気信号はフィルタ31
に入力され、このフィルタ3ノによって所定の周波数域
外の成分、が除去される。たとえば、キャピラリ12の
加圧による電気信号が500Hz付近、超音波振動の周
波数が60 kHz付近であれば、フィルタ31 f 
60 kHzの信号を通過させるパントノ母スフィルタ
と500 Hzの信号全通過させるローパスフィルタと
から構成する。
これによってフィルタ31を通過する電気信号はキャピ
ラリ12の加圧による力と超音波信号による摩擦力のみ
となる。フィルタ31を通過した電気信号はアンプ32
aで増幅されてからA/D変換回路32でデジタル化さ
れ、つぎに比較判定回路33に入力される。この比較判
定回路33には予め所定の電圧値が設定されていて、こ
の設定値と上記圧電素子28からの電気信号の電圧値と
が比較され、その比較値に応じてワイヤ14のボンディ
ング状態を判定する。つまシ、上記比較判定回路33に
設定される設定値は、ビンディング時にキャピラリ12
が適正な加圧による力と超音波振動による摩擦力とでワ
イヤ14を接合したときに、ワイヤステージ25が受け
る圧力である圧電素子28が発生するそれぞれの電圧値
よりもわずかに小さく設定されている。したがって、上
記比較判定回路33は。
ここに設定された設定値と圧電素子28からの電気信号
とを比較することにより、上記キャピラリ12によって
ワイヤ14が所定の加圧による力と超音波振動による摩
擦力とでボンディングさ′れているか否かを判定する。
つまり、比較判定回路33によってポンチ゛イング状態
の良否が判定されることになる。
なお、この発明は上記一実施例に限定されず、たとえば
圧電素子28を第4図に示すようにボンディングアーム
9に設けてもよい。ナなiりち、圧電素子28をリング
状に形成し、この圧電素子28をねじ結合されるビンデ
ィングアーム9のホーン10と先端部11との間に同じ
くリング状の絶縁板27t−介して設けるようにした。
このような構成によれば、Hεノンディング時キャピラ
リ12がベレット29あるいはリードフレーム30に圧
接してその加圧による力と超音波振動による摩擦力とが
ビンディングアーム9に伝達される。したがって、上記
キャピラリ12に加わるそれぞれの力に応じて圧電素子
28に電気信号が発生するから、圧電素子28をワーク
ステージに設けたときと同様ワイヤ14が所定の加圧力
ならびに摩擦力でボンディングされたかどうかを判定で
きる。
〔発明の効果〕
以上述べたようにこの発明は、キャピラリが設けられた
がンディングアームあるいはリードフレームが載置され
るワークステージのいずれかに圧電素子を設け、ビンデ
ィング時に上記ビンディングアームあるいはワークステ
ージが受ける加圧による力と超音波振動による摩擦力と
を上記圧電素子によって検出し、この検出信号でワイヤ
の接合状態を判定するようにした。したがって、上記ワ
イヤがキャピラリによって所定の圧力で加圧されでいる
か否かまた所定の超音波振動を受けているか否かを知る
ことができるから、これによって71?ンデイング状態
の良否を正確に判定することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示すワイヤパーンディン
グ装置の概略的構成図、第2図は同じくワークステージ
の平面図、第3図同じく電気回路図、第4図はこの発明
の他の実施例を示すボンディングアームの断面図である
。 9・・がンラ゛イングアーム、14・・・ワイヤ 25
ワ−クステーノ、28・・・圧電素子、29・・・ベレ
ット、3θ・ リードフレーム、33・・・比較判定回
路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. キャピラリが設けられたデンディングアームあるいはリ
    ードフレームが載置されるワークステージのいずれかに
    圧電素子を設け、ワイヤデンディング時に上記がンデイ
    ングアームあるいはワークステージが受ける力を上記圧
    電素子によって検出し、この検出信号でワイヤの接合状
    態を判定すること′f:特徴とするワイヤボンディング
    における接合状態の判定方法。
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