TW202326891A - Wire bonding device, wire bonding cutting method and program preventing the wire from being cut without applying a large tension force and avoiding warping while cutting the wire tail - Google Patents
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本發明是有關於一種打線接合裝置、打線切斷方法以及程式。The invention relates to a wire bonding device, a wire bonding cutting method and a program.
以往,已知有一種打線接合裝置,其將第一接合點(例如半導體晶粒的焊墊)與第二接合點(例如封裝的引線)利用打線予以電性連接。根據打線接合裝置的接合的條件,打線尾端的下端與作為第二接合點的電極焊墊的連接部分即接合端部的形狀有時不會變細。此時,若利用抓持器來抓持打線而向上提拉打線尾端,則會對打線尾端賦予大的張力,因此打線尾端成為受到拉伸的狀態。隨後,進一步向上提拉打線尾端後,打線尾端於接合端部被切斷。此時,受到拉伸的打線尾端因切斷時的反作用力而彈跳。藉此,抓持器下部的打線及打線尾端彎曲成S字狀。於藉由彎曲的打線尾端來進行向下個電極焊墊的接合時,有可能引起藉由放電等的焊球形成的不良。因此,提出有不會使打線尾端產生彎曲的打線尾端的切斷方法。 [現有技術文獻] [專利文獻] In the past, there is known a wire bonding device, which electrically connects a first bonding point (such as a bonding pad of a semiconductor die) and a second bonding point (such as a lead wire of a package) by wire bonding. Depending on the bonding conditions of the wire bonding apparatus, the shape of the bonding end portion, which is the connection portion between the lower end of the wire bonding tail and the electrode pad as the second bonding point, may not become thinner. At this time, if the wire bonding tail is held by the gripper and the wire bonding tail is pulled upward, a large tension is applied to the wire bonding tail, so the wire bonding tail is in a stretched state. Subsequently, after the wire-bonding tail is further pulled upward, the wire-bonding tail is cut off at the joint end. At this time, the stretched wire bonding tail bounces due to the reaction force at the time of cutting. In this way, the wire bonding at the lower part of the gripper and the wire bonding tail are bent into an S-shape. When bonding to the next electrode pad is performed by the bent wire tail, there is a possibility of causing defects in the formation of solder balls due to discharge or the like. Therefore, it has been proposed to have a method of cutting the wire bonding tail without bending the wire bonding tail. [Prior art literature] [Patent Document]
專利文獻1:日本專利第2723277號公報Patent Document 1: Japanese Patent No. 2723277
[發明所欲解決之課題][Problem to be Solved by the Invention]
專利文獻1所揭示的打線接合方法是在進行了接合後,使毛細管從接合位置朝斜上方上升,藉此,使得被導出至毛細管前端的打線尾端不會彎曲。然而,所述打線接合方法中,若尾端打線的下端與電極焊墊的連接部分即接合端部不夠細,則於打線尾端的切斷時會對打線施加大的拉伸力。此時,所述打線接合方法中,有可能因打線尾端的切斷時的反作用力導致打線發生彈跳,從而造成抓持器下部的打線及打線尾端彎曲成S字狀。In the wire bonding method disclosed in
因此,本發明是有鑒於此種情況而完成,其目的在於,不會對打線尾端施加大的拉伸力而切斷,防止切斷打線尾端時的打線的彎曲。 [解決課題之手段] Therefore, the present invention was made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to prevent bending of the bonding wire when cutting the bonding tail without applying a large tensile force to the bonding tail end. [Means to solve the problem]
本發明的一形態的打線接合裝置進行打線接合處理,所述打線接合裝置包括:接合工具,插通打線;超音波振子,經由超音波喇叭來對所述接合工具供給超音波振動;驅動機構,使所述接合工具移動;以及控制部,控制所述打線接合處理,所述控制部執行:接合步驟,利用所述接合工具來按壓打線,藉此,將打線接合至作為接合對象的接合點;尾端放出步驟,從接合於所述接合點的打線放出打線尾端;張力賦予步驟,在夾持著打線的狀態下使所述接合工具上升,以對打線賦予張力;張力釋放步驟,使所述接合工具下降,以釋放對打線賦予的張力;以及尾端切割步驟,在至少執行了一次包含所述張力賦予步驟及所述張力釋放步驟的一連串步驟之後,使所述接合工具上升,而從接合於所述接合點的打線切斷所述打線尾端。A wire bonding device according to an aspect of the present invention performs wire bonding processing, and the wire bonding device includes: a bonding tool for inserting a wire; an ultrasonic vibrator for supplying ultrasonic vibrations to the bonding tool through an ultrasonic horn; a drive mechanism, moving the bonding tool; and a control section controlling the wire bonding process, the control section performing a bonding step of pressing the bonding wire with the bonding tool, thereby bonding the bonding wire to a bonding point to be bonded; The tail end release step is to release the wire bonding tail end from the bonding wire bonded to the joint point; the tension imparting step is to raise the bonding tool while holding the bonding wire to apply tension to the bonding wire; the tension releasing step is to make the bonding wire The bonding tool is lowered to release the tension applied to the bonding wire; and the tail cutting step is to raise the bonding tool after a series of steps including the tension applying step and the tension releasing step are performed at least once, thereby from The bonding wire bonded to the bonding point cuts off the bonding wire tail.
本發明的一形態的打線切斷方法是使用進行打線接合處理的打線接合裝置來執行,其中,所述打線接合裝置包括:接合工具,插通打線;超音波振子,經由超音波喇叭來對所述接合工具供給超音波振動;驅動機構,使所述接合工具移動;以及控制部,控制所述打線接合處理,所述打線切斷方法執行:接合步驟,利用所述接合工具來按壓打線,藉此,將打線接合至作為接合對象的接合點;尾端放出步驟,從接合於所述接合點的打線放出打線尾端;張力賦予步驟,在夾持著打線的狀態下使所述接合工具上升,以對打線賦予張力;張力釋放步驟,使所述接合工具下降,以釋放對打線賦予的張力;以及尾端切割步驟,在至少執行了一次包含所述張力賦予步驟及所述張力釋放步驟的一連串步驟之後,使所述接合工具上升,而從接合於所述接合點的打線切斷所述打線尾端。The wire bonding and cutting method according to one form of the present invention is performed using a wire bonding device that performs wire bonding processing, wherein the wire bonding device includes: a bonding tool for inserting the wire; The bonding tool supplies ultrasonic vibration; a driving mechanism moves the bonding tool; and a control unit controls the wire bonding process, and the wire bonding cutting method executes: a bonding step of pressing the wire by using the bonding tool, Here, the bonding wire is bonded to the bonding point to be bonded; the tail end release step is to release the bonding wire tail end from the bonding wire bonded to the bonding point; and the tension applying step is to raise the bonding tool while holding the bonding wire. , to apply tension to the bonding wire; a tension releasing step, to lower the joining tool to release the tension applied to the bonding wire; After a series of steps, the bonding tool is raised to cut off the bonding wire tail from the bonding wire bonded to the bonding point.
本發明的一形態的程式使打線接合裝置執行打線接合處理,其中,所述打線接合裝置包括:接合工具,插通打線;超音波振子,經由超音波喇叭來對所述接合工具供給超音波振動;驅動機構,使所述接合工具移動;以及控制部,控制所述打線接合處理,所述程式使所述打線接合裝置執行:接合步驟,利用所述接合工具來按壓打線,藉此,將打線接合至作為接合對象的接合點;尾端放出步驟,從接合於所述接合點的打線放出打線尾端;張力賦予步驟,在夾持著打線的狀態下使所述接合工具上升,以對打線賦予張力;張力釋放步驟,使所述接合工具下降,以釋放對打線賦予的張力;以及尾端切割步驟,在至少執行了一次包含所述張力賦予步驟及所述張力釋放步驟的一連串步驟之後,使所述接合工具上升,而從接合於所述接合點的打線切斷所述打線尾端。 [發明之效果] A program according to an aspect of the present invention causes a wire bonding device to perform wire bonding processing, wherein the wire bonding device includes: a bonding tool for inserting a wire; and an ultrasonic vibrator for supplying ultrasonic vibrations to the bonding tool through an ultrasonic horn. a driving mechanism for moving the bonding tool; and a control unit for controlling the wire bonding process, and the program causes the wire bonding device to execute: a bonding step of pressing the bonding wire with the bonding tool, whereby the bonding wire is bonding to a bonding point to be bonded; a tail end release step of releasing the bonding wire tail end from the bonding wire bonded to the bonding point; a tension imparting step of raising the bonding tool while holding the bonding wire so as to align the bonding wire imparting tension; a tension releasing step of descending the joining tool to release the tension applied to the bonding wire; and a tail cutting step, after performing at least once a series of steps including the tension imparting step and the tension releasing step, The bonding tool is raised to cut off the wire bonding tail from the bonding wire bonded to the bonding point. [Effect of Invention]
根據本發明,不會對打線尾端施加大的拉伸力而切斷,從而可防止切斷打線尾端時的打線的彎曲。According to the present invention, it is possible to prevent bending of the bonding wire when cutting the bonding tail without applying a large tensile force to the bonding tail end.
以下說明本發明的實施形態。以下的圖式的記載中,相同或類似的構成元件是以相同或類似的符號來表示。圖式為例示,各部的尺寸或形狀為示意性者,不應將本申請案發明的技術範圍限定於所述實施形態來理解。Embodiments of the present invention will be described below. In the following description of the drawings, the same or similar constituent elements are denoted by the same or similar symbols. The drawings are illustrative, and the dimensions and shapes of each part are schematic, and it should not be understood that the technical scope of the invention of the present application is limited to the above-described embodiments.
[打線接合裝置1的結構]
參照圖1~圖4來說明打線接合裝置1。圖1是表示本實施形態的打線接合裝置1的一例的圖。圖2A是接合臂20的俯視圖。圖2B是接合臂20的仰視圖。圖3是表示檢測部70的概要的一例的圖。圖4是表示檢測部70的概要的另一示例的圖。
[Structure of Wire Bonding Device 1 ]
The
如圖1所示,打線接合裝置1例如包含XY驅動機構10、Z驅動機構12、接合臂20、超音波喇叭30、接合工具40、載荷感測器50、超音波振子60、檢測部70、控制部80以及接合工具位置檢測部90。As shown in FIG. 1 , the
XY驅動機構10例如構成為,可沿XY軸方向(與接合面平行的方向)移動。於XY驅動機構10中,例如設有可使接合臂20沿Z軸方向(垂直於接合面的方向)移動的Z驅動機構12。The XY drive mechanism 10 is configured to be movable in the XY axis direction (direction parallel to the joint surface), for example. The XY drive mechanism 10 is provided with a Z drive mechanism 12 capable of moving the
接合臂20是由支軸14予以支持,且相對於XY驅動機構10而擺動自如地構成。接合臂20是以從XY驅動機構10朝向放置有作為接合對象的半導體裝置100的接合載台16延伸的方式而形成大致長方體。接合臂20包含:被安裝於XY驅動機構10的臂基端部22、位於臂基端部22的前端側(-Y方向側)且安裝超音波喇叭30的臂前端部24、以及連結臂基端部22與臂前端部24且具有可撓性的連結部23。該連結部23例如包含:從接合臂20的頂面21a朝向底面21b延伸的規定寬度的狹縫25a、狹縫25b以及從接合臂20的底面21b朝向頂面21a的方向延伸的規定寬度的狹縫25c。如此,連結部23藉由各狹縫25a、25b、25c而局部地構成為薄壁部,藉此,臂前端部24可相對於臂基端部22而撓曲。The
如圖1及圖2B所示,於接合臂20的底面21b側,形成有收容超音波喇叭30的凹部26。超音波喇叭30在收容於接合臂20的凹部26內的狀態下,藉由喇叭固定螺絲32而安裝於臂前端部24。該超音波喇叭30於從凹部26突出的前端部保持有接合工具40,於凹部26內設有產生超音波振動的超音波振子60。藉由超音波振子60來產生超音波振動,其藉由超音波喇叭30而傳遞至接合工具40。藉此,超音波振子60可經由接合工具40來對接合對象賦予超音波振動。超音波振子60例如為壓電振子。As shown in FIGS. 1 and 2B , on the
而且,如圖1及圖2A所示,於接合臂20的頂面21a側,從頂面21a朝向底面21b而依序形成有狹縫25a及狹縫25b。上部的狹縫25a形成為較下部的狹縫25b為寬幅。並且,於該形成為寬幅的上部的狹縫25a中設有載荷感測器50。載荷感測器50藉由預壓用螺絲52而固定於臂前端部24。載荷感測器50是以被包夾在臂基端部22與臂前端部24之間的方式而配置。即,載荷感測器50是從超音波喇叭30的長邊方向的中心軸朝相對於接合對象的接觸/分離方向偏離地,安裝於接合臂20的旋轉中心與臂前端部24中的超音波喇叭30的安裝面(即,臂前端部24中的接合工具40側的前端面)之間。並且,由於如此般將保持接合工具40的超音波喇叭30安裝於臂前端部24,因此當因來自接合對象的反作用力而對接合工具40的前端施加有載荷時,臂前端部24相對於臂基端部22而撓曲,從而可於載荷感測器50中檢測載荷。載荷感測器50例如為壓電載荷感測器。Further, as shown in FIGS. 1 and 2A , on the
接合工具40是用於插通打線42者,例如是設有插通孔41的毛細管。接合工具40將用於接合的打線42插通至該插通孔41。接合工具40構成為,可從其前端放出打線42的一部分。以下,為了方便,將從接合工具40的前端放出的打線42稱作打線尾端42a。而且,於接合工具40的前端,設有用於按壓打線42的按壓部40a。按壓部40a具有繞接合工具40的插通孔41的軸方向旋轉對稱的形狀,於插通孔41的周圍的下表面具有按壓面。接合工具40藉由彈簧力等可更換地安裝於超音波喇叭30。The
抓持器44例如被設於接合工具40的上方,與接合工具40一同運作。抓持器44例如構成為,基於從抓持器控制部81輸出的控制訊號,以規定的時機來抓持(約束)或釋放打線42。於抓持器44的更上方,亦可設有打線張緊器(tensioner)(未圖示)。打線張緊器例如構成為,插通打線42,對接合中的打線42賦予適度的張力。The
打線42的材料可根據加工的容易性與電阻的低度等來適當選擇,例如使用金(Au)、鋁(Al)、銅(Cu)或銀(Ag)等。再者,打線42形成從接合工具40的前端延伸出的焊球部43。焊球部43接合於規定的接合點(例如為電極焊墊112,以下稱作第一接合點)。The material of the
檢測部70例如電性檢測插通接合工具40的打線42的前端所形成的焊球部43是否已接地至作為接合對象的半導體裝置100。而且,檢測部70例如基於對打線42供給的電訊號的輸出,來檢測打線尾端42a是否已從半導體裝置100的規定的接合點(例如為電極焊墊122,以下稱作第二接合點)切斷。The
檢測部70例如包括電源部71、輸出測定部72以及判定部73。電源部71例如對半導體裝置100與打線42之間施加規定的電訊號。輸出測定部72例如對由電源部71所供給的電訊號的輸出進行測定。判定部73例如基於輸出測定部72的測定結果來判定打線42是否已電性接觸至半導體裝置100。如圖1所示,檢測部70的其中一個端子電性連接於接合載台16,另一個端子電性連接於抓持器44(或線軸(圖1中省略))。The
如圖3所示,檢測部70中,該電源部71亦可包含直流電壓電源。即,檢測部70在半導體裝置100的接合點與接合載台16可視為僅以電阻成分而連接的情況下(例如兩者電性導通的情況下),可使用直流電壓訊號來作為規定的電訊號。此時,當打線42的焊球部43接觸至半導體裝置100的接合點時,在接合載台16與打線42之間產生電性短路。檢測部70可基於該電性短路的有無的變化(例如輸出電壓v的變化),來判定焊球部43是否已接觸至半導體裝置100的第二接合點即電極焊墊122。換言之,檢測部70可檢測打線尾端42a是否已從半導體裝置100的第二接合點切斷。As shown in FIG. 3 , in the
如圖4所示,檢測部70中,該電源部71亦可包含交流電壓電源。即,在半導體裝置100的接合點與接合載台16之間包含電容成分的情況下(例如兩者未電性導通的情況下),可使用交流電壓訊號來作為規定的電訊號。此時,當打線42的焊球部43接觸至半導體裝置100的接合點時,打線接合裝置1的電容值會進一步加上半導體裝置100所具有的電容值。藉此,接合載台16與打線42之間的電容值發生變化。因此,檢測部70可基於該電容值的變化(例如輸出電壓v的變化)來判定焊球部43是否已接觸至半導體裝置100的第二接合點。換言之,檢測部70可檢測打線尾端42a是否已從半導體裝置100的第二接合點切斷。As shown in FIG. 4 , in the
返回圖1,接合工具位置檢測部90例如對包含接合工具40在Z軸方向上的位置的、接合工具40的位置(例如接合工具40的前端的位置)進行檢測。接合工具位置檢測部90將與所檢測出的結果相關的資訊(以下稱作檢測結果資訊)輸出至控制部80。Returning to FIG. 1 , the bonding tool position detection unit 90 detects, for example, the position of the
控制部80例如包含抓持器控制部81與XYZ軸控制部82。抓持器控制部81控制抓持器44的開閉動作。XYZ軸控制部82控制接合工具40在X軸方向、Y軸方向及Z軸方向的動作。The control unit 80 includes, for example, a gripper control unit 81 and an XYZ axis control unit 82 . The gripper control unit 81 controls the opening and closing operation of the
控制部80以可與XY驅動機構10、Z驅動機構12、超音波喇叭30(超音波振子60)、抓持器44、載荷感測器50、檢測部70及接合工具位置檢測部90等各結構之間進行訊號的收發的方式進行連接。控制部80藉由控制該些結構的動作,從而可於打線接合中執行以不會使打線尾端42a產生彎曲的方式來切斷打線尾端42a的處理。The control unit 80 can communicate with the XY drive mechanism 10, the Z drive mechanism 12, the ultrasonic horn 30 (ultrasonic vibrator 60), the
控制部80基於從接合工具位置檢測部90輸出的檢測結果資訊來使接合工具40沿Z軸方向上升及下降。控制部80在將打線42接合於第二接合點之後,使接合工具40沿Z軸方向上升,藉此來對打線42賦予張力(以下稱作張力賦予步驟)。即,控制部80對打線尾端42a與第二接合點的連接部分施加應力。隨後,控制部80使接合工具40沿Z軸方向下降,藉此來釋放對打線42賦予的張力(以下稱作張力釋放步驟)。即,控制部80釋放打線尾端42a與第二接合點的連接部分的應力。The control unit 80 raises and lowers the
控制部80例如基於預先設定的與上升相關的資訊(以下稱作上升資訊),於張力賦予步驟中決定接合工具40的前端的上升的移動方向及高度。同樣,控制部80例如基於預先設定的與下降相關的資訊(以下稱作下降資訊),於張力釋放步驟中決定接合工具40的前端的下降的移動方向及高度。此處,所謂接合工具40的前端的高度,是指從規定的基準地點計起的距離,規定的基準地點並無特別限定,例如亦可為第二接合點。再者,上文中,說明了控制部80基於上升資訊或下降資訊來決定接合工具40的前端的高度,但並不限定於此。例如,控制部80亦可基於上升資訊或下降資訊來決定接合工具40的前端的移動距離。具體而言,作為一例,控制部80亦可於張力賦予步驟中決定從第二接合點朝Z軸方向上升的移動距離,還可於張力釋放步驟中決定從在張力賦予步驟中上升的終點朝Z軸方向下降的移動距離。以下,為了方便,亦有時將接合工具40的前端上升的高度或移動距離稱作「上升的移動量」,將下降的高度或移動距離稱作「下降的移動量」。The control unit 80 determines, in the tension applying step, the movement direction and height of the rising of the tip of the
此處,所謂上升的移動方向,例如是指遠離第二接合點的方向,理想的是Z軸方向。所謂下降的移動方向,例如是指接近第二接合點的方向,理想的是沿著上升的移動方向的方向。但是,在使上升的移動方向及下降的移動方向相對於Z軸方向而具備角度的情況下,可對打線尾端42a的下端賦予X軸方向或Y軸方向的應力。藉此,可利用小的拉伸力來如後所述般切斷打線尾端42a。此處,上升的移動方向的起點例如既可為第二接合點,亦可為相對於第二接合點而於XY平面上偏離的點。藉此,可對打線尾端42a的下端賦予X軸方向或Y軸方向的應力,因此可利用小的拉伸力來如後所述般切斷打線尾端42a。而且,下降的移動方向的起點例如亦可為張力賦予步驟的終點。以下,為了方便,設為下述情況進行說明,即,於控制部80中,上升的移動方向及下降的移動方向被設定為Z軸方向,一開始的上升的移動方向的起點被設定為第二接合點,一開始的下降的移動方向的起點被設定為張力賦予步驟的終點。Here, the upward movement direction refers to, for example, a direction away from the second joining point, and is preferably the Z-axis direction. The descending moving direction refers to, for example, a direction approaching the second joining point, and is preferably a direction along the rising moving direction. However, when the upward movement direction and the downward movement direction have an angle with respect to the Z-axis direction, stress in the X-axis direction or the Y-axis direction can be applied to the lower end of the wire
而且,控制部80例如亦可基於打線42的粗度來自動設定張力賦予步驟及張力釋放步驟中的高度或移動距離(移動量)。具體而言,控制部80例如亦可將相對於打線42的粗度的規定比例(例如60%)設定為上升的移動量。控制部80亦可將相對於打線42的粗度的規定比例(例如30%)設定為下降的移動量。而且,控制部80例如亦可基於上升資訊來自動設定張力釋放步驟中的下降的移動量。具體而言,控制部80亦可將相對於上升的移動量的規定比例(例如50%)設定為下降的移動量。進而言之,控制部80例如亦可除了打線42的粗度以外,還基於打線42的材質來自動設定張力賦予步驟的上升的移動量及張力釋放步驟的下降的移動量。具體而言,例如亦可為,打線42的材質為越堅硬的材質,則控制部80將上升的移動量設定為越大,將下降的移動量設定為越小。這是因為,打線42的強度越強,則即便賦予大的張力亦不會產生彎曲變形。藉此,可減少作業者的設定所耗費的作業量。Furthermore, the control unit 80 may automatically set the height or the moving distance (moving amount) in the tension applying step and the tension releasing step based on, for example, the thickness of the
而且,控制部80例如設定為,張力賦予步驟中的上升的移動量大於張力釋放步驟中的下降的移動量。並且,理想的是,控制部80例如多次反覆張力賦予步驟及張力釋放步驟。即,控制部80例如設定為,本次的張力賦予步驟(後述的第二張力賦予步驟)中的接合工具40的前端的高度高於前次的張力賦予步驟(後述的第一張力賦予步驟)中的接合工具40的前端的高度。藉此,控制部80藉由反覆張力賦予步驟及張力釋放步驟,從而可使打線尾端42a的下端(-Z軸方向的端部)、與連接於第二接合點的打線42被壓潰得細細的形狀的端部(以下稱作接合端部42c)之間的部分逐漸產生金屬疲勞。即,打線尾端42a的下端與接合端部42c之間的部分的拉伸強度下降。藉此,不需要對所述部分施加大的拉伸力,便可從第二接合點切斷打線尾端42a。換言之,使打線尾端42a與第二接合點的連接部分逐漸變薄,於切斷時間點,利用小的拉伸力便可切斷打線尾端42a。藉此,不會使打線尾端42a產生彎曲變形而可實現接合品質的提高。In addition, the control unit 80 sets, for example, such that the moving amount of rising in the tension applying step is larger than the moving amount of falling in the tension releasing step. Furthermore, it is desirable that the control unit 80 repeats the tension applying step and the tension releasing step, for example, a plurality of times. That is, the control unit 80 sets, for example, such that the height of the tip of the
而且,控制部80例如以於檢測部70中偵測出打線尾端42a已從半導體裝置100的第二接合點切斷為契機,而停止包含張力賦予步驟及張力釋放步驟的一連串步驟。藉此,能以最小限度的次數來執行張力賦予步驟及張力釋放步驟,因此可縮短打線尾端42a的切斷步驟的時間。而且,由於不需要張力賦予步驟及張力釋放步驟的次數設定,因此可減少作業者的作業量。Furthermore, the control unit 80 stops a series of steps including the tension applying step and the tension releasing step when the
於控制部80,例如連接有:操作部132,用於輸入用以進行控制的資訊(以下稱作控制資訊);以及顯示部134,用於輸出控制資訊。作業者利用顯示部134來確認畫面,利用操作部132來輸入控制資訊(上升資訊或下降資訊等)。再者,控制部80是包括CPU及記憶體等的電腦裝置,於記憶體中預先保存有用於執行打線接合所需的處理的程式等。控制部80構成為,進行用於對在後述的打線接合方法中說明的接合工具40的動作進行控制的各步驟(例如,包括用於使電腦執行各步驟的程式)。Connected to the control unit 80 are, for example, an operation unit 132 for inputting information for control (hereinafter referred to as control information), and a display unit 134 for outputting control information. The operator uses the display unit 134 to confirm the screen, and uses the operation unit 132 to input control information (ascending information, descending information, etc.). Furthermore, the control unit 80 is a computer device including a CPU, a memory, and the like, and programs and the like for executing processing necessary for wire bonding are stored in the memory in advance. The control unit 80 is configured to execute each step for controlling the operation of the
[打線接合方法]
接下來,參照圖5~圖8來說明打線接合方法。打線接合方法是使用打線接合裝置1的打線接合方法的方法。圖5是表示打線接合方法的一例的流程圖。圖6A~圖6L是表示各步驟的動作的一例的圖。圖7是表示各步驟的時機圖。圖6A~圖6L的時刻t1~時刻t9對應於圖7的時刻t1~時刻t9。圖8是表示張力賦予步驟及張力釋放步驟的詳細的一例的時機圖。
[Wire bonding method]
Next, a wire bonding method will be described with reference to FIGS. 5 to 8 . The wire bonding method is a wire bonding method using the
步驟S10(時刻t1)中,如圖6A所示,打線接合裝置1使從接合工具40的前端延伸出的打線42的前端部形成焊球部43。步驟S10中,抓持器44例如為打開的狀態。In step S10 (time t1 ), as shown in FIG. 6A ,
步驟S11(時刻t1)中,打線接合裝置1使接合工具40朝向半導體晶粒110的電極焊墊112下降。步驟S11中,抓持器44例如為關閉的狀態。In step S11 (time t1 ), the
步驟S12(時刻t2)中,如圖6B所示,打線接合裝置1使焊球部43接觸至電極焊墊112。並且,打線接合裝置1將抓持器44設為打開的狀態,對超音波振動進行啟動(ON)控制(第一接合步驟)。藉此,將焊球部43接合於電極焊墊112。打線接合裝置1使接合工具40的前端沿Z軸方向上升,並從所述前端放出打線42。於步驟S12中,檢測部70偵測電訊號。此時,抓持器44為打開的狀態。In step S12 (time t2 ), as shown in FIG. 6B , the
步驟S13(時刻t3)中,如圖6C所示,打線接合裝置1在與第二接合點(此處為電極焊墊122)為相反側(圖6C的「箭頭」的方向)使打線42進行動作(背向動作)。藉此,打線42呈彎曲形狀。In step S13 (time t3), as shown in FIG. 6C , the
步驟S14(時刻t4)中,如圖6D所示,打線接合裝置1一邊使打線42朝向第二接合點彎曲,一邊形成打線42的打線繞環(打線繞環步驟)。並且,打線接合裝置1使打線42的一部分接觸至電極焊墊122的上表面。藉此,形成將第一接合點即電極焊墊112與第二接合點即電極焊墊122電性連接的打線繞環(未圖示)。步驟S14中,抓持器44為關閉的狀態。In step S14 (time t4 ), as shown in FIG. 6D , the
步驟S15(時刻t5)中,如圖6E所示,打線接合裝置1藉由接合工具40的按壓部40a,將打線42的一部分按壓至電極焊墊122。打線接合裝置1對超音波振動進行啟動控制,將打線42的一部分接合至電極焊墊122(第二接合步驟)。此時,於連接於電極焊墊122的打線42的端部,形成被壓潰得細細的形狀的接合端部42c。In step S15 (time t5 ), as shown in FIG. 6E , the
於時刻t6,如圖6F所示,打線接合裝置1使接合工具40的前端沿Z軸方向上升,從所述前端放出打線尾端42a(尾端放出步驟)。此時,抓持器44為打開的狀態。接合工具位置檢測部90檢測接合工具40的前端的高度,並將表示該高度的資訊(以下稱作高度資訊)輸出至控制部80。At time t6 , as shown in FIG. 6F , the
而且,於時刻t6,控制部80在獲取接合工具40的高度表示高度H1的高度資訊時,藉由XYZ軸控制部82來控制Z驅動機構12,以停止接合工具40的動作。此時,如圖6F所示,接合工具40的前端的高度成為高度H1,打線尾端42a從接合工具40的前端導出。Furthermore, at time t6 , when the control unit 80 acquires the height information indicating the height H1 of the
於時刻t7,如圖6G所示,打線接合裝置1關閉抓持器44而抓持住打線42。在關閉了抓持器44的狀態下,於時刻t8,打線接合裝置1執行張力賦予步驟及張力釋放步驟。如圖7所示,打線接合裝置1例如於張力賦予步驟及張力釋放步驟中,對超音波振動進行啟動控制。以下,亦參照圖8來說明時刻t8的張力賦予步驟及張力釋放步驟。At time t7 , as shown in FIG. 6G , the
步驟S16(圖8的時刻t81)中,如圖6H所示,打線接合裝置1一邊利用抓持器44來抓持打線42,一邊使接合工具40的前端與抓持器44一同沿Z軸方向上升至規定的高度(此處為高度H1+D1)為止(以下稱作第一張力賦予步驟)。換言之,使接合工具40的前端上升規定的移動距離(此處為D1)。藉此,打線接合裝置1可沿Z軸方向對接合端部42c賦予張力。此時,控制部80例如在獲取接合工具40的前端的高度表示高度H1+D1的高度資訊時,藉由XYZ軸控制部82來控制Z驅動機構12,以停止接合工具40(抓持器44)的動作。In step S16 (time t81 in FIG. 8 ), as shown in FIG. 6H , the
步驟S17(圖8的時刻t82)中,如圖6I所示,打線接合裝置1使打線尾端42a沿Z軸方向下降至規定的高度(此處為高度H1+D1-D2)為止(以下稱作第一張力釋放步驟)。換言之,使接合工具40的前端下降規定的移動距離(此處為移動距離D2)。藉此,打線接合裝置1可釋放對接合端部42c施加的張力。此時,控制部80例如在獲取接合工具40的前端的高度表示高度H1+D1-D2的高度資訊時,藉由XYZ軸控制部82來控制Z驅動機構12,以停止接合工具40(抓持器44)的動作。In step S17 (time t82 in FIG. 8 ), as shown in FIG. 6I , the
步驟S18中,打線接合裝置1例如設定移動量,所述移動量表示相對於第一張力賦予步驟及第一張力釋放步驟的、下個張力賦予步驟(以下稱作第二張力賦予步驟)及張力釋放步驟(以下稱作第二張力釋放步驟)各自的接合工具40的高度或移動距離。打線接合裝置1例如基於在規定的記憶部中所記憶的與移動量相關的資訊(上升資訊、下降資訊等),來設定各步驟的移動量。In step S18, the
此處,打線接合裝置1例如將較第一張力賦予步驟的高度為高的高度設定為第二張力賦予步驟的高度。同樣,打線接合裝置1例如將較第一張力釋放步驟的高度為高的高度設定為第二張力釋放步驟的高度。而且,打線接合裝置1例如亦可將與第一張力賦予步驟的移動距離及第一張力釋放步驟的移動距離相同的移動距離,設定為第二張力賦予步驟的移動距離及第二張力釋放步驟的移動距離。此處,所謂「相同的移動距離」,例如是指在兩個移動距離中容許打線接合裝置1的機械誤差的移動距離。Here, the
步驟S19(圖8的時刻t83)中,如圖6J所示,打線接合裝置1於第二張力賦予步驟中,一邊利用抓持器44來抓持打線42,一邊使接合工具40的前端與抓持器44一同沿Z軸方向上升至規定的高度(此處為高度H1+2D1-D2)為止。換言之,使接合工具40的前端以第一張力釋放步驟的終點(此處為高度H1+D1-D2)為起點而上升規定的移動距離(此處為移動距離D1)。藉此,打線接合裝置1可沿Z軸方向對接合端部42c賦予張力。此時,控制部80例如在獲取接合工具40的前端的高度表示高度H1+2D1-D2的高度資訊時,藉由XYZ軸控制部82來控制Z驅動機構12,以停止接合工具40(抓持器44)的動作。In step S19 (time t83 in FIG. 8 ), as shown in FIG. 6J , in the second tension applying step, the
步驟S20(圖8的時刻t84)中,如圖6K所示,打線接合裝置1於第二張力釋放步驟中,使打線尾端42a沿Z軸方向下降至規定的高度(此處為高度H1+2D1-2D2)為止。換言之,使接合工具40的前端以第二張力賦予步驟的終點(此處為高度H1+2D1-D2)為起點而下降規定的移動距離(此處為移動距離D2)。藉此,打線接合裝置1可釋放對接合端部42c施加的張力。此時,控制部80例如在獲取接合工具40的前端的高度表示高度H1+2D1-2D2的高度資訊時,藉由XYZ軸控制部82來控制Z驅動機構12,以停止接合工具40(抓持器44)的動作。In step S20 (time t84 in FIG. 8 ), as shown in FIG. 6K , in the second tension releasing step, the
步驟S21中,打線接合裝置1判定打線尾端42a是否已被切斷。具體而言,打線接合裝置1在檢測部70中未偵測出電訊號的情況下,判定為打線尾端42a已被切斷(步驟S21:是)。此時,打線接合裝置1結束用於切斷打線尾端42a的處理。另一方面,打線接合裝置1在檢測部70中偵測出電訊號的情況下,判定為打線尾端42a尚未被切斷(步驟S21:否)。此時,打線接合裝置1將處理移轉至步驟S18。In step S21, the
而且,上文中,如時刻t81~時刻t84所示般僅說明了第一張力賦予步驟、第二張力賦予步驟以及第一張力釋放步驟、第二張力釋放步驟,但如圖8的時刻t85、時刻t86所示,反覆張力賦予步驟及張力釋放步驟,直至於檢測部70中偵測不到電訊號為止。Moreover, in the above, only the first tension applying step, the second tension applying step, the first tension releasing step, and the second tension releasing step have been described as shown in time t81 to time t84, but time t85, time As shown in t86 , the tension applying step and the tension releasing step are repeated until no electric signal is detected in the
如此,藉由反覆張力賦予步驟及張力釋放步驟,從而可如圖8所示般使接合工具40運作,以藉由多次張力賦予步驟來階段性地對打線尾端42a施加張力,以免對打線尾端42a施加過大的張力。藉此,使打線尾端42a與接合點的連接部分(此處為接合端部42c)逐漸變薄,從而於切斷時間點,利用小的拉伸力便可切斷打線尾端42a。In this way, by repeating the tension imparting step and the tension releasing step, the
如圖6L所示,打線接合裝置1在打線尾端42a被切斷的情況下,如圖7所示的「電訊號」的圖表(斷開)所示,於檢測部70中判定為未偵測到電訊號,而結束張力賦予步驟及張力解除步驟。As shown in FIG. 6L, when the wire
[變形例]
上文中,對打線接合裝置1如圖8所示般設定與第一張力賦予步驟的移動距離及第一張力釋放步驟的移動距離相同的移動距離的動作進行了說明,但並不限定於此。圖9是表示張力賦予步驟及張力釋放步驟的另一示例的時機圖。如圖9所示,打線接合裝置1例如只要設定為第二張力賦予步驟的高度(圖9中為高度H+D)高於第一張力賦予步驟的高度(圖9中為高度H)即可。即,第二張力釋放步驟的高度亦可與第一張力釋放步驟的高度相同。進而言之,第二張力釋放步驟的高度及第一張力釋放步驟的高度亦可為與第二接合點大致相同的高度。藉此,張力釋放步驟中的對下降的移動量的處理得以簡化,因此系統的處理速度提高。
[modified example]
The operation of setting the same moving distance as the moving distance in the first tension applying step and the moving distance in the first tension releasing step in the
上文中,作為打線接合方法的一例,對將作為接合對象的兩點間予以打線連接的打線接合進行了說明,但並不限定於此。例如,亦可將所述的實施形態適用於在圖10所示的凸塊接合中,於半導體裝置200的作為接合點的電極212上形成凸塊140的方法。此時,可從圖5的流程圖中省略步驟S10至步驟S14的步驟而實現。而且,例如亦可將所述的實施形態適用於楔(wedge)接合。此時,可從圖5的流程圖中省略步驟S10的步驟而實現。Hereinbefore, as an example of the wire bonding method, wire bonding in which two points to be bonded are connected by wire has been described, but the present invention is not limited thereto. For example, the above-described embodiment can also be applied to the method of forming the
上文中,設為打線接合裝置1在第二張力釋放步驟(步驟S20)之後判定打線尾端42a是否已被切斷進行了說明,但並不限定於此。打線接合裝置1亦可在第二張力賦予步驟(步驟S19)之後判定打線尾端42a是否已被切斷,還可始終判定打線尾端42a是否已被切斷。藉此,可無遲滯地判定打線尾端42a是否已切斷,因此可減少打線接合裝置1的打線尾端42a的切斷所耗費的動作。In the above, the description has been made assuming that the
上文中,設為打線接合裝置1於張力釋放步驟中關閉抓持器44而進行了說明,但並不限定於此。於張力釋放步驟中,亦可打開抓持器44。藉此,釋放打線42的張力的動作變得容易。In the above, the description has been made assuming that the
透過所述發明的實施方式而說明的實施的形態可根據用途來適當組合,或者實施變更或改良而使用,本發明並不限定於所述的實施方式的記載。根據申請專利範圍的記載可明確的是,實施了此種組合或變更或者改良的形態亦可包含在本發明的技術範圍內。The embodiments described in the above-mentioned embodiments of the invention can be appropriately combined according to the application, or modified or improved for use, and the present invention is not limited to the description of the above-mentioned embodiments. It is clear from the description of the claims that such combinations, changes, or improvements are also included in the technical scope of the present invention.
1:打線接合裝置
10:XY驅動機構
12:Z驅動機構
14:支軸
16:接合載台
20:接合臂
21a:頂面
21b:底面
22:臂基端部
23:連結部
24:臂前端部
25a、25b、25c:狹縫
26:凹部
30:超音波喇叭
32:喇叭固定螺絲
40:接合工具
40a:按壓部
41:插通孔
42:打線
42a:打線尾端
42c:接合端部
43:焊球部
44:抓持器
50:載荷感測器
52:預壓用螺絲
60:超音波振子
70:檢測部
71:電源部
72:輸出測定部
73:判定部
80:控制部
81:抓持器控制部
82:XYZ軸控制部
90:接合工具位置檢測部
100、200:半導體裝置
110:半導體晶粒
112:電極焊墊
122:電極焊墊
132:操作部
134:顯示部
140:凸塊
D1、D2:移動距離
H、H1:高度
S10~S21:步驟
t1~t9、t81~t86:時刻
v:電壓
1: Wire bonding device
10: XY driving mechanism
12: Z drive mechanism
14: pivot
16:Joining the carrier
20:
圖1是表示本實施形態的打線接合裝置的一例的圖。 圖2A是接合臂的俯視圖。 圖2B是接合臂的仰視圖。 圖3是表示檢測部的概要的一例的圖。 圖4是表示檢測部的概要的另一示例的圖。 圖5是表示打線接合方法的一例的流程圖。 圖6A是表示形成焊球部的動作的一例的圖。 圖6B是表示使焊球部接觸至電極焊墊的動作的一例的圖。 圖6C是表示背向動作的一例的圖。 圖6D是表示打線繞環步驟的動作的一例的圖。 圖6E是表示將打線的一部分按壓至電極焊墊的動作的一例的圖。 圖6F是表示放出打線的動作的一例的圖。 圖6G是表示關閉抓持器的動作的一例的圖。 圖6H是表示第一張力賦予步驟的動作的一例的圖。 圖6I是表示第一張力釋放步驟的動作的一例的圖。 圖6J是表示第二張力賦予步驟的動作的一例的圖。 圖6K是表示第二張力釋放步驟的動作的一例的圖。 圖6L是表示切斷了打線尾端的狀態的一例的圖。 圖7是表示各步驟的時機圖的一例。 圖8是張力賦予步驟及張力釋放步驟的詳細的時機圖的一例。 圖9是張力賦予步驟及張力釋放步驟的詳細的時機圖的另一示例。 圖10是表示打線接合方法的另一示例的圖。 FIG. 1 is a diagram showing an example of a wire bonding apparatus according to this embodiment. Figure 2A is a top view of the engagement arm. Figure 2B is a bottom view of the engagement arm. FIG. 3 is a diagram showing an example of an outline of a detection unit. FIG. 4 is a diagram showing another example of the outline of a detection unit. FIG. 5 is a flowchart showing an example of a wire bonding method. FIG. 6A is a diagram showing an example of an operation for forming a solder ball portion. FIG. 6B is a diagram showing an example of an operation of bringing a solder ball portion into contact with an electrode pad. FIG. 6C is a diagram showing an example of the back-to-back movement. FIG. 6D is a diagram showing an example of the operation of the wire bonding and looping step. FIG. 6E is a diagram showing an example of an operation of pressing a part of the bonding wire to the electrode pad. FIG. 6F is a diagram showing an example of the operation of releasing the bonding wire. Fig. 6G is a diagram showing an example of the operation of closing the gripper. FIG. 6H is a diagram showing an example of the operation of the first tension applying step. FIG. 6I is a diagram showing an example of the operation of the first tension releasing step. Fig. 6J is a diagram showing an example of the operation of the second tension applying step. FIG. 6K is a diagram showing an example of the operation of the second tension release step. FIG. 6L is a diagram showing an example of a state where the bonding tail end is cut. FIG. 7 is an example of a timing chart showing each step. FIG. 8 is an example of a detailed timing chart of a tension applying step and a tension releasing step. FIG. 9 is another example of a detailed timing chart of a tension applying step and a tension releasing step. FIG. 10 is a diagram showing another example of a wire bonding method.
1:打線接合裝置 1: Wire bonding device
10:XY驅動機構 10: XY driving mechanism
12:Z驅動機構 12: Z drive mechanism
14:支軸 14: pivot
16:接合載台 16:Joining the carrier
20:接合臂 20:Joint Arm
21a:頂面 21a: top surface
21b:底面 21b: bottom surface
22:臂基端部 22: Base end of arm
23:連結部 23: Connecting part
24:臂前端部 24: front end of arm
25a、25b、25c:狹縫 25a, 25b, 25c: slits
26:凹部 26: Concave
30:超音波喇叭 30: Ultrasonic horn
32:喇叭固定螺絲 32: Horn fixing screw
40:接合工具 40: Bonding Tool
40a:按壓部 40a: pressing part
41:插通孔 41: Through hole
42:打線 42:Punch line
43:焊球部 43: Solder ball part
44:抓持器 44: Gripper
50:載荷感測器 50:Load sensor
52:預壓用螺絲 52: Screws for preloading
60:超音波振子 60:Ultrasonic vibrator
70:檢測部 70: Detection Department
71:電源部 71: Power supply department
72:輸出測定部 72: Output measurement department
73:判定部 73: Judgment Department
80:控制部 80: Control Department
81:抓持器控制部 81: Gripper control unit
82:XYZ軸控制部 82: XYZ axis control unit
90:接合工具位置檢測部 90: Bonding tool position detection unit
100:半導體裝置 100: Semiconductor device
110:半導體晶粒 110: Semiconductor grain
112:電極焊墊 112: electrode pad
122:電極焊墊 122: electrode pad
132:操作部 132: Operation Department
134:顯示部 134: display part
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