TWI257694B - Wire bonding device - Google Patents

Wire bonding device Download PDF

Info

Publication number
TWI257694B
TWI257694B TW92113801A TW92113801A TWI257694B TW I257694 B TWI257694 B TW I257694B TW 92113801 A TW92113801 A TW 92113801A TW 92113801 A TW92113801 A TW 92113801A TW I257694 B TWI257694 B TW I257694B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
capillary
holder
line
stage
mounting position
Prior art date
Application number
TW92113801A
Other languages
English (en)
Other versions
TW200403824A (en
Inventor
Ryuichi Kyomasu
Yutaka Kondo
Original Assignee
Shinkawa Kk
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shinkawa Kk filed Critical Shinkawa Kk
Publication of TW200403824A publication Critical patent/TW200403824A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI257694B publication Critical patent/TWI257694B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies
    • H01L24/78—Apparatus for connecting with wire connectors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/002—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating specially adapted for particular articles or work
    • B23K20/004—Wire welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/002—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating specially adapted for particular articles or work
    • B23K20/004—Wire welding
    • B23K20/005—Capillary welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/10—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating making use of vibrations, e.g. ultrasonic welding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/50—Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
    • H01L21/60—Attaching or detaching leads or other conductive members, to be used for carrying current to or from the device in operation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/36—Electric or electronic devices
    • B23K2101/40—Semiconductor devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/45099—Material
    • H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/78—Apparatus for connecting with wire connectors
    • H01L2224/7825—Means for applying energy, e.g. heating means
    • H01L2224/783—Means for applying energy, e.g. heating means by means of pressure
    • H01L2224/78301—Capillary
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/78—Apparatus for connecting with wire connectors
    • H01L2224/786—Means for supplying the connector to be connected in the bonding apparatus
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/851—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector the connector being supplied to the parts to be connected in the bonding apparatus
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/8512—Aligning
    • H01L2224/85148—Aligning involving movement of a part of the bonding apparatus
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/852—Applying energy for connecting
    • H01L2224/85201—Compression bonding
    • H01L2224/85205—Ultrasonic bonding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L24/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/00014—Technical content checked by a classifier the subject-matter covered by the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group, being disclosed without further technical details
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01005—Boron [B]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01006—Carbon [C]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01033—Arsenic [As]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01075—Rhenium [Re]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01082—Lead [Pb]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/14—Integrated circuits

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)

Description

1257694 玫、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本务明係關於打線裝置 之棱擊減輕的打線裝置。 【先前技術】 特別係關於能將對打線對象 打線技術 子等（接合墊） 端子（接腳）之 線技術所使用 ，例如’係將LSI等半導體晶片之輸入出端 ’與搭載半導體晶片之封裝體或電路基板之 間以細金屬引線連接的技術，打線裝置係 之裝置。 置，保Γ所謂毛細管之筒體，s打線裝 =的機構。例如具代表 ^端！ΓΛ適Λ於超音波能之傳達的形狀）超音波轉換器 而又有毛細官，該打線裝置又具備上下機才冓， 動超曰波轉換器而使毛細管向半導體晶片等上下。 忒上下機構之構成，例如將前端有毛細管之超立 換器以支持具保持，以線性馬達使該支持具移動。I:上 下機構之系統全體受伺服技術所控制，管理毛細管前端之 位移、速度、加速度等，來進行與接合墊之接觸。其次之 對毛細管施加既定之緊壓力，對引線與接合墊施加超^波 能而進行接合。 曰〆 因毛細管往接合墊等下降之速度，係決定打線作業時 間之重要的因子之一，故希望儘可能使該下降速度為高^ 。然而，若毛細管高速下降，直接碰撞接合墊，該撞擊將 1257694 使c a日片等文彳貝。該撞擊，係取決於使毛細管下降的 動機構全體之慣性大小，在具備超音波轉換器、支持具： 下機構等的目則之移動機構的情形，係慣性相當大 此’係將毛細管之下降速度作階段性改變，當毛細管前,山 近接接合墊某一程产德.. 而 下降速度緩慢。下降速度心 係考慮+導體晶片、電路基板等之厚度之 ’例如，毛細營下隊 、 是 奢至尽度偏差量上安全之位置起， 速度開始減速。 τ降 如上述’在習知技術，係考慮毛細管下 -速性與撞擊的減輕，來進行上下機構之控制。連度的 【發明内容】 l年來’酼著LSI晶片大規模化，打 打線之高速化，期待毛細管下降速度進—步高_夕。要永 又’除1C晶片受損之問題外，還有，在 型化之趨勢中，要求盡可能減輕在毛細管 =、 線對象之撞擊。以# e卜~日守轭加於打 路美Μη 對下部被載物台牢固地支擇之電 :基板進：打線’故不考慮電路基板等由於毛細管 鈀加之揎擊而彎曲之情形 '然而 :之超小型化而設計立體的電路組合體，對 在下部無法獲得固定支撐、亦即在突出成詹狀之=二 打線。在此情形，因毛細管 仃 撞擊使基板W ~ 板所施加之 打線困在接合塾上滑動，而可能造成 合吝 此，期待有一種毛細管下降時之撞擊幾乎不 έ產生的所謂無撞擊打線裝置。 1257694 然而，在習知技術，若將毛 样^介秘士 、、、田官之下降速度高速化， 撞擊亦增大，故為減輕撞擊，去 ^ ^ 田毛細管前端近接接人執s -程度後，要使下降速度緩慢。因此，若二某 擊，則毛細管之下降速度變得 ^ V減輕撞 ./习习m 更戍，阻礙高速化。如此 ，在智知技術，毛細管之下降時 此 TST曰Η所# ; 了的呵速化，與毛細管對 LSI a曰片所鈿加之撞擊的減輕，成為相反之要求。 又，在習知技術，使毛細管下 妒立油艟拖口。 牛之拽構，例如係將如 起曰波轉換…細管保持體以支持具等保持 上下驅動等的複雜構造。因此， 份、寺〆、 下降速度之迅速變更亦有困難 Γ貝性相田大， 減輕程度有其限度。 、φ D ;接合墊之撞擊的 本發明之目的在於，提供— 問題、更減輕毛細管下降時撞擊的打=上述習知技術之 於提供-種毛細管下降時==μ置。另—目的在 另—a6W ^更以化的打線裝置。再者， 、在於，提供一種毛細管下降時At含、 更減輕毛細管下降時撞擊的打線I置。门速化亚且能 為要達成上述目的’本發明之 右具備：保持打線對象之載物台；毛細管伴持|:二在於 有插穿打線用引線之毛細管；保持=，其-端 載物持具用致動器，將保持體支持具相對㈣ 戰物口上面移動驅動q吏毛細管 1方…哀 移動·芬士 月匕接離该載物台之方式 ，及保持體致動器，設置於保持 持體之間，脾主47 干符版支持具與毛細管保 ，且該俘枯：麟# 4 α 叉持具移動驅動 保持體致動15，係根據該支持具用致動器所產生之 1257694 毛細^載物台上面之間之近接，而將毛細管向上移動。 移動：4,二t細管保持體能相對於保持體支持具 田毛細官由於支持具用致動器之驅動 面時’藉由保持體致動器使毛細管 載物台 細管下降時之撞擊。即，獨立於毛細管之;=，能減輕毛 错由保持體致動器使毛細管向上移 二度之外’ 管下降時之更高速化及撞擊之更減輕。又文:=求毛細 所產生之毛細管向上之移動驅動，係: 呆持體致動器 對象即可，故能迅速進行。在此 、'、田官保持體為 體之間尚在離開肤r的垃& 明近接，係包含2物 的接觸。 接近’及2物體之間在未離開狀態 發:月之打線裝置’其特徵在於，係具備··撞擊 管從該載物台上面所承受之==之近接來偵知毛細 制機構，㈣— U ’並輸出偵知訊號；及控 械構根據偵知訊號，控制保持體 & 二輪，能以撞擊偵知感測器檢測毛細；：力物：由 面（例如透過引線已接觸半導體晶片）近7物台上 。 日灼’便毛細官向上移動 又，本發明之打線裝置，豆 體，係沿著载物台上面延伸，二t:該毛細管保持 之毛細管；該保持體致動器’Ί物台上面垂下 ^ ,Λ 00 ^ 一對互補動作型仲端研^ 凡件，该元件安裝於毛 I·驅動 分開之1保持體側安装位Γ所故之沿其延伸方向 對應該保持體側安裝 ^保㈣支持具上所設之 衣置之支持具側安裝位置之間；該— 1257694 里刀几rr 對互補動作型伸縮驅 一元件即收縮動作。 藉由上述構造’可使安裝於毛細管保持體沿其延伸方 向分開之一對互補動作型伸縮驅動元件之一方 一 τ我，使另 一方之元件收縮，而使毛細管保持體前端之毛細管向 動。 ρ矛夕 又，該一對之互補動作型伸縮驅動元件，較佳者為· 配置成其第.1法線與第2法線之法線交點位於對：載物台 上面之位置’帛1法線，係從件之保持體側安粟位置 ，往正交於施加在保持體側安袭位置之伸' 方向延伸；第2法線，係從另—元件之保持體側安= ，往正交於施加在保持體側安震位置之伸縮驅動 方向延：；該保持體致動器’係以法線交點為擺動中二 使毛細官保持體圍繞擺動中^進行擺動驅動。 藉由上述構造’毛細管保持體能圍繞位於載物台之大 致上面上的擺動中心擺動，龄鈇 — ^ Τ擺動^使毛細管前心㈣ 物台上面大致成鉛垂方向，能 μ 、尺 此防止毛細官在半導體晶片上 面滑而移動。 日日Θ上 又，該擺動中心，較佳者為設置於毛細管保持體之重 心位置與毛細管所在位置之間。藉由上述構造，在使毛么 官保持體擺動而使毛細管向上移動時，毛細管保持體之 心位置的重力及慣性力所產生 " 4力矩此彺利於毛細管向 移動之方向作用。因此，的，、；， ^ 口此此以小驅動力迅速使毛細管向上 移動。 10 1257694 t ’該保持體致動器較佳者為壓電元件。又該壓電元 件車乂佳者為在未進行毛細管保持體相對於保持體支 之移動驅動時，偵知毛細管 、，、 輸出偵知訊號。萨由上辻禮生^ 7又之撞擊並 、 猎由上述構造，對於壓電元件能分別使用 作為致動器之功能及作為撞擊 少構成零件之數量。里擊谓知感心之功能’而能減 又’該毛細管保持體，較佳者為超音波轉換界。 【實施方式】 π在::二使用圖式詳細說明本發明之實施形態。圖1， 知在適用本發明之打線裝置，將包含使毛細管上下之機構 的打線頭部10從側面表 下之㈣ 物台之位置關係重要，故用二因打線頭部10與載 ,f 茺 用虛線表示载物台之上面1 2。跄 在此圖就使用超音波能來進 面12。雖 音波打線裝置來說明，_ θ I 、，、妾口墊寻之接合的超 a a木ρ兄奶，但是亦 式打線裝置等。 ‘，.、’、他衣置’例如熱壓接 打線頭部1〇,係具備：前端具有 轉換器Ιό、安妒；立# _ β ''' ? M之超音波 文衣於起曰波轉換器16之 過壓電致動器18保持超音波轉換 ：：動益18、透 安裝於接合切具2G之㈣/1。。16之接合支持具2〇、 可/、ZU您叔搫偵知 接合支持具20之Z馬達22。 …时、及用以驅動 毛細官14，係插穿打線用 換器-係-種能量轉換器，用:二=。超音波轉 其形狀，係呈細長棒狀，且外形適毛細管。 口於將超音波振動之能 1257694 $之衰：加以抑制而效率良好地傳遞至前端之毛細 ’ 制部透過訊號線來供應。 拔 係設置於超音波轉換器與接八φ :V,°之間，使超音波轉換…對於接合; :移動之一種致㈣。壓電致動“，係具備—= …、’―對壓電元件，係在接合支持具20側以互 相面向之方式安裝成相對超音波轉換器 2 壓電元件之超音波轉換器16側的安裝位置Μ二各 ，係設…匕接合支持具2。側的安裝位置I :隔 ° M $ %件3G、32 ’係、伸縮駆動it件，用以從未 Si機構驅動控制部獲得驅動控制訊號，沿該元二= 控制，係當—壓電元件沿伸長方向 广動日,，另一壓電元件能沿壓縮方向受驅動，， 係以互補方式受驅動控制。 足二==安:“…4、36、38、4"— 之長邊 ^ Ρ在、，，田長棒狀超音波轉換器16 方向之間的位置，選擇使超音波振動衰減 /如在超音波振動之節點附近，當作安裝位置。又，、法 元Τ超音波轉換器16侧之安裝位置爿往正交於屢電 …二之：：！咖電元件3°之轴方向)之方向延伸) 方向之太4(仗以位置36往正交於壓電元件32之伸縮 物二向延伸i之交點（法線交點），配置成位於大致在載 之重 之南度’且毛細管之位置與超音波轉換器16 ί心位置之間的位置。 12 上257694 * 一對壓電元件30、 波轉換器16作擺動運動 運動之擺動令心。 3 2以互補方# 铺万式伸縮驅動時，超立 ，該法線交點即是相當於該擺重: 接合支持具2〇，係用立 動器18保持成為 、、。曰；轉換器16與壓電致 為一體，能圍繞平行於載物a卜^ π 轉車由5"走轉之零件。旋轉轴$ =面η的旋 面12的高度’並在正交於超音波轉換；==物台上 方向。接合支持I ?η . 、6之長邊方向的
、/、 ，係沿著超音波轉換哭1 6夕旦、真+ 向延伸之形狀，在對岸 、長邊方 在㈣… 官之位置設有引線夾52, 反側設有跨過超音波轉換器16之後部且 ==…的一對聊部54。-對…，有旋 衣成旎旋轉自如，腳部又連接於ζ馬彡Μ。又 “致動益18之安裝位置38、4〇，係設定在引線夾η 之位置與腳部54之間，且滿足上述條件。
撞擊横知感測器21，係摘知毛細管Μ前端當接觸半 導體晶片等打線對象時所承受之撞擊’並當作谓知訊號輸 出的-種感測器’例如能使用市售之震動感測器(―仏 sensm)等。摘知訊號則輸人未圖示之上下機構驅動控制部 才里辜偵知感測為21，係設置於引線夾52與壓電致動器 1 8之安裝位置3 8之間。 Z馬達22，係將接合支持具20圍繞旋轉軸5〇旋轉驅 動的馬達，由具備轉換機構之線型馬達所構成。z馬達之 驅動’係從未圖示之上下機構驅動控制部接收驅動控制訊 號來進彳亍。 13 1257694 :達22之驅動控制大致分為2個功能。丨個功能， t、IS移動词服控制，其將接合支持具20、壓電致動器 皮轉換器' 16當作一個整體來驅動，使超音波轉 前端之毛細管14的位移、速度、加速度考跟隨目 '、Ί。目標值係選擇比半導體晶片上面為低之高度 服以ΪΓ、目標值之前均用指定速度移動之方式進行跟隨飼 曰S速度加速度之變化，偵知毛細管前端與半導體
二 =接觸，而停止2馬達22…個功能，係毛細 官刖知接觸半導體曰 即緊壓力。 對毛細管施加既定之打線荷重， 在圖1所不之實施形態之打線裝置，毛細管下降時動 作之控制，係藓由I m g 守動 將該情形使用不之上下機構驅動控制部來進行。 體晶片=圖3來說明。此等圖，係在⑷將半導 片攸毛細管承受之荷重的時間變化，在（b)將4 έ > 端位移的時間變化…： 在⑻將毛細官前 艾化均以共同的時間軸原點來表示。 广叫評估毛細管下降時撞擊之大小，能以(b)評：
二下，之速度。x ’打線對象除半導體晶片外雖： 基板寻’但以下以半導體晶片代表打線對象來說明。路 由=壓電致動器18而將毛細管14藉 馱動朝載物台上面12下降時之情形 相當於習知技術之情形。圖中’時…前毛二的圖’ μ下降1後從時刻„減緩速度下降。時刻 j 管1 4接觸丰導駟曰μ ^ 货、毛細 、且日日片之日守刻。時刻t2之前，半導 所承受之荷重雖“，但是在時刻t2，因毛 7曰曰片 s丄4石並揸 14 1257694 半導體晶片，故承受撞擊力。撞擊力到達峰值後 等之彈性、塑性變形等缓和而漸減。該過程中在時刻 加打線荷重，此後轉移至定常狀態。如 知 ^ < 右僅以z馬 達2之驅動使毛細管14下降，則在時刻口至時刻u ’、、、 間半導體晶片將承受大撞擊力，其峰值例如： 500^ 50g 1〇〇〇mN^ 100g t)〇x，iT；^t 之大小，例如使用約2〇〇mN(約20g重）。 另-方面’從時刻tl至時刻t2之間，毛細管
下降。此間之下降距離，雖係考慮半導體晶片等之厚^ 偏差所设定之寬裕距離，例如約 m 、 #用1 ς / Μ旁返度’例如 用1〜5酿/Sec。因此，從時刻u至時刻q 則需要14〜7〇msec。 、、、日才間 a上係况明毛細官14猎由Z馬達22之驅動朝载物 下降近接後，驅動壓電致動器18之情形 尤毛細管14接觸半導體晶片之前後放大表 貞知感測器21輸㈣知訊號之時刻，在該時刻Γ
:::…4以高速下降。在“當撞擊谓知感測器21輸出 偵知訊號時，首先停止z馬達 輸出 雷开I 2之驅動。然後，藉由壓 、32(—對互補動作型伸縮驅 換器16圍繞擺動中心46擺動，#…凡件)使起曰波轉 動。 ^動使毛細管Μ向上開始移 更詳言之，從時刻t4雖z馬達22 之下降消失，但是由於接合支持具2〇 ί 14，對半導體晶片施加向下之撞擊力 所產生之毛細 等之慣性力， ，毛細管14 管14 毛細 之前 15 1257694 端與半導體晶片上面保持著接觸狀態，進—步稍向下位移 。從時刻Η藉由壓電元件3〇、32( 一對互補動作型伸縮驅 動兀件)之擺動驅動，毛細管14向上開始移動，故該慣性 力所產生之下方移動則漸漸變慢，在與擺動驅動所產生之 上方移動平衡的時刻，毛細f 14之前端位於最下方之位 置。從該最下方位置之時刻，毛細管14 <前端開始上升 ’在時刻t5,回到半導體晶片之原上面位置的高度，即不 承受撞擊力時之半導體晶片之上面位置的高度。
P在岭刻t5以後，毛細管14之前端則離開半導體 晶片之上面。因此，半導體晶片所承受之荷重，僅為從時 刻t4至時刻”之極短期間之撞擊力，時刻 之荷重就回到零。
• _方面，一對壓電元件30、32(互補動作型輪 力凡件）’係進行互補驅動（使毛細管14保持繼續向上移· )後，接著在適當時期進行反方向之互補驅動，將超音波, 換朝反方向擺動’使毛細管14之前端再下降。又 :日才刻t6，毛細管14之前端再接觸半導體晶片上面。4 :刻半導體晶片所承受之荷重能減低至可忽視程度。^ 施加打線荷重，供應㈣超音波能，在引線與半導葡 曰曰片之接合墊之間進行接合。 龍電το件30、32(互補動作型伸縮驅動元件）之顯 :對象’係、與z馬達22及接合支持具2〇才目比慣性小之寿 曰波轉換n 16。因此’能迅速進行時刻t4日寺之向上移鸯 ，又，在日寺亥t6時之再接觸亦能軟著陸（s〇fManding)。箱 16 1257694 此月匕大巾田減輕半導體晶片所承受 ,lf , ^ ^ ,又之何重。在本實施形態 例此使+導體晶片所承受之撞擊力 之大小在50mN(約5g P，與習知技術之撞擊力 1/5至"1〇。 /力之大小相比’能減低為 須如習知技術分為2階段 以高速下降。因此，能取 間，能大幅提高毛細管下 又，毛細管下降之速度，不 改變速度，而是從最初至最後能 消習知技術所必要之緩慢速度期 降時之高速性。
在上迷說明，雖採取使毛細管14之前端離開半導體晶 片上面後仍繼續向上移動而後下降的驅動控制順序，但是 亦能採取其他驅動控制，例如，時刻t5以後停止廢電元件 30 32(對互補動作型伸縮驅動元件）之驅動的控制。此 情形’因半導體晶片所承受之撞擊力已回到零，毛細管“ :前端大致位於半導體晶片之上面位置之高度，故在此狀 m下施加打線荷重。
在貫施形態，擺動中心 ^度。藉此，毛細管前端接 前端之高度即使將半導體晶 與擺動中心之高度大致相同 晶片上面向上移動，再軟著 動作大致與半導體晶片上面 半導體晶片上面滑而移動。 之高度，大致係載物台上面之 觸半導體晶片上面時，毛細管 片等之厚度列入考慮，亦成為 。在此狀態，毛細管從半導體 陸。因此，能使毛細管前端之 成鉛垂方向，能防止毛細管在 又，在實施形態， 之位置與超音波轉換器 k動中心之位置，係配置於毛細管 之重心位置之間的位置。藉由此構 17 Ϊ257694 造，毛細管前端位置盥护立 電致動哭…” 波轉換器之重心位置將夾住塵 电氣之女衣位置而位於互相相反側。因 ，音波轉換器之擺動方向，係、= “ 下方拉的方向’故重力及慣性力所 產生之力矩，將往有利 力所 j於乇細官向上移動之方向作用。因 此’能以小驅動力迅速進行毛細管向上移動。 在實施形態，已說明毛細管與半導體晶片之接觸係以 里·#偵知感測器檢測。除此以
測毛細管與對象物之間隔距離的方：了:二， 監、本 4疋糟由設置於7 馬達、用於作位置檢測之飨 ]之、扁碼益（encode〇等的方法，亦 核測毛細官與對象物之近接。 =實施形態，雖將撞擊偵知感測器獨立設置， 亦-將塵電元件(互補動作型伸 - 感測器來使用。例如，未將壓電元件牛)田乍^偵知 驅動元㈣用夕㈣ “件田作互補動作型伸縮 ，件使用之期間1尚未使超音波轉換器相對接合支 义:移動驅動時’能以相同之遷電元件當作谓知毛細管從 =載物台上面所承受之撞擊而輸出偵 感測器來使用。 裡羊彳貝知 依據本發明之打線裝置 減輕。依據本發明之打線裝 化。 ,能將毛細管下降時之撞擊更 置，能使毛細管下降時更高速 【圖式簡單說明】 (一）圖式部分 圖 係本發明實施形態之打線裝置之打線頭部白 18 1257694 視圖。 圖2，係言 度之情形的圖。 圖3，係謂 下降時之撞擊力 晶片前後放大表 (二）元件代表符$ 10 12 14 16 18 20 21 22 30、32 34 、 36 、 38 、 42、44 46 48 50 52 之打線裝f，毛細管 將毛細管接觸半導體 ‘明在本發明實施形態 與速度之情形的圖， 不的圖。 打線頭部 載物台上面 € 毛細管 t曰波轉換态（毛細管保持體） 壓電致動器（保持體致動器） 接合支持具（保持體支持具） 才里擊傾知感測器 Z馬達（保持體致動器） 1 i元件（互補動作型伸縮驅動元件） 40安裝位置、 鲁 法線 擺動中心 重心位置 旋轉軸 引線夾 腳部 19 54

Claims (1)

1257694 拾、申請專利範園 種打線裝置，其特徵在於，具備： 保持打線對象之载物台； 毛細官保持體，其前端有插穿 保持體支持且，用以…線Μ線之毛細管； /、用以保持毛細管保持體； 待具用致動器，將保持，# 面移動驅動m - 具相對於該载物台上 動使毛細管以能接離該载物台之方 保持體致動器，設置於保持體工夕， 之間，將毛& $ & # μ 克持具與毛細管保持體 #將毛細官保持體㈣於保持體支持具㈣ 硪保持體致動器，係根據該支持具-毛細管盥葡％/、 太動态所產生之 广、载物台上面之間之近接，而將毛細管向上移動。 2,申請專利範圍第丨項之打線農置，係具備移動 “Ϊ擊：知感測器’藉由毛細管對載物台上面之接觸來 、α毛細官從該載物台上 號；及 又之&擊’亚輸出偵知訊 。控制機構，根據摘知訊號，控制保持體致動器之驅動 鲁 技3.如申請專利_】項之打線裝置，其中 么 ::持體’係沿著载物台上面延伸’前端具二 面垂下之毛細管； 〇上 ▲該保持體致動器包含一對互補動作型伸縮驅動 心件安裝於毛細管保持體上所設之沿其延伸方 -對保持體側安裝位置、與保持體支持具上所設之對二 保持體側安裝位置之支持具側安裝位置之間； …6亥 20 1257694 吕亥一 作時，另 對互補動作切彳由 1伸鈿驅動元件，係當一元件伸長動 一元件即收縮動作。 又 2項之打線裝置，其中，該毛細 上面延伸，前端具有向載物台上 4 ·如申凊專利範圍第 管保持體，係沿著载物台 面垂下之毛細管； :保持體致動器包含一對互補動作型伸縮驅動元件， '"兀件安裝於毛細管保持體上所役之、、八直驻袖古a、 一斟仅杜μ 上所叹之/口其延伸方向分開之 對保持體側安裝位置，盥 保持體側安裝位置之… 所设之對應該 置之支持具側安裝位置之間； 4 一對互補動作型伸 1甲、、、借驅動疋件，係當一元件伸長動 作日守，另一元件即收縮動作。 對互申請專利範圍…之打線裝置，其中，將該一 :力作型伸縮驅動元件配置成其"法線與第 之法線父點位於對應載物台上面之位置； 弟1法、線，係從一元件之保持體側安褒位置’往正六 W加在保持體側安裝位置之伸縮驅動力方向的方向延伸 弟2法，線，係從另一元件之保持體側安褒位置，往正 交於施加在保持體側安裝位置之伸縮驅動力方向的方向延 伸； —該保持體致動器，係以法線交點為擺動中心，使毛細 官保持體圍繞擺動中心進行擺動驅動。 6.如申請專利範圍第4項之打線裝置，其令，將該一 對互補動作型伸縮驅動元件配置成其帛i法線與第2 :線 21 1257694 之法線父點位於對應載物台上面之位置； 第1法線，係從_元件之保持體側安裝位置^ 於施加在保持體側安裝位置之伸？主正交 • 乃向的方向延伸 位置，往正 向的方向延 ^第2法線，係從另一元件之保持體側安裝 交於施加在保持體側安裝位置之伸縮驅動力 伸； §亥保持體致動器，係以法線交點為擺動中
管保持體圍繞擺動中心進行擺動驅動 7.如申請專利範圍第5項之打線裝置，苴中 :二係設置於毛細管保持體之重心位置與毛細管:: 中申=範圍第6項之打、㈣置，其^，該擺: 。，U於毛細f保持體之重 置之間。 罝/、毛細官所在/ 9. 如”專㈣㈣丨項至第8射任—項之
置，其中’該保持體致動器係壓電元件。 、^ 10. 如申請專利範圍第9項之打線裝置，其中，物 動未進灯毛細管保持體相對於保持體支持具之禾 力驅動時，偵知毛細管從 - 侦知訊號。 m物口上面所承文之撞擊並輸d 二如申料利範圍第丨項至第8項中任—項 置，其中，該毛細管保持體係超音波轉換器。 12.如申請專利範圍第9項之打線裝置，其中，該毛細 22 1257694 管保持體係超音波轉換器。 13.如申請專利範圍第10項之打線裝置，其中，該毛 細管保持體係超音波轉換器。 拾壹、圖式： 如次頁
23
TW92113801A 2002-07-11 2003-05-22 Wire bonding device TWI257694B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002202115A JP3727616B2 (ja) 2002-07-11 2002-07-11 ワイヤボンディング装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW200403824A TW200403824A (en) 2004-03-01
TWI257694B true TWI257694B (en) 2006-07-01

Family

ID=30112603

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW92113801A TWI257694B (en) 2002-07-11 2003-05-22 Wire bonding device

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6871772B2 (zh)
JP (1) JP3727616B2 (zh)
KR (1) KR100558145B1 (zh)
TW (1) TWI257694B (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7044356B2 (en) * 2003-12-11 2006-05-16 Texas Instruments Incorporated Roller wire brake for wire bonding machine
JP2005236103A (ja) * 2004-02-20 2005-09-02 Shinkawa Ltd ワイヤボンディング装置
KR100585145B1 (ko) * 2004-06-05 2006-05-30 삼성전자주식회사 제트 레벨에 의한 리젝트 프레임 판별 시스템 및 이를 이용한 와이어 본딩 방법
KR100609634B1 (ko) 2006-02-16 2006-08-08 주식회사 탑 엔지니어링 본딩 장비의 본딩 헤드
WO2008151964A1 (de) * 2007-06-15 2008-12-18 Oerlikon Assembly Equipment Ag, Steinhausen Bondkopf fuer einen wire bonder
JP5930423B2 (ja) * 2014-05-09 2016-06-08 株式会社カイジョー ボンディング装置
CN113241319B (zh) * 2021-05-31 2021-11-30 广东工业大学 一种快速定位方法及系统
CN114388407B (zh) * 2021-12-24 2023-02-17 凌波微步半导体设备(常熟)有限公司 一种键合头装置及键合机

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4603802A (en) * 1984-02-27 1986-08-05 Fairchild Camera & Instrument Corporation Variation and control of bond force
DE58906862D1 (de) * 1988-05-05 1994-03-17 Esec Sa Vorrichtung zur ultraschallkontaktierenden Drahtverbindung an elektronischen Komponenten.
JP2588068B2 (ja) * 1991-02-27 1997-03-05 株式会社カイジョー ワイヤボンディング装置及びその方法
US5169050A (en) * 1991-06-03 1992-12-08 General Scanning, Inc. Wire bonder with improved actuator
JP3007195B2 (ja) * 1991-09-18 2000-02-07 株式会社日立製作所 ボンディング装置およびボンディング部検査装置
JP3128715B2 (ja) * 1992-12-24 2001-01-29 株式会社新川 ボンデイング装置
JP3138973B2 (ja) * 1992-12-24 2001-02-26 株式会社新川 ボンデイング装置
JP3128716B2 (ja) * 1993-01-18 2001-01-29 株式会社新川 ボンデイング装置
US6098868A (en) * 1997-05-23 2000-08-08 Masushita Electric Industrial Co., Ltd. Bump forming method and bump bonder
JP2003163234A (ja) * 2001-11-27 2003-06-06 Nec Electronics Corp ワイヤボンディング装置およびワイヤボンディング方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR100558145B1 (ko) 2006-03-10
US6871772B2 (en) 2005-03-29
JP3727616B2 (ja) 2005-12-14
KR20040007260A (ko) 2004-01-24
US20040007609A1 (en) 2004-01-15
JP2004047665A (ja) 2004-02-12
TW200403824A (en) 2004-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101871865B1 (ko) 멀티-다이 ｍｅｍｓ 패키지
US7067413B2 (en) Wire bonding method, semiconductor chip, and semiconductor package
US7571647B2 (en) Package structure for an acceleration sensor
US6028437A (en) Probe head assembly
TWI257694B (en) Wire bonding device
US6744141B2 (en) Stacked chip-size package type semiconductor device capable of being decreased in size
JP6573813B2 (ja) ダイボンダおよび半導体装置の製造方法
US11282722B2 (en) Chip front surface touchless pick and place tool or flip chip bonder
AU2011332334A1 (en) Method for the wafer-level integration of shape memory alloy wires
TWI269389B (en) Bump bonding method and device thereof
JP2009021583A (ja) ダイ装着応力遮断構造
US20160365330A1 (en) Method for producing semiconductor device, and wire-bonding apparatus
JP5705052B2 (ja) ダイボンディング装置
CN106233443B (zh) 凸块形成方法、凸块形成装置以及半导体装置的制造方法
US9978713B2 (en) Method of manufacturing semiconductor device and wire bonding apparatus
JP2004349697A (ja) 半導体の実装装置
JP2004303757A (ja) ボンディング装置
JP2016092192A (ja) 電子装置の製造方法
JPS61159746A (ja) Ｉｃモジユ−ルのワイヤボンデイング方法
KR970053196A (ko) 다이 부착과 동시에 와이어 본딩이 이루어지는 와이어 본딩 장치
JP2005150214A (ja) 半導体装置の製造方法およびそれに用いられる半導体製造装置
JP2001313362A (ja) 半導体装置
JP2009079948A (ja) 半導体加速度センサ及びその製造方法
TW476101B (en) Chip package method
JP2676446B2 (ja) ワイヤボンディング方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees