TWI529831B - 打線裝置以及打線方法 - Google Patents

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Description

打線裝置以及打線方法
本發明是有關於一種使用毛細管(capillary)進行打線(wire bonding)的裝置以及方法。
打線裝置例如用以將基板的導線(lead)與半導體晶片(chip)的焊墊(pad)之間以細線的金屬線(wire)連接。打線是以如下方式進行。即，使金屬線與打線用工具(tool)一併朝向導線下降。最初以高速下降，當靠近導線時變為低速。該低速下降被稱為第一搜尋(first search)。繼而，利用工具前端將金屬線壓抵於導線，一面施加超音波振動一面使兩者接合，而成為第一接合(first bond)。於第一接合後，提拉工具而一面使金屬線延出而形成適當的線弧(loop)一面移動至焊墊的上方。當到達焊墊的上方時使工具下降。最初以高速下降，當靠近焊墊時變為低速。該低速下降為第二搜尋(second search)。繼而，利用工具前端將金屬線壓抵於焊墊，一面施加超音波振動一面使兩者接合而進行第二接合(second bond)。於第二接合後，一面利用線夾(wire clamper)停止金屬線的移動一面提拉工具而將金屬線於第二接合 點處切斷。重複該操作，而進行基板的多根導線與半導體晶片的多個焊墊之間的連接。此外，於第一接合、第二接合時，亦可進行適當的加熱。此外，亦可對焊墊進行第一接合，對導線進行第二接合。
如上所述，於打線時進行第一接合與第二接合該兩種接合，但存在未正常地進行該第一接合或第二接合的情況。另外，有於第一接合尚不充分便轉移至第二接合的線弧形成的階段等中金屬線自導線剝離的情況，此外亦有即便第一接合正常，金屬線亦於線弧形成的中途被切斷的情況。將該些現象統稱為未接合，必須及早地檢測出未接合。於進行未接合檢測時是對基板側與工具的金屬線側之間施加電壓或使兩者之間流通電流，而判斷兩者之間的電阻成分、二極體(diode)成分、電容成分是否正常(例如專利文獻1、專利文獻2)。
不過，作為打線方式，已知有球形接合(ball bonding)方式及楔形接合(wedge bonding)方式。
球形接合方式是使用可藉由高電壓火花(spark)等而形成無空氣球(Free Air Ball，FAB)的金線等，且使用前端具有繞長度方向軸成旋轉對稱形的倒角(chamfer)部的毛細管作為工具。
楔形接合方式是使用鋁線等且不形成FAB，並且不使用毛細管而使用前端具有金屬線導引器(wire guide)及按壓面的楔形接合用工具作為接合用工具。於楔形接合時，在工具前端，使金屬線沿金屬線導引器斜向地伸出至按壓面側，以按壓面將金屬線側面壓抵於接合對象物而進行接合。因此，成為於工具的前端處金屬線自按壓面橫向伸出的形式，且工具的前端並非為繞其長 度方向軸成旋轉對稱形(例如專利文獻3)。
由於楔形接合用工具的前端並非旋轉對稱形，故而因焊墊、導線的配置，而產生於該狀態下金屬線導引器的方向與金屬線的連接方向不一致的情況。因此，將保持工具的接合頭(bonding head)設為旋轉式(例如專利文獻4)，或者使保持接合對象物的接合平台(bonding stage)旋轉。於是，提出有使用前端為旋轉對稱形的毛細管，且以毛細管前端按壓金屬線側面而進行接合的方法(例如專利文獻5)。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利第3335043號公報
專利文獻2：日本專利特開2000-306940號公報
專利文獻3：日本專利特開昭58-9332號公報
專利文獻4：日本專利特開昭55-7415號公報
專利文獻5：美國專利申請案公開第2005/0167473號說明書
於楔形接合方式中是使用延伸性小於金線的鋁線。因此，可能產生如下情況：於正常地進行第一接合點的打線後，使金屬線朝向第二接合點延出的中途金屬線被切斷。金屬線的未接合或切斷可藉由對接合對象物與金屬線之間賦予電氣訊號，根據該電氣訊號的響應而進行判斷。
該未接合或切斷的判斷是用於判斷在賦予超音波能量而進行接合形成處理之後是否正常地形成接合，因此通常於第一接合點或第二接合點處進行。如上所述，若於第一接合點與第二接合點之間金屬線被切斷，只要於第二接合點的接合處理之前進 行未接合判斷即可檢測到。但，若於使毛細管下降以進行第二接合點的接合處理時，因中途切斷而自毛細管突出的金屬線亦下降而接觸於接合對象物，則可能產生誤判斷為金屬線與接合對象物相接合的情況。
若於因該誤判斷而未檢測到金屬線被中途切斷的狀況下在第二接合點進行打線，則成為產生不良品的原因。
本發明的目的在於提供一種可準確地判斷在第一接合點至第二接合點之間有無金屬線切斷的打線裝置以及打線方法。
本發明的打線裝置的特徵在於包括：第一接合處理部，於打線的第一接合點將接合對象物與金屬線之間進行接合；以及未接合監視部，於第一接合處理後，在規定的連續監視期間內對保持於毛細管的金屬線與接合對象物之間連續地施加規定的電氣訊號，基於該電氣訊號的連續響應，而監視並判斷金屬線與接合對象物之間的連接是否變化。
另外，於本發明的打線裝置中，亦較佳為規定的連續監視期間是於第一接合處理後使金屬線自第一接合點延出至打線的第二接合點為止的期間。
另外，於本發明的打線裝置中，亦較佳為未接合監視部是對保持於毛細管的金屬線與接合對象物之間施加規定的電氣訊號，並取得保持於毛細管的金屬線與接合對象物之間的電容值，於第一接合處理後電容值降低時，判斷為金屬線自接合對象物被切斷，於之後到達第二接合點之前電容值恢復時，判斷為被切斷 的金屬線垂下而接觸於接合對象物。
另外，於本發明的打線裝置中，亦較佳為規定的電氣訊號為交流電氣訊號、直流脈波(pulse)訊號中的任一種訊號。
另外，於本發明的打線裝置中，亦較佳為未接合監視部是基於將所取得的電容值對時間進行微分所得的微分值，而判斷關於電容值的降低與恢復。
另外，於本發明的打線裝置中，亦較佳為第一接合點及第二接合點的打線是以楔形接合方式進行。
另外，本發明的打線方法的特徵在於包括：第一接合處理步驟，於打線的第一接合點將接合對象物與金屬線之間進行接合；連續監視步驟，於第一接合處理後，使金屬線自第一接合點延出至打線的第二接合點為止的期間內，對保持於毛細管的金屬線與接合對象物之間連續地施加規定的電氣訊號，並取得保持於毛細管的金屬線與接合對象物之間的電容值的變化；以及中途切斷判斷步驟，於第一接合處理後電容值降低時，判斷為金屬線被中途切斷，於之後到達第二接合點之前電容值恢復時，判斷為被中途切斷的金屬線垂下而接觸於接合對象物。
另外，於本發明的打線方法中，亦較佳為規定的電氣訊號為交流電氣訊號、直流脈波訊號中的任一種訊號。
本發明的打線裝置包括：第一接合處理部，於打線的第一接合點將第一接合對象物與金屬線之間進行接合；線弧形成處理部，使金屬線一面自第一接合點延出至第二接合點而形成規定的線弧一面移動；第二接合處理部，於第二接合點將第二接合對象物與金屬線之間進行接合；以及未接合監視部，於自第一接合 處理前至第二接合之後的整個期間，對保持於毛細管的金屬線與保持第一接合對象物及第二接合對象物的接合平台之間連續地施加規定的電氣訊號，基於該電氣訊號的連續響應，而監視並判斷金屬線的連接狀態有無變化。
另外，於本發明的打線裝置中，亦較佳為未接合監視部是基於金屬線與接合平台之間的電容值的變化、或電氣短路有無的變化，而監視並判斷金屬線的連接狀態有無變化。
另外，於本發明的打線裝置中，亦較佳為未接合監視部是將第一接合處理前的期間的連續響應的穩定值設為第一基準值，基於第一基準值而判斷第一接合點的金屬線與第一接合對象物之間的連接狀態有無變化，將第一接合處理完成時的連續響應的穩定值設為第二基準值，基於第二基準值而判斷線弧形成處理期間的金屬線的連接狀態有無變化，將線弧形成處理期間的連續響應的穩定值設為第三基準值，基於第三基準值而判斷第二接合點的金屬線與第二接合對象物之間的連接狀態有無變化，將第二接合處理完成時的連續響應的穩定值設為第四基準值，基於第四基準值而判斷自第二接合點至金屬線的切斷處理完成為止的期間的金屬線的連接狀態有無變化。
另外，於本發明的打線裝置中，亦較佳為未接合監視部是將接合平台的電位設為接地電壓值，且將具有與接地電壓值僅相差規定電壓值的電壓的直流電壓訊號作為規定的電氣訊號而施加於金屬線，將第一基準值設為規定電壓值，將第二基準值至第四基準值設為接地電壓值，而判斷金屬線的連接狀態有無變化。
另外，於本發明的打線裝置中，亦較佳為第一接合點及 第二接合點的打線是以楔形接合方式或球形接合方式進行。
本發明的打線方法包括：第一接合處理步驟，將第一接合對象物與金屬線之間進行接合；線弧形成處理步驟，使金屬線一面自第一接合點延出至第二接合點而形成規定的線弧一面移動；第二接合處理步驟，於第二接合點將第二接合對象物與金屬線之間進行接合；以及未接合監視步驟，於自第一接合處理之前至第二接合之後的整個期間，對保持於毛細管的金屬線與保持第一接合對象物及第二接合對象物的接合平台之間連續地施加規定的電氣訊號，基於該電氣訊號的連續響應，而監視並判斷金屬線的連接狀態有無變化。
根據上述構成中的至少一種構成，可準確地判斷於第一接合點至第二接合點之間有無金屬線切斷。
根據上述構成中的至少一種構成，可於自第一接合處理至第二接合之後的整個期間，準確地判斷金屬線的連接狀態的變化。
6‧‧‧半導體晶片
8‧‧‧電路基板
10‧‧‧打線裝置
12‧‧‧台座
14‧‧‧接合平台
16‧‧‧XY平台
18‧‧‧接合頭
20‧‧‧Z向馬達
22‧‧‧Z向驅動臂
24‧‧‧超音波轉換器
26‧‧‧超音波振動器
28‧‧‧毛細管
30、31‧‧‧金屬線
32‧‧‧線夾
33‧‧‧線軸
34‧‧‧夾具開閉部
36‧‧‧未接合判定電路
50‧‧‧窗式夾具
60‧‧‧電腦
62‧‧‧XY平台I/F
64‧‧‧Z向馬達I/F
66‧‧‧超音波振動器I/F
68‧‧‧夾具開閉I/F
70‧‧‧未接合判定電路I/F
80‧‧‧控制部
82‧‧‧記憶體
84‧‧‧第一接合程式
86‧‧‧線弧形成程式
88‧‧‧第二接合程式
90‧‧‧未接合連續監視程式
92‧‧‧切斷判定處理程式
94‧‧‧異常輸出處理程式
96‧‧‧控制程式
98‧‧‧控制資料
100‧‧‧第一接合點
102‧‧‧第二接合點
104‧‧‧切斷狀態
105‧‧‧前端部
106‧‧‧施加電源
108‧‧‧測定部
CM、CL、CP‧‧‧電容值
F1‧‧‧第一接合點的金屬線的未接合
F2‧‧‧線弧形成期間的金屬線的中途切斷
F3‧‧‧第二接合點的金屬線的未接合
F4‧‧‧第二接合處理後且金屬線切斷處理前的金屬線的中途切斷
C0~C2、T1~T3、t0~t15‧‧‧時間
J1‧‧‧第一基準值
J2‧‧‧第二基準值
J3‧‧‧第三基準值
J4‧‧‧第四基準值
S10~S22‧‧‧步驟
V0‧‧‧電壓值
X1~X3‧‧‧距離
X、Y、Z‧‧‧方向
Z1~Z3‧‧‧高度
圖1是本發明的實施方式的打線裝置的構成圖。
圖2是繪示本發明的實施方式的打線裝置的未接合判定電路的圖。
圖3是繪示本發明的實施方式的打線裝置的各構件的動作的時序圖。
圖4是繪示本發明的實施方式的打線方法的順序的流程圖。
圖5是繪示於本發明的實施方式的打線裝置中第一接合點至第二接合點之間的金屬線切斷的連續監視的圖。
圖6是繪示圖4中的第一接合處理的圖。
圖7是繪示於圖6之後的線弧形成處理中使金屬線延出的情況的圖。
圖8是繪示於圖7之後產生金屬線切斷的情況的圖。
圖9是繪示於圖8之後毛細管下降，被切斷的金屬線接觸於接合對象物的情況的圖。
圖10是繪示於本發明的實施方式的打線裝置中，在自第一接合點至第二接合點之後的整個期間可能產生的金屬線的未接合、中途切斷的圖。
圖11(a)至圖11(f)是繪示於本發明的實施方式的打線裝置中使用交流電氣訊號作為規定的電氣訊號時，產生金屬線的未接合、中途切斷時的毛細管與接合平台之間的電容值的變化的圖。
圖12(a)至圖12(f)是繪示於本發明的實施方式的打線裝置中使用直流電壓訊號作為規定的電氣訊號時，產生金屬線的未接合、中途切斷時的毛細管與接合平台之間的電壓值的變化的圖。
以下，使用圖式詳細地說明本發明的實施方式。以下，作為打線的對象物，於第一接合點設為電路基板的導線、於第二接合點設為半導體晶片的焊墊而進行敍述，但該情況為用於說明的例示，亦可將第一接合點設為半導體晶片的焊墊，將第二接合 點設為電路基板的導線。亦可將第一接合點與第二接合點均設為半導體晶片的焊墊，且亦可將第一接合點與第二接合點均設為電路基板的導線。焊墊、導線為接合金屬線的對象物的例示，亦可為除此以外者。另外，作為接合的對象物，除半導體晶片以外，亦可為電阻晶片、電容器晶片(condenser chip)等一般的電子零件，作為電路基板，除環氧樹脂基板等以外，亦可為導線架(lead frame)等。
以下所述的尺寸、材質等為用於說明的例示，可根據打線裝置的規格而適當變更。
以下，於所有圖式中，對於相同或對應的元件構件標附相同的符號，並省略重複的說明。
圖1是打線裝置10的構成圖。該打線裝置10為如下裝置：使用毛細管28作為打線用工具，使用鋁線作為金屬線30，以楔形接合方式利用金屬線30連接兩個接合對象物。於圖1中，作為接合對象物的半導體晶片6及電路基板8雖並非打線裝置10的構成構件但予以示出。此外，於本發明的實施方式中，所謂楔形接合方式是指未於金屬線前端形成FAB，而使用超音波、壓力進行的接合方式。
打線裝置10構成為包括保持於台座12的接合平台14、XY平台16及電腦60。
接合平台14是搭載作為兩個接合對象物的半導體晶片6與電路基板8的接合對象物保持台。接合平台14雖然於搭載或排出電路基板8等時可相對於台座12進行移動，但於接合處理期間相對於台座12設為固定狀態。作為該接合平台14，可使用金屬 製移動載台(table)。接合平台14連接於打線裝置10的接地電位等基準電位。接合平台14連接於後述的未接合判定電路36的接地側端子。於需要與半導體晶片6或電路基板8之間絕緣的情況下，對接合平台14的必要部分進行絕緣處理。
半導體晶片6是於矽基板將電晶體(transistor)等集成化製成電子電路而成，作為電子電路的輸入端子與輸出端子等是作為多個焊墊(未繪示)被引出至半導體晶片6的上表面。半導體晶片6的下表面為矽基板的背面，且設為電子電路的接地電極。
電路基板8是於環氧樹脂基板圖案化所期望的配線而成，且包括：晶片焊墊(未繪示)，電性及機械性連接並固定半導體晶片6的下表面；多根導線(未繪示)，配置於晶片焊墊的周圍；以及作為電路基板的輸入端子及輸出端子，自晶片焊墊或多根導線引出而成。打線是藉由將半導體晶片6的焊墊與電路基板8的導線之間以金屬線30連接而進行。
設置於接合平台14的窗式夾具(window clamper)50是於中央部具有開口的平板狀構件，且是保持電路基板8的構件。窗式夾具50是以於中央部的開口中配置被進行打線的電路基板8的導線與半導體晶片6的方式進行定位，藉由以開口的周緣部壓住電路基板8，而將電路基板8固定於接合平台14。
XY平台16是搭載接合頭18，使接合頭18相對於台座12及接合平台14而移動至XY平面內的所期望的位置的移動台。XY平面為與台座12的上表面平行的平面。Y方向是與後述的安裝於接合臂(bonding arm)(未繪示)的超音波轉換器(transducer)24的長度方向平行的方向。圖1中示出有X方向、Y方向、及與 XY平面垂直的方向即Z方向。
接合頭18是固定並搭載於XY平台16，內置有Z向馬達(motor)20，且藉由該Z向馬達的旋轉控制，經由Z向驅動臂22、超音波轉換器24而使毛細管28沿Z方向移動的移動機構。作為Z向馬達20，可使用線性馬達(linear motor)。
Z向驅動臂22是安裝有超音波轉換器24及線夾32，且藉由Z向馬達20的旋轉控制，而可繞設置於接合頭18的旋轉中心旋轉的構件。設置於接合頭18的旋轉中心並非必須為Z向馬達20的輸出軸，可考慮包含Z向驅動臂22、超音波轉換器24、線夾32在內的整體的重心位置，而設定於減輕旋轉負荷的位置。
超音波轉換器24是根部安裝於Z向驅動臂22，且於前端部安裝有插入金屬線30的毛細管28的細長的棒構件。於超音波轉換器24安裝有超音波振動器26，將藉由驅動超音波振動器26而產生的超音波能量傳遞至毛細管28。因此，超音波轉換器24是以可將來自超音波振動器26的超音波能量高效率地傳遞至毛細管28的方式，形成為越往前端側變得越細的喇叭(horn)形狀。作為超音波振動器26是使用壓電元件。
毛細管28是前端面平坦的圓錐體，且是於中心部具有可將金屬線30沿長度方向插入的貫通孔的接合工具。作為該毛細管28，可直接使用球形接合中所使用的陶瓷製毛細管。球形接合中所使用的毛細管是以容易保持FAB的方式於貫通孔的前端面側設置有適當的被稱為倒角的角部形狀，而於本實施方式的楔形接合方式中是使用球形接合用的毛細管，且於該毛細管的貫通孔的前端面側的下表面具有被稱為工作面(face)的平面。該工作面成 為於打線裝置10中進行楔形接合時的按壓面。
楔形接合用工具是包括於前端部具有相對於長度方向傾斜地設置的金屬線導引器、及用以按壓金屬線30的側面的按壓面，因此並非為繞工具的長度方向軸成旋轉對稱，而是金屬線30具有沿金屬線導引器的方向的方向性而會朝橫方向突出。若使用此種楔形接合用工具，因導線、焊墊的配置，而會產生於該狀態下金屬線導引器的方向與金屬線30的連接方向不一致的情況。
例如，於電路基板8的中央部搭載有半導體晶片6，以沿半導體晶片6的周邊部繞一周的方式配置有多個焊墊，於電路基板8亦以沿半導體晶片6的外側繞一周的方式設置有多根導線，於上述情況下，連結導線與焊墊的金屬線30的連接方向根據多種打線的每一種而各有不同。為使金屬線導引器的方向與金屬線30的連接方向一致，必須使楔形接合用工具繞長度方向軸旋轉、或使電路基板8旋轉。
相對於此，由於毛細管28的前端面側的工作面為繞毛細管28的長度方向軸成旋轉對稱的形狀，故而即便連結焊墊與導線的金屬線30的連接方向根據每種打線而各有不同，亦僅需進行將自毛細管28的前端突出的金屬線30的方向稍許變更的整形處理即可解決。因此，將毛細管28用於楔形接合。
插入至毛細管28中的金屬線30為鋁的細線。金屬線30捲繞於在自接合頭18延伸的金屬線支持器(wire holder)的前端所設置的線軸(wire spool)33上，且自線軸33經由線夾32插入至毛細管28的中心部的貫通孔中，而自毛細管28的前端突出。作為該金屬線30的材質，除純鋁細線以外，可使用適當地混合有 矽、鎂等的細線等。金屬線30的直徑可根據接合對象物而進行選擇。列舉金屬線30的直徑的一例為30μm。
線夾32是安裝於Z向驅動臂22，且利用配置於金屬線30的兩側的一組夾板，藉由將相對向的夾板之間打開而使金屬線30為自由移動狀態，藉由將相對向的夾板之間閉合而使金屬線30的移動停止的金屬線夾持裝置。由於線夾32安裝於Z向驅動臂22，故而即便毛細管28沿XYZ方向移動，亦可適當地夾持金屬線30。線夾32的開閉是藉由使用壓電元件的夾具開閉部34的運作而進行。
未接合判定電路36是於打線的各階段判定接合對象物與金屬線30之間的連接是否適當的電路。未接合判定電路36是對接合對象物與金屬線30之間施加規定的電氣訊號，並基於該電氣訊號的響應而判定接合對象物與金屬線30之間的連接是否適當。
圖2是未接合判定電路36的構成圖。此處，圖2是表示如下情況的圖：確認到於第一接合點100已適當地進行打線，之後經過線弧形成處理步驟，而轉移至第二打線處理步驟，且確認到第二打線處理步驟亦於第二接合點102已適當地進行打線，接著，適當地進行金屬線切斷處理，從而於第二接合點102，金屬線30成為切斷狀態104。如上所述是示出正常地進行打線的各處理步驟的情形。
未接合判定電路36包括施加電源106及測定部108，且其中一端子連接於接合平台14，另一端子連接於線夾32或線軸33。將施加電源106作為交流電壓電源，於測定部108的內部利 用未繪示的阻抗測定電路測定阻抗值，藉此可知金屬線30與接合平台14之間的電容成分。此外，亦可使用直流脈波電源代替交流電壓電源而作為施加電源106。以下，將施加電源106設為交流電壓電源繼續進行說明。
於金屬線30為與電路基板8的導線或半導體晶片6的焊墊連接的狀態時，線夾32與接合平台14之間的電容成分的值成為打線裝置10的構件的電容值即裝置電容值、與電路基板8或半導體晶片6的電容值即器件電容值的合計值。相對於此，於金屬線30為切斷狀態104時，金屬線30與電路基板8或半導體晶片6之間成為電性開路狀態，因此線夾32與接合平台14之間的電容成分的值僅為裝置電容值。未接合判定電路36基於測定部108中的電容成分的變化，而可判定金屬線30與作為接合對象物的電路基板8或半導體晶片6之間為連接狀態抑或為開路狀態。
如圖2所示，於正常地進行打線的各處理步驟時，未接合判定電路36於各處理步驟中以如下方式進行判定。於第一接合點100的第一打線處理後，根據線夾32或線軸33與接合平台14之間的電容值成為裝置電容值與器件電容值的合計值，而判定金屬線30與電路基板8之間為連接狀態。於毛細管28朝向第二接合點102下降，而金屬線30接觸於第二接合點102時，亦根據線夾32與接合平台14之間的電容值成為裝置電容值與器件電容值的合計值，而判定金屬線30與電路基板8之間為連接狀態。
於第二接合點102的第二打線處理後，根據線夾32與接合平台14之間成為裝置電容值與器件電容值的合計值，而判定金屬線30與半導體晶片6之間為連接狀態。於金屬線切斷處理 後，根據線夾32與接合平台14之間的電容值成為裝置電容值的值，而判定金屬線30與半導體晶片6之間為切斷狀態。
再次返回至圖1，電腦60將打線裝置10的各構件的動作以整體進行控制。電腦60構成為包括為中央處理單元(Central Processing Unit，CPU)的控制部80、各種介面(interface)電路及記憶體(memory)82。該些部分相互以內部匯流排(bus)連接。
各種介面電路是設置於為CPU的控制部80與打線裝置10的各構件之間的驅動電路或緩衝(buffer)電路。於圖1中，將介面電路僅表示為I/F。各種介面電路為連接於XY平台16的XY平台I/F62、連接於Z向馬達20的Z向馬達I/F64、連接於超音波振動器26的超音波振動器I/F66、連接於夾具開閉部34的夾具開閉I/F68、連接於未接合判定電路36的未接合判定電路I/F70。
記憶體82是儲存各種程式(program)及各種控制資料(data)的記憶裝置。各種程式為關於第一打線處理的第一接合程式84、關於線弧形成處理的線弧形成程式86、關於第二打線處理的第二接合程式88、關於利用未接合判定電路36進行的連續監視處理的未接合連續監視程式90、關於金屬線30的中途切斷的判定處理的切斷判定處理程式92、關於表示產生金屬線30的中途切斷的異常訊號輸出的異常輸出處理程式94、關於其他控制處理的控制程式96。控制資料98為於執行各種程式或控制程式時必需的資料等。
使用圖3及之後的圖對上述構成的作用、尤其是電腦60的各功能進而詳細地進行說明。圖3是表示打線處理中的各構件的動作的時序圖。圖4是表示打線方法的順序的流程圖。圖5是 將關於第一接合點100至第二接合點102之間的未接合監視的各訊號與毛細管28的動作建立關聯而表示的時序圖。圖6至圖9是分別表示第一接合點100至第二接合點102之間的金屬線30的狀態的圖。
圖3是表示自第一接合點100的第一打線處理經過線弧形成處理，直至進行第二接合點102的第二打線處理及金屬線切斷為止的各構件的動作狀態的時序圖。圖3的橫軸為時間。圖3的縱軸自上段側朝向下段側依序表示毛細管28的高度狀態、Z向馬達20為動作狀態或停止狀態、XY平台16為動作狀態或停止狀態、超音波振動器26為動作狀態或停止狀態、將毛細管28向下方壓抵的壓抵力的大小、線夾32為閉合狀態或打開狀態。
毛細管28的高度狀態於Z向馬達20為動作狀態時產生變化，於Z向馬達20為停止狀態時不產生變化。Z向馬達20的動作與停止的控制是藉由如下方式進行：於控制部80執行各種程式時，若有Z向馬達20的動作命令，則經由Z向馬達I/F64而驅動Z向馬達20，若有停止命令，則停止該動作。毛細管28除高度狀態的變化以外，亦藉由在XY平面內移動，而使該XY平面內的位置狀態產生變化。毛細管28的XY平面內的移動的控制是藉由如下方式進行：於控制部80執行各種程式時，若有XY平台16的移動命令，則經由XY平台I/F62而移動驅動XY平台16，若有停止命令，則停止該移動驅動。
於毛細管28位於第一接合點100與第二接合點102時，自超音波振動器26對毛細管28供給超音波能量。來自超音波振動器26的超音波能量供給的控制是藉由如下方式進行：於控制部 80執行各種程式時，若有超音波振動器26的運作命令，則經由超音波振動器I/F66而使超音波振動器26運作，若有停止命令，則停止該運作。
於毛細管28位於第一接合點100與第二接合點102時，經由超音波轉換器24而對毛細管28賦予規定的壓抵力。壓抵力的大小的控制可作為Z向馬達20的驅動控制的一部分而進行。即，於控制部80執行各種程式時，若有壓抵力變更命令，則經由Z向馬達I/F64，藉由Z向馬達20的驅動控制而進行壓抵力的變更。
於線弧形成處理或金屬線切斷處理中，當使金屬線30自毛細管28延出時打開線夾32，當停止金屬線30的延出而進行夾持時閉合線夾32。線夾32的開閉控制是藉由如下方式進行：於控制部80執行各種程式時，若有線夾32的打開動作命令，則經由夾具開閉I/F68而使夾具開閉部34打開線夾32，若有閉合動作命令，則使夾具開閉部34閉合線夾32。
於圖3中，時間t0至時間t4為第一打線處理步驟期間，於該期間內，控制部80執行第一接合程式84。如圖3所示，於時間t0至時間t1的期間內，對XY平台16進行移動驅動，使毛細管28移動至第一接合點100的正上方。自時間t0至時間t3，Z向馬達20被驅動，藉此毛細管28持續下降。關於下降，自時間t0至毛細管28移動至第一接合點100的正上方的時間t1為高速下降，於時間t1至毛細管28接觸於電路基板8的導線的時間t3之間是設為低速。該低速下降被稱為第一搜尋(first search)。
於時間t3至時間t4之間，XY平台16與Z向馬達20均 為停止狀態，於該期間內，超音波振動器26運作而對毛細管28賦予超音波能量。壓抵力於時間t1至超音波振動器26的運作開始前後的時間之間階段性地變化。如此，於時間t3至時間t4之間，於第一接合點100，在毛細管28的前端與電路基板8的導線之間夾著自毛細管28的前端突出的金屬線30，且藉由超音波能量及壓抵力而進行金屬線30與導線之間的接合。於該接合處理期間，接合平台14較佳為被加熱維持在適當的處理溫度。
於圖3中，時間t4至時間t10為線弧形成處理步驟的期間。此時，壓抵力復原。於該期間內，控制部80執行線弧形成程式86。如圖3所示，於時間t4至時間t5之間僅Z向馬達20被驅動，藉此毛細管28略微上升。於時間t5至時間t6之間，僅XY平台16被移動驅動。該移動驅動是以於XY平面內，毛細管28自第一接合點100暫時向第二接合點102的相反側返回的反向(reverse)移動的形式而進行。於時間t6至時間t7之間僅Z向馬達20被驅動，從而毛細管28於反向移動後的位置處上升。繼而，於時間t7至時間t8之間維持該狀態。於該狀態下，金屬線30的線弧成為最高點。於時間t8至時間t9之間，在線夾32閉合的狀態下略微地對XY平台16進行移動驅動。該移動驅動是以於XY平面內，使毛細管28自反向移動後的位置向第二接合點102的方向移動的方式而進行。藉此，線弧向第二接合點102側被拉伸，而將線弧的最高點調整為所期望的高度。
於時間t9打開線夾32，金屬線30成為可自毛細管28的前端延出的狀態。繼而，於時間t9至時間t10之間，對XY平台16進行移動驅動，且驅動Z向馬達20。藉此，一面朝向第二接合 點102使金屬線30延出一面使毛細管28下降，從而線弧朝下方下降。
於時間t10，毛細管28到達第二接合點102的正上方。時間t10至時間t13為第二接合點102的第二打線處理步驟的期間。於該期間內，控制部80執行第二接合程式88。關於毛細管28的下降，自時間t9至毛細管28移動至第二接合點102的正上方的時間t10為高速下降，於時間t10至毛細管28接觸於半導體晶片6的焊墊的時間t12之間是設為低速。該低速下降被稱為第二搜尋(second search)。
於時間t12至時間t13之間，XY平台16與Z向馬達20均為停止狀態，於該期間內，超音波振動器26運作而對毛細管28賦予超音波能量。壓抵力於時間t10至超音波振動器26的運作開始前後的時間之間階段性地變化。如此一來，於時間t12至時間t13之間，於第二接合點102，在毛細管28的前端與半導體晶片6的焊墊之間夾著自毛細管28的前端突出的金屬線30，且藉由超音波能量及壓抵力而進行金屬線30與導線之間的接合。於該接合處理期間，接合平台14較佳為被加熱維持在適當的處理溫度。
於圖3中，時間t13至時間t15為金屬線切斷處理步驟的期間。金屬線切斷處理步驟可與第二打線處理相區別，而成為由控制部80執行專用的金屬線切斷處理程式的步驟。或者，亦可將該期間包含於第二打線處理步驟中，於第二接合程式88中包含金屬線切斷處理的程式。
於金屬線切斷處理步驟中，壓抵力復原。如圖3所示，於時間t13至時間t14之間僅Z向馬達20被驅動，藉此毛細管28 略微上升。於時間t14至時間t15之間，閉合線夾32，對XY平台16進行移動驅動，且驅動Z向馬達20。該移動驅動是以毛細管28一面上升一面於XY平面內移動的方式而進行。藉此，金屬線30於第二接合點102被切斷。
如此，自第一接合點100的第一打線處理經過線弧形成處理後，進行第二接合點102的第二打線處理及金屬線切斷。
使用圖4至圖9對上述構成的作用、對尤其是控制部80的未接合連續監視與金屬線30的中途切斷判定等的功能進而詳細地進行說明。圖4是自打線方法的順序中選取自第一打線處理至第二打線處理為止的順序而表示的流程圖，各順序與儲存於電腦60的記憶體82中的各程式的處理順序對應。若將打線裝置10接通電源等，會進行包含電腦60的打線裝置10的各構成構件的初始化。
其次，暫時拉出接合平台14，將作為接合對象物的搭載有半導體晶片6的電路基板8定位設置於接合平台14上，藉由窗式夾具50壓住而固定。使接合平台14再次返回至初始狀態的位置。此外，接合平台14被加熱至接合條件中所決定的規定溫度。該接合對象物設定步驟是使用電路基板8的自動搬送裝置而自動地進行。
其次，藉由控制部80執行第一接合程式84，於第一接合點100進行第一打線處理(S10)。第一接合點100是設定於電路基板8的一根導線上。第一接合點100的設定是使用圖1中未繪示的定位相機(camera)等而進行。於圖3中已對第一打線處理中的各構件的動作進行了敍述，因此省略詳細的說明。
於第一接合點100，在毛細管28的前端部與電路基板8的導線之間夾入金屬線30並進行壓抵，藉由超音波振動器26的超音波振動能量、利用Z向馬達20的驅動控制產生的毛細管28的按壓力、以及視需要的來自接合平台14的加熱溫度，而將金屬線30與導線之間接合。以此方式，進行於第一接合點100的第一打線處理。
若第一打線處理結束，則進行線弧形成處理(S12)。該處理順序是藉由控制部80執行線弧形成程式86而進行。即，於第一打線處理結束後，在打開線夾32的狀態下使毛細管28朝上方上升，繼而移動至第二接合點102的正上方。第二接合點102是設定於半導體晶片6的一個焊墊上。於毛細管28移動的期間，金屬線30自線軸33被陸續送出，而自毛細管28的前端延出必要的線長。於圖3中已對線弧形成處理中的各構件的動作進行了敍述，因此省略詳細的說明。
於線弧形成處理期間，進行未接合連續監視(S14)。該處理順序是藉由控制部80執行未接合連續監視程式90而進行。未接合連續監視是以如下方式進行：按控制部80的指令，經由未接合判定電路I/F70使未接合判定電路36連續地運作，且控制部80連續地接收所得之結果。
未接合判定電路36的連續運作是使圖2中所說明的作為施加電源106的交流電壓電源於預先規定的連續監視期間內連續地運作。藉此，對保持於毛細管28的金屬線30與接合平台14之間連續地施加交流電壓訊號。圖2中所說明的測定部108取得保持於毛細管28的金屬線30與接合平台14之間的電容值，並經 由未接合判定電路I/F70將該值逐次地傳送至控制部80。
藉由未接合連續監視，而判定是否金屬線中途切斷(S16)。該處理順序是藉由控制部80執行切斷判定處理程式92而進行。
於圖5中，將未接合連續監視時的各訊號的時間變化與毛細管28的動作狀態建立關聯而表示。圖5的橫軸為時間。關於縱軸，自紙面的上段側朝向下段側依序為毛細管28的動作狀態、未接合判定電路36的測定部108的輸出即未接合監視輸出、將未接合監視輸出進行微分所得的微分輸出、習知技術中的未接合監視的時序。
橫軸的時間t4、時間t7、時間t9、時間t12為與圖3中所說明的內容相同的內容。即，時間t4為於第一接合點100的接合處理結束後開始線弧形成處理的時序，時間t7至時間t9之間是成為最高位置的線弧形成的期間，t12為毛細管28下降而金屬線30接觸於第二接合點102的時序。如圖5的最下段所示，時間T1、時間T2、時間T3為習知技術中的未接合監視的時序。此處，分別設定為即將到時間t4之前、剛過時間t7之後、t12之後的時序。該情況為例示，具有於除此以外的適當的取樣時序(sampling timing)進行未接合監視的情況。
如自圖5的上方起第二段的未接合監視輸出所示，此處並非於習知技術的取樣時序，而是於預先設定的連續監視期間內使未接合判定電路36持續運作。連續監視期間是設定為適於監視在第一接合處理後自第一接合點100至第二接合點102之間金屬線30是否被切斷的期間。此處，將自第一接合點100至第二接合 點102之間的整個期間設定為連續監視期間。亦可取而代之，將例如習知技術中所使用的T1至T3之間設為連續監視期間。或者，亦可直接保留習知技術的未接合監視取樣時序的T1與T3，且將毛細管28成為最高位置的時間t7至毛細管28成為最低位置的時間t12之間設為連續監視期間。
未接合監視輸出是以未接合判定電路36的測定部108的輸出表示電容值的時間變化。於圖5中，例如於毛細管28上升中的時間C0至時間C1維持大致固定值的電容值，於時間C1電容值急遽地降低。若金屬線30被切斷，則測定部108檢測到的電容值自「裝置電容值與器件電容值的合計值」變為「裝置電容值」，因此可判定金屬線30於時間C1被切斷。於時間C1至時間C2之間維持降低後的電容值，但於時間C2電容值急遽地恢復至原來的高的值。該情況被認為是自「裝置電容值」恢復至「裝置電容值與器件電容值的合計值」，而可判定因金屬線30的中途切斷而自毛細管28的前端延伸的金屬線30接觸於電路基板8或半導體晶片6。
如此，取得保持於毛細管28的金屬線30與接合平台14之間的電容值，於第一接合處理後電容值降低時，可判定金屬線30於線弧的中途被切斷。另外，於之後到達第二接合點102之前電容值恢復時，可判定被切斷的金屬線30垂下而接觸於作為接合對象物的電路基板8或半導體晶片6。
於習知技術的未接合監視的取樣時序，在時間T1、時間T2、時間T3中的任一時間，電容值均為相同的值而不變化，因此，無法檢測出金屬線30的中途切斷。
於上述中是以電容值的變化而判定金屬線30有無中途切斷。電容值有無變化的檢測可使用閾值電容值，利用閾值電容值的比較而進行。取而代之，可基於將表示電容值的電氣訊號對時間進行微分所得的微分值，而判定金屬線30有無中途切斷。圖5的微分輸出是將未接合監視輸出對時間進行微分所得的輸出，若電容值急遽地降低，則輸出負方向的脈波，若電容值急遽地上升恢復，則輸出正方向的脈波。可基於該脈波輸出的有無而判定金屬線30有無中途切斷。
圖6至圖9是表示於時間t4、時間C0、時間C1、時間C2的各時間的金屬線30的狀態的圖。
於圖6所示的時間t4，於第一接合點100，在毛細管28的前端與電路基板8的導線之間夾著自毛細管28的前端突出的金屬線30。因此，於測定部108檢測到的電容值成為「裝置電容值與器件電容值的合計值」。
於圖7所示的時間C0，毛細管28為如下狀態：自第一接合點100於XY平面內移動X1，且Z方向的高度為以電路基板8的上表面為基準而上升至Z1。關於金屬線30是在第一接合點100處接合於電路基板8的狀態下，使金屬線30自毛細管28延出。此時，於測定部108檢測到的電容值亦為「裝置電容值與器件電容值的合計值」。
圖8中所示的時間C1為如下時間：毛細管28的Z方向的高度成為最高值Z2，線夾32閉合，XY平台16自第一接合點100於XY平面內已移動距離X2(參照圖3)。此處，示出金屬線30於第1接合點100與毛細管28的前端之間成為切斷狀態104。 金屬線30自毛細管28向第一接合點100的方向延伸且被切斷的部分成為前端部105。此外，產生切斷的時間C1的上述狀態為例示，只要為自第1接合點100朝向第二接合點102的中途，便可設為於除此以外的狀態下產生切斷。
此時，於測定部108檢測到的電容值成為「裝置電容值」，電容值自「裝置電容值與器件電容值的合計值」急遽地降低。根據未接合連續監視，藉由檢測到電容值的急遽降低，而可判定金屬線30於線弧的中途被切斷。
圖9所示的時間C2為如下時間：毛細管28沿Z方向下降至Z3的高度，且一面於XY平面移動，一面自第一接合點100移動距離X3，而毛細管28的前端到達第二接合點102的正上方。Z3為小於圖8的Z2的值，X3為大於圖8的X2的值。此時，因毛細管28的降低，而自毛細管28延伸的金屬線30的前端部105接觸於電路基板8。此時，於測定部108檢測到的電容值急遽地上升並恢復至「裝置電容值與器件電容值的合計值」。根據未接合連續監視，於檢測到電容值的急遽的上升恢復時，結合之前的時間C1的電容值的急遽降低檢測，而可判定該情況並非表示金屬線30與第1接合點100之間的連接正常，而是表示金屬線30於線弧中途切斷，其前端部105垂下而接觸於接合對象物。
再次返回至圖4，若S14中的是否金屬線中途切斷的判定結果是判定為未產生金屬線中途切斷，則繼而於第二接合點102進行第二打線處理(S18)。該處理順序是藉由控制部80執行第二接合程式88而進行。第二接合點102是設定於半導體晶片6的一個焊墊上。第二接合點102的設定是使用圖1中未繪示的定位相 機等而進行。於圖3中已對第二打線處理中的各構件的動作進行了敍述，因此省略詳細的說明。
若S16中的是否金屬線中途切斷的判定結果是判定為產生金屬線中途切斷，則輸出異常訊號(S20)，停止打線裝置10的動作(S22)。該處理順序是藉由控制部80執行異常輸出處理程式94而進行。
如此，藉由使未接合判定電路36連續運作而連續地進行未接合監視，即便於毛細管28的楔形接合時使用伸展性比金線小的鋁線，亦可準確地判斷第一接合點100至第二接合點102之間的金屬線切斷的有無。
於上述中，雖然規定的連續監視期間是設為於第1接合處理後使金屬線30自第一接合點100延出至第二接合點102為止的期間，但亦可遍及自第一接合處理之前至上述第二接合之後的整個期間而設定連續監視期間。
於該連續監視期間內，未接合監視部對保持於毛細管28的金屬線30與接合平台14之間連續地施加規定的電氣訊號。繼而，相對於該電氣訊號的連續響應，使用適當的判斷閾值而監視並判斷金屬線30的連接狀態有無變化。
若將第一接合點100的金屬線30的未接合設為F1，將線弧形成期間的金屬線30的中途切斷設為F2，將第二接合點102的金屬線30的未接合設為F3，將第二接合處理後且金屬線切斷處理前的金屬線30的中途切斷設為F4，則相對於F1至F4，分別使用適當的判斷閾值。如此，可將F1至F4相區別而進行監視。
以下，使用圖10至圖12，對於遍及自第1接合處理之 前至第2接合之後的整個期間進行連續監視，且將關於F1至F4相區別的內容進行詳細說明。
圖10是與圖6至圖9對應的圖，且將示於圖6至圖9的狀態進一步擴展，表示自第一接合處理之前至上述第二接合之後的整個期間的金屬線30的接合情況的圖。此處，示出毫無問題地進行過如下處理的金屬線31：對電路基板8的第1接合點進行的第一接合處理、第一接合處理後的線弧形成處理、於線弧形成處理之後對半導體晶片6的第二接合點102進行的第二接合處理、於第二接合處理後切斷金屬線30的切斷處理。
於圖10中，分別示出第一接合點100的金屬線30的未接合即F1、線弧形成期間的金屬線30的中途切斷即F2、第二接合點102的金屬線30的未接合即F3、第二接合處理後且金屬線切斷處理前的金屬線30的中途切斷即F4的產生部位。
圖10所示的未接合判定電路36為與圖2中所說明的內容相同的內容，包括輸出規定的電氣訊號的施加電源106、及測定對於規定的電氣訊號的響應的測定部108。此處，作為規定的電氣訊號，使用交流電壓訊號或直流電壓訊號。
該電氣訊號的區分使用可根據是否視為半導體晶片6與電路基板8均僅以電阻成分而與接合平台14連接來決定。於視為半導體晶片6與電路基板8均僅以電阻成分而與接合平台14連接的情況下，可使用直流電壓訊號作為規定的電氣訊號。於不視為半導體晶片6與電路基板8均僅以電阻成分而與接合平台14連接，還包含電容成分的情況下，使用交流電壓訊號作為規定的電氣訊號。
於使用交流電壓訊號作為規定的電氣訊號時，測定部108測定介於隔線夾32的金屬線30與接合平台14之間的電容值的變化。電容值可使用適當的轉換電路而轉換為電壓值，藉由測定轉換後的電壓值的變化，而測定電容值的變化。於使用直流電壓訊號作為規定的電氣訊號時，測定部108測定介於隔線夾32的金屬線30與接合平台14之間的電氣短路有無的變化。
電氣短路的有無是以如下方式測定電壓值而進行。即，將接合平台14的電位設為接地電壓值V=0(V)，將具有比接地電壓值高規定電壓值V0的電壓的直流電壓訊號設為規定的電氣訊號。而且，於所測定的電壓值為V=0(V)時，設為於金屬線30與接合平台14之間存在電氣短路，於所測定的電壓值為規定電壓值V0時，設為不存在電氣短路。
圖11(a)~圖11(f)是表示於使用交流電壓訊號作為規定的電氣訊號，而測定作為該電氣訊號的連續響應的金屬線30與接合平台14之間的電容值的情況下可將F1至F4相區別的圖。圖11(a)~圖11(f)由圖11(a)至圖11(f)該六個時序圖構成。於該些所有的時序圖中，橫軸為時間。圖11(a)的縱軸為毛細管的高度位置，圖11(b)至圖11(f)的縱軸為金屬線30與接合平台14之間的電容值。
圖11(a)與圖3的最上段的圖對應。橫軸的時間t3、時間t4、時間t12、時間t13、時間t14與圖3中所說明的內容相同。即，時間t3至t4的期間為第一接合處理期間，t12至t13的期間為第二接合處理期間，t14是藉由第二接合處理之後的線夾32的操作而切斷金屬線30的時序。
圖11(b)是表示對於在自第1接合處理之前至上述第二接合之後的整個期間毫無問題地進行過所有處理的良品所測定出的電容值的時間變化的時序圖。
於圖11(b)中，直至時間t3之前金屬線30未接觸於電路基板8，因此電容值成為介於打線裝置10的金屬線30與接合平台14之間的裝置電容值。將該裝置電容值於圖11中表示為CM。
若金屬線30於時間t3接觸於電路基板8，則加上電路基板8所具有的電容值而測定出。將電路基板8所具有的電容值於圖11中表示為CL。因此，時間t3以後至時間t12的期間的電容值的測定值成為(CM+CL)。
若金屬線30於時間t12接觸於半導體晶片6，則進而加上半導體晶片6所具有的電容值而測定出。將半導體晶片6所具有的電容值於圖11中表示為CP。因此，時間t12以後至時間t14的期間的電容值的測定值成為(CM+CL+CP)。
若金屬線30於時間t14藉由切斷處理而切斷，成為圖10所示的狀態，則金屬線30自電路基板8上的半導體晶片6離開而未進行接觸，因此電容值的測定值再次成為裝置電容值CM。
圖11(c)是表示於第一接合點100產生未接合F1時的電容值的時間變化的時序圖。未接合F1於第一接合處理期間即時間t3與時間t4之間產生。若產生未接合F1，則由於金屬線30未牢固地連接於電路基板8，故而電容值成為比良品時的時間t3時的電容值(CM+CL)更小的值。
為區別良品與未接合F1，可將於t3以前穩定地測定出的電容值作為基準。例如，使用t3以前的電容值CM作為基準，使 用將該CM與預先規定的測定裕度相加所得的值作為第一基準值J1，使用該第一基準值J1作為區別良品與F1的判斷閾值。為簡化說明，於圖11(c)中設為J1=CM。於所測定的電容值超過J1時判斷為良品，於J1以下時判斷為F1。良品的一例為所測定的電容值為(CM+CL)，F1的一例為所測定的電容值仍為CM。
圖11(d)是表示第一接合點100的處理正常，於時間t3所測定的電容值成為(CM+CL)，但於線弧形成處理中產生金屬線30的中途切斷F2時的電容值的時間變化的時序圖。中途切斷F2於時間t4與時間t12之間產生。若產生中途切斷F2，則由於金屬線30自電路基板8離開，故而所測定的電容值成為比良品時的時間t4時的電容值(CM+CL)更小的值。
為區別良品與中途切斷F2，可將於t4以後穩定地測定出的電容值設為基準。例如，使用t4時的電容值(CM+CL)作為基準，使用將該(CM+CL)與預先規定的測定裕度相加所得的值作為第二基準值J2，使用該第二基準值J2作為區別良品與F2的判斷閾值。為簡化說明，於圖11(d)中設為J2=(CM+CL)。於所測定的電容值仍為J2時判斷為良品，於小於J2時判斷為F2。良品的一例為所測定的電容值為(CM+CL)，F2的一例為所測定的電容值為CM。
圖11(e)是表示線弧形成處理正常，但於第二接合點102產生未接合F3時的電容值的時間變化的時序圖。未接合F3於時間t12與時間t13之間產生。若產生未接合F3，則由於金屬線30未牢固地連接於半導體晶片6，故而電容值成為比良品時的時間t12時的電容值(CM+CL+CP)更小的值。
為區別良品與未接合F3，可將於t4以後穩定地測定出的電容值作為基準。例如，使用t4時的電容值(CM+CL)作為基準，使用將該(CM+CL)與預先規定的測定裕度相加所得的值作為第三基準值J3，使用該第三基準值J3作為區別良品與F3的判斷閾值。為簡化說明，於圖11(e)中設為J3=J2=(CM+CL)。若所測定的電容值超過J3，則判斷為良品，於仍為J3時判斷為F3。良品的一例為所測定的電容值為(CM+CL+CP)，F3的一例為所測定的電容值為(CM+CL)。
圖11(f)是表示第二接合點102的處理正常，於時間t12所測定的電容值成為(CM+CL+CP)，但於之後的金屬線切斷處理之前產生金屬線30的中途切斷F4時的電容值的時間變化的時序圖。中途切斷F4於時間t13與時間t14之間產生。若產生中途切斷F4，則由於金屬線30自半導體晶片6離開，故而所測定的電容值成為比良品時的時間t13時的電容值(CM+CL+CP)更小的值。
為區別良品與中途切斷F4，可將於t13以前穩定地測定出的電容值作為基準。例如，使用t13時的電容值(CM+CL+CP)作為基準，使用將該(CM+CL+CP)與預先規定的測定裕度相減所得的值作為第四基準值J4，使用該第四基準值J4作為區別良品與F4的判斷閾值。為簡化說明，於圖11(f)中設為J4=(CM+CL+CP)。於所測定的電容值仍為J4時判斷為良品，於小於J4時判斷為F4。良品的一例為所測定的電容值為(CM+CL+CP)，F4的一例為所測定的電容值為(CM+CL)。
如此，規定的電氣訊號使用交流電壓訊號，且分別對應於F1至F4而將第一基準值J1至第四基準值J4作為判斷基準， 藉此可區別第一接合點100的未接合F1、線弧形成處理中的中途切斷F2、第二接合點102的未接合F3、金屬線切斷處理之前的中途切斷F4。
圖12(a)~圖12(f)是表示於使用直流電壓訊號作為規定的電氣訊號，而測定作為該電氣訊號的連續響應的金屬線30與接合平台14之間的電壓值的情況下可將F1至F4相區別的圖。圖12(a)~圖12(f)是與圖11(a)~圖11(f)對應的圖，由圖12(a)至圖12(f)該六個時序圖構成。與圖11(a)~圖11(f)同樣地，於該些所有時序圖中，橫軸為時間。另外，圖12(a)的縱軸為毛細管的高度位置，圖12(b)至圖12(f)的縱軸為金屬線30與接合平台14之間的電壓值。
圖12(a)與圖11(a)同樣地與圖3的最上段的圖對應。橫軸的時間t3、時間t4、時間t12、時間t13、時間t14亦與圖11(a)~圖11(f)同樣，與圖3中所說明的內容相同，因此省略詳細的說明。
圖12(b)是表示對於在自第一接合處理之前至第二接合之後的整個期間毫無問題地進行過所有的處理的良品所測定出的電壓值的時間變化的時序圖。
於圖12(b)中，直至時間t3之前金屬線30未接觸於電路基板8，因此於金屬線30與接合平台14之間無電氣短路，所測定的電壓值成為規定電壓值V0。
若金屬線30於時間t3接觸於電路基板8，則經由電路基板8而使接合平台14與金屬線30之間產生電氣短路。藉此，所測定的電壓值成為V=0(V)。
若金屬線30於時間t12接觸於半導體晶片6，則經由半導體晶片6及電路基板8而使接合平台14與金屬線30之間仍為電氣短路狀態，所測定的電壓值仍為V=0(V)。若於時間t14金屬線30藉由切斷處理而切斷，成為圖10所示的狀態，則由於金屬線30自電路基板8上的半導體晶片6離開而未進行接觸，故而成為於金屬線30與接合平台14之間無電氣短路的狀態，所測定的電壓值再次成為規定電壓值V0。
如此，於使用直流電壓訊號作為規定的電氣訊號時，於良品的情況下，時間t3至時間t14之間的電壓值成為V=0(V)。
圖12(c)是表示於第一接合點100產生未接合F1時的電壓值的時間變化的時序圖。未接合F1於第一接合處理期間即時間t3與時間t4之間產生。若產生未接合F1，則由於金屬線30未牢固地連接於電路基板8，故而於金屬線30與接合平台14之間無電氣短路。因此，電壓值仍為良品時的時間t3時的電壓值即規定電壓值V0。
為區別良品與未接合F1，可將於t3以前穩定地測定出的電壓值作為基準。例如，使用t3以前的電壓值即規定電壓值V0作為基準，使用將該規定電壓值V0與預先規定的測定裕度相加所得的值作為第一基準值J1，使用該第一基準值J1作為區別良品與F1的判斷閾值。為簡化說明，於圖12(c)中設為J1=V0。於所測定的電壓值小於J1時判斷為良品，於J1時判斷為F1。良品的一例為所測定的電壓值為V=0(V)，F1的一例為所測定的電壓值仍為V0。
圖12(d)是表示第一接合點100的處理正常，於時間 t3所測定的電壓值成為V=0(V)，但於線弧形成處理中產生金屬線30的中途切斷F2時的電壓值的時間變化的時序圖。中途切斷F2於時間t4與時間t12之間產生。若產生中途切斷F2，則由於金屬線30自電路基板8離開，故而成為金屬線30與接合平台14之間無電氣短路的狀態，所測定的電壓值成為比良品時的時間t4時的電壓值V=0(V)大的值。
為區別良品與中途切斷F2，可將於t4以後穩定地測定出的電壓值作為基準。例如，使用t4時的電壓值V=0(V)作為基準，使用將該V=0(V)與預先規定的測定裕度相加所得的值作為第二基準值J2，使用該第二基準值J2作為區別良品與F2的判斷閾值。為簡化說明，於圖12(d)中設為J2=0(V)。於所測定的電壓值仍為J2時判斷為良品，於超過J2時判斷為F2。良品的一例為所測定的電壓值為V=0(V)，F2的一例為所測定的電壓值為V0。
圖12(e)是表示線弧形成處理正常，但於第二接合點102產生未接合F3時的電壓值的時間變化的時序圖。未接合F3於時間t12與時間t13之間產生。若產生未接合F3，則由於金屬線30未牢固地連接於半導體晶片6，故而於金屬線30與接合平台14之間無電氣短路。因此，電壓值成為規定電壓值V0。
為區別良品與未接合F3，可將於t4以後穩定地測定出的電壓值作為基準。例如，使用t4時的電壓值V=0(V)作為基準，使用將該V=0(V)與預先規定的測定裕度相加所得的值作為第三基準值J3，使用該第三基準值J3作為區別良品與F3的判斷閾值。為簡化說明，於圖12(e)中設為J3=J2=0(V)。若所 測定的電壓值仍為J3，則判斷為良品，於超過J3時判斷為F3。良品的一例為所測定的電壓值為V=0(V)，F3的一例為所測定的電壓值為V0。
圖12(f)是表示第二接合點102的處理正常，雖然於時間t12所測定的電壓值仍為V=0(V)，但於之後的金屬線切斷處理之前產生金屬線30的中途切斷F4時的電壓值的時間變化的時序圖。中途切斷F4於時間t13與時間t14之間產生。若產生中途切斷F4，則由於金屬線30自半導體晶片6離開，故而成為於金屬線30與接合平台14之間無電氣短路的狀態。所測定的電壓值成為比良品時的時間t13時的電壓值V=0(V)更大的值。
為區別良品與中途切斷F4，可將於t13以前穩定地測定出的電壓值作為基準。例如，使用t13時的電壓值V=0(V)作為基準，使用將該V=0(V)與預先規定的測定裕度相減所得的值作為第四基準值J4，使用該第四基準值J4作為區別良品與F4的判斷閾值。為簡化說明，於圖12(f)中設為J4=J3=J2=0(V)。於所測定的電壓值仍為J4時判斷為良品，於超過J4時判斷為F4。良品的一例為所測定的電壓值為V=0(V)，F4的一例為所測定的電壓值為V0。
如此，規定的電氣訊號使用直流電壓訊號，且分別對應於F1至F4而將第一基準值J1至第四基準值J4設為判斷基準，藉此可區別第一接合點100的未接合F1、線弧形成處理中的中途切斷F2、第二接合點102的未接合F3、金屬線切斷處理之前的中途切斷F4。尤其是可設為J2=J3=J4=0(V)，從而測定判斷變得容易。
於上述中，第一接合點100及第二接合點102的打線是以使用毛細管的楔形接合方式進行說明，但亦能夠以球形接合方式進行。
本發明並不限定於以上所說明的實施方式，且包含不脫離由申請專利範圍所規定的本發明的技術範圍乃至本質的所有變更及修正。
[產業上的可利用性]
本發明可利用於使用毛細管進行打線的裝置以及方法。
6‧‧‧半導體晶片
8‧‧‧電路基板
10‧‧‧打線裝置
12‧‧‧台座
14‧‧‧接合平台
16‧‧‧XY平台
18‧‧‧接合頭
20‧‧‧Z向馬達
22‧‧‧Z向驅動臂
24‧‧‧超音波轉換器
26‧‧‧超音波振動器
28‧‧‧毛細管
30‧‧‧金屬線
32‧‧‧線夾
33‧‧‧線軸
34‧‧‧夾具開閉部
36‧‧‧未接合判定電路
50‧‧‧窗式夾具
60‧‧‧電腦
62‧‧‧XY平台I/F
64‧‧‧Z向馬達I/F
66‧‧‧超音波振動器I/F
68‧‧‧夾具開閉I/F
70‧‧‧未接合判定電路I/F
80‧‧‧控制部
82‧‧‧記憶體
84‧‧‧第一接合程式
86‧‧‧線弧形成程式
88‧‧‧第二接合程式
90‧‧‧未接合連續監視程式
92‧‧‧切斷判定處理程式
94‧‧‧異常輸出處理程式
96‧‧‧控制程式
98‧‧‧控制資料
X、Y、Z‧‧‧方向

Claims (11)

  1. 一種打線裝置，包括：第一接合處理部，於打線的第一接合點，將接合對象物與金屬線之間進行接合；以及未接合監視部，於上述第一接合處理後，在規定的連續監視期間內，對保持於毛細管的上述金屬線與上述接合對象物之間連續地施加規定的電氣訊號，基於該電氣訊號的連續響應，而監視並判斷上述金屬線與上述接合對象物之間的連接是否變化，其中上述規定的連續監視期間是於上述第一接合處理後使上述金屬線自上述第一接合點延出至上述打線的第二接合點為止的期間，其中上述未接合監視部是對保持於上述毛細管的上述金屬線與上述接合對象物之間施加上述規定的電氣訊號，並取得保持於上述毛細管的上述金屬線與上述接合對象物之間的電容值，於上述第一接合處理後上述電容值降低時，判斷為上述金屬線自上述接合對象物被切斷，於之後到達上述第二接合點之前上述電容值恢復時，判斷為上述被切斷的上述金屬線垂下而接觸於上述接合對象物。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的打線裝置，其中上述規定的電氣訊號為交流電氣訊號、直流脈波訊號中的任一種訊號。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的打線裝置，其中上述未接合監視部是基於將上述取得的上述電容值對時間進行微分所得的微分值，而判斷關於上述電容值的降低與恢復。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的打線裝置，其中上述第一接合點及上述第二接合點的上述打線以楔形接合方式進行。
  5. 一種打線方法，包括：第一接合處理步驟，於打線的第一接合點，將接合對象物與金屬線之間進行接合；連續監視步驟，於上述第一接合處理後，使上述金屬線自上述第一接合點延出至上述打線的第二接合點為止的期間內，對保持於毛細管的上述金屬線與接合對象物之間連續地施加規定的電氣訊號，並取得保持於上述毛細管的上述金屬線與上述接合對象物之間的電容值的變化；以及中途切斷判斷步驟，於上述第一接合處理後上述電容值降低時，判斷為上述金屬線被中途切斷，於之後到達上述第二接合點之前上述電容值恢復時，判斷為上述被中途切斷的上述金屬線垂下而接觸於上述接合對象物。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的打線方法，其中上述規定的電氣訊號為交流電氣訊號、直流脈波訊號中的任一種訊號。
  7. 一種打線裝置，包括：第一接合處理部，於打線的第一接合點，將第一接合對象物與金屬線之間進行接合；線弧形成處理部，使上述金屬線一面自上述第一接合點延出至第二接合點而形成規定的線弧一面移動；第二接合處理部，於上述第二接合點，將第二接合對象物與上述金屬線之間進行接合；以及 未接合監視部，於自上述第一接合處理之前至上述第二接合之後的整個期間，對保持於毛細管的上述金屬線與保持上述第一接合對象物及上述第二接合對象物的接合平台之間連續地施加規定的相同電氣訊號，基於該電氣訊號的連續響應，而監視並判斷上述金屬線的連接狀態有無變化，其中上述未接合監視部是基於上述金屬線與上述接合平台之間的電容值的變化、或電氣短路有無的變化，而監視並判斷上述金屬線的連接狀態有無變化。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的打線裝置，其中上述未接合監視部是將上述第一接合處理前的期間內的上述連續響應的穩定值設為第一基準值，基於上述第一基準值而判斷上述第一接合點的上述金屬線與上述第一接合對象物之間的上述連接狀態有無變化，將上述第一接合處理完成時的上述連續響應的穩定值設為第二基準值，基於上述第二基準值而判斷上述線弧形成處理期間內的上述金屬線的上述連接狀態有無變化，將上述線弧形成處理期間內的連續響應的穩定值設為第三基準值，基於上述第三基準值而判斷上述第二接合點的上述金屬線與上述第二接合對象物之間的上述連接狀態有無變化，將上述第二接合處理完成時的上述連續響應的穩定值設為第四基準值，基於上述第四基準值而判斷自上述第二接合點至上述金屬線的切斷處理完成的期間內的上述金屬線的上述連接狀態有無變化。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的打線裝置，其中上述未接合監視部是將上述接合平台的電位設為接地電壓值，將具有與上述接地電壓值僅相差規定電壓值的電壓的直流電壓訊號作為上述規定的電氣訊號而施加於上述金屬線，將上述第一基準值設為上述規定電壓值，將上述第二基準值至上述第四基準值設為上述接地電壓值，而判斷上述金屬線的上述連接狀態有無變化。
  10. 如申請專利範圍第7項所述的打線裝置，其中上述第一接合點及上述第二接合點的上述打線是以楔形接合方式或球形接合方式進行。
  11. 一種打線方法，包括：第一接合處理步驟，於打線的第一接合點，將第一接合對象物與金屬線之間進行接合；線弧形成處理步驟，使上述金屬線一面自上述第一接合點延出至第二接合點而形成規定的線弧一面移動；第二接合處理步驟，於上述第二接合點，將第二接合對象物與上述金屬線之間進行接合；以及未接合監視步驟，於自上述第一接合處理之前至上述第二接合之後的整個期間，對保持於毛細管的上述金屬線與保持上述第一接合對象物及上述第二接合對象物的接合平台之間連續地施加規定的相同電氣訊號，基於該電氣訊號的連續響應，而監視並判斷上述金屬線的連接狀態有無變化，其中上述未接合監視步驟包括：基於上述金屬線與上述接合平台之間的電容值的變化、或電 氣短路有無的變化，而監視並判斷上述金屬線的連接狀態有無變化。
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