TWI639202B - 打線裝置、打線裝置用電路及半導體裝置之製造方法 - Google Patents

打線裝置、打線裝置用電路及半導體裝置之製造方法 Download PDF

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Abstract

本發明係以簡便之構成抑制線夾之電蝕並且進行未接合檢測。
本發明之打線裝置具備線軸10、夾持器22、焊炬電極31、高壓電源電路30、未接合檢測電路40、切換線軸10與高壓電源電路30或未接合檢測電路40之連接之第1切換開關50、以及使夾持器22與第1切換開關50之線軸側之連接接通/斷開之繼電器53，且具備控制部60，將第1切換開關50設為高壓電源電路側並且將繼電器53設為斷開而使放電發生，將第1切換開關50設為未接合檢測電路側並且將繼電器53設為接通而進行未接合檢測。

Description

打線裝置、打線裝置用電路及半導體裝置之製造方法
本發明係關於一種打線裝置、打線裝置用電路之構造及半導體裝置之製造方法。
大量使用有以金屬之線將配置於電路基板上之半導體晶片等元件之電極與電路基板之導線之間連接之打線裝置。打線係如下者，即，利用電焊槍於線之前端形成無空氣球，並藉由毛細管將該無空氣球接合於元件之電極後，使毛細管成環，藉由毛細管將線壓抵於電路基板之導線，其後，將線以利用夾持器抓持之狀態上拉並將線切斷。無空氣球係藉由如下方法形成，即，將線利用夾持器夾持，並對線施加無空氣球形成用之高電壓，使線與電焊槍之間發生放電而使線熔融。此時，存在如下情形：在將線夾住之夾持器與線之間發生二次放電，而於夾持器之表面發生電蝕。若於夾持器之表面出現損傷，則存在如下情況：夾持器抓持線之力下降，或因電觸所致之夾持器之損傷而導致損害線表面。因此，提出除了線切割用之夾持器以外另外設置電性連接用之夾持器(例如，參照專利文獻1)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利第3041812號說明書
然而，專利文獻1所記載之習知技術之打線裝置存在如下問題：無法抑制電性連接用之夾持器與線之間之二次放電，而於電性連接用之夾持器之表面發生電蝕，由此導致線表面出現損傷。又，存在如下問題：若不對電性連接用之夾持器施加無空氣球形成用之高電壓，則無法確保線與未接合檢測電路之間之電性連接，從而無法進行未接合檢測。
因此，本發明之目的在於以簡便之構成抑制線夾之電蝕並且進行未接合檢測。
本發明之打線裝置，其特徵在於，具備：線軸；夾持器，其抓持自線軸捲出之線；焊炬電極，其藉由放電而於線之前端形成無空氣球；高壓電源電路，其對焊炬電極供給電力；未接合檢測電路，其進行線與元件或基板之未接合檢測；第1切換開關，其切換線軸與高壓電源電路或未接合檢測電路之連接；繼電器，其使夾持器與第1切換開關之線軸側之連接接通/斷開；以及控制部，其將第1切換開關設為高壓電源電路側並且將繼電器設為斷開而使放電發生，將第1切換開關設為未接合檢測電路側並且將繼電器設為接通而進行未接合檢測。
於本發明之打線裝置中，較佳為具備第2切換開關，該第2切換開關配置於第1切換開關之線軸側與線軸之間，切換第1切換開關之 線軸側與接地線之連接，且控制部將第1切換開關設為未接合檢測電路側並且將繼電器設為接通，且將第2切換開關設為接地線側而進行線軸之導通確認。
於本發明之打線裝置中，較佳為具備：線導引器，其配置於線軸與夾持器之間，且具有供線之至少一部分接觸之貫通孔；以及連接線，其將線導引器與第1切換開關之線軸側連接。
本發明之打線裝置用電路，其特徵在於，具備：高壓電源電路，其對藉由放電而於線之前端形成無空氣球之焊炬電極供給電力；未接合檢測電路，其進行線與元件或基板之未接合檢測；第1切換開關，其切換將線捲出之線軸與高壓電源電路或未接合檢測電路之連接；繼電器，其使抓持自線軸捲出之線之夾持器與第1切換開關之線軸側之連接接通/斷開；以及控制部，其將第1切換開關設為高壓電源電路側並且將繼電器設為斷開而使放電發生，並且將第1切換開關設為未接合檢測電路側並且將繼電器設為接通而進行未接合檢測。
本發明之半導體裝置之製造方法之特徵在於包含如下步驟：準備打線裝置，該打線裝置具備：線軸；夾持器，其抓持自線軸捲出之線；焊炬電極，其藉由放電而於線之前端形成無空氣球；高壓電源電路，其對焊炬電極供給電力；未接合檢測電路，其進行線與元件或基板之未接合檢測；第1切換開關，其切換線軸與高壓電源電路或未接合檢測電路之連接；以及繼電器，其使夾持器與第1切換開關之線軸側之連接接通/斷開；將第1切換開關設為高壓電源電路側並且將繼電器設為斷開，從而高壓電源電路對焊炬電極供給電力而形成無空氣球；將形成有無空氣球之線接合 於元件或基板；以及將第1切換開關設為未接合檢測電路側並且將繼電器設為接通，而進行線與元件或基板之未接合檢測。
本發明能以簡便之構成抑制線夾之電蝕並且進行未接合檢測。
10‧‧‧線軸
11‧‧‧本體
12‧‧‧旋轉軸
13‧‧‧滑環
14‧‧‧馬達
15‧‧‧端子
16‧‧‧端部
17、25、32、33、41、57‧‧‧連接線
18‧‧‧基板
19‧‧‧元件
21‧‧‧線
21a‧‧‧尾線
22‧‧‧夾持器
23‧‧‧毛細管
24‧‧‧無空氣球
24a‧‧‧壓接球
30‧‧‧高壓電源電路
31‧‧‧焊炬電極
34‧‧‧內部配線
40‧‧‧未接合檢測電路
50‧‧‧第1切換開關
51‧‧‧高壓電源電路側繼電器
52‧‧‧未接合檢測電路側繼電器
53‧‧‧繼電器
54‧‧‧第2切換開關
55‧‧‧接地線
56‧‧‧線導引器
60‧‧‧控制部
61‧‧‧CPU
62‧‧‧記憶體
100、200、300‧‧‧打線裝置
圖1係本發明之實施形態中之打線裝置之系統圖。
圖2係表示圖1所示之打線裝置中之無空氣球形成時之電流之流動的說明圖。
圖3係表示圖1所示之打線裝置中之未接合檢測時之電流之流動的說明圖。
圖4係本發明之另一實施形態之打線裝置之系統圖。
圖5係本發明之另一實施形態之打線裝置之系統圖。
以下，一面參照圖式一面對本實施形態之打線裝置100進行說明。如圖1所示，打線裝置100具備線軸10、夾持器22、焊炬電極31、高壓電源電路30、未接合檢測電路40、第1切換開關50、繼電器53及控制部60。再者，於圖1中，單點鏈線表示訊號線。於其他圖中亦同樣。
線軸10包含：本體11，其係於圓筒部之兩端設置凸緣，且 於圓筒部捲繞線21；旋轉軸12，其連接於本體11；滑環(slip ring)13，其安裝於旋轉軸12；以及端子15，其設置於本體11之凸緣，供捲繞於圓筒部之線21之端部16連接。於旋轉軸12連接有旋轉驅動本體11之馬達14。
夾持器22係安裝於線軸10與毛細管23之間。夾持器22藉由未圖示之開閉驅動部打開或閉合而將線21抓持或放開。
焊炬電極31係配置於自毛細管23之前端延伸出之線21之附近，藉由自高壓電源電路30供給之電力而與線21之前端之間發生放電，從而於線21之前端形成無空氣球24。焊炬電極31於形成無空氣球24時突出至線21之前端附近，於除此以外之情形時被拉回至遠離線21之前端之位置。
未接合檢測電路40於對線21施加電壓且所施加之電壓下降之情形時，檢測出線21與元件19連接，於即便對線21施加電壓而電壓亦不下降之情形時，檢測出線21與接地之基板18上之元件19之間之未接合(連接不良)。
第1切換開關50由高壓電源電路側繼電器51及未接合檢測電路側繼電器52之2個繼電器構成。藉由將2個繼電器中之其中一個設為接通，將另一個設為斷開，而切換線軸10與高壓電源電路30或未接合檢測電路40之連接。
高壓電源電路30之正側端子係藉由連接線32而連接於焊炬電極31。又，藉由內部配線34而接地之高壓電源電路30之地面側端子係藉由連接線33而連接於高壓電源電路側繼電器51之一端。高壓電源電路側繼電器51之另一端係藉由連接線17而連接於線軸10之滑環13。未接合檢 測電路40之端子係藉由連接線41而連接於未接合檢測電路側繼電器52之一端。未接合檢測電路側繼電器52之另一端連接於連接線17。連接線17與夾持器22之間係藉由連接線25而連接，且藉由繼電器53而連接、放開。
高壓電源電路30、未接合檢測電路40、夾持器22、第1切換開關50之高壓電源電路側繼電器51及未接合檢測電路側繼電器52、繼電器53、以及馬達14係構成為連接於控制部60，根據控制部60之指令進行動作。控制部60係於內部具有進行資訊處理或者運算之CPU61、及儲存控制程式或控制資料之記憶體62的電腦。
再者，高壓電源電路30、未接合檢測電路40、第1切換開關50、繼電器53、以及控制部60構成未圖示之打線裝置用電路。
其次，一面參照圖2一面對打線裝置100中形成無空氣球24之動作進行說明。如圖2所示，控制部60將第1切換開關50之高壓電源電路側繼電器51設為接通，將未接合檢測電路側繼電器52設為斷開。又，控制部60將繼電器53設為斷開，將夾持器22設為閉合。然後，控制部60使焊炬電極31捲出至自毛細管23之前端延伸出之線21之前端附近，且如圖2之箭頭81、82所示般自高壓電源電路30對焊炬電極31施加高電壓。
藉由所施加之高電壓而在焊炬電極31與線21之前端之間發生放電，從而於線21之前端形成無空氣球24。又，藉由放電而於焊炬電極31與線21之間流動之電流如圖2之箭頭83、84所示般自捲繞於線軸10之本體11之線21之端部16流至端子15，且如圖2之箭頭85所示般自本體11之凸緣部通過旋轉軸12而到達至滑環13。然後，如圖2之箭頭85、86所示般自滑環13通過連接線17、高壓電源電路側繼電器51，且如圖2之箭 頭87~89所示般通過連接線33而流至高壓電源電路30之地面側端子，並通過內部配線34而如箭頭90般流至地面。
因此，在打線裝置100中於形成無空氣球24時電流不在夾持器22與線21之間流動，夾持器22與線21之間之二次放電不會發生。因此，打線裝置100可抑制夾持器22發生電觸。
其次，一面參照圖3一面對打線裝置100中檢測接合後之線21與元件19之電極之間之未接合的動作進行說明。於使毛細管23下降而將無空氣球24接合於元件19之電極從而成形壓接球24a時，如圖3中以虛線表示般成為打開之狀態。控制部60於剛接合於元件19之後將第1切換開關50之高壓電源電路側繼電器51設為斷開，將未接合檢測電路側繼電器52設為接通。又，控制部60將繼電器53設為接通。然後，控制部60自未接合檢測電路40對連接線41施加檢測電壓。當施加檢測電壓時，如圖3之箭頭71~73所示般，電流自未接合檢測電路側繼電器52通過連接線17而流至滑環13，且自滑環13通過旋轉軸12、端子15而如圖3之箭頭74所示般自線21之端部16流至捲繞於線軸10之本體11之線21。然後，如箭頭75、76所示般，電流通過直線部分之線21，且如箭頭77所示般通過自毛細管23之前端延伸出之線21而流至接合於元件19之電極之壓接球24a。然後，自元件19之電極流至地面。
於將線21與元件19之電極電性連接之情形時，電流以如上文中所說明之路徑自未接合檢測電路40流至地面，從而自未接合檢測電路40施加至連接線41之電壓下降。而且，於連接線41之電壓下降之情形時，控制部60判斷為線21與元件19良好地連接，相反地於施加電壓不下降之 情形時，判斷為線21與元件19之間之連接不良且發生未接合，從而輸出未接合檢測之訊號。
又，於壓接球形成後將線21接合於基板18之後，成為圖3中以單點鏈線表示之尾線21a延伸至基板18與毛細管23之間之狀態。控制部60將夾持器22設為閉合且將線21上拉，並將尾線21a自基板18切斷。於即將進行該切斷動作之前，控制部60係與上文中之說明同樣地，自未接合檢測電路40對連接線41施加電壓而進行基板18與線21之未接合檢測。於該狀態下，夾持器22成為閉合狀態，因而除了上文中所說明之路徑以外，如圖3之箭頭78、79所示般，電流亦自連接線17通過繼電器53、連接線25而流至夾持器22，且電流亦自夾持器22流至線21。控制部60係與上文中之說明同樣地，於連接線41之電壓下降之情形時，判斷為線21與基板18良好地連接，相反地於施加電壓不下降之情形時，判斷為線21與基板18之間之連接不良且發生未接合，從而輸出未接合檢測之訊號。
如以上所說明般，本實施形態之打線裝置100係將第1切換開關50設為高壓電源電路側，且將繼電器53設為斷開，而形成無空氣球24，將第1切換開關50設為未接合檢測電路側且將繼電器53設為接通而進行未接合檢測，因而可防止於形成無空氣球24時在夾持器22與線21之間發生二次放電而抑制夾持器22之電觸，並且進行線21與元件19或者基板18之未接合檢測。又，藉由如上文中所說明之步驟，可抑制夾持器22之電觸，並且一面進行線21與元件19或者基板18之未接合檢測，一面將線21接合於基板18上之元件19、或者基板18，從而製造利用線21將元件19與基板18連接之半導體裝置。
其次，一面參照圖4一面對本發明之另一實施形態之打線裝置200進行說明。對與上文中參照圖1至3所說明之打線裝置100相同之部分標註相同之符號並省略說明。
於藉由上文中所說明之打線裝置100進行元件19與線之未接合檢測之情形時，藉由自未接合檢測電路40對連接線41施加檢測電壓，從而電流自線21、壓接球24a通過線軸10向地面流動。此時，於線軸10之滑環13之導通不良之情形時，施加電壓不下降，儘管線21與元件19連接，亦有可能會誤檢測出未接合。因此，本實施形態之打線裝置200係如圖4所示般，打線裝置200於參照圖1至3所說明之打線裝置100之連接線17具備切換第1切換開關50之線軸側與接地線55之連接的第2切換開關54，可進行線軸10之滑環13之導通確認。如圖4所示，第2切換開關54連接於控制部60，根據控制部60之指令進行動作。藉此，打線裝置200可辨別施加電壓不下降之主要原因由未接合引起抑或是由滑環13之導通不良引起，從而可抑制誤檢測出未接合之情況，而更確實地進行未接合檢測。
一面參照圖4一面對藉由打線裝置200進行滑環13之導通確認之動作進行說明。控制部60將第2切換開關54切換至接地線55之側，使連接線17與接地線55導通，阻斷連接線17與高壓電源電路側繼電器51之線軸側之導通。又，控制部60將繼電器53設為接通並且將夾持器22設為閉合。
控制部60係與上文中之未接合檢測之動作同樣地，自未接合檢測電路40對連接線41施加檢測電壓。當施加檢測電壓時，如圖4之箭頭71、91、78、79所示般，電流自未接合檢測電路側繼電器52通過連接線 17、繼電器53而流至夾持器22。然後，如圖4之箭頭83、84所示般，電流自夾持器22流至線21，且自捲繞於線軸10之本體11之線21之端部16流至端子15，如圖4之箭頭85所示般，自本體11之凸緣部通過旋轉軸12而自滑環13流至連接線17，如箭頭92所示般，通過第2切換開關54而流至接地線55，且如箭頭93、94所示般流至接地線55。與上文中所說明之未接合檢測同樣地，若滑環13導通，則電流以如上文中所說明之路徑自未接合檢測電路40流至地面，從而自未接合檢測電路40施加至連接線41之電壓下降。而且，於連接線41之電壓下降之情形時，控制部60判斷為滑環13之導通正常。又，相反地於施加電壓不下降之情形時，判斷為滑環13之導通不良，並輸出滑環13之導通不良之訊號。
如以上所說明般，本實施形態之打線裝置200除了發揮與上文中所說明之打線裝置100相同之效果以外，亦可辨別施加電壓不下降之主要原因由未接合引起抑或是由滑環13之導通不良引起，可抑制未接合誤檢測，從而更確實地進行未接合檢測。
其次，一面參照圖5一面對另一實施形態之打線裝置300進行說明。對與上文中參照圖1~圖4所說明之打線裝置100、打線裝置200相同之部分標註相同之符號並省略說明。打線裝置300係對上文中參照圖4所說明之打線裝置200追加線導引器56及連接線57所得者。
線導引器56係配置於線軸10與夾持器22之間且具有供線21之至少一部分接觸之貫通孔者。線導引器56由金屬製造。線導引器56亦可為自下側對貫通孔吹送空氣而對線21施加朝向上方向之張力之吹上部。線導引器56係藉由連接線57而與第1切換開關50之線軸側連接。
對打線裝置300中之滑環13之導通確認進行說明。來自未接合檢測電路40之電流係如圖5之箭頭95、96所示般，自第1切換開關50之線軸側通過連接線17而流至線導引器56。由於線導引器56與線21接觸，故而電流自線導引器56流至線21，且與上文中參照圖4所進行之說明同樣地，自線軸10通過接地線55而流至地面。因此，打線裝置300係即便夾持器22為打開之狀態亦可進行滑環13之導通確認。
如以上所說明般，本實施形態之打線裝置300相較於上文中所說明之打線裝置200，可更確實地進行滑環13之導通確認，且可更確實地抑制誤檢測出未接合之情況，因而可更確實地進行未接合檢測。

Claims (5)

  1. 一種打線裝置，具備：線軸；夾持器，其抓持自上述線軸捲出之線；焊炬電極，其藉由放電而於上述線之前端形成無空氣球；高壓電源電路，其對上述焊炬電極供給電力；未接合檢測電路，其進行上述線與元件或基板之未接合檢測；第1切換開關，其切換上述線軸與上述高壓電源電路或上述未接合檢測電路之連接；繼電器，其使上述夾持器與上述第1切換開關之線軸側之連接接通/斷開；以及控制部，其將上述第1切換開關設為高壓電源電路側並且將上述繼電器設為斷開而使上述放電發生，將上述第1切換開關設為未接合檢測電路側並且將上述繼電器設為接通而進行上述未接合檢測。
  2. 如申請專利範圍第1項之打線裝置，其具備：第2切換開關，配置於上述第1切換開關之上述線軸側與上述線軸之間，切換上述第1切換開關之上述線軸側與接地線之連接；上述控制部將上述第1切換開關設為上述未接合檢測電路側並且將上述繼電器設為接通，且將上述第2切換開關設為接地線側而進行上述線軸之導通確認。
  3. 如申請專利範圍第2項之打線裝置，其具備：線導引器，其配置於上述線軸與上述夾持器之間，且具有供上述線之至少一部分接觸之貫通孔；以及連接線，其將上述線導引器與上述第1切換開關之上述線軸側連接。
  4. 一種打線裝置用電路，具備：高壓電源電路，其對藉由放電而於線之前端形成無空氣球之焊炬電極供給電力；未接合檢測電路，其進行上述線與元件或基板之未接合檢測；第1切換開關，其切換將上述線捲出之線軸與上述高壓電源電路或上述未接合檢測電路之連接；繼電器，其使抓持自上述線軸捲出之上述線之夾持器與上述第1切換開關之線軸側的連接接通/斷開；以及控制部，其將上述第1切換開關設為高壓電源電路側並且將上述繼電器設為斷開而使上述放電發生，並且將上述第1切換開關設為未接合檢測電路側並且將上述繼電器設為接通而進行上述未接合檢測。
  5. 一種半導體裝置之製造方法，其包含如下步驟：準備打線裝置，該打線裝置具備：線軸；夾持器，其抓持自上述線軸捲出之線；焊炬電極，其藉由放電而於上述線之前端形成無空氣球；高壓電源電路，其對上述焊炬電極供給電力；未接合檢測電路，其進行上述線與元件或基板之未接合檢測；第1切換開關，其切換上述線軸與上述高壓電源電路或上述未接合檢測電路之連接；以及繼電器，其使上述夾持器與上述第1切換開關之線軸側之連接接通/斷開；將上述第1切換開關設為高壓電源電路側並且將上述繼電器設為斷開，從而上述高壓電源電路對上述焊炬電極供給電力而形成無空氣球；將形成有上述無空氣球之上述線接合於元件或基板；以及將上述第1切換開關設為未接合檢測電路側並且將上述繼電器設為接通，而進行上述線與上述元件或基板之上述未接合檢測。
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