TWI649816B - 打線方法與打線裝置 - Google Patents

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丸矢裕介
関根悠超
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日商新川股份有限公司
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Abstract

本發明可準確地接合多個電極。打線方法包括：準備打線裝置1的步驟；球形成步驟，形成焊球43；第1高度測定步驟，藉由檢測焊球43是否接地至第1電極，而測定第1電極的高度；第2高度測定步驟，藉由檢測焊球43是否接地至第2電極，而測定第2電極的高度；第1接合步驟，基於第1高度測定步驟的測定結果來控制接合工具40的高度，將該焊球43接合至第1電極；以及第2接合步驟，基於第2高度測定步驟的測定結果來控制接合工具40的高度，將引線42接合至第2電極，以將第1電極與第2電極予以連接。

Description

打線方法與打線裝置
本發明是有關於一種打線(wire bonding)方法及打線裝置。
以往，在半導體裝置的製造方法中，例如廣泛使用有打線，即，將半導體晶片(chip)的電極與基板的電極這二點間藉由引線(wire)來電性連接。於打線中，藉由電性放電等而在從接合工具(bonding tool)的前端延伸出的引線的前端形成球(ball)部，使接合工具朝向半導體裝置的接合點下降，藉由接合工具來按壓配置於接合點上的球部，並且供給超音波振動等，藉此來使兩者接合。
與此相關地，於專利文獻1中，揭示有一種附接合位準(bond level)自動調整功能的打線器(wire bonder)，其是在利用導體線來將大規模積體電路(Large Scale Integration，LSI)的焊墊(pad)與外部導線(lead)間予以連接的打線器中，具備在接合時對焊墊及導線的高度進行測定的功能，並根據所測定出的焊墊、導線的高度及座標，藉由計算而求出所測定的部位以外的焊墊及導線的高度，從而藉由適當的接合位準來進行接合。
現有技術文獻
專利文獻
專利文獻1：日本專利特開平6-181232號公報
然而，在引線的球部直徑小的情況下，或者接合對象是傾斜地設置(set)而每個接合點的高度不均的情況等下，有可能無法準確地測定各接合點的高度，從而無法準確地進行接合。
本發明是有鑒於此種情況而完成，其目的之一在於提供一種可準確地將多個電極予以接合的打線方法及打線裝置。
本發明的一形態的打線方法包括：打線裝置準備步驟，準備打線裝置，所述打線裝置具備接合工具及接合載台(bonding stage)，所述接合工具是以使引線插通的方式而構成，所述接合載台對包含第1電極及第2電極的工件(work)進行固定並保持；球形成步驟，在插通於接合工具的引線的前端形成焊球(free air ball)；第1高度測定步驟，藉由檢測焊球是否接地至第1電極，而測定第1電極的高度；第2高度測定步驟，藉由檢測焊球是否接地至第2電極，而測定第2電極的高度；第1接合步驟，基於第1高度測定步驟的測定結果來控制接合工具的高度，將該焊球接合至第1電極；以及第2接合步驟，基於第2高度測定步驟的測定結果來控制接合工具的高度，將引線接合至第2電極，以將第1電極與第2電極予以連接。
在所述打線方法中，第1及第2高度測定步驟也可包 括：基於引線前端的焊球分別按壓第1及第2電極時的、施加至焊球的接合負載的變化，來檢測引線前端的焊球是否分別接地至第1及第2電極。
在所述打線方法中，第1及第2高度測定步驟也可包括：基於引線前端的焊球分別接觸至第1及第2電極時的、對插通於接合工具的引線所供給的電信號輸出的變化，來檢測引線前端的焊球是否分別接地至第1及第2電極。
在所述打線方法中，規定的電信號是直流電壓信號或交流電壓信號，第1及第2高度測定步驟也可包括：基於引線與第1及第2電極各自之間的電位差的變化，來檢測引線前端的焊球是否接地至第1及第2電極。
本發明的一形態的打線裝置包括：接合工具，以使引線插通的方式而構成；接合載台，對包含第1電極及第2電極的工件進行固定並保持；第1高度測定部件，藉由檢測焊球是否接地至第1電極，而測定第1電極的高度；第2高度測定部件，藉由檢測焊球是否接地至第2電極，而測定第2電極的高度；第1接合部件，基於第1高度測定部件的測定結果來控制接合工具的高度，將該焊球接合至第1電極；以及第2接合部件，基於第2高度測定部件的測定結果來控制接合工具的高度，將引線接合至第2電極，以將第1電極與第2電極予以連接。
在所述打線裝置中，第1及第2高度測定部件也可基於焊球按壓第1或第2電極時的、施加至焊球的接合負載的變化， 來檢測引線前端的焊球是否分別接地至第1及第2電極。
在所述打線裝置中，第1及第2高度測定部件也可基於焊球接觸至第1或第2電極時的、對插通於接合工具的引線所供給的電信號輸出的變化，來檢測引線前端的焊球是否分別接地至第1及第2電極。
在所述打線裝置中，規定的電信號是交流電壓信號，第1及第2高度測定部件也可基於引線與第1及第2電極各自之間的電位差的變化，來檢測引線前端的焊球是否接地至第1及第2電極。
根據本發明，能夠準確地接合多個電極。
1‧‧‧打線裝置
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‧‧‧超音波焊頭
32‧‧‧焊頭固定螺絲
40‧‧‧接合工具
41‧‧‧插通孔
42‧‧‧引線
43、45‧‧‧焊球
44‧‧‧線夾
46‧‧‧引線張力器
47‧‧‧按壓部
48‧‧‧按壓面
49‧‧‧線軸
50‧‧‧負載感測器
52‧‧‧預壓用螺絲
60‧‧‧超音波振子
70‧‧‧接地檢測部
72‧‧‧電源部
74、152‧‧‧輸出測定部
76、154‧‧‧判定部
80‧‧‧控制部
82‧‧‧XYZ軸控制部
84‧‧‧接合工具位置檢測部
86‧‧‧速度檢測部
88‧‧‧高度測定部
89‧‧‧接合控制部
90‧‧‧線環
92‧‧‧接合部
100‧‧‧工件
110‧‧‧半導體晶片
112‧‧‧電極(第1電極)
120‧‧‧基板
122‧‧‧電極(第2電極)
130‧‧‧記錄部
132‧‧‧操作部
134‧‧‧顯示部
150‧‧‧接合負載檢測部
160、170、180、190‧‧‧晶片(或基板)
162、172、182、192‧‧‧電極
a、b、c‧‧‧速度
H‧‧‧高度
P1、P3、Z1、Z2、Z3‧‧‧位置
P2‧‧‧第1接合點
P4‧‧‧第2接合點
S1、S3、S5、S7、S9、S11、S13、S15、S17、S19、S21、S23、S25、S27、S29‧‧‧步驟
t0、t1、t2、t3‧‧‧時刻
v‧‧‧輸出電壓
X、Y、Z‧‧‧座標方向
圖1是表示第1實施形態的打線裝置的圖。
圖2(A)及圖2(B)是第1實施形態的打線裝置的接合臂的平面的俯視圖及底視圖。
圖3(A)至圖3(D)是用於說明第1實施形態的打線的動作的圖。
圖4是表示第1實施形態的打線的高度測定處理的一例的流程圖。
圖5(A)至圖5(C)是用於說明第1實施形態的打線的高度測定處理的圖。
圖6是用於說明第1實施形態的打線的高度測定處理的圖。
圖7是表示第2實施形態的打線的高度測定處理的一例的流程圖。
圖8是用於說明第2實施形態的打線的高度測定處理的圖。
圖9是表示第3實施形態的打線裝置的接地檢測部的電路結構的一例的圖。
圖10是表示第3實施形態的打線裝置的接地檢測部的電路結構的另一例的圖。
圖11是表示第3實施形態的打線的高度測定處理的一例的流程圖。
圖12是用於說明第3實施形態的打線的高度測定處理的圖。
圖13是表示其他實施形態的打線裝置的結構的一例的圖。
以下說明本發明的實施形態。在以下的圖式記載中，相同或類似的構成要素是以相同或類似的符號來表示。圖式為例示，是示意性地表示各部的尺寸或形狀者，不應將本案發明的技術範圍限定於該實施形態來解釋。
<第1實施形態>
圖1是表示本實施形態的打線裝置的圖，圖2(A)及圖2(B)是打線裝置中的接合臂的局部放大圖，圖2(A)是接合臂的俯視圖，圖2(B)是接合臂的底視圖。
如圖1所示，打線裝置1例示性地具備XY驅動機構10、 Z驅動機構12、接合臂20、超音波焊頭(ultrasonic horn)30、接合工具40、負載感測器(sensor)50、接合負載檢測部150、超音波振子60、接地檢測部70、控制部80及記錄部130。
XY驅動機構10是可沿XY方向(與接合面平行的方向)滑動地構成，在XY驅動機構(直線馬達(linear rmotor))10上，設有可使接合臂20朝Z方向(與接合面垂直的方向)擺動的Z驅動機構(直線馬達)12。
接合臂20支持於支軸14，且相對於XY驅動機構10擺動自如地構成。接合臂20是以從XY驅動機構10延伸至放置有半導體晶片110的接合載台16的方式而形成為大致長方體，所述半導體晶片110被安裝於例如作為導線框架(lead frame)的基板120上。接合臂20具備：臂基端部22，被安裝於XY驅動機構10；臂前端部24，位於臂基端部22的前端側，且安裝有超音波焊頭30；以及連結部23，連結臂基端部22與臂前端部24，且具有可撓性。該連結部23包含：規定寬度的狹縫(slit)25a、25b，從接合臂20的頂面21a朝底面21b的方向延伸；以及規定寬度的狹縫25c，從接合臂20的底面21b朝頂面21a的方向延伸。如此，連結部23藉由各狹縫25a、25b、25c而局部地構成為薄壁部，因此臂前端部24構成為相對於臂基端部22而撓曲。
如圖1及圖2(B)所示，在接合臂20的底面21b側，形成有收容超音波焊頭30的凹部26。超音波焊頭30在收容於接合臂20的凹部26內的狀態下，藉由焊頭固定螺絲32而安裝於臂 前端部24。該超音波焊頭30在從凹部26突出的前端部保持有接合工具40，在凹部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產生超音波振動，該超音波振動藉由超音波焊頭30而傳遞至接合工具40，從而可經由接合工具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(piezo)振子。
而且，如圖1及圖2(A)所示，在接合臂20的頂面21a側，從頂面21a朝向底面21b依序形成有狹縫25a及25b。上部的狹縫25a較之下部的狹縫25b而形成為寬度較寬。並且，在該形成為寬度較寬的上部的狹縫25a中，設有負載感測器50。負載感測器50藉由預壓用螺絲52而固定於臂前端部24。負載感測器50是以被包夾於臂基端部22與臂前端部24之間的方式而配置。即，負載感測器50是從超音波焊頭30的長邊方向的中心軸朝相對於接合對象的接觸/分離方向偏移(offset)地，安裝於接合臂20的旋轉中心與臂前端部24中的超音波焊頭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，如上所述，在臂前端部24安裝有保持接合工具40的超音波焊頭30，因此當因來自接合對象的反作用力而對接合工具40的前端施加有負載時，臂前端部24會相對於臂基端部22而撓曲，從而可在負載感測器50中檢測負載。負載感測器50例如為壓電負載感測器。
接合工具40是用於使引線42插通者，例如是設有插通孔41(參照圖5(A))的毛細管(capillary)。此時構成為，用於接合的引線42插通於接合工具40的插通孔41，且可從該接合工 具40的前端放出引線42的一部分。而且，在接合工具40的前端，設有用於按壓引線42的按壓部47(參照圖5(A))。按壓部47具有繞著接合工具40的插通孔41的方向旋轉對稱的形狀，在插通孔41的周圍的下表面，具有按壓面48(參照圖5(A))。
接合工具40是藉由超音波焊頭30自身的彈性變形可更換地安裝於超音波焊頭30。而且，在接合工具40的上方，設有線夾(wire clamper)44，線夾44是以在規定的時機(timing)約束或釋放引線42的方式而構成。在線夾44的更上方，設有引線張力器(wire tensioner)46，引線張力器46是構成為，使引線42插通，並對接合中的引線42賦予適度的張力。
引線42的材料是基於加工的容易性與低電阻等來適當選擇，例如使用金(Au)、銅(Cu)或銀(Ag)等。另外，引線42是將從接合工具40的前端延伸出的焊球43接合至半導體晶片110的電極112。
接地檢測部70是電性檢測插通於接合工具40的引線42的前端即焊球43是否接地至半導體晶片110的電極112者，基於對引線42所供給的電信號的輸出來檢測引線42是否接地至電極112。
接地檢測部70例如具備：電源部72，對工件100與引線42之間施加規定的電信號；輸出測定部74，對由電源部72所供給的電信號的輸出進行測定；以及判定部76，基於輸出測定部74的測定結果來判定引線42是否接地至工件100。如圖1所示， 接地檢測部70中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線夾44或線軸(wire spool)49(圖1中省略，參照圖9、圖10)。
控制部80構成為進行用於接合處理的控制，且例示地在XY驅動機構10、Z驅動機構12、超音波焊頭30(超音波振子60)、接合工具40、接合負載檢測部150(負載感測器50)、及接地檢測部70等各結構之間以可直接或間接地收發信號的方式而連接，藉由控制部80來控制該些結構的動作。
控制部80是例示性地具備XYZ軸控制部82、接合工具位置檢測部84、速度檢測部86、高度測定部88及接合控制部89而構成。
XYZ軸控制部82例如藉由控制XY驅動機構10及Z驅動機構12中的至少一者，從而控制接合臂20或接合工具40的XYZ方向的動作。
接合工具位置檢測部84對包含接合工具40在Z方向上的位置的、接合工具40的位置，例如，接合工具40的前端位置進行檢測。接合工具40的前端位置例如亦可包含接合工具40自身的前端位置、插通於接合工具的引線的前端位置、或在插通於接合工具的引線前端所形成的焊球43的位置。藉由設置此種接合工具位置檢測部84，從而可準確地測定接合工具40移動前的位置(接合工具40的高度)、與接合工具40移動後的位置例如焊球43接地至接合對象時的接合工具40的位置(接合對象的高度)之間的距離。
速度檢測部86檢測接合工具40的移動速度。速度檢測部86例如既可始終檢測接合工具40的移動速度，亦可定期地檢測接合工具40的移動速度。
高度測定部88例如藉由檢測插通於接合工具40的引線42的前端所形成的焊球43是否接地至多個接合對象，而測定各接合對象的高度。
接合控制部89例如基於高度測定部88的測定結果來控制接合工具40的高度，將引線42的前端的焊球43接合至半導體晶片110的電極112，並基於高度測定部88的測定結果來控制接合工具40的高度，將引線42接合至基板120的電極122，以將電極112與電極122予以連接。
在控制部80，連接有記錄各種資訊的記錄部130。例如，記錄部130記錄所配置的多個電極112、122各自的位置資訊。記錄部130記錄接合工具40的前端位置資訊，例如接合工具40下降至電極112、122時的設置位置資訊(圖3(A)至圖3(D)所示的位置P1及P3)。記錄部130將距離測定部88用於判定為焊球43接地至接合點的、接合工具40的移動速度或接合工具40的移動速度的變化量作為臨限值而予以記錄。記錄部130將為了判定焊球43是否接地所參照的、預先設定的負載感測器50的輸出值作為臨限值而予以記錄。
而且，在控制部80，連接有用於輸入控制資訊的操作部132、及用於輸出控制資訊的顯示部134，藉此，作業者可一邊藉 由顯示部134來辨識畫面，一邊藉由操作部132來輸入必要的控制資訊。另外，控制部80是具備中央處理單元(Central Processing Unit，CPU)及記憶體(memory)等的電腦(computer)裝置，於記憶體中預先保存有用於進行打線所需的處理的接合程式(program)等。控制部80構成為，進行用於對在後述的打線的距離測定方法中所說明的接合工具40的動作進行控制的各步驟(例如具備用於使電腦執行各步驟的程式)。
參照圖3(A)至圖3(D)，對本實施形態的打線動作的概況進行說明。該打線動作至少包含使用所述打線裝置來實施的、對各電極112、122的高度進行測定的高度測定處理、以及使用電極112、122與引線進行接合的打線處理。
圖3(A)至圖3(D)是說明用於對多個電極112、122進行打線的動作的一例的概念圖。圖3(A)至圖3(C)表示對各電極112、122的高度進行測定的高度測定處理的一例，圖3(D)表示用於對多個電極進行打線的接合處理的一例。
如圖3(A)所示，作為前提，具備打線裝置1，該打線裝置1如圖1所示，具備：接合工具40，以使引線42插通的方式而構成；以及接合載台16，對包含電極112(第1電極)及電極122(第2電極)的工件100進行固定並保持。
準備工件100，並將工件100藉由未圖示的搬送裝置而搬送至接合載台16，該工件100具有形成有電極112的基板120、及安裝於基板120上且形成有電極122的半導體晶片110。接合載 台16吸附工件100的下表面，並且藉由未圖示的風夾(wind clamper)來固定並保持工件100。
此處，工件100具有：第1接合點P2，藉由本實施形態的打線方法，利用引線而電性接合於半導體晶片110的電極112；以及第2接合點P4，連接於基板120的電極122。此處，所謂第1接合點，是指利用引線而連接的二點間中的最先接合的部位，所謂第2接合點，是指隨後接合的部位。
另外，工件100的具體形態並不限定於所述，可具有各種形態，例如對具有將多個半導體晶片層疊而成的堆疊(stack)結構者的二點間的電極進行電性連接等。而且，第1及第2接合對象無須分別為單個電極，亦可包含多個電極。
在插通於接合工具40的引線42的前端形成焊球43。具體而言，使從接合工具40延伸出的引線42的前端接近施加有規定高電壓的炬(torch)電極(未圖示)，使該引線42的前端與炬電極之間產生放電。如此，藉由金屬引線熔融的表面張力，在引線42的前端形成焊球43。
當使接合工具40從預先設定的位置P1朝向第1接合點P2下降時，打線裝置1的高度測定部88藉由檢測在插通於接合工具40的引線42前端所形成的焊球43是否接地至電極112，而測定電極112的高度。當高度測定部88檢測出焊球43對電極112的接地時，接合工具40朝向位置P1上升。
另外，電極112的高度例如既可包含基於接合載台16 等規定結構的高度而測定的高度，亦可包含相對於規定基準高度的相對高度。
如圖3(B)所示，使接合工具40移動，以將該接合工具40從位置P1配置至位置P3。
如圖3(C)所示，當使接合工具40從預先設定的位置P3朝向第2接合點P4下降時，高度測定部88藉由檢測在插通於接合工具40的引線42前端所形成的焊球43是否接地至基板120的電極122，而測定電極122的高度。當高度測定部88檢測出焊球43對電極122的接地時，接合工具40朝向位置P3上升。
另外，電極122的高度例如既可包含基於接合載台16等規定結構的高度而測定的高度，亦可包含相對於規定基準高度的相對高度。
並且，當高度測定處理結束時，接合工具40返回位置P1，開始用於將引線結合至電極112、122的接合處理。
如圖3(D)所示，打線裝置1的接合控制部89例如基於高度測定部88的測定結果與接合工具位置檢測部84的檢測結果，算出從電極112的第1接合點P2朝向電極122的第2接合點P4的移動軌跡。並且，接合控制部89基於該移動軌跡，將引線42前端的焊球43接合至電極112的第1接合點P2，並一邊從接合工具40的前端放出引線42，一邊使接合工具40朝向電極122移動，將引線42的一部分接合至電極122的第2接合點P4。
具體而言，藉由使XY驅動機構10及Z驅動機構12適 當運行，從而一邊放出引線42，一邊使接合工具40沿著預先設定的軌跡移動，使引線42從電極112的第1接合點P2朝向電極122的第2接合點P4成環(looping)。其是使接合工具40前端所形成的焊球43在電極112的第1接合點P2處進行第1接合，隨後，使XY驅動機構10及Z驅動機構12依照預先設定的軌跡，成環至第2接合點P4為止，藉此，於電極122上對引線42的一部分進行第2接合。此時，與第1接合點P2處的接合同樣地，藉由後述的圖5(A)至圖5(C)所示的接合工具40的按壓部47(按壓面48)對引線42的一部分進行加壓，並且使熱及/或超音波振動等運行，藉此，將引線42的一部分接合至第2接合點P4。如此，第2接合點P4處的第2接合結束，在第1接合點P2與第2接合點P4之間形成連接兩者的線環(wire loop)90。在第1接合點P2上設有線環90的接合部92。
如此，可製造出具有線環90的工件，該線環90形成為規定形狀以將第1接合點P2與第2接合點P4之間予以連接。
而且，在使接合工具40朝向各接合點P2、P4下降的期間，亦可對引線42的焊球43供給超音波振動。例如，藉由從引線42的焊球43與第1接合點P2為非接觸狀態時對接合工具40供給超音波振動，從而引線42的焊球43將在振動狀態下開始接觸至第1接合點P2。藉此，尤其在引線42或第1接合點P2例如為銅等易氧化材質的情況下，形成於第1接合點P2表面及焊球43表面的氧化物等將藉由振動引起的摩擦被去除，從而在第1接合 點P2的表面及焊球43的表面分別露出潔淨面。如此，第1接合點P2與焊球43之間的接合狀態變得良好，可提高打線的特性。
以下說明對接合對象的高度進行測定的高度測定處理的詳細。
首先，對於第1實施形態的高度測定處理，使用圖4~圖6(亦參照圖3(A)至圖3(D)的一部分)來進行說明。圖4是用於說明高度測定處理的一例的流程圖。圖5(A)至圖5(C)是用於說明高度測定處理的概念圖。圖6是對於接合工具中的Z方向位置，表示伴隨時刻經過的變化。
本實施形態的高度處理中，圖1所示的高度測定部88基於引線42前端的焊球43分別接觸電極112及電極122時的、接合工具40的移動速度的變化，來檢測焊球43是否分別接地至電極112、122。
(圖4的步驟S1)
如圖3(A)所示，將接合工具40配置於接下來將要進行接合的、作為第1接合對象的電極112上方的位置P1。
(步驟S3)
如圖3(A)所示，使接合工具40朝向電極112的第1接合點P2下降。例如，如圖6所示，在t0~t1的期間，使接合工具40沿著Z方向而以速度a下降。
接下來，如圖5(A)及圖6所示，在時刻t1的接合工具40位在Z方向的從工件100及/或電極112計起的高度位置Z1， 所述高度位置Z1為接合工具40的下降速度由速度a變更為速度b(速度b小於速度a)的位置。即，在接合工具40中，由於接近第1接合點P2，因此變更為搜索(search)動作。
(步驟S5)
如圖5(B)及圖6所示，在時刻t2，焊球43接觸至電極112的接合工具40的高度為高度位置Z2。隨後，當焊球43按壓第1接合點P2時，焊球43從第1接合點P2受到反作用力，接合工具40的下降速度由速度b減少至速度c(速度c小於速度b)。檢測到所述速度c時的接合工具40的高度為高度位置Z3。
並且，例如，高度測定部88基於引線42前端的焊球43按壓電極112時的、接合工具40的移動由速度b向速度c的速度變化量(|b-c|)，來檢測焊球43是否接地至電極112。具體而言，高度測定部88對引線42前端的焊球43按壓電極112時的接合工具40的移動由速度b向速度c的速度變化量(|b-c|)、與記錄部130中所記錄的作為臨限值的速度變化量進行比較，當速度變化量(|b-c|)大於記錄部130中所記錄的速度變化量時，判定為焊球43已接地至電極112。另外，高度測定部88亦可基於引線42前端的焊球43按壓電極112時的接合工具40的移動速度達到規定設定值(例如速度c等)的情況，來檢測焊球43是否接地至電極112。
此處，當由高度測定部88檢測出焊球43對電極112的接地時(圖4的S5中為是(Yes))，前進至步驟S7，當高度測定 部88未檢測出焊球43對電極112的接地時(圖4的S5中為否(No))，返回步驟S3。
(步驟S7)
如圖5(A)至圖5(C)所示，高度測定部88藉由檢測焊球43是否接地至電極112，而測定電極112的高度。高度測定部88例如基於預先設定的接合工具40下降前的位置P1的高度、與焊球43接地至電極112時的接合工具40的與位置Z2對應的高度H，來測定電極112的高度。另外，位置P1的高度及高度H亦可包含從工件100的接合載台16、半導體晶片110、或基板120的表面計起的高度。
隨後，如圖5(C)及圖6所示，在時刻t2以後，當使接合工具40從位置Z2進一步下降時，焊球以速度c來按壓第1接合點P2，焊球45如所示般變形而被稍許壓扁，接合工具40的位置達到Z3。
(步驟S9)
如圖3(A)及圖6所示，使接合工具40以規定的速度移動至第1接合點P2上方的位置P1。然後，儘管在圖4中未圖示，但如圖3(B)及圖3(C)所示，前進至對電極122的第2接合點P4的高度進行測定的高度測定處理。
如上所述，根據第1實施形態，藉由檢測焊球43是否接地至電極112，而測定電極112的高度，藉由檢測焊球43是否接地至電極122，而測定電極122的高度，基於電極112的高度的 測定結果來控制接合工具40的高度，將該焊球43接合至電極112，並基於電極122的高度的測定結果來控制接合工具40的高度，將引線42接合至電極122，以將電極112與電極122予以連接。藉此，可準確地接合多個電極。
<第2實施形態>
第2實施形態與第1實施形態的不同之處在於，高度測定部88基於焊球接地至電極112、122時被施加的接合負載的變化，來檢測引線前端的焊球是否接地至電極112、122。以下，尤其對與第1實施形態的不同點進行說明，其他則省略。
圖1所示的接合負載檢測部150例示性地具備：輸出測定部152，連接於負載感測器50的輸出；以及判定部154，基於該輸出測定部152的結果，來判定引線42的焊球43是否接地至工件100。
判定部154例如根據負載感測器50的輸出是否超過預先設定的臨限值，來判定焊球43是否接地。即，當接合工具40下降而引線42的焊球43接地至電極112、122時，接合工具40的前端從電極112、122受到反作用力，藉由該負載，負載感測器50的輸出值上升。並且，當該輸出值超過規定的臨限值時，判定部154判定為焊球43已接地。如此，接合負載檢測部150基於伴隨接合工具40的下降而施加至接合工具40前端的初始衝擊負載，在打線作業中檢測焊球43是否接地。
圖7是表示第2實施形態的打線的高度測定處理的一例 的流程圖。圖8是表示第2實施形態的負載感測器的輸出與接合工具的Z方向位置的關係的圖。
(圖7的步驟S15)
如圖8所示，圖1所示的高度測定部88基於負載感測器50的輸出變化，來檢測引線42前端的焊球43是否接地至電極112。具體而言，高度測定部88基於引線42前端的焊球43按壓第1接合點P2時的、施加至焊球43的接合負載的變化，來檢測引線42前端的焊球43是否接地至電極112。
(步驟S17)
圖1所示的高度測定部88藉由檢測焊球43是否接地至電極112，而測定電極112的高度，該電極112的高度是基於與第1接合位準檢測位置對應的、接合工具40的Z方向位置。另外，圖7中雖未圖示，但高度測定部88在測定出電極112的高度後，藉由檢測焊球43是否接地至電極122，而測定電極122的高度，該測定電極122的高度是基於與第2接合位準檢測位置對應的、接合工具40的Z方向位置。
如上所述，根據第2實施形態，除了第1實施形態的效果以外，由於高度測定部88基於施加至焊球43的接合負載的變化，藉由檢測焊球43是否接地至電極112，而測定電極112的高度，因此可更準確地檢測焊球43對電極112的接地。
<第3實施形態>
第3實施形態與第1實施形態及第2實施形態的不同之處在 於，高度測定部88基於焊球接地至電極112、122時對插通於接合工具的引線所供給的電信號輸出的變化，來檢測引線前端的焊球是否接地至電極112、122。以下，尤其對與第1實施形態及第2實施形態的不同點進行說明，其他則省略。
圖9是表示本實施形態的打線裝置的接地檢測部的電路結構的一例的圖。如圖9所示，接地檢測部70的電源部72可包含直流電壓電源。即，在可視為引線42及線軸49與接合載台16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)，可使用直流電壓信號來作為規定的電信號。即，藉由引線42的焊球43接觸至電極112、122，接合載台16與引線42之間會產生電位差。因此，可基於該輸出電壓v的變化，來判定焊球43是否接地至電極112、122。
圖10是表示本實施形態的打線裝置的接地檢測部的電路結構的一例的圖。如圖10所示，接地檢測部70的電源部72亦可包含交流電壓電源。即，在工件100的電極112、122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)，可使用交流電壓信號來作為規定的電信號。此時，當引線42的焊球43接觸至電極112、122時，打線裝置1的靜電電容值將進一步加上工件100所具有的靜電電容值，藉此，接合載台16與引線42之間的靜電電容值發生變化。因此，基於該容量值的變化、例如輸出電壓v的變化，可判定焊球43是否接觸至電極112、122。
圖11是表示第3實施形態的打線的高度測定處理的一 例的流程圖。圖12是表示第3實施形態的接地檢測部的檢測電壓與接合工具的Z方向位置的關係的圖。
(步驟S25)
如圖8所示，高度測定部88基於圖1所示的接地檢測部150的檢測電壓，來檢測引線42前端的焊球43是否接地至電極112。具體而言，高度測定部88基於引線42前端的焊球43接觸至電極112的第1接合點P2時的、對插通於接合工具40的引線42所供給的電信號輸出的變化，來檢測引線42前端的焊球43是否接地至電極112。
(步驟S27)
高度測定部88藉由檢測焊球43是否接地至電極112，而測定與第1接合位準檢測位置對應的、電極112的高度。另外，儘管在圖11中未圖示，但高度測定部88測定出電極112的高度後，藉由檢測焊球43是否接地至電極122，從而測定電極122的高度，該電極122的高度是基於與第2接合位準檢測位置對應的、接合工具40的Z方向位置。
如上所述，根據第3實施形態，除了第1實施形態的效果以外，由於高度測定部88基於對引線42所供給的電信號的輸出變化，來檢測焊球43是否接地至電極112，因此可更迅速且準確地檢測焊球43對電極112的接地。
<其他實施形態>
透過所述發明的實施形態而說明的實施例或應用例可根據用 途來適當組合，或者添加變更或改良來使用，本發明並不限定於所述實施形態的記載。根據申請專利範圍的記載當明確，此類組合或者添加了變更或改良的形態亦可包含於本發明的技術範圍內。
在打線裝置中，藉由併用速度檢測部86、接地檢測部70、負載感測器50、及接合負載檢測部150，可將第1實施形態~第3實施形態適當組合而實施。另一方面，在打線裝置中，未必需要具備速度檢測部86、接地檢測部70、負載感測器50、及接合負載檢測部150之全部。例如，在所述第1實施形態中，打線裝置必須具備速度檢測部86，但未必需要具備接地檢測部70、負載感測器50、及接合負載檢測部150。在所述第2實施形態中，打線裝置必須具備負載感測器50及接合負載檢測部150，但未必需要具備速度檢測部86及接地檢測部70。在所述第3實施形態中，打線裝置必須具備接地檢測部70，但未必需要具備速度檢測部86、負載感測器50、及接合負載檢測部150。
在所述實施形態中，作為打線方法的一例，對將配置於不同位置的多個接合對象之間進行引線連接的形態進行了說明，但多個接合對象所配置的高度亦可各不相同，亦可多個接合對象中的至少二個為相同的高度。
另外，亦可將本發明適用於將第1接合點P2設為基板120的電極122的、所謂的反接合。
圖13是說明其他打線方法的圖。如圖13所示，亦可將 本發明適用於所謂的鏈環(chain loop)，即，藉由單根引線來形成線環90，並將分別配置於多個晶片(或基板)110、120、160、170、180、190的多個電極112、122、162、172、182、192予以連接。

Claims (8)

  1. 一種打線方法，包括：打線裝置準備步驟，準備打線裝置，所述打線裝置具備接合工具及接合載台，所述接合工具是以使引線插通的方式而構成，所述接合載台對包含第1電極及第2電極的工件進行固定並保持；球形成步驟，在插通於所述接合工具的引線的前端形成焊球；第1高度測定步驟，藉由檢測所述焊球是否接地至所述第1電極，而測定所述第1電極的高度；第2高度測定步驟，藉由檢測所述焊球是否接地至所述第2電極，而測定所述第2電極的高度；第1接合步驟，基於所述第1高度測定步驟的測定結果來控制所述接合工具的高度，將所述焊球接合至所述第1電極；以及第2接合步驟，基於所述第2高度測定步驟的測定結果來控制所述接合工具的高度，將所述引線接合至所述第2電極，以將所述第1電極與所述第2電極予以連接。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的打線方法，其中所述第1高度測定步驟及所述第2高度測定步驟包括：基於所述引線前端的所述焊球分別按壓所述第1電極及所述第2電極時的、施加至所述焊球的接合負載的變化，來檢測所述引線前端的所述焊球是否分別接地至所述第1電極及所述第2電極。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的打線方法，其中所述第1高度測定步驟及所述第2高度測定步驟包括：基於所述引線前端的所述焊球分別接觸至所述第1電極及所述第2電極時的、對插通於所述接合工具的所述引線所供給的電信號輸出的變化，來檢測所述引線前端的所述焊球是否分別接地至所述第1電極及所述第2電極。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的打線方法，其中所述規定的電信號是直流電壓信號或交流電壓信號，所述第1高度測定步驟及所述第2高度測定步驟包括：基於所述引線與所述第1電極及所述第2電極各自之間的電位差的變化，來檢測所述引線前端的所述焊球是否接地至所述第1電極及所述第2電極。
  5. 一種打線裝置，包括：接合工具，以使引線插通的方式而構成；接合載台，對包含第1電極及第2電極的工件進行固定並保持；第1高度測定部件，藉由檢測焊球是否接地至所述第1電極，而測定所述第1電極的高度；第2高度測定部件，藉由檢測焊球是否接地至所述第2電極，而測定所述第2電極的高度；第1接合部件，基於所述第1高度測定部件的測定結果來控制所述接合工具的高度，將所述焊球接合至所述第1電極；以及第2接合部件，基於所述第2高度測定部件的測定結果來控制所述接合工具的高度，將所述引線接合至所述第2電極，以將所述第1電極與所述第2電極予以連接。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的打線裝置，其中所述第1高度測定部件及所述第2高度測定部件基於所述焊球按壓所述第1電極或所述第2電極時的、施加至所述焊球的接合負載的變化，來檢測所述引線前端的所述焊球是否分別接地至所述第1電極及所述第2電極。
  7. 如申請專利範圍第5項或第6項所述的打線裝置，其中所述第1高度測定部件及所述第2高度測定部件基於所述焊球接觸至所述第1電極或所述第2電極時的、對插通於所述接合工具的所述引線所供給的電信號輸出的變化，來檢測所述引線前端的所述焊球是否分別接地至所述第1電極及所述第2電極。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的打線裝置，其中所述電信號是交流電壓信號，所述第1高度測定部件及所述第2高度測定部件基於所述引線與所述第1電極及所述第2電極各自之間的電位差的變化，來檢測所述引線前端的所述焊球是否接地至所述第1及第2電極。
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