TWI668773B - 引線接合裝置和半導體裝置的製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明滿足維護性及小型化的要求並且進行良好的引線接合。引線接合裝置1具備：第一張力器70，於較接合工具40更靠引線供給側，形成對引線42賦予朝向引線供給側的張力的第一氣體流70b；第二張力器72，於第一張力器70與接合工具40的按壓部41a之間，形成對引線42賦予朝向引線供給側的張力的第二氣體流72b；以及控制部80，控制第一張力器70及第二張力器72；並且控制部80於將引線42接合於第一接合點112的第一接合步驟後的既定期間中，以對第一張力器70及第二張力器72中至少第二張力器72的第二氣體流72b進行關控制或使該第二氣體流72b小於第一接合步驟的方式進行控制。

Description

引線接合裝置和半導體裝置的製造方法
本發明是有關於一種引線接合(wire-bonding)裝置和半導體裝置的製造方法。
利用引線將第一接合點(例如半導體晶粒的墊(pad))與第二接合點(例如封裝(package)的導線(lead))電性連接的引線接合裝置已為人所知。於該引線接合裝置中，為了形成將第一接合點與第二接合點連接的引線弧(wire loop)，通常於引線接合的一系列動作中，對引線賦予朝向引線供給側的張力。
於該情形時，例如若於形成引線弧時引線張力過大，則有時引線被過度拉伸而弧形狀被破壞。或者，若於接合於第二接合點時引線張力過大，則有時於接合中途引線被切斷，產生引線自接合工具(bonding tool)脫出的引線脫落。鑒於該些弊病，專利文獻1中提出有一種為了防止引線脫落等而於現有夾具(clamper)的上方設置第二夾具的發明，但因設置第二夾具，故有時需要進行維護(maintenance)並且妨礙小型化。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利第4467631號公報
本發明是鑒於此種情況而成，其目的在於提供一種滿足維護性及小型化的要求且可進行良好的引線接合的引線接合裝置、及半導體裝置的製造方法。
本發明的一態樣的引線接合裝置製造具有以引線將第一接合點與第二接合點連接的引線弧的半導體裝置，且所述引線接合裝置具備：接合臂，可於相對於接合面而平行的平面及鉛垂的方向上移動；超音波焊頭，安裝於接合臂的前端；接合工具，安裝於超音波焊頭的一端，且具有將穿插於接合工具的內部的引線按壓於作為接合對象的第一接合點及第二接合點的按壓部；第一張力器，於較接合工具更靠引線供給側，形成對引線賦予朝向引線供給側的張力的第一氣體流；第二張力器，於第一張力器與接合工具的按壓部之間，形成對引線賦予朝向引線供給側的張力的第二氣體流；以及控制部，控制第一張力器及第二張力器；並且控制部於將引線接合於第一接合點的第一接合步驟後的任一既定期間中，以對第一張力器及第二張力器中至少第二張力器的第二氣體流進行關控制或使該第二氣體流小於第一接合步驟的方式進行控制。
根據所述構成，於第一接合步驟後的任一既定期間中，以至少對第二張力器的第二氣體流進行關控制或使該第二氣體流 小於第一接合步驟的方式進行控制，故可於不使接合處理速度降低的情況下形成較佳的引線弧。另外，可無需用以使引線張力合適的另外的夾具。因此，可提供一種可滿足維護性及小型化的要求並且亦進行良好的引線接合的引線接合裝置。
根據本發明，可滿足維護性及小型化的要求，並且進行良好的引線接合。
1‧‧‧引線接合裝置
10‧‧‧XY驅動機構(直線馬達)
12‧‧‧Z驅動機構(直線馬達)
14‧‧‧支軸
16‧‧‧接合台
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‧‧‧焊頭固定螺桿
40‧‧‧接合工具
41‧‧‧穿插孔
41a‧‧‧按壓部
42‧‧‧引線
42a、42b‧‧‧引線弧
42c、42d‧‧‧引線尾
43、43a‧‧‧無空氣球(球部)
44‧‧‧夾具
50‧‧‧荷重感測器
52‧‧‧預壓用螺桿
60‧‧‧超音波振子
70‧‧‧第一張力器
70a、72a‧‧‧箭頭
70b‧‧‧第一氣體流
71a、71b‧‧‧限制器
72‧‧‧第二張力器
72b、72b-1、72b-2‧‧‧第二氣體流
73‧‧‧感測器
80‧‧‧控制部
82‧‧‧操作部
84‧‧‧顯示部
90‧‧‧第一張力器控制部
92‧‧‧第二張力器控制部
94‧‧‧接合控制部
100‧‧‧工件
110‧‧‧半導體晶粒
112‧‧‧電極墊(第一接合點)
120‧‧‧基板
122‧‧‧電極墊(第二接合點)
132‧‧‧第一端部
134‧‧‧第二端部
136‧‧‧吸氣部
138a、138b、138c、138d‧‧‧引線穿插孔
139‧‧‧收縮部
140‧‧‧氣體供給源
S10、S11、S12、S13、S14‧‧‧步驟
t1、t2、t3、t4、t5、t6、t6a、t6b、t7、t7a、t7b、t8‧‧‧時刻
圖1為表示第一實施形態的引線接合裝置的總體概要的圖。
圖2(A)為圖1的接合臂的頂面圖，圖2(B)為圖1的接合臂的底面圖。
圖3為表示圖1的第二張力器的詳情的圖。
圖4為表示第一實施形態的半導體裝置的製造方法的流程圖的圖。
圖5(A)~圖5(H)為表示第一實施形態的半導體裝置的製造方法的動作的圖。
圖6為表示圖5(A)~圖5(H)的時序圖的圖。
圖7(A)~圖7(G)為表示第二實施形態的半導體裝置的製造方法的動作的圖。
圖8為表示圖7(A)~圖7(G)的時序圖的圖。
圖9(A)~圖9(F)為表示第三實施形態的半導體裝置的 製造方法的動作的圖。
圖10為表示圖9(A)~圖9(F)的時序圖的圖。
以下，對本發明的實施形態進行說明。於以下的圖式的記載中，相同或類似的構成部件是以相同或類似的符號表示。圖式為例示，各部的尺寸或形狀為示意性，不應將本申請案發明的技術範圍限定於該實施形態而解釋。
<第一實施形態>
圖1為表示本實施形態的引線接合裝置的總體概略的圖。另外，圖2(A)及圖2(B)為引線接合裝置中的接合臂的局部放大圖。具體而言，圖2(A)表示接合臂的頂面圖，圖2(B)表示接合臂的底面圖。圖3為表示第二張力器的詳情的圖。
如圖1所示，引線接合裝置1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、荷重感測器50、超音波振子60、第一張力器70、第二張力器72及控制部80。
XY驅動機構10是以可於XY軸方向(與接合面平行的方向)上滑動的方式構成，於XY驅動機構(直線馬達)10上，設有可使接合臂20於Z軸方向(與接合面垂直的方向)上搖動的Z驅動機構(直線馬達)12。
接合臂20由支軸14所支持，以相對於XY驅動機構10而搖動自如的方式構成。接合臂20以自XY驅動機構10伸出至 放置有作為接合對象的工件100的接合台16的方式而形成為大致長方體。
工件100為含有至少一個半導體晶粒的半導體裝置。工件100具有作為接合對象的第一接合點及第二接合點，藉由以引線將該些接合點連接，可製造具有第一接合點與第二接合點經引線連接的引線弧的半導體裝置。
如圖1所示，作為一例，工件100具備具有作為第一接合點的多個電極墊112的半導體晶粒110、及具有作為第二接合點的多個電極墊122的基板120。此處，所謂第一接合點，是指以引線連接的兩點間先接合的部位，所謂第二接合點，是指該兩點間後接合的部位。再者，半導體裝置的構成不限定於圖1，第一接合點與第二接合點的組合可為半導體晶粒的電極墊彼此，或亦可為半導體晶粒的電極墊與導線架的導線端子。另外，第一接合點與第二接合點的順序亦無限定，亦可先接合基板的電極墊，後接合半導體晶粒的電極墊。
支軸14例如處於與工件18的作業面(接合面)大致相同的高度。接合臂20具備安裝於XY驅動機構10的臂基端部22、位於臂基端部22的前端側且安裝有超音波焊頭30的臂前端部24、及將臂基端部22與臂前端部24連結且具有可撓性的連結部23。該連結部23包含自接合臂20的頂面21a向底面21b的方向伸出的既定寬度的狹縫25a、狹縫25b以及自接合臂20的底面21b向頂面21a的方向伸出的既定寬度的狹縫25c。如此，連結部23 藉由各狹縫25a、狹縫25b、狹縫25c而局部地構成為薄壁部，故臂前端部24以相對於臂基端部22而撓曲的方式構成。
如圖1及圖2(B)所示，於接合臂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是以收容於接合臂20的凹部26中的狀態，藉由焊頭固定螺桿32而安裝於臂前端部24。該超音波焊頭30於自凹部26突出的前端部保持接合工具40，於凹部26中設有產生超音波振動的超音波振子60。可藉由超音波振子60而產生超音波振動，藉由超音波焊頭30將其傳遞至接合工具40，經由接合工具40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。
另外，如圖1及圖2(A)所示，於接合臂20的頂面21a側，自頂面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形成得較下部的狹縫25b寬。而且，於該形成得寬的上部的狹縫25a中設有荷重感測器50。荷重感測器50是藉由預壓用螺桿52而固定於臂前端部24。荷重感測器50是以夾持於臂基端部22與臂前端部24之間的方式配置。即，荷重感測器50自超音波焊頭30的長邊方向的中心軸朝與接合對象相接或分離的方向偏離，安裝於接合臂20的旋轉中心與臂前端部24的超音波焊頭30的安裝面(即，臂前端部24的接合工具40側的前端面)之間。而且，由於如上所述般將保持接合工具40的超音波焊頭30安裝於臂前端部24，故若由來自接合對象的反作用力對接合工具40的前端施加荷重，則臂前端部24相對於臂基端部22而撓曲， 可於荷重感測器50中檢測出荷重。荷重感測器50例如為壓電元件荷重感測器。
接合工具40將引線42接合於工件100。接合工具40為於其內部設有穿插引線42的穿插孔41的毛細管。於該情形時，於接合工具40的穿插孔41中穿插用於接合的引線42，以可自其前端送出引線42的一部分的方式構成。另外，於接合工具40的前端，設有用以按壓引線42的按壓部41a。按壓部41a繞接合工具40的穿插孔41的軸方向而具有旋轉對稱的形狀，於穿插孔41的周圍的下表面具有按壓面。
接合工具40藉由彈力等而可更換地安裝於超音波焊頭30的一端。另外，於接合工具40的上方設有夾具44，夾具44以於既定的時序約束或釋放引線42的方式構成。於夾具44的更上方設有第一張力器70及第二張力器72。第一張力器70及第二張力器72分別以供引線42穿插並對接合中的引線42賦予朝向引線供給側(圖1的上方側)的張力的方式構成。即，第一張力器70及第二張力器72分別以箭頭70a、箭頭72a的方向對引線42賦予張力。於第一張力器70及第二張力器72的更上方，設有捲取引線42的線軸(spool)(未圖示)，自線軸送出引線42。
引線42的材料是根據加工的容易程度及電阻的高低等而適當選擇，例如可使用金(Au)、銅(Cu)或銀(Ag)等。再者，引線42將自接合工具40的前端伸出的無空氣球(free air ball)43接合於工件100的第一接合點。
此處，對第一張力器70及第二張力器72的詳情進行說明。
第一張力器70是以於較接合工具40更靠引線供給側，形成對引線42賦予朝向引線供給側的張力(箭頭70a的方向的張力)的第一氣體流70b的方式構成。另外，第二張力器72是以於第一張力器70與接合工具40的按壓部41a之間，形成對引線42賦予朝向引線供給側的張力(箭頭72a的方向的張力)的第二氣體流72b的方式構成。如此，第二張力器72是配置於較第一張力器70更靠引線供給的下游。
於圖1所示的示例中，第二張力器72是配置於配置在接合工具40的上方的夾具44、與第一張力器70之間。第二張力器72由於是較第一張力器70更接近接合工具40而設置，故引線張力的影響大於第一張力器70。
再者，例如對第一張力器70將XYZ座標位置固定，相對於此，對第二張力器72將Z座標位置固定，且XY座標可與接合工具40一併移動。
第一張力器70具有對引線42進行導引的限制器(stopper)71a、限制器71b以及檢測引線42的位置的感測器73。感測器73於引線42接觸感測器73的情形時，輸出藉由線軸而停止引線42的送出動作的信號，另一方面，於引線42遠離感測器73的情形時，輸出藉由線軸進行引線42的送出動作的信號。第一張力器70於引線42接近限制器71a、限制器71b及感測器73的 方向上形成第一氣體流70b，藉此可一面利用限制器71a、限制器71b對引線42進行導引，一面朝引線42的供給側即箭頭70a的方向賦予張力。
如圖3所示，第二張力器72是以於與接合工具40的軸方向平行的方向上延伸的方式構成。具體而言，第二張力器72具有引線供給側的第一端部132、接合工具40側的第二端部134、及設於第一端部132與第二端部134之間的吸氣部136。吸氣部136連接於氣體供給源140。
另外，第二張力器72中自第一端部132向第二端部134設有引線穿插孔138a~引線穿插孔138d。引線穿插孔138a~引線穿插孔138d以軸彼此一致的方式分別連通，於該些孔中穿插引線(圖3中省略圖示)。引線穿插孔138a、引線穿插孔138b自第一端部132延伸至吸氣部136，引線穿插孔138b、引線穿插孔138c配置於較吸氣部136更靠下游，延伸至第二端部134。引線穿插孔138b、引線穿插孔138c如圖3所示般具有開口徑小的收縮部139，抑制氣體向第二端部134的方向流動。另一方面，引線穿插孔138a、引線穿插孔138b如圖3所示般開口徑形成得相對較大。如此，自氣體供給源140流入至吸氣部138的壓縮氣體通過引線穿插孔138a、引線穿插孔138b向第一端部132的方向(即朝向引線供給側的方向)流動。換言之，第二張力器72是以形成第二氣體流72b-1及第二氣體流72b-2的方式構成，所述第二氣體流72b-1及第二氣體流72b-2以賦予朝向引線供給側的張力的方式朝向上 方。
回到圖1，對引線接合裝置1進一步進行說明。控制部80與XY驅動機構10、Z驅動機構12、超音波焊頭30(超音波振子60)、夾具44、荷重感測器50、第一張力器70及第二張力器72等各構成之間以可進行信號收發的方式連接。藉由利用控制部80來控制該些構成的動作，可進行用於引線接合的必要處理。
另外，控制部80上連接有用以輸入控制資訊的操作部82、及用以輸出控制資訊的顯示部84。藉此可使作業者一面利用顯示部84辨識畫面，一邊利用操作部82輸入必要的控制資訊。再者，控制部80為具備中央處理單元(Central Processing Unit，CPU)及記憶體等的電腦裝置，於記憶體中預先儲存有用以進行引線接合所必需的處理的接合程式、或控制部80的後述各構成部件進行處理所得的各種資料等。控制部80是以於進行後述引線接合方法時控制必要動作的方式構成(例如具備用以使電腦執行各動作的程式)。
本實施形態的控制部80具備第一張力器控制部90、第二張力器控制部92及接合控制部94。
第一張力器控制部90控制第一張力器70的第一氣體流70b。具體而言，第一張力器控制部90使第一氣體流70b活化(以下稱為「開(ON)控制」)，或使第一氣體流70b非活化(以下稱為「關(OFF)控制」)。於第一氣體流70b有效(active)的情形時，第一張力器控制部90進而藉由調節第一氣體流70b的流量等 而控制第一氣體流70b的流速大小。例如，第一張力器控制部90可切換為第一氣體流70b的流速大的第一開控制(以下稱為「高(HIGH)控制」)、與第一氣體流70b的流速小的第二開控制(以下稱為「低(LOW)控制」)此兩個階段。再者，流速大小的切換不限於兩個階段，亦可為三個階段以上。
第二張力器控制部92控制第二張力器72的第二氣體流72b。具體而言，第二張力器控制部92使第二氣體流72b活化(開控制)，或使第二氣體流72b非活化(關控制)。於第二氣體流72b有效的情形時，第二張力器控制部92進而藉由調節第二氣體流72b的流量等而控制第二氣體流72b的流速大小。例如，第二張力器控制部92可切換為第二氣體流72b的流速大的第一開控制(高控制)、與第二氣體流72b的流速小的第二開控制(低控制)此兩個階段。再者，流速大小的切換不限於兩個階段，亦可為三個階段以上。
藉由第二張力器控制部92控制的第二氣體流72b較佳為與藉由第一張力器控制部90控制的第二氣體流70b相比，流速相對較大或實質上相同。藉此，可藉由至少控制第二張力器控制部92而有效地賦予引線張力。
接合控制部94控制引線接合動作所必需的處理，具體而言，控制XY驅動機構10、Z驅動機構12、超音波焊頭30(超音波振子60)、夾具44、荷量感測器50等各種構成。接合控制部94與第一張力器控制部90及第二張力器控制部92是彼此以其中 一方可根據另一方的動作進行控制的方式構成。
繼而，參照圖4~圖6，對本實施形態的半導體裝置的製造方法進行說明。該半導體裝置的製造方法是利用藉由引線接合裝置1所實行的引線接合方法而進行。此處，圖4為流程圖。另外，圖5(A)~圖5(H)為表示動作的示意圖，圖6為圖5(A)~圖5(H)的時序圖。再者，圖5(A)~圖5(H)的時刻t1~時刻t8與圖6的時刻t1~時刻t8一致。
以下，根據圖4的流程圖一面參照圖5(A)~圖5(H)及圖6一面進行說明。
(1)第一接合步驟(時刻t1)
首先，進行對第一接合點的第一接合步驟(S10)。
具體而言，於時刻t1，於自接合工具40的前端延伸的引線42的前端部形成無空氣球43(以下稱為「球部43」)，使接合工具40朝向半導體晶粒110的電極墊112下降(參照圖5(A))。於時刻t1，先將夾具44設為打開狀態，然後於使接合工具40下降時，將夾具44設為關閉狀態。另外，超音波振動及火花(spark)均為關控制。
為了提高接合處理速度，必須增大接合工具40的下降速度，於增大下降速度的情形時必須與其成比例地增大引線張力。根據此種要求，於時刻t1，對第一張力器70及第二張力器72均進行高控制。藉此，即便增大接合工具40的下降速度，也可於將球部43可靠地收容於接合工具40的狀態下適當進行第一接合。
然後，如圖6所示，使接合工具40下降，使球部43與電極墊112接觸後，將夾具44設為打開狀態並對超音波振動進行開控制，將引線42的球部43接合於電極墊112。
(2)反向動作步驟(時刻t2及時刻t3)
繼而，以對引線42賦予彎曲形狀的方式使引線42朝與第二接合點相反之側進行反向動作(S11)。時刻t2及時刻t3為反向動作期間的一例。
具體而言，於時刻t2，於打開夾具44的狀態下使接合工具40上升，自接合於電極墊112上的球部43a送出引線42(參照5(B))，於時刻t3，使接合工具40朝與第二電極墊122相反之側移動而對引線42賦予彎曲形狀(參照圖5(C))。於時刻t2及時刻t3，對第一張力器70及第二張力器72均進行低控制。藉此，可抑制將接合於電極墊112的引線42過度拉伸，藉由適度的引線張力對引線42賦予較佳的彎曲形狀。
(3)引線弧形成步驟(時刻t4及時刻t5)
然後，使引線42朝向第二接合點彎曲而形成引線弧(S12)。時刻t4及時刻t5為引線弧形成期間的一例。
具體而言，於時刻t4，以引線42描畫弧形狀的方式使接合工具40朝向基板120的電極墊122移動(參照圖5(D))，於時刻t5經由接合工具40的按壓部41a使引線42的一部分於電極墊122上接觸(參照圖5(E))。於時刻t4將夾具44設為關閉狀態，於使引線42的一部分於電極墊122上接觸的時刻t5，將夾 具44設為打開狀態。如此，可形成將作為第一接合點的電極墊112與作為第二接合點的電極墊122電性連接的引線弧42a。
於時刻t4及時刻t5，亦對第一張力器70及第二張力器72進行低控制。藉此，可與反向動作同樣地，抑制將接合於電極墊112的引線42過度拉伸，藉由適度的引線張力對引線42賦予較佳的弧形狀。
(4)第二接合步驟(時刻t5後且時刻t6前)
繼而，進行對第二接合點的第二接合步驟(S13)。時刻t5後且時刻t6前為第二接合期間的一例。
具體而言，於時刻t5後，於將夾具44打開的狀態下，藉由接合工具40的按壓部41a而按壓引線42的一部分，對超音波振動進行開控制，將引線42的一部分接合於電極墊122。
另外，於本實施形態中，於時刻t5後對第一張力器70及第二張力器72均進行高控制。
(5)引線尾形成步驟(時刻t6及時刻t7)
完成第二接合步驟之後，為了進行後續的引線接合而形成引線尾(S14)。時刻t6及時刻t7為引線尾形成期間的一例。
本實施形態中，於時刻t6對超音波振動進行關控制，於打開夾具44的狀態下使接合工具40上升(參照圖5(F))。可與該接合工具40的上升量相應而形成具有既定引線長的引線尾42c。引線尾42c與引線弧42a連接。然後，於時刻t7於將夾具44關閉的狀態下使接合工具40進一步上升，並對超音波振動進行 開控制，藉此切斷引線42(參照圖5(G))。如此，可形成自接合工具40的前端部延伸的引線尾42d。引線尾42d是自引線弧42b切斷。再者，於本實施形態中，於時刻t6及時刻t7，亦對第一張力器70及第二張力器72均進行高控制。
(6)後續的引線接合步驟(時刻t8以後)
再者，於進行後續的引線接合的情形時，於時刻t8針對引線尾42c的前端部而對火花進行開控制，於該前端部形成球部43(參照圖5(H))。如此而形成球部43後，使接合工具40移動至用以進行後續的引線接合的第一接合點的上方。如此而對後續的第一接合點及第二接合點進行上文所述的(1)~(5)的各步驟。再者，於本實施形態中，於時刻t8亦對第一張力器70及第二張力器72均進行高控制。
如以上般，根據本實施形態，於第一接合步驟後的任一既定期間中，以至少使第二張力器72的第二氣體流72b小於第一接合步驟的方式控制，故可於不降低接合處理速度的情況下形成較佳的引線弧42b。另外，可無需用以使引線張力合適的另外的夾具。因此，可滿足維護性及小型化的要求並且亦進行良好的引線接合。
<第二實施形態>
繼而，一面參照圖7(A)~圖7(G)及圖8一面對本發明的第二實施形態的半導體裝置的製造方法進行說明。圖7(A)~圖7(G)為表示動作的示意圖，圖8為圖7(A)~圖7(G)的 時序圖。再者，圖7(A)~圖7(G)的時刻t4~時刻t8與圖8的時刻t4~時刻t8一致。以下所示的實施形態中，對與第一實施形態相同的構成標註相同符號。
於第一實施形態中，形成與引線弧42a連接的引線尾42c後，藉由將引線42切斷而形成引線尾42d(參照圖5(F)及圖5(G))，但本實施形態中，將引線42切斷後方才形成引線尾42c。另外，於本實施形態中，對第一張力器70及第二張力器72均於時刻t5之前的期間進行高控制，且於時刻t6a~時刻t7b的期間中進行關控制。以下，對與第一實施形態不同的方面進行說明。
(1)第一接合步驟及反向動作步驟(時刻t1~時刻t3)
如圖8所示，於時刻t1~時刻t3，接合工具40、夾具44、超音波振動及火花的動作與第一實施形態相同，可應用上文已說明的內容。然而，本實施形態中，於時刻t1~時刻t3的期間中，對第一張力器70及第二張力器72均進行高控制。
(2)引線弧形成步驟(時刻t4及時刻t5)
如圖7(A)及圖8所示，於時刻t4，接合工具40、夾具44、超音波振動及火花的動作與第一實施形態相同，可應用上文已說明的內容。然而，本實施形態中，於時刻t4亦對第一張力器70及第二張力器72進行高控制。
然後，如圖7(B)所示，於時刻t5維持夾具44關閉的狀態，經由接合工具40的按壓部41a使引線42的一部分於電極墊122上接觸。於時刻t5亦維持對第一張力器70及第二張力器 72均進行高控制。
(3)第二接合步驟(時刻t5後且時刻t6a前)
繼而，於時刻t5後，保持關閉夾具44的狀態藉由接合工具40的按壓部41a而按壓引線42的一部分，對超音波振動進行開控制，將引線42的一部分接合於電極墊122。本實施形態中，於該時序對第一張力器70及第二張力器72均進行關控制。
(4)引線尾形成步驟(時刻t6a~時刻t7b)
於時刻t6a，對超音波振動進行關控制，保持關閉夾具44的狀態使接合工具40上升(參照圖7(C))。由於如此般將夾具44設為關閉狀態，故藉由接合工具40的上升而將因第二接合而變薄的電極墊122上的引線42的一部分切斷。繼而，於時刻t6b將夾具44設為打開狀態(參照圖7(D))，於時刻t7a使接合工具40進一步上升(參照圖7(E))。如此，可形成自接合工具40的前端部延伸的引線尾42d。引線尾42d是自引線弧42b切斷。然後，於時刻t7b將夾具44設為關閉狀態。再者，本實施形態中，於時刻t6a~時刻t7b的期間中對第一張力器70及第二張力器72均進行關控制。
(5)後續的引線接合步驟(時刻t8以後)
再者，如圖7(G)及圖8所示，進行後續的引線接合的情形時的各種動作與第一實施形態相同，可應用上文已說明的內容。
如以上般，於本實施形態中，於第一接合步驟後的任一既定期間中，至少對第二張力器72的第二氣體流72b進行關控 制，故可於不使接合處理速度降低的情況下形成較佳的引線弧42b。另外，可無需用以使引線張力合適的另外的夾具。因此，可滿足維護性及小型化的要求並且亦進行良好的引線接合。
<第三實施形態>
繼而，一面參照圖9(A)~圖9(F)及圖10，一面對本發明的第三實施形態的半導體裝置的製造方法加以說明。圖9(A)~圖9(F)為表示動作的示意圖，圖10為圖9(A)~圖9(F)的時序圖。再者，圖9(A)~圖9(F)的時刻t4~時刻t8與圖10的時刻t4~時刻t8一致。於以下所示的實施形態中，對與第一實施形態相同的構成標註相同符號。
於本實施形態中，形成與引線弧42a連接的引線尾42c後，藉由將引線42切斷而形成引線尾42d，此方面與第一實施形態相同。於本實施形態中，對第一張力器70及第二張力器72均於時刻t4之前的期間中進行高控制，且於時刻t5~時刻t6b的期間中進行關控制，此方面與第一實施形態不同。以下，對與第一實施形態不同的方面進行說明。
(1)第一接合步驟及反向動作步驟(時刻t1~時刻t3)
如圖10所示，於時刻t1~時刻t3，接合工具40、夾具44、超音波振動及火花的動作與第一實施形態相同，可應用上文已說明的內容。然而，本實施形態中，於時刻t1~時刻t3的期間中，對第一張力器70及第二張力器72均進行高控制。
(2)引線弧形成步驟(時刻t4及時刻t5)
如圖9(A)及圖10所示，於時刻t4，接合工具40、夾具44、超音波振動及火花的動作與第一實施形態相同，可應用上文已說明的內容。然而，本實施形態中，於時刻t4亦對第一張力器70及第二張力器72均進行高控制。
然後，如圖9(B)所示，於時刻t5，於將夾具44打開的狀態下經由接合工具40的按壓部41a使引線42的一部分於電極墊122上接觸。於時刻t5，對應於將夾具44過渡至打開狀態的時序，對第一張力器70及第二張力器72均進行關控制。
(3)第二接合步驟(時刻t5後且時刻t6a前)
繼而，於時刻t5後，保持打開夾具44的狀態藉由接合工具40的按壓部41a而按壓引線42的一部分，對超音波振動進行開控制，將引線42的一部分接合於電極墊122。本實施形態中，於時刻t5後亦對第一張力器70及第二張力器72均進行關控制。
(4)引線尾形成步驟(時刻t6a~時刻t7)
於時刻t6a，對超音波振動進行關控制，於將夾具44打開的狀態下使接合工具40上升(參照圖9(C))。可與該接合工具40的上升量相應而形成具有既定引線長的引線尾42c。引線尾42c與引線弧42a連接。然後，於時刻t6b將夾具44設為關閉狀態(參照圖9(D))，於時刻t7使接合工具40進一步上升(參照圖9(E))。如此可形成自接合工具40的前端部延伸的引線尾42d。引線尾42d是自引線弧42b切斷。再者，本實施形態中，於時刻t6a及時刻t6b對第一張力器70及第二張力器72均進行關控制，且於時刻t7對 第一張力器70及第二張力器72均進行高控制。
(5)後續的引線接合步驟(時刻t8以後)
再者，如圖9(F)及圖10所示，進行後續的引線接合的情形時的各種動作與第一實施形態相同，可應用上文已說明的內容。
如以上般，本實施形態中，亦與第二實施形態同樣地，於第一接合步驟後的任一既定期間中，至少對第二張力器72的第二氣體流72b進行關控制，故可於不使接合處理速度降低的情況下形成較佳的引線弧42b。另外，可無需用以使引線張力合適的另外的夾具。因此，可滿足維護性及小型化的要求並且亦進行良好的引線接合。
另外，本實施形態中，響應完成引線弧形成步驟的時序、即打開夾具44的時序，對第一張力器70及第二張力器72均進行關控制，且響應完成引線尾形成步驟的時序、即關閉夾具44的時序，對第一張力器70及第二張力器72進行開控制(例如高控制)。亦可如此般使第一張力器70及第二張力器72響應夾具44的開關動作的時序而動作。
本發明不限定於所述實施形態，可進行各種變形而應用。
例如，第一張力器70及第二張力器72的動作組合不限定於第一實施形態~第三實施形態中說明的態樣，可將第一實施形態~第三實施形態的任意兩個以上組合而應用。例如亦可於時刻t2~時刻t5的期間中，如第一實施形態中所說明般對第一張力 器70及第二張力器72的動作進行低控制(參照圖6)，且於時刻t5後~時刻t7b的期間中，如第二實施形態所說明般對第一張力器70及第二張力器72的動作進行關控制(參照圖8)。
再者，第一張力器70及第二張力器72無需將兩者一併控制，亦可將所述各實施形態中說明的內容僅應用於例如第二張力器72。
另外，第一張力器70及第二張力器72的構成不限於所述各實施形態中所說明的構成，只要為可對引線42賦予張力的構成則並無限定。尤其第二張力器72只要可於第一張力器70與接合工具40的按壓部41a之間賦予引線張力即可，亦可對接合工具40的構成的一部分賦予張力器的功能。
藉由所述發明的實施形態所說明的實施態樣可根據用途而適當組合、或者加以變更或改良而使用，本發明不限定於所述實施形態的記載。由申請專利範圍的記載表明，此種組合或者加以變更或改良而成的形態亦可包括在本發明的技術範圍內。

Claims (10)

  1. 一種引線接合裝置，製造具有以引線將第一接合點與第二接合點連接的引線弧的半導體裝置，且所述引線接合裝置的特徵在於包括：接合臂，能夠於相對於接合面而平行的平面及鉛垂的方向上移動；超音波焊頭，安裝於所述接合臂的前端；接合工具，安裝於所述超音波焊頭的一端，且具有將穿插於所述接合工具的內部的所述引線按壓於作為接合對象的所述第一接合點及所述第二接合點的按壓部；第一張力器，於較所述接合工具更靠引線供給側，形成對所述引線賦予朝向所述引線供給側的張力的第一氣體流；第二張力器，於所述第一張力器與所述接合工具的所述按壓部之間，形成對所述引線賦予朝向所述引線供給側的張力的第二氣體流；以及控制部，控制所述第一張力器及所述第二張力器；並且所述控制部於包括使所述引線朝向所述第一接合點下降以及將所述引線接合於所述第一接合點的第一接合步驟中，對所述第一張力器的所述第一氣體流與所述第二張力器的所述第二氣體流均進行開控制，所述控制部於第一接合步驟後的既定期間中，以對所述第一張力器及所述第二張力器中至少所述第二張力器的所述第二氣體流進行關控制或使所述第二氣體流小於所述第一接合步驟的方式進行控制。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的引線接合裝置，其中所述控制部於所述既定期間中，對所述第一張力器及所述第二張力器的所述第一氣體流及所述第二氣體流進行關控制。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的引線接合裝置，其中所述控制部於所述既定期間中，以使所述第一張力器及所述第二張力器的所述第一氣體流及所述第二氣體流均小於所述第一接合步驟的方式進行控制。
  4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的引線接合裝置，其中所述既定期間包含以下期間中的一個或多個期間：反向動作期間，於所述第一接合步驟後，使所述引線朝與所述第二接合點相反之側反向動作；引線弧形成期間，使所述引線朝向所述第二接合點彎曲而形成引線弧；第二接合期間，將所述引線接合於所述第二接合點；及引線尾形成期間，形成自接合於所述第二接合點的所述引線切斷所得的引線尾。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的引線接合裝置，其中所述引線尾形成期間為切斷所述引線後形成所述引線尾的期間。
  6. 如申請專利範圍第4項所述的引線接合裝置，其中所述引線尾形成期間為形成所述引線尾後切斷所述引線的期間。
  7. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的引線接合裝置，其中所述第二張力器是配置於較所述接合工具更靠所述引線供給側。
  8. 一種半導體裝置的製造方法，製造具有以引線將第一接合點與第二接合點連接的引線弧的半導體裝置，且所述半導體裝置的製造方法的特徵在於包括：準備接合臂、超音波焊頭、接合工具、第一張力器、第二張力器及控制部的步驟，所述接合臂能夠於相對於接合面而平行的平面及鉛垂的方向上移動，所述超音波焊頭安裝於所述接合臂的前端，所述接合工具安裝於所述超音波焊頭的一端，且具有將穿插於所述接合工具的內部的所述引線按壓於作為接合對象的所述第一接合點及所述第二接合點的按壓部，所述第一張力器於較所述接合工具更靠引線供給側，形成對所述引線賦予朝向所述引線供給側的張力的第一氣體流，所述第二張力器於所述第一張力器與所述接合工具的所述按壓部之間，形成對所述引線賦予朝向所述引線供給側的張力的第二氣體流，所述控制部控制所述第一張力器及所述第二張力器；第一接合步驟，包括使所述引線朝向所述第一接合點下降及將所述引線接合於所述第一接合點；反向動作步驟，於所述第一接合步驟後，使所述引線朝與所述第二接合點相反之側反向動作；引線弧形成步驟，使所述引線朝向所述第二接合點彎曲而形成引線弧；第二接合步驟，將所述引線接合於所述第二接合點；以及引線尾形成步驟，形成自接合於所述第二接合點的所述引線切斷所得的引線尾；並且所述控制部於所述第一接合步驟中，對所述第一張力器的所述第一氣體流與所述第二張力器的所述第二氣體流均進行開控制，所述控制部於所述第一接合步驟後的既定步驟中，以對所述第一張力器及所述第二張力器中至少所述第二張力器的所述第二氣體流進行關控制或使所述第二氣體流小於所述第一接合步驟的方式進行控制。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的半導體裝置的製造方法，其中所述控制部於所述既定步驟中，對所述第一張力器及所述第二張力器的所述第一氣體流及所述第二氣體流均進行關控制。
  10. 如申請專利範圍第8項所述的半導體裝置的製造方法，其中所述控制部於所述既定步驟中，以使所述第一張力器及所述第二張力器的所述第一氣體流及所述第二氣體流均小於所述第一接合步驟的方式進行控制。
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