TWI721404B - 打線接合裝置、半導體裝置的製造方法以及半導體裝置 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種可進一步降低弧高度的打線接合裝置。打線接合裝置具備瓷嘴、使瓷嘴移動的移動機構、及控制移動機構的驅動的控制部，控制部至少執行：第一處理（軌跡a），於形成有FAB後使瓷嘴向第一接合點下降至壓接高度，藉此於第一接合點形成壓接球及圓柱部；第二處理（軌跡b），於執行第一處理後使瓷嘴於壓接高度水平移動，藉此以瓷嘴將圓柱部削去；及第三處理（軌跡c～k），於執行第二處理後使瓷嘴向前進方向移動，且於該移動的中途執行一次以上的壓扁動作，該壓扁動作為了以瓷嘴將重疊於壓接球上的導線部分壓扁而使瓷嘴暫且下降。

Description

打線接合裝置、半導體裝置的製造方法以及半導體裝置

本說明書中揭示一種以導線(wire)將設於被安裝體的第一接合點與第二接合點之間連接的打線接合裝置、半導體裝置的製造方法以及半導體裝置。

近年來，伴隨行動資訊終端或數位音訊-視訊(Audio-Video，AV)機器、積體電路(Integrated Circuit，IC)卡等的高功能化，要求所搭載的半導體晶片的小型化、薄型化、高積體化。尤其積層記憶體裝置(stacked memory device)等中藉由可積層的晶片數而謀求記憶體容量。因此，於所決定的封裝高度內可積層量更多的半導體晶片變得重要。為了滿足此種要求，需要將由打線接合所形成的線弧(wire loop)的高度抑制得低。因此，先前以來提出有大量的抑制弧高度的低弧技術。

此處，於將第一接合點及第二接合點連接的導線的一端，具有扁平圓板狀的壓接球、及重疊於壓接球上的圓柱部。先前的低弧技術大多於圓柱部直接殘留於壓接球上的狀態下彎弧(looping)，故而難以充分減小弧高度。

此處，於專利文獻1中揭示有可形成低弧的打線接合方 法。具體而言，專利文獻1中執行下述步驟：第一步驟，將瓷嘴前端的無空氣球(free air ball)壓接於第一接合點而形成所需壓接厚的壓接球後，使瓷嘴上升之後使瓷嘴向第二接合點側移動，藉此將壓接球的上部(圓柱部)的側面按壓，形成壓接球的頭頂部；以及第二步驟，於第一步驟之後，使瓷嘴上升後一方面向第二接合點側移動一方面下降，將導線自斜上方按壓。根據該專利文獻1的技術，壓接球的上部(圓柱部)的一部分被瓷嘴擠塌，故而可於某程度上降低弧高度。

[現有技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利第4625858號公報

然而，專利文獻1的技術中，僅將圓柱部的一部分擠塌，故而難以充分降低弧高度。因此，本說明書中揭示一種可進一步降低弧高度的打線接合裝置、半導體裝置的製造方法以及半導體裝置。

本說明書中揭示的打線接合裝置以導線將設於被安裝體的第一接合點與第二接合點之間連接，且包括：瓷嘴，保持所述導線；移動機構，使所述瓷嘴相對於被安裝體而移動；以及控制部，控制所述移動機構的驅動，且所述控制部至少執行下述處理：第一 處理，於所述導線的前端形成無空氣球之後，使所述瓷嘴向所述第一接合點下降至規定的壓接高度，藉此於所述第一接合點形成壓接球及位於所述壓接球上的圓柱部；第二處理，於執行所述第一處理之後，使所述瓷嘴於所述壓接高度水平移動，藉此以所述瓷嘴將所述圓柱部削去；以及第三處理，於執行所述第二處理之後，使所述瓷嘴於較所述壓接高度更高的移動高度向作為接近所述第二接合點的方向的前進方向移動，並且於該移動的中途反覆進行一次以上的壓扁動作，所述壓扁動作為了以所述瓷嘴將重疊於所述壓接球上的導線部分壓扁而使所述瓷嘴暫且下降。

於設為該構成的情形時，圓柱部由瓷嘴切削，另外重疊於壓接球上的導線部分由瓷嘴壓扁，故而可進一步降低弧高度。

於該情形時，所述控制部亦可於所述第二處理中，使所述瓷嘴向作為遠離所述第二接合點的方向的後退方向水平移動。

另外，所述控制部亦可於所述第二處理中，使所述瓷嘴至少水平移動所述圓柱部的直徑以上。

藉由設為該構成，可將圓柱部大致可靠地切削。

另外，所述控制部亦可於所述第三處理中，為了以所述瓷嘴將重疊於所述壓接球上的導線部分全部按壓，而一方面變更所述瓷嘴的水平位置，一方面進行兩次以上的所述壓扁動作。

藉由設為該構成，可進一步降低第一接合部的厚度、甚至弧高度。

另外，所述控制部亦可基於所述瓷嘴的形狀資訊、所述 壓接球的目標形狀資訊及所述導線的資訊，生成所述瓷嘴的移動順序。

藉由設為該構成，可減輕操作員的工時。

作為另一本發明的半導體裝置的製造方法，藉由利用瓷嘴以導線將第一接合點與第二接合點之間連接而製造半導體裝置，其包括下述步驟：第一步驟，於穿插至所述瓷嘴的所述導線的前端形成無空氣球之後，使所述瓷嘴向所述第一接合點下降至規定的壓接高度，藉此於所述第一接合點形成壓接球及位於所述壓接球上的圓柱部；第二步驟，於執行所述第一步驟之後，使所述瓷嘴於所述壓接高度水平移動，藉此以所述瓷嘴將所述圓柱部削去；以及第三步驟，於執行所述第二步驟之後，使所述瓷嘴於較所述壓接高度更高的移動高度向作為接近所述第二接合點的方向的前進方向移動，並且於該移動的中途反覆進行一次以上的壓扁動作，所述壓扁動作為了以所述瓷嘴將重疊於所述壓接球上的導線部分壓扁而使所述瓷嘴升降。

於設為該構成的情形時，圓柱部由瓷嘴削去，另外重疊於壓接球上的導線部分由瓷嘴壓扁，故而可進一步降低弧高度。

作為另一本發明的半導體裝置是半導體晶片上的第一接合點、與安裝有所述半導體晶片的引線框架上的第二接合點經線弧連接而成，其中，所述線弧具有形成於第一接合點的第一接合部、及形成於所述第二接合點並且經由所述導線而連接於所述第一接合部的第二接合部，所述第一接合部為於扁平圓板狀的壓接 球上以既定間隔載置有向所述壓接球被擠塌的所述導線的一部分的形狀，所述導線自所述第一接合部的端部大致水平地伸出。

於壓接球上直接載置有被擠塌的導線的一部分，故而第一接合部的厚度、甚至弧高度變小，可實現半導體裝置的進一步的薄型化。

於該情形時，作為自所述半導體晶片的上表面至所述線弧的最高點為止的距離的弧高度亦可小於所述壓接球的厚度與所述導線的直徑的合計值，或與所述合計值相同。

藉由設為該構成，第一接合部的厚度、甚至弧高度變小，可實現半導體裝置的進一步的薄型化。

根據本說明書中揭示的打線接合裝置、半導體裝置的製造方法及半導體裝置，圓柱部由瓷嘴削去，另外重疊於壓接球上的導線部分由瓷嘴壓扁，故而可進一步降低弧高度。

10:打線接合裝置

12:瓷嘴

14:接合臂

16接合頭

18:XY台

20:平台

21:夾頭

22:放電電極

24:控制部

40:孔

42:倒角面

44:朝向面

50:導線

52:無空氣球

54:第一接合部

58:第二接合部

60:壓接球

62:圓柱部

110:半導體晶片

112:焊墊

120:引線框架

122:引線

a~m:軌跡

Bt:厚度

CD:倒角徑

D:直徑

H:孔徑

H1:壓接高度(高度)

H2:移動高度(高度)

H3:壓扁高度(高度)

HL:弧高度

L1~L3:水平移動量、水平間隔

Lb:水平移動量(水平移動距離)

P1:第一接合點

P2:第二接合點

T:外徑

W:朝向寬度

φ:導線徑

圖1為表示打線接合裝置的構成的圖。

圖2為表示瓷嘴前端的形狀的圖。

圖3為表示線弧形狀的一例的圖。

圖4為表示瓷嘴的移動軌跡的圖。

圖5為表示第一接合部形成時的狀況的圖。

圖6為表示第一接合部形成時的狀況的圖。

圖7為表示由本說明書中揭示的技術所形成的第一接合部的一例的照片。

圖8(a)~圖8(c)為表示先前的第一接合部形成的狀況的圖。

圖9(a)及圖9(b)為表示先前的第一接合部形成的狀況的圖。

以下，參照圖式對打線接合裝置10的構成進行說明。圖1為表示打線接合裝置10的構成的圖。該打線接合裝置10為以導線50將第一接合點P1與第二接合點P2之間連接的裝置，一般而言，第一接合點P1設定於半導體晶片110的焊墊112上，第二接合點P2設定於安裝有半導體晶片110的引線框架120的引線122上。

打線接合裝置10具備接合頭16、及平台20，所述平台20供載置安裝有半導體晶片110的引線框架120(以下，於將兩者歸總的情形時稱為「被安裝體」)。接合頭16更具備作為超音波焊頭發揮功能的接合臂14、及安裝於該接合臂14的前端的瓷嘴12。接合臂14為自接合頭16於水平方向突出的臂，於其內部組入有超音波振子。藉由使用設於打線接合裝置10的超音波振盪器(未圖示)對該超音波振子施加電壓，可向位於接合臂14的前端的瓷嘴12賦予超音波振動。

瓷嘴12以與平台20上下相向的方式安裝於接合臂14 的前端。於瓷嘴12形成有於軸向貫通的貫通孔(以下稱為「孔40」，圖1中未圖示)，於該孔40穿插金線等導線50。瓷嘴12根據所使用的導線50的種類、或所需要的壓接球60的形狀等而適當更換。

於瓷嘴12的附近配置有放電電極22。放電電極22是為了於導線50的前端形成該導線50熔融而成的無空氣球(以下稱為「FAB52」)而設置。若於該放電電極22與導線的前端之間施加高電壓而發生放電，則藉由其放電能量而導線50的前端部熔融。而且，藉由該熔融而於導線50的前端形成FAB52。

於瓷嘴12的上方配置有夾頭21。夾頭21具有配置於導線50的兩側的一對握持構件，藉由使該握持構件接近/遠離而將導線50夾持或鬆開。

接合臂14經由未圖示的升降機構而安裝於接合頭16。另外，接合頭16設置於XY台18，可進行水平方向的移動。而且，伴隨接合頭16的水平移動及接合臂14的垂直移動，瓷嘴12可相對於被安裝體而於水平方向及垂直方向相對移動。即，升降機構及XY台18作為使瓷嘴12相對於被安裝體相對移動的移動機構發揮功能。再者，本例中使瓷嘴12移動，但亦可設為使平台20而非瓷嘴12移動的構成。

平台20供載置如下被安裝體，即，作為安裝有半導體晶片110的引線框架120。於該平台20內置有將引線框架120加熱的加熱器(未圖示)。於執行打線接合時，藉由該加熱器將引線框架120加熱。

控制部24控制打線接合裝置10的各部的驅動。控制部24例如具備儲存各種資料的記憶體、及進行各種運算的中央處理單元(Central Processing Unit，CPU)。作為儲存於控制部24的記憶體的資料，包含用於執行接合處理的控制程式、或生成後述的瓷嘴12的移動順序所需要的資料等。

控制部24具體而言，藉由驅動控制XY台18及升降機構而控制瓷嘴12相對於被安裝體的位置。另外，控制部24根據接合處理的進行狀況，亦進行夾頭21的開閉控制、放電電壓的施加控制、平台20的加熱器的驅動控制。另外，控制部24亦作為生成瓷嘴12的移動順序(XY台18及升降機構的驅動順序)的生成部發揮功能。為了生成移動順序，於控制部24的記憶體儲存有與瓷嘴12的形狀有關的資訊、與後述的壓接球60的目標形狀有關的資訊等，對此將於後述。

圖2為表示瓷嘴12的前端部的一例的圖。於瓷嘴12形成有作為於其軸向貫通的貫通孔的孔40。於該孔40內穿插導線50。因此，孔40的直徑(孔徑H)大於導線50的直徑(導線徑φ)(H>φ)。孔40的下端以圓錐狀擴展。該以圓錐狀擴展的錐面被稱為倒角面42。另外，該圓錐狀的空間中最大直徑(即最下端的直徑)被稱為倒角徑CD。

瓷嘴12的下端面成為按壓FAB52的朝向面44。該朝向面44可為平坦的水平面，也可為隨著接近外側而向上方行進般的傾斜面。以下，將朝向面44的寬度、即自孔40下端的內周緣至 瓷嘴12下端的外周緣為止的距離稱為「朝向寬度W」。於將瓷嘴12的外徑設為T的情形時，朝向寬度W為W=(T-CD)/2。

圖3為藉由打線接合裝置10所形成的線弧的概念圖。於半導體晶片110配設有多個焊墊112，於引線框架120配設有多根引線122。打線接合裝置10以導線50將位於所述焊墊112上的第一接合點P1、與位於引線122上的第二接合點P2連接。

於第一接合點P1，形成有將導線50的一端按壓於焊墊112而形成的第一接合部54，自該第一接合部54伸出的導線50延伸至第二接合點P2。於第二接合點P2，形成有將導線50的另一端按壓於引線122而形成的第二接合部58。此處，第二接合部58通常為將導線50按壓於引線122並壓塌的針腳式接合(Stitch Bond)。

為了使半導體裝置薄型化，需要降低所述線弧的高度，尤其是從焊墊112的上表面起至線弧的最上點為止的垂直方向距離、即弧高度HL。本說明書中，為了降低該弧高度HL，藉由特殊的步驟來形成第一接合部54。關於此方面，與先前技術比較來進行說明。再者，以下的說明中，自第一接合點P1觀看，將接近第二接合點P2的方向稱為「前進方向」，將遠離第二接合點P2的方向稱為「後退方向」。

首先，對先前的第一接合部54的形成加以簡單說明。圖8(a)~圖8(c)為表示先前的第一接合部54形成的流程的概念圖。於形成第一接合部54的情形時，首先於位於半導體晶片110 的焊墊112上的第一接合點P1形成壓接球60。具體而言，首先如圖8(a)所示，於導線50的前端形成FAB52。繼而如圖8(b)所示，使瓷嘴12向第一接合點P1下降，以瓷嘴12的朝向面44將FAB52按壓於第一接合點P1。再者，於該按壓時，亦可經由接合臂14向瓷嘴12賦予振動。伴隨該按壓，FAB52變形為扁平，而於焊墊112上形成扁平圓板狀的壓接球60。另外，構成FAB52的材料的一部分填充於瓷嘴12的孔40內。該填充於孔40內的材料構成較壓接球60更為小徑且較導線50更為大徑的圓柱部62。而且，藉由該按壓，而於第一接合點P1形成於扁平圓板狀的壓接球60上載置有圓柱部62的第一接合部54。

若形成有第一接合部54，則控制部24使瓷嘴12移動，使導線50向第二接合點P2彎弧。具體而言，控制部24如圖8(b)的箭頭所示，使瓷嘴12向上方、後退方向、上方移動，使導線50彎曲後，使瓷嘴12向第二接合點P2移動。繼而，於第二接合點P2，藉由將瓷嘴12按壓於引線122而形成將導線50擠塌的第二接合部58(針腳式接合)。若形成有第二接合部58，則控制部24使瓷嘴12向上方移動後，於鎖緊夾頭21的狀態下使瓷嘴12進一步向上移動，將導線50拉斷。

由以上的順序形成的第一接合部54周邊如圖8(c)般，導線50成為如下形狀：自第一接合部54的上端向上方延伸後，描畫平緩的圓弧而向斜下方延伸。於該情形時，弧高度HL成為壓接球60的厚度、圓柱部62的厚度、及自圓柱部62以大致U字狀 伸出的導線50的高度的合計。該弧高度HL相對較高，為導線徑φ的2倍~4倍。該大的弧高度HL妨礙半導體裝置的薄型化、甚至半導體裝置的小型化、薄型化、高積體化。

因此，先前以來正研究可進一步降低弧高度HL的低弧化技術。例如，目前提出有下述技術，即：如圖9(a)及圖9(b)所示，於第一接合點P1形成壓接球60後，於該壓接球60上使導線50折回後，以瓷嘴12按壓該折回的導線。具體而言，控制部24若形成有壓接球60及圓柱部62，則使瓷嘴12如圖9(a)的箭頭所示般向上方、後退方向、下方、上方移動後，再次向前進方向移動，於該地點再一次向下方移動。藉此，於壓接球60上使導線50折回。繼而，以後與通常的彎弧動作同樣地，使瓷嘴12向上方、後退方向、上方移動，彎曲後向第二接合點P2移動。

根據該技術，導線50不自第一接合部54垂直上升，而於大致水平方向延伸，因而與圖8(a)~圖8(c)所示的技術相比可降低弧高度HL。然而，該技術中，使圓柱部62橫向傾倒，於該橫向傾倒的圓柱部62上載置有導線50。該圓柱部62及該導線50雖由瓷嘴12按壓，但僅簡單地按壓的情況下難以充分降低其高度。尤其，圓柱部62因由形成壓接球60所致的加工硬化而變得較其他部分更硬。該圓柱部62於僅以瓷嘴12按壓的情況下難以充分降低厚度。其結果，由圖9(a)及圖9(b)的技術所得的弧高度HL大多成為壓接球60的厚度Bt與導線徑φ的合計程度，例如於導線徑為18μm、壓接球60的厚度Bt為7μm的情形 時，由圖9(a)及圖9(b)的技術所得的弧高度HL成為25μm左右。

本說明書中揭示的打線接合裝置10進一步降低弧高度HL。具體而言，本裝置中，形成壓接球60及圓柱部62後，使瓷嘴12直接水平移動而不向上方移動，藉此利用瓷嘴12將圓柱部62切削，藉此實現低弧化。參照圖4~圖6對此進行說明。圖4為表示第一接合部54形成時的瓷嘴12的移動軌跡的圖。另外，圖5、圖6是表示形成第一接合部54時的瓷嘴12及導線50的活動的圖。再者，對圖5、圖6的各圖標註的字母a~字母l與圖4所示的軌跡a~軌跡m對應。

於形成第一接合部54的情形時，控制部24首先鬆開夾頭21，於該狀態下驅動控制XY台18及升降機構，使瓷嘴12移動至第一接合點P1的正上方。繼而，控制部24對放電電極22與導線50的前端之間施加高電壓而發生放電，於導線50的前端形成FAB52。

若形成有FAB52，則控制部24使瓷嘴12向第一接合點P1下降。此時，自焊墊112的上表面至瓷嘴12的下端為止的距離(以下稱為「壓接高度H1」)是基於壓接球60的厚度Bt的目標值而決定。

圖4的軌跡a表示使所述瓷嘴12下降至壓接高度H1時的軌跡。另外，圖5的上段左端表示該軌跡a的瓷嘴12及導線50的狀況。另外，該下降時，亦可對瓷嘴12經由接合臂14賦予超 音波振動。

伴隨瓷嘴12的下降，FAB52由瓷嘴12的朝向面44按壓而扁平化。另外，構成FAB52的材料的一部分填充於瓷嘴12的孔40內。結果，如圖5的上段左端所示，於第一接合點P1形成有扁平圓板狀的壓接球60、及載置於該壓接球60上的圓柱部62。形成該壓接球60及該圓柱部62的步驟、處理為第一步驟、第一處理。

若形成有壓接球60，則繼而控制部24使瓷嘴12於壓接高度H1水平移動，利用瓷嘴12將圓柱部62削去。具體而言，控制部24如圖4的軌跡b所示，不使瓷嘴12上升，換言之保持圓柱部62存在於瓷嘴12的孔40內的狀態，使瓷嘴12向後退方向水平移動。圖5的上段中央為表示此時的狀況的圖。於該情形時，理所當然孔40的內周面與圓柱部62發生干擾。瓷嘴12一方面干擾圓柱部62一方面水平移動，藉此圓柱部62由瓷嘴12切削。經切削的圓柱部62的材料如圖5的上段中央中加深陰影所示，一部分逐漸橫向避讓，一部分逐漸避讓至孔40的內部。總之，瓷嘴12於形成壓接球60後水平移動而不上升，藉此將圓柱部62削去。該削去圓柱部62的步驟、處理相當於第二步驟、第二處理。

此處，該瓷嘴12的水平移動的距離(軌跡b的移動距離)並無特別限定。然而，該第二步驟(軌跡b)是以切削圓柱部62為目的，故而該第二步驟中，較理想為使瓷嘴12水平移動圓柱部62的直徑以上。另外，關於瓷嘴12的水平移動的方向，只要 將圓柱部62削去，則可為後退方向，亦可為前進方向。另外，瓷嘴12只要將圓柱部62削去，則亦可於後退方向及前進方向進退一次以上。另外，為了順利地進行該削去動作，亦可於軌跡b的移動中亦對瓷嘴12賦予超音波振動。

若第二步驟結束，則繼而控制部24執行下述第三步驟(第三處理)，即：使瓷嘴12於較壓接高度H1更高的移動高度H2向前進方向移動，並且於該移動的中途反覆進行一次以上的使瓷嘴12升降的壓扁動作。軌跡c~軌跡k表示該第三步驟的瓷嘴12的移動軌跡。另外，圖5的上段右端至圖6的下段中央表示該第三步驟的狀況。

加以具體說明，若削去圓柱部62，則控制部24使瓷嘴12向上方移動(軌跡c)後，向前進側移動既定距離(軌跡d)。藉此，如圖5的上段右端及下段左端所示，導線50向前進側折回，載置於壓接球60上。若成為該狀態，則控制部24使瓷嘴12向下方移動(軌跡e)，如圖5的下段中央所示，以瓷嘴12的朝向面44將壓接球60上的導線50壓扁。藉此，經壓塌的導線50的材料的一部分避讓至瓷嘴12的外側，另一部分避讓至瓷嘴12的孔40的內部。另一方面，朝向面44的正下方的第一接合部54的厚度大幅度地減小。

此處，於所述折回的導線部分，包含構成圓柱部62的材料(加深陰影部位)。圓柱部62如上文所述，與其他部位相比而變硬。因此，原本的圓柱部62於僅由瓷嘴12壓扁的情況下難以 變形，厚度亦難以減小。然而，於該時間點，圓柱部62由瓷嘴12切削而被破壞。因此，藉由利用瓷嘴12進行壓扁而容易變形，厚度亦減小。

再者，於以朝向面44壓扁導線50時，亦可對瓷嘴12賦予超音波振動。總之，以下將如此使瓷嘴12暫且下降的動作(軌跡e、軌跡h、軌跡k的動作)稱為「壓扁動作」。

控制部24一方面變更水平位置，一方面反覆進行多次所述壓扁動作，直至導線50到達壓接球60的前進側端部為止。本例中，控制部24進行3次壓扁動作。圖4的軌跡e、圖5的下段中央表示第一次壓扁動作。另外，圖4的軌跡h、圖6的上段中央表示第二次壓扁動作，圖4的軌跡k、圖6的下段中央表示第3次壓扁動作。如由圖5、圖6所表明，藉由反覆進行壓扁動作直至導線50到達壓接球60的前進側端部為止，可於保持第一接合部54的厚度薄的狀況下，使導線50自壓接球60的前進側端部伸出。

此處，進行所述壓扁動作的次數、及水平間隔(軌跡d、軌跡g、軌跡j的距離)較理想為以如下方式設定，即：利用較孔40更靠後退側的朝向面44，將載置於壓接球60上的導線50整體全部壓扁。

另外，移動高度H2是以導線50可折回的範圍而設定。即，若移動高度H2與導線徑φ相比而過小，則導線50難以傾倒，無法使導線50折回。另一方面，若移動高度H2大至必要以上的程度，則相應地耗費多餘時間。此處，較理想為預先藉由實驗等而 求出與所使用的導線50的線徑或材質相應的移動高度H2的合適的值，並預先儲存於控制部24。

壓扁時的瓷嘴12的高度、即壓扁高度H3較理想為與壓接高度H1大致相同。然而，實際上由於來自被瓷嘴12壓扁的導線50的阻力等，而難以設定為H3=H1，實際上成為H3<H1。壓扁高度H3與壓接高度H1的差值△H大幅度地影響第一接合部54的厚度。因此，較理想為依所使用的導線50的每種線徑或材料，預先藉由實驗等而亦求出差值△H的合適的值，並預先儲存於控制部24。

若第三步驟完成，則控制部24執行使導線50向第二接合點P2伸出的彎弧動作。具體而言，若最後的壓扁動作完成，則控制部24於壓扁高度H3使瓷嘴12向前進方向移動(圖4的軌跡l)後，向上方移動(圖4的軌跡m)，使導線50彎曲。然後，控制部24使瓷嘴12向第二接合點P2向斜下方移動。

若瓷嘴12到達第二接合點P2，則控制部24使瓷嘴12向第二接合點P2下降，將導線50按壓於引線122。此處，視需要對瓷嘴12賦予超音波振動。藉由該按壓而於第二接合點P2(引線122)形成作為第二接合部58的針腳式接合。若成為該狀態，則控制部24使瓷嘴12稍許上升後，將夾頭21鎖緊。繼而，於鎖緊夾頭21的狀態下使瓷嘴12橫向移動，將導線50拉斷。

如由以上的說明所表明，本說明書中揭示的打線接合裝置10中，於形成壓接球60及圓柱部62後，使瓷嘴12以壓接高 度H1水平移動，藉此將位於壓接球60上的圓柱部62削去。進而，將圓柱部62削去後，以瓷嘴12將摺疊於壓接球60上的導線50壓扁。藉此，可大幅度地減小第一接合部54的厚度，甚至可大幅度地降低線弧的弧高度HL。

表1為表示利用本說明書中揭示的打線接合裝置10進行的打線接合的實驗結果的表。實驗中，使用φ=18μm的金線導線形成30次線弧，測量各線弧的壓接球60的厚度Bt、弧高度HL及拉力強度(pull strength)。

如表1所示，根據本說明書所揭示的技術，壓接球60的厚度Bt為6.6μm~7.2μm(平均6.9μm)，弧高度HL成為19.8μm~21.5μm(平均20.5μm)。另一方面，圖9(a)及圖9(b)所示的先前技術的弧高度HL如上文所述，為壓接球60的厚度與導線徑的合計值程度，於φ=18μm的情形時為25μm左右。即，根據本說明書所揭示的技術，與圖9(a)及圖9(b)所示的先前技術相比，亦可將弧高度HL降低約20%。另外，線弧的拉力強度如表1所示，為2.0gf~2.4gf，可知雖為低弧但具有充分的強度。

圖7為表示由本說明書所揭示的技術形成的第一接合部 54的一例的圖像。如圖7所示，本例的第一接合部54中，於扁平圓板狀的壓接球60上，載置有以既定間隔向壓接球60被擠塌的導線50的一部分。另外，可知導線50自壓接球60的前進側端部大致水平地伸出，弧高度HL可抑制為導線徑φ的1.1倍~1.2倍左右。

繼而，對由控制部24進行的瓷嘴12的移動順序的自動生成的流程進行說明。如上文已述，控制部24自動生成瓷嘴12的移動順序。為了該移動順序的自動生成，操作員預先至少輸入瓷嘴12的尺寸資訊、導線資訊、壓接球60的尺寸資訊。此處，作為瓷嘴12的尺寸資訊，包含瓷嘴12前端部的各部的尺寸值，即孔徑H、倒角徑CD、外徑T、朝向寬度W等。另外，操作員亦可僅輸入瓷嘴12的識別資訊(例如型號)代替此種各部的尺寸值。於該情形時，控制部24預先將多種瓷嘴12的尺寸值與識別資訊相對應地儲存，基於由操作員輸入的識別資訊而確定實際使用的瓷嘴12的尺寸值。

作為導線資訊，包含所使用的導線的線徑及材質等。另外，作為壓接球60的尺寸資訊，包含欲形成的壓接球60的直徑D及厚度Bt的目標值。再者，壓接球60的直徑D及厚度Bt的目標值亦可由控制部24基於其他資訊而自動算出。例如，控制部24亦可預先依所使用的每種瓷嘴12的形狀及導線的線徑，儲存可形成的壓接球60的直徑D及厚度Bt，根據由操作員輸入的瓷嘴12的尺寸資訊及導線資訊，自動確定壓接球60的直徑D及厚度Bt。

另外，控制部24於順序的生成之前，亦獲取第一接合點P1及第二接合點P2的位置資訊，即半導體晶片110的焊墊112及引線框架120的引線的位置資訊。此種位置資訊可由操作員輸入，亦可於控制部24中自動獲取。即，例如亦可於接合臂14的附近預先設置與該接合臂14一併移動的相機，控制部24基於由該相機拍攝所得的圖像而算出第一接合點P1及第二接合點P2的位置。

若可獲取該些資訊，則控制部24算出各移動軌跡的瓷嘴12的移動位置。此處，尤其對用以形成第一接合部54的軌跡b~軌跡k的移動位置的算出進行說明。控制部24為了算出瓷嘴12的移動位置，而算出高度H1~高度H3及水平移動量Lb、水平移動量L1~水平移動量L3等。

具體而言，控制部24根據壓接球60的厚度Bt而算出第一步驟(壓接球60及圓柱部62的形成時)中的、作為自焊墊112上表面至瓷嘴12的下端為止的距離的壓接高度H1。另外，控制部24基於導線50的種類(線徑、材質等)而決定於第三步驟中作為使瓷嘴12水平移動時的高度的移動高度H2。進而，控制部24基於壓接高度H1及導線50的種類(線徑、材質)而決定於第三步驟中作為以瓷嘴12將導線50壓扁時的高度的壓扁高度H3。即，壓扁高度H3成為對壓接高度H1附加由導線50的種類等決定的富餘量△H而得的值。

進而，控制部24基於圓柱部62的最大直徑(即倒角徑 CD)，決定第二步驟中的水平移動距離Lb。另外，控制部24基於瓷嘴12的形狀及壓接球60的形狀而算出第三步驟中的壓扁動作的次數N、及壓扁動作的水平間隔L1~水平間隔LN。該些值N、L1~LN是以如下方式設定，即，可利用瓷嘴12的朝向面44將載置於壓接球60上的導線50全部壓扁。

若可算出各軌跡的高度H1~高度H3、水平移動量Lb、水平移動量L1~水平移動量LN，則控制部24將該些值與第一接合點P1、第二接合點P2的位置資訊等組合，生成瓷嘴12的移動順序。

如由以上的說明所表明，根據本說明書中揭示的打線接合裝置10，可形成降低了弧高度HL的線弧。另外，根據本說明書中揭示的打線接合裝置10，可實現此種低弧的瓷嘴12的移動順序可基於瓷嘴12的形狀資訊、導線資訊、壓接球60的形狀資訊而自動生成。藉此，可減輕操作員的工時。

再者，至此為止說明的構成為一例，只要具有至少執行下述處理的控制部24，則其他構成亦可適當變更，所述處理為形成壓接球60及圓柱部62的第一處理(第一步驟)、為了切削圓柱部62而使瓷嘴12水平移動的第二處理(第二步驟)、及於使瓷嘴12向前進方向移動的中途進行一次以上的壓扁動作的第三處理(第三步驟)。

a~m:軌跡

H1:壓接高度(高度)

H2:移動高度(高度)

H3:壓扁高度(高度)

L1~L3:水平移動量、水平間隔

Lb:水平移動量(水平移動距離)

P1:第一接合點

Claims (8)

1. 一種打線接合裝置，以導線將設於被安裝體的第一接合點與第二接合點之間連接，其特徵在於包括：瓷嘴，保持所述導線；移動機構，使所述瓷嘴相對於被安裝體而移動；及控制部，控制所述移動機構的驅動，且所述控制部至少執行：第一處理，於所述導線的前端形成無空氣球之後，使所述瓷嘴向所述第一接合點下降至規定的壓接高度，藉此於所述第一接合點形成壓接球及位於所述壓接球上的圓柱部；第二處理，於執行所述第一處理後，使所述瓷嘴於所述壓接高度水平移動，藉此以所述瓷嘴將所述圓柱部削去；以及第三處理，於執行所述第二處理後，使所述瓷嘴於較所述壓接高度更高的移動高度向作為接近所述第二接合點的方向的前進方向移動，並且於所述移動的中途反覆進行一次以上的壓扁動作，所述壓扁動作為了以所述瓷嘴將重疊於所述壓接球上的導線部分壓扁而使所述瓷嘴暫且下降。
2. 如申請專利範圍第1項所述的打線接合裝置，其中所述控制部於所述第二處理中，使所述瓷嘴向作為遠離所述第二接合點的方向的後退方向水平移動。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的打線接合裝置，其中所述控制部於所述第二處理中，使所述瓷嘴至少水平移動所 述圓柱部的直徑以上。
4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的打線接合裝置，其中所述控制部於所述第三處理中，為了以所述瓷嘴將重疊於所述壓接球上的導線部分全部按壓，而一方面改變所述瓷嘴的水平位置，一方面進行兩次以上的所述壓扁動作。
5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的打線接合裝置，其中所述控制部基於所述瓷嘴的形狀資訊、所述壓接球的目標形狀資訊及所述導線的資訊，生成所述瓷嘴的移動順序。
6. 一種半導體裝置的製造方法，藉由利用瓷嘴以導線將第一接合點與第二接合點之間連接而製造半導體裝置，其特徵在於包括：第一步驟，於穿插至所述瓷嘴的所述導線的前端形成無空氣球之後，使所述瓷嘴向所述第一接合點下降至規定的壓接高度，藉此於所述第一接合點形成壓接球及位於所述壓接球上的圓柱部；第二步驟，於執行所述第一步驟後，使所述瓷嘴於所述壓接高度水平移動，藉此以所述瓷嘴將所述圓柱部削去；以及第三步驟，於執行所述第二步驟後，使所述瓷嘴於較所述壓接高度更高的移動高度向作為接近所述第二接合點的方向的前進方向移動，並且於所述移動的中途反覆進行一次以上的壓扁動作，所述壓扁動作為了以所述瓷嘴將重疊於所述壓接球上的導線部分 壓扁而使所述瓷嘴升降。
7. 一種半導體裝置，是半導體晶片上的第一接合點、與安裝有所述半導體晶片的引線框架上的第二接合點經線弧連接而成，其特徵在於，所述線弧具有：第一接合部，形成於第一接合點；及第二接合部，形成於所述第二接合點並且經由導線而連接於所述第一接合部，所述第一接合部為如下形狀，即，於扁平圓板狀的壓接球上，以既定間隔載置有向所述壓接球被擠塌的所述導線的一部分，所述導線自所述第一接合部的端部大致水平地伸出。
8. 如申請專利範圍第7項所述的半導體裝置，其中作為自所述半導體晶片的上表面至所述線弧的最高點為止的距離的弧高度小於所述壓接球的厚度與所述導線的直徑的合計值，或與所述合計值相同。

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