TWI775430B - Manufacturing method of semiconductor device and wire bonding apparatus - Google Patents
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Abstract
本揭示說明一種半導體裝置的製造方法及打線接合裝置,可容易地形成所需高度的針腳線。半導體裝置10的製造方法包括:第一步驟,於使用瓷嘴8將線20接合於電極31後,一邊伸出線20一邊使瓷嘴8移動至第三目標點P3,藉此形成線部20b;第二步驟,一邊伸出線20一邊使瓷嘴8移動至第四目標點P4,藉此形成折曲部20c;第三步驟,將瓷嘴8的下降及上升反覆多次,藉此將折曲部20c加工成切斷預定部C;以及第四步驟,為了形成針腳線21,於閉合線夾9的狀態下使瓷嘴8上升,藉此將線20於切斷預定部C切斷。The present disclosure describes a method for manufacturing a semiconductor device and a wire bonding device, which can easily form pin lines of a desired height. The manufacturing method of the semiconductor device 10 includes the first step of forming the wire portion 20b by moving the ceramic nozzle 8 to the third target point P3 while extending the wire 20 after bonding the wire 20 to the electrode 31 using the ceramic nozzle 8. The second step is to move the porcelain mouth 8 to the fourth target point P4 while extending the line 20, thereby forming a bent portion 20c; The bent portion 20c is processed into the planned cutting portion C; and in the fourth step, in order to form the stitch line 21, the nozzle 8 is raised in a state where the wire clamp 9 is closed, thereby cutting the thread 20 at the planned cutting portion C. .
Description
本揭示是有關於一種半導體裝置的製造方法以及打線接合(wire-bonding)裝置。 The present disclosure relates to a manufacturing method of a semiconductor device and a wire-bonding device.
於製造半導體裝置時,例如為了藉由接合將半導體零件彼此上下連接,有時針對半導體零件的電極表面,形成自該電極表面沿立起方向延伸的針腳線(pin wire)。此種針腳線例如可藉由專利文獻1所記載的方法形成。該方法中,使用瓷嘴(capillary)將線接合於電極表面後,使瓷嘴移動,使用瓷嘴的內部邊緣部於線形成損傷部分。然後,將線的自接合部至損傷部分為止的部分設為自電極表面直立的狀態後,使瓷嘴下降,藉此線因損傷部分而彎折。然後,於閉合線夾(wire clamp)的狀態下使瓷嘴上升,藉此將線於損傷部分切斷。藉此,形成自電極表面立起的針腳線。
When manufacturing a semiconductor device, for example, in order to connect semiconductor components up and down by bonding, a pin wire extending in a rising direction from the electrode surface may be formed on the electrode surface of the semiconductor component. Such a stitch line can be formed by the method described in
[先前技術文獻] [Prior Art Literature]
[專利文獻] [Patent Literature]
[專利文獻1]日本專利特開2007-220699號公報 [Patent Document 1] Japanese Patent Laid-Open No. 2007-220699
針對如上所述的針腳線,要求進一步提高針腳線距電極表面
的高度。於藉由專利文獻1所記載的方法來形成高的針腳線的情形時,需要將自接合部至損傷部分為止的線部延長。然而,該方法中,於藉由損傷部分將線彎折時,於使線部自電極表面直立的狀態下使瓷嘴下降,故而可能與瓷嘴的下降相應地,大的力作用於線部的軸向。因此,若延長線部,則容易因該力而產生線部屈曲等不良狀況。於該情形時,產生較損傷部分更易被切割的部分,故而難以將線於損傷部分可靠地切斷。因此,所述方法難以形成所需高度的針腳線。
For the stitch line as described above, it is required to further increase the distance between the stitch line and the electrode surface
the height of. When forming a tall stitch line by the method described in
本揭示說明一種半導體裝置的製造方法以及打線接合裝置,可容易地形成所需高度的針腳線。 The present disclosure describes a method for fabricating a semiconductor device and a wire bonding device, which can easily form stitch lines of a desired height.
作為本揭示的一形態的半導體裝置的製造方法包括:第一步驟,於使用瓷嘴將線接合於電極後,一邊伸出線一邊使瓷嘴移動至第一位置,藉此將線拉出既定的長度,所述第一位置為較線的接合部更靠上方的位置,且為自穿過接合部的電極的表面的法線上偏離的位置;第二步驟,於使瓷嘴移動至第一位置後,一邊伸出線一邊使瓷嘴移動至第二位置,藉此於線形成折曲部,所述第二位置為較第一位置更靠上方的位置,且為自法線延伸的法線方向觀看而相對於第一位置向接合部側偏離的位置;第三步驟,於形成折曲部之後,沿著法線方向使瓷嘴的下降及上升反覆多次,藉此將折曲部加工成切斷預定部;以及第四步驟,使瓷嘴的下降及上升反覆多次後,為了形成針腳線,而於打開線夾的狀 態下使瓷嘴上升,藉此將線於切斷預定部切斷。 A method of manufacturing a semiconductor device according to an aspect of the present disclosure includes: a first step of pulling the wire out to a predetermined position by moving the ceramic nozzle to the first position while extending the wire after bonding the wire to the electrode using the nipple. The length of , the first position is a position higher than the joint part of the line, and is a position deviated from the normal line of the surface of the electrode passing through the joint part; the second step is to move the porcelain nozzle to the first After positioning, move the porcelain nozzle to a second position while extending the line, thereby forming a bent portion on the line, the second position is a position higher than the first position, and is a method extending from the normal line The position deviated from the first position to the joint side when viewed in the line direction; in the third step, after forming the folded part, the lowering and rising of the mouthpiece are repeated several times along the normal line direction, whereby the folded part is formed. Processed into a part to be cut; and in the fourth step, after repeating the descending and ascending of the porcelain nozzle for many times, in order to form the stitch line, in the shape of opening the wire clip In this state, the nozzle is raised to cut the wire at the planned cutting portion.
根據所述製造方法,可將線於切斷預定部可靠地切斷,故而可容易地形成所需高度的針腳線。 According to the above-described manufacturing method, the thread can be reliably cut at the portion to be cut, so that the stitching thread of a desired height can be easily formed.
於使瓷嘴移動至第二位置時,折曲部亦可位於自穿過接合部的法線上偏離的位置。於該情形時,可更可靠地抑制於針腳線形成預定部產生屈曲等不良狀況的事態,可將線於切斷預定部更可靠地切斷。 When moving the mouthpiece to the second position, the bent portion may also be located at a position deviated from the normal line passing through the joint portion. In this case, the occurrence of inconveniences such as buckling in the part to be formed of the stitch line can be more reliably suppressed, and the thread can be cut more reliably in the part to be cut.
於自法線方向觀看的情形時,自第一位置至第二位置為止的瓷嘴的移動距離亦可較瓷嘴的前端面的半徑更長。於該情形時,可於切斷預定部將線更可靠地切斷。 When viewed from the normal direction, the moving distance of the nozzle from the first position to the second position can also be longer than the radius of the front end surface of the nozzle. In this case, the wire can be cut more reliably at the planned cutting portion.
於自法線方向觀看的情形時,自第一位置至第二位置為止的瓷嘴的移動距離亦可與自接合部至第一位置為止的瓷嘴的移動距離相同。於該情形時,可於切斷預定部將線進一步更可靠地切斷。 When viewed from the normal direction, the moving distance of the mouthpiece from the first position to the second position may be the same as the moving distance of the mouthpiece from the joint portion to the first position. In this case, the wire can be cut more reliably at the planned cutting portion.
於使瓷嘴移動至第二位置時,瓷嘴的前端面亦可位於接合部的正上方。於該情形時,可容易地獲得自電極的表面直立的狀態的針腳線。 When the porcelain mouth is moved to the second position, the front end surface of the porcelain mouth can also be located just above the joint portion. In this case, a stitch line in a state standing upright from the surface of the electrode can be easily obtained.
於基板上,多個半導體晶片以各半導體晶片的主面作為露出面而露出的方式積層為階段狀,電極設於各半導體晶片的露出面,亦可藉由針對每個半導體晶片進行第一步驟至第四步驟的一系列步驟,從而針對每個半導體晶片形成針腳線。亦可按自上段的半導體晶片至下段的半導體晶片的順序、或自下段的半導體 晶片至上段的半導體晶片的順序來進行第一步驟至第四步驟的一系列步驟。於該情形時,即便於難以藉由擠壓動作來切斷線的狀況下,亦可針對每個半導體晶片容易地形成針腳線。 On the substrate, a plurality of semiconductor wafers are stacked in stages such that the main surfaces of the semiconductor wafers are exposed as exposed surfaces, electrodes are provided on the exposed surfaces of the semiconductor wafers, and the first step may be performed for each semiconductor wafer. A series of steps up to the fourth step, thereby forming stitch lines for each semiconductor wafer. You can also order from the semiconductor wafer of the upper stage to the semiconductor wafer of the lower stage, or from the semiconductor wafer of the lower stage A series of steps from the first step to the fourth step are performed in order from the wafer to the semiconductor wafer of the upper stage. In this case, even in a situation where it is difficult to cut the line by the pressing action, the stitch line can be easily formed for each semiconductor wafer.
作為本揭示的另一形態的打線接合裝置包括:接合單元,包含相對於電極能夠相對移動地構成的瓷嘴;以及控制單元,控制接合單元的運作,控制單元將下述控制訊號提供給接合單元:第一控制訊號,於使用瓷嘴將線接合於電極的後,一邊伸出線一邊使瓷嘴移動至第一位置,藉此將線拉出既定的長度,所述第一位置為較線的接合部更靠上方的位置,且為自穿過接合部的電極的表面的法線上偏離的位置;第二控制訊號,於使瓷嘴移動至第一位置後,一邊伸出線一邊使瓷嘴移動至第二位置,藉此於線形成折曲部,所述第二位置為較第一位置更靠上方的位置,且為自法線延伸的法線方向觀看而相對於第一位置向接合部側偏離的位置;第三控制訊號,於形成折曲部之後,沿著法線方向使瓷嘴的下降及上升反覆多次,藉此將折曲部加工成切斷預定部;以及第四控制訊號,於使瓷嘴的下降及上升反覆多次後,為了形成針腳線,於閉合線夾的狀態下使瓷嘴上升,藉此將線於切斷預定部處切斷。 As another aspect of the present disclosure, a wire bonding device includes: a bonding unit including a nozzle configured to be relatively movable with respect to an electrode; and a control unit for controlling the operation of the bonding unit, and the control unit provides the following control signal to the bonding unit : The first control signal, after using the ceramic nozzle to join the wire to the electrode, while extending the wire, the ceramic nozzle is moved to the first position, thereby pulling the wire out to a predetermined length, and the first position is the wire The junction part is more above the position, and is a position deviated from the normal line of the surface of the electrode passing through the junction part; the second control signal, after moving the ceramic nozzle to the first position, extends the line while making the ceramic The mouth is moved to a second position, whereby a bend is formed in the line, the second position is a position higher than the first position, and viewed in the direction of the normal extending from the normal and facing the first position relative to the first position. the position where the joint part side is deviated; the third control signal, after forming the folded part, repeats the descending and rising of the nozzle along the normal line direction many times, thereby processing the folded part into a part to be cut; and the first Four control signals, after repeating the descending and ascending of the nozzle for many times, in order to form the stitch line, the nozzle is raised in the state of closing the wire clamp, thereby cutting the thread at the part to be cut.
根據所述打線接合裝置,可將線於切斷預定部可靠地切斷,故而可容易地形成所需高度的針腳線。 According to the wire bonding apparatus, the wire can be reliably cut at the part to be cut, so that the stitching line of the desired height can be easily formed.
根據本揭示,提供一種可容易地形成所需高度的針腳線 的半導體裝置的製造方法及打線接合裝置。 According to the present disclosure, there is provided a stitch line that can easily form a desired height A method of manufacturing a semiconductor device and a wire bonding device.
1:打線接合裝置 1: wire bonding device
2:搬送單元 2: Conveying unit
3:接合單元 3: junction unit
4:控制單元 4: Control unit
6:移動機構 6: Mobile Mechanism
7:接合工具 7: Joining tools
8、108:瓷嘴 8, 108: porcelain mouth
8a:前端面 8a: Front face
9:線夾 9: Wire clip
10:半導體裝置 10: Semiconductor device
11a:主面 11a: Main side
12、112:半導體零件 12, 112: Semiconductor parts
12A、12B、12C、12D:半導體晶片 12A, 12B, 12C, 12D: Semiconductor wafers
12a、12b、12c、12d:露出面 12a, 12b, 12c, 12d: exposed face
20、120:線 20, 120: line
20a、21a、120a:接合部(bonding part) 20a, 21a, 120a: bonding part
20b、20d、21b、120b、120d:線部 20b, 20d, 21b, 120b, 120d: Line part
20c:折曲部 20c: Bending part
21、21A、21B、21C、21D:針腳線 21, 21A, 21B, 21C, 21D: Pin line
21c:上端部 21c: upper end
31、31A、31B、31C、31D、131:電極 31, 31A, 31B, 31C, 31D, 131: Electrodes
120c:損傷部分 120c: Damaged Section
C:切斷預定部 C: Cut off scheduled part
CL:中心軸線 CL: central axis
D1:法線方向 D1: normal direction
D2:平行軸線方向 D2: Parallel axis direction
D3、D4:軸向 D3, D4: Axial
d1~d4:移動距離 d1~d4: moving distance
H:高度 H: height
L1、L2:長度 L1, L2: length
P1:第一目標點 P1: The first target point
P2:第二目標點 P2: Second target point
P3:第三目標點(第一位置) P3: The third target point (the first position)
P4:第四目標點(第二位置) P4: Fourth target point (second position)
P5:第五目標點 P5: Fifth target point
P6:第六目標點 P6: sixth target point
P7:第七目標點 P7: Seventh target point
R:半徑 R: radius
S11~S20:步驟 S11~S20: Steps
θ1~θ5:角度 θ1~θ5: Angle
圖1為表示一實施形態的打線接合裝置的構成的圖。 FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a wire bonding apparatus according to an embodiment.
圖2為表示使用圖1所示的打線接合裝置所製造的半導體裝置的構成的圖。 FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a semiconductor device manufactured using the wire bonding apparatus shown in FIG. 1 .
圖3為表示圖2所示的針腳線的形狀及瓷嘴的目標點的圖。 FIG. 3 is a view showing the shape of the stitch line shown in FIG. 2 and the target point of the nozzle.
圖4為表示一實施形態的半導體裝置的製造方法的步驟的流程圖。 FIG. 4 is a flowchart showing the steps of a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment.
圖5的(a)、圖5的(b)及圖5的(c)為表示一實施形態的半導體裝置的製造方法的步驟的圖。 FIGS. 5( a ), 5 ( b ), and 5 ( c ) are diagrams showing steps of a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment.
圖6的(a)、圖6的(b)及圖6的(c)為表示繼圖5的(a)~圖5的(c)之後的步驟的圖。 FIGS. 6( a ), 6 ( b ), and 6 ( c ) are diagrams showing steps following FIGS. 5 ( a ) to 5 ( c ).
圖7的(a)、圖7的(b)及圖7的(c)為表示繼圖6的(a)~圖6的(c)之後的步驟的圖。 FIGS. 7( a ), 7 ( b ), and 7 ( c ) are diagrams showing steps subsequent to FIGS. 6 ( a ) to 6 ( c ).
圖8為表示圖6的(a)的步驟中的線的形狀的圖。 Fig. 8 is a diagram showing the shape of a line in step (a) of Fig. 6 .
圖9的(a)及圖9的(b)為表示第一比較例的半導體裝置的製造方法的步驟的圖。 FIGS. 9( a ) and 9 ( b ) are diagrams showing the steps of the method for manufacturing the semiconductor device of the first comparative example.
圖10的(a)、圖10的(b)及圖10的(c)為表示第二比較例的半導體裝置的製造方法的步驟的圖。 FIGS. 10( a ), 10 ( b ), and 10 ( c ) are diagrams showing steps of a method of manufacturing a semiconductor device according to a second comparative example.
圖11的(a)、圖11的(b)及圖11的(c)為表示繼圖10的(a)~圖10的(c)之後的步驟的圖。 FIGS. 11( a ), 11 ( b ), and 11 ( c ) are diagrams showing steps following FIGS. 10 ( a ) to 10 ( c ).
以下,一方面參照附圖一方面對本發明的實施形態加以詳細說明。圖式的說明中對相同要素標註相同符號,適當省略重複的說明。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same symbols, and overlapping descriptions are appropriately omitted.
[打線接合裝置] [Wire Bonding Device]
圖1所示的打線接合裝置1例如於將線20接合於在半導體裝置10設置的電極後,將線20以既定的長度切斷,藉此形成自該電極的表面沿立起的方向延伸的針腳線21(參照圖3)。打線接合裝置1例如包括搬送單元2、接合單元3及控制單元4。
In the
搬送單元2將作為被處理零件的半導體裝置10搬送至接合區。接合單元3例如包含移動機構6、接合工具7、瓷嘴8及線夾9。移動機構6使瓷嘴8相對於半導體裝置10相對移動。於接合工具7的前端,能夠裝卸地設有伸出線20的瓷嘴8。瓷嘴8呈尖銳的圓筒狀。於瓷嘴8的內部穿插有線20。瓷嘴8對線20提供熱、超音波或壓力。
The
線夾9配置於瓷嘴8的上方。線夾9以能夠握持線20的方式構成。於線夾9打開的狀態下,線20未由線夾9握持,允許自瓷嘴8伸出線20。於線夾9閉合的狀態下,線20由線夾9握持,停止自瓷嘴8伸出線20。線20為細徑的金屬線。例如,線20由金(Au)、銀(Ag)、鋁(Al)、銅(Cu)或該些的合金形成。線20的直徑例如為20μm(微米)。
The
控制單元4控制包含接合單元3的運作的、打線接合裝
置1整體的運作。控制單元4將若干控制訊號提供給接合單元3。例如,控制訊號包含:用以控制瓷嘴8相對於半導體裝置10的位置的訊號;用以開始及停止提供熱、超音波或壓力的訊號;以及用以允許及停止自瓷嘴8伸出線20的訊號。關於控制單元4的具體的控制動作,將於後述。
The
[半導體裝置] [semiconductor device]
圖2所示的半導體裝置10例如具有:電路基板11;具有多個半導體晶片12A、12B、12C及12D的半導體零件12;以及多個針腳線21A、21B、21C及21D。半導體零件12例如藉由黏晶(die bond)等而固定於電路基板11的主面11a。半導體零件12例如具有將多個半導體晶片12A、12B、12C及12D多段地積層的構成。作為一例,半導體零件12為多段晶片記憶體元件。
The
各半導體晶片12A、12B、12C及12D以階段狀地偏離的方式積層。半導體晶片12A配置於電路基板11的主面11a上。半導體晶片12B配置於半導體晶片12A的主面上,且以沿著沿電路基板11的主面11a的一方向自半導體晶片12A偏離的方式配置。半導體晶片12C配置於半導體晶片12B的主面上,且以沿著該一方向自半導體晶片12B偏離的方式配置。半導體晶片12D配置於半導體晶片12C的主面上,且以沿著該一方向自半導體晶片12C偏離的方式配置。
The
半導體晶片12A的主面中自半導體晶片12B露出的一部分成為自半導體晶片12B露出的露出面12a。半導體晶片12B的
主面中自半導體晶片12C露出的一部分成為自半導體晶片12C露出的露出面12b。半導體晶片12C的主面中自半導體晶片12D露出的一部分成為自半導體晶片12D露出的露出面12c。半導體晶片12D的主面成為於半導體零件12的外面露出的露出面12d。於露出面12a、露出面12b、露出面12c及露出面12d,分別設有電極31A、電極31B、電極31C及電極31D。電極31A的表面構成露出面12a,電極31B的表面構成露出面12b,電極31C的表面構成露出面12c,電極31D的表面構成露出面12d。
A part of the main surface of the
針腳線21A、針腳線21B、針腳線21C及針腳線21D分別設於電極31A、電極31B、電極31C及電極31D上。各針腳線21A、21B、21C及21D為以既定的長度切斷的線20的一部分。針腳線21A接合於電極31A的表面,自電極31A的表面沿立起的方向延伸。針腳線21B接合於電極31B的表面,自電極31B的表面沿立起的方向延伸。針腳線21C接合於電極31C的表面,自電極31C的表面沿立起的方向延伸。針腳線21D接合於電極31D的表面,自電極31D的表面沿立起的方向延伸。
The
各針腳線21A、21B、21C及21D的上端以位於以電路基板11的主面11a為基準時的相同的高度H的方式對齊。因此,各針腳線21A、21B、21C及21D的長度互不相同。設於最下段的半導體晶片12A的針腳線21A的長度最長,設於接下來的一段的半導體晶片12B的針腳線21B的長度較針腳線21A的長度更短,設於接下來的一段的半導體晶片12C的針腳線21C的長度較針腳
線21B的長度更短,設於最上段的半導體晶片12D的針腳線21D的長度最短。各針腳線21A、21B、21C及21D的上端連接於在半導體零件12上設置的其他未圖示的半導體零件的電極。藉此,半導體零件12與該其他半導體零件經由針腳線21A、針腳線21B、針腳線21C及針腳線21D而相互電性連接。
The upper ends of the
以下,於無須將針腳線21A、針腳線21B、針腳線21C及針腳線21D分別區分而說明的情形時,將該些統稱為「針腳線21」,於無須將電極31A、電極31B、電極31C及電極31D分別區分而說明的情形時,將該些統稱為「電極31」。
Hereinafter, when it is not necessary to distinguish the
圖3表示針腳線21的形狀。如圖3所示,針腳線21包含接合部21a及線部21b。接合部21a為構成針腳線21的下端部的部分,相當於後述的線20的接合部20a(接合部)。接合部21a物理及電性連接於電極31。所謂此處提及的物理連接的狀態,是指針腳線21與電極31相互接合的狀態。例如,接合部21a亦可設為產生對拉伸力的阻力(反作用力)的部分。另外,所謂電性連接的狀態,是指針腳線21與電極31之間的電阻極小的狀態。接合部21a是藉由瓷嘴8將形成於線20的前端的球狀的無空氣球(Free Air Ball,FAB)按壓於電極31從而形成。因此,接合部21a呈FAB被壓扁一半程度的變形半球狀。
FIG. 3 shows the shape of the
線部21b為針腳線21的本體部分,相當於後述的線20的線部20b。線部21b自接合部21a向上方延伸。本實施形態中,線部21b沿著電極31的表面的法線延伸的法線方向D1而延伸。
換言之,線部21b成為相對於電極31的表面而直立的狀態。線部21b的剖面呈圓形狀,保持線20的剖面形狀。線部21b的上端部21c呈朝向線部21b的上端而前端變細的形狀。上端部21c為形成針腳線21時的線20的切斷部,相當於後述的線20的折曲部20c。自電極31的表面至針腳線21的上端為止的高度、即針腳線21的全長例如可設為100μm以上。
The
[半導體裝置的製造方法] [Manufacturing method of semiconductor device]
所述半導體裝置10是藉由打線接合裝置1而製造。以下,對打線接合裝置1中的控制單元4的控制動作、及半導體裝置10的製造方法加以說明。
The
首先,一方面參照圖3,一方面對瓷嘴8的前端移動的第一目標點P1~第七目標點P7加以具體說明。圖3表示針腳線21的形狀並且表示第一目標點P1~第七目標點P7。控制單元4具有與預先設定的第一目標點P1~第七目標點P7有關的資訊。控制單元4以瓷嘴8的前端依序移動至第一目標點P1~第七目標點P7的方式,向接合單元3提供控制訊號。進而,控制單元4將控制於移動中允許及停止線20的伸出的控制訊號提供給接合單元3。進而,控制單元4將控制允許及停止自瓷嘴8提供超音波等的控制訊號提供給接合單元3。再者,所謂瓷嘴8的前端,表示瓷嘴8的前端面8a(參照圖8)的位置。前端面8a例如成為與電極31的表面平行的平面,自法線方向D1觀看而呈圓形。因此,瓷嘴8的前端例如可設為自法線方向D1觀看的情形的、前端面8a的中
心位置。
First, referring to FIG. 3 , on the one hand, the first target point P1 to the seventh target point P7 for the movement of the front end of the
再者,以下的說明中例示下述情形,即:將半導體零件12固定,且瓷嘴8移動。然而,關於第一目標點P1~第七目標點P7所描畫的軌跡,只要根據半導體零件12與瓷嘴8的相對位置關係來描畫即可。即,可如以下的說明般,僅使瓷嘴8移動而描畫軌跡。另外,亦可使半導體零件12及瓷嘴8兩者移動而描畫軌跡。例如,上下方向的移動亦可藉由瓷嘴8的移動來應對,且左右方向的移動亦可藉由半導體零件12的移動來應對。
In addition, in the following description, the case where the
第一目標點P1表示將線20接合於電極31的位置。換言之,第一目標點P1表示形成針腳線21的接合部21a的位置、即接合部21a的位置。第一目標點P1亦可設為電極31的表面上且自法線方向D1觀看的情形的接合部21a的中心的位置。
The first target point P1 represents the position where the
第二目標點P2為第一目標點P1的正上方的位置。換言之,第二目標點P2為穿過第一目標點P1的、電極31的表面的法線上的位置。以下的說明中,將沿著電極31的表面的法線遠離電極31的方向稱為「上方向」,將沿著該法線靠近電極31的方向稱為「下方向」。如此,第二目標點P2亦可謂相對於第一目標點P1向上方向偏離的位置。
The second target point P2 is a position directly above the first target point P1. In other words, the second target point P2 is a position passing through the first target point P1 on the normal line of the surface of the
第三目標點P3(第一位置)為自穿過第一目標點P1及第二目標點P2的電極31的法線上偏離的位置。即,第三目標點P3設定於下述位置,該位置沿著與電極31的法線正交的平行軸線延伸的方向(以下稱為「平行軸線方向D2」),相對於第二目標點
P2而遠離既定距離。以下的說明中,將沿著平行軸線方向D2自電極31A朝向電極31B的方向稱為「右方向」,將沿著平行軸線方向D2自電極31B朝向電極31A的方向稱為「左方向」。於是,第三目標點P3亦可謂相對於第二目標點P2向左方向遠離既定距離的位置。自第一目標點P1至第二目標點P2為止的距離、及自第二目標點P2至第三目標點P3為止的距離亦可基於針腳線21距電極31的表面的高度(針腳線21的全長)而決定。自第二目標點P2至第三目標點P3為止的距離可與自第一目標點P1至第二目標點P2為止的距離同等,亦可更長,亦可更短。
The third target point P3 (first position) is a position deviated from the normal line of the
第四目標點P4(第二位置)為較第三目標點P3更靠上方,且自法線方向D1觀看的情形時相對於第三目標點P3向第一目標點P1側偏離的位置。即,第四目標點P4設定於相對於第三目標點P3沿著法線方向D1向上方偏離,且相對於第三目標點P3沿著平行軸線方向D2向第一目標點P1側偏離的位置。第四目標點P4亦可謂設定於相對於第三目標點P3而向上方向及右方向分別遠離既定距離的位置。本實施形態中,第四目標點P4設定於第一目標點P1及第二目標點P2的正上方的位置。換言之,第四目標點P4設定於穿過第一目標點P1及第二目標點P2的、電極31的法線上的位置。因此,第一目標點P1、第二目標點P2及第四目標點P4設定於同一線上。第四目標點P4的位置無須為第一目標點P1及第二目標點P2的正上方,亦可設定於自穿過第一目標點P1及第二目標點P2的電極31的法線上偏離的位置。例如,第
四目標點P4的位置於自法線方向D1觀看的情形時,可為第三目標點P3與第一目標點P1及第二目標點P2之間的位置,亦可為相對於第三目標點P3而更遠離第一目標點P1及第二目標點P2的位置。
The fourth target point P4 (second position) is higher than the third target point P3 and deviated from the third target point P3 to the first target point P1 side when viewed from the normal direction D1. That is, the fourth target point P4 is set at a position deviated upward in the normal line direction D1 with respect to the third target point P3 and deviated toward the first target point P1 side in the parallel axis direction D2 with respect to the third target point P3 . The fourth target point P4 can also be said to be set at a position away from the third target point P3 by a predetermined distance in the upward direction and the right direction, respectively. In this embodiment, the fourth target point P4 is set at a position directly above the first target point P1 and the second target point P2. In other words, the fourth target point P4 is set at a position on the normal line of the
第五目標點P5為相對於第四目標點P4而向下方向偏離的位置。因此,第五目標點P5於法線方向,與第一目標點P1、第二目標點P2、第四目標點P4設定於同一線上。本實施形態中,第五目標點P5設定於較第二目標點P2更靠上方的位置。具體而言,第五目標點P5設定於法線方向D1的第二目標點P2與第四目標點P4之間的位置。第五目標點P5亦可設定於較第二目標點P2更靠下方的位置。例如,第五目標點P5亦可設定於法線方向D1的第一目標點P1與第二目標點P2之間的位置。 The fifth target point P5 is a position deviated from the fourth target point P4 in the downward direction. Therefore, the fifth target point P5 is set on the same line as the first target point P1, the second target point P2, and the fourth target point P4 in the normal direction. In the present embodiment, the fifth target point P5 is set at a position higher than the second target point P2. Specifically, the fifth target point P5 is set at a position between the second target point P2 and the fourth target point P4 in the normal line direction D1. The fifth target point P5 can also be set at a lower position than the second target point P2. For example, the fifth target point P5 may also be set at a position between the first target point P1 and the second target point P2 in the normal direction D1.
第六目標點P6為相對於第四目標點P4向上方向偏離的位置。第七目標點P7為相對於第六目標點P6向上方向偏離的位置。因此,於法線方向,第一目標點P1、第二目標點P2、第四目標點P4、第五目標點P5、第六目標點P6及第七目標點P7設定於同一線上。於瓷嘴8移動至第七目標點P7時,將線20切斷,藉此形成針腳線21。
The sixth target point P6 is a position deviated in the upward direction with respect to the fourth target point P4. The seventh target point P7 is a position deviated in the upward direction with respect to the sixth target point P6. Therefore, in the normal direction, the first target point P1, the second target point P2, the fourth target point P4, the fifth target point P5, the sixth target point P6 and the seventh target point P7 are set on the same line. When the
繼而,一方面參照圖4、圖5的(a)~圖5的(c)、圖6的(a)~圖6的(c)及圖7的(a)~圖7的(c),一方面對控制單元4的控制動作及半導體裝置10的製造方法加以說明。以下,對自最下段的半導體晶片12A至最上段的半導體晶片12D依
序形成針腳線21A、針腳線21B、針腳線21C及針腳線21D的情形加以說明。然而,各針腳線21A、21B、21C及21D的形成步驟相同,故而以於半導體晶片12A的電極31A形成針腳線21A的例子為代表進行說明。
Then, on the one hand, referring to FIG. 4 , FIG. 5( a ) to FIG. 5( c ), FIG. 6( a ) to FIG. 6( c ), and FIG. 7( a ) to FIG. 7( c ), On the one hand, the control operation of the
<第一步驟> <First step>
控制單元4向接合單元3提供第一控制訊號。第一控制訊號包含使瓷嘴8移動至第一目標點P1的動作(步驟S11)、使瓷嘴8移動至第二目標點P2的動作(步驟S12)、使瓷嘴8移動至第三目標點P3的動作(步驟S13)、自瓷嘴8以既定期間放射超音波的動作、及允許自瓷嘴8伸出線20的動作。
The
接收了第一控制訊號的接合單元3於自瓷嘴8伸出的線20的前端形成球狀的FAB(參照圖7的(c))後,使瓷嘴8移動至第一目標點P1(參照步驟S11、圖5的(a))。此時,瓷嘴8將線20按壓於電極31。繼而,接合單元3自瓷嘴8以既定期間放射超音波。藉此,線20的FAB變形而接合於電極31A,形成接合部20a。
After receiving the first control signal, the
繼而,接合單元3使瓷嘴8自第一目標點P1移動至第二目標點P2(參照步驟S12、圖5的(b))。進而,接合單元3藉由設為打開線夾9的狀態,而允許自瓷嘴8伸出線20。即,接合單元3一邊伸出線20一邊使瓷嘴8自第一目標點P1移動至第二目標點P2。
Next, the joining
繼而,接合單元3一邊伸出線20一邊使瓷嘴8自第二
目標點P2移動至第三目標點P3(參照步驟S13、圖5的(c))。此時,將線20拉出既定的長度,形成自接合部20a延伸至瓷嘴8的線部20b。線部20b如上文所述,相當於作為針腳線21的本體部的線部21b。因此,線部20b亦可謂形成針腳線21的、預定的針腳線形成預定部。
Then, while the
步驟S12及步驟S13中,只要可使瓷嘴8自第一目標點P1移動至第三目標點P3即可。例如,亦可代替步驟S12及步驟S13,而進行自第一目標點P1直接移動至第三目標點P3的步驟。換言之,瓷嘴8亦可不經由第二目標點P2。例如,可使瓷嘴8沿著連結第一目標點P1與第三目標點P3的直線軌跡移動,亦可使瓷嘴8沿著穿過第一目標點P1及第三目標點P3的圓弧軌跡移動。
In step S12 and step S13, as long as the
<第二步驟> <Second step>
控制單元4將第二控制訊號提供給接合單元3。第二控制訊號包含使瓷嘴8移動至第四目標點P4的動作、及允許自瓷嘴8伸出線20的動作(步驟S14)。
The
接收了第二控制訊號的接合單元3一邊伸出線20一邊使瓷嘴8自第三目標點P3移動至第四目標點P4(參照步驟S14、圖6的(a))。此時,於線部20b的上方形成折曲部20c,並且於折曲部20c的上方形成線部20d(步驟S15)。折曲部20c位於線部20b與線部20d之間,使自折曲部20c延伸至瓷嘴8的線部20d的軸向(延伸方向)由自接合部20a延伸至折曲部20c的線部20b的軸向(延伸方向)變化。折曲部20c是藉由線20的折曲程度變
大從而形成。即,若折曲部20c的折曲程度變大,則折曲部20c的變形由彈性變形變為塑性變形。而且,若折曲部20c發生塑性變形,則折曲部20c不回到原本的形狀(直線狀),而是維持經折曲的形狀(圓弧狀)。
The joining
步驟S14及步驟S15中,與自第三目標點P3向第四目標點P4的瓷嘴8的移動相應地,折曲部20c不停留於第三目標點P3,而是自第三目標點P3向第四目標點P4側稍許移動。該移動後的折曲部20c不位於穿過接合部20a的電極31的法線上。即,折曲部20c位於自穿過接合部20a的該法線上偏離的位置。因此,自接合部20a延伸至折曲部20c的線部20b的軸向、及自折曲部20c延伸至瓷嘴8的線部20d的軸向分別成為自法線方向D1傾斜的狀態。關於步驟S14及步驟S15中的線20的更具體的形狀,將於後述。
In steps S14 and S15, in accordance with the movement of the
步驟S14中,可使瓷嘴8沿著連結第三目標點P3與第四目標點P4的直線軌跡移動,亦可使瓷嘴8沿著穿過第三目標點P3及第四目標點P4的圓弧軌跡移動。另外,步驟S14中,亦可不使瓷嘴8自第三目標點P3直接移動至第四目標點P4。即,亦可使瓷嘴8自第三目標點P3經由其他目標點後移動至第四目標點P4。例如,亦可使瓷嘴8自第三目標點P3向右方向移動其他目標點後,使瓷嘴8自該其他目標點向上方向移動至第四目標點P4。
In step S14, the
<第三步驟> <The third step>
控制單元4將第三控制訊號提供給接合單元3。第三控制訊
號包含停止自瓷嘴8伸出線20的動作、使瓷嘴8移動至第五目標點P5的動作(步驟S15)、及使瓷嘴8於第五目標點P5與第六目標點P6之間往返移動的動作(步驟S16)。
The
接收了第三控制訊號的接合單元3藉由設為閉合線夾9的狀態,而停止自瓷嘴8伸出線20。進而,接合單元3使瓷嘴8自第四目標點P4下降至第五目標點P5(參照步驟S16、圖6的(b))。此時,以折曲部20c為起點而線部20b與線部20d相互彎折。換言之,線部20b與線部20d之間的角度變小,折曲部20c的折曲程度變得更大。而且,拉伸力作用於折曲部20c的外側(左側),另一方面,壓縮力作用於折曲部20c的內側(右側)。其結果為,折曲部20c的一部分以於與折曲部20c的軸向垂直的方向壓扁的方式變形,該一部分與折曲部20c的其他部分相比變細。即,折曲部20c的機械強度低於線20的其他部分的機械強度。
The joining
繼而,接合單元3於停止自瓷嘴8伸出線20的狀態下,使瓷嘴8於第四目標點P4與第五目標點P5之間往返移動(參照步驟S17、圖6的(c))。即,瓷嘴8反覆進行自第五目標點P5向第四目標點P4的移動、與自第四目標點P4向第五目標點P5的移動。如此,於步驟S16及步驟S17中,將瓷嘴8自第四目標點P4向第五目標點P5的下降、與瓷嘴8自第五目標點P5向第四目標點P4的上升反覆多次。藉由瓷嘴8的下降及上升的反覆動作,而進行多次以折曲部20c為起點的線部20b與線部20d的彎折動作。藉由該彎折動作而反覆應力作用於折曲部20c。
Then, the joining
反覆應力使折曲部20c產生疲勞。該疲勞使折曲部20c的機械強度進一步降低。其結果為,折曲部20c的機械強度低於接合部20a的與線部20b的連接部分的機械強度。即,折曲部20c被加工成機械強度低於接合部20a的切斷預定部C。切斷預定部C為於後述的步驟S19及步驟S20(參照圖7的(b))中將線20切斷的預定的部分。步驟S16及步驟S17中,瓷嘴8的下降及上升的反覆動作是反覆進行多次直至切斷預定部C的機械強度變得低於接合部20a的機械強度為止。
The repeated stress causes fatigue of the
接合部20a的與線部20b的連接部分的機械強度有低於線20的其他部分的傾向。如上文所述,接合部20a是藉由瓷嘴8將形成於線20的前端的FAB按壓於電極31A從而形成。此處,於將FAB接合於電極31A時,FAB中的金屬結晶的大小變化,故而於FAB與FAB以外的線20的部分,成為金屬結晶的大小不同的狀態。於成為金屬結晶的大小變化的交界的、線20的邊界部分,機械強度容易降低。該邊界部分相當於接合部20a的與線部20b的連接部分。因此,該連接部分的機械強度與線20的其他部分相比容易降低。因此,若不使該連接部分以外的線20的其他部分的機械強度降低而簡單地將線20向上方向拉伸,則於該連接部分線20容易被切斷。因此,藉由使切斷預定部C的機械強度較接合部20a的該連接部分的機械強度更低,從而不於該連接部分將線20切斷,而是於切斷預定部C將線20可靠地切斷。
The mechanical strength of the connecting portion of the
本實施形態中,使瓷嘴8於第四目標點P4與第五目標
點P5之間往返移動,故而自第四目標點P4向第五目標點P5的瓷嘴8的移動距離、與自第五目標點P5向第四目標點P4的瓷嘴8的移動距離彼此相同。但是,該些移動距離無須彼此相同,亦可互不相同,亦可每當反覆進行瓷嘴8的下降及上升時變化。本實施形態中,於反覆進行瓷嘴8的下降及上升時,設為閉合線夾9的狀態。即,於停止自瓷嘴8伸出線20的狀態下,進行瓷嘴8的下降及上升的反覆。藉此,可使反覆應力有效率地作用於折曲部20c,故而可將折曲部20c更可靠地加工成機械強度低於接合部20a的切斷預定部C。
In this embodiment, the
<第四步驟> <Fourth step>
控制單元4將第四控制訊號提供給接合單元3。第四控制訊號包含使瓷嘴8移動至第六目標點P6的動作(步驟S18)、及使瓷嘴8移動至第七目標點P7的動作(步驟S19)。
The
接收了第四控制訊號的接合單元3於停止自瓷嘴8伸出線20的狀態下,使瓷嘴8自第五目標點P5移動至第六目標點P6(參照步驟S18、圖7的(a))。此時,線部20b、切斷預定部C及線部20b與瓷嘴8的上升相應地向上方向被拉伸,成為沿著法線方向D1的狀態。
The engaging
繼而,接合單元3於停止自瓷嘴8伸出線20的狀態下,使瓷嘴8自第六目標點P6移動至第七目標點P7(參照步驟S19、圖7的(b))。即,使瓷嘴8的上升自圖7的(a)所示的狀態進一步上升。此時,與瓷嘴8的上升相應地,線20於軸向(上方向)
被拉伸。此處,切斷預定部C的機械強度低於接合部20a的機械強度。即,切斷預定部C的機械強度成為與線20的其他部分相比而最為降低的狀態。因此,若線20於軸向被拉伸,則線20於機械強度最低的切斷預定部C被切斷。藉此,於電極31A上形成針腳線21A(步驟S20)。
Next, the joining
繼而,控制單元4於線20的前端形成FAB後,使瓷嘴8移動至下一段的半導體晶片12B的電極31B的正上方的第八目標點P8。然後,針對電極31B再次進行步驟S11~步驟S20的一系列步驟,藉此於電極31B上形成針腳線21B。然後,針對電極31C再次進行步驟S11~步驟S20的一系列步驟,藉此於電極31C上形成針腳線21C。然後,針對電極31D再次進行步驟S11~步驟S20的一系列步驟,藉此於電極31D上形成針腳線21D。經由以上的步驟,可獲得圖2所示的半導體裝置10。形成針腳線21的順序不限於所述例。例如,亦可自最上段的半導體晶片12D至最下段的半導體晶片12A依序形成針腳線21D、針腳線21C、針腳線21B及針腳線21A,亦可按任意順序形成針腳線21。
Next, the
此處,參照圖8,對步驟S14及步驟S15的線20的形狀加以詳細說明。於瓷嘴8位於第四目標點P4的狀態下,線20包含接合部20a、線部20b、折曲部20c及線部20d。
Here, the shape of the
線部20b為自接合部20a連續延伸至折曲部20c為止的、線20的部分。線部20b的軸向D3相對於法線方向D1及平行軸線方向D2而傾斜。即,線部20b的軸向D3包含法線方向D1
的成分及平行軸線方向D2的成分。線部20b的軸向D3與法線方向D1所成的角度θ1為大於0°且小於90°的範圍內。換言之,角度θ1為銳角。角度θ1例如可設為15°以上且65°以下的範圍內,較佳為可設為25°以上且40°以下的範圍內。線部20b的軸向D3與平行軸線方向D2所成的角度θ2亦為大於0°且小於90°的範圍內。角度θ2例如可設為25°以上且75°以下的範圍內,較佳為可設為25°以上且40°以下的範圍內。角度θ2可與角度θ1不同,亦可與角度θ1相同。
The
線部20d為自折曲部20c連續延伸至瓷嘴8為止的、線20的部分。線部20d的軸向D4相對於法線方向D1及平行軸線方向D2而傾斜。即,線部20d的軸向D4包含法線方向D1的成分及平行軸線方向D2的成分。線部20d的軸向D4與法線方向D1所成的角度θ3為大於0°且小於90°的範圍內。角度θ3例如可設為15°以上且65°以下的範圍內,較佳為可設為25°以上且40°以下的範圍內。線部20d的軸向D4與平行軸線方向D2所成的角度θ4亦為大於0°且小於90°的範圍內。角度θ4例如可設為25°以上且75°以下的範圍內,較佳為可設為25°以上且40°以下的範圍內。角度θ4可與角度θ3不同,亦可與角度θ3相同。
The
線部20d的軸向D4與線部20b的軸向D3交叉。即,線部20d的軸向D4與線部20b的軸向D3不同。線部20d的軸向D4與線部20b的軸向D3所成的角度θ5是由角度θ2與角度θ4的合計值表示。角度θ5為大於0°且小於180°的範圍內。角度θ5例
如可設為50°以上且150°以下的範圍內,較佳為可設為50°以上且80°以下的範圍內。
The axial direction D4 of the
本實施形態中,角度θ1與角度θ3相同,角度θ2與角度θ4相同。即,關於穿過折曲部20c的中心的平行軸線,線部20d的形狀與線部20b的形狀成為對稱。因此,線部20b的軸向D3的長度與線部20d的軸向D4的長度相同。於該情形時,自穿過折曲部20c的上下方向的中心的平行軸線至電極31A的表面為止的長度L1與自該平行軸線至瓷嘴8的前端面8a為止的長度L2相同。即,長度L1與長度L2之比(L1/L2)成為1(即,L1:L2=1:1)。作為一例,長度L1及長度L2分別為300μm。長度L1及長度L2無須彼此相同,亦可互不相同。長度L1與長度L2之比(L1/L2)可設為0.5以上且2.0以下的範圍內,較佳為可設為0.7以上且1.5以下的範圍內。長度L1及長度L2分別例如可為200μm以上且400μm以下的範圍內,較佳為250μm以上且350μm以下的範圍內。
In this embodiment, the angle θ1 is the same as the angle θ3, and the angle θ2 is the same as the angle θ4. That is, the shape of the
線部20b的軸向D3的長度對應於自第一目標點P1至第三目標點P3為止的距離。即,線部20b的軸向D3的長度是基於自第一目標點P1至第三目標點P3為止的沿著法線方向D1的瓷嘴8的移動距離d1、與自第一目標點P1至第三目標點P3為止的沿著平行軸線方向D2的瓷嘴8的移動距離d2而決定。移動距離d1亦可謂自平行軸線方向D2觀看的情形的、自第一目標點P1至第三目標點P3為止的瓷嘴8的移動距離。移動距離d2亦可謂自法
線方向D1觀看的情形的、自第一目標點P1至第三目標點P3為止的瓷嘴8的移動距離。
The length in the axial direction D3 of the
線部20d的軸向D4的長度對應於自第三目標點P3至第四目標點P4為止的距離。即,線部20d的軸向D4的長度是基於自第三目標點P3至第四目標點P4為止的沿著法線方向D1的瓷嘴8的移動距離d3、與自第三目標點P3至第四目標點P4為止的沿著平行軸線方向D2的瓷嘴8的移動距離d4而決定。移動距離d3亦可謂自平行軸線方向D2觀看的情形的、自第三目標點P3至第四目標點P4為止的瓷嘴8的移動距離。移動距離d4亦可謂自法線方向D1觀看的情形的、自第三目標點P3至第四目標點P4為止的瓷嘴8的移動距離。
The length of the axial direction D4 of the
本實施形態中,移動距離d2與移動距離d4相同,移動距離d2及移動距離d4分別較瓷嘴8的前端面8a的半徑R更長。前端面8a的半徑R例如為20μm。另外,移動距離d3稍長於移動距離d1。如上文所述,於使瓷嘴8自第三目標點P3移動至第四目標點P4時,折曲部20c自第三目標點P3向第四目標點P4側稍許偏離。考慮到此時的自第三目標點P3向上方的折曲部20c的偏離量,而將移動距離d3設定得較移動距離d1更長。移動距離d3可與移動距離d1相同,亦可更短。移動距離d2亦可不與移動距離d4相同,可較移動距離d4而更長,亦可更短。移動距離d2亦可較移動距離d1而更長。於該情形時,可減小角度θ2。即,可增大折曲部20c的折曲程度。藉此,能夠容易地形成折曲部20c。
In the present embodiment, the moving distance d2 is the same as the moving distance d4 , and the moving distance d2 and the moving distance d4 are respectively longer than the radius R of the
於瓷嘴8位於第四目標點P4的狀態下,瓷嘴8的前端面8a位於接合部20a的正上方。所謂前端面8a位於接合部20a的正上方的狀態,是指於自法線方向D1觀看的情形時,接合部20a整體收容於前端面8a的內部的狀態,亦即穿過接合部20a的電極31的法線全部穿過前端面8a的內部的狀態。本實施形態中,於自法線方向D1觀看的情形時,以前端面8a的中心軸線CL穿過接合部20a的中心的方式設定瓷嘴8的位置,但只要為前端面8a位於接合部20a的正上方的狀態,則前端面8a的中心軸線CL亦可自接合部20a的中心偏離。
In a state where the
針對以上所說明的本實施形態的半導體裝置10的製造方法及打線接合裝置1的作用效果,與比較例所具有的問題一併進行說明。
The effects of the manufacturing method of the
圖9的(a)及圖9的(b)表示第一比較例的半導體裝置的製造方法的步驟。該製造方法於不在線形成折曲部的方面,與本實施形態的半導體裝置10的製造方法不同。第一比較例的製造方法中,首先使用瓷嘴108使線120接合於半導體零件112的電極131,藉此形成接合部120a後,一邊伸出線120一邊使瓷嘴108上升,藉此形成自接合部120a向上方延伸的線部120b(參照圖9的(a))。繼而,於閉合線夾的狀態下使瓷嘴108上升,藉此將線120切斷(參照圖9的(b))。此處,如上文所述,接合部120a與線部120b的連接部分為金屬結晶的大小變化的部分,故而該連接部分的機械強度與線120的其他部分的機械強度相比而更低。
因此,若於該狀態下使瓷嘴108簡單地上升,則如圖9的(b)所示,線120於該連接部分被切斷。因此,第一比較例的半導體裝置的製造方法中,難以形成自電極131沿立起的方向延伸的針腳線。
FIGS. 9( a ) and 9 ( b ) show the steps of the method for manufacturing the semiconductor device of the first comparative example. This manufacturing method is different from the manufacturing method of the
圖10的(a)~圖10的(c)表示第二比較例的半導體裝置的製造方法的步驟。圖11的(a)~圖11的(c)表示繼圖10的(a)~圖10的(c)所示的步驟之後的步驟。該製造方法於在線形成折曲部(損傷部分)的方面,與本實施形態的製造方法相同。但是,該製造方法於下述方面與本實施形態的製造方法不同,即:於使線自電極直立的狀態下,使線彎折。第二比較例的製造方法中,首先使用瓷嘴108使線120接合於半導體零件112的電極131,藉此形成接合部120a後,一邊伸出線120一邊使瓷嘴108上升,藉此形成自接合部120a向上方延伸的線部120b(參照圖10的(a))。繼而,使瓷嘴108向左方向移動後下降(參照圖10的(b))。此時,藉由瓷嘴108的前端的內部邊緣而於線120形成損傷部分120c(參照圖10的(c))。繼而,一邊伸出線120一邊使瓷嘴108上升後,使瓷嘴108向右方向移動。此時,線部120b成為沿著電極131的表面的法線方向的狀態。換言之,線部120b成為自電極131的表面直立的狀態。
FIGS. 10( a ) to 10 ( c ) show the steps of the method for manufacturing the semiconductor device of the second comparative example. FIGS. 11( a ) to 11( c ) show steps subsequent to the steps shown in FIGS. 10( a ) to 10( c ). This manufacturing method is the same as the manufacturing method of the present embodiment in that the bent portion (damaged portion) is formed on the wire. However, this manufacturing method is different from the manufacturing method of the present embodiment in that the wire is bent in a state where the wire is made to stand upright from the electrode. In the manufacturing method of the second comparative example, first, the
繼而,使瓷嘴108下降,藉此將線120於損傷部分120c彎折(參照圖11的(a))。即,將線部120d以損傷部分120c為起點向線部120b側彎折。此時,線部120b的軸向成為沿著電極
131的表面的法線方向的狀態。即,線部120b的軸向與沿著法線方向下降的瓷嘴108的下降方向(即,瓷嘴108的按壓方向)為相同方向。於該情形時,與瓷嘴108的按壓力相應地產生的線部120b的軸力變大。若線部120b的軸力變大,則於線部120b容易產生屈曲(參照圖11的(b))。若於線部120b產生屈曲,則因該屈曲而於線部120b形成折曲部120e。此時,與瓷嘴108的下降相應地,應力作用於折曲部120e,該應力導致折曲部120e的機械強度降低。若於該狀態下閉合線夾使瓷嘴108上升,則有時線120於折曲部120e而非損傷部分120c被切斷(參照圖11的(c))。即,有無法將線120於目標位置(損傷部分120c)切斷之虞。於該情形時,形成低於目標高度的針腳線121。因此,第二比較例的半導體裝置的製造方法中,難以形成所需高度的針腳線。
Next, the
本實施形態的半導體裝置10的製造方法及打線接合裝置1中,於線20形成折曲部20c時,使瓷嘴8經由第三目標點P3後移動至第四目標點P4。藉此,於使瓷嘴8移動至第四目標點P4時,可設為使線部20b的軸向D3自法線方向D1傾斜的狀態。於該情形時,線部20b的軸向D3、與瓷嘴8的按壓方向(即,瓷嘴8下降的法線方向D1)不同,故而於使瓷嘴8下降時線部20b不易產生屈曲等不良狀況。即,於線部20b的軸向D3與瓷嘴8的按壓方向不同的狀態下,與瓷嘴8的按壓力相應地產生的線部20b的軸力變小,故而線部20b不易產生屈曲。若此種屈曲等不良狀況得到抑制,則可抑制於使瓷嘴8上升時線20於切斷預定部C以
外的部分被切斷的事態。其結果為,可將線20於切斷預定部C可靠地切斷,故而可容易地形成所需高度的針腳線21。
In the manufacturing method of the
進而,於本實施形態的半導體裝置10的製造方法及打線接合裝置1中,與使用藉由將線20擠壓於周圍的擠壓部從而切斷線20的方法的情形不同,藉由空中的瓷嘴8的下降及上升的反覆動作將線20切斷。即,不進行將線20擠壓於擠壓部的擠壓動作,而僅藉由空中的瓷嘴8的移動動作來將線20切斷。於進行將線擠壓於擠壓部的擠壓動作的情形時,藉由瓷嘴將線擠壓於擠壓部,由此於線形成薄壁部。於該薄壁部,機械強度與線的其他部分相比降低,故而藉由在形成薄壁部後使瓷嘴上升,從而可將線於薄壁部切斷。於進行此種擠壓動作的情形時,為了擠壓線而需要於線的接合部的周圍確保具有某種程度的廣面積的擠壓部。然而,於可確保擠壓部的位置受限的情形時,可能難以進行擠壓動作。例如,若自線的接合部至擠壓部為止的距離遠離某種程度,則有時設於線的接合部與擠壓部之間的零件成為障礙,無法進行自接合部向擠壓部的擠壓動作。進而,若擠壓部的位置受限,則於擠壓部形成的薄壁部的位置受限,故而難以形成所需高度的針腳線。相對於此,本實施形態的半導體裝置10的製造方法及打線接合裝置1中,如上文所述,能夠僅藉由空中的瓷嘴8的動作而將線20切斷,故而即便於難以進行將線20擠壓於擠壓部的擠壓動作的狀況下,亦可容易地形成所需高度的針腳線21。
Furthermore, in the manufacturing method of the
本實施形態中,於使瓷嘴8移動至第四目標點P4時,
折曲部20c位於自穿過接合部20a的電極31的法線上偏離的位置。於該情形時,於使瓷嘴8移動至第四目標點P4時,可更可靠地維持線部20b的軸向D3自法線方向D1傾斜的狀態。換言之,可更可靠地維持線部20b的軸向D3與瓷嘴8的按壓方向不同的狀態。其結果為,可更可靠地抑制線部20b產生屈曲等不良狀況的事態,可於切斷預定部C將線20更可靠地切斷。
In this embodiment, when moving the
本實施形態中,於自法線方向D1觀看的情形時,自第三目標點P3至第四目標點P4為止的瓷嘴8的移動距離較瓷嘴8的前端面8a的半徑更長。於該情形時,可抑制自瓷嘴8至折曲部20c為止的線部20d的長度極度變短的事態。藉此,可抑制折曲部20c產生的反覆應力極度變小的事態。其結果為,可將折曲部20c更可靠地加工成機械強度低於接合部20a的切斷預定部C,故而可於切斷預定部C將線20更可靠地切斷。
In this embodiment, when viewed from the normal direction D1 , the moving distance of the
本實施形態中,於自法線方向D1觀看的情形時,自第三目標點P3至第四目標點P4為止的瓷嘴8的移動距離與自接合部20a至第三目標點P3為止的瓷嘴8的移動距離相同。於該情形時,可使自瓷嘴8至折曲部20c為止的線部20d的長度與自接合部20a至折曲部20c為止的線部20b的長度相同。藉此,可抑制折曲部20c產生的反覆應力變小的事態。其結果為,可將折曲部20c進一步更可靠地加工成機械強度低於接合部20a的切斷預定部C,故而可將線20於切斷預定部C進一步更可靠地切斷。
In the present embodiment, when viewed from the normal direction D1, the moving distance of the
本實施形態中,於使瓷嘴8移動至第四目標點P4時,
瓷嘴8位於接合部20a的正上方。於該情形時,可設為使線部20b相對於電極31的表面直立的狀態。藉由在該狀態下閉合線夾9使瓷嘴8上升,從而可容易地獲得自電極31的表面直立的狀態的針腳線21。
In this embodiment, when moving the
本實施形態中,藉由針對半導體零件12的半導體晶片12A、半導體晶片12B、半導體晶片12C及半導體晶片12D分別進行步驟S11至步驟S20的一系列步驟,從而針對半導體晶片12A、半導體晶片12B、半導體晶片12C及半導體晶片12D分別形成針腳線21。另外,自最下段的半導體晶片12A至最上段的半導體晶片12D依序進行步驟S11至步驟S20的一系列步驟。於半導體零件12中,假設使用藉由將線20擠壓於周圍的擠壓部的瓷嘴8的擠壓動作來將線20切斷的方法的情形時,考慮將具有某種程度的廣面積的電路基板11的主面11a用作擠壓部。然而,該方法中,若欲於在半導體晶片12A形成針腳線21A後,於其上段的半導體晶片12B形成針腳線21B,則自半導體晶片12B向電路基板11的主面11a的瓷嘴8的移動有時受到其中途的形成於半導體晶片12A的針腳線21A妨礙,無法藉由瓷嘴8的擠壓動作來進行線20的切斷。相對於此,根據本實施形態的半導體裝置10的製造方法及打線接合裝置1,不進行此種擠壓動作,可僅藉由瓷嘴8的空中的移動動作來將線20切斷,故而即便於難以藉由擠壓動作來將線20切斷的狀況下,亦可針對半導體晶片12A、半導體晶片12B、半導體晶片12C及半導體晶片12D分別容易地形成針腳線
21。
In this embodiment, by performing a series of steps from step S11 to step S20 for the
以上,對本發明的實施形態進行了說明,但不限定於所述實施形態,能以各種形態實施。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, it is not limited to the said embodiment, It can implement in various forms.
8:瓷嘴 8: Porcelain mouth
8a:前端面 8a: Front face
12A、12B:半導體晶片 12A, 12B: Semiconductor wafers
12a、12b:露出面 12a, 12b: exposed face
20a:接合部(bonding part) 20a: bonding part
20b、20d:線部 20b, 20d: Line section
20c:折曲部 20c: Bending part
31A、31B:電極 31A, 31B: Electrodes
CL:中心軸線 CL: central axis
D1:法線方向 D1: normal direction
D2:平行軸線方向 D2: Parallel axis direction
D3、D4:軸向 D3, D4: Axial
d1~d4:移動距離 d1~d4: moving distance
L1、L2:長度 L1, L2: length
P1:第一目標點 P1: The first target point
P2:第二目標點 P2: Second target point
P3:第三目標點(第一位置) P3: The third target point (the first position)
P4:第四目標點(第二位置) P4: Fourth target point (second position)
R:半徑 R: radius
S14、S15:步驟 S14, S15: Steps
θ1~θ5:角度 θ1~θ5: Angle
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TW201244560A (en) * | 2010-11-17 | 2012-11-01 | Fujikura Ltd | Wiring board and method for producing same |
TW202044438A (en) * | 2019-05-20 | 2020-12-01 | 日商新川股份有限公司 | Pin-shaped wire forming method and wire bonding device |
US20210118824A1 (en) * | 2018-12-14 | 2021-04-22 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method of manufacturing a semiconductor package |
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