WO2010079633A1 - ワイヤボンディング装置及びボンディング方法 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a structure of a wire bonding apparatus and a bonding method using the wire bonding apparatus.
  • a wire bonding apparatus that connects a pad of a semiconductor chip and a lead of a lead frame with a wire is used.
  • wire bonding equipment a wire is extended to the tip of the capillary, and this wire is made into an initial ball by a discharge torch, etc., then the capillary is bonded to the pad, and then the capillary is raised while feeding the wire, and looped toward the lead After that, the capillary is bonded to the second bond point.
  • the capillary is raised and the wire is fed to the tip of the capillary, and then the clamper is closed and the capillary and the clamper are further raised, so that a tail of a predetermined length is attached to the tip of the capillary.
  • the wire is cut while the wire is extended. Then, after moving the capillary to the position of the discharge torch and using this tail wire as an initial ball, bonding is performed to the next first bond point. Such a bonding cycle is repeated to sequentially connect the pads and the leads.
  • the wire can be cut by gripping the wire with a clamper and pulling it up after bonding to the lead because the end of the wire bonded to the lead is crushed by the capillary and its cross-sectional area is narrower than other wire parts This is because the wire is easily cut at this portion.
  • the end of the wire bonded to the lead may not be very thin.
  • the wire even if the wire is grasped by the clamper and pulled up, the wire cannot be easily cut, and the wire is cut after a large tension is applied to the wire. Then, the wire jumps upward due to the reaction force of the large tensile force applied at the time of cutting, and the wire and tail wire under the clamper are bent in an S shape. Tail wire bending may cause ball formation failure due to discharge or the like. Even if the ball is formed successfully, the wire inside the capillary and between the capillary and the clamper remains bent, so when the next bonding is performed with this bent wire, the connection between the pad and the lead is made. There may be a problem that the wire is bent into an S-shape and a defect such as contact between adjacent connecting wires occurs.
  • a method of pulling and cutting a wire by grasping the wire for example, see Patent Document 1
  • a method for moving a capillary in the lateral direction simultaneously with application of ultrasonic vibration during bonding for example, see Patent Document 2
  • the tail wire is led out by opening the clamper
  • the tail wire is resonated by vibrating the capillary at the natural frequency of the tail wire, and the tail wire is cut by the vibration (for example, see Patent Document 3).
  • a method of scrubbing the capillary while pressing the wire against the bond surface with the capillary during bonding see, for example, Patent Document 4).
  • the wire may be cut off during bonding, and the wire may be pulled out of the capillary.
  • Proposed a method to close the wire holding clamper, open the wire cutting clamper, and raise the wire cutting clamper together with the capillary higher than the wire holding clamp when the wire pulls out and pass the wire through the capillary (For example, refer to Patent Document 5).
  • Patent Document 2 or Patent Document 4 it is described in Patent Document 1 or Patent Document 3 unless adjustment is made so that the wire is not cut when the capillary is moved in the lateral direction.
  • the wire is cut and the wire is lost. That is, in the prior art described in Patent Document 1 to Patent Document 4, it is possible to suppress the occurrence of wire pull-out or wire bending, but the wire pressing force or the like is not always adjusted to a certain width. There was a problem that it was impossible to suppress the occurrence of disconnection or wire bending.
  • the conventional techniques described in Patent Document 1 to Patent Document 4 have a problem that the bonding strength between the wire and the lead may not be ensured because the pressing force is set to a certain width.
  • the object of the present invention is to more effectively suppress wire disconnection and wire bending.
  • the wire bonding apparatus includes a capillary through which a wire is inserted to bond the wire to a bonding target, a first clamper that moves in conjunction with the capillary, and a direction in which the wire inserted through the capillary extends.
  • a second clamper arranged side by side with the first clamper, and a control unit that opens and closes the first clamper and the second clamper, and the control unit is configured to connect the wire by the capillary.
  • the capillary and the first clamper are lifted while the first clamper is closed, wire cutting means for cutting the wire, and after raising the capillary, the first clamper is opened, The second clamper is closed, and the capillary and the first clamper are raised to the front of the capillary Characterized in that it comprises a wire extending means for extending the wire, the.
  • the wire cutting means is also suitable for performing a scrubbing operation on the capillary when bonding the wire.
  • a capillary through which a wire is inserted and which bonds the wire to a bonding target, a first clamper that moves in conjunction with the capillary, and a direction in which the wire inserted through the capillary extends is provided.
  • Preparing a wire bonding apparatus comprising: a second clamper arranged side by side with the first clamper; and bonding the wire with the capillary and then closing the first clamper and the capillary
  • a wire cutting step in which the first clamper is lifted to cut the wire; and after the capillary is lifted, the first clamper is opened, the second clamper is closed, and the capillary and the first clamper are A wire extending step of extending the wire to the capillary tip by raising the wire Characterized in that it obtain.
  • the wire cutting step is preferably performed by scrubbing the capillary when bonding the wire.
  • the present invention has an effect that wire pulling and wire bending can be more effectively suppressed.
  • FIG. 1 An overall configuration of a wire bonding apparatus 10 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
  • the signal line is indicated by a one-dot chain line.
  • a bonding head 19 is installed on an XY table 20, and a bonding arm 13 is attached to the bonding head 19.
  • the bonding arm 13 is driven around the center of rotation by a Z direction motor, and its tip is configured to contact and separate in an arc shape with respect to the pad surface of the semiconductor chip 21 which is a bonding surface.
  • the tip of the bonding arm 13 moves in the Z direction, which is the vertical direction, near the pad surface of the semiconductor chip 21 or the surface of the lead frame 23.
  • a capillary 16 as a bonding tool is attached to the tip of the bonding arm 13.
  • the XY table 20 and the bonding head 19 constitute a moving mechanism 18.
  • the moving mechanism 18 can move the bonding head 19 to any position within the plane along the bonding surface (in the XY plane) by the XY table 20, By driving the bonding arm 13 attached thereto with a Z direction motor, the tip of the bonding arm 13 and the capillary 16 attached to the tip of the bonding arm 13 can be freely moved in the XYZ directions.
  • a bonding stage 14 for attracting and fixing the lead frame 23 is provided on the tip side of the bonding arm 13 of the XY table 20.
  • the capillary 16 is a perforated cylinder having a conical tip, and has a structure in which a wire 12 made of a gold wire or the like can be inserted into a central wire hole.
  • the wire 12 is supplied from a spool 11 attached on the bonding head 19.
  • the bonding arm 13 supplies ultrasonic energy to the capillary 16 by the ultrasonic vibrator 15, and presses the wire 12 inserted through the capillary 16 against the pad surface of the semiconductor chip 21 as a bonding surface and the lead of the lead frame 23. Has the function of bonding.
  • a discharge torch 26 is provided near the tip position of the capillary 16 to heat the wire extending from the tip of the capillary 16 to make an initial ball.
  • the bonding head 19 is provided with a first clamper 17a and a second clamper 17b for holding and releasing the wire 12 inserted through the capillary 16.
  • the first clamper 17a moves in the XYZ direction in conjunction with the bonding arm 13, and the second clamper 17b moves in the XY direction in conjunction with the bonding arm, but the height in the Z direction is fixed.
  • Each clamper 17a, 17b includes a first clamper opening / closing mechanism 27a and a second clamper opening / closing mechanism 27b, and each clamper 17a, 17b is configured to be driven to open / close by the operation of each opening / closing mechanism 27a, 27b.
  • the XY table 20 is provided with XY position detecting means for detecting the position of the bonding head 19 in the XY direction.
  • the bonding head 19 is provided with capillary height detection means 29 for detecting the Z direction height of the tip of the capillary 16 by detecting the rotation angle around the rotation center of the bonding arm 13.
  • the capillary height detecting means 29 does not detect the rotation angle, but may directly detect the position of the tip of the bonding arm 13 or the tip of the capillary 16.
  • the capillary height detecting means 29 may also be a non-contact type or a contact type.
  • the bonding head 19 is attached with a camera 28 which is an imaging means for acquiring images such as the semiconductor chip 21 and the lead frame 23, and the capillary 16 is positioned in the X and Y directions based on the image captured by the camera 28. It is configured.
  • the camera 28 may be configured by an imaging element without a diaphragm mechanism or a shutter, a lens, or the like as long as it can acquire an image signal.
  • the detection signals of the capillary height detection means 29 are connected to the control unit 30 from the data bus 32 via the capillary height detection interface 42, and each signal is input to the control unit 30. Yes.
  • the moving mechanism 18 constituted by the XY table 20 and the bonding head 19 the first and second clamper opening / closing mechanisms 27a and 27b, the ultrasonic vibrator 15, and the discharge torch 26 are respectively connected to the moving mechanism interface 44, the clamper opening / closing interface 41
  • the device is connected to the control unit 30 from the data bus 32 via the ultrasonic transducer interface 43 and the ball forming means interface 45, and each device is configured to operate in response to a command from the control unit 30 including a CPU.
  • a storage unit 34 is connected to the data bus 32.
  • the storage unit 34 holds control data necessary for position detection processing performed by the control unit 30 and a control command output operation, and the control data is output to or input to the control unit 30 according to a command from the control unit 30. Stores and holds signal data.
  • the control unit 30, the data bus 32, the storage unit 34, and the interfaces 41 to 45 are a computer 60 configured as an integral unit.
  • the storage unit 34 includes a control program for controlling overall bonding control in addition to control data, a wire A wire cutting program as a cutting means and a wire extending program as a wire extending means are stored.
  • the control unit 30 reads the overall control program, the wire cutting program, the wire extension program, and the control data stored in the storage unit 34 and stores them in the internal memory. Further, as shown in FIG. 2A, an initial ball 52 is formed at the tip of the capillary 16. In this state, the first clamper 17a is closed and the second clamper 17b is open.
  • the control unit 30 outputs a command to move the tip of the capillary 16 directly above the pad 22 of the semiconductor chip 21.
  • the command from the moving mechanism interface 44 is transmitted to the XY table 20, and the XY table 20 moves the position of the bonding head 19 so that the position of the capillary 16 is positioned just above the pad 22.
  • the control unit 30 when the alignment is completed, the control unit 30 outputs a command to lower the capillary 16 to the pad 22.
  • a signal for driving the Z-direction motor of the bonding head 19 is output from the moving mechanism interface 44, and the Z-direction motor is rotated by this signal, the capillary 16 is lowered toward the pad 22, and the initial ball 52 is moved to the pad 22.
  • the wire 12 is bonded and bonded to the pad 22 as a press-bonded ball 53.
  • the control unit 30 outputs a command to open the first clamper 17a.
  • the clamper opening / closing interface 41 outputs a signal for opening the first clamper 17a. By this signal, the first clamper 17a is opened by the first clamper opening / closing mechanism 27a.
  • the controller 30 raises the capillary 16 and then leads 24 and 24, as shown in FIG. 2C.
  • a command to move horizontally in the opposite direction and further raise is output.
  • the moving mechanism interface 44 drives the Z-direction motor of the bonding head 19 to raise the capillary 16 and the XY table 20 drives the tip of the capillary 16 to a position opposite to the lead 24.
  • a signal is output.
  • the control unit 30 outputs a command for lowering the capillary 16 toward the lead 24 and a command for closing the first clamper 17a.
  • the Z direction motor of the bonding head 19 and the XY table 20 are driven by these signals, and the capillary 16 is looped while descending toward the lead 24.
  • a signal for closing the first clamper 17 a is output from the clamper opening / closing interface 41 according to a command from the control unit 30. By this signal, the first clamper 17a is closed by the first clamper opening / closing mechanism 27a.
  • the control unit 30 outputs a command for further lowering the capillary 16 and bonding to the lead 24 when the capillary 16 comes on the lead 24.
  • a signal for lowering the capillary 16 is output from the moving mechanism interface 44 by driving the Z-direction motor of the bonding head 19, and the Z-direction motor of the bonding head 19 is driven by this signal.
  • the wire 12 is pressed against the lead 24 at the tip thereof, and the wire 12 is bonded to the lead 24 to be joined. From the start of the loop operation until the capillary 16 is bonded to the lead 24, the first clamper 17a remains closed and the second clamper 17b remains open.
  • FIG. 3 is a graph showing the open / close state of each clamper 17a, 17b, the height of the tip of the capillary 16, the on / off of the ultrasonic transducer 15 and the scrubbing state of the capillary 16 during bonding to the lead 24.
  • the line a in the figure shows the open / close state of the first clamper 17a
  • the line b shows the open / close state of the second clamper 17b
  • the line z shows the change in the tip height of the capillary 16
  • the line c shows the ultrasonic transducer.
  • 15 indicates a change in the on / off state
  • a line d indicates a change in the state of the scrubbing operation of the capillary 16.
  • the capillary 16 to the time t 0 is starts the descent, the first clamper 17a is closed from the open. Then, the time t 1, the capillary 16 is in contact with the lead 24, the capillary 16 shown in FIG. 2E is bonded to the lead 24.
  • the controller 30 presses the tip of the capillary 16 against the lead 24 and turns on the ultrasonic vibrator 15 to join the wire 12 and the lead 24 from time t 1 to time t 3 . Further, as shown in FIG. 2F, the control unit 30 moves the XY table 20 in the direction of the pad 22 and the lead 24 from the time t 1 to the time t 3 when the wire 12 is pressed against the lead 24 by the capillary 16.
  • the scrubbing operation of the capillary 16 creates a minute crack between the portion of the wire 12 inserted through the capillary 16 and the joint portion of the lead 24, and the wire 12 can be easily cut.
  • the scrubbing operation is not limited to the direction of the pad 22 and the lead 24, and may be reciprocated in any direction in the horizontal plane, and the capillary 16 may be moved in an arc shape or an ellipse shape. Alternatively, the capillary 16 may be simply moved laterally from the pad 22 toward the lead 24.
  • the control unit 30 When it is time t 3 when 3, the control unit 30 as shown in FIG. 2G, and outputs a command to increase the tip end of the capillary 16 to a height H 1.
  • a signal for driving the Z-direction motor of the bonding head 19 is output from the moving mechanism interface 44, and the Z-direction motor is driven based on this signal to raise the capillary 16.
  • the first clamper 17a remains closed, and starts to rise together with the capillary 16 while holding the wire 12. Since the wire 12 is joined to the lead 24, an upward pulling force is applied to the wire 12 when the first clamper 17a is raised.
  • the vicinity of the bonding portion of the wire 12 to the lead 24 is crushed by bonding and becomes narrower than the cross-sectional area of the wire 12, and the scrubbing operation of the capillary 16 causes the bonding portion between the wire 12 and the lead 24. Due to the occurrence of microcracks therebetween, the wire 12 is cut in the vicinity of the portion where the wire 12 is joined to the lead 24 of the wire 12 by tension (wire cutting step). At this time, as the wire 12 is more easily cut, the control unit 30, between t 5 from the time t 4 when 3 to vibrate the tip of the capillary 16 to the ultrasonic vibrator 15 as an on.
  • the first clamper 17a when the capillary 16 is lifted from bonding to the lead 24 in the wire cutting step, the first clamper 17a is kept closed as shown in FIG. For this reason, even if the wire 12 is cut during bonding to the lead 24, the wire 12 does not come out of the capillary 16. However, since the wire is not cut after the tail wire 51 is extended to the tip of the capillary 16, the tail wire 51 is not extended to the tip of the capillary 16.
  • the control unit 30 acquires the tip height of the signal of the capillary 16 acquired by the capillary height detecting means 29 through the capillary height detection interface 42 shown in FIG. 1, the height H 1 Compare with Then, the signal for stopping the Z-direction motor is outputted from the movement mechanism interface 44 Once the tip height of the capillary 16 is a H 1, to stop the rise of the capillary 16.
  • the tip height of the capillary 16 to the time t 6 shown in FIG. 3 is a height H 1
  • the control unit 30, the second clamper 17b outputs a command to close.
  • a signal for closing the second clamper opening / closing mechanism 27b is output from the clamper opening / closing interface 41, and the second clamper opening / closing mechanism 27b is closed by this signal, the second clamper 17b is closed and the wire 12 is connected. Hold it.
  • the control unit 30 outputs a command to open the first clamper 17a.
  • an opening operation signal is output from the clamper opening / closing interface 41 to the first clamper opening / closing mechanism 27a.
  • This opening operation signal causes the first clamper opening / closing mechanism 27a to open, thereby opening the first clamper 17a.
  • the 1 clamper 17a releases the wire 12 that has been gripped.
  • the control unit 30 When the gripping clamper wire 12 is changed from the first clamper 17a to the second clamper 17b to the time t 8 as shown in FIG. 3, outputs a command to raise the tip height of the capillary 16 from H 1 of H 2 To do. With this command, the Z-direction motor of the bonding head 19 is driven, and the capillary 16 starts to rise. In this case, since the second clamper 17b is closed and holds the wire 12 in the height direction, the position in the height direction of the wire 12 does not change, and only the position of the capillary 16 and the first clamper 17a is H 1. It rises from up to H 2. As a result, the tail wire 51 is extended to the tip of the capillary 16 as shown in FIG. 2I.
  • the control unit 30 vibrates the tip end of the capillary 16 turns on the ultrasonic vibrator 15 with raising the capillary 16, the wire 12 is smoothly the capillary 16 Try to pass through the hole.
  • the control unit 30 is a tip height of the capillary 16 is detected by capillary height detecting means 29 outputs a command for stopping the increase of the capillary 16 to a moving mechanism interface 44 When turned its height the height H 2.
  • the moving mechanism interface 44 outputs a signal for stopping the Z-direction motor, and this signal stops the Z-direction motor and stops raising the capillary 16.
  • Capillary 16 is the tail wire 51 from the tip of the difference L by capillary 16 to the height H 1 and the height H 2 of FIG. 3 stops extending (wire extension means).
  • a first clamper 17a After extended operation of the tail wire 51 is completed, the control unit 30, a first clamper 17a outputs a command to close the time t 10 shown in FIG. As shown in FIG. 2J, a signal for closing the first clamper 17a is output from the clamper opening / closing interface 41 by this command, and the first clamper 17a is closed by the first clamper opening / closing mechanism 27a by this signal. Then, the control unit 30 When the first clamper 17a becomes closed to the time t 11 shown in Fig. 3 outputs a command to open the second clamper 17b.
  • a signal for opening the second clamper 17b is output from the clamper opening / closing interface 41, and the second clamper 17b is opened by the second clamper opening / closing mechanism 27b by this signal. Then, when the second clamper 17b to the time t 12 shown in FIG. 3 is gripped clamper wire 12 in the open is changed from the second clamper 17b to the first clamper 17a, the control unit 30 the capillary 16 by the moving mechanism 18 As shown in FIG. 2K, it is moved to the initial ball formation position, and the initial ball 52 is formed for the next wire bonding.
  • the control unit 30 outputs a command to move the tip position of the capillary 16 to the initial ball formation position to the moving mechanism interface 44.
  • the XY table 20 is driven by this command, and the tip position of the capillary 16 moves to the initial ball formation position.
  • the control unit 30 outputs an initial ball formation command to the ball formation unit interface 45.
  • the discharge torch 26 is driven, the tail wire 51 extending to the tip of the capillary 16 is heated, and an initial ball 52 is formed.
  • the control unit 30 moves the capillary 16 onto the next pad 22 to perform the next bonding.
  • the wire 12 since bonding is performed to the lead 24 with the first clamper 17a closed, the wire 12 does not come out of the capillary 16 even if the wire 12 breaks during bonding, and the wire is not pulled out. It can be effectively suppressed.
  • the pressing force of the capillary 16 may be adjusted to such an extent that the wire can be cut by bonding. Even if the wire 12 cannot be cut during bonding, the wire in the vicinity of the bonding portion of the wire 12 to the lead 24 can be removed.
  • the cross-sectional area can be further reduced by squeezing greatly, the repulsive force of the wire 12 when cutting the wire 12 can be suppressed smaller than in the prior art, and the wire 12 can be more effectively There is an effect that bending can be suppressed.
  • the capillary 16 is scrubbed so that a minute crack is generated between the wire 12 and the joining portion so that the wire 12 is easily cut.
  • the wire 12 is held by the first clamper 17a, and therefore, the scrubbing operation is not adjusted finely, so that the wire can be effectively removed. Can be suppressed.
  • the bonding strength between the wire 12 and the lead 24 can be increased.
  • the capillary 16 is scrubbed while the capillary 16 is pressed against the lead 24.
  • bonding may be performed without performing the scrubbing operation of the capillary 16. Good.
  • the wire 12 is cut after bonding to the lead 24.
  • the initial ball 52 is bonded to the lead 24 and the wire 12 is cut after bonding to the pad 22. It can also be applied to bonding.

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Abstract

 キャピラリによってワイヤをボンディングした後、第1クランパを閉じたままキャピラリと第1クランパとを上昇させてワイヤを切断するワイヤ切断手段と、キャピラリを上昇させた後、第1クランパを開、第2クランパを閉とし、キャピラリと第1クランパとを上昇させてキャピラリ先端にテールワイヤを延出するワイヤ延出手段とを備える。これにより、ワイヤボンディング装置において、ワイヤ抜けやワイヤ曲がりをより効果的に抑制する。

Description

ワイヤボンディング装置及びボンディング方法
 本発明は、ワイヤボンディング装置の構造及びワイヤボンディング装置によるボンディング方法に関する。
 ICなどの半導体の組立工程で半導体チップのパッドとリードフレームのリードとの間をワイヤで接続するワイヤボンディング装置が用いられている。ワイヤボンディング装置では、キャピラリの先端にワイヤを延出させ、このワイヤを放電トーチ等によってイニシャルボールとした後、キャピラリをパッドにボンディングし、その後ワイヤを繰り出しながらキャピラリを上昇させ、リードに向かってルーピングした後、キャピラリを第2ボンド点にボンディングする。そして、リードへのボンディングが終了したら、キャピラリを上昇させてキャピラリの先端にワイヤを繰り出し、その後クランパを閉にして更にキャピラリとクランパとを上昇させることにより、キャピラリの先端に所定の長さのテールワイヤを延出させた状態でワイヤを切断する。そして、キャピラリを放電トーチの位置に移動させ、このテールワイヤをイニシャルボールとした後、次の第1ボンド点にボンディングを行う。このようなボンディングサイクルを繰り返してパッドとリードとの間を順次接続していく。
 リードへのボンディング後にワイヤをクランパで把持して引き上げることによってワイヤの切断を行えるのは、リードにボンディングされたワイヤの端部はキャピラリによって押し潰され、その断面積が他のワイヤ部分よりも細くなっているため、この部分でワイヤが簡単に切れるためである。
 ところが、ボンディングの条件によっては、リードにボンディングされたワイヤの端部があまり細くなっていない場合がある。このような場合には、ワイヤをクランパで把持して引き上げても簡単にワイヤが切断できず、ワイヤに大きな張力が掛かってからワイヤが切断される。すると、ワイヤは切断の際に掛かっていた大きな引張り力の反力で上のほうに跳ね上がり、クランパ下部のワイヤやテールワイヤがS字状に曲がってしまう。テールワイヤ曲がりは放電などによるボール形成の不良を引き起こす場合がある。また、うまくボールが形成されても、キャピラリの内部及びキャピラリとクランパとの間のワイヤには曲がりが残っているため、この曲がりワイヤによって次のボンディングを行うと、パッドとリードとの間の接続ワイヤがS字状に曲がってしまい、隣り合う接続ワイヤ同士が接触するなどの不良が発生するという問題が生じる場合がある。
 そこで、クランパによってワイヤを把持してテールワイヤを引き上げる前に、キャピラリ及びクランパの上下動の中心線がボンディング端部に一致するように、キャピラリとクランパの位置を横に移動させてから、クランパでワイヤを把持してワイヤを引き上げ、切断する方法(例えば、特許文献1参照)や、ボンディングの際の超音波振動印加と同時にキャピラリを横方向に移動させる方法(例えば、特許文献2参照)が提案されている。また、クランパを開としてテールワイヤを導出させた後に、キャピラリをテールワイヤの固有振動数で振動させることによってテールワイヤを共振させ、その振動によってテールワイヤを切断する方法や(例えば、特許文献3参照)、ボンディングの際にキャピラリでワイヤをボンド面に押し付けている間にキャピラリにスクラブ動作をさせる方法(例えば、特許文献4参照)が提案されている。
 また、ボンディングの条件によってはボンディングの途中でワイヤが切れ、キャピラリからワイヤが抜けてしまうワイヤ抜けが発生する場合がある。ワイヤ抜けが発生した際には、ワイヤ保持用クランパを閉とし、ワイヤ切断用クランパを開として、ワイヤ切断用クランパをキャピラリと共にワイヤ保持用クランパよりも大きく上昇させてワイヤをキャピラリに通す方法が提案されている(例えば、特許文献5参照)。
特許第2723277号明細書 特許第3128718号明細書 特許第2969953号明細書 特許第2530224号明細書 特公平1-35500号公報
 しかし、特許文献1或いは特許文献3に記載された従来技術のボンディング方法では、ワイヤをリードにボンディングする際に、リードにボンディングされたワイヤの端部の断面積が他のワイヤ部分よりも細くなるようにキャピラリの押しつけ力等が調整されていることが必要である。キャピラリの押しつけ力が大きすぎるとリードにボンディングすると同時にワイヤが切断され、ワイヤがキャピラリから抜けるワイヤ抜けとなってしまい、キャピラリの押し付け力が小さすぎると特許文献1或いは特許文献3に記載された方法でも大きな力でワイヤを引き上げることが必要になり、ワイヤがS字状に変形するという問題が発生してしまう。また、特許文献2或いは特許文献4に記載された従来技術では、キャピラリの横方向への移動の際にワイヤが切れないように調整しておかないと、特許文献1或いは特許文献3に記載された従来技術のようにワイヤが切れてワイヤ抜けが発生してしまうという問題があった。つまり、特許文献1から特許文献4に記載された従来技術では、ワイヤ抜けやワイヤ曲がりの発生を抑制することはできるが、キャピラリの押し付け力等は常にある一定の幅に調整されていなければワイヤ抜けやワイヤ曲がりの発生を抑えることができないという問題があった。また、特許文献1から特許文献4に記載された従来技術では押し付け力を一定の幅にするため、ワイヤとリードの接合強度を確保できない場合があるという問題があった。
 本発明は、ワイヤ抜けやワイヤ曲がりをより効果的に抑制することを目的とする。
 本発明のワイヤボンディング装置は、ワイヤが挿通され、ボンディング対象に前記ワイヤをボンディングするキャピラリと、前記キャピラリと連動して移動する第1のクランパと、前記キャピラリに挿通された前記ワイヤの伸びる方向に沿って前記第1のクランパと並べて配置される第2のクランパと、前記第1クランパと前記第2のクランパとを開閉する制御部と、を備え、前記制御部は、前記キャピラリによって前記ワイヤをボンディングした後、前記第1クランパを閉じたまま前記キャピラリと前記第1クランパとを上昇させて前記ワイヤを切断するワイヤ切断手段と、前記キャピラリを上昇させた後、前記第1クランパを開、前記第2クランパを閉とし、前記キャピラリと前記第1クランパとを上昇させて前記キャピラリ先端に前記ワイヤを延出するワイヤ延出手段と、を備えることを特徴とする。また、ワイヤ切断手段は、前記ワイヤをボンディングする際に前記キャピラリをスクラブ動作させること、としても好適である。
 本発明のボンディング方法は、ワイヤが挿通され、ボンディング対象に前記ワイヤをボンディングするキャピラリと、前記キャピラリと連動して移動する第1のクランパと、前記キャピラリに挿通された前記ワイヤの伸びる方向に沿って前記第1のクランパと並べて配置される第2のクランパと、を備えるワイヤボンディング装置を準備する工程と、前記キャピラリによって前記ワイヤをボンディングした後、前記第1クランパを閉じたまま前記キャピラリと前記第1クランパとを上昇させて前記ワイヤを切断するワイヤ切断工程と、前記キャピラリを上昇させた後、前記第1クランパを開、前記第2クランパを閉とし、前記キャピラリと前記第1クランパとを上昇させて前記キャピラリ先端に前記ワイヤを延出するワイヤ延出工程と、を備えることを特徴とする。また、ワイヤ切断工程は、前記ワイヤをボンディングする際に前記キャピラリをスクラブ動作させること、としても好適である。
 本発明は、ワイヤ抜けやワイヤ曲がりをより効果的に抑制することができるという効果を奏する。
本発明の実施形態におけるワイヤボンディング装置の構成を示す系統図である。 本発明の実施形態におけるワイヤボンディング装置の動作を示す説明図である。 本発明の実施形態におけるワイヤボンディング装置の動作を示す説明図である。 本発明の実施形態におけるワイヤボンディング装置の動作を示す説明図である。 本発明の実施形態におけるワイヤボンディング装置の動作を示す説明図である。 本発明の実施形態におけるワイヤボンディング装置の動作を示す説明図である。 本発明の実施形態におけるワイヤボンディング装置の動作を示す説明図である。 本発明の実施形態におけるワイヤボンディング装置の動作を示す説明図である。 本発明の実施形態におけるワイヤボンディング装置の動作を示す説明図である。 本発明の実施形態におけるワイヤボンディング装置の動作を示す説明図である。 本発明の実施形態におけるワイヤボンディング装置の動作を示す説明図である。 本発明の実施形態におけるワイヤボンディング装置の動作を示す説明図である。 本発明の実施形態におけるワイヤボンディング装置の第1、第2クランパの開閉動作とキャピラリの高さと超音波振動子のオンオフとキャピラリのスクラブ動作の状態を示すタイミングチャートである。 本発明の他の実施形態におけるワイヤボンディング装置の第1、第2クランパの開閉動作とキャピラリの高さと超音波振動子のオンオフの動作状態を示すタイミングチャートである。
 以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。図1を参照しながら本発明の実施形態であるワイヤボンディング装置10の全体構成を説明する。図1において、信号線は1点鎖線で示す。図1に示すように、ワイヤボンディング装置10はXYテーブル20の上にボンディングヘッド19が設置され、ボンディングヘッド19にはボンディングアーム13が取り付けられている。ボンディングアーム13はZ方向モータによって回転中心の回りに駆動されて、その先端がボンディング面である半導体チップ21のパッド面に対して弧状に接離動作するように構成されている。ボンディングアーム13の先端は、半導体チップ21のパッド面又はリードフレーム23の表面の近傍では上下方向であるZ方向に移動する。ボンディングアーム13の先端には、ボンディングツールであるキャピラリ16が取り付けられている。XYテーブル20とボンディングヘッド19は移動機構18を構成し、移動機構18はXYテーブル20によってボンディングヘッド19をボンディング面に沿った面内(XY面内)で自在な位置に移動することができ、これに取り付けられたボンディングアーム13をZ方向モータで駆動させることによって、ボンディングアーム13先端及びボンディングアーム13先端に取り付けられたキャピラリ16をXYZの方向に自在に移動させることができる。XYテーブル20のボンディングアーム13の先端側にはリードフレーム23を吸着固定するボンディングステージ14が設けられている。
 キャピラリ16は円錐形状の先端部を有する孔開き円柱で、中心部のワイヤ孔に金線等で製造されたワイヤ12を挿通させることができる構造となっている。ワイヤ12はボンディングヘッド19の上に取り付けられたスプール11から供給される。ボンディングアーム13は、超音波振動子15によって超音波エネルギをキャピラリ16に供給し、キャピラリ16に挿通されたワイヤ12をボンディング面である半導体チップ21のパッド面、及びリードフレーム23のリードに押し付けて接合させる機能を有している。また、キャピラリ16の先端位置近傍には、キャピラリ16の先端から延出したワイヤを加熱してイニシャルボールにする放電トーチ26が設けられている。
 ボンディングへッド19にはキャピラリ16に挿通されるワイヤ12を把持、開放する第1クランパ17aと第2クランパ17bとが設けられている。第1クランパ17aはボンディングアーム13と連動してXYZ方向に移動し、第2クランパ17bはボンディングアームと連動してXY方向に移動するが、Z方向の高さは固定されている。各クランパ17a,17bは第1クランパ開閉機構27a、第2クランパ開閉機構27bを備えており、各クランパ17a,17bは、各開閉機構27a,27bの動作によって開閉駆動されるよう構成されている。
 上記のワイヤボンディング装置10は内部にCPUを持つ制御部30によって各部の位置の検出及び動作制御が行われ、半導体チップ21とリードフレーム23との間をワイヤ12によって接続する。XYテーブル20には、ボンディングへッド19のXY方向位置を検出するXY位置検出手段が設けられている。また、ボンディングへッド19にはボンディングアーム13の回転中心の回りの回転角度を検出することによってキャピラリ16先端のZ方向高さを検出するキャピラリ高さ検出手段29が設けられている。キャピラリ高さ検出手段29は回転角度を検出するものでなく、ボンディングアーム13先端やキャピラリ16先端の位置を直接検出するようなものであってもよい。また、キャピラリ高さ検出手段29も非接触式であってもよいし、接触式であってもよい。
 ボンディングへッド19には、半導体チップ21、リードフレーム23などの画像を取得する撮像手段であるカメラ28が取り付けられ、カメラ28によって撮像した画像に基づいてキャピラリ16のXY方向の位置決めを行うよう構成されている。カメラ28は画像信号を取得することができるものであれば絞り機構やシャッタ等の無い撮像素子とレンズ等によって構成されるものでもよい。
 上記のキャピラリ高さ検出手段29の検出信号は、それぞれ、キャピラリ高さ検出インターフェース42を介してデータバス32から制御部30に接続され、各信号が制御部30に入力されるように構成されている。また、XYテーブル20とボンディングヘッド19によって構成される移動機構18、第1および第2クランパ開閉機構27a,27b、超音波振動子15、放電トーチ26はそれぞれ移動機構インターフェース44、クランパ開閉インターフェース41、超音波振動子インターフェース43、ボール形成手段インターフェース45を介してデータバス32から制御部30に接続され、CPUを含む制御部30からの指令によって各機器が動作するように構成されている。
 データバス32には記憶部34が接続されている。記憶部34は制御部30の行う位置検出処理や、制御指令出力動作に必要な制御データを保持しており、制御部30からの指令によって制御データを制御部30に出力し、或いは入力された信号データなどを記憶、保持する。制御部30とデータバス32と記憶部34と各インターフェース41~45とは、一体として構成されたコンピュータ60であり、記憶部34には制御データ以外にボンディング制御全般をコントロールする制御プログラムや、ワイヤ切断手段であるワイヤ切断プログラムやワイヤ延出手段であるワイヤ延出プログラムが格納されている。
 以上のように構成されたワイヤボンディング装置10のボンディング動作について図2Aから図2K、図3を参照しながら説明する。まず、制御部30は、記憶部34に格納されている全体制御プログラムとワイヤ切断プログラムとワイヤ延出プログラムと制御用のデータを読み出して、内部のメモリにストアする。また、図2Aに示すように、キャピラリ16の先端にはイニシャルボール52が形成されている。この状態では、第1クランパ17aは閉とされ、第2クランパ17bは開とされている。
 図2Aに示すように、制御部30は、キャピラリ16の先端を半導体チップ21のパッド22の直上に移動させる指令を出力する。この指令によって移動機構インターフェース44からの指令がXYテーブル20に伝達され、XYテーブル20がボンディングヘッド19の位置を移動させてキャピラリ16の位置をパッド22の直上に来るように位置合わせする。
 図2Bに示すように、位置合わせが終わったら、制御部30はキャピラリ16をパッド22に降下させる指令を出力する。この指令によって移動機構インターフェース44からボンディングヘッド19のZ方向モータを駆動する信号が出力され、この信号によってZ方向モータが回転し、キャピラリ16がパッド22に向かって降下し、イニシャルボール52をパッド22に押し付けて圧着ボール53として、ワイヤ12をパッド22にボンディングして接合する。キャピラリ16の降下と同時に、制御部30は、第1クランパ17aを開とする指令を出力する。この指令によってクランパ開閉インターフェース41から第1クランパ17aを開とする信号が出力される。この信号によって、第1クランパ開閉機構27aによって第1クランパ17aが開とされる。
 ワイヤ12のパッド22への接合が終わり、第1、第2クランパ17a,17bが共に開状態となったら、図2Cに示すように、制御部30はキャピラリ16を上昇させた後、リード24と反対側の方向に水平に移動させ、更に上昇させる指令を出力する。この指令によって、移動機構インターフェース44からボンディングヘッド19のZ方向モータを駆動してキャピラリ16を上昇させる信号と、XYテーブル20を駆動してキャピラリ16の先端位置をリード24と反対側の位置にする信号が出力される。これらの信号によってボンディングヘッド19のZ方向モータとXYテーブル20とが駆動され、キャピラリ16はパッド22の位置で垂直に上昇した後、リード24と反対方向に向かって移動した後、さらに上昇する。
 その後、図2Dに示すように、制御部30はキャピラリ16を降下させながらリード24に向かってルーピングさせる指令と、第1クランパ17aを閉とする指令を出力する。この指令によって、XYテーブル20を駆動してキャピラリ16の先端位置をリード24の位置にする信号と、移動機構インターフェース44からボンディングヘッド19のZ方向モータを駆動してキャピラリ16を更に降下させる信号とが出力される。これらの信号によってボンディングヘッド19のZ方向モータとXYテーブル20とが駆動され、キャピラリ16はリード24に向かって降下しながらルーピングされる。また、制御部30の指令によってクランパ開閉インターフェース41から第1クランパ17aを閉とする信号が出力される。この信号によって、第1クランパ開閉機構27aによって第1クランパ17aが閉とされる。
 そして、図2Eに示すように、制御部30は、キャピラリ16がリード24の上に来たらキャピラリ16を更に降下させてリード24にボンディングする指令を出力する。この指令によって移動機構インターフェース44からボンディングヘッド19のZ方向モータを駆動してキャピラリ16を降下させる信号が出力され、この信号によってボンディングへッド19のZ方向モータが駆動され、キャピラリ16がリード24に向かって更に降下し、その先端でワイヤ12をリード24に押し付けてワイヤ12をリード24にボンディングして接合する。ループ動作開始からキャピラリ16がリード24へボンディングするまでの間、第1クランパ17aは閉のままで、第2クランパ17bは開のままである。
 図3は、リード24へのボンディングの際の各クランパ17a,17bの開閉状態、キャピラリ16の先端の高さ、超音波振動子15のオンオフ及びキャピラリ16のスクラブ動作の状態を示すグラフであり、図中の線aは第1クランパ17aの開閉状態を示し、線bは第2クランパ17bの開閉状態を示し、線zはキャピラリ16の先端高さの変化を示し、線cは超音波振動子15のオンオフ状態の変化を示し、線dはキャピラリ16のスクラブ動作の状態の変化を示す線である。
 図3に示すように、時間tにキャピラリ16が降下を開始すると、第1クランパ17aは開から閉となる。そして、時間tに、キャピラリ16がリード24に接触し、図2Eに示すキャピラリ16がリード24に接合される。制御部30は時間tから時間tまでの間、キャピラリ16の先端をリード24に押し付けると共に超音波振動子15をオンとしてワイヤ12とリード24とを接合させる。また、制御部30は、図2Fに示すように、キャピラリ16によってワイヤ12をリード24に押し付けている時間tから時間tまでの間、XYテーブル20をパッド22とリード24との方向に往復移動させるスクラブ動作を行う。また、キャピラリ16のスクラブ動作によって、キャピラリ16に挿通されているワイヤ12の部分とリード24の接合部分との間に微小なクラックができ、ワイヤ12の切断がしやすくなる。スクラブ動作はパッド22とリード24との方向に限らず、水平面内でどのような方向に往復動作させてもよいし、キャピラリ16を円弧状または楕円状に移動させてもよい。また、キャピラリ16をパッド22からリード24の方向に向かって横移動させるだけとしても良い。
 図3に示す時間tになると、制御部30は図2Gに示すように、キャピラリ16の先端を高さHまで上昇する指令を出力する。この指令によって移動機構インターフェース44からボンディングヘッド19のZ方向モータを駆動する信号を出力し、この信号に基づいてZ方向モータを駆動してキャピラリ16を上昇させる。この際、第1クランパ17aは閉のままで、ワイヤ12を把持したままキャピラリ16と共に上昇を開始する。ワイヤ12はリード24に接合されているため、第1クランパ17aが上昇するとワイヤ12に上向きの引っ張り力が掛かる。また、ワイヤ12のリード24への接合部分近傍はボンディングによって押し潰されてワイヤ12の断面積よりも細くなっていること及び、キャピラリ16のスクラブ動作によってワイヤ12とリード24への接合部との間に微小クラックが発生していることにより、ワイヤ12は張力によってワイヤ12のリード24に接合している部分の近傍でワイヤ12は切断される(ワイヤ切断工程)。この際、ワイヤ12がより容易に切断されるよう、制御部30は、図3に示す時間tからtの間、超音波振動子15をオンとしてキャピラリ16の先端を振動させる。
 本実施形態では、ワイヤ切断工程でリード24へのボンディングからキャピラリ16の上昇を行う際には、図3に示すように、第1クランパ17aを閉状態のままとしている。このため、リード24へのボンディングの際にワイヤ12が切れた場合であっても、ワイヤ12はキャピラリ16から抜けてしまうことが無い。しかし、キャピラリ16の先端にテールワイヤ51を延出させた後にワイヤの切断を行わないので、キャピラリ16の先端にはテールワイヤ51は延出されない。
 図3に示すように、制御部30は図1に示したキャピラリ高さ検出インターフェース42を介してキャピラリ高さ検出手段29によって取得したキャピラリ16の先端高さの信号を取得し、高さHと比較する。そして、キャピラリ16の先端高さがHとなったら移動機構インターフェース44からZ方向モータを停止する信号が出力され、キャピラリ16の上昇を停止させる。
 図2H示すように、図3に示す時間tにキャピラリ16の先端高さが高さHになると、制御部30は、第2クランパ17bを閉とする指令を出力する。この指令によってクランパ開閉インターフェース41から第2クランパ開閉機構27bを閉動作させる信号が出力され、この信号によって第2クランパ開閉機構27bが閉に動作し、第2クランパ17bが閉となってワイヤ12を把持する。そして、図3に示す時間tに第2クランパ17bの閉動作が完了すると、制御部30は第1クランパ17aを開とする指令を出力する。この指令によってクランパ開閉インターフェース41から第1クランパ開閉機構27aに開動作信号が出力され、この開動作信号によって第1クランパ開閉機構27aが開動作をし、これによって第1クランパ17aが開となり、第1クランパ17aは把持していたワイヤ12を開放する。
 制御部30は図3に示す時間tにワイヤ12の把持クランパを第1クランパ17aから第2クランパ17bに変更させたら、キャピラリ16の先端高さをHからHに上昇させる指令を出力する。この指令によってボンディングヘッド19のZ方向モータが駆動され、キャピラリ16は上昇を開始する。この場合、第2クランパ17bが閉となってワイヤ12を高さ方向に把持しているので、ワイヤ12の高さ方向の位置は変わらず、キャピラリ16と第1クランパ17aの位置だけがHからHまで上昇する。これによって図2Iに示すように、キャピラリ16の先端にテールワイヤ51が延出される。また、図3の時間tからtに示すように、制御部30はキャピラリ16を上昇させると共に超音波振動子15をオンとしてキャピラリ16の先端を振動させ、ワイヤ12がスムースにキャピラリ16の孔を通るようにする。
 制御部30はキャピラリ16の先端高さをキャピラリ高さ検出手段29によって検出し、その高さが高さHになったら移動機構インターフェース44にキャピラリ16の上昇を停止する指令を出力する。この指令によって移動機構インターフェース44はZ方向モータを停止させる信号を出力し、この信号によってZ方向モータが停止し、キャピラリ16の上昇が停止する。キャピラリ16が停止すると図3に示す高さHと高さHとの差Lだけキャピラリ16の先端からテールワイヤ51が延出する(ワイヤ延出手段)。
 テールワイヤ51の延出動作が終了したら、制御部30は、図3に示す時間t10に第1クランパ17aを閉とする指令を出力する。図2Jに示すように、この指令によってクランパ開閉インターフェース41から第1クランパ17aを閉とする信号が出力され、この信号によって第1クランパ開閉機構27aにより第1クランパ17aが閉とされる。そして、図3に示す時間t11に第1クランパ17aが閉となったら制御部30は第2クランパ17bを開とする指令を出力する。この指令によってクランパ開閉インターフェース41から第2クランパ17bを開とする信号が出力され、この信号によって第2クランパ開閉機構27bにより第2クランパ17bが開とされる。そして、図3に示す時間t12に第2クランパ17bが開となってワイヤ12の把持クランパが第2クランパ17bから第1クランパ17aに変更されたら、制御部30は移動機構18によってキャピラリ16を図2Kに示すようにイニシャルボール形成位置に移動させ、次のワイヤボンディングのためにイニシャルボール52を形成する。
 図2Kに示すように、制御部30は、移動機構インターフェース44にキャピラリ16の先端位置をイニシャルボール形成位置に移動する指令を出力する。この指令によってXYテーブル20が駆動され、キャピラリ16の先端位置がイニシャルボール形成位置まで移動する。キャピラリ16が所定の位置に移動したら、制御部30は、ボール形成手段インターフェース45にイニシャルボール形成指令を出力する。この指令によって、放電トーチ26が駆動され、キャピラリ16の先端に延出しているテールワイヤ51が加熱されてイニシャルボール52が形成される。イニシャルボール52の形成が終了したら、制御部30は、キャピラリ16を次のパッド22の上に移動させて次のボンディングを行う。
 以上説明した本実施形態では、第1クランパ17aを閉じた状態でリード24にボンディングするので、ボンディングの際にワイヤ12が切れてもワイヤ12がキャピラリ16から抜けてしまうことが無く、ワイヤ抜けを効果的に抑制することができる。また、キャピラリ16の押し付け力はボンディングによってワイヤが切れる程度に調整しておけばよく、ボンディングの際にワイヤ12が切れない場合であってもワイヤ12のリード24への接合部分の近傍のワイヤを大きく押し潰してその断面積をより小さくしておくことが出来るため、従来技術に比較してワイヤ12を切断する際のワイヤ12の反発力を小さく抑えることができ、より効果的にワイヤ12の曲がりを抑制することができるという効果を奏する。また、本実施形態では、ワイヤ12をキャピラリ16によってリード24に押し付けた際にキャピラリ16をスクラブ動作させ、ワイヤ12と接合部分との間に微小にクラックを発生させて、ワイヤ12が切れやすいようにしているが、このスクラブ動作の際にワイヤ12が切断されてしまった場合であっても、ワイヤ12は第1クランパ17aによって保持されててるためスクラブ動作を細かく調整せずにワイヤ抜けを効果的に抑制することができる。更に、十分にスクラブ動作を行うことができるのでワイヤ12とリード24との接合強度を大きくすることができる。
 本実施形態では、キャピラリ16をリード24に押し付けている間キャピラリ16をスクラブ動作させることとして説明したが、図4に示すように、キャピラリ16のスクラブ動作を行わずにボンディングを行うようにしてもよい。
 以上説明した各実施形態では、リード24へのボンディング後にワイヤ12を切断することとして説明したが、本発明は、リード24にイニシャルボール52をボンディングしてパッド22にボンディングの後にワイヤ12を切断するボンディングにも適用することができる。
 本発明は以上説明した実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲により規定されている本発明の技術的範囲ないし本質から逸脱することない全ての変更及び修正を包含するものである。
 10 ワイヤボンディング装置、11 スプール、12 ワイヤ、13 ボンディングアーム、14 ボンディングステージ、15 超音波振動子、16 キャピラリ、17a 第1クランパ、17b 第2クランパ、18 移動機構、19 ボンディングヘッド、20 XYテーブル、21 半導体チップ、22 パッド、23 リードフレーム、24 リード、26 放電トーチ、27a 第1クランパ開閉機構、27b 第2クランパ開閉機構、28 カメラ、29 キャピラリ高さ検出手段、30 制御部、32 データバス、34 記憶部、41 クランパ開閉インターフェース、42 キャピラリ高さ検出インターフェース、43 超音波振動子インターフェース、44 移動機構インターフェース、45 ボール形成手段インターフェース、51 テールワイヤ、52 イニシャルボール、53 圧着ボール、60 コンピュータ。

Claims (4)

  1.  ワイヤボンディング装置であって、
     ワイヤが挿通され、ボンディング対象に前記ワイヤをボンディングするキャピラリと、
     前記キャピラリと連動して移動する第1のクランパと、
     前記キャピラリに挿通された前記ワイヤの伸びる方向に沿って前記第1のクランパと並べて配置される第2のクランパと、
     前記第1クランパと前記第2のクランパとを開閉する制御部と、を備え、
     前記制御部は、
     前記キャピラリによって前記ワイヤをボンディングした後、前記第1クランパを閉じたまま前記キャピラリと前記第1クランパとを上昇させて前記ワイヤを切断するワイヤ切断手段と、
     前記キャピラリを上昇させた後、前記第1クランパを開、前記第2クランパを閉とし、前記キャピラリと前記第1クランパとを上昇させて前記キャピラリ先端に前記ワイヤを延出するワイヤ延出手段と、を備えるワイヤボンディング装置。
  2.  請求項1に記載のワイヤボンディング装置であって、
     前記ワイヤ切断手段は、
     前記ワイヤをボンディングする際に前記キャピラリをスクラブ動作させること、
     を特徴とするワイヤボンディング装置。
  3.  ボンディング方法であって、
     ワイヤが挿通され、ボンディング対象に前記ワイヤをボンディングするキャピラリと、前記キャピラリと連動して移動する第1のクランパと、前記キャピラリに挿通された前記ワイヤの伸びる方向に沿って前記第1のクランパと並べて配置される第2のクランパと、を備えるワイヤボンディング装置を準備する工程と、
     前記キャピラリによって前記ワイヤをボンディングした後、前記第1クランパを閉じたまま前記キャピラリと前記第1クランパとを上昇させて前記ワイヤを切断するワイヤ切断工程と、
     前記キャピラリを上昇させた後、前記第1クランパを開、前記第2クランパを閉とし、前記キャピラリと前記第1クランパとを上昇させて前記キャピラリ先端に前記ワイヤを延出するワイヤ延出工程と、を備えるボンディング方法。
  4.  請求項3に記載のボンディング方法であって、
     ワイヤ切断工程は、
     前記ワイヤをボンディングする際に前記キャピラリをスクラブ動作させるボンディング方法。
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Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103069557B (zh) * 2010-08-10 2015-12-02 库力索法工业公司 引线环、形成引线环的方法及相关处理
JP5662227B2 (ja) * 2011-04-05 2015-01-28 株式会社新川 ボンディング装置及びボンディングツールの洗浄方法
CN103107111B (zh) * 2011-11-11 2017-03-01 飞思卡尔半导体公司 用于监测线接合中无空气球(fab)形成的方法和装置
US9314869B2 (en) * 2012-01-13 2016-04-19 Asm Technology Singapore Pte. Ltd. Method of recovering a bonding apparatus from a bonding failure
JP2015114242A (ja) * 2013-12-12 2015-06-22 株式会社新川 ワイヤボンディングの検査方法及びワイヤボンディングの検査装置
JP5686912B1 (ja) * 2014-02-20 2015-03-18 株式会社新川 バンプ形成方法、バンプ形成装置及び半導体装置の製造方法
SG10201400485PA (en) * 2014-03-07 2015-10-29 Kande Private Ltd A wire holding apparatus for wire bonding
US11302669B2 (en) 2015-10-15 2022-04-12 Skyworks Solutions, Inc. Wire bond cleaning method and wire bonding recovery process
US20180151532A1 (en) * 2015-12-25 2018-05-31 Kaijo Corporation Wire bonding apparatus
TWI668773B (zh) 2017-03-16 2019-08-11 Shinkawa Ltd. 引線接合裝置和半導體裝置的製造方法
CN109702335B (zh) * 2017-10-25 2020-11-13 泰科电子(上海)有限公司 焊接系统
CN110943011B (zh) * 2019-11-21 2024-08-20 深圳市德沃先进自动化有限公司 一种键合设备用的质量监测控制器及其集总控制方法
CN110828412B (zh) * 2019-12-04 2025-04-04 武汉飞恩微电子有限公司 一种铜覆铝的键合插针及其键合装置
KR102793253B1 (ko) * 2020-05-14 2025-04-08 삼성전자주식회사 반도체 패키지의 와이어 본딩 방법
WO2022049721A1 (ja) 2020-09-04 2022-03-10 株式会社新川 ワイヤボンディング装置、クランプ装置の開き量の測定方法、及び、クランプ装置の校正方法
CN116250067A (zh) * 2020-11-25 2023-06-09 株式会社新川 打线形成方法以及半导体装置的制造方法
TWI775430B (zh) * 2021-05-11 2022-08-21 日商新川股份有限公司 半導體裝置的製造方法以及打線接合裝置
KR102818141B1 (ko) * 2021-06-07 2025-06-11 가부시키가이샤 신가와 반도체 장치의 제조 방법 및 와이어 본딩 장치
CN116748659A (zh) * 2023-05-06 2023-09-15 深圳市华尚半导体科技有限公司 焊线方法、焊线机构及焊线设备

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6211242A (ja) * 1986-06-27 1987-01-20 Hitachi Ltd ワイヤボンデイング装置
JPH06132344A (ja) * 1992-10-21 1994-05-13 Toshiba Corp ワイヤボンディング装置
JP2007180348A (ja) * 2005-12-28 2007-07-12 Shinkawa Ltd ワイヤボンディング装置、ボンディング制御プログラム及びボンディング方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58131744A (ja) 1982-01-29 1983-08-05 Shinkawa Ltd ワイヤボンダにおけるキヤピラリへのワイヤ通し方法
JPS6435500A (en) 1987-07-30 1989-02-06 Hitachi Heating Appl Voice recognition
JP2723277B2 (ja) 1989-01-30 1998-03-09 株式会社東芝 ワイヤボンディング方法
JP2530224B2 (ja) 1989-05-15 1996-09-04 株式会社新川 ワイヤボンデイング方法
JP2969953B2 (ja) 1990-12-17 1999-11-02 富士通株式会社 半導体装置の製造方法及びその装置
JPH04372146A (ja) * 1991-06-21 1992-12-25 Toshiba Corp ワイヤボンディング装置
JP3128718B2 (ja) 1993-09-21 2001-01-29 株式会社新川 ワイヤボンデイング方法
JP3077101B2 (ja) * 1995-11-24 2000-08-14 株式会社新川 被覆ワイヤのワイヤボンディング装置及びその方法
JP3074518B2 (ja) * 1995-12-05 2000-08-07 株式会社新川 被覆ワイヤのワイヤボンディング方法
JP3074517B2 (ja) * 1995-12-05 2000-08-07 株式会社新川 被覆ワイヤのワイヤボンディング方法
JPH09252005A (ja) * 1996-03-15 1997-09-22 Shinkawa Ltd バンプ形成方法
JP3566156B2 (ja) * 1999-12-02 2004-09-15 株式会社新川 ピン状ワイヤ等の形成方法
JP4088015B2 (ja) * 2000-03-24 2008-05-21 株式会社新川 湾曲状ワイヤの形成方法
JP4509043B2 (ja) * 2006-02-14 2010-07-21 株式会社新川 スタッドバンプの形成方法
JP4679427B2 (ja) * 2006-04-24 2011-04-27 株式会社新川 ボンディング装置のテールワイヤ切断方法及びプログラム
JP4700570B2 (ja) * 2006-07-14 2011-06-15 株式会社新川 ボンディング装置並びにボンディングツール先端部の洗浄方法及びプログラム

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6211242A (ja) * 1986-06-27 1987-01-20 Hitachi Ltd ワイヤボンデイング装置
JPH06132344A (ja) * 1992-10-21 1994-05-13 Toshiba Corp ワイヤボンディング装置
JP2007180348A (ja) * 2005-12-28 2007-07-12 Shinkawa Ltd ワイヤボンディング装置、ボンディング制御プログラム及びボンディング方法

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