CN112951732A - 引线接合装置以及引线接合方法 - Google Patents
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Abstract
提供能够抑制被接合部与线之间的接合不良的产生的引线接合装置。实施方式的引线接合装置是通过在使线被按压于被接合部的状态下产生超声波振动,从而使所述线与所述被接合部接合的引线接合装置,具备使线与被接合部接触并施加负载的接合工具、产生超声波振动的超声波变幅杆、连续地检测从所述接合工具向所述被接合部施加的负载的负载传感器、以及控制所述接合工具及所述超声波变幅杆的动作的控制部。所述控制部对从所述线与所述被接合部接触起至产生所述超声波振动之间由所述负载传感器输出的所述负载的数据进行分析,并基于分析结果,控制所述接合工具以及所述超声波变幅杆的动作。
Description
技术领域
本发明的实施方式涉及引线接合装置以及引线接合方法。
背景技术
已知有使工件的被接合部与线接合的引线接合装置(专利文献1)。在这种引线接合装置中,要求抑制被接合部与线之间的接合不良。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平10-98064号公报
发明内容
发明将要解决的课题
本发将要解决的课题是提供能够抑制被接合部与线之间的接合不良的产生的引线接合装置以及引线接合方法。
用于解决课题的手段
实施方式的引线接合装置是通过在将线按压于被接合部的状态下产生超声波振动,从而使所述线与所述被接合部接合的引线接合装置,所述引线接合装置具备:接合工具,使线与被接合部接触并施加负载;超声波变幅杆(日文:超音波ホーン),产生超声波振动;负载传感器,连续地检测从所述接合工具向所述被接合部施加的负载;以及控制部,控制所述接合工具以及所述超声波变幅杆的动作。所述控制部对从所述线与所述被接合部接触起至产生所述超声波振动之间由所述负载传感器输出的所述负载的数据进行分析,并基于分析结果,控制所述接合工具以及所述超声波变幅杆的动作。
附图说明
图1是示意性地表示实施方式的引线接合装置的概略图。
图2是示意性地表示实施方式的引线接合装置的一部分的概略图。
图3是表示进行引线接合时从负载传感器输出的负载信号波形的一例的图表。
图4是表示进行引线接合时从负载传感器输出的负载信号波形的另一例的图表。
图5的(a)以及图5的(b)是表示判定值的计算方法的一例的说明图。
图6的(a)以及图6的(b)是表示图5的(a)以及图5的(b)示出的判定值的计算方法的变形例的说明图。
图7的(a)以及图7的(b)是表示判定值的计算方法的另一例的说明图。
图8的(a)以及图8的(b)是表示判定值的计算方法的另一例的说明图。
图9的(a)以及图9的(b)是表示判定值的计算方法的另一例的说明图。
图10是表示实施方式的引线接合方法的一例的流程图。
图11是表示实施方式的引线接合方法的另一例的流程图。
图12是表示实施方式的引线接合方法的另一例的流程图。
附图标记说明
1…工件,2…被接合部,2a…凸块,3…线,10…接合头,11…接合工具,12…超声波变幅杆,13…接合臂,13a…轴部,14…驱动部,20…XY工作台,30…接合工作台,40…负载传感器,50…控制部,100…引线接合装置。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的各实施方式进行说明。
附图是示意图或者概念图,各部分的厚度与宽度的关系,部分之间的大小的比率等并不一定与现实相同。即使在表示相同的部分的情况下,也存在由于附图而彼此的尺寸、比率不同地表示的情况。
在本申请说明书与各图中,关于已出现的图,对与前述的要素相同的要素标注相同的附图标记并适当省略详细的说明。
图1是示意性地表示实施方式的引线接合装置的概略图。
图2是示意性地表示实施方式的引线接合装置的一部分的概略图。
如图1以及图2所示那样,实施方式的引线接合装置100具备接合头10、XY工作台20、接合工作台30、负载传感器40、以及控制部50。
接合头10具有接合工具11、超声波变幅杆12、接合臂13、以及驱动部14。
接合工具11送出成为接合材料的线3。接合工具11例如是焊接劈刀。线3例如是铝线、金线、银线、或者铜线等。接合工具11使载置于接合工作台30的工件1的被接合部2与线3接触,并对被接合部2施加负载。
超声波变幅杆12产生超声波振动。超声波变幅杆12具有产生超声波振动的超声波振子。超声波变幅杆12支承接合工具11。从超声波变幅杆12产生的超声波振动经由接合工具11向线3传递。在被接合部2与线3接触的状态下,通过向线3传递超声波振动,从而使被接合部2与线3接合。超声波变幅杆12与控制部50电连接。
接合臂13支承超声波变幅杆12。即,接合臂13经由超声波变幅杆12支承接合工具11。接合臂13能够以轴部13a为中心转动地设置。
驱动部14以轴部13a为中心将接合臂13沿Z方向驱动。驱动部14例如为线性马达。通过接合臂13沿Z方向移动,从而由接合臂13支承的接合工具11以及超声波变幅杆12沿Z方向移动。通过接合工具11沿Z方向移动,从而能够使被接合部2与线3接触并由接合工具11施加负载。驱动部14与控制部50电连接。
另外,在本申请说明书中,将接合工具11与工件1连结的方向被称作Z方向。将与Z方向正交的方向设为X方向。将与Z方向以及X方向正交的方向设为Y方向。
接合头10搭载于XY工作台20。XY工作台20能够沿X方向以及Y方向移动。通过XY工作台20沿X方向以及Y方向移动,从而接合头10沿X方向以及Y方向移动。即,XY工作台20作为使设于接合头10的接合工具11等在X方向以及Y方向上定位的定位机构发挥功能。XY工作台20与控制部50电连接。
接合工作台30支承作为引线接合的对象的工件1。接合工作台30例如通过吸附工件1而将其支承。工件1例如是IC芯片等半导体芯片或者基板。在被接合部2例如设有凸块2a。
负载传感器40连续地检测从接合工具11向工件1的被接合部2施加的负载。负载传感器40例如具有应变仪。负载传感器40也可以检测向接合工具11的工件1一侧的前端施加的负载。在该例子中,负载传感器40安装于接合臂13。负载传感器40与控制部50电连接。负载传感器40将检测出的负载的数据向控制部50输出。
控制部50控制超声波变幅杆12、驱动部14、以及XY工作台20的动作。控制部50能够通过控制超声波变幅杆12,来控制从超声波变幅杆12产生的超声波振动的输出。
控制部50能够通过控制驱动部14的动作,来控制接合工具11的动作。更具体而言,控制部50能够通过控制驱动部14沿Z方向驱动接合臂13,来控制接合工具11的Z方向的位置。由此,控制部50能够控制从接合工具11向被接合部2施加的负载的大小。
控制部50能够通过控制XY工作台20的动作,来控制接合工具11的动作。更具体而言,控制部50能够通过控制XY工作台20沿X方向以及Y方向驱动接合头10,来控制接合工具11的X方向以及Y方向的位置。
此外,控制部50分析从负载传感器40输出的负载的数据,并基于分析结果,控制接合工具11以及超声波变幅杆12的动作。后述控制部50中的负载的数据的分析以及基于该分析的控制。
如图2所述,引线接合装置100在使从接合工具11送出的线3被按压于在接合工作台30载置的工件1的被接合部2的状态下,从超声波变幅杆12产生超声波振动,从而使被接合部2与线3接合。
图3是表示进行引线接合时从负载传感器输出的负载信号波形的一例的图表。
图4是表示进行引线接合时从负载传感器输出的负载信号波形的另一例的图表。
在图3以及图4中,用实线表示线3向被接合部2接合的接合状态良好的情况下的负载信号波形,用虚线表示线3向被接合部2接合的接合状态不良的情况下的负载信号波形。负载信号波形示出了负载(负载信号)的大小相对于时间的变化。
若使接合工具11朝向被接合部2沿Z方向移动(下降),则在时刻t1,保持于接合工具11的线3与被接合部2接触。若线3与被接合部2接触,则由负载传感器40检测的负载开始增加。若使接合工具11进一步下降,则在负载传感器40中检测的负载继续增加并到达时刻t2。时刻t2是开始从超声波变幅杆12产生超声波振动、且以对被接合部2施加规定的负载的方式通过接合工具11将线3接合于被接合部2的接合动作的时刻。时刻t2例如是负载的值成为规定值以上的时刻。时刻t2例如也可以设为接合工具11的Z方向的位置成为规定位置以下的时刻。时刻t2例如也可以设为接合工具11的Z方向的移动速度成为规定值以下的时刻。接合动作开始后,在负载传感器40中检测的负载如图3所示那样减少,并在时刻t3与时刻t4之间变得平稳。此外,根据接合条件,也存在在负载传感器40中检测的负载如图4所示那样增加,并在时刻t3与时刻t4之间变得平稳的情况。到达时刻t4后,使接合工具11以从被接合部2离开的方式沿Z方向移动(上升),并将线3切断(线切割)。若进行线切割,则在负载传感器40中检测的负载成为零。
如图3以及图4所示那样,在时刻t1至时刻t2之间,线3向被接合部2接合的接合状态良好的情况下的负载信号波形(实线)与线3向被接合部2接合的接合状态不良的情况下的负载信号波形(虚线)不同。在线3向被接合部2接合的接合状态良好的情况下,例如如图3以及图4所示那样,负载在时刻t1至时刻t2之间,一边出现拐点一边增加。另一方面,在线3向被接合部2接合的接合状态不良的情况下,例如如图3以及图4所示那样,负载在时刻t1至时刻t2之间,不出现拐点地增加。
可认为上述这样的时刻t1至时刻t2之间的负载信号波形的差异例如是由于被接合部2的状态的差异而产生。特别是,在被接合部2形成有凸块2a的情况下,可认为时刻t1至时刻t2之间的负载信号波形的差异例如由于凸块2a的高度、形状等而产生。
在实施方式中,控制部50根据从线3与被接合部2接触起至产生超声波振动之间(时刻t1至时刻t2之间)、由负载传感器40检测出的负载来计算判定值,并基于判定值,控制接合工具11以及超声波变幅杆12的动作。后述判定值的计算方法。
更具体而言,控制部50在判定值为预先设定的基准范围内的情况下,进行接合动作。此外,控制部50例如在判定值为基准范围外的情况下,不进行接合动作,而是停止接合工具11以及超声波变幅杆12的动作。控制部50例如在判定值为基准范围外的情况下,也可以在进行接合动作之后,停止接合工具11以及超声波变幅杆12的动作。
此外,控制部50例如也可以在判定值为基准范围内的情况下,以第一条件进行接合动作,在判定值为基准范围外的情况下,以与第一条件不同的第二条件进行接合动作。在该情况下,第一条件与第二条件是指在从超声波变幅杆12产生的超声波振动的输出、进行接合动作的时间以及从接合工具11向被接合部2施加的负载的至少某一个上不同。即,控制部50例如在判定值为基准范围外的情况下,也可以在进行接合动作时,使从超声波变幅杆12产生的超声波振动的输出、进行接合动作的时间以及从接合工具11向被接合部2施加的负载的至少某一个上与判定值为基准范围内的情况下相比发生变化。
另外,在控制部50中,进行判定值的计算的部分也可以与进行各部的动作的控制的部分单独设置。即,控制部50也可以具有进行各部的动作的控制的控制区域、以及进行判定值的计算的分析区域。
此外,控制部50例如也可以基于判定值,推断线3向被接合部2接合的接合状态的优劣。在该情况下,控制部50也可以将接合状态的优劣的推断结果显示于与控制部50电连接的显示部等。
以下,说明判定值的计算方法的例子。
图5的(a)以及图5的(b)是表示判定值的计算方法的一例的说明图。
图5的(a)示出了线3向被接合部2接合的接合状态良好的情况下的负载信号波形。另一方面,图5的(b)示出了线3向被接合部2接合的接合状态不良的情况下的负载信号波形。
如图5的(a)以及图5的(b)所示那样,判定值例如是负载的时间积分值,该负载的时间积分值是从线3与被接合部2接触起至产生超声波振动之间由负载传感器40检测的负载信号波形的任意时间区间内的负载的时间积分值。
在图5的(a)以及图5的(b)的例子中,任意的时间区间是时刻ta至时刻tb之间。时刻ta以及时刻tb是时刻t1至时刻t2之间的任意的时刻。时刻ta也可以与时刻t1相同。在图5的(a)以及图5的(b)中,时刻ta至时刻tb之间的负载的时间积分值表示为通过斜线示出的区域的面积。
如图5的(a)以及图5的(b)所示那样,例如线3向被接合部2接合的接合状态良好的情况下的时间积分值S1,比线3向被接合部2接合的接合状态不良的情况下的时间积分值S2大。在这种情况下,基准范围的下限设定为比时间积分值S2大、且比时间积分值S1小的值。此外,基准范围的上限设定为比时间积分值S1大的值。
图6的(a)以及图6的(b)是表示图5的(a)以及图5的(b)所示的判定值的计算方法的变形例的说明图。在图6的(a)以及图6的(b)中,示出了线3向被接合部2接合的接合状态良好的情况下的负载信号波形。
如图6的(a)所示那样,判定值也可以是负载的时间积分值的一部分,该负载的时间积分值是从线3与被接合部2接触起至产生超声波振动之间由负载传感器40检测的负载信号波形的任意时间区间内的负载的时间积分值。
在图6的(a)的例子中,判定值例如通过S-Fmin×(tb-ta)表示。S是图5的(a)以及图5的(b)所示的时刻ta至时刻tb之间的负载的时间积分值S1或者S2。Fmin是时刻ta的负载的大小。在图6的(a)中,S-Fmin×(tb-ta)表示为通过斜线示出的区域的面积。
如图6的(b)所示那样,判定值也可以是时间积分值的比例(面积比),该时间积分值的比例(面积比)是从线3与被接合部2接触起至产生超声波振动之间由负载传感器40检测的负载信号波形的任意时间区间内的时间积分值的比例(面积比)。
在图6的(b)的例子中,判定值例如通过Sm/Sn表示。Sm例如是图6的(a)所示的S-Fmin×(tb-ta)。Sm例如也可以是在图5的(a)以及图5的(b)中示出的时刻ta至时刻tb之间的负载的时间积分值S1或者S2。在图6的(b)中,Sm表示为通过斜线示出的区域的面积。Sn表示为下述面积,即从在对角线上具有负载信号波形上的时刻ta的点P与时刻tb的点Q的长方形SQ中去除Sm后的区域的面积。
图7的(a)以及图7的(b)是表示判定值的计算方法的另一例的说明图。
图7的(a)示出了线3向被接合部2接合的接合状态良好的情况下的负载信号波形。另一方面,图7的(b)示出了线3向被接合部2接合的接合状态不良的情况下的负载信号波形。
如图7的(a)以及图7的(b)所示那样,判定值例如也可以是将从线3与被接合部2接触起至产生超声波振动之间由负载传感器40检测的负载信号波形上的任意的两点连结的直线、与两点间的负载信号波形之间的最大距离。
在图7的(a)以及图7的(b)的例子中,任意的两点为点p1以及点p2。点p1以及点p2是时刻t1至时刻t2之间的负载信号波形上的任意的点。将任意的两点连结的直线为直线A。在图7的(a)以及图7的(b)中,判定值通过直线A、和在点p1与点p2之间离开直线A最远的负载信号波形上的点X之间的距离D来表示。另外,在点X相对于直线A在上的情况下,距离D为正的值,在点X相对于直线A在下的情况下,距离D为负的值。即,图7的(a)的距离D1为正的值,图7的(b)的距离D2为负的值。
如图7的(a)以及图7的(b)所示那样,例如线3向被接合部2接合的接合状态良好的情况下的距离D1,比线3向被接合部2接合的接合状态不良的情况下的距离D2大。在这种情况下,基准范围的下限设定为比距离D2大且比距离D1小的值。此外,基准范围的上限设定为比距离D1大的值。
图8的(a)以及图8的(b)是表示判定值的计算方法的另一例的说明图。
图8的(a)示出了线3向被接合部2接合的接合状态良好的情况下的负载信号波形。另一方面,图8的(b)示出了线3向被接合部2接合的接合状态不良的情况下的负载信号波形。
如图8的(a)以及图8的(b)所示那样,判定值例如也可以是从线3与被接合部2接触起至产生超声波振动之间由负载传感器40检测的负载信号波形的任意的时刻的负载的大小。
在图8的(a)以及图8的(b)的例子中,任意的时刻tc是时刻t1至时刻t2之间的任意的时刻。
如图8的(a)以及图8的(b)所示那样,例如线3向被接合部2接合的接合状态良好的情况下的时刻tc的负载的大小L1,比线3向被接合部2接合的接合状态不良的情况下的时刻tc的负载的大小L2大。在这种情况下,基准范围的下限设定为比负载的大小L2大且比负载的大小L1小的值。此外,基准范围的上限设定为比负载的大小L1大的值。
图9的(a)以及图9的(b)是表示判定值的计算方法的另一例的说明图。
图9的(a)示出了线3向被接合部2接合的接合状态良好的情况下的负载信号波形。另一方面,图9的(b)示出了线3向被接合部2接合的接合状态不良的情况下的负载信号波形。
如图9的(a)以及图9的(b)所示那样,判定值例如也可以是从线3与被接合部2接触起至产生超声波振动之间由负载传感器40检测的负载信号波形的任意的时刻的负载的时间微分值。
在图9的(a)以及图9的(b)的例子中,任意的时刻td是时刻t1至时刻t2之间的任意的时刻。在图9的(a)以及图9的(b)中,时刻td的负载的时间微分值表示为通过双点划线示出的针对时刻td的负载信号波形的切线B的斜率。
如图9的(a)以及图9的(b)所示那样,例如线3向被接合部2接合的接合状态良好的情况下的时间微分值(切线B1的斜率),比线3向被接合部2接合的接合状态不良的情况下的时间微分值(切线B2的斜率)大。在这种情况下,基准范围的下限设定为比时间微分值(切线B2的斜率)大且比时间微分值(切线B1的斜率)小的值。此外,基准范围的上限设定为比时间微分值(切线B1的斜率)大的值。
以下,说明实施方式的引线接合方法。
实施方式的引线接合方法具有检索工序、分析工序、以及动作工序。在实施方式的引线接合方法中,例如反复进行检索工序、分析工序、动作工序。
在检索工序中,一边使被接合部2与线3接触并施加负载,一边连续地检测向被接合部2施加的负载。在分析工序中,根据在检索工序中检测出的负载计算判定值。在动作工序中,在分析工序中计算出的判定值为预先设定的基准范围内的情况下,在向被接合部2施加了负载的状态下,进行产生超声波振动使线3与被接合部2接合的接合动作,在分析工序中计算出的判定值为基准范围外的情况下,进行与判定值为基准范围内的情况下不同的动作。这里,“与判定值为基准范围内的情况下不同的动作”例如包括不进行接合动作、在进行接合动作之后停止装置、以及以与判定值为基准范围内的情况下不同的条件来进行接合动作等。以下,对各个情况下的流程进行说明。
图10是表示实施方式的引线接合方法的一例的流程图。
如图10所示那样,控制部50使接合工具11朝向工件1的被接合部2下降(步骤S101)。控制部50使接合工具11下降至由接合工具11保持的线3与被接合部2接触为止(步骤S102)。
线3与被接合部2接触后,控制部50根据由负载传感器40检测出的负载计算判定值(步骤S103)。计算判定值后,控制部50对判定值是否为预先设定的基准范围内进行判定(步骤S104)。
在判定值为基准范围内的情况下(步骤S104:是),控制部50以从接合工具11向被接合部2施加预先设定的负载的方式,控制接合工具11的Z方向的位置,且从超声波变幅杆12产生超声波振动,进行使线3与被接合部2接合的接合动作(步骤S105)。
经过规定的时间后,则控制部50使接合工具11上升,切断线3(线切割)(步骤S106)。在全部的线的接合结束的情况下(步骤S107:是),控制部50使接合工具11向原点移动,结束接合。在全部的线的接合未结束的情况下(步骤S107:否),控制部50使接合工具11向下一被接合部2移动,并返回步骤S101,开始下一引线接合。
在判定值为基准范围外的情况下(步骤S104:否),控制部50不进行接合动作,而是停止接合工具11以及超声波变幅杆12的动作(步骤S108)。此外,此时,控制部50例如也可以通过点亮产生异常灯等,来报告产生了异常。也可以在进行了步骤S108之后,控制部50在进行了某些处置之后,再次开始动作(移向步骤S107)。
另外,在该流程中,步骤S101以及S102为检索工序,步骤S103以及S104为分析工序,步骤S105~S108为动作工序。
图11是表示实施方式的引线接合方法的另一例的流程图。
图11所示的流程图的步骤S201~S207与图10所示的流程图的步骤S101~S107实质上相同,因此省略说明。
在图11所示的流程图中,在判定值为基准范围外的情况下(步骤S204:否),控制部50与步骤S205相同地进行接合动作(步骤S208),并与步骤S206相同地进行线切割(步骤S209)。在进行了线切割之后,控制部50停止接合工具11以及超声波变幅杆12的动作(步骤S210)。此外,此时,控制部50例如也可以通过点亮发生异常灯等,来报告产生了异常。也可以在进行了步骤S210之后,控制部50在进行了某些处置之后,再次开始动作(移向步骤S207)。
另外,在该流程中,步骤S201以及S202为检索工序,步骤S203以及S204为分析工序,步骤S205~S210为动作工序。
图12是表示实施方式的引线接合方法的另一例的流程图。
图12所示的流程图的步骤S301~S307与图10所示的流程图的步骤S101~S107实质上相同,因此省略说明。在步骤S305中,控制部50以第一条件进行接合动作。
在图12所示的流程图中,在判定值为基准范围外的情况下(步骤S304:否),控制部50以与步骤S305的接合动作中的第一条件不同的第二条件进行接合动作(步骤S308)。在进行了接合动作之后,控制部50与步骤S306相同地进行线切割(步骤S309)。在进行了线切割之后,控制部50进行全部的线的接合是否结束的判断(步骤S307)。
在实施方式中,在进行了线切割(步骤S309)之后,控制部50也可以不进行步骤S307,而是停止接合工具11以及超声波变幅杆12的动作。此外,此时,控制部50例如也可以通过点亮发生异常灯等,来报告产生了异常。
另外,在该流程中,步骤S301以及S302为检索工序,步骤S303以及S304为分析工序,步骤S305~S309为动作工序。
以下,对实施方式的引线接合装置以及实施方式的引线接合方法的作用效果进行说明。
在半导体装置的制造工序中,多使用下述的引线接合装置,即通过作为金属细线的线将作为半导体芯片的电极的焊盘与引线框、作为基板的电极的引线之间连接。使用了这种引线接合装置的引线接合,通常以下述方式进行,使接合工具对于焊盘、引线等被接合部沿Z方向移动,将被保持在接合工具的前端的线向被接合部按压而压接于被接合部,并且通过超声波变幅杆对线施加超声波振动。
在以这种方法进行引线接合的情况下,根据被接合部的状态等,有时在被接合部与线之间不能获得充分的接合强度,产生线从被接合部剥离等接合不良。特别是,对形成于被接合部的凸块接合线的情况下,由于凸块的高度、形状等重要因素,有时在凸块与线之间不能获得充分的接合强度,产生线从凸块剥离等接合不良。考虑到这是因为在凸块的高度、形状等非正常的情况下,线与凸块的接合面积降低,或由于接合时的凸块的变形而无法对接合部分施加足够的负载。
因此,提出了利用通电、电容检测等检测被接合部与线之间的接合不良的方法,检测接合时的负载、接合工具的Z方向的位置来判定线与被接合部之间的接合状态的优劣的方法。但是,在这些以往的接合不良的检测方法中,由于在将被接合部与线接合的接合动作的中途、或者在接合动作的完成后检测接合不良的产生,因此虽然能够在接合后发现产生了接合不良的产品,但不能抑制接合不良的产生本身。因此,存在产品的成品率降低这一问题。
因此,在实施方式中设置连续地检测从接合工具11向被接合部2施加的负载的负载传感器40,通过控制部,根据从线3与被接合部2接触起至产生超声波振动之间由负载传感器40检测出的负载,来计算判定值,并基于判定值,控制接合工具11以及超声波变幅杆12的动作。
由此,例如在进行接合动作之前,能够推断线3向被接合部2接合的接合状态的优劣。即,能够在实际上进行接合动作之前,推断在进行了接合动作的情况下是否产生接合不良。因此,在推断为线3向被接合部2接合的接合状态较差的情况下,通过进行与推断为接合状态良好的情况下不同的动作(例如不进行接合动作、在进行接合动作之后停止装置、或者以不同的条件进行接合动作等),从而能够事先防止产生接合不良。
更具体而言,控制部50例如在判定值为基准范围内的情况下,进行接合动作,在判定值为基准范围外的情况下,不进行接合动作,而是停止接合工具11以及超声波变幅杆12的动作。由此,能够更可靠地抑制产生接合不良,能够提高产品的成品率。
或者控制部50例如在判定值为基准范围内的情况下,进行接合动作,在判定值为基准范围外的情况下,在进行了接合动作之后,停止接合工具11以及超声波变幅杆12的动作。由此,能够抑制产生接合不良,且进一步提高产品的成品率。例如在判定值的变化发生在接合合格品中来作为接合不良的产生的征兆的情况下,通过这种控制,能够避免产生接合不良。
或者控制部50例如在判定值为基准范围内的情况下,以第一条件进行接合动作,在判定值为基准范围外的情况下,以与第一条件不同的第二条件进行接合动作。由此,能够抑制产生接合不良,且能够进一步提高产品的成品率。
以上,如说明那样,根据实施方式,提供能够抑制被接合部与线之间的接合不良的产生的引线接合装置以及引线接合方法。
以上,例示了本发明的几个实施方式,但这些实施方式作为例子而提示,并不意图限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他各种方式实施,在不脱离发明的主旨的范围内,能够进行各种省略、替换、变更等。这些实施方式及其变形例包含在发明的范围、主旨内,并且包含在权利要求书所记载的发明及其等同的范围内。此外,前述的各实施方式能够相互组合来实施。
Claims (13)
1.一种引线接合装置,通过在将线按压于被接合部的状态下产生超声波振动,从而使所述线与所述被接合部接合,所述引线接合装置具备:
接合工具,使线与被接合部接触并施加负载;
超声波变幅杆,产生超声波振动;
负载传感器,连续地检测从所述接合工具向所述被接合部施加的负载;以及
控制部,控制所述接合工具以及所述超声波变幅杆的动作,
所述控制部对从所述线与所述被接合部接触起至产生所述超声波振动的期间由所述负载传感器输出的所述负载的数据进行分析,并基于分析结果,控制所述接合工具以及所述超声波变幅杆的动作。
2.如权利要求1所述的引线接合装置,
所述控制部根据从所述线与所述被接合部接触起至产生所述超声波振动的期间由所述负载传感器检测出的所述负载,计算判定值,并基于所述判定值,控制所述接合工具以及所述超声波变幅杆的动作。
3.如权利要求2所述的引线接合装置,
所述控制部在所述判定值为预先设定的基准范围内的情况下,通过在从所述接合工具向所述被接合部施加了负载的状态下,从所述超声波变幅杆产生所述超声波振动,从而进行使所述线与所述被接合部接合的接合动作,
所述控制部在所述判定值为所述基准范围外的情况下,不进行所述接合动作,而是停止所述接合工具以及所述超声波变幅杆的动作。
4.如权利要求2所述的引线接合装置,
所述控制部在所述判定值为预先设定的基准范围内的情况下,通过在从所述接合工具向所述被接合部施加了负载的状态下,从所述超声波变幅杆产生所述超声波振动,从而进行使所述线与所述被接合部接合的接合动作,
所述控制部在所述判定值为所述基准范围外的情况下,在进行所述接合动作之后,停止所述接合工具以及所述超声波变幅杆的动作。
5.如权利要求2所述的引线接合装置,
所述控制部在所述判定值为预先设定的基准范围内的情况下,通过在从所述接合工具向所述被接合部施加了负载的状态下,从所述超声波变幅杆产生所述超声波振动,从而以第一条件进行使所述线与所述被接合部接合的接合动作,
所述控制部在所述判定值为所述基准范围外的情况下,以与所述第一条件不同的第二条件进行所述接合动作。
6.如权利要求5所述的引线接合装置,
所述第一条件与所述第二条件在从所述超声波变幅杆产生的所述超声波振动的输出、进行所述接合动作的时间以及从所述接合工具向所述被接合部施加的负载中的至少某一个上不同。
7.如权利要求2~6中任一项所述的引线接合装置,
所述判定值是从所述线与所述被接合部接触起至产生所述超声波振动的期间由所述负载传感器检测的负载信号波形的任意的时间区间内的负载的时间积分值。
8.一种引线接合方法,具备:
检索工序,一边使线与被接合部接触并负载,一边连续地检测向所述被接合部施加的负载;
分析工序,根据在所述检索工序中检测出的所述负载来计算判定值;以及
动作工序,在所述分析工序中计算出的所述判定值为预先设定的基准范围内的情况下,在向所述被接合部施加了负载的状态下,进行产生超声波振动而使所述线与所述被接合部接合的接合动作,在所述判定值为所述基准范围外的情况下,进行与在所述分析工序中计算出的所述判定值为所述基准范围内的情况下不同的动作。
9.如权利要求8所述的引线接合方法,
在所述判定值为所述基准范围外的情况下,在所述动作工序中,不进行所述接合动作。
10.如权利要求8所述的引线接合方法,
反复进行所述检索工序、所述分析工序、以及所述动作工序,
在所述判定值为所述基准范围外的情况下,在所述动作工序中,在进行所述接合动作之后禁止下次的所述检索工序。
11.如权利要求8所述的引线接合方法,
在所述判定值为所述基准范围内的情况下,在所述动作工序中,以第一条件进行所述接合动作,
在所述判定值为所述基准范围外的情况下,在所述动作工序中,以与所述第一条件不同的第二条件进行所述接合动作。
12.如权利要求11所述的引线接合方法,
所述第一条件与所述第二条件在从超声波变幅杆产生的所述超声波振动的输出、进行所述接合动作的时间以及向所述被接合部施加的负载中的至少某一个上不同。
13.如权利要求8~12中任一项所述的引线接合方法,
所述判定值是从所述线与所述被接合部接触起至产生所述超声波振动的期间由负载传感器检测的负载信号波形的任意的时间区间内的负载的时间积分值。
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Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08330366A (ja) * | 1995-06-01 | 1996-12-13 | Mitsubishi Electric Corp | ワイヤボンディング装置およびその方法 |
JPH10326811A (ja) * | 1997-05-26 | 1998-12-08 | Nec Corp | ワイヤボンディング装置およびワイヤボンディング方法 |
JP2000174056A (ja) * | 1998-12-04 | 2000-06-23 | Mitsubishi Electric Corp | ワイヤボンディング装置 |
CN1814388A (zh) * | 2005-01-28 | 2006-08-09 | 日产自动车株式会社 | 超声波接合装置及接合构造体 |
US20110146408A1 (en) * | 2008-07-16 | 2011-06-23 | Shinkawa Ltd. | Method and apparatus for pass/fail determination of bonding and bonding apparatus |
JP2015153907A (ja) * | 2014-02-14 | 2015-08-24 | 株式会社新川 | 半導体装置の製造方法及びワイヤボンディング装置 |
WO2018110417A1 (ja) * | 2016-12-14 | 2018-06-21 | 株式会社新川 | ワイヤボンディング装置及びワイヤボンディング方法 |
JP2018122347A (ja) * | 2017-02-03 | 2018-08-09 | 日本アビオニクス株式会社 | 超音波接合装置及びその制御方法 |
CN110235232A (zh) * | 2017-02-03 | 2019-09-13 | 三菱电机株式会社 | 超声波接合装置、超声波接合检查方法以及超声波接合部的制造方法 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3531378B2 (ja) | 1996-09-24 | 2004-05-31 | ソニー株式会社 | ワイヤボンディング装置 |
JP4425319B1 (ja) | 2008-09-10 | 2010-03-03 | 株式会社新川 | ボンディング方法、ボンディング装置及び製造方法 |
TWI649816B (zh) * | 2016-08-23 | 2019-02-01 | 日商新川股份有限公司 | 打線方法與打線裝置 |
-
2020
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Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08330366A (ja) * | 1995-06-01 | 1996-12-13 | Mitsubishi Electric Corp | ワイヤボンディング装置およびその方法 |
JPH10326811A (ja) * | 1997-05-26 | 1998-12-08 | Nec Corp | ワイヤボンディング装置およびワイヤボンディング方法 |
JP2000174056A (ja) * | 1998-12-04 | 2000-06-23 | Mitsubishi Electric Corp | ワイヤボンディング装置 |
CN1814388A (zh) * | 2005-01-28 | 2006-08-09 | 日产自动车株式会社 | 超声波接合装置及接合构造体 |
US20110146408A1 (en) * | 2008-07-16 | 2011-06-23 | Shinkawa Ltd. | Method and apparatus for pass/fail determination of bonding and bonding apparatus |
JP2015153907A (ja) * | 2014-02-14 | 2015-08-24 | 株式会社新川 | 半導体装置の製造方法及びワイヤボンディング装置 |
WO2018110417A1 (ja) * | 2016-12-14 | 2018-06-21 | 株式会社新川 | ワイヤボンディング装置及びワイヤボンディング方法 |
JP2018122347A (ja) * | 2017-02-03 | 2018-08-09 | 日本アビオニクス株式会社 | 超音波接合装置及びその制御方法 |
CN110235232A (zh) * | 2017-02-03 | 2019-09-13 | 三菱电机株式会社 | 超声波接合装置、超声波接合检查方法以及超声波接合部的制造方法 |
Also Published As
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