DE102017107627A1 - Bondverfahren und Bondgerät für ein Metallelement - Google Patents

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Yoshinori Imoto
Takaya NAGAHAMA
Koichi SHIIBA
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Abstract

Ein Bondverfahren hat: einen Oxidfilmausbildungsschritt S10, auf einer bestrahlten Oberfläche 62a1 einen Oxidfilm OM auszubilden, der eine Filmdicke entsprechend einer ersten Abgabe W1 und einer Bestrahlungszeit eines den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahls L1 aufweist; einen Schritt S12 zur Erfassung eines ersten reflektierten Laserstrahls, eine zweite Abgabe W2 zu erfassen; einen Schritt S14 zur Berechnung einer ersten Absorptionsfähigkeit, eine erste Absorptionsfähigkeit für den den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahl L1 zu berechnen; Laserstrahlumschaltschritte S16A und S16B, den den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahl, der auf die bestrahlte Oberfläche 62a1 abgestrahlt wird, zu einem Warmbondlaserstrahl umzuschalten; und einen Warmbondschritt S3, eine erste Bondoberfläche 62b zu erwärmen, bis die Temperatur davon eine vorbestimmte Bondtemperatur Ta erreicht, und die erste Bondoberfläche 62b zu einer zweiten Bondoberfläche 51a zu bonden.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bondverfahren (Verbindungsverfahren) und ein Bondgerät (Verbindungsgerät) für ein Metallelement unter Verwendung eines Laserstrahls.
  • 2. Beschreibung des Stands der Technik
  • Es gibt eine bekannte Technologie, in der ein Metallelement durch Abstrahlen eines Laserstrahls auf eine Oberfläche des Metallelements und Verursachen, dass das Metallelement den Laserstrahl absorbiert, erwärmt wird. Siehe japanisches Patent mit der Nr. 4894528 ( JP 4894528 ), japanisches Patent mit der Nr. 5602050 ( JP 5602050 ), und die japanische Patentanmeldung mit der Offenlegungsnummer 2014-228478 ( JP 2014-228478 A ) z.B. In diesem gibt es verschiedene Gewinde zum Erwärmen eines Metallelements. Zum Beispiel ist einer dieser Gründe, zwei Elemente zu bonden, wie in der JP 4894528 und der JP 5602050 beschrieben ist. Wenn zwei Elemente gebondet werden, wird z.B. ein Metallelement (z.B. ein Leitungsdraht), das als Kontakt eines elektrischen Schaltkreises dient, erwärmt, und ein zu bondendes Element (z.B. ein Halbleiteranschluss) und das Metallelement werden direkt zusammengebondet. In diesem Fall können, wie in der JP 4894528 und der JP 5602050 beschrieben ist, während ein erwärmter Abschnitt in einer festen Phase behalten wird, ohne den Abschnitt ausreichend zu erwärmen, um den Zustand in einen Zustand einer flüssigen Phase zu ändern, das Metallelement und das zu bondende Element mit einem vorbestimmten Druck gegeneinander gedrückt werden, um zusammengebondet zu werden (Festphasendiffusionsbonden). Alternativ kann das Bonden durch ein gewöhnliches Schweißen durchgeführt werden, indem der erwärmte Abschnitt geschmolzen wird, um in einen Zustand einer flüssigen Phase zu wechseln. Durch diese Bondverfahren kann das Bonden zwischen dem Metallelement und dem zu bondenden Element unter Hochtemperaturbedingungen fester als z.B. in dem Fall des Bondens mit einem Lötmittel gemacht werden.
  • Einige andere Beispiele des Erwärmens wie z.B. das, das in der JP 2014-228478 A beschrieben ist, zielen dazu, eine zerstörungsfreie Untersuchung durchzuführen, um zu bestimmen, ob ein Metallelement und ein zu bondendes Element, die bereits zusammengebondet sind, miteinander mit einem ausreichenden Bereich dazwischen in Berührung und zusammengebondet sind. In der Technologie der JP 2014-228478 A wird zuerst ein Metallelement erwärmt und dessen Temperatur wird durch Abstrahlen eines Laserstrahls auf das Metallelement erhöht, das an ein zu bondendes Element zu bonden ist. Wenn zu dieser Zeit das Metallelement und das zu bondende Element miteinander mit einem ausreichenden Bereich dazwischen in Berührung sind (aneinander gebondet sind), wird die Wärme zum Erhöhen der Temperatur zufriedenstellend abhängig von der Berührungsfläche von dem Metallelement zu dem zu bondenden Element übertragen. Entsprechend ist die Temperaturanstiegsgeschwindigkeit des Metallelements niedrig. Wenn jedoch das Metallelement und das zu bondende Element nicht miteinander mit einen ausreichenden Bereich dazwischen in Berührung sind, und sie unzureichend zusammengebondet sind, kann die Wärme des Metallelements nicht zufriedenstellend zu dem zu bondenden Element übertragen werden, und somit ist die Temperaturanstiegsgeschwindigkeit hoch. Ausgehend von dem Unterschied zwischen diesen Temperaturanstiegsgeschwindigkeiten wird der Bondzustand zwischen dem Metallelement und dem zu bondenden Element evaluiert.
  • In der voranstehend gegebenen Beschreibung wird als abgestrahlter Laserstrahl in vielen Fällen ein kostengünstiger YAG-Laser z.B. verwendet. Der YAG-Laser ist ein Laser, dessen Laserstrahl eine Nah-Infrarot-Wellenlänge (0,7 mm bis 2,5 mm) aufweist. Der Absorptionsgrad eines Metallelements wie z.B. Kupfer (oder Aluminium) für den durch den YAG-Laser abgestrahlten Laserstrahl ist an einer niedrigen Temperatur sehr niedrig, bevor eine vorbestimmte Temperatur (z.B. ein Schmelzpunkt) erreicht wird. Somit ist z.B. in der JP 4894528 , JP 5602050 , JP 2014-228478 A , ein Kupfer (oder Aluminium) für das Metallelement verwendet wird, der Temperaturanstieg des Metallelements niedrig, da der Absorptionsgrad des Metallelements für den Laserstrahl sogar dann niedrig ist, wenn der Laserstrahl direkt auf das Metallelement mit niedriger Temperatur abgestrahlt wird. Folglich wird viel Energie verbraucht, bis die vorbestimmte Temperatur erreicht ist, von der der Absorptionsgrad ansteigt. Nicht lediglich in Kupfer oder Aluminium sondern auch in anderen Metalle, allgemein mit niedriger Temperatur, ist der Temperaturanstieg des Metallelements niedriger als bei einer hohen Temperatur, da der Absorptionsgrad für den Laserstrahl niedriger ist. Folglich wird viel Energie verbraucht, bis die vorbestimmte Temperatur erreicht ist, von der der Absorptionsgrad ansteigt.
  • Im Gegensatz wird in der Technik der JP 2014-228478 A ausgehend von bekanntem Wissen ein Oxidfilm auf einer Oberfläche eines Metallelements ausgebildet, um den Absorptionsgrad des Metallelements für einen Laserstrahl bei niedriger Temperatur zu erhöhen. Der Oxidfilm wird durch Abstrahlen eines Laserstrahls zum Ausbilden eines Oxidfilms auf die Oberfläche des Metallelements ausgebildet. Insbesondere, um den Oxidfilm derart auszubilden, dass die Filmdicke davon eine vorbestimmte Filmdicke wird, die es ermöglicht, dass ein vorbestimmter Absorptionsgrad erlangt wird, wird der Laserstrahl auf die Oberfläche des Metallelements für einen vorbestimmten Zeitraum abgestrahlt. Darauffolgend wird ein erwärmender Laserstrahl auf das Metallelement durch den somit ausgebildeten Oxidfilm abgestrahlt. Die Temperatur des Metallelements, dessen Absorptionsgrad für den Laserstrahl durch die Ausbildung des Oxidfilms verbessert ist, wird schnell erhöht, und der Bondzustand wird wirkungsvoll evaluiert. In der JP 2014-228478 A wird ausgehend von bekanntem Wissen, dass der Absorptionsgrad für den Laserstrahl gesättigt wird, wenn die Filmdicke des Oxidfilms über einen bestimmten Wert ansteigt, eine Filmdicke eingestellt, an der der Absorptionsgrad gesättigt ist, und die Bestrahlungszeit des Laserstrahls zum Ermöglichen dieser auszubildenden Filmdicke wird eingestellt.
  • Jedoch benötigt es zu viel Zeit zum Ausbilden eines Oxidfilms, der eine Dicke aufweist, die gleich wie oder größer als eine bestimmte Filmdicke ist, mit der der Absorptionsgrad gesättigt wird, wie in der JP 2014-228478 A beschrieben ist, was verursacht, dass Kosten ansteigen. Wenn die Laserbestrahlungszeit verkürzt wird, um den Oxidfilm in einer kurzen Zeit auszubilden, wird die Filmdicke des ausgebildeten Oxidfilms dünner. In diesem Fall weist ein Verhältnis zwischen der Filmdicke eines dünnen Oxidfilms, der durch Laserbestrahlung für eine kurze Zeit ausgebildet werden kann, und der Absorptionsgrad des Metallelements für den Laserstrahl eine Periodizität auf, in der ein lokales Maximum und ein lokales Minimum abwechselnd in einer Errichtung erscheinen, in der die Filmdicke über 0 hinaus ansteigt. In diesem Fall, sogar wenn Variationen in der Filmdicke des ausgebildeten Oxidfilms nicht groß sind und klein sind, treten große Variationen in dem Absorptionsgrad auf. Folglich kann der Absorptionsgrad für den Laserstrahl nicht stabil erhalten werden, obwohl die Kosten niedrig sind.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bondverfahren und ein Bondgerät für ein Metallelement bereitzustellen, die einen dünnen Oxidfilm mit niedrigen Kosten ausbilden können, um den Absorptionsgrad für einen Laserstrahl zu verbessern, und dabei zu ermöglichen, dass in einer kurzen Zeit ein Bonden zwischen zwei Metallelementen erlangt werden kann.
  • Ein Bondverfahren gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist ein Bondverfahren zum Bonden einer ersten Bondoberfläche eines ersten Metallelements zu einer zweiten Bondoberfläche eines zweiten Metallelements, die mit der ersten Bondoberfläche in Berührung ist, indem ein Warmbondlaserstrahl auf eine bestrahlte Oberfläche des ersten Metallelements abgestrahlt wird, um die erste Bondoberfläche zu erwärmen.
  • Das Bondverfahren hat:
    einen Oxidfilmausbildungsschritt, einen einen Oxidfilm ausbildenden Laserstrahl an einer ersten Abgabe auf die bestrahlte Oberfläche des ersten Metallelements abzustrahlen, und auf der bestrahlten Oberfläche einen Oxidfilm auszubilden, der eine Filmdicke aufweist, die der ersten Abgabe und einer Bestrahlungszeit des den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahls entspricht;
    einen Schritt einen ersten reflektierten Laserstrahl zu erfassen, eine zweite Abgabe zu erfassen, die eine Abgabe eines ersten reflektierten Laserstrahls ist, der von dem den Oxidfilm ausbildenden Laser aufgrund eines reflektiert Werdens durch die bestrahlte Oberfläche erzeugt wird;
    einen Schritt einen ersten Absorptionsgrad zu berechnen, einen ersten Absorptionsgrad der bestrahlten Oberfläche des ersten Metallelements für den den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahl ausgehend von der ersten Abgabe des den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahl, der in dem Oxidfilmausbildungsschritt abgestrahlt wird, und der zweiten Abgabe des ersten reflektierten Laserstrahls, der in dem Schritt zum Erfassen des ersten reflektierten Laserstrahls erfasst wird, zu berechnen;
    einen Laserstrahlumschaltschritt, den den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahl, der auf die bestrahlte Oberfläche abgestrahlt wird, zu dem Warmbondlaserstrahl umzuschalten, falls bestimmt ist, dass der erste Absorptionsgrad gleich wie oder höher als ein vorbestimmter Absorptionsgrad ist; und
    einen Warmbondschritt, nach dem Umschalten zu dem Warmbondlaserstrahl den Warmbondlaserstrahl an einer dritten Abgabe auf die bestrahlte Oberfläche abzustrahlen, um die erste Bondoberfläche zu erwärmen, bis eine Temperatur der ersten Bondoberfläche eine vorbestimmte Bondtemperatur erreicht, und die erste Bondoberfläche mit der zweiten Bondoberfläche zu bonden.
  • Wie voranstehend beschrieben wurde, wird an dem Oxidfilmausbildungsschritt der den Oxidfilm ausbildende Laserstrahl auf die bestrahlte Oberfläche des ersten Metallelements abgestrahlt. Während der Oxidfilm auf der bestrahlten Oberfläche ausgebildet wird, wird der erste reflektierte Laserstrahl erfasst, der durch die bestrahlte Oberfläche reflektiert wird, und der Absorptionsgrad wird ausgehend von der ersten Abgabe des den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahls und der zweiten Abgabe des ersten reflektierten Laserstrahls berechnet. Mit anderen Worten ausgedrückt, der tatsächliche Absorptionsgrad für den den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahl, der durch den auf der bestrahlten Oberfläche ausgebildeten Oxidfilm erreicht wird, wird erlangt. Wenn der Absorptionsgrad für den den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahl gleich wie oder höher als der vorbestimmte Absorptionsgrad wird, wird der den Oxidfilm ausbildende Laserstrahl zu dem Warmbondlaserstrahl umgeschaltet. Die erste Bondoberfläche ist dann in dem Warmbondschritt auf die vorbestimmte Bondtemperatur aufgewärmt, wodurch die erste Bondoberfläche mit der zweiten Bondoberfläche gebondet wird. Somit kann, sogar falls die Bestrahlungszeit des den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahls kurz ist, und lediglich ein dünner Oxidfilm ausgebildet werden kann, zuverlässig ein erwünschter Absorptionsgrad erhalten werden. Mit anderen Worten, sogar mit einem dünnen Oxidfilm, der in einer kurzen Zeit mit niedrigen Kosten ausgebildet wird, kann zuverlässig der gewünschte Absorptionsgrad erhalten werden. Folglich wird der Warmbondlaserstrahl durch das erste Metallelement mit dem erwünschten Absorptionsgrad absorbiert, und die erste Bondoberfläche des ersten Metallelements wird in einer kurzen Zeit auf die vorbestimmte Bondtemperatur aufgewärmt, so dass die erste Bondoberfläche mit der zweiten Bondoberfläche in einer kurzen Zeit gebondet werden kann.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die voranstehend beschriebenen und weiteren Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung von beispielhaften Ausführungsformen mit Bezug auf die anhängenden Zeichnungen deutlich werden, in denen gleiche Bezugszeichen verwendet werden, um gleiche Elemente darzustellen, und in denen:
  • 1 eine vergrößerte Ansicht von Metallelementen ist, die zusammengebondet sind;
  • 2 ein Diagramm ist, das ein Verhältnis zwischen der Wellenlänge eines Nah-Infrarot-Laserstrahls und dem Absorptionsgrad durch Metallmaterial ist;
  • 3 ein Diagramm ist, das ein Verhältnis zwischen der Dicke eines Oxidfilms und dem Absorptionsgrad für den Laserstrahl darstellt;
  • 4 ein Diagramm ist, das ein Verhältnis zwischen der Filmdicke eines Oxidfilms, der auf einer Oberfläche eines Metallelements durch Bestrahlung mit einem einen Oxidfilm ausbildenden Laserstrahl ausgebildet ist, und der Bestrahlungszeit darstellt;
  • 5 ein schematisches Diagramm eines Bondgeräts gemäß einer ersten Ausführungsform ist;
  • 6A ein Diagramm G1 ist, der ein Verhältnis zwischen der Strahlenabgabe des den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahls und einem Warmbondlaserstrahl und einer Zeit darstellt;
  • 6B ist ein Diagramm G2, das ein Verhältnis zwischen der Strahlenabgabe des den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahls und dem Warmbondlaserstrahl und einer Zeit darstellt;
  • 6C ist ein Diagramm G3, das ein Verhältnis zwischen der Strahlenabgabe des den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahls und dem Warmbondlaserstrahl und der Zeit darstellt;
  • 7 ist ein Flussdiagramm eines Bondverfahrens gemäß der Ausführungsform;
  • 8 ist ein Konzeptdiagramm, das einen Zustand darstellt, in dem ein Metallelement von seiner Oberfläche aus durch Bestrahlung mit einem Laserstrahl erwärmt wird;
  • 9 ist ein schematisches Diagramm eines Gerätekörpers gemäß einer zweiten Ausführungsform; und
  • 10 ist ein schematisches Diagramm eines Gerätekörpers gemäß einer Modifikation der zweiten Ausführungsform.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Ein Umriss eines Bondgeräts gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf 1 beschrieben. Das Bondgerät ist ein Gerät, das zwei Metallelemente durch Abstrahlen eines Laserstrahls zusammenbondet. Wie in 1 abgebildet ist, sind in der vorliegenden Ausführungsform die zwei Metallelemente ein erstes Metallelement (Leitungsrahmen 62), der z.B. aus Kupfer ausgebildet ist, und ein zweites Metallelement (ein Metallanschluss 51 an einer Oberfläche eines Halbleiterbauteils 50), das z.B. aus Gold ausgebildet ist.
  • Insbesondere wird der Laserstrahl auf eine bestrahlte Oberfläche 62a1 in einer Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 abgestrahlt. Somit wird verursacht, dass der Leitungsrahmen 62 den abgestrahlten Laserstrahl von der bestrahlten Oberfläche 62a1 absorbiert, wodurch der Leitungsrahmen 62 erwärmt wird. Die Temperatur einer ersten Bondoberfläche 62b, die gegenüber der Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 positioniert ist, wird auf eine Temperatur erhöht, um Bonden zu ermöglichen.
  • Somit werden die erste Bondoberfläche 62b des Leitungsrahmens 62, die gegenüber der Oberfläche 62a positioniert ist, und eine zweite Bondoberfläche 51a in der oberen Oberfläche des Metallanschlusses 51, der als Anschluss auf der oberen Oberfläche des Halbleiterbauteils 50 ausgebildet ist, zusammengebondet. Bevor sie gebondet werden, sind die erste Bondoberfläche 62b und die zweite Bondoberfläche 51a miteinander in Berührung. Das Halbleiterbauteil wird von seiner unteren Oberfläche durch ein vorbestimmtes Stützelement 52 gestützt.
  • In der vorliegenden Ausführungsform wird als der Laserstrahl, der auf die bestrahlte Oberfläche 62a1 des Leitungsrahmens 62 abgestrahlt wird, um die erste Bondoberfläche 62b zu erwärmen, ein kostengünstiger Laserstrahl verwendet, der eine Nah-Infrarot-Wellenlänge aufweist, die später im Detail beschrieben wird. Für einen derartigen Laserstrahl, der eine Nah-Infrarot-Wellenlänge aufweist, weist Kupfer eine sehr niedrige Absorptionsfähigkeit auf, das den Leitungsrahmen 62 ausbildet. Somit besteht hier ein Problem, dass es zu viel Zeit benötigt, die erste Bondoberfläche 62b durch Abstrahlen des Laserstrahls zu erwärmen.
  • Unter Betrachtung davon wird in der vorliegenden Erfindung, um dieses Problem zu lösen, ein Oxidfilm OM, der eine Filmdicke α1 aufweist, auf der bestrahlten Oberfläche 62a1 ausgebildet, wodurch eine Absorptionsfähigkeit Y für den Laserstrahl, der eine Nah-Infrarot-Wellenlänge aufweist, erhöht wird. Wie später im Detail beschrieben werden wird, basiert die Tatsache, dass die Ausbildung des Oxidfilms OM die Absorptionsfähigkeit für den Laserstrahl im Vergleich mit dem Fall ohne den Oxidfilm OM erhöht, auf bekanntem Wissen. In der vorliegenden Ausführungsform wird der Oxidfilm OM durch Abstrahlen des Laserstrahls, der eine Nah-Infrarot-Wellenlänge aufweist, auf die bestrahlte Oberfläche 62a1 ausgebildet.
  • In der vorliegenden Ausführungsform wird angenommen, dass der Leitungsrahmen 62 und der Metallanschluss 51 des Halbleiterbauteils 50 durch bekanntes Festphasendiffusionsbonden mit zusammengebondet werden. Das Festphasendiffusionsbonden ist ein bekanntes Bondverfahren, in dem z.B. die erste Bondoberfläche 62b und die zweite Bondoberfläche 51a in einem Festphasenzustand mit einem Druck P1 in einer Druckbondrichtung gegeneinander gedrückt werden, um zusammengebondet zu werden. Der Festphasenzustand hierin bedeutet ein Zustand, der an einer Temperatur niedriger als die Temperatur eines Flüssigphasenzustands auftritt, und Bonden in einem festen Zustand ermöglicht, und die z.B. durch Erhöhen der Temperatur der ersten Bondoberfläche 62b des Leitungsrahmens 62 (erstes Metallelement) erlangt werden kann.
  • In dem Festphasendiffusionsbonden wurde herausgefunden, dass ein Bond (Verbindung), der eine hohe Festigkeit aufweist, erlangt werden kann durch beibehalten der Temperatur der ersten zu bondenden Bondoberfläche 62b für einen bestimmten Zeitraum an einer Bondtemperatur Ta, die eine Temperatur nahe dem Schmelzpunkt des Leitungsrahmens 62 ist, und Drücken der ersten Bondoberfläche 62b und der zweiten Bondoberfläche 51a in der Druckbondrichtung gegeneinander. Das Festphasendiffusionsbonden ist lediglich ein Beispiel des Bondens, und das Bonden ist nicht darauf begrenzt.
  • Das Folgende beschreibt die Absorptionsfähigkeit für einen Laserstrahl mit Bezug auf 2, 3 und 4. 2 ist ein allgemeines Diagramm, das ein Verhältnis zwischen der Wellenlänge eines Laserstrahls und der Absorptionsfähigkeit des Metallelements darstellt. Wie in 2 dargestellt ist, ist in der vorliegenden Ausführungsform Kupfer, das als das erste Metallelement verwendet wird, ein Material, dessen Absorptionsfähigkeit für einen Laserstrahl, der eine Nah-Infrarot-Wellenlänge aufweist, bei Raumtemperatur sehr niedrig ist.
  • Es wird in der vorliegenden Ausführungsform angenommen, dass als das erste Metallelement ein Material niedriger Absorptionsfähigkeit verwendet wird, dessen Absorptionsfähigkeit für den Laserstrahl, der eine Nah-Infrarot-Wellenlänge aufweist, bei Raumtemperatur gleich wie oder niedriger als ein vorbestimmter Wert ist. Der vorbestimmte Wert der Absorptionsfähigkeit ist eine Absorptionsfähigkeit von z.B. 30% (sh. 2). In diesem Fall können als das Material niedriger Absorptionsfähigkeit z.B. Kupfer oder Aluminium verwendet werden, und in der vorliegenden Ausführungsform wird Kupfer verwendet.
  • Um die Absorptionsfähigkeit zu erhöhen, bildeten die Erfinder einen Oxidfilm OM auf einer Oberfläche aus Kupfer aus, und evaluierten ein Verhältnis zwischen der Filmdicke α des Oxidfilms OM und der Absorptionsfähigkeit Y für den Laserstrahl, der eine Nah-Infrarot-Wellenlänge aufweist. 3 ist ein Diagramm ausgehend von einem Versuchsergebnis, das ein Verhältnis zwischen der Filmdicke α (mm) des Oxidfilms OM, der auf der Oberfläche (bestrahlte Oberfläche) des Kupfers ausgebildet ist, und der Absorptionsfähigkeit Y (%) der bestrahlten Oberfläche für den Laserstrahl, der eine Nah-Infrarot-Wellenlänge α ist, darstellt.
  • In dem Diagramm der 3 stellt die Abszisse die Filmdicke α (nm) des Oxidfilms OM dar, und die Ordinate stellt die Absorptionsfähigkeit (erste Absorptionsfähigkeit) Y1 (%) des Leitungsrahmens 62 für einen Laserstrahl L dar, wenn der Laserstrahl auf die Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 (Metallelement) durch den Oxidfilm OM abgestrahlt wurde.
  • Wie in dem Diagramm der 3 ersichtlich ist, weist die erste Absorptionsfähigkeit Y1 in dem Verhältnis mit der Filmdicke α des Oxidfilms OM eine Periodizität auf, in der ihre normalen lokalen Maximum-Werte a und b (ungefähr 60%) und ihre lokalen Minimum-Werte aa und bb (ungefähr 20%) abwechselnd mit der Änderung der Filmdicke α in einer ansteigenden Richtung erscheinen, und ebenfalls eine Charakteristik auf, in der die erste Absorptionsfähigkeit Y1 ein lokales Minimum ist, wenn die Filmdicke α des Oxidfilms OM null beträgt. Mit anderen Worten, die erste Absorptionsfähigkeit Y1 überschreitet in dem gesamten Bereich einer Region, wo die Filmdicke null überschreitet und die Filmdicke ansteigt, die Absorptionsfähigkeit, wenn die Filmdicke null beträgt.
  • Unter Betrachtung davon haben die Erfinder herausgefunden, dass die erste Absorptionsfähigkeit Y1 des Oxidfilms OM, der auf der bestrahlten Oberfläche 62a1 ausgebildet ist, der die Periodizität in dem Verhältnis mit der Filmdicke α aufweist, nur innerhalb eines ersten Absorptionsfähigkeitsbereichs Ar2 entsprechend einem ersten Filmdickenbereich Ar1a eingestellt sein muss, in dem die Filmdicke α des Oxidfilms OM null übersteigt und kleiner als eine erste Lokal-Minimum-Filmdicke AA ist. Die erste Lokal-Minimum-Filmdicke AA entspricht dem ersten lokalen Minimum-Wert aa, der als lokaler Minimum-Wert der ersten Absorptionsfähigkeit Y1 zwischen einer ersten lokalen maximalen Filmdicke A entsprechend dem ersten lokalen Maximum-Wert a, der als lokaler Maximum-Wert der Absorptionsfähigkeit Y für das erste Mal erscheint, und einer zweiten lokalen maximalen Filmdicke B, die dem zweiten lokalen Maximum-Wert b entspricht, der als lokaler Maximum-Wert der ersten Absorptionsfähigkeit Y1 folgend auf den ersten lokalen Maximum-Wert a erscheint.
  • Die Erfinder haben sich gedacht, dass es bevorzugter ist, die erste Absorptionsfähigkeit Y1 innerhalb eines zweiten Absorptionsfähigkeitsbereich Ar3 einzustellen, in dem die Absorptionsfähigkeit gleich wie oder höher als 40% des ersten Absorptionsfähigkeitsbereichs Ar2 liegt. Durch diese Einstellung reicht die Filmdicke α entsprechend dem zweiten Absorptionsfähigkeitsbereich Ar3 von 35 nm bis 135 nm, und ein ausreichender Bereich der Filmdicke α kann erhalten werden. Folglich kann eine erste Absorptionsfähigkeit Y1 von 40% oder höher stabil erhalten werden.
  • Als Bedingung des voranstehend beschriebenen Versuchs war das Metallelement aus Kupfer, wie voranstehend beschrieben wurde. Der Laserstrahl L wurde durch einen YAG-Laser abgestrahlt, und war ein Laserstrahl der eine Nah-Infrarot-Wellenlänge aufwies. Der Oxidfilm OM wurde in einem Ofen ausgebildet. Darüber hinaus wurde die Filmdicke des Oxidfilms OM durch eine sequentielle elektrochemische Reduktionsanalyse (SERA) gemessen. Somit wird in der vorliegenden Ausführungsform angenommen, dass die Filmdicke des Oxidfilms OM eine durch SERA in allen Fällen gemessene Filmdicke ist.
  • Die SERA ist ein bekanntes Filmdickenmessverfahren. Insbesondere wird, um damit zu beginnen, eine elektrolytische Lösung auf eine Metalloberfläche aufgebracht, und es wird verursacht, dass ein feiner Strom von einer Elektrode strömt, um eine Reduktionsreaktion zu verursachen. Zu dieser Zeit kann die Filmdicke durch Messen der Zeit berechnet werden, die die Reduktion benötigt, da ihre Substanz ihr eigenes spezifisches Reduktionspotenzial hat.
  • 4 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Verhältnisses zwischen einer Bestrahlungszeit H und der Filmdicke α des Oxidfilms OM zeigt, der ausgebildet wird, wenn der eine Nah-Infrarot-Wellenlänge aufweisende Laserstrahl auf eine Oberfläche eines Kupfers an einer Bestrahlungsabgabe Wx abgestrahlt wird, z.B.
  • Das Folgende beschreibt eine Konfiguration eines Bondgeräts 10 mit Bezug auf 5 und 1. Wie in 5 dargestellt ist, hat das Bondgerät 10 einen Gerätekörper 20, eine Oxidfilmausbildungssteuerung 30 und eine Warmbondsteuerung 40. Die Oxidfilmausbildungssteuerung 30 steuert den Gerätekörper 20, einen einen Oxidfilm ausbildenden Laserstrahl L1, der später im Detail beschrieben wird, auf die Oberfläche 62a (bestrahlte Oberfläche 62a1) des Leitungsrahmens 62 abzustrahlen, und dabei einen Oxidfilm OM auszubilden.
  • Die Warmbondsteuerung 40 steuert den Gerätekörper 20, einen Warmbondlaserstrahl L3, der später beschrieben wird, auf den Oxidfilm OM abzustrahlen, der auf der bestrahlten Oberfläche 62a1 ausgebildet ist, und die erste Bondoberfläche 62b des Leitungsrahmens 62 mit der zweiten Bondoberfläche 51a des Metallanschlusses 51 zu bonden.
  • Der Gerätekörper 20 hat einen Laseroszillator 21, einen Laserkopf 22, ein Gehäuse 23, einen Leistungsmesser 24 und ein Drückgerät 26. Der Laseroszillator 21 verursacht, dass der Laser mit einer Wellenlänge oszilliert, und eine Abgabe entsprechend der Art des Lasers, und erzeugt dabei einen erwünschten einen Oxidfilm ausbildenden Laserstrahl L1. Die Wellenlänge des den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahls L1 liegt bevorzugt innerhalb eines Bereichs von 0,7 µm bis 2,5 µm. Mit anderen Worten, der den Oxidfilm ausbildende Laserstrahl L1 ist bevorzugt ein Laserstrahl, der eine Nah-Infrarot-Wellenlänge aufweist, der typischerweise beispielhaft durch den YAG-Laser ausgeführt ist.
  • In diesem Fall kann der Laseroszillator 21 mit niedrigen Kosten erzeugt werden. Insbesondere schließen Beispiele des den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahls L1, die verwendet werden können, HoYAG (Wellenlänge ungefähr 1,5 µm), Yttriumvanadat (YVO, Wellenlänge ungefähr 1,06 µm), Ytterbium (Yb, Wellenlänge ungefähr 1,09 µm) und Faserlaser ein. Der Laseroszillator 21 hat eine optische Faser 25, durch die der den Oxidfilm ausbildende Laserstrahl L1 zu dem Laserkopf 22 übertragen wird, der durch den Laseroszillator 21 zum Oszillieren gebracht wird.
  • Eine erste Abgabe W1, die eine Bestrahlungsabgabe des den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahls L1 ist, kann auf eine beliebige Größenordnung eingestellt werden. Jedoch weist die erste Abgabe W1 bevorzugt eine Intensität auf, mit der ein Oxidfilm OM, der eine Filmdicke α aufweist, die die Absorptionsfähigkeit Y1 für den den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahl L1 ermöglicht, die zu erhalten ist, auf der bestrahlten Oberfläche 62a1 des Leitungsrahmens 62 innerhalb eines gewünschten Zeitraums ausgebildet werden kann.
  • Wie in 5 abgebildet ist, ist der Laserkopf 22, der in dem Gehäuse 23 vorgesehen ist, an einem vorbestimmten Abstand vorgesehen, der von der Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 um einen vorbestimmten Abstand und mit Bezug auf die Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 um einen vorbestimmten Winkel γ° beabstandet ist. Der Laserkopf 22 hat eine Kollimatorlinse 32, einen Spiegel 34 und eine Verdichterlinse 38. Die Kollimatorlinse 32 kollimiert den den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahl L1, der von der optischen Faser 25 abgegeben wird, in paralleles Licht. Der Spiegel 34 ändert die Bewegungsrichtung des kollimierten den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahls L1 derart, dass der den Oxidfilm ausbildende Laserstrahl L1 in die Verdichterlinse 38 eintritt. In der vorliegenden Ausführungsform ändert der Spiegel 34 die Bewegungsrichtung des den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahls L1 um 90 Grad. Die Verdichterlinse 38 verdichtet den parallelen den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahl L1, der von dem Spiegel 34 eintritt.
  • Der Leistungsmesser 24 erfasst eine Abgabe eines ersten reflektierten Laserstrahls L2. Der erste reflektierte Laserstrahl L2 ist ein Laserstrahl, der von dem den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahl L1 erzeugt wird, der zu der bestrahlten Oberfläche 62a1 abgestrahlt wird, wenn der den Oxidfilm ausbildende Laserstrahl durch die bestrahlte Oberfläche 62a1 reflektiert wird. Wenn der Oxidfilm OM auf der bestrahlten Oberfläche 62a1 ausgebildet wird, wird der erste reflektierte Laserstrahl L2 durch die bestrahlte Oberfläche 62a1 durch den Oxidfilm OM reflektiert. Die Abgabe des ersten reflektierten Laserstrahls L2 ist eine zweite Abgabe W2. Die zweite Abgabe W2 ist ein Wert, der durch Subtrahieren einer absorbierten Abgabe Wa erhalten wird, die ein Abschnitt der Abgabe des den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahls L1, der durch den Leitungsrahmen 62 absorbiert wird, von der ersten Abgabe W1 ist, die die Strahlenabgabe des den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahls L1 ist (W2 = W1 – Wa).
  • Der erste reflektierte Laserstrahl L2 wird von einer Eingangsfläche 24a des Leistungsmessers 24 eingegeben. Mit anderen Worten, der Leistungsmesser 24 ist in einer beliebigen Position an einem beliebigen Winkel so vorgesehen, dass der erste reflektierte Laserstrahl L2 insgesamt von der Eingangsfläche 24a eingegeben werden kann. Da der Leistungsmesser 24 ein bekanntes Messinstrument ist, das die Abgabe eines abgestrahlten Laserstrahls misst, wird dessen ausführliche Beschreibung ausgelassen. Die Abgabe des ersten reflektierten Laserstrahls L2 kann nicht nur durch den Leistungsmesser sondern auch durch einen Strahl-Profiler, einen CCD-Sensor oder einen CMOS-Sensor z.B. gemessen werden.
  • Das Drückgerät 26 ist ein Gerät, das die obere Oberfläche (Oberfläche 62a) des Leitungsrahmens 62 nach unten drückt. Durch dieses Drücken drückt das Drückgerät 26 die erste Bondoberfläche 62b des Leitungsrahmens 62, der auf die Bondtemperatur Ta aufgewärmt ist, gegen die zweite Bondoberfläche 51a, um diese Oberflächen zusammen zu bonden. Der Druck, mit dem die erste Bondoberfläche 62b an die zweite Bondoberfläche 51a gebondet wird, kann ausgehend von Versuchsergebnissen eingestellt werden, die im Voraus durchgeführt werden. Das Drückgerät 26 kann eine beliebige Art von Struktur aufweisen, die die erste Bondoberfläche 62b, die auf die Bondtemperatur Ta erwärmt wurde, gegen die zweite Bondoberfläche 51a mit dem Druck P1 drücken kann. Der Druck P1 ist ein Druck, mit dem die erste Bondoberfläche 62b, die auf die Bondtemperatur Ta aufgewärmt wurde, an die zweite Bondoberfläche 51a gebondet werden kann.
  • Die Oxidfilmausbildungssteuerung 30 hat eine erster-Laserstrahl-Anpassungsabstrahlungseinheit 41 (entsprechend einer Laserstrahlanpassungsabstrahlungseinheit), eine erste Einheit 43 zum Erfassen eines reflektierten Laserstrahls, eine Einheit 44 zum Berechnen der ersten Absorptionsfähigkeit und eine Laserstrahlumschalteinheit 45.
  • Die erster-Laserstrahl-Anpassungsabstrahlungseinheit 41, die elektrisch mit dem Laseroszillator 21 verbunden ist, steuert die Wellenlänge und die Abgabe W des Laserstrahls, der durch den Laseroszillator 21 oszilliert und abgestrahlt wird. Insbesondere verursacht die erster-Laserstrahl-Anpassungsabstrahlungseinheit 41, dass der Laseroszillator 21 verursacht, dass der den Oxidfilm ausbildende Laserstrahl L1 oszilliert und an der ersten Abgabe W1 auf die bestrahlte Oberfläche 62a1 des Leitungsrahmens 62 (erstes Metallelement) abgestrahlt wird. Auf diese Weise wird ein Oxidfilm OM, der eine Filmdicke α aufweist, die der ersten Abgabe W1 und der Bestrahlungszeit H des den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahls L1 entspricht, auf der bestrahlten Oberfläche 62a1 ausgebildet wird (sh. 4).
  • Die Einheit 43 zum Erfassen des ersten reflektierten Laserstrahls ist elektrisch mit dem Leistungsmesser 24 verbunden. Von dem Leistungsmesser 24 empfängt die erste Einheit zum Erfassen des reflektierten Laserstrahls Daten der zweiten Abgabe W2 des ersten reflektierten Laserstrahls L2, die in den Leistungsmesser 24 eingegeben werden. Die Einheit 43 zum Erfassen des ersten reflektierten Laserstrahls überträgt die empfangenen Daten der zweiten Abgabe W2 zur Einheit 44 zum Berechnen der ersten Absorptionsfähigkeit.
  • Von der erster-Laserstrahl-Anpassungsabstrahleinheit 41 erlangt die Einheit 44 zum Berechnen der ersten Absorptionsfähigkeit die Daten der ersten Abgabe W1, die eine Abgabe ist, wenn die erster-Laserstrahl-Anpassungsabstrahlungseinheit 41 verursacht, dass der Laseroszillator 21 verursacht, dass der den Oxidfilm ausbildende Laserstrahl L1 oszilliert und auf die bestrahlte Oberfläche 62a1 abgestrahlt wird. Ausgehend von der ersten Abgabe W1 und der zweiten Abgabe W2, die von der ersten Einheit 43 zum Erfassen des reflektierten Laserstrahls erlangt wird, berechnet die Einheit 44 zum Berechnen der ersten Absorptionsfähigkeit eine erste Absorptionsfähigkeit Y1, die die Absorptionsfähigkeit der bestrahlten Oberfläche 62a1 des Leitungsrahmens 62 (erstes Metallelement) für den den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahl L1 ist. Hierin wird die erste Absorptionsfähigkeit Y1 gemäß Y1 = (W1 – W2)/W1 berechnet. Daten der berechneten ersten Absorptionsfähigkeit Y1 werden zu der Laserstrahlumschalteinheit 45 übertragen.
  • Die Laserstrahlumschalteinheit 45 bestimmt zuerst, ob die erste Absorptionsfähigkeit Y1, die von der Einheit 44 zum Berechnen der ersten Absorptionsfähigkeit erlangt wird, gleich wie oder höher als z.B. 40% ist. Wenn bestimmt wurde, dass die erste Absorptionsfähigkeit Y1 gleich wie oder höher als 40% ist, überträgt die Laserstrahlumschalteinheit 45 zu der erster-Laserstrahl-Anpassungsabstrahleinheit 41 eine Anweisung, die Strahlung auf die bestrahlte Oberfläche 62a1 von dem den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahl L1 zu dem Warmbondlaserstrahl L3 umzuschalten.
  • Im Folgenden ist die Warmbondsteuerung 40 beschrieben. Wie in 5 abgebildet ist, hat die Warmbondsteuerung 40 eine zweiter-Laserstrahl-Anpassungsabstrahlungseinheit 42, eine Einheit 46 zum Erfassen des zweiten reflektierten Laserstrahls, eine Einheit 47 zur Berechnung der zweiten Absorptionsfähigkeit, eine Laserstrahlabgabeänderungseinheit 48 und eine Drückeinheit 49. Die zweiter-Laserstrahl-Anpassungsabstrahlungseinheit 42 weist die gleiche Funktion auf wie die erster-Laserstrahl-Anpassungsabstrahleinheit 41 der Oxidfilmausbildungssteuerung 30. Somit wird deren Beschreibung ausgelassen.
  • Die Einheit 46 zum Erfassen des zweiten reflektierten Laserstrahls ist in der gleichen Weise wie die Einheit 43 zum Erfassen des ersten reflektierten Laserstrahls elektrisch mit dem Leistungsmesser 24 verbunden. Wenn der Warmbondlaserstrahl L3 auf die abgestrahlte Oberfläche 62a1 mit einer dritten Abgabe B3 abgestrahlt wird, erfasst die Einheit 46 zum Erfassen des zweiten reflektierten Laserstrahls mit dem Leistungsmesser 24 eine vierte Abgabe W4, die die Abgabe des zweiten reflektierten Laserstrahls L4 ist, der durch die bestrahlte Oberfläche 62a1 reflektiert wird. Der den Oxidfilm ausbildende Laserstrahl L1 und der Warmbondlaserstrahl L3 sind die gleichen Arten von Laserstrahlen, und beide sind Laserstrahlen, die jeweils eine Nah-Infrarot-Wellenlänge aufweisen.
  • Hierin sind der Einfallswinkel des Warmbondlaserstrahls L3 und der Reflexionswinkel des zweiten reflektierten Laserstrahls L4 mit Bezug auf die bestrahlte Oberfläche 62a1 der gleiche wie der Einfallswinkel des den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahls L1 beziehungsweise des Reflexionswinkels des ersten reflektierten Laserstrahls L2 mit Bezug auf die bestrahlte Oberfläche 62a1. Die Einheit 46 zum Erfassen des zweiten reflektierten Laserstrahls empfängt Daten von der vierten Abgabe W4 des zweiten reflektierten Laserstrahls L4, die durch den Leistungsmesser 24 erlangt wurden, von dem Leistungsmesser 24. Die Einheit 46 zum Erfassen des zweiten reflektierten Laserstrahls überträgt die empfangenen Daten der vierten Abgabe W4 zu der Einheit 47 zur Berechnung der zweiten Absorptionsfähigkeit.
  • Ausgehend von der dritten Abgabe W3 und der vierten Abgabe W4, die somit erlangt wurden, berechnet die Einheit 47 zur Berechnung der zweiten Absorptionsfähigkeit eine zweite Absorptionsfähigkeit Y2 der bestrahlten Oberfläche 62a1 des Leitungsrahmens 62 (erstes Metallelement) für den Warmbondlaserstrahl L3. Hierin wird die zweite Absorptionsfähigkeit Y2 gemäß Y2 = (W3 – W4)/W3 berechnet. Wenn z.B. die zweite Absorptionsfähigkeit Y2 ansteigt, verringert sich die vierte Abgabe W4 allmählich. Als ein Faktor in der Änderung und des Anstiegs der zweiten Absorptionsfähigkeit Y2 ist ein möglicher Grund, des z.B. die Temperatur der bestrahlten Oberfläche 62a1 ansteigt oder die bestrahlte Oberfläche 62a1 schmilzt. Somit steigt die Temperaturanstiegsgeschwindigkeit der ersten Bondoberfläche 62b, da der Warmbondlaserstrahl L3 in dem Leitungsrahmen 62 stärker absorbiert wird. Daten der berechneten zweiten Absorptionsfähigkeit Y2 werden zu der Laserstrahlabgabeänderungseinheit 48 übertragen.
  • Die Laserstrahlabgabeänderungseinheit 48 passt die dritte Abgabe W3 ausgehend von der zweiten Absorptionsfähigkeit Y2 an, die sich mit dem Anstieg der Bestrahlungszeit H des Warmbondlaserstrahls L3 ändert (ansteigt). Insbesondere, wenn die zweite Absorptionsfähigkeit Y2 mit dem Verstreichen der Zeit ansteigt, überträgt die Laserstrahlabgabeänderungseinheit 48 zu der zweiter-Laserstrahl-Anpassungsabstrahlungseinheit 42 eine Anweisung, die dritte Abgabe W3 gemäß dem Anstieg zu reduzieren.
  • Die Drückeinheit 49 ist elektrisch mit dem Drückgerät 26 verbunden. Wenn die dritte Abgabe W3 durch die Laserstrahlabgabeänderungseinheit 48 gesteuert wird, und dann die erste Bondoberfläche 62b die Bondtemperatur Ta erreicht hat, steuert die Drückeinheit 49 das Drückgerät 26, um die obere Oberfläche (Oberfläche 62a) des Leitungsrahmens 62 mit dem Druck P1 nach unten zu drücken. Somit wird die erste Bondoberfläche 62b gegen die zweite Bondoberfläche 51a gedrückt und gebondet. Der Druck P1 für dieses Drücken kann ausgehend von Vergleichsversuchen eingestellt sein, die im Voraus durchgeführt wurden, wie voranstehend beschrieben wurde.
  • Hierin kann die Laserstrahlabgabeänderungseinheit 48 die dritte Abgabe W3 in einer optionalen Weise anpassen. Wie z.B. in dem Diagramm G1 der 6A abgebildet ist, dass ein Verhältnis zwischen den ersten und dritten Abgaben W1 und W3 und der verstrichenen Zeit darstellt, kann die dritte Abgabe W3 linear reduziert werden. Alternativ kann, wie in dem Diagramm G2 der 6B abgebildet ist, die dritte Abgabe W3 entlang einer Kurve reduziert werden. Darüber hinaus kann, wie in dem Diagramm G3 der 6C abgebildet ist, die dritte Abgabe W3 stufenweise reduziert werden.
  • Während die dritte Abgabe W3 so angepasst ist, dass sie sich verringert, wie voranstehend beschrieben wurde, wird die erste Bondoberfläche 62b erwärmt, bis ihre Oberfläche die vorbestimmte Bondtemperatur Ta erreicht, was gestattet, dass die Temperatur der ersten Bondoberfläche 62b einfach an der Bondtemperatur Ta nahe dem Schmelzpunkt gehalten bleibt. Folglich kann, aufgrund des voranstehend beschriebenen Grundes, ein Herausragen des Bonden mit einer hohen Bondfestigkeit einfach in dem Festphasendiffusionsbonden erhalten werden.
  • Im Folgenden ist ein Bondverfahren unter Verwendung des Bondgeräts 10 mit Bezug auf das Flussdiagramm in 7 und 8 beschrieben. Wie in dem Flussdiagramm in 7 abgebildet ist, hat das Bondverfahren einen Oxidfilmdickenanpassungsschritt S1 und einen Warmbondschritt S3. Der Oxidfilmdickenanpassungsschritt S1 hat einen Oxidfilmausbildungsschritt S10, einen Schritt S12 einen ersten reflektierten Laserstrahl zu erfassen, einen Schritt S14 eine erste Absorptionsfähigkeit zu berechnen, und Laserstrahlumschaltschritte S16A und S16B. Der Warmbondschritt S3 hat einen Laserstrahlanpassungsabstrahlungsschritt S30, einen Schritt S32 zur Erfassung eines zweiten reflektierten Laserstrahls, und einen Schritt S34 zur Berechnung einer zweiten Absorptionsfähigkeit, Laserstrahlabgabeänderungsschritte S36A, S36B und S36C, und einen Drückschritt S38.
  • In dem Oxidfilmausbildungsschritt S10 des Oxidfilmdickenanpassungsschritts S1 verursacht die erster-Laserstrahl-Anpassungsabstrahlungseinheit 41, z.B. wenn ein Startknopf (nicht abgebildet) des Bondgeräts 10 durch einen Bediener niedergedrückt wird, dass der Laseroszillator 21 verursacht, dass der den Oxidfilm ausbildende Laserstrahl L1 oszilliert und von dem Laserkopf 22 auf die Oberfläche 62a (bestrahlte Oberfläche 62a1) des Leitungsrahmens 62 (erstes Metallelement) abgestrahlt wird. Durch diese Bestrahlung wird auf der bestrahlten Oberfläche 62a1 ein Oxidfilm OM, der eine Filmdicke α entsprechend der ersten Abgabe W1 und der Bestrahlungszeit H durch den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahls L1 aufweist, wird ausgebildet.
  • An der bestrahlten Oberfläche 62a1 wird der den Oxidfilm ausbildende Laserstrahl L1 als der erste reflektierte Laserstrahl L2 in eine in 1 abgebildete Richtung reflektiert. Zu dieser Zeit wird an der bestrahlten Oberfläche 62a1 eine Abgabe (Wa), die ein Abschnitt der ersten Abgabe W1 des den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahls L1 ist, absorbiert, und der erste reflektierte Laserstrahl L2 wird an der verbleibenden zweiten Abgabe W2 reflektiert.
  • An dem Schritt S12 zum Erfassen des ersten reflektierten Laserstrahls erfasst die Einheit 43 zum Erfassen des ersten reflektierten Laserstrahls die zweite Abgabe W2 des ersten reflektierten Laserstrahls L2 mit dem Leistungsmesser 24. Die Einheit 43 zum Erfassen des ersten reflektierten Laserstrahls überträgt Daten der erfassten zweiten Abgabe W2 zu der Einheit 44 zum Berechnen der ersten Absorptionsfähigkeit.
  • An dem ersten Absorptionsfähigkeitsberechnungsschritt S14 erlangt die Einheit 44 zum Berechnen der ersten Absorptionsfähigkeit Daten von der ersten Abgabe W1 des den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahls L1 von der erster-Laserstrahl-Anpassungsabstrahlungseinheit 41. Ausgehend von der ersten Ausgabe W1 und der zweiten Ausgabe W2, die von der Einheit 43 zum Erfassen des ersten reflektierten Laserstrahls erlangt wird, berechnet die Einheit 44 zum Berechnen der ersten Absorptionsfähigkeit die erste Absorptionsfähigkeit Y1, die die Absorptionsfähigkeit der bestrahlten Oberfläche 62a1 (erstes Metallelement) für den den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahl L1 gemäß Y1 = (W1 – W2)/W1 ist.
  • An dem Laserstrahlumschaltschritt S16A bestimmt zuerst die Laserstrahlumschalteinheit 45, ob die erste Absorptionsfähigkeit Y1 gleich wie oder höher als eine Absorptionsfähigkeit Ya (z.B. 40%) ist, die einer vorbestimmten Absorptionsfähigkeit entspricht. Falls bestimmt wird, dass die erste Absorptionsfähigkeit Y1 gleich wie oder höher als 40% an dem Laserstrahlumschaltschritt S16B (in dem Oxidfilmdickenanpassungsschritt S1) ist, überträgt die Laserstrahlumschalteinheit 45 eine Anweisung zum Umschalten des Laserstrahls zu der erster-Laserstrahl-Anpassungsabstrahlungseinheit 41. In Erwiderung auf die Anweisung schaltet die erster-Laserstrahl-Anpassungsabstrahlungseinheit 41 die Abstrahlung auf die bestrahlte Oberfläche 62a1 von dem den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahl L1 zu dem Warmbondlaserstrahl L3 um. Falls jedoch die Laserstrahlumschalteinheit 45 bestimmt, dass die erste Absorptionsfähigkeit Y1 niedriger als 40% ist, kehrt der Prozess zu dem Schritt S12 zum Erfassen des ersten reflektierten Laserstrahls zurück. Darauffolgend werden die Prozesse von S12 bis S16A wiederholt, bis an dem Laserstrahlumschaltschritt S16A bestimmt wird, dass die erste Absorptionsfähigkeit Y1 gleich wie oder höher als die Absorptionsfähigkeit Ya ist.
  • Das Folgende beschreibt den Warmbondschritt S3. Wie voranstehend beschrieben wurde, hat der Warmbondschritt S3 den Laserstrahlanpassungsabstrahlungsschritt S30, den Schritt S32 zum Erfassen des zweiten reflektierten Laserstrahls, den Schritt S34 zum Berechnen der zweiten Absorptionsfähigkeit, den Laserstrahlabgabeänderungsschritt S36A, S36B und S36C, und den Drückschritt S38.
  • Der Prozess an dem Laserstrahlanpassungsabstrahlungsschritt S30 ist nahezu der gleiche wie der an dem Oxidfilmausbildungsschritt S10 des Oxidfilmdickenanpassungsschritts S1. Die zweiter-Laserstrahl-Anpassungsabstrahlungseinheit 42 verursacht, dass der Laseroszillator 21 verursacht, dass der Warmbondlaserstrahl L3 oszilliert und an der dritten Abgabe W3 von dem Laserkopf 22 auf die bestrahlte Oberfläche 62a1 des Leitungsrahmens 62 (erstes Metallelement) durch den Oxidfilm OM abgestrahlt wird, der eine Absorptionsfähigkeit von 40% oder mehr ermöglicht.
  • Zu dieser Zeit wird die dritte Abgabe W3 auf einem Wert eingestellt, der kleiner als der der ersten Abgabe W1 ist, die die Abgabe des abgestrahlten Oxidfilmausbildungslaserstrahls L1 (W1 > W3) ist. Durch diese Einstellung kann ein plötzlicher Tempertaturansteig des Leitungsrahmens 62 (erste Bondoberfläche 62b) beschränkt werden. An der bestrahlten Oberfläche 62a1 wird der zweite reflektierte Laserstrahl L4 des Warmbondlaserstrahls L3 in die in 1 und 5 abgebildeten Richtungen reflektiert.
  • Während der durch den Oxidfilm OM, der derart ausgebildet ist, dass die erste Absorptionsfähigkeit z.B. 40% oder höher wird, durchgeführt wird, oder durch diesen reflektiert wird, wird der Warmbondlaserstrahl L3 wirkungsvoll in der Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 absorbiert, und erwärmt dabei zufriedenstellend den Leitungsrahmen 62. Insbesondere, wie in 8 dargestellt ist, wird der Leitungsrahmen derart erwärmt, dass Wärme von der Oberfläche 62a zu der Rückseite (erste Bondoberfläche 62b) übertragen wird, die gegenüber der Oberfläche 62a positioniert ist, bis die Temperatur der ersten Bondoberfläche 62b schlussendlich die Bondtemperatur Ta erreicht. Der Abschnitt D in 8 stellt ein Bild des Leitungsrahmens 62 dar, der von der Oberfläche 62a zu der ersten Bondoberfläche 62b erwärmt wird, die Wärmeübertragung wird durch einen Bereich mit schrägen Linien dargestellt, deren Dicke sich von der der schrägen Linien unterscheidet, die den Querschnitt des Leitungsrahmens 62 anzeigen.
  • An dem Schritt S32 zur Erfassung des zweiten reflektierten Laserstrahls erfasst die Einheit 46 zur Erfassung des zweiten reflektierten Laserstrahls die vierte Abgabe W4 mit dem Leistungsmesser 24. Darauffolgend überträgt die Einheit 46 zur Erfassung des zweiten reflektierten Laserstrahls Daten der vierten Abgabe W4 zu der Einheit 47 zur Berechnung der zweiten Absorptionsfähigkeit.
  • An dem Schritt S34 zur Berechnung der zweiten Absorptionsfähigkeit wird ausgehend von der dritten Abgabe W3 und der vierten Abgabe W4, die erlangt wurde, die zweite Absorptionsfähigkeit Y2 der bestrahlten Oberfläche 62a1 des Leitungsrahmens 62 (erstes Metallelement) für den Warmbondlaserstrahl L3 berechnet. Insbesondere in der gleichen Weise wie die Einheit 44 zum Berechnen der ersten Absorptionsfähigkeit berechnet die Einheit 47 zur Berechnung der zweiten Absorptionsfähigkeit ausgehend von der dritten Abgabe W3 und der vierten Abgabe W4 die zweite Absorptionsfähigkeit Y2, die die Absorptionsfähigkeit der bestrahlten Oberfläche 62a1 des Leitungsrahmens 62 (erstes Metallelement) für den Warmbondlaserstrahl L3 gemäß Y2 = (W3 – W4)/W3 ist.
  • An dem Lasterstrahlabgabeänderungsschritt S36A berechnet die Laserstrahlabgabeänderungseinheit 48 die dritte Abgabe W3 entsprechend der zweiten Absorptionsfähigkeit Y2, die sich mit dem Anstieg der Bestrahlungszeit H des Warmbondlaserstrahls L3 ändert.
  • Darauffolgend werden an dem Laserstrahlabgabeänderungsschritt S36B, um den Warmbondlaserstrahl L3 an der berechneten dritten Abgabe W3 abzustrahlen, Anweisungswerte entsprechend der dritten Abgabe W3 zu der zweiter-Laserstrahl-Anpassungsabstrahlungseinheit 42 übertragen. Insbesondere, wenn die zweite Absorptionsfähigkeit Y2 mit dem verstreichen der Zeit ansteigt, wird die dritte Abgabe W3 mit dem Verstreichen der Zeit reduziert, und die zweite Absorptionsfähigkeit Y2 ansteigt.
  • Zu dieser Zeit kann eine beliebige Art verwendet werden, um die dritte Abgabe W3 zu reduzieren. Zum Beispiel kann eine dritte Abgabe reduziert werden, wie in den Diagrammen G1 bis G3 der 6A bis 6C abgebildet ist, die voranstehend beschrieben wurden. Durch diese Anpassung kann, wenn der Warmbondlaserstrahl L3 auf die bestrahlte Oberfläche 62a1 abgestrahlt wird, um die erste Bondoberfläche 62b zu erwärmen, die Temperaturanstiegsgeschwindigkeit der ersten Bondoberfläche 62b zufriedenstellend beschränkt werden.
  • Mit anderen Worten, die Temperatur der ersten Bondoberfläche 62b kann einfach an der Bondtemperatur Ta nahe dem Schmelzpunkt des Leitungsrahmens 62 gehalten werden, und eine hohe Bondfestigkeit kann zwischen der ersten Bondoberfläche 62b und der zweiten Bondoberfläche 51a erhalten werden.
  • Darauffolgend wird an dem Laserstrahlabgabeänderungsschritt S36C bestimmt, ob die Temperatur T (geschätzte Temperatur) der ersten Bondoberfläche 62b auf die Bondtemperatur Ta erhöht wurde. Zu dieser Zeit kann die Temperatur der ersten Bondoberfläche 62b z.B. ausgehend von der dritten Abgabe W3 und der Bestrahlungszeit H geschätzt werden. Jedoch ist die Schätzung nicht auf das begrenzt, sondern die Temperatur der ersten Bondoberfläche 62b kann ausgehend von der Temperatur der bestrahlten Oberfläche 62a1 nach dem Messen der Temperatur der bestrahlten Oberfläche 62a1 mit einem Thermometer (nicht abgebildet) wie z.B. einem Infrarotthermometer geschätzt werden.
  • Falls bestimmt ist, dass die Temperatur der ersten Bondoberfläche 62b auf die Bondtemperatur Ta erhöht wurde, schreitet der Prozess zu dem Drückschritt S38 voran. Falls bestimmt ist, dass die Temperatur der ersten Bondoberfläche 62b nicht auf die Bondtemperatur Ta erhöht wurde, kehrt der Prozess zu dem Schritt S32 zur Erfassung des zweiten reflektierten Laserstrahls zurück. Darauffolgend werden die Prozesse von S32 bis S36C wiederholt, bis an dem Laserstrahlabgabeänderungsschritt S36C bestimmt ist, dass die Temperatur der ersten Bondoberfläche 62b auf die Bondtemperatur Ta erhöht wurde.
  • An dem Drückschritt S38 steuert die Drückeinheit 49 das Drückgerät 26, um die Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 mit dem Druck P1 nach unten zu drücken. Durch dieses Drücken wird die erste Bondoberfläche 62b in dem Restphasenzustand an die zweite Bondoberfläche 51a gebondet.
  • In der vorliegenden Ausführungsform wurde eine Beschreibung unter der Annahme gegeben, dass die Drückeinheit 49 steuert, das Drücken des Leitungsrahmens 62 (erstes Metallelement) an dem Drückschritt S38 zu beginnen, nachdem die Temperatur der ersten Bondoberfläche 62b die vorbestimmte Bondtemperatur Ta erreicht hat, aber die Anfangszeit ist nicht auf dies begrenzt. Das durch die Steuerung der Drückeinheit 49 durchgeführte Drücken kann zu einer beliebigen Zeit innerhalb des Zeitraums begonnen werden, nachdem der Warmbondlaserstrahl L3 auf die bestrahlte Oberfläche 62a1 abgestrahlt wurde, um das Erwärmen der ersten Bondoberfläche 62b an dem Laserstrahlanpassungsabstrahlungsschritt S30 zu beginnen, bis die Temperatur der ersten Bondoberfläche 62b die vorbestimmte Bondtemperatur erreicht. Das durch die Steuerung der Drückeinheit 49 durchgeführte Drücken kann ebenfalls begonnen werden, bevor der Warmbondlaserstrahl L3 auf die bestrahlte Oberfläche 62a1 an dem Laserstrahlanpassungsabstrahlungsschritt S30 abgestrahlt wird. Das durch die Steuerung der Drückeinheit 49 durchgeführte Drücken kann ebenfalls begonnen werden, bevor der den Oxidfilm ausbildende Laserstrahl L1 auf die bestrahlte Oberfläche 62a1 abgestrahlt wird. In diesem Fall kann die Bondfestigkeit einfach gesteuert werden. Als ein Drückelement kann jedes beliebige Element verwendet werden. Der hier aufgebrachte Druck P1, der ein Druck ist, der es ermöglicht, dass das Festphasendiffusionsbonden erlangt wird, wird im Voraus untersucht und bestimmt.
  • In dem voranstehend beschriebenen Bondverfahren wurde eine Betriebsart beschrieben, in der die erste Bondoberfläche 62b und die zweite Bondoberfläche 51a durch das Festphasendiffusionsbonden zusammengebondet werden, aber das Bondverfahren ist nicht auf diese Betriebsart begrenzt. Als ein alternatives Bondverfahren können die erste Bondoberfläche 62b und die zweite Bondoberfläche 51a zusammengebondet werden, nachdem sie erwärmt wurden, bis der Zustand davon in den Flüssig-Phasenzustand geändert wurde (geschmolzener Zustand). In diesem Fall können in dem Warmbondschritt S3 der Schritt S32 zum Erfassen des zweiten reflektierten Laserstrahls, der Schritt S34 zum Berechnen der zweiten Absorptionsfähigkeit, die Laserstrahlabgabeänderungsschritte S36A bis S36C und der Drückschritt S38 ausgelassen werden. Die dritte Abgabe W3 des Warmbondlaserstrahls L3 an dem Laserstrahlanpassungsabstrahlungsschritt S30 kann in der Größenordnung die gleiche sein wie die erste Abgabe W1 des den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahls L1. Die dritte Abgabe W3 kann größer als die erste Abgabe W1 sein. Somit kann das Bonden zwischen der ersten Bondoberfläche 62b und der zweiten Bondoberfläche 51a in einer kürzeren Zeit vollendet werden.
  • An dem Oxidfilmdickenanpassungsschritt S1 des voranstehend beschriebenen Bondverfahrens wird die vorbestimmte Absorptionsfähigkeit Ya ausgehend von dem Diagramm der 3 eingestellt, das ein Verhältnis zwischen der Filmdicke α und der ersten Absorptionsfähigkeit Y1 des Oxidfilms OM darstellt. Jedoch ist die Einstellung nicht auf dies begrenzt. Die Absorptionsfähigkeit Ya kann einfach auf eine gewünschte Absorptionsfähigkeit eingestellt werden, die nicht auf dem Diagramm der 3 basiert. Es sollte hierin angemerkt werden, dass, wenn die Filmdicke α des Oxidfilms OM klein ist, die erste Absorptionsfähigkeit Y1 mit Bezug auf die Filmdicke α des Oxidfilms OM eine Charakteristik aufweist, in der ein lokaler Maximum-Wert und ein lokaler Minimum-Wert abwechselnd erscheinen. Somit gibt es Fälle, wenn die erwünschte Absorptionsfähigkeit übermäßig hoch ist, und den lokalen Maximum-Wert überschreitet, in denen die Absorptionsfähigkeit Ya nicht eingestellt werden kann. Unter Betrachtung davon muss die Einstellung vorgenommen werden.
  • In dem voranstehend beschriebenen Bondverfahren wird angenommen, dass die Absorptionsfähigkeit Ya, die als Kriterium für die Bestimmung verwendet wird, ob die erste Absorptionsfähigkeit Y1 gleich oder höher als die Absorptionsfähigkeit Ya an dem Laserstrahlumschaltschritt S16A (Oxidfilmdickenanpassungsschritt S1) ist, auf 40% eingestellt. Jedoch ist die Einstellung nicht auf dies begrenzt. Die Absorptionsfähigkeit Ya kann auf 60% eingestellt werden, was der erste lokale Maximum-Wert a in dem Diagramm der 3 ist. In diesem Fall ist die entsprechende Filmdicke α des Oxidfilms OM auf den Punkt A begrenzt, was dessen Steuerung schwierig macht, aber die maximale Absorptionsfähigkeit kann erhalten werden. In diesem Fall ist an dem Warmbondschritt S3 der Warmbondlaserstrahl L3 in dem Leitungsrahmen 62 absorbiert, und die erste Bondoberfläche 62b wird in einer kürzeren Zeit auf die Bondtemperatur Ta erwärmt. In dem Diagramm der 3 kann die Absorptionsfähigkeit Ya innerhalb des ersten Absorptionsfähigkeitsbereichs Ar2 (ungefähr 20% bis 60%) entsprechend dem ersten Filmdickenbereich Ar1a eingestellt werden. In diesem Fall können ebenfalls vernünftige Wirkungen erhalten werden.
  • In dem voranstehend beschriebenen Bondverfahren wird angenommen, dass die Filmdicke α des Oxidfilms OM entsprechend der Absorptionsfähigkeit Ya als ein Kriterium für die Bestimmung der ersten Absorptionsfähigkeit Y1 an dem Laserstrahlumschaltschritt S16A (Oxidfilmdickenanpassungsschritt S1) innerhalb des ersten Filmdickenbereichs Ar1a fällt. Jedoch ist der Bereich nicht auf dies begrenzt. Der Bereich der Filmdicke α des Oxidfilms OM entsprechend der Absorptionsfähigkeit Ya kann ein breiterer Bereich sein, in dem nicht nur der erste Filmdickenbereich Ar1a, sondern auch ein zweiter Filmdickenbereich Ar1b hinzu gezählt wird.
  • Wie in 3 abgebildet ist, hat der zweite Filmdickenbereich Ar1b in diesem Fall Werte, die gleich wie oder größer als die erste lokale Minimum-Filmdicke AA ist. Der zweite Filmdickenbereich Ar1b hat die zweite lokale Maximum-Filmdicke B entsprechend dem zweiten lokalen Maximum-Wert B, der als lokaler Maximum-Wert der ersten Absorptionsfähigkeit Y1 erscheint, darauffolgend auf den ersten lokalen Maximum-Wert A. Darüber hinaus befindet sich der zweite Filmdickenbereich Ar1b an einem Bereich, der kleiner als die zweite lokale Minimum-Filmdicke BB entsprechend dem zweiten lokalen Minimum-Wert bb ist, der als lokaler Minimum-Wert der ersten Absorptionsfähigkeit Y1 erscheint, zwischen der zweiten lokalen Maximum-Filmdicke B und einer dritten lokalen Maximum-Filmdicke C entsprechend dem dritten lokalen Maximum-Wert c der als lokaler Maximum-Wert der ersten Absorptionsfähigkeit Y1 darauffolgend auf den zweiten lokalen Maximum-Wert b erscheint. Durch das Einstellen der vorbestimmten Absorptionsfähigkeit Ya, um einer Filmdicke zu entsprechen, die innerhalb des Filmdickenbereichs des Oxidfilms OM fällt, der eine Kombination des ersten Filmdickenbereichs Ar1a des zweiten Filmdickenbereichs Ar1b ist, kann die Möglichkeit, dass die Filmdicke α übermäßig groß wird, und die erwünschte Filmdicke nicht eingestellt werden kann, ausgeschlossen werden.
  • Das Folgende beschreibt ein Bondgerät gemäß einer zweiten Ausführungsform mit Bezug auf 9. Der Gerätekörper 20 gemäß der ersten Ausführungsform, die voranstehend beschrieben wurde, ist derart konfiguriert, dass der den Oxidfilm ausbildende Laserstrahl L1 auf die Oberfläche 62a als Leitungsrahmen 62 durch den Oxidfilm OM abgestrahlt wird, und dann der erste reflektierte Laserstrahl L2, der durch die bestrahlte Oberfläche 62a1 in der Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 reflektiert wird, direkt durch den Leistungsmesser 24 empfangen wird.
  • Wie in 9 abgebildet ist, hat ein Gerätekörper 200 gemäß der zweiten Ausführungsform im Gegensatz einen dichromatischen Spiegel 110 auf der optischen Achse des den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahls L1 (und des Warmbondlaserstrahls L3). Der dichromatische Spiegel 110 ist ein Element, das Licht eines bestimmten Wellenlängenbereichs (z.B. eine Nah-Infrarot-Wellenlänge) reflektiert und es dem Licht des anderen Wellenlängenbereichs gestattet, durchzutreten. Nicht nur der dichromatische Spiegel, sondern ein beliebiges Element, das eine derartige Eigenschaft aufweist, kann stattdessen verwendet werden.
  • Wie voranstehend beschrieben wurde, ist der Gerätekörper 200 von dem Gerätekörper 20 gemäß der ersten Ausführungsform dadurch unterschiedlich, dass der dichromatische Spiegel 110 auf dem optischen Pfad des den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahls L1 (Warmbondlaserstrahl L3) bereitgestellt ist, und der den Oxidfilm ausbildende Laserstrahl L1 (Warmbondlaserstrahl L3) auf die Oberfläche 62a (bestrahlte Oberfläche 62a1) des Leitungsrahmens 62 rechtwinklig dazu einfallend ist. Somit werden lediglich unterschiedliche Abschnitte beschrieben, und die Beschreibung der gleichen Abschnitte wird ausgelassen. Die gleichen Bauteile sind durch die gleichen Bezugszeichen in der folgenden Beschreibung bezeichnet.
  • Wie in 9 abgebildet ist, ist der dichromatische Spiegel 110 zwischen dem Laserkopf 22 und der Oberfläche 62a (bestrahlte Oberfläche 62a1) des Leitungsrahmens 62 vorgesehen, der auf der optischen Achse des den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahls L1 (Warmbondlaserstrahl L3) liegt, um um ca. 45 Grad mit Bezug auf die Oberfläche 62a gekippt zu werden. In der zweiten Ausführungsform, in der der dichromatische Spiegel 110 somit vorgesehen ist, wird der den Oxidfilm ausbildende Laserstrahl L1 (Warmbondlaserstrahl L3) von dem Laserkopf 22, der derart vorgesehen ist, das die optische Achse des den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahls L1 horizontal liegt, zu dem dichromatischen Spiegel 110 abgestrahlt.
  • Ein großer Teil des den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahls L1 (Warmbondlaserstrahl L3), der den dichromatischen Spiegel 110 erreicht hat, wird durch eine Spiegeloberfläche 110a des dichromatischen Spiegels 110 reflektiert, und ein Teil davon tritt durch den dichromatischen Spiegel durch. Der den Oxidfilm ausbildende Laserstrahl L1 (Warmbondlaserstrahl L3), der durch die Spiegeloberfläche 110a reflektiert wurde, dessen Bewegungsrichtung zu einer Richtung rechtwinklig dazu geändert wird, fällt auf die Oberfläche 62a (bestrahlte Oberfläche 62a1) des Leitungsrahmens 62 rechtwinklig zu der Oberfläche 62a (bestrahlte Oberfläche 62a1) ein.
  • Darauffolgend wird ein Teil des den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahls L1 (Warmbondlaserstrahl L3) in dem Leitungsrahmen 62 von der Oberfläche 62a absorbiert, um in Wärme umgewandelt zu werden. Der verbleibende Teil davon wird durch die bestrahlte Oberfläche 62a1 reflektiert und bewegt sich als der erste reflektierte Laserstrahl L2 (zweiter reflektierter Laserstrahl L4) wie der zu der Spieloberfläche 110a des dichromatischen Spiegels 110 um die Spiegeloberfläche 110a zu erreichen, die so vorgesehen ist, dass sie mit Bezug auf die bestrahlte Oberfläche 62a1 gekippt ist. Zu dieser Zeit wird durch die Spiegeloberfläche 110a des dichromatischen Spiegels 110, die der erste reflektierte Laserstrahl L2 (zweiter reflektierter Laserstrahl L4) erreicht hat, ein großer Teil des ersten reflektierten Laserstrahls L2 (zweiter reflektierter Laserstrahl L4) wieder reflektiert, und bewegt sich parallel zu der optischen Achse des den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahls L1 (Warmbondlaserstrahl L3) zu dem Laserkopf 22.
  • Ab der Spiegeloberfläche 110a, die der erste reflektierte Laserstrahl L2 (zweiter reflektierter Laserstrahl L4) erreicht hat, tritt ein Teil des ersten reflektierten Laserstrahls L2 (zweiten reflektierten Laserstrahls L4) durch den dichromatischen Spiegel 110, um sich in 9 nach oben zu bewegen. Darauffolgend wird dieser durchtretende Laserstrahl L5 (erster reflektierter Laserstrahl L2, zweiter reflektierter Laserstrahl L4) in die Eingangsfläche 24a des oberhalb vorgesehenen Leistungsmessers 24 eingegeben, und die Abgabe (zweite Abgabe W2, vierte Abgabe W4) des durchtretenden Laserstrahls L5 (erster reflektierter Laserstrahl L2, zweiter reflektierter Laserstrahl L4) wird erfasst.
  • Durch diese Konfiguration können ähnlich zu der ersten Ausführungsform die ersten und zweiten Absorptionsfähigkeiten Y1 und Y2 der bestrahlten Oberfläche 62a1, auf der der Oxidfilm OM ausgebildet ist, genau erfasst werden. Wenn die erste Absorptionsfähigkeit Y1 gleich oder höher als die vorbestimmte Absorptionsfähigkeit Ya geworden ist, wird der den Oxidfilm ausbildende Laserstrahl L1 zu dem Warmbondlaserstrahl L3 in der gleichen Weise wie in der ersten Ausführungsform umgeschaltet. Darauffolgend wird durch die gleichen Schritte wie die in der ersten Ausführungsform die erste Bondoberfläche 62b des Leitungsrahmens 62 (erstes Metallelement), dann die zweite Bondoberfläche 51a des Metallanschlusses 51 (zweites Metallelement) auf der Oberfläche des Halbleiterbauteils 50 gebondet. Durch diese Konfiguration können ebenfalls die gleichen Wirkungen wie die in der ersten Ausführungsform erhalten werden.
  • In der zweiten Ausführungsform kann ungleich zu der ersten Ausführungsform der Laserkopf 22 horizontal vorgesehen sein, und somit ist die Konfiguration einfach. Da die Abgabe des durchtretenden Laserstrahls L5 (erster reflektierter Laserstrahl L2, zweiter reflektierter Laserstrahl L4), der in den Leistungsmesser 24 eingegeben wird, klein ist, kann ein kompakter Leistungsmesser verwendet werden, was zu einer Kostenreduzierung beiträgt. Da der den Oxidfilm ausbildende Laserstrahl L1 (Warmbondlaserstrahl L3) rechtwinklig dazu auf die bestrahlte Oberfläche 62a1 einfallend sein kann, können die ersten und zweiten Absorptionsfähigkeiten Y1 und Y2 genau erlangt werden.
  • Die vorliegende Ausführungsform ist nicht auf die zweite Ausführungsform begrenzt. Als eine Modifikation der zweiten Ausführungsform können ein dichromatischer Spiegel 210, der Laserkopf 22 und der Leistungsmesser 24 vorgesehen sein, wie in 10 abgebildet ist. In dieser Modifikation ist der dichromatische Spiegel 210 zwischen dem Laserkopf 22, der seine optische Achse in der vertikalen Richtung angeordnet aufweist, und der Oberfläche 62a des Leitungsrahmens 62 vorgesehen, nämlich auf der optischen Achse des den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahls L1 (Warmbondlaserstrahl L3), damit er um ca. 45 Grad mit Bezug auf die Oberfläche 62a (bestrahlte Oberfläche 62a1) gekippt wird. Der dichromatische Spiegel 110 und der dichromatische Spiegel 210 unterscheiden sich in der Art des Durchtretens oder der Reflektion des den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahls L1 (Warmbondlaserstrahl L3).
  • In der Modifikation, in der der dichromatische Spiegel 210 somit vorgesehen ist, wie in 10 abgebildet ist, wird der den Oxidfilm ausbildende Laserstrahl L1 (Warmbondlaserstrahl L3) von dem Laserkopf 22, der derart vorgesehen ist, dass dessen optische Achse vertikal ist, zu dem dichromatischen Spiegel 210 abgestrahlt.
  • Viel des den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahls L1 (Warmbondlaserstrahl L3), das den dichromatischen Spiegel 210 erreicht hat, tritt durch eine Spiegeloberfläche 210a des dichromatischen Spiegels 210 durch. Der den Oxidfilm ausbildende Laserstrahl L1 (Warmbondlaserstrahl L3), der durch die Spiegeloberfläche 210a durchtritt, erreicht (ist darauf einfallend) die Oberfläche 62a (bestrahlte Oberfläche 62a1) des Leitungsrahmens 62 rechtwinklig dazu.
  • Darauffolgend wird ein Teil des den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahls L1 (Warmbondlaserstrahl L3) in dem Leitungsrahmen 62 von der Oberfläche 62a (bestrahlte Oberfläche 62a1) absorbiert, um in Wärme umgewandelt zu werden. Der verbleibende Teil davon wird als der erste reflektierte Laserstrahl L2 (zweiter reflektierter Laserstrahl L4) durch die Oberfläche 62a (bestrahlte Oberfläche 62a1) reflektiert, und bewegt sich wieder zu einer Spiegeloberfläche 210b des dichromatischen Spiegels 210, um die Spiegeloberfläche 210b zu erreichen, die so vorgesehen ist, dass sie um 45 Grad mit Bezug auf die Oberfläche 62a gekippt ist.
  • Zu dieser Zeit wird durch die Spiegeloberfläche 210b des dichromatischen Spiegels 210, die der erste reflektierte Laserstrahl L2 (zweiter reflektierter Laserstrahl L4) erreicht hat, ein Teil des ersten reflektierten Laserstrahls L2 (zweiter reflektierter Laserstrahl L4) mit einem rechten Winkel reflektiert, und bewegt sich zu dem Leistungsmesser 24. Darauffolgend wird dieser erste reflektierte Laserstrahl L2 (zweiter reflektierter Laserstrahl L4) zu der Eingangsfläche 24a des Leistungsmessers 24 eingegeben, der in 10 links vorgesehen ist, und die Abgabe davon (zweite Abgabe W2, vierte Abgabe W4) wird erfasst. Durch diese Konfiguration können ähnlich zu der ersten Ausführungsform die ersten und zweiten Absorptionsfähigkeiten Y1 und Y2 der bestrahlten Oberfläche 62a1 erfasst werden, auf der der Oxidfilm OM ausgebildet ist. Durch diese Konfiguration können ebenfalls die gleichen Wirkungen wie die in der ersten Ausführungsform erhalten werden.
  • In dieser Modifikation kann ungleich zu der ersten Ausführungsform der Laserkopf 22 vertikal vorgesehen sein, und somit ist die Konfiguration einfach. Ähnlich zu der zweiten Ausführungsform, da die Abgabe des ersten reflektierten Laserstrahls L2 (zweiter reflektierter Laserstrahl L4), der in den Leistungsmesser 24 eingegeben wird, klein ist, kann ein kompakter Leistungsmesser verwendet werden, was zu einer Kostenreduzierung beiträgt. Da der den Oxidfilm ausbildende Laserstrahl L1 (Warmbondlaserstrahl L3) auf die bestrahlte Oberfläche 62a1 rechtwinklig dazu einfallend sein kann, können die ersten und zweiten Absorptionsfähigkeiten Y1 und Y2 genau erlangt werden.
  • In den voranstehend beschriebenen Ausführungsformen wurde eine Beschreibung unter der Annahme gegeben, dass das Verhältnis zwischen der ersten Abgabe W1 des den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahls L1 und der dritten Abgabe W3 des Warmbondlaserstrahls L3 als W1 > W3 gegeben ist. Jedoch ist das Verhältnis nicht auf das begrenzt, und das Verhältnis zwischen der ersten Abgabe W1 und der dritten Abgabe W3 kann als W1 = W3 gegeben sein. Alternativ kann das Verhältnis zwischen der ersten Abgabe W1 und der dritten Abgabe W3 als W1 < W3 gegeben sein. In diesen Fällen ist Aufmerksamkeit erforderlich, um zu verhindern, dass die Temperatur der ersten Bondoberfläche 62b des Leitungsrahmens 62 in einer kurzen Zeit übermäßig ansteigt. Falls die Temperatur in einer kurzen Zeit übermäßig ansteigt, kann die Bondfestigkeit versagen, einen vorbestimmten Festigkeitswert in dem Fall des Festphasendiffusionsbondens zu erfüllen. Diese Möglichkeit ist ausgeschlossen, wenn das Bonden zwischen dem ersten Metallelement und dem zweiten Metallelement durch Schweißen anstelle des Festphasendiffusionsbonden durchgeführt wird.
  • Das Bondgerät 10 und das Bondverfahren, die voranstehend beschrieben wurden, wurden beschrieben, indem der Warmbondlaserstrahl L3 abgestrahlt wird, während die dritte Abgabe W3 des Warmbondlaserstrahls L3 angepasst wird, sich zu verringern. Jedoch ist die Anpassung nicht auf dies begrenzt. Die dritte Abgabe W3 kann konstant sein. Alternativ kann der Warmbondlaserstrahl L3 abgestrahlt werden, während die dritte Abgabe W3 angepasst wird, sich zu erhöhen. In diesen Fällen können ebenfalls vernünftige Wirkungen erlangt werden.
  • In den voranstehend beschriebenen Ausführungsformen wird Kupfer als das erste Metallelement verwendet, das ein Material niedriger Absorptionsfähigkeit ist. Jedoch ist das erste Metallelement nicht auf dies begrenzt, und ein anderes Material als ein Material niedriger Absorptionsfähigkeit kann als das erste Metallelement verwendet werden. In diesem Fall können ebenfalls ähnliche Wirkungen zu denen in den voranstehend beschriebenen Ausführungsformen erwartet werden.
  • Gemäß den voranstehend beschriebenen Ausführungsformen ist das Bondverfahren für ein Metallelement ein Bondverfahren zum Bonden der ersten Bondoberfläche 62b des Leitungsrahmens 62 (erstes Metallelement) an die zweite Bondoberfläche 51a des Halbleiterbauteils 50 (zweites Metallelement), das mit der ersten Bondoberfläche 62b in Berührung ist, durch Abstrahlen des Warmbondlaserstrahls L3 auf die bestrahlte Oberfläche 62a1 des Leitungsrahmens 62, um die erste Bondoberfläche 62b zu erwärmen. Das Bondverfahren hat: den Oxidfilmausbildungsschritt S10, den den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahl L1 an der ersten Abgabe W1 auf die bestrahlte Oberfläche 62a1 des Leitungsrahmens 62 abzustrahlen, und Ausbilden auf der bestrahlten Oberfläche 62a1 eines Oxidfilms OM, der eine Filmdicke aufweist, die der ersten Abgabe W1 und der Bestrahlungszeit des den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahls L1 entspricht; den Schritt S12 des Erfassens des ersten reflektierten Laserstrahls, die zweite Abgabe W2 zu erfassen, die eine Abgabe des ersten reflektierten Laserstrahls L2 ist, der von dem den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahl L1 aufgrund eines reflektiert Werdens durch die bestrahlte Oberfläche 62a1 erzeugt wird; den Schritt S14 die erste Absorptionsfähigkeit zu berechnen, die erste Absorptionsfähigkeit Y1 der bestrahlten Oberfläche 62a1 des Leitungsrahmens 62 für den den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahl L1 ausgehend von der ersten Abgabe W1 des den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahls L1, der in dem Oxidfilmausbildungsschritt S10 abgestrahlt wurde, um der zweiten Abgabe W2 des ersten reflektierten Laserstrahls L2, die in dem Schritt S12 zur Erfassung des ersten reflektierten Laserstrahls erfasst wurde, zu berechnen; die Laserstrahlumschaltschritte S16A und S16B, den den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahl L1, der auf die bestrahlte Oberfläche 62a1 abgestrahlt wird, zu dem Warmbondlaserstrahl L3 umzuschalten, wo es bestimmt ist, dass die erste Absorptionsfähigkeit Y1 gleich wie oder höher als die vorbestimmte Absorptionsfähigkeit Ya ist; und den Warmbondschritt S3, nach dem Umschalten des Warmbondlaserstrahls L3, den Warmbondlaserstrahl L3 mit der dritten Abgabe W3 auf die bestrahlte Oberfläche 62a1 abzustrahlen, um die erste Bondoberfläche 62b zu erwärmen, bis deren Temperatur die vorbestimmte Bondtemperatur Ta erreicht, und die erste Bondoberfläche 62b an die zweite Bondoberfläche 51a zu bonden.
  • Wie voranstehend beschrieben wurde, wird in dem Oxidfilmausbildungsschritt S10 in dem Oxidfilmdickenanpassungsschritt S1 der den Oxidfilm ausbildende Laserstrahl L1 auf die bestrahlte Oberfläche 62a1 des Leitungsrahmens 62 (erstes Metallelement) abgestrahlt. Während der Oxidfilm OM auf der bestrahlten Oberfläche 62a1 ausgebildet wird, wird die zweite Abgabe W2 des ersten reflektierten Laserstrahls L2, der durch die bestrahlte Oberfläche 62a1 reflektiert wird, erfasst, und die Absorptionsfähigkeit der bestrahlten Oberfläche 62a1 ausgehend von der ersten Abgabe W1 des den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahls L1 und der zweiten Abgabe W2 des ersten reflektierten Laserstrahls L2 berechnet. Mit anderen Worten, es wird die tatsächliche erste Absorptionsfähigkeit Y1 erlangt, die durch den Oxidfilm OM erhalten wird, der auf der bestrahlten Oberfläche 62a1 ausgebildet ist.
  • Wenn die erste Absorptionsfähigkeit Y1 für den den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahl L1 gleich wie oder höher als die Absorptionsfähigkeit Ya wird, wird der den Oxidfilm ausbildende Laserstrahl L1 zu dem Warmbondlaserstrahl L3 umgeschaltet. Die erste Bondoberfläche 62b wird dann auf die Bondtemperatur Ta durch Abstrahlen des Warmbondlaserstrahls L3 erwärmt, wodurch die erste Bondoberfläche 62b an die zweite Bondoberfläche 51a gebondet wird. Somit kann, sogar falls die Bestrahlungszeit des den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahls L1 kurz ist und lediglich ein dünner Oxidfilm OM ausgebildet werden kann, die erwünschte erste Absorptionsfähigkeit Y1 zuverlässig erhalten werden. Folglich wird der Warmbondlaserstrahl L3 durch den Leitungsrahmen 62 (erstes Metallelement) mit der erwünschten ersten Absorptionsfähigkeit Y1 absorbiert, und die erste Bondoberfläche 62b des Leitungsrahmens 62 wird auf die vorbestimmte Bondtemperatur in einer kurzen Zeit aufgewärmt. Somit kann die erste Bondoberfläche 62b an die zweite Bondoberfläche 51a in einer kurzen Zeit gebondet werden.
  • Gemäß den Ausführungsformen ist in dem Bondverfahren für ein Metallelement die Bondtemperatur Ta eine Temperatur, an der die erste Bondoberfläche 62b und die zweite Bondoberfläche 51a in einen Festphasenzustand versetzt werden, der an einer Temperatur auftritt, die niedriger als eine Temperatur eines Flüssigphasenzustands ist, und die ein Bonden dazwischen in einem festen Zustand ermöglicht. An dem Warmbondschritt S3 werden die erste Bondoberfläche 62b und die zweite Bondoberfläche 51a in dem Festphasenzustand in der Drückbondrichtung gegeneinander gedrückt, um zusammengebondet zu werden. Da die erste Bondoberfläche 62b und die zweite Bondoberfläche 51a durch das Festphasendiffusionsbonden auf diese Weise zusammengebondet sind, muss die Temperatur der ersten Bondoberfläche 62b nicht auf eine hohe Temperatur erhöht werden, wenn die Bondoberfläche erwärmt wird. Somit kann die zum Erhöhen der Temperatur erforderliche Energie reduziert werden, was effizient ist.
  • Gemäß den Ausführungsformen ist die dritte Abgabe W3 des Warmbondlaserstrahls L3, der in dem Warmbondschritt S3 abgestrahlt wird, niedriger als die erste Abgabe W1 des den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahls L1. Durch diese Einstellung kann der Temperaturanstieg der ersten Bondoberfläche 62b des Leitungsrahmens 62, der durch das Abstrahlen des Warmbondlaserstrahls L3 erwärmt wird, langsam gemacht werden. Somit kann die Temperatur der ersten Bondoberfläche 62b einfach an einer Temperatur, die die vorbestimmte Bondtemperatur Ta nahe des Schmelzpunkts ist, für einen vorbestimmten Zeitraum gehalten werden. Dies ist geeignet zum Durchführen des Festphasendiffusionsbondens, das ermöglicht ein Bonden zu erhalten, dass eine hohe Bondfestigkeit aufweist, indem die Bondoberfläche in dem Festphasenzustand nahe des Schmelzpunktes für einen vorbestimmten Zeitraum gehalten wird.
  • Gemäß den Ausführungsformen weist in dem Verhältnis mit der Filmdicke α des Oxidfilms OM die Absorptionsfähigkeit Y eine Periodizität auf, in der ihre lokalen Maximum-Werte ab und ihre lokalen Minimum-Werte aa und bb abwechselnd mit der Änderung der Filmdicke α in einer Anstiegsrichtung erscheinen, und weist ebenfalls eine Eigenschaft auf, in der die Absorptionsfähigkeit Y minimal ist, wenn die Filmdicke α des Oxidfilms OM null beträgt. Die vorbestimmte Absorptionsfähigkeit Ya an dem Laserstrahlumschaltschritt S16A, die die Periodizität im Verhältnis mit der Filmdicke aufweist, ist innerhalb des ersten Absorptionsfähigkeitsbereichs Ar2 entsprechend dem ersten Filmdickenbereich Ar1a eingestellt, in dem die Filmdicke α de Oxidfilms OM null überschreitet und kleiner als die erste lokale Minimum-Filmdicke AA ist. Die erste lokale Minimum-Filmdicke AA entspricht dem ersten lokalen Minimum-Wert aa, der als lokaler Minimum-Wert der ersten Absorptionsfähigkeit Y1 zwischen der ersten lokalen Maximum-Filmdicke A entsprechend dem ersten lokalen Maximum-Wert a erscheint, der als lokaler Maximum-Wert der ersten Absorptionsfähigkeit Y1 für das erste Mal erscheint, und der zweiten lokalen Maximum-Filmdicke B entsprechend dem zweiten lokalen Maximum-Wert b, der als ein lokaler Maximum-Wert der ersten Absorptionsfähigkeit Y1 darauffolgend auf den ersten lokalen Maximum-Wert a erscheint.
  • Auf diese Weise wird ausgehend von dem Verhältnis zwischen der ersten Absorptionsfähigkeit Y1 und der Filmdicke α des im Voraus vorbereiteten Oxidfilms OM die vorbestimmte Absorptionsfähigkeit Ya eingestellt, die als Kriterium für die Bestimmung in dem Laserstrahlumschaltschritt S16A verwendet wird. Somit kann ein Zeitverbrauch für z.B. Einstellen der vorbestimmten Absorptionsfähigkeit Ya auf eine nicht vorhandene Absorptionsfähigkeit, die die lokalen Maximum-Werte a und b überschreitet, entfernt werden.
  • Gemäß den Ausführungsformen ist die vorbestimmte Absorptionsfähigkeit Ya, die in dem Laserstrahlumschaltschritt S16A als Kriterium zum Bestimmen der ersten Absorptionsfähigkeit Y1 verwendet wird, auf 40% eingestellt. Mit anderen Worten, die erste Absorptionsfähigkeit Y1 ist gleich wie oder höher als 40%. Somit fällt die Filmdicke α ausgehend von dem Verhältnis zwischen der Filmdicke α des Oxidfilms OM und der ersten Absorptionsfähigkeit Y1, die eine Periodizität aufweist, in der die lokalen Maximum-Werte a und b und die lokalen Minimum-Werte aa abwechselnd mit der Änderung der Filmdicke α in einer Anstiegsrichtung erscheinen, innerhalb eines vorbestimmten Bereichs (35 nm bis 135 nm), und kann somit einfach eingestellt werden.
  • Gemäß den Ausführungsformen geht in dem Verhältnis zwischen den Filmdicken α des Oxidfilms OM und der ersten Absorptionsfähigkeit Y1, die die in 3 abgebildete Periodizität aufweist, der Bereich der ersten Absorptionsfähigkeit Y1 entsprechend der Filmdicke α des Oxidfilms OM in dem ersten Filmdickenbereich Ar1a und in dem zweiten Filmdickenbereich Ar1b von 20% bis 60%. Auf diese Weise können ausreichend hohe Absorptionsfähigkeiten innerhalb des Breitenbereichs der Filmdicke α erhalten werden. Somit ist, obwohl abhängig von dem Wert der vorbestimmten Absorptionsfähigkeit Ya, die für die Bestimmung verwendet wird, wenn bestimmt wird, ob zu dem den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahl L1 umzuschalten ist, die Bestimmungsbedingung relativ nicht streng, und kann somit einfach erfüllt werden.
  • Gemäß der zweiten Ausführungsform und der Modifikation ist an dem Oxidfilmausbildungsschritt S10 der den Oxidfilm ausbildende Laserstrahl L1 auf die bestrahlte Oberfläche 62a1 rechtwinklig dazu einfallend. Somit kann die Absorptionsfähigkeit der bestrahlten Oberfläche 62a1 genau erhalten werden.
  • Gemäß den Ausführungsformen hat das Bondverfahren: in dem Warmbondschritt S3 den Schritt S32 zur Erfassung des zweiten reflektierten Laserstrahls, die vierte Abgabe W4 zu erfassen, die die Abgabe des zweiten reflektierten Laserstrahls L4 ist, der aus dem Warmbondlaserstrahl L3 entsteht, der mit der dritten Abgabe W3 auf die bestrahlte Oberfläche 62a1 abgestrahlt wird, aufgrund eines reflektiert Werdens durch die bestrahlte Oberfläche 62a1; und den Schritt zur Berechnung der zweiten Absorptionsfähigkeit, die zweite Absorptionsfähigkeit Y2 der bestrahlten Oberfläche 62a1 des Leitungsrahmens 62 (erstes Metallelement) für den Warmbondlaserstrahl L3 ausgehend von der dritten Abgabe W3 und der vierten Abgabe W4 zu berechnen. In dem Warmbondschritt S3 wird die dritte Abgabe W3 ausgehend von der zweiten Absorptionsfähigkeit Y2 angepasst, die sich mit dem Anstieg in der Bestrahlungszeit H des Warmbondlaserstrahls L3 ändert.
  • Durch diese Anpassung kann die Temperatur der ersten Bondoberfläche 62b einfach an einer Temperatur gehalten werden, die die Bondtemperatur Ta nahe des Schmelzpunktes für einen vorbestimmten Zeitraum ist. Somit kann, wie voranstehend beschrieben wurde, in dem Festphasendiffusionsbonden ein herausragendes Bonden erhalten werden, das eine hohe Bondfestigkeit aufweist.
  • Gemäß den Ausführungsformen ist das Bondgerät 10 ein Bondgerät, das den Warmbondlaserstrahl L3 auf die bestrahlte Oberfläche 62a1 des Leitungsrahmens 62 (erstes Metallelement) abstrahlt, um die erste Bondoberfläche 62b des Leitungsrahmens 62 zu erwärmen, und dabei die erste Oberfläche 62b an die zweite Bondoberfläche 51a des Metallanschlusses 51 (zweites Metallelement) zu bonden, das mit der ersten Bondoberfläche 62b in Berührung ist. Das Bondgerät 10 hat: die erster-Laserstrahl-Anpassungsabstrahlungseinheit 41, die den den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahl L1 auf die bestrahlte Oberfläche 62a1 des Leitungsrahmens 62 mit der ersten Abgabe W1 abstrahlt, um auf der bestrahlten Oberfläche 62a1 den Oxidfilm OM auszubilden, der eine Filmdicke α entsprechend der ersten Abgabe W1 und der Bestrahlungszeit H des den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahls L1 aufweist; die Einheit 43 zur Erfassung des ersten reflektierten Laserstrahls, die die zweite Abgabe W2 erfasst, die die Abgabe des ersten reflektierten Laserstrahls L2 ist, der von dem den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahl L1 aufgrund eines reflektiert Werdens durch die bestrahlte Oberfläche 62a1 erzeugt wird; die Einheit 44 zum Berechnen der ersten Absorptionsfähigkeit, die die erste Absorptionsfähigkeit Y1 der bestrahlten Oberfläche 62a1 des Leitungsrahmens 62 für den den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahl L1 ausgehend von der ersten Abgabe W1 und der zweiten Abgabe W2 berechnet; die Laserstrahlumschalteinheit 45, die den den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahl L1, der auf die bestrahlte Oberfläche 62a1 abgestrahlt wird, zu dem Warmbondlaserstrahl L3 umschaltet, falls bestimmt ist, dass die erste Absorptionsfähigkeit Y1 gleich wie oder höher als die vorbestimmte Absorptionsfähigkeit ist; und die Warmbondsteuerung 40, die nach dem Umschalten zu dem Warmbondlaserstrahl L3 den Warmbondlaserstrahl L3 mit der dritten Abgabe W3 auf die bestrahlte Oberfläche 62a1 abstrahlt, um die erste Bondoberfläche 62b zu erwärmen, bis deren Temperatur die vorbestimmte Bondtemperatur Ta erreicht, und die erste Bondoberfläche 62b an die zweite Bondoberfläche 51a bondet. Durch diese Konfiguration kann, wenn die Metallelemente zusammengebondet werden, ein Bonden erhalten werden, das die gleichen Wirkungen wie die aufweist, die in den Ausführungsformen beschrieben wurden.
  • Gemäß den Ausführungsformen erfasst die Einheit 42 zum Erfassen des ersten reflektierten Laserstrahls die zweite Abgabe W2 des ersten reflektierten Laserstrahls L2 mit dem Leistungsmesser 24. Durch diese Konfiguration können die erste Absorptionsfähigkeit Y1 der bestrahlten Oberfläche 62a1 für den den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahl L1 genau berechnet werden.
  • Ein Bondverfahren hat: einen Oxidfilmausbildungsschritt S10, auf einer bestrahlten Oberfläche 62a1 einen Oxidfilm OM auszubilden, der eine Filmdicke entsprechend einer ersten Abgabe W1 und einer Bestrahlungszeit eines den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahls L1 aufweist; einen Schritt S12 zur Erfassung eines ersten reflektierten Laserstrahls, eine zweite Abgabe W2 zu erfassen; einen Schritt S14 zur Berechnung einer ersten Absorptionsfähigkeit, eine erste Absorptionsfähigkeit für den den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahl L1 zu berechnen; Laserstrahlumschaltschritte S16A und S16B, den den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahl, der auf die bestrahlte Oberfläche 62a1 abgestrahlt wird, zu einem Warmbondlaserstrahl umzuschalten; und einen Warmbondschritt S3, eine erste Bondoberfläche 62b zu erwärmen, bis die Temperatur davon eine vorbestimmte Bondtemperatur Ta erreicht, und die erste Bondoberfläche 62b zu einer zweiten Bondoberfläche 51a zu bonden.
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Claims (12)

  1. Bondverfahren zum Bonden einer ersten Bondoberfläche eines ersten Metallelements zu einer zweiten Bondoberfläche eines zweiten Metallelements, die mit der ersten Bondoberfläche in Berührung ist, durch Abstrahlen eines Warmbondlaserstrahls auf eine bestrahlte Oberfläche des ersten Metallelements, um die erste Bondoberfläche zu erwärmen, wobei das Bondverfahren umfasst: einen Oxidfilmausbildungsschritt, einen einen Oxidfilm ausbildenden Laserstrahl mit einer ersten Abgabe auf die bestrahlte Oberfläche des ersten Metallelements abzustrahlen, und auf der bestrahlten Oberfläche einen Oxidfilm auszubilden, der eine Filmdicke entsprechend der ersten Abgabe und einer Bestrahlungszeit des den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahls aufweist; einen Schritt zur Erfassung eines ersten reflektierten Laserstrahls, eine zweite Abgabe zu erfassen, die eine Abgabe eines ersten reflektierten Laserstrahls ist, der von dem den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahl aufgrund eines reflektiert Werdens durch die bestrahlte Oberfläche erzeugt wird; einen Schritt zur Berechnung einer ersten Absorptionsfähigkeit, eine erste Absorptionsfähigkeit der bestrahlten Oberfläche des ersten Metallelements für den den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahl ausgehend von der ersten Abgabe des den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahls, der in dem Oxidfilmausbildungsschritt abgestrahlt wurde, und der zweiten Abgabe des ersten reflektierten Laserstrahls, die in dem Schritt zur Erfassung des ersten reflektierten Laserstrahls erfasst wurde, zu berechnen; einen Laserstrahlumschaltschritt, den den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahl, der auf die bestrahlte Oberfläche abgestrahlt wird, zu dem Warmbondlaserstrahl umzuschalten, falls bestimmt ist, dass die erste Absorptionsfähigkeit gleich wie oder höher als eine vorbestimmte Absorptionsfähigkeit ist; und einen Warmbondschritt, nach dem Umschalten zu dem Warmbondlaserstrahl den Warmbondlaserstrahl mit einer dritten Abgabe auf die bestrahlte Oberfläche abzustrahlen, um die erste Bondoberfläche zu erwärmen, bis eine Temperatur der ersten Bondoberfläche eine vorbestimmte Bondtemperatur erreicht, und die erste Bondoberfläche zu der zweiten Bondoberfläche zu bonden.
  2. Bondverfahren nach Anspruch 1, wobei die vorbestimmte Bondtemperatur eine Temperatur ist, mit der die erste Bondoberfläche und die zweite Bondoberfläche in einen Festphasenzustand versetzt werden, der an einer Temperatur auftritt, die niedriger als eine Temperatur eines Flüssigphasenzustands ist, und ein Bonden dazwischen in einem festen Zustand ermöglicht, und in dem Warmbondschritt die erste Bondoberfläche und die zweite Bondoberfläche in dem Festphasenzustand in einer Drückbondrichtung gegeneinander gedrückt werden, um zusammengebondet zu werden.
  3. Bondverfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei in dem Warmbondschritt die dritte Abgabe des Warmbondlaserstrahls niedriger als die erste Abgabe des den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahls ist.
  4. Bondverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei in einem Verhältnis mit der Filmdicke des Oxidfilms die erste Absorptionsfähigkeit eine Periodizität aufweist, in der ihr lokaler Maximum-Wert und ihr lokaler Minimum-Wert abwechselnd mit einer Änderung der Filmdicke in einer Anstiegsrichtung erscheinen, und ebenfalls eine Eigenschaft aufweist, in der die erste Absorptionsfähigkeit minimal ist, wenn die Filmdicke des Oxidfilms null ist, die vorbestimmte Absorptionsfähigkeit in dem Laserstrahlumschaltschritt, die im Verhältnis mit der Filmdicke die Periodizität aufweist, innerhalb eines Bereichs der ersten Absorptionsfähigkeit entsprechend einem Filmdickenbereich eingestellt ist, der eine Kombination eines ersten Filmdickenbereichs und eines zweiten Filmdickenbereichs ist, der erste Filmdickenbereich ein Filmdickenbereich ist, in dem die Filmdicke des Oxidfilms null übersteigt und kleiner als eine erste lokale Minimum-Filmdicke entsprechend einem ersten lokalen Minimum-Wert ist, der als lokaler Minimum-Wert der ersten Absorptionsfähigkeit zwischen einer ersten lokalen Maximum-Filmdicke entsprechend einem ersten lokalen Maximum-Wert, der als lokaler Maximum-Wert der ersten Absorptionsfähigkeit für das erste Mal erscheint, und einer zweiten lokalen Maximum-Filmdicke entsprechend einem zweiten lokalen Maximum-Wert, der als lokaler Maximum-Wert der ersten Absorptionsfähigkeit folgend auf den ersten lokalen Maximum-Wert erscheint, erscheint, und der zweite Filmdickenbereich ein Filmdickenbereich ist, in dem die Filmdicke gleich wie oder größer als die erste lokale Minimum-Filmdicke ist, die zweite lokale Maximum-Filmdicke enthalten ist, und die Filmdicke kleiner als eine zweite lokale Minimum-Filmdicke entsprechend einem zweiten lokalen Minimum-Wert ist, der als der lokale Minimum-Wert der ersten Absorptionsfähigkeit zwischen der zweiten lokalen Maximum-Filmdicke und einer dritten lokalen Maximum-Filmdicke entsprechend einem dritten lokalen Maximum-Wert erscheint, der als der lokale Maximum-Wert der ersten Absorptionsfähigkeit darauffolgend auf den zweiten lokalen Maximum-Wert erscheint.
  5. Bondverfahren nach Anspruch 4, wobei der Bereich der ersten Absorptionsfähigkeit von 20% bis 60% reicht.
  6. Bondverfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei die vorbestimmte Absorptionsfähigkeit in dem Laserstrahlumschaltschritt, die die Periodizität im Verhältnis mit der Filmdicke aufweist, innerhalb des Bereichs der ersten Absorptionsfähigkeit entsprechend dem ersten Filmdickenbereich eingestellt ist.
  7. Bondverfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die vorbestimmte Absorptionsfähigkeit auf den ersten lokalen Maximum-Wert eingestellt ist.
  8. Bondverfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die vorbestimmte Absorptionsfähigkeit auf 40% eingestellt ist.
  9. Bondverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei an dem Oxidfilmausbildungsschritt der den Oxidfilm ausbildende Laserstrahl rechtwinklig dazu auf die bestrahlte Oberfläche einfallend ist.
  10. Bondverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, außerdem mit: in dem Warmbondschritt einem Schritt zur Erfassung eines zweiten reflektierten Laserstrahls, eine vierte Abgabe zu erfassen, die eine Abgabe eines zweiten reflektierten Laserstrahls ist, der von dem Warmbondlaserstrahl, der mit der dritten Abgabe auf die bestrahlte Oberfläche abgestrahlt wird, aufgrund eines reflektiert Werdens durch die bestrahlte Oberfläche erzeugt wird, und einen Schritt zur Berechnung einer zweiten Absorptionsfähigkeit, eine zweite Absorptionsfähigkeit der bestrahlten Oberfläche des ersten Metallelements für den Warmbondlaserstrahl ausgehend von der dritten Abgabe und der vierten Abgabe zu berechnen; wobei in dem Warmbondschritt die dritte Abgabe ausgehend von der zweiten Absorptionsfähigkeit eingestellt ist, die sich mit dem Anstieg einer Bestrahlungszeit des Warmbondlaserstrahls ändert.
  11. Bondgerät, das einen Warmbondlaserstrahl auf eine bestrahlte Oberfläche eines ersten Metallelements abstrahlt, um eine erste Bondoberfläche des ersten Metallelements zu erwärmen, und die erste Bondoberfläche zu einer zweiten Bondoberfläche eines zweiten Metallelements bondet, die mit der ersten Bondoberfläche in Berührung ist, wobei das Bondgerät umfasst: eine Laserstrahlanpassungsabstrahlungseinheit, die derart steuert, dass mit einer ersten Abgabe ein einen Oxidfilm ausbildender Laserstrahl auf die bestrahlte Oberfläche des ersten Metallelements abgestrahlt wird, um auf der bestrahlten Oberfläche einen Oxidfilm auszubilden, der eine Filmdicke entsprechend der ersten Abgabe und einer Bestrahlungszeit des den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahls aufweist; eine Einheit zum Erfassen eines ersten reflektierten Laserstrahls, die eine zweite Abgabe erfasst, die eine Abgabe eines ersten reflektierten Laserstrahls ist, der aus dem den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahl aufgrund eines reflektiert Werdens durch die bestrahlte Oberfläche erzeugt wird; eine Einheit zum Berechnen einer ersten Absorptionsfähigkeit, die eine erste Absorptionsfähigkeit der bestrahlten Oberfläche des ersten Metallelements für den den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahl ausgehend von der ersten Abgabe und der zweiten Abgabe berechnet; eine Laserstrahlumschalteinheit, die den den Oxidfilm ausbildenden Laserstrahl, der auf die bestrahlte Oberfläche abgestrahlt wird, zu dem Warmbondlaserstrahl umschaltet, falls bestimmt ist, dass die erste Absorptionsfähigkeit gleich wie oder höher als eine vorbestimmte Absorptionsfähigkeit ist; und eine Warmbondsteuerung, die nach dem Umschalten zu dem Warmbondlaserstrahl eine Steuerung durchführt, um den Warmbondlaserstrahl mit einer dritten Abgabe auf die bestrahlte Oberfläche abzustrahlen, um die erste Bondoberfläche zu erwärmen, bis eine Temperatur der ersten Bondoberfläche eine vorbestimmte Bondtemperatur erreicht, und die erste Bondoberfläche zu der zweiten Bondoberfläche zu bonden.
  12. Bondgerät nach Anspruch 11, wobei die Einheit zur Erfassung des ersten reflektierten Laserstrahls die zweite Abgabe des ersten reflektierten Laserstrahls mit einem Leistungsmesser erfasst.
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