JP2000003929A - Discrimination of quality of wire bonding - Google Patents

Discrimination of quality of wire bonding

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JP2000003929A JP16705198A JP16705198A JP2000003929A JP 2000003929 A JP2000003929 A JP 2000003929A JP 16705198 A JP16705198 A JP 16705198A JP 16705198 A JP16705198 A JP 16705198A JP 2000003929 A JP2000003929 A JP 2000003929A
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wire
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semiconductor chip
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Rohm Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make it possible to discriminate the quality of a wire bonding of a metal wire to a first bonding part such as a semiconductor chip easily and rapidly, in the case where the metal wire is bonded to this first bonding part by a bonding tool at the time of the wire bonding of the metal wire. SOLUTION: The height of a bonding tool 7 at the time when a metal wire 10 is bonded to a first bonding part is compared with the height of the bonding tool 7 at the time when a tensile load is given to the tool 7, in such a way as to pull the wire 10 in the degree of tensile strength that the wire 10 is still kept disconnected.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品の製造に
際し、半導体チップ等と、リードフレームにおける各種
のリード端子又はプリント基板における各種の配線パタ
ーンとの間を、細い金属線に電気的に接続すると言うワ
イヤボンディングにおいて、前記金属線を最初にボンデ
ィングするファーストボンディング部に対するボンディ
ングの良否を判別するための方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of electrically connecting a semiconductor chip or the like and various lead terminals of a lead frame or various wiring patterns of a printed circuit board to a thin metal wire when manufacturing an electronic component. The present invention relates to a method for determining whether bonding is good or not for a first bonding portion where the metal wire is bonded first in wire bonding.

【０００２】[0002]

【従来の技術】ワイヤボンディングにおいて、金属線を
半導体チップ等のファーストボンディング部に対するボ
ンディングは、従来から良く知られているように、金属
線の先端にボール部を形成し、このボール部を、ボンデ
ィングツールの下降動によって、前記半導体チップ等に
ファーストボンディング部に対して所定のボンディング
荷重でワークタッチし、このワークタッチを維持した状
態で、前記ボンディングツールに対して適宜時間にわた
って超音波振動を付与することによって行われている。2. Description of the Related Art In wire bonding, a metal wire is bonded to a first bonding portion such as a semiconductor chip by forming a ball portion at the tip of the metal wire and bonding the ball portion to the first bonding portion. By the downward movement of the tool, a work touch is made on the semiconductor chip or the like with a predetermined bonding load on the first bonding portion, and ultrasonic vibration is applied to the bonding tool for an appropriate time while maintaining the work touch. It is done by that.

【０００３】そして、このファーストボンディング部に
対する金属線のボンディングに際しては、ファーストボ
ンディング部の浮き上がり等に起因してボンディング強
度が低くなる場合があり、このまま次に工程に移行され
ると、前記のボンディングが外れて不良品が発生するこ
とになる。そこで、従来は、ワイヤボンディング工程が
終わった時点で、前記ファーストボンディング部におけ
るボンディング強度を、適宜の間隔での抜き取り検査に
よってチェックするようにしている。[0003] When bonding the metal wire to the first bonding portion, the bonding strength may be reduced due to the lifting of the first bonding portion and the like. Defects will be generated. Therefore, conventionally, when the wire bonding step is completed, the bonding strength in the first bonding portion is checked by a sampling inspection at appropriate intervals.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、このようなワ
イヤボンディング工程を終わった後における抜き取り検
査では、この抜き取り検査と次の抜き取り検査との間
に、ファーストボンディング部に対するボンディング強
度が所定値よりも低いものが、ワイヤボンディング工程
よりも後の次の電子部品製造工程に送られることになる
から、電子部品の製造に際して、前記ファーストボンデ
ィング部に対するボンディング強度が低いことに起因す
る不良品の発生率が高いのであり、しかも、前記の抜き
取り検査は、電子部品を製造する一連の流れ工程のライ
ンから外れた箇所において行うので、その検査に手数が
かかり、この検査に要するコストが大幅にアップするの
であった。However, in the sampling inspection after the completion of such a wire bonding step, the bonding strength to the first bonding portion is lower than a predetermined value between the sampling inspection and the next sampling inspection. Since the lower one is sent to the next electronic component manufacturing process after the wire bonding process, the rate of occurrence of defective products due to the low bonding strength to the first bonding portion in the manufacture of electronic components is reduced. In addition, since the sampling inspection is performed at a location off the line of a series of flow steps for manufacturing electronic components, the inspection is troublesome and the cost required for the inspection is greatly increased. Was.

【０００５】本発明は、前記ファーストボンディング部
に対するボンディングの良否を、ワイヤボンディング工
程中において判別できるようにした方法を提供すること
を技術的課題とするものである。An object of the present invention is to provide a method capable of judging the quality of bonding to the first bonding portion during a wire bonding step.

【０００６】[0006]

【課題を解決するための手段】この技術的課題を達成す
るため本発明は、「ボンディングツールにて金属線をフ
ァーストボンディング部に対してボンディングしたとき
における前記ボンディングの高さ位置と、前記したボン
ディングに次いで前記金属線をその切断に至ない程度で
引っ張るように前記ボンディングツールに対して引っ張
り荷重を付与したときにおける前記ボンディングツール
の高さ位置とを比較することを特徴とする。」ものであ
る。In order to achieve the above technical object, the present invention provides a method for manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of: And then comparing the height position of the bonding tool when a tensile load is applied to the bonding tool so as to pull the metal wire to such an extent that the metal wire is not cut. " .

【０００７】[0007]

【発明の作用・効果】ボンディングツールにて金属線を
ファーストボンディング部に対してボンディングした後
で、前記ボンディングツールに対して、前記金属線をそ
の切断に至ない程度で引っ張るようにした引っ張り荷重
を付与することにより、前記金属線のファーストボンデ
ィング部に対するボンディング強度が、前記ボンディン
グツールに付与する引っ張り荷重を越えている場合に
は、前記金属線はファーストボンディング部から外れる
ことはないが、前記ボンディングツールに付与する引っ
張り荷重を越えていない場合には、前記金属線はファー
ストボンディング部から外れて、前記ボンディングツー
ルが上昇動することになる。After the metal wire is bonded to the first bonding portion by the bonding tool, a tensile load is applied to the bonding tool so that the metal wire is pulled to such an extent that the metal wire is not cut. When the bonding strength of the metal wire to the first bonding portion exceeds the tensile load applied to the bonding tool, the metal wire does not come off from the first bonding portion. If the tensile load applied to the metal wire is not exceeded, the metal wire comes off the first bonding portion, and the bonding tool moves upward.

【０００８】そこで、前記ファーストボンディング部に
対して金属線をボンディングしたときおける前記ボンデ
ィングツールの高さ位置と、その後において引っ張り荷
重を付与したときにおける前記ボンディングツールの高
さ位置とを比較することにより、前記金属線のファース
トボンディング部に対するボンディング強度が、前記引
っ張り荷重を越えているか否かを、つまり、前記ボンデ
ィング強度が、所定値であるか否かを判別することがで
きるのである。The height position of the bonding tool when the metal wire is bonded to the first bonding portion is compared with the height position of the bonding tool when a tensile load is applied thereafter. It is possible to determine whether or not the bonding strength of the metal wire to the first bonding portion exceeds the tensile load, that is, whether or not the bonding strength is a predetermined value.

【０００９】このように、本発明は、ワイヤボンディン
グ工程中のうち、金属線のファーストボンディング部に
対するボンディングの良否を、前記ファーストボンディ
ング部に対する金属線のボンディングを終わった直後に
おいて判別するものであるから、ワイヤボンディング工
程よりも後の工程にファーストボンディング部に対する
ボンディング不良のものが送り出されることを、前記し
た従来のようなワイヤボンディング工程を終わった後で
の抜き取り検査の場合よりも大幅に少なくできて、電子
部品の製造に際しての不良品の発生を確実に低減できる
のであり、しかも、ファーストボンディング部に対する
ボンディングを終わった直後における判別であって、従
来の抜き取り検査の場合に比べて手数が遙かに少ないか
ら、これに要するコストの低減を達成できる効果を有す
る。As described above, according to the present invention, during the wire bonding process, the quality of the bonding of the metal wire to the first bonding portion is determined immediately after the bonding of the metal wire to the first bonding portion is completed. The fact that defective bonding to the first bonding portion is sent out in a process subsequent to the wire bonding process can be significantly reduced compared to the case of the sampling inspection after the conventional wire bonding process as described above. In addition, it is possible to reliably reduce the occurrence of defective products in the production of electronic components, and it is a determination immediately after bonding to the first bonding portion is completed, which is far more troublesome than the conventional sampling inspection. It takes less because it is less With a reduction can be achieved effects of the strike.

【００１０】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
１及び図２の図面について説明する。この図において、
符号１は加熱支持盤を示し、この加熱支持盤１の上面に
は、上面に半導体チップ３を搭載したアイランド部２ａ
と複数本のリード端子２ｂとを有するリードフレーム２
が載せられている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. In this figure,
Reference numeral 1 denotes a heating support board. On the upper surface of the heating support board 1, an island portion 2a having a semiconductor chip 3 mounted thereon
Frame 2 having a plurality of lead terminals 2b
Has been posted.

【００１１】符号４は、ワイヤボンディング装置を示
し、このワイヤボンディング装置４は、駆動手段５ａに
て横方向に往復動される往復台５に、先端部にボンディ
ングツール７を基端部に超音波発振器６ａを各々備える
と共に前記ボンディングツールに挿通した金属線１０に
対するクランプ機構９を備えたホーン６を、昇降駆動手
段８にて上下動するように設けたものに構成され、更
に、このワイヤボンディング装置４は、中央制御回路１
１にて以下に述べるように制御されて、前記リードフレ
ーム２におけるアイランド部２ａに搭載した半導体チッ
プ３とリードフレーム２におけるリード端子（図示せ
ず）２ｂとの間を、前記した金又はアルミニウム等の細
い金属線１０にてワイヤボンディングするのである。Reference numeral 4 denotes a wire bonding apparatus. The wire bonding apparatus 4 includes a carriage 5 that is reciprocated in a lateral direction by a driving unit 5a, a bonding tool 7 at a distal end and an ultrasonic wave at a base end. A horn 6 having an oscillator 6a and a clamp mechanism 9 for a metal wire 10 inserted through the bonding tool is provided so as to be vertically moved by a lifting drive means 8. 4 is a central control circuit 1
1 to control between the semiconductor chip 3 mounted on the island portion 2a of the lead frame 2 and the lead terminal (not shown) 2b of the lead frame 2 as described below. Wire bonding with a thin metal wire 10.

【００１２】すなわち、ボンディングツール７に挿通し
た金属線１０の先端に、放電等にてボール部１０ａを形
成したのち、このボール部１０ａを、前記ボンディング
ツール７の下降動にて前記半導体チップ３に対して所定
のボンディング荷重でワークタッチ（接触・押圧）し、
このワークタッチを維持した状態で、前記ボンディング
ツール７に適宜時間にわたって超音波振動を付与するこ
とにより、半導体チップ３にボンディング（これをファ
ーストボンディングと称する）したのち、前記ボンディ
ングツール７が、金属線１０をクランプ手段９にてクラ
ンプすることなく上昇動する。That is, after a ball portion 10a is formed at the tip of the metal wire 10 inserted through the bonding tool 7 by electric discharge or the like, the ball portion 10a is attached to the semiconductor chip 3 by the downward movement of the bonding tool 7. Work contact (contact / press) with a predetermined bonding load
While maintaining the work touch, the bonding tool 7 is bonded to the semiconductor chip 3 by applying ultrasonic vibration to the bonding tool 7 for an appropriate time (this is called first bonding). 10 moves upward without being clamped by the clamping means 9.

【００１３】次いで、前記ボンディングツール７がリー
ドフレーム２における任意の一つのリード端子２ｂの箇
所に移動したのち下降動することにより、金属線１０の
途中を、前記リード端子２ｂに対して所定のボンディン
グ荷重でワークタッチ（接触・押圧）し、このワークタ
ッチを維持した状態で、前記ボンディングツール７に適
宜時間にわたって超音波振動を付与することにより、リ
ード端子２ｂにボンディング（これをセカンドボンディ
ングと称する）したのち、前記ボンディングツール７が
昇動し、その上昇動の途中で金属線１０をクランプ手段
９にてクランプすることで金属線１０を引き千切り、そ
して、前記ボール部１０ａを形成する状態に戻るのであ
る。Next, the bonding tool 7 moves to an arbitrary one of the lead terminals 2b on the lead frame 2 and then moves down, so that the middle of the metal wire 10 is bonded to the lead terminal 2b by a predetermined bonding. The workpiece is touched (contacted and pressed) by a load, and while maintaining the workpiece touch, ultrasonic vibration is applied to the bonding tool 7 for an appropriate period of time to bond to the lead terminal 2b (this is called second bonding). After that, the bonding tool 7 is moved up, and the metal wire 10 is clamped by the clamping means 9 in the middle of the rising movement to cut the metal wire 10 and return to the state of forming the ball portion 10a. It is.

【００１４】このワイヤボンディングに際し、本発明で
は、前記ファーストボンディング部である半導体チップ
３に対する金属線１０のボンディングを完了したときに
おいて、そのときにおける前記ボンディングツール７の
高さ位置を、前記ワイヤボンディング装置４に設けた高
さセンサー１２にて検出する。この高さ位置の検出が終
わると、前記ボンディングツール７をリードフレーム２
におけるリード端子２ｂの箇所に移動する前において、
図２に示すように、このボンディングツール７を、金属
線１０をクランプ手段９にてクランプした状態で、前記
昇降駆動手段８にて上昇動するのである。In this wire bonding, according to the present invention, when the bonding of the metal wire 10 to the semiconductor chip 3 as the first bonding portion is completed, the height position of the bonding tool 7 at that time is determined by the wire bonding apparatus. 4 is detected by the height sensor 12. When the detection of the height position is completed, the bonding tool 7 is connected to the lead frame 2.
Before moving to the position of the lead terminal 2b at
As shown in FIG. 2, the bonding tool 7 is moved up and down by the elevation drive unit 8 while the metal wire 10 is clamped by the clamp unit 9.

【００１５】すなわち、前記ボンディングツール７を、
当該ボンディングツール７に対して前記金属線１０をそ
の切断に至ない程度で引っ張るようにした引っ張り荷重
を付与した状態で上昇動するようにし、このときにおけ
る前記ボンディングツール７の高さ位置を、前記高さセ
ンサー１２に検出する。このように、ボンディングツー
ル７にて金属線１０をファーストボンディング部である
ところの半導体チップ３に対してボンディングした後
で、前記ボンディングツール７に対して、前記金属線１
０をその切断に至ない程度で引っ張るようにした引っ張
り荷重を付与することにより、前記金属線１０の半導体
チップ３に対するボンディング強度が、前記ボンディン
グツール７に付与する引っ張り荷重を越えている場合に
は、前記金属線１０は半導体チップ３から外れることは
ないが、前記ボンディングツール１０に付与する引っ張
り荷重を越えていない場合には、前記金属線１０は半導
体チップ３からから外れて、前記ボンディングツール７
が上昇動することになる。That is, the bonding tool 7 is
The metal wire 10 is moved upward while a tensile load is applied to the bonding tool 7 so that the metal wire 10 is not pulled to such a degree that the metal wire 10 is cut. The height sensor 12 detects it. Thus, after bonding the metal wire 10 to the semiconductor chip 3 which is the first bonding portion by the bonding tool 7, the metal wire 1 is bonded to the bonding tool 7.
By applying a tensile load that pulls 0 to such an extent that the metal wire 10 is not cut, the bonding strength of the metal wire 10 to the semiconductor chip 3 exceeds the tensile load applied to the bonding tool 7. The metal wire 10 does not come off the semiconductor chip 3, but if it does not exceed the tensile load applied to the bonding tool 10, the metal wire 10 comes off the semiconductor chip 3 and the bonding tool 7
Will move upward.

【００１６】そこで、前記半導体チップ３に対して金属
線１０をボンディングしたときおける前記ボンディング
ツール７の高さ位置と、その後における引っ張り荷重を
付与したときにおける前記ボンディングツール７の高さ
位置とを各々検出して、比較することにより、前記金属
線１０の半導体チップ３に対するボンディング強度が、
前記引っ張り荷重を越えているかと否かを、つまり、前
記ボンディング強度が、所定値であるか否かを判別する
ことができるのである。Therefore, the height position of the bonding tool 7 when the metal wire 10 is bonded to the semiconductor chip 3 and the height position of the bonding tool 7 when a subsequent tensile load is applied are respectively defined. By detecting and comparing, the bonding strength of the metal wire 10 to the semiconductor chip 3 is:
It is possible to determine whether or not the tensile load is exceeded, that is, whether or not the bonding strength is a predetermined value.

【００１７】そして、前記検出した両高さ位置に差が存
在する場合には、アラームによる警報を発すると同時に
ワイヤボンディングを中止するか、又は、ワイヤボンデ
ィングを中止することなくアラームによる警報を発する
か、或いは、アラームによる警報を発することなくワイ
ヤボンディングを中止するように構成することにより、
このワイヤボンディング工程以降の各種の工程に、半導
体チップ３に対する金属線１０のボンディング不良のも
のが送り出されるのを確実に低減できるのである。If there is a difference between the detected height positions, an alarm is issued and the wire bonding is stopped at the same time, or an alarm is issued without stopping the wire bonding. Alternatively, by configuring to stop wire bonding without issuing an alarm by an alarm,
It is possible to reliably reduce the number of defective bonding of the metal wire 10 to the semiconductor chip 3 to be sent out in various processes after the wire bonding process.

【００１８】なお、本発明は、前記した実施の形態のよ
うに、金属線をリードフレームに搭載した半導体チップ
に対してファーストボンディングする場合に限らず、こ
の他の部分に対してファーストボンディングする場合に
も適用でき、また、本発明は、前記した実施の形態にお
けるボールボンディングによるワイヤボンディングに限
らず、ステッチボンディングによるワイヤボンディング
にも適用できることは言うまでもない。The present invention is not limited to the case where a metal wire is first bonded to a semiconductor chip mounted on a lead frame as in the above-described embodiment, but the case where first bonding is performed to other parts. It is needless to say that the present invention can be applied not only to the wire bonding by ball bonding in the above-described embodiment but also to wire bonding by stitch bonding.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の実施の形態を示し正面図である。FIG. 1 is a front view showing an embodiment of the present invention.

【図２】図１の要部拡大部である。FIG. 2 is an enlarged view of a main part of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 加熱支持盤 ２ リードフレーム ３ 半導体チップ ４ ワイヤボンディング装置 ６ ホーン ７ ボンディングツール ９ クランプ手段 １０ 金属線 １１ 中央制御回路 １２ 高さセンサー DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heating support board 2 Lead frame 3 Semiconductor chip 4 Wire bonding apparatus 6 Horn 7 Bonding tool 9 Clamping means 10 Metal wire 11 Central control circuit 12 Height sensor

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】ボンディングツールにて金属線をファース
トボンディング部に対してボンディングしたときにおけ
る前記ボンディングの高さ位置と、前記したボンディン
グに次いで前記金属線をその切断に至ない程度で引っ張
るように前記ボンディングツールに対して引っ張り荷重
を付与したときにおける前記ボンディングツールの高さ
位置とを比較することを特徴とするワイヤボンディング
の良否判別方法。A bonding tool for bonding a metal wire to a first bonding portion; and a height position of the metal wire when the metal wire is bonded to the first bonding portion. A method for determining the quality of wire bonding, comprising comparing a height position of the bonding tool when a tensile load is applied to the bonding tool.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010258331A (en) * 2009-04-28 2010-11-11 Ultrasonic Engineering Co Ltd Wire bonding device
JP4653166B2 (en) * 2004-05-18 2011-03-16 デイジ プレシジョン インダストリーズ リミテッド Test equipment

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