JP2000021924A - Wire bonding method and device thereof - Google Patents

Wire bonding method and device thereof

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JP2000021924A
JP2000021924A JP18468798A JP18468798A JP2000021924A JP 2000021924 A JP2000021924 A JP 2000021924A JP 18468798 A JP18468798 A JP 18468798A JP 18468798 A JP18468798 A JP 18468798A JP 2000021924 A JP2000021924 A JP 2000021924A
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bonding
wire
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vibration
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wire bonding method and device, which make decision on quality of junctions, without applying power to the junction part and does not cause breakdowns, erroneous inspections, missing inspections or the like. SOLUTION: This device is constituted of an oscillator 29, which oscillates a bonding part 22 for bonding a bonding wire 26 by a bonding tool 24, and a vibration control part 23, which has a power supply 28 for driving the oscillator, are provided at prescribed parts. The oscillating frequency for oscillating the bonding part 22 and the feedback frequency, when is fed back from the side of the bonding part 22, are compared at a frequency comparator 31. The correction quantity is computed with a corrector 32 from the result of the comparison. The oscillating output is increased until the difference between the correcting quantity computed by the controller 34 and the preset quantity, which is preset beforehand, based on the feedback frequency that is fed back at the completed time of the junction, becomes zero. When the difference reaches zero in a specified time, it is decided that the junction is completed, and is displayed to this effect on a display device 35.

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、例えば半導体装置
を製造する際に用いるワイヤボンディング方法及び装置
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wire bonding method and apparatus used for manufacturing, for example, a semiconductor device.

【０００２】[0002]

【従来の技術】周知の通り、半導体装置の製造過程にお
いては、例えば半導体チップの電極パッドとリードフレ
ームのインナーリードとを電気的に接続するために、ボ
ンディングワイヤをそれぞれ両者に超音波振動または音
波振動を用いてボンディングするいわゆるワイヤボンデ
ィングが行われている。そして、ワイヤボンディング
は、通常、次のようにして行われている。2. Description of the Related Art As is well known, in the process of manufacturing a semiconductor device, for example, in order to electrically connect an electrode pad of a semiconductor chip and an inner lead of a lead frame, a bonding wire is ultrasonically or sonicated to each of them. A so-called wire bonding that performs bonding using vibration is performed. And wire bonding is usually performed as follows.

【０００３】以下、図４乃至図６により説明する。図４
はワイヤボンディング装置の概略構成を示す図であり、
図５はワイヤボンディング工程を説明するための図であ
り、図６はワイヤボンディングの良否を判断する状態を
説明するための図である。図４乃至図６において、１は
ワイヤボンディング装置で、２はボンディング部、３は
振動制御部である。ボンディング部２にはボンディング
ツール４、ボンディングツール４を先端部分に支持し超
音波振動または音波振動を伝達するホーン５、ボンディ
ングツール４の先端部にボンディングワイヤ６を供給す
るボンディングワイヤスプール７を備えており、また振
動制御部３には電源８、発振器９、増幅器１０を備えて
いる。Hereinafter, description will be made with reference to FIGS. FIG.
Is a diagram showing a schematic configuration of a wire bonding apparatus,
FIG. 5 is a diagram for explaining a wire bonding step, and FIG. 6 is a diagram for explaining a state in which the quality of wire bonding is determined. 4 to 6, reference numeral 1 denotes a wire bonding apparatus, 2 denotes a bonding unit, and 3 denotes a vibration control unit. The bonding section 2 includes a bonding tool 4, a horn 5 that supports the bonding tool 4 at the distal end and transmits ultrasonic vibration or acoustic vibration, and a bonding wire spool 7 that supplies a bonding wire 6 to the distal end of the bonding tool 4. The vibration controller 3 includes a power supply 8, an oscillator 9, and an amplifier 10.

【０００４】一方、１１は保持台で、この保持台１１上
にワイヤボンディングが行われる半導体装置側が載置さ
れる。この載置された半導体装置側は、基板１２の上に
搭載された半導体チップ１３と、リードフレーム１４と
を備え、半導体チップ１３に複数設けられた電極パッド
１５と、これらに対応するリードフレーム１４のインナ
ーリード１６の先端部位とに、それぞれボンディングワ
イヤ６がボンディングされる。[0004] On the other hand, reference numeral 11 denotes a holding table on which the semiconductor device to be wire-bonded is mounted. The mounted semiconductor device side includes a semiconductor chip 13 mounted on a substrate 12 and a lead frame 14, and a plurality of electrode pads 15 provided on the semiconductor chip 13 and a corresponding lead frame 14. Bonding wires 6 are respectively bonded to the tip portions of the inner leads 16.

【０００５】ボンディングワイヤ６の各部位へのボンデ
ィングは、次のように行われる。先ず、半導体チップ１
３の電極パッド１５へのワイヤボンディングは、ボンデ
ィング部位である電極パッド１５上にボンディングワイ
ヤ６の片端部を載せ、さらに電極パッド１５の上方から
ボンディングツール４の先端部を電極パッド１５上のボ
ンディングワイヤ６に押し当てる。そして振動制御部３
によりホーン５を介して超音波または音波をボンディン
グツール４に加えて超音波振動または音波振動させ、振
動するボンディングツール４の先端部によってボンディ
ングワイヤ６を所定時間にわたり押しつぶすように加圧
し、振動にともなう摩擦熱でボンディングワイヤ６を電
極パッド１５に接合する。The bonding of the bonding wire 6 to each part is performed as follows. First, the semiconductor chip 1
In the wire bonding to the electrode pad 15, one end of the bonding wire 6 is placed on the electrode pad 15, which is a bonding site, and the tip of the bonding tool 4 is further connected from above the electrode pad 15 to the bonding wire on the electrode pad 15. Press on 6. And the vibration controller 3
Then, ultrasonic waves or sound waves are applied to the bonding tool 4 through the horn 5 to cause ultrasonic vibration or sound wave vibration, and the tip of the vibrating bonding tool 4 presses the bonding wire 6 so as to crush it for a predetermined period of time. The bonding wire 6 is joined to the electrode pad 15 by frictional heat.

【０００６】続いて、図５に示すようにボンディングワ
イヤ６をループを描くように引き渡し、ボンディングワ
イヤ６の他端部側をリードフレーム１４のインナーリー
ド１６の先端のボンディング部位に載せる。そしてイン
ナーリード１６のボンディング部位の上方からボンディ
ングツール４の先端部をインナーリード１６の先端のボ
ンディング部位上のボンディングワイヤ６に押し当て
る。その後、同様に、振動制御部３により超音波または
音波をホーン５を介してボンディングツール４に加えて
超音波振動または音波振動させ、振動するボンディング
ツール４の先端部によってボンディングワイヤ６を押し
つぶすように加圧し、振動にともなう摩擦熱でボンディ
ングワイヤ６をインナーリード１６のボンディング部位
に接合し、接合後にボンディングワイヤ６を切断する。Subsequently, as shown in FIG. 5, the bonding wire 6 is delivered so as to draw a loop, and the other end of the bonding wire 6 is placed on the bonding portion at the tip of the inner lead 16 of the lead frame 14. Then, the tip of the bonding tool 4 is pressed against the bonding wire 6 on the bonding portion at the tip of the inner lead 16 from above the bonding portion of the inner lead 16. Thereafter, similarly, the vibration control unit 3 applies ultrasonic waves or sound waves to the bonding tool 4 via the horn 5 to cause ultrasonic vibration or sound wave vibration, so that the bonding wire 6 is crushed by the tip of the vibrating bonding tool 4. The bonding wire 6 is bonded to the bonding portion of the inner lead 16 by applying pressure and frictional heat accompanying vibration, and after bonding, the bonding wire 6 is cut.

【０００７】そして、電極パッド１５とインナーリード
１６の先端のボンディング部位の間にループを描くよう
接合されたボンディングワイヤ６については、ボンディ
ング部位の汚れや変形等の要因で安定した接合状態が得
られない虞があるため、ボンディング後にループの中間
部分を白抜き矢印Ｘで示すように、例えば図示しないテ
ンションゲージによりボンディングワイヤ６の切断強度
以下の力で引っ張り上げ、各ボンディング部位でボンデ
ィングワイヤ６が外れないか否か見るプルテストを行う
ことによって、ボンディング部位における接合の良否判
断がなされていた。The bonding wire 6 joined so as to draw a loop between the electrode pad 15 and the bonding portion at the tip of the inner lead 16 can obtain a stable bonding state due to factors such as dirt and deformation of the bonding portion. Therefore, after bonding, the middle part of the loop is pulled up by a tension gauge (not shown) with a force equal to or less than the cutting strength of the bonding wire 6 as shown by a white arrow X, and the bonding wire 6 comes off at each bonding site. By performing a pull test to see whether or not there is, the quality of the bonding at the bonding site has been determined.

【０００８】しかしながら上記の従来技術においては、
各ボンディング部位における接合の良否が、ボンディン
グワイヤ６を引っ張って直接接合部分に力を加えるプル
テストにより行われているため、製品破壊や誤検査、検
査漏れ等が生じる虞があり、また検査時には外れずに良
状態と判断された後で経時的に接合強度が低下してしま
うなどして製品の信頼性を低下させてしまう虞があっ
た。However, in the above prior art,
Since the quality of the bonding at each bonding site is determined by a pull test in which the bonding wire 6 is pulled and a force is directly applied to the bonding portion, there is a possibility that product destruction, erroneous inspection, omission of inspection, and the like may occur. There is a fear that the reliability of the product may be reduced due to a decrease in the bonding strength over time after it is determined that the product is in a good state.

【０００９】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上記のような状況に鑑
みて本発明はなされたもので、その目的とするところは
接合部分に直接力を加えることなく接合の良否判断を行
うことができると共に、製品破壊や誤検査、検査漏れ等
が生じる虞がなく、製品の信頼性の低下をきたさないワ
イヤボンディング方法及び装置を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to judge the quality of joining without directly applying a force to the joining portion. It is another object of the present invention to provide a wire bonding method and apparatus which does not cause product destruction, erroneous inspection, omission of inspection, and the like, and does not reduce reliability of a product.

【００１０】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明のワイヤボンディ
ング方法及び装置は、ボンディングワイヤをボンディン
グ部のボンディングツールにより超音波振動または音波
振動させて所定のボンディング部位にボンディングする
ワイヤボンディング方法において、ボンディング時にボ
ンディングツールからフィードバックされるフィードバ
ック周波数が所定周波数となるようボンディング部を加
振する加振出力を制御しながらボンディングを行うよう
にしたことを特徴とする方法であり、さらに、フィード
バック周波数が所定周波数となるまで加振出力を漸次増
加させながらボンディングを行うようにしたことを特徴
とする方法であり、さらに、フィードバック周波数が所
定周波数に所定ボンディング時間内に到達したか否かに
よってボンディング状態の良否を判断するようにしたこ
とを特徴とする方法であり、また、所定のボンディング
部位にボンディングワイヤをボンディングするボンディ
ング部と、このボンディング部を超音波または音波の加
振周波数で加振する発振器及びこれを駆動する電源を有
する振動制御部とを備えたワイヤボンディング装置にお
いて、振動制御部が、ボンディング部を加振する加振周
波数とボンディング部側からフィードバックされるフィ
ードバック周波数とを比較し、この比較した結果から補
正量を算出し、算出された補正量に基づいて電源を制御
する制御部分を備えていることを特徴とするものであ
り、さらに、振動制御部が、補正量と予め設定した設定
量との差に基づきボンディング状態の良否の判断を行う
ことを特徴とするものであり、さらに、補正量と予め設
定した設定量との差が、所定時間内に零となった場合に
ボンディング状態が良であるとの判断を行うことを特徴
とするものである。SUMMARY OF THE INVENTION A wire bonding method and apparatus according to the present invention are directed to a wire bonding method in which a bonding wire is ultrasonically or ultrasonically vibrated by a bonding tool of a bonding portion to bond to a predetermined bonding site. A method in which bonding is performed while controlling a vibration output for vibrating a bonding portion so that a feedback frequency fed back from a bonding tool is a predetermined frequency. Bonding is performed while gradually increasing the excitation output until the feedback frequency reaches a predetermined frequency within a predetermined bonding time. A method of judging whether the state is good or not, and a bonding part for bonding a bonding wire to a predetermined bonding part, and vibrating the bonding part with an ultrasonic wave or a vibration frequency of a sound wave. In a wire bonding apparatus including an oscillator and a vibration control unit having a power supply for driving the oscillator, the vibration control unit compares a vibration frequency for vibrating the bonding unit with a feedback frequency fed back from the bonding unit, A correction part is calculated from the result of the comparison, and a control part for controlling a power supply based on the calculated correction amount is provided. And determining whether the bonding state is good or not based on a difference from the set amount. The difference between the correction amount and the preset set amount, and is characterized in carrying out the judgment of the bonding state is good when it becomes zero within a predetermined time.

【００１１】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図１
乃至図３を参照して説明する。図１はワイヤボンディン
グ装置の概略構成を示す図であり、図２はワイヤボンデ
ィングの第１の工程を説明するための図であり、図３は
ワイヤボンディングの第２の工程を説明するための図で
ある。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
This will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a view showing a schematic configuration of a wire bonding apparatus, FIG. 2 is a view for explaining a first step of wire bonding, and FIG. 3 is a view for explaining a second step of wire bonding. It is.

【００１２】図１乃至図３において、２１はワイヤボン
ディング装置で、これはボンディングを行うボンディン
グ部２２と、ボンディング部２２に、例えば６０ｋＨｚ
〜１１０ｋＨｚの所定周波数の超音波または音波で振動
を行わせるよう加振出力を供給する振動制御部２３を備
えて構成されている。ボンディング部２２には先端部が
先細に形成されたボンディングツール２４と、このボン
ディングツール２４を先端部分に支持し超音波振動また
は音波振動を伝達し所定の加振周波数で加振する、例え
ば１１０ｋＨｚの加振周波数と等しい固有振動周波数を
有するホーン２５と、ボンディングツール２４の先端部
に、例えば直径が１５０μｍ〜５００μｍのアルミニウ
ムワイヤのボンディングワイヤ２６を連続的に供給する
ボンディングワイヤスプール２７を備えている。In FIG. 1 to FIG. 3, reference numeral 21 denotes a wire bonding apparatus, which is a bonding unit 22 for performing bonding and a bonding unit 22 having a frequency of, for example, 60 kHz.
The apparatus is provided with a vibration control unit 23 that supplies a vibration output so as to vibrate with ultrasonic waves or sound waves having a predetermined frequency of up to 110 kHz. The bonding portion 22 has a tapered bonding tool 24 having a tapered tip, and supports the bonding tool 24 at the tip to transmit ultrasonic vibration or acoustic vibration to vibrate at a predetermined vibration frequency, for example, 110 kHz. A horn 25 having a natural vibration frequency equal to the excitation frequency, and a bonding wire spool 27 for continuously supplying a bonding wire 26 of an aluminum wire having a diameter of, for example, 150 μm to 500 μm are provided at the tip of the bonding tool 24.

【００１３】また振動制御部２３には、電源２８と、発
振器２９と、増幅器３０とが備えられ、さらに周波数比
較器３１と、補正器３２と、検出器３３と、制御器３４
と、表示器３５とが備えられている。そしてボンディン
グ加工の際に、電源２８によって発振器２９が駆動さ
れ、発振器２９の発振した超音波または音波は、増幅器
３０を介してボンディング部２２のホーン２５に印加さ
れ、ボンディングツール２４を超音波振動または音波振
動させるようになっている。また電源２８から供給する
供給電圧を変化させることで、ホーン２５を加振する発
振器２９及び増幅器３０の加振出力が変化するようにな
っている。すなわち、供給電圧を上昇させることでホー
ン２５を加振する加振出力が増加するようになってい
る。The vibration control section 23 includes a power supply 28, an oscillator 29, and an amplifier 30, and further includes a frequency comparator 31, a corrector 32, a detector 33, and a controller 34.
And a display 35. At the time of bonding, the oscillator 29 is driven by the power supply 28, and the ultrasonic wave or sound wave oscillated by the oscillator 29 is applied to the horn 25 of the bonding unit 22 via the amplifier 30, and the ultrasonic vibration or It is designed to vibrate with sound waves. Further, by changing the supply voltage supplied from the power supply 28, the oscillation output of the oscillator 29 for exciting the horn 25 and the oscillation output of the amplifier 30 are changed. That is, the excitation output for exciting the horn 25 is increased by increasing the supply voltage.

【００１４】また、振動制御部２３の周波数比較器３１
には、発振器２９から増幅器３０を介してボンディング
部２２に供給された超音波または音波で加振されたホー
ン２５の固有周波数（１１０ｋＨｚ）が入力され、同時
にホーン２５を介し、このホーン２５により１１０ｋＨ
ｚの振動周波数で加振されたボンディングツール２４部
分からのフィードバック周波数が入力されるようになっ
ていて、ここで両周波数の比較が行われる。そして比較
結果、すなわち両周波数の差が補正器３２に入力され、
補正器３２において周波数差に対応する差相当電圧が補
正量として演算されて検出器３３に出力される。検出器
３３では補正量の検出が行われ、検出結果である補正量
が制御器３４に出力される。The frequency comparator 31 of the vibration controller 23
Is input with the natural frequency (110 kHz) of the horn 25 vibrated by the ultrasonic wave or the sound wave supplied from the oscillator 29 to the bonding unit 22 via the amplifier 30, and at the same time, the horn 25 transmits the natural frequency (110 kHz).
The feedback frequency from the bonding tool 24 vibrated at the vibration frequency of z is input, and the two frequencies are compared here. Then, the comparison result, that is, the difference between the two frequencies is input to the corrector 32,
The corrector 32 calculates a difference-corresponding voltage corresponding to the frequency difference as a correction amount, and outputs the correction amount to the detector 33. The detector 33 detects a correction amount, and outputs a correction amount as a detection result to the controller 34.

【００１５】なお、上記のボンディングツール２４を介
してフィードバックされるフィードバック周波数は、加
振出力を漸次増加させながらボンディング加工を行って
いる過程で、ボンディングツール２４により加振される
対象の状態によって変化する。すなわち、ボンディング
加工の初期にボンディングツール２４がボンディングワ
イヤ２６のみを保持している状態と、ボンディングが行
われている最中の状態、さらに接合が完了し加振対象が
ボンディングツール２４とボンディングワイヤ２６の他
に、後述するボンディングワイヤ２６が接合された半導
体チップ３６の電極パッド３７あるいはリードフレーム
３８のインナーリード３９を含めた状態に変わっていく
ことで変化する。そして接合が完了すると状態変化がな
くなるので、それ以降のフィードバック周波数は一定と
なる。The feedback frequency fed back through the bonding tool 24 varies depending on the state of the object to be vibrated by the bonding tool 24 in the process of performing the bonding process while gradually increasing the vibration output. I do. That is, a state in which the bonding tool 24 holds only the bonding wire 26 at the beginning of the bonding process, a state in which the bonding is being performed, and a state in which the bonding is completed and the object to be vibrated is the bonding tool 24 and the bonding wire 26. In addition, it changes by changing to a state including the electrode pads 37 of the semiconductor chip 36 or the inner leads 39 of the lead frame 38 to which the bonding wires 26 described later are bonded. When the joining is completed, there is no change in the state, and the feedback frequency thereafter is constant.

【００１６】また、制御器３４では、予め設定され記憶
されている所定時間と加振時間との比較及び予め設定さ
れ記憶されている設定量と補正量の比較が行われる。設
定量は、例えば電極パッド３７あるいはリードフレーム
３８のインナーリード３９へのボンディングワイヤ２６
の接合が完了したときのフィードバック周波数と加振周
波数の周波数差に相当する電圧に対応した量となる。ま
た、所定時間については、ボンディング工程での加工サ
イクルを他の工程の加工サイクルとの関係やボンディン
グ加工をいたずらに長く行わない範囲で適正に設定され
た時間となっている。Further, the controller 34 compares a predetermined time set and stored in advance with the vibration time, and compares a preset amount stored in advance with a correction amount. The set amount is, for example, the bonding wire 26 to the electrode pad 37 or the inner lead 39 of the lead frame 38.
Is the amount corresponding to the voltage corresponding to the frequency difference between the feedback frequency and the excitation frequency at the time when the bonding is completed. Further, the predetermined time is a time that is appropriately set within a range in which the processing cycle in the bonding step is not unnecessarily long in relation to the processing cycle in another step or the bonding processing is not performed unnecessarily long.

【００１７】こうした設定量と補正量の比較の結果、加
振時間が所定時間内であり、設定量と補正量との差が零
ではない場合には、ボンディング加工を行っている最中
であるとして電源２８に対し、発振器２９及び増幅器３
０への供給電圧を継続して上昇させるよう制御する制御
信号が出力される。そして電源２８からの供給電圧が上
昇することで、発振器２９及び増幅器３０によるボンデ
ィング部２２を加振する加振出力が増加する。こうした
制御過程を繰り返し、ホーン２５の振動周波数が１１０
ｋＨｚに保持されるよう加振出力を増加させながらボン
ディングツール２４によるボンディング加工が継続され
る。そして、所定時間内の加振出力の増加は、設定量と
補正量との差が零となるまで継続される。As a result of the comparison between the set amount and the correction amount, if the vibration time is within the predetermined time and the difference between the set amount and the correction amount is not zero, the bonding is being performed. The oscillator 29 and the amplifier 3
A control signal for controlling the supply voltage to 0 to be continuously increased is output. When the supply voltage from the power supply 28 rises, the vibration output of the oscillator 29 and the amplifier 30 for vibrating the bonding portion 22 increases. By repeating such a control process, the vibration frequency of the horn 25 becomes 110
The bonding process by the bonding tool 24 is continued while increasing the vibration output so as to be maintained at kHz. Then, the increase of the excitation output within the predetermined time is continued until the difference between the set amount and the correction amount becomes zero.

【００１８】さらにボンディング加工が進行して、加振
時間が所定時間内であって、設定量と補正量との差が零
となった場合には、ボンディング加工を行うための加振
が不要となるので、電源２８に対し供給電圧の上昇を停
止させるよう制御する制御信号が出力され、供給電圧が
上昇停止時の電圧に所定時間内保持される。これと同時
に、表示器３５には表示制御信号として、接合が良好で
あるとの表示、例えば「ＯＫ」の表示を行うよう制御す
る信号が出力される。Further, when the bonding process proceeds and the vibration time is within the predetermined time and the difference between the set amount and the correction amount becomes zero, vibration for performing the bonding process is unnecessary. Therefore, a control signal for controlling the power supply 28 to stop the increase of the supply voltage is output, and the supply voltage is held at the voltage at the time of the stop of the increase for a predetermined time. At the same time, a display control signal is output to the display 35 as a display control signal to indicate that bonding is good, for example, to display "OK".

【００１９】そして加振開始から時間計測が所定時間を
経過した時点でボンディング加工は終了し、電源２８か
ら発振器２９及び増幅器３０への供給電圧を次のボンデ
ィング加工の初期状態とすべく、例えば初期電圧まで降
下もしくは零としてボンディング部２２の加振を停止さ
せる。When a predetermined time has elapsed from the start of the vibration, the bonding process is completed, and the supply voltage from the power supply 28 to the oscillator 29 and the amplifier 30 is set to the initial state of the next bonding process, for example, The excitation of the bonding unit 22 is stopped by decreasing the voltage to zero or zero.

【００２０】またさらに、加振開始から時間計測が所定
時間を経過しても設定量と補正量との差が零に至ってい
ない場合には、接合が未完了状態にあるか、あるいは不
良接合状態となっていることになる。このため、所定時
間経過後、表示器３５には表示制御信号として、接合が
不良であるとの表示、例えば「ＮＧ」の表示を行うよう
制御する信号が出力される。そして、電源２８から発振
器２９及び増幅器３０への供給電圧を次のボンディング
加工の初期状態とすべく、例えば初期電圧まで降下もし
くは零としてボンディング部２２の加振を停止させる。Further, if the difference between the set amount and the correction amount has not reached zero even after the lapse of a predetermined time from the start of the vibration, the joining is in an incomplete state or a defective joining state. It becomes that. Therefore, after a lapse of a predetermined time, the display 35 outputs, as a display control signal, a signal for controlling to display an indication that the bonding is defective, for example, to display “NG”. Then, in order to set the supply voltage from the power supply 28 to the oscillator 29 and the amplifier 30 to the initial state of the next bonding process, the excitation of the bonding unit 22 is stopped by, for example, dropping to the initial voltage or zero.

【００２１】一方、４０は保持台で、この保持台４０上
にワイヤボンディングが行われる半導体装置側が載置さ
れる。この半導体装置側は、例えば基板４１の上に搭載
された半導体チップ３６と、銅（Ｃｕ）製のリードフレ
ーム３８とを備え、半導体チップ３６に複数設けられた
アルミニウム（Ａｌ）製の電極パッド３７と、これらに
対応するリードフレーム３８のインナーリード３９の先
端部位とに、それぞれボンディングワイヤ２６がボンデ
ィングされる。On the other hand, reference numeral 40 denotes a holding table on which the semiconductor device to be wire-bonded is mounted. The semiconductor device includes, for example, a semiconductor chip 36 mounted on a substrate 41 and a lead frame 38 made of copper (Cu), and a plurality of electrode pads 37 made of aluminum (Al) provided on the semiconductor chip 36. The bonding wires 26 are respectively bonded to the end portions of the inner leads 39 of the lead frame 38 corresponding to these.

【００２２】ボンディングワイヤ２６の各部位へのボン
ディングは、次のように行われる。先ず、図２に示す第
１の工程において、半導体チップ３６の電極パッド３７
へのワイヤボンディングは、従来と同様にボンディング
部位である電極パッド３７上にボンディングワイヤ２６
の片端部を載せ、さらに電極パッド３７の上方からボン
ディングツール２４の先端部を電極パッド３７上のボン
ディングワイヤ２６に押し当てる。そして振動制御部２
３によりホーン２５を介して超音波または音波をボンデ
ィングツール２４に加えて超音波振動または音波振動さ
せ、振動するボンディングツール２４の先端部によって
ボンディングワイヤ２６を所定時間にわたり押しつぶす
ように加圧し、振動にともなう摩擦熱でボンディングワ
イヤ２６を電極パッド３７に接合する。The bonding of each part of the bonding wire 26 is performed as follows. First, in a first step shown in FIG.
Wire bonding is performed on the bonding pad 26 on the electrode pad 37, which is a bonding site, as in the conventional case.
Of the bonding tool 24 is pressed against the bonding wire 26 on the electrode pad 37 from above the electrode pad 37. And the vibration control unit 2
The ultrasonic wave or sound wave is applied to the bonding tool 24 through the horn 25 by the horn 3 to cause ultrasonic vibration or sound wave vibration, and the bonding wire 26 is pressed by the tip of the vibrating bonding tool 24 so as to crush the bonding wire 26 for a predetermined time. The bonding wire 26 is joined to the electrode pad 37 by the accompanying frictional heat.

【００２３】この工程で、ホーン２５には発振器２９及
び増幅器３０により加振力が加えられ、固有振動周波数
に等しい１１０ｋＨｚの加振周波数が維持され、ボンデ
ィングツール２４の先端部で電極パッド３７上のボンデ
ィングワイヤ２６のみを加振する。この時のフィードバ
ック周波数はボンディングワイヤ２６が電極パッド３７
に良好に接合した状態での共振周波数である所定周波数
とは異なるため、ボンディングツール２４を通じてフィ
ードバックされるフィードバック周波数と加振周波数の
差により導き出された補正量と設定量の差に基づいて、
振動制御部２３では加振出力を継続して増加させる制御
信号が出され、電源２８からの発振器２９及び増幅器３
０への供給電圧が漸次上昇し続ける。In this step, a vibration force is applied to the horn 25 by the oscillator 29 and the amplifier 30 to maintain a vibration frequency of 110 kHz equal to the natural vibration frequency. Only the bonding wire 26 is vibrated. At this time, the feedback frequency is such that the bonding wire 26 is
Is different from the predetermined frequency, which is the resonance frequency in a state where the bonding is properly performed, based on the difference between the correction amount and the set amount derived by the difference between the feedback frequency and the excitation frequency fed back through the bonding tool 24,
The vibration control unit 23 outputs a control signal for continuously increasing the vibration output, and the oscillator 29 and the amplifier 3
The supply voltage to 0 continues to rise gradually.

【００２４】そして、所定時間内にボンディングワイヤ
２６が電極パッド３７に良好に接合した状態になると、
この時の共振周波数がフィードバック周波数として振動
制御部２３にフィードバックされ、制御部３４で電極パ
ッド３７に接合する場合の設定量と補正量との差が零と
なったとして電源２８に対し供給電圧の上昇を停止させ
るよう制御する制御信号が出力される。同時に、表示制
御信号が表示器３５に出力されて「ＯＫ」の表示がなさ
れる。また所定時間内に良好に接合した状態にならなか
った場合には、フィードバック周波数と加振周波数の差
が制御部３４での設定量と補正量との差が零となるよう
な差とはならず、これに対応した表示制御信号が制御部
３４から表示器３５に出力されて「ＮＧ」の表示がなさ
れる。When the bonding wire 26 is satisfactorily bonded to the electrode pad 37 within a predetermined time,
The resonance frequency at this time is fed back to the vibration control unit 23 as a feedback frequency, and the control unit 34 determines that the difference between the set amount and the correction amount when bonding to the electrode pad 37 becomes zero, and supplies the power supply 28 with the supply voltage. A control signal for controlling to stop the rising is output. At the same time, a display control signal is output to the display 35, and "OK" is displayed. If the bonding state is not good within the predetermined time, the difference between the feedback frequency and the excitation frequency may not be such that the difference between the set amount in the control unit 34 and the correction amount becomes zero. Instead, a display control signal corresponding to this is output from the control unit 34 to the display 35, and "NG" is displayed.

【００２５】続いて、図３に示す第２の工程において、
ボンディングワイヤ２６をループを描くように引き渡
し、ボンディングワイヤ２６の他端部側をリードフレー
ム３８のインナーリード３９の先端のボンディング部位
に載せる。そしてインナーリード３９のボンディング部
位の上方からボンディングツール２４の先端部をインナ
ーリード３９の先端のボンディング部位上のボンディン
グワイヤ２６に押し当てる。その後、同様に、振動制御
部２３により超音波または音波をホーン２５を介してボ
ンディングツール２４に加えて超音波振動または音波振
動させ、振動するボンディングツール２４の先端部によ
ってボンディングワイヤ２６を押しつぶすように加圧
し、振動にともなう摩擦熱でボンディングワイヤ２６を
インナーリード３９のボンディング部位に接合し、接合
後にボンディングワイヤ２６を切断する。Subsequently, in a second step shown in FIG.
The bonding wire 26 is delivered so as to draw a loop, and the other end of the bonding wire 26 is placed on the bonding portion at the tip of the inner lead 39 of the lead frame 38. Then, the tip of the bonding tool 24 is pressed against the bonding wire 26 on the bonding portion at the tip of the inner lead 39 from above the bonding portion of the inner lead 39. Thereafter, similarly, the vibration control unit 23 applies ultrasonic waves or sound waves to the bonding tool 24 via the horn 25 to cause ultrasonic vibration or sound wave vibration, so that the bonding wire 26 is crushed by the tip of the vibrating bonding tool 24. The bonding wire 26 is bonded to the bonding portion of the inner lead 39 by applying pressure and frictional heat accompanying vibration, and the bonding wire 26 is cut after bonding.

【００２６】この工程でも、ホーン２５には発振器２９
及び増幅器３０により加振力が加えられ、固有振動周波
数に等しい１１０ｋＨｚの加振周波数が維持され、ボン
ディングツール２４の先端部でインナーリード３９上の
ボンディングワイヤ２６のみを加振する。この時のフィ
ードバック周波数はボンディングワイヤ２６がインナー
リード３９のボンディング部位に良好に接合した状態で
の共振周波数である所定周波数とは異なるため、ボンデ
ィングツール２４を通じてフィードバックされるフィー
ドバック周波数と加振周波数の差により導き出された補
正量と設定量の差に基づいて、先の工程におけると同様
に振動制御部２３では加振出力を継続して増加させる制
御信号が出され、電源２８からの発振器２９及び増幅器
３０への供給電圧が漸次上昇し続ける。Also in this step, the horn 25 has the oscillator 29
An exciting force is applied by the amplifier 30 and an exciting frequency of 110 kHz equal to the natural oscillation frequency is maintained, and only the bonding wire 26 on the inner lead 39 is excited at the tip of the bonding tool 24. Since the feedback frequency at this time is different from the predetermined frequency which is the resonance frequency when the bonding wire 26 is properly bonded to the bonding portion of the inner lead 39, the difference between the feedback frequency fed back through the bonding tool 24 and the excitation frequency is obtained. Based on the difference between the correction amount and the set amount, the vibration controller 23 outputs a control signal for continuously increasing the excitation output as in the previous step, and the oscillator 29 and the amplifier from the power source 28. The supply voltage to 30 continues to rise gradually.

【００２７】そして、所定時間内にボンディングワイヤ
２６がインナーリード３９に良好に接合した状態になる
と、この時の共振周波数がフィードバック周波数として
振動制御部２３にフィードバックされ、制御部３４でイ
ンナーリード３９に接合する場合の設定量と補正量との
差が零となったとして電源２８に対し供給電圧の上昇を
停止させるよう制御する制御信号が出力される。同時
に、表示制御信号が表示器３５に出力されて「ＯＫ」の
表示がなされる。また所定時間内に良好に接合した状態
にならなかった場合には、フィードバック周波数と加振
周波数の差が制御部３４での設定量と補正量との差が零
となるような差とはならず、これに対応した表示制御信
号が制御部３４から表示器３５に出力されて「ＮＧ」の
表示がなされる。When the bonding wire 26 is satisfactorily bonded to the inner lead 39 within a predetermined time, the resonance frequency at this time is fed back to the vibration control unit 23 as a feedback frequency. Assuming that the difference between the set amount and the correction amount in the case of joining has become zero, a control signal for controlling the power supply 28 to stop increasing the supply voltage is output. At the same time, a display control signal is output to the display 35, and "OK" is displayed. If the bonding state is not good within the predetermined time, the difference between the feedback frequency and the excitation frequency may not be such that the difference between the set amount in the control unit 34 and the correction amount becomes zero. Instead, a display control signal corresponding to this is output from the control unit 34 to the display 35, and "NG" is displayed.

【００２８】このように構成することによって、電極パ
ッド３７やインナーリード３９にボンディングされたボ
ンディングワイヤ２６が、直接接合部分に直接力を加え
ることなしに良好に接合されたか否かを判断することが
簡単に行うことができる。この結果、接合の良否を判断
するために製品を破壊してしまったり、一つ一つ検査し
ていく過程で何等かのミスにより誤判定をしてしまった
り検査漏れ等を生じる虞がなく、また不良品を次工程に
送ってしまったりする虞がなくなり製造歩留が向上す
る。さらに、接合部分等に余分な力が加わらないので、
接合の良否を判断する検査を行ったために製品の信頼性
を低下させてしまう等の虞がなくなる。さらにボンディ
ングを行う時間を適正な範囲の所定時間に予め設定して
おくことによって、いたずらにボンディング工程に時間
を掛けてしまうことが制限でき、効率的な製造を行うこ
とができる。With such a configuration, it is possible to determine whether or not the bonding wires 26 bonded to the electrode pads 37 and the inner leads 39 have been satisfactorily bonded without directly applying a force to the directly bonded portion. Easy to do. As a result, there is no possibility that the product is destroyed to judge the quality of the joint, that there is no erroneous judgment due to some mistake in the process of inspecting each one, or that the inspection is omitted, etc. Further, there is no possibility that defective products will be sent to the next process, and the production yield will be improved. Furthermore, since no extra force is applied to the joints, etc.,
Since the inspection for judging the quality of the joining is performed, there is no fear that the reliability of the product is reduced. Furthermore, by setting the bonding time to a predetermined time within an appropriate range in advance, it is possible to limit the time spent on the bonding process from being unnecessarily long, and it is possible to perform efficient manufacturing.

【００２９】[0029]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によればボンディングによる接合部分に直接引張力等を
加えずに接合の良否判断が簡単に行え、また製品破壊や
誤検査、検査漏れ等が生じる虞がなく、さらに製品の信
頼性の低下をきたさない等の効果を奏する。As is apparent from the above description, according to the present invention, it is possible to easily judge the quality of bonding without directly applying a tensile force or the like to the bonding portion by bonding, and to destroy the product, erroneously inspect, or omit the inspection. And the like, and there is an effect that the reliability of the product is not reduced.

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

【図１】本発明の一実施形態であるワイヤボンディング
装置の概略構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a wire bonding apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図２】本発明の一実施形態におけるワイヤボンディン
グの第１の工程を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a first step of wire bonding according to an embodiment of the present invention.

【図３】本発明の一実施形態におけるワイヤボンディン
グの第２の工程を説明するための図である。FIG. 3 is a view for explaining a second step of wire bonding in one embodiment of the present invention.

【図４】従来のワイヤボンディング装置の概略構成を示
す図である。FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of a conventional wire bonding apparatus.

【図５】従来のワイヤボンディング工程を説明するため
の図である。FIG. 5 is a view for explaining a conventional wire bonding step.

【図６】従来のワイヤボンディングの良否を判断する状
態を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining a state in which the quality of conventional wire bonding is determined.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

２２…ボンディング部 ２３…振動制御部 ２４…ボンディングツール ２５…ホーン ２６…ボンディングワイヤ ２８…電源 ２９…発振器 ３１…周波数比較器 ３２…補正器 ３４…制御器 ３５…表示器 ３６…半導体チップ Reference Signs List 22 bonding part 23 vibration control part 24 bonding tool 25 horn 26 bonding wire 28 power supply 29 oscillator 31 frequency comparator 32 corrector 34 controller 35 display 36 semiconductor chip

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 ボンディングワイヤをボンディング部の
ボンディングツールにより超音波振動または音波振動さ
せて所定のボンディング部位にボンディングするワイヤ
ボンディング方法において、ボンディング時に前記ボン
ディングツールからフィードバックされるフィードバッ
ク周波数が所定周波数となるようボンディング部を加振
する加振出力を制御しながらボンディングを行うように
したことを特徴とするワイヤボンディング方法。In a wire bonding method in which a bonding wire is ultrasonically or ultrasonically vibrated by a bonding tool of a bonding portion to bond to a predetermined bonding site, a feedback frequency fed back from the bonding tool during bonding becomes a predetermined frequency. Wherein the bonding is performed while controlling the vibration output for vibrating the bonding portion. 【請求項２】 フィードバック周波数が所定周波数とな
るまで加振出力を漸次増加させながらボンディングを行
うようにしたことを特徴とする請求項１記載のワイヤボ
ンディング方法。2. The wire bonding method according to claim 1, wherein the bonding is performed while gradually increasing the excitation output until the feedback frequency becomes a predetermined frequency. 【請求項３】 フィードバック周波数が所定周波数に所
定ボンディング時間内に到達したか否かによってボンデ
ィング状態の良否を判断するようにしたことを特徴とす
る請求項１記載のワイヤボンディング方法。3. The wire bonding method according to claim 1, wherein the quality of the bonding state is determined based on whether the feedback frequency has reached a predetermined frequency within a predetermined bonding time. 【請求項４】 所定のボンディング部位にボンディング
ワイヤをボンディングするボンディング部と、このボン
ディング部を超音波または音波の加振周波数で加振する
発振器及びこれを駆動する電源を有する振動制御部とを
備えたワイヤボンディング装置において、前記振動制御
部が、前記ボンディング部を加振する加振周波数と前記
ボンディング部側からフィードバックされるフィードバ
ック周波数とを比較し、この比較した結果から補正量を
算出し、算出された前記補正量に基づいて前記電源を制
御する制御部分を備えていることを特徴とするワイヤボ
ンディング装置。4. A bonding part for bonding a bonding wire to a predetermined bonding part, an oscillator for oscillating the bonding part with an ultrasonic or sonic excitation frequency, and a vibration control part having a power supply for driving the oscillator. In the wire bonding apparatus, the vibration control unit compares an excitation frequency for exciting the bonding unit with a feedback frequency fed back from the bonding unit, and calculates a correction amount from the comparison result. A wire bonding apparatus comprising a control unit for controlling the power supply based on the corrected amount of correction. 【請求項５】 振動制御部が、補正量と予め設定した設
定量との差に基づきボンディング状態の良否の判断を行
うことを特徴とする請求項４記載のワイヤボンディング
装置。5. The wire bonding apparatus according to claim 4, wherein the vibration control unit determines the quality of the bonding state based on a difference between the correction amount and a preset amount. 【請求項６】 補正量と予め設定した設定量との差が、
所定時間内に零となった場合にボンディング状態が良で
あるとの判断を行うことを特徴とする請求項５記載のワ
イヤボンディング装置。6. The difference between the correction amount and a preset amount is:
6. The wire bonding apparatus according to claim 5, wherein when the value becomes zero within a predetermined time, it is determined that the bonding state is good.
JP18468798A 1998-06-30 1998-06-30 Wire bonding method and device thereof Pending JP2000021924A (en)

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