JP2009141211A - Bonding device and bonding method - Google Patents

Bonding device and bonding method Download PDF

Info

Publication number
JP2009141211A
JP2009141211A JP2007317435A JP2007317435A JP2009141211A JP 2009141211 A JP2009141211 A JP 2009141211A JP 2007317435 A JP2007317435 A JP 2007317435A JP 2007317435 A JP2007317435 A JP 2007317435A JP 2009141211 A JP2009141211 A JP 2009141211A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bonding
plasma
gas
wire
inert gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2007317435A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4852521B2 (en
Inventor
Tetsuya Utano
哲弥 歌野
Toru Maeda
前田　　徹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shinkawa Ltd
Original Assignee
Shinkawa Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shinkawa Ltd filed Critical Shinkawa Ltd
Priority to JP2007317435A priority Critical patent/JP4852521B2/en
Publication of JP2009141211A publication Critical patent/JP2009141211A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4852521B2 publication Critical patent/JP4852521B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies
    • H01L24/78—Apparatus for connecting with wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/0554—External layer
    • H01L2224/0555—Shape
    • H01L2224/05552—Shape in top view
    • H01L2224/05554—Shape in top view being square
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/45099—Material
    • H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/45144—Gold (Au) as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48225—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/48227—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/484—Connecting portions
    • H01L2224/48463—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond
    • H01L2224/48465—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond the other connecting portion not on the bonding area being a wedge bond, i.e. ball-to-wedge, regular stitch
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/78—Apparatus for connecting with wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/78—Apparatus for connecting with wire connectors
    • H01L2224/7801—Means for cleaning, e.g. brushes, for hydro blasting, for ultrasonic cleaning, for dry ice blasting, using gas-flow, by etching, by applying flux or plasma
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/78—Apparatus for connecting with wire connectors
    • H01L2224/781—Means for controlling the bonding environment, e.g. valves, vacuum pumps
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/78—Apparatus for connecting with wire connectors
    • H01L2224/7825—Means for applying energy, e.g. heating means
    • H01L2224/783—Means for applying energy, e.g. heating means by means of pressure
    • H01L2224/78301—Capillary
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/85009—Pre-treatment of the connector or the bonding area
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/85009—Pre-treatment of the connector or the bonding area
    • H01L2224/8501—Cleaning, e.g. oxide removal step, desmearing
    • H01L2224/85013—Plasma cleaning
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/85009—Pre-treatment of the connector or the bonding area
    • H01L2224/8503—Reshaping, e.g. forming the ball or the wedge of the wire connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/8512—Aligning
    • H01L2224/85148—Aligning involving movement of a part of the bonding apparatus
    • H01L2224/85169—Aligning involving movement of a part of the bonding apparatus being the upper part of the bonding apparatus, i.e. bonding head, e.g. capillary or wedge
    • H01L2224/8518—Translational movements
    • H01L2224/85181—Translational movements connecting first on the semiconductor or solid-state body, i.e. on-chip, regular stitch
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/852—Applying energy for connecting
    • H01L2224/85201—Compression bonding
    • H01L2224/85203—Thermocompression bonding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/852—Applying energy for connecting
    • H01L2224/85201—Compression bonding
    • H01L2224/85205—Ultrasonic bonding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01004—Beryllium [Be]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01006—Carbon [C]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01007—Nitrogen [N]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01018—Argon [Ar]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01033—Arsenic [As]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01079—Gold [Au]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01082—Lead [Pb]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/1015—Shape
    • H01L2924/1016—Shape being a cuboid
    • H01L2924/10162—Shape being a cuboid with a square active surface

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a bonding device that efficiently performs surface treatment for both the object under bonding and wire during the bonding processing operation. <P>SOLUTION: The bonding device has a bonding processing section 100 for bonding a wire 18 to a pad or an electrode using the wire 18 inserted into a capillary 17 in an inert gas atmosphere, and two plasma torches for performing surface treatment for the pad or electrode and an initial ball 19 by irradiating plasma gas to the pad or electrode and the initial ball 19 at the front edge of the capillary 17 during bonding in an inert gas atmosphere. A plasma torch 20, which is disposed on a slant relative to a bonding plane of a substrate 41 and a semiconductor chip 42, irradiates plasma to the pad or electrode and the initial ball 19 at the front edge of a bonding tool at the same time. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、ボンディング装置の構造及びそのボンディング装置を用いるボンディング方法に関する。   The present invention relates to a structure of a bonding apparatus and a bonding method using the bonding apparatus.

半導体チップの電極部のパッドと回路基板の電極との間を金属細線のワイヤで接続するワイヤボンディング装置において、パッド又は電極にワイヤを超音波あるいは熱圧着によって接続する際には、パッド又は電極の表面状態がボンディング品質にとって重要となる。つまり、パッド或いは電極の金属層表面に汚染、水分或いは異物の付着があると、パッド或いは電極とワイヤとの間で良好な電気的接合を行うことができず、また機械的接合強度も弱くなってしまうという問題が発生する。そこで、ボンディング処理を行う前に、パッド或いは電極の汚染、水分或いは異物を除去する表面処理が行われることが多い。   In a wire bonding apparatus for connecting a pad of an electrode part of a semiconductor chip and an electrode of a circuit board with a thin metal wire, when the wire is connected to the pad or the electrode by ultrasonic or thermocompression bonding, Surface condition is important for bonding quality. That is, if the surface of the metal layer of the pad or electrode is contaminated, moisture or foreign matter is adhered, good electrical bonding cannot be performed between the pad or electrode and the wire, and the mechanical bonding strength is weakened. The problem of end up occurs. Therefore, surface treatment for removing contamination, moisture, or foreign matter on the pad or electrode is often performed before the bonding process.

従来、このような金属表面の汚染、水分或いは異物の除去を行う表面処理は、水分除去溶剤、有機物汚染除去溶剤をそれぞれ接合する金属表面に向かってスプレーした後、不活性ガス雰囲気で乾燥、除電するウェット洗浄が用いられていた。しかし、このようなウェット洗浄を行う装置は洗浄液の供給、排出、廃液処理が必要なため、装置全体が大型となってしまいワイヤボンディング装置に組み込みにくいという問題があった。   Conventionally, the surface treatment for removing the contamination of the metal surface, moisture or foreign substances is sprayed on the metal surface to be joined with the moisture removal solvent and the organic contamination removal solvent, and then dried and neutralized in an inert gas atmosphere. Wet cleaning was used. However, since the apparatus for performing such wet cleaning requires supply, discharge and waste liquid treatment of the cleaning liquid, there is a problem that the entire apparatus becomes large and is difficult to be incorporated into the wire bonding apparatus.

そこで、溶剤を用いず、ドライ状態で金属表面の洗浄を行う方法として、金属表面にプラズマを照射して洗浄を行う方法が提案されている。例えば、特許文献１には、半導体チップのパッド表面にアルゴンガスのプラズマを照射して金属表面を洗浄する方法が提案されている。また、特許文献１には、良好なボンディングを行うために、ワイヤをスパークによってボールに成形する際にスパーク電圧や電流を調整して結晶粒を大径化させ、ボールを軟らかくしてから半導体チップのパッドに押圧して接合する方法が提案されている。この方法はボールを軟らかくすることによって、パッドに押圧した際のボールの変形を大きくし、変形によってボール形成の際にボール表面に形成される酸化膜や付着物による殻を破り、金属の新生面を露出させ、その新生面を洗浄されたパッド表面に押圧することによって良好なボンディングを行うものである。   Therefore, as a method of cleaning the metal surface in a dry state without using a solvent, a method of cleaning the metal surface by irradiating with plasma has been proposed. For example, Patent Document 1 proposes a method of cleaning a metal surface by irradiating a pad surface of a semiconductor chip with argon gas plasma. Further, in Patent Document 1, in order to perform good bonding, when a wire is formed into a ball by spark, the spark voltage and current are adjusted to increase the diameter of the crystal grains and soften the ball before the semiconductor chip. There has been proposed a method of pressing and joining the pads. This method softens the ball to increase the deformation of the ball when pressed against the pad, breaks the shell of oxide film and deposits formed on the ball surface when the ball is formed by deformation, and creates a new metal surface. Good bonding is performed by exposing and pressing the new surface against the cleaned pad surface.

また、特許文献２には、半導体チップをリードフレームあるいは基板にフリップチップ実装する際に、リードフレームあるいは基板の表面の電極にアルゴンガスのプラズマを照射して洗浄を行うと共に、半導体チップの電極上に形成されたスタッドバンプの表面にレーザーを照射し、スタッドバンプの結晶粒を大径化してスタッドバンプを軟らかくし、スタッドバンプを電極に押圧する方法が提案されている。この方法は、スタッドバンプがリードフレーム或いは基板の電極に押圧された際の変形を大きくし、この変形によってスタッドバンプ表面の酸化膜や付着物による殻を破り金属の新生面を露出させ、その新生面を洗浄されたパッド表面に押圧することによって良好なボンディングを行おうとするものである。   Patent Document 2 discloses that when a semiconductor chip is flip-chip mounted on a lead frame or a substrate, the electrode on the surface of the lead frame or the substrate is irradiated with an argon gas plasma to be cleaned, and on the electrode of the semiconductor chip. A method has been proposed in which the surface of the stud bump formed in the above is irradiated with laser, the stud bump crystal grains are enlarged to soften the stud bump, and the stud bump is pressed against the electrode. This method increases the deformation when the stud bump is pressed against the lead frame or the electrode of the substrate, and this deformation breaks the shell of the stud bump surface due to the oxide film or deposits to expose the new metal surface, and the new surface is exposed. It is intended to achieve good bonding by pressing against the cleaned pad surface.

また、特許文献３には、マイクロアークによってキャピラリ先端に延出したワイヤをボールに成形し、ボールが溶融状態のままパッドにボンディングすることによって超音波を使わずに少ない荷重でワイヤをパッドにボンディングする方法、及び電極の金属表面にアルゴンのマイクロプラズマアークを照射して金属表面の洗浄を行った後、電極にワイヤをボンディングする方法が提案されている。   Further, in Patent Document 3, a wire extending to the capillary tip by a micro arc is formed into a ball, and the ball is bonded to the pad with a small load without using ultrasonic waves by bonding to the pad while the ball is in a molten state. And a method of bonding a wire to an electrode after irradiating the metal surface of the electrode with an argon microplasma arc to clean the metal surface.

特開２００６−３３２１５２号公報JP 2006-332152 A 特開２００６−３３２１５１号公報JP 2006-332151 A 特開２００１−６８５００号公報JP 2001-68500 A

特許文献１又は２に記載された従来技術は、ボール又はスタッドバンプを軟らかくし、ボール又はスタッドバンプが電極面に押し付けられる際に表面の酸化膜や付着物の殻が破れるようにして金属の新生面が電極面に接触できるようにすることにより良好なボンディングを行おうとする方法であり、表面の酸化膜或いは付着物を除去するものではない。このため、特許文献１又は２に記載された従来技術では、ボール又はスタッドバンプ表面の酸化膜や付着物の殻はボンディングの際に金属表面とボール或いはスタッドバンプとの間に挟まれてしまい、良好な接合を行うことができない場合がある。   The prior art described in Patent Document 1 or 2 makes the ball or stud bump soft, and when the ball or stud bump is pressed against the electrode surface, the oxide film on the surface and the shell of the deposit are broken, and the new metal surface This is a method for achieving good bonding by allowing the electrode to contact the electrode surface, and does not remove the oxide film or deposits on the surface. For this reason, in the prior art described in Patent Document 1 or 2, the oxide film on the surface of the ball or stud bump or the shell of deposits is sandwiched between the metal surface and the ball or stud bump during bonding, In some cases, good bonding cannot be performed.

また、特許文献１から３に記載された従来技術では、半導体チップのパッド、リードフレーム又は基板の電極の表面についてはプラズマ照射によって洗浄が行えるものの、パッド或いは電極にボンディングされるボール又はワイヤの洗浄が行えず、ボール又はワイヤ表面の付着物によって良好な接合ができない場合がある。   In the prior art described in Patent Documents 1 to 3, the surface of the electrode of the semiconductor chip pad, lead frame or substrate can be cleaned by plasma irradiation, but the ball or wire bonded to the pad or electrode is cleaned. May not be able to be performed, and good bonding may not be possible due to deposits on the ball or wire surface.

更に、特許文献１から３に記載された従来技術では、パッド或いは電極表面の洗浄とボンディングとを別の工程によって行うので、パッド又は電極の洗浄後、ボンディングまでの間に異物が再付着したり、パッド又は電極の表面が再汚染されたりすることによって良好なボンディングを行うことができない場合があった。   Furthermore, in the prior art described in Patent Documents 1 to 3, cleaning of the pad or electrode surface and bonding are performed by separate processes, so that foreign matter may be reattached after cleaning of the pad or electrode and before bonding. In some cases, good bonding cannot be performed due to re-contamination of the surface of the pad or the electrode.

本発明は、ボンディング処理中にボンディング対象と、イニシャルボール、ワイヤ双方と、の表面処理を効果的に行うことを目的とする。   An object of the present invention is to effectively perform a surface treatment of a bonding target and both initial balls and wires during the bonding process.

本発明のボンディング装置は、不活性ガス雰囲気中で、ボンディングツールに挿通したワイヤによってボンディング対象にボンディング処理を行うボンディング処理部と、不活性ガス雰囲気中で、ボンディング処理中にボンディング対象と、ボンディングツール先端のイニシャルボールとワイヤのいずれか一方又は両方と、にプラズマ化したガスを照射して、ボンディング対象と、ボンディングツール先端のイニシャルボールとワイヤのいずれか一方又は両方と、の表面処理を行うプラズマトーチと、を有することを特徴とする。   A bonding apparatus according to the present invention includes a bonding processing unit that performs bonding processing on a bonding target with a wire inserted into the bonding tool in an inert gas atmosphere, a bonding target in the inert gas atmosphere, and the bonding tool. Plasma that irradiates either or both of the initial ball and wire at the tip with plasma gas and performs surface treatment of the bonding target and either or both of the initial ball and wire at the tip of the bonding tool And a torch.

本発明のボンディング装置において、プラズマトーチは、ボンディング対象のボンディング面に対して傾斜して配置され、ボンディング対象と、ボンディングツール先端のイニシャルボールとワイヤのいずれか一方又は両方と、に同時にプラズマを照射すること、としても好適であるし、複数のプラズマトーチを備え、各プラズマトーチはボンディングツールの中心線の周りに周方向に等間隔となるよう配置されていること、としても好適である。   In the bonding apparatus of the present invention, the plasma torch is arranged to be inclined with respect to the bonding surface to be bonded, and the plasma is simultaneously irradiated to the bonding target and one or both of the initial ball and the wire at the tip of the bonding tool. It is also preferable that a plurality of plasma torches are provided, and that each plasma torch is arranged at equal intervals around the center line of the bonding tool.

本発明のボンディング装置において、内部を不活性ガス雰囲気に保持するチャンバを備え、プラズマトーチは、チャンバに取付けられ、ボンディング処理部は、チャンバ内でボンディング処理を行うこと、としても好適であるし、チャンバは架台に取り付けられ、ボンディング処理部は、ボンディング対象のボンディング面に沿った方向にボンディング対象を移動させるステージと、ボンディング対象に接離する方向にボンディングツールを移動させるボンディングヘッドとを含むこと、としても好適である。   The bonding apparatus of the present invention includes a chamber for holding the inside in an inert gas atmosphere, the plasma torch is attached to the chamber, and the bonding processing unit is also suitable for performing a bonding process in the chamber, The chamber is attached to the gantry, and the bonding processing unit includes a stage for moving the bonding target in a direction along the bonding surface of the bonding target, and a bonding head for moving the bonding tool in a direction contacting and leaving the bonding target. It is also suitable.

本発明のボンディング装置において、ボンディング対象のボンディング面に沿った方向にボンディングツールを移動させるボンディングヘッドに取り付けられ、ボンディング対象のボンディング面に沿ってボンディングツールと共に移動し、ボンディング対象との間に供給された不活性ガスを保持して不活性ガス領域を現出する移動板を備え、プラズマトーチは、移動板に取付けられ、不活性ガス領域にあるボンディング対象と、不活性ガス領域にあるボンディングツール先端のイニシャルボールとワイヤのいずれか一方又は両方と、にプラズマ化したガスを照射し、ボンディング処理部は、不活性ガス領域内でボンディング処理を行うこと、としても好適であるし、ボンディング対象のボンディング面とボンディング面と反対側の面とを覆う覆い板を備え、移動板はボンディング面側の覆い板に沿ってスライドすること、としても好適である。   In the bonding apparatus of the present invention, the bonding tool is attached to a bonding head that moves the bonding tool in a direction along the bonding surface to be bonded, moves with the bonding tool along the bonding surface to be bonded, and is supplied to the bonding target. The plasma torch is attached to the moving plate and holds the inert gas in the inert gas region and the tip of the bonding tool in the inert gas region. The initial ball and either or both of the wire and the wire are irradiated with a plasma gas, and the bonding processing unit is suitable for performing a bonding process in an inert gas region. Cover the surface and the surface opposite the bonding surface Comprising a cover plate, the moving plate is able to slide along the cover plate of the bonding surface side, it is also suitable as.

本発明のボンディング装置において、ボンディング装置を不活性ガス雰囲気に保持するカバーを備え、プラズマトーチは、ボンディング対象のボンディング面に沿った方向にボンディングツールを移動させるボンディングヘッドに取付けられていること、としても好適であるし、プラズマ化したガスは、希ガスと水素との混合ガスをプラズマ化したものであること、としても好適であるし、プラズマ化した希ガスに水素を混入する混入ノズルを備えること、としても好適である。   The bonding apparatus of the present invention includes a cover for holding the bonding apparatus in an inert gas atmosphere, and the plasma torch is attached to a bonding head that moves the bonding tool in a direction along the bonding surface to be bonded. It is also preferable that the plasma gas is a plasma of a mixed gas of rare gas and hydrogen, and a mixing nozzle for mixing hydrogen into the plasma rare gas is provided. This is also preferable.

本発明のボンディング方法は、ボンディングツールに挿通したワイヤによってボンディング対象にボンディング処理を行うボンディング方法であって、不活性ガス雰囲気中で、プラズマトーチによってボンディング対象と、ボンディングツール先端のイニシャルボールとワイヤのいずれか一方又は両方と、にプラズマ化したガスを照射してボンディング対象と、ボンディングツール先端のイニシャルボールとワイヤのいずれか一方又は両方と、の表面処理を行いながらボンディング処理を行うこと、を特徴とする。   The bonding method of the present invention is a bonding method in which a bonding target is bonded to a bonding target by a wire inserted into a bonding tool, and the bonding target, the initial ball at the tip of the bonding tool, and the wire are bonded by a plasma torch in an inert gas atmosphere. Irradiating plasma gas to either one or both, bonding treatment is performed while performing surface treatment on the bonding target and either or both of the initial ball and wire at the tip of the bonding tool. And

本発明のボンディング方法において、プラズマトーチによって、ボンディング対象と、ボンディングツール先端のイニシャルボールとワイヤのいずれか一方又は両方と、に同時にプラズマ化したガスを照射すること、としても好適であるし、希ガスと水素との混合ガスをプラズマ化すること、としても好適であるし、表面処理は、プラズマ化した希ガスに水素を混入して、ボンディング対象と、イニシャルボールとワイヤのいずれか一方又は両方と、に照射すること、としても好適である。   In the bonding method of the present invention, a plasma torch is preferably used to irradiate the bonding target and one or both of the initial ball and wire at the tip of the bonding tool with plasma gas at the same time. The mixed gas of gas and hydrogen is preferably converted to plasma, and the surface treatment is performed by mixing hydrogen into the rare gas that has been converted to plasma, and either or both of the bonding target and the initial ball and wire. It is also preferable to irradiate with.

本発明は、ボンディング処理中にボンディング対象と、イニシャルボール、ワイヤ双方と、の表面処理を効果的に行うことができるという効果を奏する。   The present invention has an effect that the surface treatment of the bonding target, both the initial ball and the wire can be effectively performed during the bonding process.

以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。図１に示すように、本実施形態のボンディング装置１０は、架台１１と、架台１１の上に取り付けられたボンディングステージ１３と、ボンディング対象である表面に半導体チップ４２が取り付けられた基板４１を図中のＸ方向に向けて搬送する搬送路１４と、ボンディングツールであるキャピラリ１７と、キャピラリ１７が取り付けられたボンディングアーム１６と、架台１１に固定され、ボンディングアーム１６を駆動するボンディングヘッド１５と、架台１１に取り付けられ、ボンディングステージ１３と搬送路１４とを囲むチャンバ１２と、チャンバ１２に取り付けられた２つのプラズマトーチ２０と、各プラズマトーチ２０にプラズマ用ガスを供給するプラズマ用ガス供給部６０と、各プラズマトーチ２０にプラズマ発生用の高周波電力を供給する高周波電力供給部７０と、ボンディングヘッド１５とプラズマ用ガス供給部６０と高周波電力供給部７０と搬送路１４とボンディングステージ１３が接続され、各要素を一体として制御する制御部８０と、図２に示すように、搬送路１４に半導体チップ４２が表面に取り付けられた基板４１を供給する供給スタック５３と、ボンディングステージ１３でボンディング処理の終了した基板４１をストックする製品スタック５４を備えている。   Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the bonding apparatus 10 according to the present embodiment includes a gantry 11, a bonding stage 13 mounted on the gantry 11, and a substrate 41 having a semiconductor chip 42 mounted on the surface to be bonded. A conveyance path 14 for conveying in the X direction, a capillary 17 as a bonding tool, a bonding arm 16 to which the capillary 17 is attached, a bonding head 15 fixed to the gantry 11 and driving the bonding arm 16, A chamber 12 that is attached to the gantry 11 and surrounds the bonding stage 13 and the conveyance path 14, two plasma torches 20 attached to the chamber 12, and a plasma gas supply unit 60 that supplies a plasma gas to each plasma torch 20. And each plasma torch 20 has a high frequency for generating plasma. A high-frequency power supply unit 70 for supplying power, a bonding head 15, a plasma gas supply unit 60, a high-frequency power supply unit 70, a transport path 14, and a bonding stage 13, and a control unit 80 that controls each element as a unit; As shown in FIG. 2, a supply stack 53 for supplying a substrate 41 having a semiconductor chip 42 attached to the surface thereof to the transport path 14 and a product stack 54 for stocking the substrate 41 that has undergone the bonding process at the bonding stage 13 are provided. ing.

ボンディングステージ１３は、ボンディングを行うボンディング面の表面に基板４１を固定する真空吸着孔を備え、図示しない真空装置によって真空吸着孔を真空とすることによってボンディング面に基板４１を吸着固定する。また、図１に示すようにボンディングステージ１３は、ＸＹ方向駆動機構によって基板４１のボンディング面に沿って図中のＸＹ方向に移動するよう構成されている。搬送路１４は、搬送方向の両側で基板４１を支持し、図２に示す供給スタック５３から製品スタック５４に向かって図中のＸ方向に基板４１を搬送すると共に、図１に示すように、搬送路１４の途中にあるボンディングステージ１３に基板４１を移動させ、或いはボンディングステージ１３から製品スタック５４に基板４１を搬送する。   The bonding stage 13 includes a vacuum suction hole for fixing the substrate 41 on the surface of the bonding surface on which bonding is performed, and the substrate 41 is suction fixed to the bonding surface by evacuating the vacuum suction hole with a vacuum device (not shown). Further, as shown in FIG. 1, the bonding stage 13 is configured to move in the XY direction in the drawing along the bonding surface of the substrate 41 by an XY direction driving mechanism. The transport path 14 supports the substrate 41 on both sides in the transport direction, transports the substrate 41 from the supply stack 53 shown in FIG. 2 toward the product stack 54 in the X direction in the figure, and as shown in FIG. The substrate 41 is moved to the bonding stage 13 in the middle of the conveyance path 14 or the substrate 41 is conveyed from the bonding stage 13 to the product stack 54.

ボンディングヘッド１５は、内部にボンディングアーム１６を揺動駆動して、ボンディングアーム１６の先端をボンディングステージ１３に吸着固定された基板４１の接離方向であるＺ方向に駆動するＺ方向モータが設けられている。ボンディングアーム１６のボンディングステージ１３に向かう先端にはボンディングツールであるキャピラリ１７が取り付けられている。キャピラリ１７の先端側は先端に向かって細くなるテーパ形状で、根元側は円筒形状であり、円筒部分でボンディングアーム１６に取り付けられている。キャピラリ１７は、その中心に貫通孔を有し、貫通孔には金製の細線であるワイヤ１８が挿通されている。キャピラリ１７の先端から延出したワイヤ１８の先端にはスパーク等によってイニシャルボール１９が形成される。ボンディングヘッド１５とボンディングアーム１６とキャピラリ１７とボンディングステージ１３とは基板４１と基板４１に取り付けられた半導体チップ４２との間をワイヤ１８で接続するボンディング処理部１００を構成する。   The bonding head 15 is provided with a Z-direction motor that drives the swinging of the bonding arm 16 and drives the tip of the bonding arm 16 in the Z direction, which is the contact / separation direction of the substrate 41 that is attracted and fixed to the bonding stage 13. ing. A capillary 17 as a bonding tool is attached to the tip of the bonding arm 16 toward the bonding stage 13. The tip end side of the capillary 17 has a tapered shape that narrows toward the tip end, and the base side has a cylindrical shape, and is attached to the bonding arm 16 at the cylindrical portion. The capillary 17 has a through hole at its center, and a wire 18 that is a gold fine wire is inserted into the through hole. An initial ball 19 is formed at the tip of the wire 18 extending from the tip of the capillary 17 by spark or the like. The bonding head 15, the bonding arm 16, the capillary 17, and the bonding stage 13 constitute a bonding processing unit 100 that connects the substrate 41 and the semiconductor chip 42 attached to the substrate 41 with a wire 18.

図１及び図２に示すようにチャンバ１２は、架台１１に取り付けられ、ボンディングステージ１３と搬送路１４とを囲む箱形形状で、供給スタック５３からチャンバ１２内部の搬送路１４に供給される基板４１が入る側の側板には入口スロット５１が設けられ、チャンバ１２の搬送路１４からボンディング処理の終了した製品を製品スタック５４に排出する側の側板には出口スロット５２が設けられている。また、チャンバ１２のボンディングステージ１３を囲む上面板１２ａは、ボンディングステージ１３とボンディングアーム１６との間に設けられ、上面板１２ａにはボンディングアーム１６に取り付けられたキャピラリ１７が貫通するキャピラリ用孔５５が設けられている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the chamber 12 is attached to the gantry 11 and has a box shape surrounding the bonding stage 13 and the conveyance path 14, and is supplied from the supply stack 53 to the conveyance path 14 inside the chamber 12. An inlet slot 51 is provided in the side plate on the side where 41 enters, and an outlet slot 52 is provided on the side plate on the side where the product after the bonding process is discharged from the conveyance path 14 of the chamber 12 to the product stack 54. An upper surface plate 12 a surrounding the bonding stage 13 of the chamber 12 is provided between the bonding stage 13 and the bonding arm 16, and a capillary hole 55 through which the capillary 17 attached to the bonding arm 16 penetrates the upper surface plate 12 a. Is provided.

図１及び図２に示すように、チャンバ１２の上面板１２ａには、キャピラリ用孔５５の両側に対向するように２つのプラズマトーチ固定部２９が取り付けられている。２つのプラズマトーチ２０は上面板１２ａを貫通するようにプラズマトーチ固定部２９に取り付けられ、基板４１と半導体チップ４２のボンディング面に対して傾斜し、キャピラリ用孔５５と同軸にあるキャピラリ１７の中心線に対して線対称となるように配置されている。プラズマトーチ２０が２つよりも多い場合には各プラズマトーチ２０はキャピラリ１７の中心線の周囲に周方向に等間隔となるよう配置されていればよい。各プラズマトーチ２０のプラズマ化したガスが噴出する先端部２１はチャンバ１２内部に位置するキャピラリ１７先端に成形されたイニシャルボール１９に向かうとともに、基板４１あるいは半導体チップ４２に向かうように取り付けられ、キャピラリ１７の先端のイニシャルボール１９及び基板４１又は半導体チップ４２の表面に同時にプラズマ化したガスを照射できるよう構成されている。また、プラズマトーチ２０は、プラズマガス発生用の高周波電力が供給される外部電極２２と、プラズマ用ガスが導入されるガス導入管２３とを備えている。ガス導入管２３はチャンバ１２の上面のプラズマトーチ固定部２９に接続され、プラズマトーチ固定部２９に接続されたガス配管２４によってプラズマ用ガス供給部６０に接続され、外部電極２２は上面板１２ａを貫通する電線２５によって高周波電力供給部７０に接続されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, two plasma torch fixing portions 29 are attached to the upper surface plate 12 a of the chamber 12 so as to face both sides of the capillary hole 55. The two plasma torches 20 are attached to the plasma torch fixing portion 29 so as to penetrate the upper surface plate 12 a, are inclined with respect to the bonding surface of the substrate 41 and the semiconductor chip 42, and are centered on the capillary 17 coaxial with the capillary hole 55. It arrange | positions so that it may become line symmetry with respect to a line. When there are more than two plasma torches 20, the plasma torches 20 may be arranged around the center line of the capillary 17 at equal intervals in the circumferential direction. A tip portion 21 of each plasma torch 20 from which plasma gas is ejected is attached to the initial ball 19 formed at the tip of the capillary 17 located inside the chamber 12 and to the substrate 41 or the semiconductor chip 42, and is attached to the capillary. The initial ball 19 at the tip of 17 and the surface of the substrate 41 or the semiconductor chip 42 can be irradiated with plasma gas at the same time. The plasma torch 20 includes an external electrode 22 to which high-frequency power for generating plasma gas is supplied, and a gas introduction pipe 23 to which plasma gas is introduced. The gas introduction pipe 23 is connected to the plasma torch fixing part 29 on the upper surface of the chamber 12, and is connected to the plasma gas supply part 60 by the gas pipe 24 connected to the plasma torch fixing part 29, and the external electrode 22 is connected to the upper surface plate 12a. The high-frequency power supply unit 70 is connected by the electric wire 25 that penetrates.

チャンバ１２には図示しない不活性ガス供給装置が接続され、チャンバ１２内に不活性ガスを供給している。不活性ガスとしては、窒素などが用いられる。チャンバ１２内に供給された不活性ガスは入口スロット５１、出口スロット５２或いはキャピラリ用孔５５から流出し、これらの開口部から外気がチャンバ１２内に浸入することを防止し、チャンバ１２の内部を不活性ガス雰囲気に保持する。また、入口、出口スロット５１，５２に蓋を取り付けて不活性ガスの流出を抑制するよう構成しても良い。   An inert gas supply device (not shown) is connected to the chamber 12 to supply an inert gas into the chamber 12. Nitrogen or the like is used as the inert gas. The inert gas supplied into the chamber 12 flows out from the inlet slot 51, the outlet slot 52 or the capillary hole 55, and prevents outside air from entering the chamber 12 through these openings. Keep in an inert gas atmosphere. Further, a lid may be attached to the inlet and outlet slots 51 and 52 to suppress the outflow of the inert gas.

図３に示すように、プラズマトーチ２０は、絶縁体からなる円筒形状で先端の開口からプラズマ化したガスを噴出する先端部２１と、先端部２１の外部に設けられた円筒形状の外部電極２２と、先端部２１に接続され、導電性材料で構成された円筒形状のガス導入管２３と、ガス導入管２３の内部に設けられ、一端がガス導入管２３の内面に接触し、他端が先端部２１の内部に延びる内部電極２８とを備えている。ガス導入管２３は電気的に接地されている。プラズマ用ガス供給部６０は、プラズマの源となるガスを供給する機能を有し、具体的には、還元処理用ガスを希ガスに混合するための混合ボックス６１と、希ガス源としてのアルゴンガスが充填されたアルゴンガスボンベ６２と還元処理用の水素ガスが充填された水素ガスボンベ６３と各ガスボンベ６２，６３と混合ボックス６１とを接続する接続配管６４，６５とプラズマ用ガスを供給するプラズマ用ガス供給管６６とを備えている。プラズマ用ガス供給管６６はガス配管２４によってガス導入管２３に接続されている。本実施形態では、希ガスとしてアルゴンガスを用いることとして説明するが、窒素ガスなどを用いてもよい。   As shown in FIG. 3, the plasma torch 20 has a cylindrical shape made of an insulator and a tip portion 21 that ejects plasma gas from an opening at the tip, and a cylindrical external electrode 22 provided outside the tip portion 21. A cylindrical gas introduction pipe 23 connected to the tip 21 and made of a conductive material, provided inside the gas introduction pipe 23, one end contacting the inner surface of the gas introduction pipe 23, and the other end And an internal electrode 28 extending inside the distal end portion 21. The gas introduction pipe 23 is electrically grounded. The plasma gas supply unit 60 has a function of supplying a gas serving as a plasma source. Specifically, the plasma gas supply unit 60 includes a mixing box 61 for mixing the reduction gas with a rare gas, and argon as a rare gas source. Argon gas cylinder 62 filled with gas, hydrogen gas cylinder 63 filled with hydrogen gas for reduction treatment, connecting pipes 64 and 65 connecting each gas cylinder 62 and 63 and mixing box 61, and plasma for supplying plasma gas And a gas supply pipe 66. The plasma gas supply pipe 66 is connected to the gas introduction pipe 23 by a gas pipe 24. In the present embodiment, it is described that argon gas is used as the rare gas, but nitrogen gas or the like may be used.

図３に示すように、高周波電力供給部７０は、プラズマトーチ２０の外部電極２２にプラズマの発生を維持するための高周波電力を供給するもので、整合回路７１と高周波電源７２とを備えている。整合回路７１は外部電極２２に高周波電力を供給する際の電力反射を抑制するための回路で、例えばＬＣＲ共振回路などが用いられる。高周波電源７２は例えば１００ＭＨｚから５００ＭＨｚ等の周波数の電源を用いることができる。供給する電力の大きさは、プラズマ用ガス供給部６０から供給されるプラズマ用ガスの種類、流量、プラズマの安定性を考慮して決定される。高周波電源７２の制御は制御部８０によって行われる。高周波電源７２と整合回路７１は高周波電力接続線７３によって接続され、高周波電力は整合回路７１から高周波電力出力線７４を通って電線２５に出力される。   As shown in FIG. 3, the high-frequency power supply unit 70 supplies high-frequency power for maintaining the generation of plasma to the external electrode 22 of the plasma torch 20, and includes a matching circuit 71 and a high-frequency power source 72. . The matching circuit 71 is a circuit for suppressing power reflection when supplying high-frequency power to the external electrode 22, and for example, an LCR resonance circuit is used. As the high frequency power source 72, for example, a power source having a frequency of 100 MHz to 500 MHz or the like can be used. The magnitude of the power to be supplied is determined in consideration of the type, flow rate, and plasma stability of the plasma gas supplied from the plasma gas supply unit 60. Control of the high frequency power supply 72 is performed by the control unit 80. The high frequency power source 72 and the matching circuit 71 are connected by a high frequency power connection line 73, and the high frequency power is output from the matching circuit 71 through the high frequency power output line 74 to the electric wire 25.

図３に示すように、プラズマトーチ２０は、内部電極２８、接地されたガス導入管２３と外部電極２２との間に高周波電力を通電することによってガス導入管２３から導入されたガスをプラズマ化し、プラズマ化したガスを先端部２１の開口から処理対象に向かって噴出させる。図３中のクロスハッチングした領域はプラズマ化したガスの噴流２６を示す。   As shown in FIG. 3, the plasma torch 20 converts the gas introduced from the gas introduction tube 23 into plasma by energizing high-frequency power between the internal electrode 28, the grounded gas introduction tube 23 and the external electrode 22. Then, the gas that has been converted to plasma is ejected from the opening of the tip portion 21 toward the processing target. The cross-hatched area in FIG. 3 shows a jet 26 of plasmaized gas.

図４に示すように、キャピラリ１７の先端にイニシャルボール１９が形成され、キャピラリ１７が１次ボンディングしようとするパッド４３の上に位置している場合、２つのプラズマトーチ２０の各先端部２１から同様の速度で噴出したプラズマ化したガスの各噴流２６は、まずキャピラリ１７先端のイニシャルボール１９の向かって斜め下方向に向かって噴出し、イニシャルボール１９に当たった後、キャピラリ１７の中心線付近で互いにぶつかり、各プラズマトーチ２０からキャピラリ１７の中心線に向かう方向の速度は相殺されパッド４３に向かう下向きの速度成分のみが残る。そして、混合した噴流２６はパッド４３に向かって下方向に流れてパッド４３の表面に当たりパッド４３表面の処理を行う。このため、プラズマトーチ２０によってプラズマ化したガスを噴出させると、パッド４３とキャピラリ１７の先端のイニシャルボール１９との間の距離が大きい場合でもパッド４３とキャピラリ１７の先端のイニシャルボール１９とを同時に表面処理することができる。また、キャピラリ１７の先端にワイヤ１８が延出している場合であっても同様にパッド４３とワイヤ１８との表面処理を同時に行うことができる。   As shown in FIG. 4, when the initial ball 19 is formed at the tip of the capillary 17 and the capillary 17 is positioned on the pad 43 to be subjected to primary bonding, each tip 21 of the two plasma torches 20 Each jet 26 of plasma gas ejected at the same speed is first ejected obliquely downward toward the initial ball 19 at the tip of the capillary 17, hits the initial ball 19, and then near the center line of the capillary 17. As a result, the velocity in the direction from each plasma torch 20 toward the center line of the capillary 17 is canceled out, and only the downward velocity component toward the pad 43 remains. Then, the mixed jet 26 flows downward toward the pad 43, hits the surface of the pad 43, and processes the surface of the pad 43. For this reason, when the gas converted into plasma by the plasma torch 20 is ejected, even if the distance between the pad 43 and the initial ball 19 at the tip of the capillary 17 is large, the pad 43 and the initial ball 19 at the tip of the capillary 17 are simultaneously moved. Can be surface treated. Further, even when the wire 18 extends to the tip of the capillary 17, the surface treatment of the pad 43 and the wire 18 can be performed simultaneously.

図４を参照して、キャピラリ１７がパッド４３の上にある状態について説明したが、キャピラリ１７が２次ボンディングをしようとする電極４４の上に位置している場合には、プラズマトーチ２０によってプラズマ化したガスを噴出させると電極４４とキャピラリ１７の先端に延出したワイヤ１８とを同時に表面処理することができる。   The state in which the capillary 17 is on the pad 43 has been described with reference to FIG. 4, but when the capillary 17 is positioned on the electrode 44 to be subjected to secondary bonding, the plasma torch 20 causes plasma to be generated. When the gas that has been converted is ejected, the electrode 44 and the wire 18 extending to the tip of the capillary 17 can be simultaneously surface-treated.

また、プラズマトーチ２０が２本よりも多い場合でも、各プラズマトーチ２０はキャピラリ１７の中心線の回りに周方向に等間隔となるよう配置されていれば、各プラズマトーチ２０から同様の速度で斜め下方向に噴出したプラズマ化したガスは、キャピラリ１７の中心線付近で互いにぶつかり、各噴流２６のキャピラリ１７の中心線に向かう方向の速度は互いに相殺されてパッド４３に向かう下向きの速度成分のみが残るので、混合した噴流２６はパッド４３に向かって下向きに流れ、パッド４３の表面に当たる。   Further, even when there are more than two plasma torches 20, if each plasma torch 20 is arranged at equal intervals in the circumferential direction around the center line of the capillary 17, the plasma torches 20 are moved at the same speed from each plasma torch 20. The gasified plasma jetted obliquely downward collides with each other in the vicinity of the center line of the capillary 17, and the speeds of the jets 26 in the direction toward the center line of the capillary 17 cancel each other and only the downward speed component toward the pad 43 is obtained. Therefore, the mixed jet 26 flows downward toward the pad 43 and hits the surface of the pad 43.

本実施形態では、プラズマ化したガスの各噴流２６は、キャピラリ１７先端のイニシャルボール１９の向かって斜め下方向に向かって噴出した後、混合してパッド４３あるいは電極４４に向かうものとして説明したが、イニシャルボール１９の位置が低く、パッド４３或いは電極４４とイニシャルボール１９との距離が短い場合には、各プラズマトーチ２０からの噴流２６がそれぞれ直接イニシャルボール１９とパッド４３或いは電極４４に当たるように構成してもよい。   In the present embodiment, it has been described that each of the jets 26 of plasmaized gas is jetted obliquely downward toward the initial ball 19 at the tip of the capillary 17 and then mixed and heads toward the pad 43 or the electrode 44. When the position of the initial ball 19 is low and the distance between the pad 43 or the electrode 44 and the initial ball 19 is short, the jet 26 from each plasma torch 20 directly hits the initial ball 19 and the pad 43 or the electrode 44, respectively. It may be configured.

以上のように構成されたボンディング装置１０によって基板４１、半導体チップ４２の各表面のパッド４３、電極４４、イニシャルボール１９、ワイヤ１８の表面処理とボンディング処理とについて説明する。   The surface treatment and bonding treatment of the substrate 41, the pads 43 on each surface of the semiconductor chip 42, the electrode 44, the initial ball 19, and the wire 18 will be described with the bonding apparatus 10 configured as described above.

図２に示すように、供給スタック５３にストックされている基板４１は入口スロット５１から搬送路１４に供給される。基板４１には前の工程で半導体チップ４２が取り付けられている。制御部８０は搬送路１４によって基板４１を不活性ガス雰囲気に保持されたチャンバ１２の内部に導入し、ボンディングステージ１３の上に搬送し、ボンディングステージ１３の真空吸着孔を真空として基板４１をボンディングステージ１３のボンディング面に吸着固定する。また、制御部８０は、図示しないスパーク装置によってキャピラリ１７の先端から延出するワイヤ１８をイニシャルボール１９に成形する。   As shown in FIG. 2, the substrate 41 stocked in the supply stack 53 is supplied from the inlet slot 51 to the transport path 14. The semiconductor chip 42 is attached to the substrate 41 in the previous step. The control unit 80 introduces the substrate 41 into the chamber 12 held in an inert gas atmosphere by the conveyance path 14, conveys the substrate 41 onto the bonding stage 13, and bonds the substrate 41 using the vacuum suction hole of the bonding stage 13 as a vacuum. It is fixed to the bonding surface of the stage 13 by suction. Further, the controller 80 forms the wire 18 extending from the tip of the capillary 17 into the initial ball 19 by a spark device (not shown).

基板４１を吸着したボンディングステージ１３は、制御部８０の指令によって、１次ボンディングしようとするパッド４３の上にキャピラリ１７の中心が来るようにＸＹ方向に移動する。そして、パッド４３の位置がキャピラリ１７の中心位置になったら、制御部８０は、ボンディングステージ１３のＸＹ方向の移動を停止し、ボンディングヘッド１５のＺ方向モータを駆動してボンディングアーム１６を下動させ、キャピラリ１７の先端に形成したイニシャルボール１９を不活性ガス雰囲気に保持されているチャンバ１２の内部であって、プラズマトーチ２０から噴出したプラズマ化したガスが当たる位置に調整する。   The bonding stage 13 that has attracted the substrate 41 moves in the XY directions so that the center of the capillary 17 is positioned on the pad 43 to be subjected to primary bonding in response to a command from the control unit 80. When the position of the pad 43 reaches the center position of the capillary 17, the control unit 80 stops the movement of the bonding stage 13 in the X and Y directions and drives the Z direction motor of the bonding head 15 to move the bonding arm 16 downward. Then, the initial ball 19 formed at the tip of the capillary 17 is adjusted to a position in the inside of the chamber 12 held in an inert gas atmosphere where the plasmaized gas ejected from the plasma torch 20 hits.

図５に示すように、イニシャルボール１９の高さ、及びＸＹ方向の位置調整が終了したら、制御部８０は、２つのプラズマトーチ２０にプラズマ用ガス供給部６０からプラズマ用ガスを供給すると共に、外部電極２２に高周波電力供給部７０から高周波電力を供給し、各プラズマトーチ２０の内部でプラズマ用ガスをプラズマ化し、プラズマ化したガスをイニシャルボール１９の側面に向かって同様の速度で噴出させる。先に説明したように、２つのプラズマトーチ２０の各先端部２１から同様の速度で噴出したプラズマ化したガスの各噴流２６は、まずキャピラリ１７先端のイニシャルボール１９に向かって斜め下方向に向かって噴出し、イニシャルボール１９に当たった後、キャピラリ１７の中心線付近で互いにぶつかり、混合してパッド４３に向かって下方向に流れていく。そして、混合した噴流２６はパッド４３の表面に当たり、パッド４３の表面処理を行う。   As shown in FIG. 5, when the height of the initial ball 19 and the position adjustment in the XY directions are finished, the control unit 80 supplies the plasma gas from the plasma gas supply unit 60 to the two plasma torches 20, and High-frequency power is supplied to the external electrode 22 from the high-frequency power supply unit 70, the plasma gas is turned into plasma inside each plasma torch 20, and the plasmaized gas is ejected toward the side surface of the initial ball 19 at the same speed. As described above, the plasma-generated gas jets 26 ejected at the same speed from the tip portions 21 of the two plasma torches 20 are first directed obliquely downward toward the initial ball 19 at the tip of the capillary 17. After being ejected and hitting the initial ball 19, they collide with each other near the center line of the capillary 17, mix and flow downward toward the pad 43. The mixed jet 26 hits the surface of the pad 43 and performs surface treatment of the pad 43.

プラズマ化したガスはチャンバ１２内部の不活性ガス雰囲気の中でイニシャルボール１９の表面に２方向から照射され、イニシャルボール１９表面の汚染、水分或いは異物を除去し、清浄表面とする。また、プラズマ用ガスには還元ガスとしての水素が混合されているので、スパークによってイニシャルボール１９を成形した際に表面に成形された酸化膜の除去も同時に行う。更に、プラズマ化したガスの噴流２６はパッド４３の表面にも当たるので、パッド４３表面の汚染、水分或いは異物を除去し、清浄表面とすると共に、パッド４３の表面にある金属酸化膜の除去も行う。   The plasmaized gas is irradiated on the surface of the initial ball 19 from two directions in an inert gas atmosphere inside the chamber 12 to remove contamination, moisture or foreign matter on the surface of the initial ball 19 to obtain a clean surface. Further, since hydrogen as a reducing gas is mixed in the plasma gas, the oxide film formed on the surface when the initial ball 19 is formed by spark is also removed at the same time. Further, since the jet 26 of plasma gas hits the surface of the pad 43, the surface of the pad 43 is contaminated, moisture or foreign matter is removed to obtain a clean surface, and the metal oxide film on the surface of the pad 43 is also removed. Do.

上記の表面処理は不活性ガス雰囲気に保持されたチャンバ１２の内部で行われているため、プラズマ化したガスの照射によって表面処理したパッド４３の表面やイニシャルボール１９の表面は清浄な状態を保っている。また、プラズマ化したガスを照射することによって金属表面が活性化され、接合しやすい状態となっている。   Since the above-described surface treatment is performed inside the chamber 12 held in an inert gas atmosphere, the surface of the pad 43 and the surface of the initial ball 19 that have been surface-treated by irradiation with plasma gas are kept clean. ing. Moreover, the metal surface is activated by irradiating with plasma-ized gas, and it is in the state which is easy to join.

所定の時間だけプラズマトーチ２０からプラズマ化したガスの照射を行うと、制御部８０は、図６に示すようにボンディングを開始する。制御部８０はボンディングヘッド１５のＺ方向モータを駆動してボンディングアーム１６を下動させ、キャピラリ１７をボンディングステージ１３に向けて降下させる。そして、キャピラリ１７の先端のイニシャルボール１９をパッド４３に押し付ける。イニシャルボール１９はパッド４３に押し付けられると変形して圧着ボール１９ａとなってワイヤ１８とパッド４３の接合が行われる。この接合は、不活性ガスの雰囲気を保持しているチャンバ１２の中で行われ、パッド４３とイニシャルボール１９の各表面が清浄で活性のある状態で行われるので、超音波加振或いはパッド４３の加熱を用いなくとも良好なボンディングを行うことができる。このボンディング中、プラズマトーチ２０からはプラズマ化したガスが連続してパッド４３及びイニシャルボール１９に照射されているので、パッド４３とイニシャルボール１９の表面は接合させる直前まで清浄で活性の有る表面状態を保つことができ、接合をより良好に行うことができる。   When the plasma torch 20 is irradiated with the plasma gas for a predetermined time, the control unit 80 starts bonding as shown in FIG. The controller 80 drives the Z-direction motor of the bonding head 15 to move the bonding arm 16 downward, and lowers the capillary 17 toward the bonding stage 13. Then, the initial ball 19 at the tip of the capillary 17 is pressed against the pad 43. When the initial ball 19 is pressed against the pad 43, the initial ball 19 is deformed to become a press-bonded ball 19a, and the wire 18 and the pad 43 are joined. This bonding is performed in the chamber 12 holding an inert gas atmosphere, and is performed in a state where the surfaces of the pad 43 and the initial ball 19 are clean and active. Good bonding can be performed without using the above heating. During the bonding, the plasma torch 20 continuously radiates the plasma gas to the pad 43 and the initial ball 19, so that the surface of the pad 43 and the initial ball 19 is clean and active until immediately before bonding. Thus, bonding can be performed more favorably.

図７に示す様に、パッド４３へのイニシャルボール１９のボンディングが終了したら、制御部８０は、ボンディングヘッド１５のＺ方向モータを駆動してキャピラリ１７の先端からワイヤ１８を繰り出しながらキャピラリ１７をルーピング高さまで上昇させる。このワイヤ繰り出しの間も、制御部８０は、各プラズマトーチ２０からプラズマ化したガスを繰り出したワイヤ１８に向かって照射し、繰り出されたワイヤ１８の表面を連続して処理する。これによって、ワイヤ１８のどの部分も清浄で活性の有る状態に保つことができる。   As shown in FIG. 7, when the bonding of the initial ball 19 to the pad 43 is completed, the control unit 80 loops the capillary 17 while driving the Z-direction motor of the bonding head 15 to feed the wire 18 from the tip of the capillary 17. Raise to height. Also during the wire feeding, the control unit 80 irradiates the plasmaized gas from each plasma torch 20 toward the fed wire 18 and continuously processes the surface of the drawn wire 18. As a result, any portion of the wire 18 can be kept clean and active.

図８に示す様に、キャピラリ１７がルーピング高さまで上昇したら、制御部８０は、キャピラリ１７の先端からワイヤ１８を繰り出しながらボンディングステージ１３をＸＹ方向に移動させ、２次ボンディングしようとする電極４４の上にキャピラリ１７の中心が来るようにワイヤ１８をルーピングする。ルーピングの際、キャピラリ１７の先端に繰り出されたワイヤ１８はプラズマトーチ２０から同様の速度で連続して噴出するプラズマ化したガスによって連続的に洗浄、表面処理される。また、ルーピングによってキャピラリ１７の中心が２次ボンディングしようとする電極４４の上に移動すると、２つのプラズマトーチ２０から噴出したプラズマ化したガスの噴流２６は、キャピラリ１７の中心位置に有る電極４４に向かって流れていくため、電極４４の表面処理を行うことができる。   As shown in FIG. 8, when the capillary 17 is raised to the looping height, the control unit 80 moves the bonding stage 13 in the XY direction while feeding the wire 18 from the tip of the capillary 17, thereby causing the electrode 44 to be subjected to secondary bonding. The wire 18 is looped so that the center of the capillary 17 is on top. At the time of looping, the wire 18 fed to the tip of the capillary 17 is continuously cleaned and surface-treated by a plasma gas continuously ejected from the plasma torch 20 at the same speed. Further, when the center of the capillary 17 is moved onto the electrode 44 to be subjected to secondary bonding by looping, the plasmaized gas jets 26 ejected from the two plasma torches 20 are applied to the electrode 44 at the center position of the capillary 17. Therefore, the surface treatment of the electrode 44 can be performed.

図９に示すように、キャピラリ１７の中心が２次ボンディングしようとする電極４４の上に来ると、制御部８０は、ボンディングステージ１３の移動を停止し、ボンディングヘッド１５のＺ方向モータを駆動してボンディングアーム１６を下動させ、キャピラリ１７をボンディングステージ１３に向けて降下させてキャピラリ１７の先端に繰り出したワイヤ１８を電極４４に押し付けてワイヤ１８と電極４４を接合する。この接合は、不活性ガスの雰囲気を保持しているチャンバ１２の中で行われ、接合の直前まで電極４４及びワイヤ１８にはプラズマ化したガスが当たっているので、電極４４とワイヤ１８双方の各表面が清浄で活性のある状態を保った状態で行われる。このため、超音波加振或いはパッド４３の加熱を用いなくとも良好なボンディングを行うことができる。   As shown in FIG. 9, when the center of the capillary 17 comes on the electrode 44 to be subjected to secondary bonding, the control unit 80 stops the movement of the bonding stage 13 and drives the Z direction motor of the bonding head 15. Then, the bonding arm 16 is moved downward, the capillary 17 is lowered toward the bonding stage 13, and the wire 18 fed to the tip of the capillary 17 is pressed against the electrode 44 to join the wire 18 and the electrode 44. This bonding is performed in the chamber 12 holding an inert gas atmosphere, and the electrode 44 and the wire 18 are in contact with the plasma gas until just before the bonding. Each surface is kept clean and active. For this reason, good bonding can be performed without using ultrasonic vibration or heating of the pad 43.

以上説明したように、本実施形態のボンディング装置１０は、不活性ガス雰囲気のチャンバ１２の中で２つのプラズマトーチ２０によってパッド４３とイニシャルボール１９との表面処理を行いながらパッド４３にイニシャルボール１９を押し付けて接合するので、パッド４３、イニシャルボール１９双方の表面が清浄で活性のある状態でボンディングすることができる。また、不活性ガス雰囲気のチャンバ１２の中で２つのプラズマトーチ２０によって繰り出したワイヤ１８と電極４４との表面処理を行いながら電極４４に繰り出したワイヤ１８を押し付けて接合するので、電極４４、ワイヤ１８双方の表面が清浄で活性のある状態でボンディングすることができる。このことによって、本実施形態のボンディング装置１０はイニシャルボール１９、ワイヤ１８とパッド４３、電極４４とをそれぞれ良好に接合することができるという効果を奏する。また、接合は清浄で活性のある表面同士の接合となるので、超音波加振や加熱を行わなくとも良好な接合をすることができることから、超音波振動や加熱によって半導体チップ４２の受けるダメージを抑制することができるという効果を奏する。   As described above, the bonding apparatus 10 according to the present embodiment performs the surface treatment of the pad 43 and the initial ball 19 with the two plasma torches 20 in the chamber 12 in the inert gas atmosphere, and the initial ball 19 on the pad 43. Can be bonded with the surfaces of both the pad 43 and the initial ball 19 being clean and active. Further, since the wire 18 fed out to the electrode 44 is pressed and bonded while performing the surface treatment between the wire 18 drawn out by the two plasma torches 20 and the electrode 44 in the chamber 12 in the inert gas atmosphere, the electrode 44, the wire 18 Bonding is possible with both surfaces clean and active. As a result, the bonding apparatus 10 of the present embodiment has an effect that the initial ball 19, the wire 18, the pad 43, and the electrode 44 can be satisfactorily bonded. In addition, since the bonding is performed between clean and active surfaces, it is possible to perform good bonding without performing ultrasonic vibration or heating. Therefore, the semiconductor chip 42 is damaged by ultrasonic vibration or heating. There exists an effect that it can control.

また、本実施形態のボンディング装置１０では、プラズマ用ガスに還元ガスである水素ガスを混合しているので、プラズマ化したガスを照射することによって表面の汚染、水分或いは異物の除去に加えて表面の酸化皮膜の除去も同時に行うことができるという効果を奏する。   Further, in the bonding apparatus 10 of this embodiment, since hydrogen gas, which is a reducing gas, is mixed with the plasma gas, the surface is exposed to the plasma gas in addition to removing surface contamination, moisture or foreign matter. There is an effect that the oxide film can be removed simultaneously.

以上述べたように、本実施形態のボンディング装置１０は、ボンディング処理中にボンディング対象及びワイヤ双方の表面処理を効果的に行うことができ、良好な接合を行うことができるという効果を奏する。   As described above, the bonding apparatus 10 of the present embodiment can effectively perform the surface treatment of both the bonding target and the wire during the bonding process, and has an effect that a good bonding can be performed.

本発明の他の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１から図９を参照して説明した実施形態と同様の部分には同様の符号を付して説明は省略する。   Another embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Parts similar to those of the embodiment described with reference to FIGS. 1 to 9 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

図１０に示すように、本発明の他の実施形態のボンディング装置１１０は、架台１１と、架台１１の上に固定されたボンディングステージ１３と、ボンディング対象である表面に半導体チップ４２が取り付けられた基板４１を図中のＸ方向に向けて搬送する搬送路１４と、ボンディングツールであるキャピラリ１７と、キャピラリ１７が取り付けられたボンディングアーム１６と、架台１１に取り付けられたＸＹステージ５８の上に取り付けられ、ボンディングアーム１６を駆動するボンディングヘッド１５と、ボンディングヘッド１５に取付アーム５６を介して取り付けられた移動板５７と、移動板５７に取り付けられた２つのプラズマトーチ２０と、各プラズマトーチ２０にプラズマ用ガスを供給するプラズマ用ガス供給部６０と、各プラズマトーチ２０にプラズマ発生用の高周波電力を供給する高周波電力供給部７０と、ボンディングヘッド１５とＸＹステージ５８とプラズマ用ガス供給部６０と高周波電力供給部７０と搬送路１４とが接続され、各要素を一体として制御する制御部８０とを備えている。また、先に説明した実施形態と同様、搬送路１４に接続され、半導体チップ４２が表面に取り付けられた基板４１を供給する図示しない供給スタックと、搬送路１４に接続されボンディングステージ１３でボンディング処理の終了した基板４１をストックする図示しない製品スタックとを備えている。   As shown in FIG. 10, a bonding apparatus 110 according to another embodiment of the present invention includes a gantry 11, a bonding stage 13 fixed on the gantry 11, and a semiconductor chip 42 attached to the surface to be bonded. Mounted on a transport path 14 for transporting the substrate 41 in the X direction in the figure, a capillary 17 as a bonding tool, a bonding arm 16 to which the capillary 17 is attached, and an XY stage 58 attached to the gantry 11 A bonding head 15 for driving the bonding arm 16, a moving plate 57 attached to the bonding head 15 via an attachment arm 56, two plasma torches 20 attached to the moving plate 57, and each plasma torch 20 A plasma gas supply unit 60 for supplying a plasma gas; A high-frequency power supply unit 70 for supplying high-frequency power for plasma generation to the zuma torch 20, a bonding head 15, an XY stage 58, a plasma gas supply unit 60, a high-frequency power supply unit 70, and the transport path 14 are connected to each other. And a control unit 80 for controlling as a unit. Similarly to the embodiment described above, a supply stack (not shown) connected to the transport path 14 and supplying the substrate 41 with the semiconductor chip 42 attached to the surface, and a bonding process connected to the transport path 14 at the bonding stage 13. And a product stack (not shown) for stocking the finished substrate 41.

ボンディングヘッド１５とボンディングアーム１６とキャピラリ１７とボンディングステージ１３とＸＹステージ５８は基板４１と基板４１に取り付けられた半導体チップ４２との間をワイヤ１８で接続するボンディング処理部１００を構成する。   The bonding head 15, the bonding arm 16, the capillary 17, the bonding stage 13, and the XY stage 58 constitute a bonding processing unit 100 that connects the substrate 41 and the semiconductor chip 42 attached to the substrate 41 with wires 18.

図１０に示すように、搬送路１４は、基板４１がスライドする溝１４ｃを有する２本の溝型レール１４ｅを各溝１４ｃが対向するように架台１１に固定し、ボンディングステージ１３とボンディングアーム１６との間にある溝型レール１４ｅのボンディング面側のフランジには上側覆い板１４ａが設けられ、ボンディング面と反対側の面には下側覆い板１４ｄが設けられている。上側覆い板１４ａと下側覆い板１４ｄは両側の溝型レール１４ｅと共に四角筒状領域５９を形成する。   As shown in FIG. 10, the conveyance path 14 has two groove-type rails 14e having grooves 14c on which the substrate 41 slides fixed to the gantry 11 so that the grooves 14c face each other, and the bonding stage 13 and the bonding arm 16 are fixed. An upper cover plate 14a is provided on the flange on the bonding surface side of the grooved rail 14e between them, and a lower cover plate 14d is provided on the surface opposite to the bonding surface. The upper cover plate 14a and the lower cover plate 14d form a square cylindrical region 59 together with the grooved rails 14e on both sides.

図１０及び図１１に示すように、上側覆い板１４ａのボンディングステージ１３の位置にはボンディングステージ１３に吸着される基板４１に取り付けられた半導体チップ４２及び半導体チップ４２の周囲に設けられた電極４４を含む範囲の大きさの開口１４ｂが設けられている。そして、上側覆い板１４ａのボンディングアーム１６側の表面には移動板５７がスライド移動できるように配置されている。移動板５７は中央にキャピラリ１７が貫通するキャピラリ用孔５５が設けられ、ボンディングヘッド１５に取付アーム５６によって取り付けられており、ボンディングヘッド１５のＸＹ方向の移動に伴って移動する。移動板５７は、キャピラリ用孔５５が上側覆い板１４ａの開口１４ｂの端部に位置するように移動した場合でも開口１４ｂを塞ぐことが出来る大きさで、開口１４ｂの略２倍の大きさとなっている。下側覆い板１４ｄはボンディングステージ１３の側面に接している。   As shown in FIGS. 10 and 11, the semiconductor chip 42 attached to the substrate 41 attracted to the bonding stage 13 and the electrode 44 provided around the semiconductor chip 42 are positioned at the bonding stage 13 of the upper cover plate 14 a. An opening 14b having a size in a range including A moving plate 57 is slidably disposed on the surface of the upper cover plate 14a on the bonding arm 16 side. The moving plate 57 is provided with a capillary hole 55 through which the capillary 17 passes in the center, and is attached to the bonding head 15 by an attachment arm 56, and moves as the bonding head 15 moves in the X and Y directions. The moving plate 57 can close the opening 14b even when the capillary hole 55 moves so as to be positioned at the end of the opening 14b of the upper cover plate 14a, and is approximately twice the size of the opening 14b. ing. The lower cover plate 14 d is in contact with the side surface of the bonding stage 13.

移動板５７のボンディングアーム１６側の面には、キャピラリ用孔５５の両側に対向するように２つのプラズマトーチ固定部２９が取り付けられている。２つのプラズマトーチ２０は、それぞれ上側覆い板１４ａを貫通して各プラズマトーチ固定部２９に取り付けられ、基板４１と半導体チップ４２のボンディング面に対して傾斜し、キャピラリ用孔５５と同軸にあるキャピラリ１７の中心線に対して線対称となるように配置されている。各プラズマトーチ２０のプラズマ化したガスが噴出する先端部２１は四角筒状領域５９に位置するキャピラリ１７の先端に成形されたイニシャルボール１９に向かうとともに、基板４１あるいは半導体チップ４２に向かうように取り付けられ、キャピラリ１７の先端のイニシャルボール１９及び基板４１又は半導体チップ４２の表面に同時にプラズマ化したガスを照射できるよう構成されている。プラズマトーチ２０の構成は先に説明した実施形態と同様、プラズマガス発生用の高周波電力が供給される外部電極２２と、プラズマ用ガスが導入されるガス導入管２３とを備え、ガス導入管２３は移動板５７上面のプラズマトーチ固定部２９に接続され、プラズマトーチ固定部２９に接続されたガス配管２４によってプラズマ用ガス供給部６０に接続され、外部電極２２は上面板１２ａを貫通する電線２５によって高周波電力供給部７０に接続されている。   Two plasma torch fixing portions 29 are attached to the surface of the moving plate 57 on the bonding arm 16 side so as to face both sides of the capillary hole 55. The two plasma torches 20 pass through the upper cover plate 14 a and are attached to the plasma torch fixing portions 29. The two plasma torches 20 are inclined with respect to the bonding surface of the substrate 41 and the semiconductor chip 42 and are coaxial with the capillary hole 55. They are arranged so as to be line symmetric with respect to 17 center lines. The tip portion 21 from which the plasma gas of each plasma torch 20 is ejected is attached to the initial ball 19 formed at the tip of the capillary 17 located in the square cylindrical region 59 and to the substrate 41 or the semiconductor chip 42. Thus, the initial ball 19 at the tip of the capillary 17 and the surface of the substrate 41 or the semiconductor chip 42 can be irradiated with plasma gas at the same time. The configuration of the plasma torch 20 includes an external electrode 22 to which high-frequency power for generating plasma gas is supplied and a gas introduction tube 23 to which plasma gas is introduced, as in the embodiment described above. Is connected to the plasma torch fixing part 29 on the upper surface of the moving plate 57, connected to the plasma gas supply part 60 by a gas pipe 24 connected to the plasma torch fixing part 29, and the external electrode 22 is an electric wire 25 penetrating the upper surface plate 12a. Is connected to the high-frequency power supply unit 70.

プラズマトーチ２０、プラズマ用ガス供給部６０、高周波電力供給部７０の構成は先に説明した実施形態と同様である。   The configurations of the plasma torch 20, the plasma gas supply unit 60, and the high-frequency power supply unit 70 are the same as those in the above-described embodiment.

上側覆い板１４ａと下側覆い板１４ｄと両側の溝型レール１４ｅによって形成される四角筒状領域５９には図示しない不活性ガス供給装置が接続され、四角筒状領域５９内に不活性ガスを供給している。不活性ガスとしては、窒素などが用いられる。四角筒状領域５９内に供給された不活性ガスは四角筒状領域５９の基板４１の搬送方向の前後の開口或いはキャピラリ用孔５５から流出し、これらの開口部から外気が四角筒状領域５９内に浸入することを防止する。これによって、四角筒状領域５９の内部は不活性ガス雰囲気に保持すされる。また、搬送方向前後の開口に蓋を取り付けて不活性ガスの流出を抑制するよう構成しても良い。   An inert gas supply device (not shown) is connected to the square cylindrical region 59 formed by the upper cover plate 14a, the lower cover plate 14d, and the groove rails 14e on both sides, and inert gas is supplied into the square cylindrical region 59. Supply. Nitrogen or the like is used as the inert gas. The inert gas supplied into the rectangular cylindrical region 59 flows out from the front and rear openings or the capillary holes 55 in the conveying direction of the substrate 41 in the rectangular cylindrical region 59, and outside air flows from these openings into the rectangular cylindrical region 59. Prevent entry into. As a result, the inside of the rectangular cylindrical region 59 is maintained in an inert gas atmosphere. Moreover, you may comprise so that the outflow of an inert gas may be suppressed by attaching a cover to the opening before and behind the conveyance direction.

以上のように構成されたボンディング装置１１０によって基板４１、半導体チップ４２の各表面のパッド４３、電極４４、イニシャルボール１９、ワイヤ１８の表面処理とボンディング処理とについて説明する。   The surface treatment and bonding treatment of the substrate 41, the pads 43 on each surface of the semiconductor chip 42, the electrode 44, the initial ball 19, and the wire 18 will be described with the bonding apparatus 110 configured as described above.

図１１に示すように、制御部８０は搬送路１４によって基板４１を不活性ガス雰囲気に保持された四角筒状領域５９の内部にあるボンディングステージ１３の上に搬送し、ボンディングステージ１３の真空吸着孔を真空として基板４１をボンディングステージ１３のボンディング面に吸着固定する。また、制御部８０は、図示しないスパーク装置によってキャピラリ１７の先端から延出するワイヤ１８をイニシャルボール１９に成形する。   As shown in FIG. 11, the control unit 80 transports the substrate 41 onto the bonding stage 13 inside the square cylindrical region 59 held in an inert gas atmosphere by the transport path 14, and vacuum-adsorbs the bonding stage 13. The substrate 41 is sucked and fixed to the bonding surface of the bonding stage 13 by making the hole a vacuum. Further, the controller 80 forms the wire 18 extending from the tip of the capillary 17 into the initial ball 19 by a spark device (not shown).

制御部８０は、ＸＹステージ５８によってボンディングヘッド１５をボンディング面に沿ったＸＹ方向に移動させ、１次ボンディングしようとするパッド４３の上にキャピラリ１７の中心が来るように調整する。この際、移動板５７はボンディングヘッド１５のＸＹ方向の移動に伴って上側覆い板１４ａの表面をＸＹ方向にスライド移動する。この移動中、上側覆い板１４ａの開口１４ｂは移動板５７によって覆われ、開口１４ｂからの不活性ガスの流出が抑制され、四角筒状領域５９は不活性ガスの雰囲気に保持される。移動によって移動板５７のキャピラリ用孔５５とキャピラリ１７の中心との相対位置関係は変化せず、キャピラリ１７の中心とキャピラリ用孔５５の中心とは同軸にある。そして、パッド４３の位置がキャピラリ１７の中心位置になったら、制御部８０は、ＸＹステージ５８によるボンディングヘッド１５のＸＹ方向の移動を停止し、ボンディングヘッド１５のＺ方向モータを駆動してボンディングアーム１６を下動させ、キャピラリ１７の先端に形成したイニシャルボール１９を不活性ガス雰囲気に保持されている四角筒状領域５９の内部であって、プラズマトーチ２０から噴出したプラズマ化したガスが当たる位置に調整する。   The control unit 80 moves the bonding head 15 in the XY direction along the bonding surface by the XY stage 58 and adjusts so that the center of the capillary 17 comes on the pad 43 to be primary bonded. At this time, the moving plate 57 slides on the surface of the upper cover plate 14a in the XY direction as the bonding head 15 moves in the XY direction. During this movement, the opening 14b of the upper cover plate 14a is covered with the moving plate 57, the outflow of the inert gas from the opening 14b is suppressed, and the square cylindrical region 59 is maintained in an inert gas atmosphere. The relative positional relationship between the capillary hole 55 of the moving plate 57 and the center of the capillary 17 is not changed by the movement, and the center of the capillary 17 and the center of the capillary hole 55 are coaxial. When the position of the pad 43 reaches the center position of the capillary 17, the control unit 80 stops the movement of the bonding head 15 in the XY direction by the XY stage 58 and drives the Z-direction motor of the bonding head 15 to bond the bonding arm. 16 is moved down, and the initial ball 19 formed at the tip of the capillary 17 is located inside the rectangular cylindrical region 59 held in an inert gas atmosphere, and the position where the plasmaized gas ejected from the plasma torch 20 hits Adjust to.

図１１に示すように、イニシャルボール１９の高さ、及びＸＹ方向の位置調整が終了したら、制御部８０は、プラズマ化したガスをイニシャルボール１９の側面に向かって噴出させる。先に説明したように、２つのプラズマトーチ２０の各先端部２１から同様の速度で噴出したプラズマ化したガスの各噴流２６は、まずキャピラリ１７先端のイニシャルボール１９に向かって斜め下方向に向かって噴出し、イニシャルボール１９に当たった後、キャピラリ１７の中心線付近で互いにぶつかり、混合してパッド４３に向かって下方向に流れていく。そして、混合した噴流２６はパッド４３の表面に当たり、パッド４３の表面処理を行う。   As shown in FIG. 11, when the height of the initial ball 19 and the position adjustment in the XY direction are completed, the control unit 80 ejects plasma-ized gas toward the side surface of the initial ball 19. As described above, the plasma-generated gas jets 26 ejected at the same speed from the tip portions 21 of the two plasma torches 20 are first directed obliquely downward toward the initial ball 19 at the tip of the capillary 17. After being ejected and hitting the initial ball 19, they collide with each other near the center line of the capillary 17, mix and flow downward toward the pad 43. The mixed jet 26 hits the surface of the pad 43 and performs surface treatment of the pad 43.

プラズマ化したガスは四角筒状領域５９内部の不活性ガス雰囲気の中でイニシャルボール１９の表面に２方向から照射され、イニシャルボール１９表面の汚染、水分或いは異物を除去し、清浄表面とする。また、プラズマ用ガスには還元ガスとしての水素が混合されているので、スパークによってイニシャルボール１９を成形した際に表面に成形された酸化膜の除去も同時に行う。更に、プラズマ化したガスの噴流２６はパッド４３の表面にも当たるので、パッド４３表面の汚染、水分或いは異物を除去し、清浄表面とすると共に、パッド４３の表面にある金属酸化膜の除去も行う。   The plasmaized gas is irradiated from two directions on the surface of the initial ball 19 in an inert gas atmosphere inside the square cylindrical region 59 to remove contamination, moisture or foreign matter on the surface of the initial ball 19 to obtain a clean surface. Further, since hydrogen as a reducing gas is mixed in the plasma gas, the oxide film formed on the surface when the initial ball 19 is formed by spark is also removed at the same time. Further, since the jet 26 of plasma gas hits the surface of the pad 43, the surface of the pad 43 is contaminated, moisture or foreign matter is removed to obtain a clean surface, and the metal oxide film on the surface of the pad 43 is also removed. Do.

上記の表面処理は不活性ガス雰囲気に保持された四角筒状領域５９の内部で行われているため、プラズマ化したガスの照射によって表面処理したパッド４３の表面やイニシャルボール１９の表面は清浄な状態を保っている。また、プラズマ化したガスを照射することによって金属表面が活性化され、接合しやすい状態となっている。   Since the above surface treatment is performed inside the square cylindrical region 59 held in an inert gas atmosphere, the surface of the pad 43 and the surface of the initial ball 19 which are surface-treated by the irradiation of the plasma gas are clean. Keeps the state. Moreover, the metal surface is activated by irradiating with plasma-ized gas, and it is in the state which is easy to join.

制御部８０は、プラズマ化したガスをパッド４３及びイニシャルボール１９に照射しながらボンディングヘッド１５のＺ方向モータを駆動してボンディングアーム１６を下動させ、キャピラリ１７をボンディングステージ１３に向けて降下させる。そして、キャピラリ１７の先端のイニシャルボール１９をパッド４３に押し付ける。イニシャルボール１９はパッド４３に押し付けられると変形して図１２に示す圧着ボール１９ａとなってワイヤ１８とパッド４３の接合が行われる。この接合は、不活性ガス雰囲気に保持されている四角筒状領域５９の内部でプラズマ化したガスをパッド４３及びイニシャルボール１９に照射しながら行われるので、各金属表面は清浄で活性のある状態を保ったまま接合され、超音波加振或いはパッド４３の加熱を用いなくとも良好なボンディングを行うことができる。   The control unit 80 drives the Z-direction motor of the bonding head 15 while irradiating the plasma gas to the pad 43 and the initial ball 19 to move the bonding arm 16 downward, and lowers the capillary 17 toward the bonding stage 13. . Then, the initial ball 19 at the tip of the capillary 17 is pressed against the pad 43. When the initial ball 19 is pressed against the pad 43, the initial ball 19 is deformed to become a press-bonded ball 19a shown in FIG. 12, and the wire 18 and the pad 43 are joined. Since this bonding is performed while irradiating the pad 43 and the initial ball 19 with the gas formed into plasma inside the rectangular cylindrical region 59 held in an inert gas atmosphere, each metal surface is in a clean and active state. Thus, good bonding can be performed without using ultrasonic vibration or heating of the pad 43.

図１２に示す様に、パッド４３へのイニシャルボール１９のボンディングが終了したら、制御部８０は、プラズマトーチ２０の先端部２１からプラズマ化したガスを噴出させながら、キャピラリ１７を上昇させて、ＸＹステージ５８によってボンディングヘッド１５をＸＹ方向に駆動し、キャピラリ１７の中心が２次ボンディングをしようとする電極４４の上に来るようルーピングする。   As shown in FIG. 12, when the bonding of the initial ball 19 to the pad 43 is completed, the control unit 80 raises the capillary 17 while ejecting plasmaized gas from the distal end portion 21 of the plasma torch 20, and XY The bonding head 15 is driven in the XY directions by the stage 58, and looping is performed so that the center of the capillary 17 is positioned on the electrode 44 to be subjected to secondary bonding.

図１２に示すように、制御部８０は、キャピラリ１７の中心が２次ボンディングしようとする電極４４の上に来ると、ボンディングヘッド１５のＺ方向モータによってボンディングアーム１６を降下させ、キャピラリ１７の先端を電極４４に押し付けてワイヤ１８を電極４４に接合する。ルーピングの際には、ボンディングヘッド１５のＸＹ方向の移動に伴って移動板５７は上側覆い板１４ａの表面をスライドして移動し、上側覆い板１４ａの開口１４ｂを覆い、開口１４ｂからの不活性ガスの流出を抑制し、四角筒状領域５９を不活性ガスの雰囲気に保持する。   As shown in FIG. 12, when the center of the capillary 17 comes on the electrode 44 to be subjected to secondary bonding, the control unit 80 lowers the bonding arm 16 by the Z-direction motor of the bonding head 15 and Is pressed against the electrode 44 to bond the wire 18 to the electrode 44. During looping, the moving plate 57 slides on the surface of the upper cover plate 14a as the bonding head 15 moves in the X and Y directions, covers the opening 14b of the upper cover plate 14a, and is inactive from the opening 14b. The outflow of gas is suppressed, and the square cylindrical region 59 is maintained in an inert gas atmosphere.

以上説明した本実施形態のボンディング装置１１０は、先に説明した実施形態と同様、不活性ガス雰囲気の四角筒状領域５９の中で２つのプラズマトーチ２０によってパッド４３とイニシャルボール１９との表面処理を行いながらパッド４３にイニシャルボール１９を押し付けて接合するので、パッド４３、イニシャルボール１９双方の表面が清浄で活性のある状態でボンディングすることができる。また、不活性ガス雰囲気の四角筒状領域５９の中で２つのプラズマトーチ２０によって繰り出したワイヤ１８と電極４４との表面処理を行いながら電極４４に繰り出したワイヤ１８を押し付けて接合するので、電極４４、ワイヤ１８双方の表面が清浄で活性のある状態でボンディングすることができる。このことによって、本実施形態のボンディング装置１１０はイニシャルボール１９、ワイヤ１８とパッド４３、電極４４とをそれぞれ良好に接合することができるという効果を奏する。また、接合は清浄で活性のある表面同士の接合となるので、超音波加振や加熱を行わなくとも良好な接合をすることができることから、超音波振動や加熱によって半導体チップ４２の受けるダメージを抑制することができるという効果を奏する。   The bonding apparatus 110 of the present embodiment described above is similar to the previously described embodiment in that the surface treatment of the pad 43 and the initial ball 19 is performed by the two plasma torches 20 in the square cylindrical region 59 in the inert gas atmosphere. Since the initial ball 19 is pressed and bonded to the pad 43 while performing the steps, bonding can be performed in a state where both the surface of the pad 43 and the initial ball 19 are clean and active. Further, since the wire 18 drawn out by the two plasma torches 20 and the electrode 44 are pressed and joined to the electrode 44 while performing the surface treatment in the square cylindrical region 59 in the inert gas atmosphere, 44. Bonding can be performed with both surfaces of the wire 18 being clean and active. As a result, the bonding apparatus 110 of the present embodiment has an effect that the initial ball 19, the wire 18, the pad 43, and the electrode 44 can be satisfactorily bonded. In addition, since the bonding is performed between clean and active surfaces, it is possible to perform good bonding without performing ultrasonic vibration or heating. Therefore, the semiconductor chip 42 is damaged by ultrasonic vibration or heating. There exists an effect that it can control.

また、本実施形態のボンディング装置１１０も先に説明した実施形態同様、プラズマ用ガスに還元ガスである水素ガスを混合しているので、プラズマ化したガスを照射することによって表面の汚染、水分或いは異物の除去に加えて表面の酸化皮膜の除去も同時に行うことができるという効果を奏する。   Moreover, since the bonding apparatus 110 of this embodiment also mixes hydrogen gas, which is a reducing gas, with the plasma gas as in the above-described embodiment, surface contamination, moisture, or In addition to the removal of foreign substances, the surface oxide film can be removed at the same time.

本実施形態のボンディング装置１１０においては、搬送路１４の溝型レール１４ｅの上面、下面に各覆い板１４ａ，１４ｄを取付けることとして内部が不活性ガス雰囲気に保持される四角筒状領域５９を構成することとして説明したが、内部が不活性ガス雰囲気に保持され、ボンディング面とボンディングアーム１６との間に移動板５７がスライドすることができる面が構成されていれば、各覆い板は搬送路１４の溝型レール１４ｅとは別個に設けられるように構成してもよい。   In the bonding apparatus 110 of the present embodiment, a rectangular cylindrical region 59 is formed in which the interior is maintained in an inert gas atmosphere by attaching the cover plates 14a and 14d to the upper and lower surfaces of the grooved rail 14e of the conveyance path 14. As described above, if the inside is maintained in an inert gas atmosphere and a surface on which the moving plate 57 can slide is formed between the bonding surface and the bonding arm 16, each cover plate is transported. You may comprise so that it may be provided separately from 14 groove type rails 14e.

また、半導体チップ４２が取付けられた基板４１が十分大きく、基板４１のボンディング面側と移動板５７の間に不活性ガス領域を現出できるならば、上側覆い板１４ａ，下側覆い板１４ｄは設けなくともよい。この場合、不活性ガスは、不活性ガス供給装置から基板４１と移動板５７との間に供給される。   If the substrate 41 to which the semiconductor chip 42 is attached is sufficiently large and an inert gas region can appear between the bonding surface side of the substrate 41 and the moving plate 57, the upper cover plate 14a and the lower cover plate 14d are It is not necessary to provide it. In this case, the inert gas is supplied between the substrate 41 and the moving plate 57 from the inert gas supply device.

以下、図１３を参照しながら本発明の他の実施形態のボンディング装置１２０について説明する。先に図１０から図１２を参照して説明した実施形態と同様の部分については同様の符号を付して説明は省略する。   Hereinafter, a bonding apparatus 120 according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Parts similar to those of the embodiment described above with reference to FIGS. 10 to 12 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

本実施形態のボンディング装置１２０は、架台１１と、架台１１の上に固定されたボンディングステージ１３と、ボンディング対象である表面に半導体チップ４２が取り付けられた基板４１を図中のＸ方向に向けて搬送する搬送路１４と、ボンディングツールであるキャピラリ１７と、キャピラリ１７が取り付けられたボンディングアーム１６と、架台１１に取り付けられたＸＹステージ５８の上に取り付けられ、ボンディングアーム１６を駆動するボンディングヘッド１５と、ボンディングヘッド１５に２本の取付アーム５６を介してそれぞれ取り付けられたプラズマトーチ固定部２９と、２つのプラズマトーチ固定部２９にそれぞれ取付けられた２つのプラズマトーチ２０と、各プラズマトーチ２０にプラズマ用ガスを供給するプラズマ用ガス供給部６０と、各プラズマトーチ２０にプラズマ発生用の高周波電力を供給する高周波電力供給部７０と、ボンディングヘッド１５とＸＹステージ５８とプラズマ用ガス供給部６０と高周波電力供給部７０と搬送路１４とが接続され、各要素を一体として制御する制御部８０とを備えている。   The bonding apparatus 120 according to the present embodiment has a gantry 11, a bonding stage 13 fixed on the gantry 11, and a substrate 41 on which a semiconductor chip 42 is attached to the surface to be bonded, in the X direction in the figure. A conveyance path 14 for conveyance, a capillary 17 as a bonding tool, a bonding arm 16 to which the capillary 17 is attached, and a bonding head 15 which is attached on an XY stage 58 attached to the gantry 11 and drives the bonding arm 16. A plasma torch fixing portion 29 attached to the bonding head 15 via two attachment arms 56, two plasma torch 20 attached to the two plasma torch fixing portions 29, and each plasma torch 20, respectively. Plasma to supply plasma gas A gas supply unit 60; a high-frequency power supply unit 70 for supplying high-frequency power for plasma generation to each plasma torch 20; a bonding head 15, an XY stage 58; a gas supply unit for plasma 60; a high-frequency power supply unit 70; 14 and a control unit 80 that controls each element as a unit.

ボンディングヘッド１５とボンディングアーム１６とキャピラリ１７とボンディングステージ１３とＸＹステージ５８は基板４１と基板４１に取り付けられた半導体チップ４２との間をワイヤ１８で接続するボンディング処理部１００を構成する。   The bonding head 15, the bonding arm 16, the capillary 17, the bonding stage 13, and the XY stage 58 constitute a bonding processing unit 100 that connects the substrate 41 and the semiconductor chip 42 attached to the substrate 41 with wires 18.

また、本実施形態のボンディング装置１２０は架台１１に取り付けられ、ボンディング装置全体を覆うカバー９０が設けられている。カバー９０は、搬送路１４に沿って基板４１が入る入口スロット５１と出口スロット５２の２つの開口を備えている。   Further, the bonding apparatus 120 of the present embodiment is attached to the gantry 11 and is provided with a cover 90 that covers the entire bonding apparatus. The cover 90 includes two openings, an entrance slot 51 and an exit slot 52 into which the substrate 41 enters along the transport path 14.

カバー９０には図示しない不活性ガス供給装置が接続され、カバー９０内に不活性ガスを供給している。不活性ガスとしては、窒素などが用いられる。カバー９０内に供給された不活性ガスは入口スロット５１、出口スロット５２から流出し、これらの開口部から外気がカバー９０内に浸入することを防止し、カバー９０の内部を不活性ガス雰囲気に保持する。また、入口、出口スロット５１，５２に蓋を取り付けて不活性ガスの流出を抑制するよう構成しても良い。   An inert gas supply device (not shown) is connected to the cover 90 to supply an inert gas into the cover 90. Nitrogen or the like is used as the inert gas. The inert gas supplied into the cover 90 flows out from the inlet slot 51 and the outlet slot 52, prevents outside air from entering the cover 90 through these openings, and makes the inside of the cover 90 an inert gas atmosphere. Hold. Further, a lid may be attached to the inlet and outlet slots 51 and 52 to suppress the outflow of the inert gas.

２つのプラズマトーチ２０は先の実施形態と同様に、基板４１と半導体チップ４２のボンディング面に対して傾斜し、キャピラリ１７の中心線に対して線対称となるように配置されている。各プラズマトーチ２０のプラズマ化したガスが噴出する先端部２１はキャピラリ１７の先端に成形されたイニシャルボール１９に向かうとともに、基板４１或いは半導体チップ４２に向かうように取り付けられ、キャピラリ１７の先端のイニシャルボール１９及び基板４１又は半導体チップ４２の表面に同時にプラズマ化したガスを照射できるよう構成されている。プラズマトーチ２０の構成は先に説明した実施形態と同様、プラズマガス発生用の高周波電力が供給される外部電極２２と、プラズマ用ガスが導入されるガス導入管２３とを備え、ガス導入管２３はプラズマトーチ固定部２９に接続され、プラズマトーチ固定部２９に接続されたガス配管２４によってプラズマ用ガス供給部６０に接続され、外部電極２２は上面板１２ａを貫通する電線２５によって高周波電力供給部７０に接続されている。   Similar to the previous embodiment, the two plasma torches 20 are arranged so as to be inclined with respect to the bonding surface of the substrate 41 and the semiconductor chip 42 and to be symmetrical with respect to the center line of the capillary 17. The tip portion 21 from which each plasma torch 20 emits plasma gas is directed to the initial ball 19 formed at the tip of the capillary 17 and attached to the substrate 41 or the semiconductor chip 42, and the tip at the tip of the capillary 17 is initialized. The surface of the ball 19 and the substrate 41 or the semiconductor chip 42 can be irradiated with plasma gas at the same time. The configuration of the plasma torch 20 includes an external electrode 22 to which high-frequency power for generating plasma gas is supplied and a gas introduction tube 23 to which plasma gas is introduced, as in the embodiment described above. Is connected to the plasma torch fixing portion 29, connected to the plasma gas supply portion 60 by the gas pipe 24 connected to the plasma torch fixing portion 29, and the external electrode 22 is connected to the high frequency power supply portion by the electric wire 25 penetrating the upper surface plate 12a. 70.

本実施形態のボンディング装置１２０は、先に図１０から図１２を参照して説明した実施形態のボンディング装置１１０と同様、ＸＹステージ５８によってボンディングヘッド１５をＸＹ方向に移動させてキャピラリ１７先端のＸＹ方向の位置を調整し、ボンディングヘッド１５のＺ方向モータによってボンディングアーム１６を駆動してキャピラリ１７を基板４１又は半導体チップ４２に対して接離方向に駆動してワイヤボンディングを行う。   Similar to the bonding apparatus 110 of the embodiment described above with reference to FIGS. 10 to 12, the bonding apparatus 120 of the present embodiment moves the bonding head 15 in the XY direction by the XY stage 58 and moves the XY at the tip of the capillary 17. The position of the direction is adjusted, and the bonding arm 16 is driven by the Z-direction motor of the bonding head 15 to drive the capillary 17 in the contact / separation direction with respect to the substrate 41 or the semiconductor chip 42 to perform wire bonding.

本実施形態のボンディング装置１２０は装置全体がカバー９０によって覆われ、ボンディング装置１２０全体が不活性ガスの雰囲気となっているので、先に説明した実施形態と同様、不活性ガス雰囲気の中で２つのプラズマトーチ２０によってパッド４３とイニシャルボール１９との表面処理を行いながらパッド４３にイニシャルボール１９を押し付けて接合するので、パッド４３、イニシャルボール１９双方の表面が清浄で活性のある状態でボンディングすることができる。また、不活性ガス雰囲気の中で２つのプラズマトーチ２０によって繰り出したワイヤ１８と電極４４との表面処理を行いながら電極４４に繰り出したワイヤ１８を押し付けて接合するので、電極４４、ワイヤ１８双方の表面が清浄で活性のある状態でボンディングすることができる。このことによって、本実施形態のボンディング装置１２０はイニシャルボール１９、ワイヤ１８とパッド４３、電極４４とをそれぞれ良好に接合することができるという効果を奏する。また、接合は清浄で活性のある表面同士の接合となるので、超音波加振や加熱を行わなくとも良好な接合をすることができることから、超音波振動や加熱によって半導体チップ４２の受けるダメージを抑制することができるという効果を奏する。   Since the entire apparatus of the bonding apparatus 120 according to the present embodiment is covered with the cover 90 and the entire bonding apparatus 120 is in an inert gas atmosphere, as in the above-described embodiment, the bonding apparatus 120 is in an inert gas atmosphere. Since the initial balls 19 are pressed and bonded to the pads 43 while performing the surface treatment of the pads 43 and the initial balls 19 with the two plasma torches 20, the surfaces of both the pads 43 and the initial balls 19 are bonded in a clean and active state. be able to. Further, since the wire 18 fed out to the electrode 44 is pressed and bonded while performing surface treatment between the wire 18 drawn out by the two plasma torches 20 and the electrode 44 in an inert gas atmosphere, both the electrode 44 and the wire 18 are bonded. Bonding can be performed with the surface clean and active. As a result, the bonding apparatus 120 of the present embodiment has an effect that the initial ball 19, the wire 18, the pad 43, and the electrode 44 can be satisfactorily bonded. In addition, since the bonding is performed between clean and active surfaces, it is possible to perform good bonding without performing ultrasonic vibration or heating. Therefore, the semiconductor chip 42 is damaged by ultrasonic vibration or heating. There exists an effect that it can control.

また、本実施形態のボンディング装置１２０も先に説明した実施形態同様、プラズマ用ガスに還元ガスである水素ガスを混合しているので、プラズマ化したガスを照射することによって表面の汚染、水分或いは異物の除去に加えて表面の酸化皮膜の除去も同時に行うことができるという効果を奏する。   Moreover, since the bonding apparatus 120 of the present embodiment also mixes hydrogen gas, which is a reducing gas, with the plasma gas, as in the above-described embodiment, surface contamination, moisture or In addition to the removal of foreign substances, the surface oxide film can be removed at the same time.

以上説明した各実施形態のプラズマトーチ２０は、希ガスと水素ガスとを混合ボックス６１で混合した混合ガスをプラズマ化して対象に照射するものとして説明したが、プラズマ化した希ガスに水素ガスを混入したものとしても良い。図１４に示すように、ガス導入管２３には希ガスを導入し、内部電極２８、ガス導入管２３と外部電極２２との間に高周波電力を通電することによってガス導入管２３から導入された希ガスをプラズマ化し、先端部２１に設けた水素混入ノズル６７からプラズマ化した希ガスに水素ガスを混入させて先端部２１の開口からプラズマ化した希ガスに水素ガスを混入させたガスを噴出させるようにしてもよい。また、図１４に示すように、開口から噴出したプラズマ化した希ガスの各噴流２６に延びてプラズマ化した希ガスに水素ガスを混入させるような水素混入ノズル６８としてもよい。   The plasma torch 20 of each of the embodiments described above has been described as a plasma in which a mixed gas obtained by mixing a rare gas and a hydrogen gas in the mixing box 61 and irradiates the target. It may be mixed. As shown in FIG. 14, a rare gas was introduced into the gas introduction pipe 23 and introduced from the gas introduction pipe 23 by applying high-frequency power between the internal electrode 28 and the gas introduction pipe 23 and the external electrode 22. The rare gas is turned into plasma, hydrogen gas is mixed into the rare gas converted into plasma from the hydrogen mixing nozzle 67 provided at the tip 21, and a gas in which hydrogen gas is mixed into the plasma formed rare gas is ejected from the opening of the tip 21. You may make it make it. Moreover, as shown in FIG. 14, it is good also as a hydrogen mixing nozzle 68 which extends to each jet 26 of the noble gas made into plasma ejected from the opening, and mixes hydrogen gas into the noble gas made into plasma.

以上説明した本実施形態では、プラズマの源となるガスとしてアルゴンなどの希ガスを用いることとして説明したが、希ガスに換えて窒素をプラズマの源となるガスとして用いることとしても良い。また、水素ガスを希ガスに混合させてからプラズマ化したり、プラズマ化した希ガスに水素混入ノズル６７，６８から水素ガスを混入させたりすることとして説明したが、水素ガスの代わりに酸素ガスを混合或いは混入させることとしても良い。酸素ガスを混入させる場合には、図１４で説明した水素混入ノズル６７，６８と同様の形状の酸素混入ノズルから酸素をプラズマ化したガスに混入させることができる。このように酸素を混入させることによって表面処理を行う基板４１表面の電極４４、半導体チップ４２表面のパッド４３、イニシャルボール１９、ワイヤ１８表面の有機物汚染の除去効果を向上させることができる。   In the present embodiment described above, a rare gas such as argon is used as a plasma source gas. However, nitrogen may be used as a plasma source gas instead of the rare gas. In addition, it has been described that hydrogen gas is mixed with a rare gas and then converted to plasma, or hydrogen gas is mixed into the plasmad rare gas from the hydrogen-mixing nozzles 67 and 68, but oxygen gas is used instead of hydrogen gas. It is good also as mixing or mixing. In the case of mixing oxygen gas, oxygen can be mixed into plasma gas from an oxygen mixing nozzle having the same shape as the hydrogen mixing nozzles 67 and 68 described in FIG. Thus, by mixing oxygen, it is possible to improve the effect of removing organic contamination on the electrode 44 on the surface of the substrate 41, the pad 43 on the surface of the semiconductor chip 42, the initial ball 19, and the surface of the wire 18.

また、各実施形態では、基板４１の電極４４にワイヤ１８をボンディングする場合について説明したが、本発明は、リードフレームのリードにワイヤ１８をボンディングする場合にも適用することができる。   Moreover, although each embodiment demonstrated the case where the wire 18 was bonded to the electrode 44 of the board | substrate 41, this invention is applicable also when bonding the wire 18 to the lead | read | reed of a lead frame.

本発明の実施形態のボンディング装置の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the bonding apparatus of embodiment of this invention. 本発明の実施形態のボンディング装置の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the bonding apparatus of embodiment of this invention. 本発明の実施形態のボンディング装置において、プラズマトーチの構成を示す説明図である。In the bonding apparatus of embodiment of this invention, it is explanatory drawing which shows the structure of a plasma torch. 本発明の実施形態のボンディング装置において、プラズマトーチでプラズマ化したガスを照射する状態を示す斜視図である。In the bonding apparatus of embodiment of this invention, it is a perspective view which shows the state which irradiates the gas plasmified with the plasma torch. 本発明の実施形態のボンディング装置において、イニシャルボールとパッドの表面処理を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the surface treatment of an initial ball and a pad in the bonding apparatus of embodiment of this invention. 本発明の実施形態のボンディング装置において、パッドへのボンディングを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the bonding to a pad in the bonding apparatus of embodiment of this invention. 本発明の実施形態のボンディング装置において、ワイヤ繰り出しを示す説明図である。In the bonding apparatus of embodiment of this invention, it is explanatory drawing which shows wire drawing | feeding-out. 本発明の実施形態のボンディング装置において、ワイヤルーピングを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows wire looping in the bonding apparatus of embodiment of this invention. 本発明の実施形態のボンディング装置において、電極へのボンディングを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the bonding to an electrode in the bonding apparatus of embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態のボンディング装置の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the bonding apparatus of other embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態のボンディング装置において、イニシャルボールとパッドの表面処理を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the surface treatment of an initial ball and a pad in the bonding apparatus of other embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態のボンディング装置において、電極へのボンディングを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the bonding to an electrode in the bonding apparatus of other embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態のボンディング装置の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the bonding apparatus of other embodiment of this invention. 本発明の実施形態のボンディング装置において、水素混入ノズルを備えるプラズマトーチの構成とプラズマ化したガスの照射を示す斜視図である。In the bonding apparatus of embodiment of this invention, it is a perspective view which shows the structure of the plasma torch provided with a hydrogen mixing nozzle, and irradiation of the gasified into plasma.

符号の説明Explanation of symbols

１０，１１０，１２０ ボンディング装置、１１ 架台、１２ チャンバ、１２ａ 上面板、１３ ボンディングステージ、１４ 搬送路、１４ｂ 開口、１４ｃ 溝、１４ｅ 溝型レール、１４ａ 上側覆い板、１４ｄ 下側覆い板、１５ ボンディングヘッド、１６ ボンディングアーム、１７ キャピラリ、１８ ワイヤ、１９ イニシャルボール、１９ａ 圧着ボール、２０ プラズマトーチ、２１ 先端部、２２ 外部電極、２３ ガス導入管、２４ ガス配管、２５ 電線、２６ 噴流、２８ 内部電極、２９ プラズマトーチ固定部、４１ 基板、４２ 半導体チップ、４３ パッド、４４ 電極、５１ 入口スロット、５２ 出口スロット、５３ 供給スタック、５４ 製品スタック、５５ キャピラリ用孔、５６ 取付アーム、５７ 移動板、５８ ＸＹステージ、５９ 四角筒状領域、６０ プラズマ用ガス供給部、６１ 混合ボックス、６２ アルゴンガスボンベ、６３ 水素ガスボンベ、６４，６５ 接続配管、６６ プラズマ用ガス供給管、６７，６８ 水素混入ノズル、７０ 高周波電力供給部、７１ 整合回路、７２ 高周波電源、７３ 高周波電力接続線、７４ 高周波電力出力線、８０ 制御部、９０ カバー、１００ ボンディング処理部。   10, 110, 120 Bonding device, 11 mount, 12 chamber, 12a top plate, 13 bonding stage, 14 transport path, 14b opening, 14c groove, 14e grooved rail, 14a upper cover plate, 14d lower cover plate, 15 bonding Head, 16 Bonding arm, 17 Capillary, 18 Wire, 19 Initial ball, 19a Crimp ball, 20 Plasma torch, 21 Tip, 22 External electrode, 23 Gas introduction pipe, 24 Gas pipe, 25 Electric wire, 26 Jet, 28 Internal electrode 29, plasma torch fixing part, 41 substrate, 42 semiconductor chip, 43 pad, 44 electrode, 51 inlet slot, 52 outlet slot, 53 supply stack, 54 product stack, 55 capillary hole, 56 mounting arm, 57 moving plate, 58XY stage, 59 square cylindrical region, 60 plasma gas supply unit, 61 mixing box, 62 argon gas cylinder, 63 hydrogen gas cylinder, 64, 65 connection pipe, 66 plasma gas supply pipe, 67, 68 hydrogen mixing nozzle, 70 high frequency Power supply unit, 71 matching circuit, 72 high frequency power source, 73 high frequency power connection line, 74 high frequency power output line, 80 control unit, 90 cover, 100 bonding processing unit.

Claims (14)

不活性ガス雰囲気中で、ボンディングツールに挿通したワイヤによってボンディング対象にボンディング処理を行うボンディング処理部と、
不活性ガス雰囲気中で、ボンディング処理中にボンディング対象と、ボンディングツール先端のイニシャルボールとワイヤのいずれか一方又は両方と、にプラズマ化したガスを照射して、ボンディング対象と、ボンディングツール先端のイニシャルボールとワイヤのいずれか一方又は両方と、の表面処理を行うプラズマトーチと、
を有することを特徴とするボンディング装置。 In an inert gas atmosphere, a bonding processing unit that performs a bonding process on a bonding target with a wire inserted into a bonding tool;
In an inert gas atmosphere, the bonding target and one or both of the initial ball and wire at the tip of the bonding tool are irradiated with plasma gas during the bonding process, and the bonding target and the initial of the bonding tool tip are irradiated. A plasma torch for surface treatment of either or both of a ball and a wire;
A bonding apparatus comprising: 請求項１に記載のボンディング装置であって、
プラズマトーチは、ボンディング対象のボンディング面に対して傾斜して配置され、ボンディング対象と、ボンディングツール先端のイニシャルボールとワイヤのいずれか一方又は両方と、に同時にプラズマを照射すること、
を特徴とするボンディング装置。 The bonding apparatus according to claim 1,
The plasma torch is arranged so as to be inclined with respect to the bonding surface to be bonded, and simultaneously irradiates the bonding target and either or both of the initial ball and the wire at the tip of the bonding tool,
A bonding apparatus characterized by the above. 請求項１又は２に記載のボンディング装置であって、
複数のプラズマトーチを備え、各プラズマトーチはボンディングツールの中心線の周りに周方向に等間隔となるよう配置されていること、
を特徴とするボンディング装置。 The bonding apparatus according to claim 1 or 2,
Provided with a plurality of plasma torches, each plasma torch is arranged at equal intervals around the center line of the bonding tool in the circumferential direction,
A bonding apparatus characterized by the above. 請求項１から３のいずれか１項に記載のボンディング装置であって、
内部を不活性ガス雰囲気に保持するチャンバを備え、
プラズマトーチは、チャンバに取付けられ、
ボンディング処理部は、チャンバ内でボンディング処理を行うこと、
を備えることを特徴とするボンディング装置。 The bonding apparatus according to any one of claims 1 to 3,
It has a chamber that keeps the interior in an inert gas atmosphere,
The plasma torch is attached to the chamber,
The bonding processing unit performs the bonding process in the chamber,
A bonding apparatus comprising: 請求項４に記載のボンディング装置であって、
チャンバは架台に取り付けられ、
ボンディング処理部は、ボンディング対象のボンディング面に沿った方向にボンディング対象を移動させるステージと、ボンディング対象に接離する方向にボンディングツールを移動させるボンディングヘッドとを含むこと、
を特徴とするボンディング装置。 The bonding apparatus according to claim 4,
The chamber is attached to the cradle,
The bonding processing unit includes a stage for moving the bonding target in a direction along the bonding surface of the bonding target, and a bonding head for moving the bonding tool in a direction contacting and separating from the bonding target;
A bonding apparatus characterized by the above. 請求項１から３のいずれか１項に記載のボンディング装置であって、
ボンディング対象のボンディング面に沿った方向にボンディングツールを移動させるボンディングヘッドに取り付けられ、ボンディング対象のボンディング面に沿ってボンディングツールと共に移動し、ボンディング対象との間に供給された不活性ガスを保持して不活性ガス領域を現出する移動板を備え、
プラズマトーチは、移動板に取付けられ、不活性ガス領域にあるボンディング対象と、不活性ガス領域にあるボンディングツール先端のイニシャルボールとワイヤのいずれか一方又は両方と、にプラズマ化したガスを照射し、
ボンディング処理部は、不活性ガス領域内でボンディング処理を行うこと、
を特徴とするボンディング装置。 The bonding apparatus according to any one of claims 1 to 3,
It is attached to the bonding head that moves the bonding tool in the direction along the bonding surface of the bonding target, moves with the bonding tool along the bonding surface of the bonding target, and holds the inert gas supplied to the bonding target. Equipped with a moving plate that reveals the inert gas region,
The plasma torch is attached to a moving plate and irradiates a bonding target in the inert gas region and / or one or both of the initial ball and wire at the tip of the bonding tool in the inert gas region with plasma. ,
The bonding process part performs the bonding process in the inert gas region,
A bonding apparatus characterized by the above. 請求項６に記載のボンディング装置であって、
ボンディング対象のボンディング面とボンディング面と反対側の面とを覆う覆い板を備え、
移動板はボンディング面側の覆い板に沿ってスライドすること、
を特徴とするボンディング装置。 The bonding apparatus according to claim 6,
With a cover plate that covers the bonding surface to be bonded and the surface opposite the bonding surface,
The moving plate slides along the cover plate on the bonding surface side,
A bonding apparatus characterized by the above. 請求項１から３のいずれか１項に記載のボンディング装置であって、
ボンディング装置を不活性ガス雰囲気に保持するカバーを備え、
プラズマトーチは、ボンディング対象のボンディング面に沿った方向にボンディングツールを移動させるボンディングヘッドに取付けられていること、
を特徴とするボンディング装置。 The bonding apparatus according to any one of claims 1 to 3,
With a cover that holds the bonding device in an inert gas atmosphere,
The plasma torch is attached to a bonding head that moves the bonding tool in a direction along the bonding surface to be bonded;
A bonding apparatus characterized by the above. 請求項１から７のいずれか１項に記載のボンディング装置であって、
プラズマ化したガスは、希ガスと水素との混合ガスをプラズマ化したものであること、
を特徴とするボンディング装置。 The bonding apparatus according to any one of claims 1 to 7,
The plasma gas is a gas mixture of rare gas and hydrogen,
A bonding apparatus characterized by the above. 請求項１から７のいずれか１項に記載のボンディング装置であって、
プラズマ化した希ガスに水素を混入する混入ノズルを備えること、
を特徴とするボンディング装置。 The bonding apparatus according to any one of claims 1 to 7,
Providing a mixing nozzle that mixes hydrogen into a noble gas that has been turned into plasma,
A bonding apparatus characterized by the above. ボンディングツールに挿通したワイヤによってボンディング対象にボンディング処理を行うボンディング方法であって、
不活性ガス雰囲気中で、プラズマトーチによってボンディング対象と、ボンディングツール先端のイニシャルボールとワイヤのいずれか一方又は両方と、にプラズマ化したガスを照射してボンディング対象と、ボンディングツール先端のイニシャルボールとワイヤのいずれか一方又は両方と、の表面処理を行いながらボンディング処理を行うこと、
を特徴とするボンディング方法。 A bonding method for performing a bonding process on a bonding target with a wire inserted into a bonding tool,
In an inert gas atmosphere, the object to be bonded by the plasma torch, one or both of the initial ball and wire at the tip of the bonding tool is irradiated with plasma gas, and the bonding target and the initial ball at the tip of the bonding tool are Performing a bonding process while performing a surface treatment with one or both of the wires,
A bonding method characterized by the above. 請求項１１に記載のボンディング方法であって、
プラズマトーチによって、ボンディング対象と、ボンディングツール先端のイニシャルボールとワイヤのいずれか一方又は両方と、に同時にプラズマ化したガスを照射すること、
を特徴とするボンディング方法。 The bonding method according to claim 11,
Irradiating the gas to be bonded to the object to be bonded and / or one or both of the initial ball and the wire at the tip of the bonding tool with a plasma torch,
A bonding method characterized by the above. 請求項１１から１２のいずれか１項に記載のボンディング方法であって、
希ガスと水素との混合ガスをプラズマ化すること、
を特徴とするボンディング方法。 The bonding method according to any one of claims 11 to 12,
Making a mixed gas of rare gas and hydrogen into plasma,
A bonding method characterized by the above. 請求項１１から１２のいずれか１項に記載のボンディング方法であって、
表面処理は、プラズマ化した希ガスに水素を混入して、ボンディング対象と、イニシャルボールとワイヤのいずれか一方又は両方と、に照射すること、
を特徴とするボンディング方法。 The bonding method according to any one of claims 11 to 12,
In the surface treatment, hydrogen is mixed into the plasmad rare gas and irradiated to the bonding target and one or both of the initial ball and the wire,
A bonding method characterized by the above.
JP2007317435A 2007-12-07 2007-12-07 Bonding apparatus and bonding method Expired - Fee Related JP4852521B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007317435A JP4852521B2 (en) 2007-12-07 2007-12-07 Bonding apparatus and bonding method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007317435A JP4852521B2 (en) 2007-12-07 2007-12-07 Bonding apparatus and bonding method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009141211A true JP2009141211A (en) 2009-06-25
JP4852521B2 JP4852521B2 (en) 2012-01-11

Family

ID=40871520

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007317435A Expired - Fee Related JP4852521B2 (en) 2007-12-07 2007-12-07 Bonding apparatus and bonding method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4852521B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013179367A (en) * 2013-06-17 2013-09-09 Shinkawa Ltd Wire bonding device
KR101527436B1 (en) * 2012-10-05 2015-06-10 한국기초과학지원연구원 Powder treating apparatus using electromagnetic plasma torch

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101771142B1 (en) 2012-10-05 2017-08-24 가부시키가이샤 신가와 Antioxidant gas blow-off unit

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61105850A (en) * 1984-10-30 1986-05-23 Mitsubishi Electric Corp Wire bonding method
JPS6355946A (en) * 1986-08-26 1988-03-10 Toshiba Seiki Kk Ball formation in wire bonder
JPH04196333A (en) * 1990-11-28 1992-07-16 Hitachi Ltd Method and device for solid-phase welding
JPH06132343A (en) * 1992-10-15 1994-05-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd Device and method for wire bonding
JPH06163624A (en) * 1992-11-27 1994-06-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd Wire bonding device
JP2006080099A (en) * 2002-09-26 2006-03-23 Toray Eng Co Ltd Bonding method and bonding device
JP2006086311A (en) * 2004-09-16 2006-03-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd Component mounting method and apparatus
JP2006332152A (en) * 2005-05-24 2006-12-07 Matsushita Electric Works Ltd Method of packaging semiconductor device
JP2007012909A (en) * 2005-06-30 2007-01-18 Shinkawa Ltd Bonding apparatus
JP2009141215A (en) * 2007-12-07 2009-06-25 Shinkawa Ltd Bonding apparatus and bonding method

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61105850A (en) * 1984-10-30 1986-05-23 Mitsubishi Electric Corp Wire bonding method
JPS6355946A (en) * 1986-08-26 1988-03-10 Toshiba Seiki Kk Ball formation in wire bonder
JPH04196333A (en) * 1990-11-28 1992-07-16 Hitachi Ltd Method and device for solid-phase welding
JPH06132343A (en) * 1992-10-15 1994-05-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd Device and method for wire bonding
JPH06163624A (en) * 1992-11-27 1994-06-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd Wire bonding device
JP2006080099A (en) * 2002-09-26 2006-03-23 Toray Eng Co Ltd Bonding method and bonding device
JP2006086311A (en) * 2004-09-16 2006-03-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd Component mounting method and apparatus
JP2006332152A (en) * 2005-05-24 2006-12-07 Matsushita Electric Works Ltd Method of packaging semiconductor device
JP2007012909A (en) * 2005-06-30 2007-01-18 Shinkawa Ltd Bonding apparatus
JP2009141215A (en) * 2007-12-07 2009-06-25 Shinkawa Ltd Bonding apparatus and bonding method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101527436B1 (en) * 2012-10-05 2015-06-10 한국기초과학지원연구원 Powder treating apparatus using electromagnetic plasma torch
JP2013179367A (en) * 2013-06-17 2013-09-09 Shinkawa Ltd Wire bonding device

Also Published As

Publication number Publication date
JP4852521B2 (en) 2012-01-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4369507B2 (en) Bonding apparatus and bonding method
JP4787104B2 (en) Bonding equipment
US7893383B2 (en) Bonding apparatus and method for cleaning tip of a bonding tool
JP4697066B2 (en) Electrode bonding method and component mounting apparatus
US8283593B2 (en) Wire cleaning guide
KR100787386B1 (en) Bonding device
KR101718340B1 (en) Wire bonding apparatus
JP4852521B2 (en) Bonding apparatus and bonding method
US5676856A (en) Electric discharge apparatus for cleaning electrode on workpiece and method thereof
KR100808505B1 (en) Bonding device
JP2010098179A (en) Device and method for non-contact carrying of wiring board, and method of manufacturing resinous wiring board
JP4228024B1 (en) Wire bonding apparatus and wire bonding method
JP2009105114A (en) Wire bonding device and ball forming method
JP2000117213A (en) Plasma washing method and device
CN114571140A (en) Cleaning unit, welding module and welding equipment
JP2001110839A (en) Bonding device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100114

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110915

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110927

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20111024

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4852521

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141028

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees