Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

JPH0732174B2 - Ultrasonic wire bonding method and device - Google Patents

Ultrasonic wire bonding method and device

Info

Publication number
JPH0732174B2
JPH0732174B2 JP60168544A JP16854485A JPH0732174B2 JP H0732174 B2 JPH0732174 B2 JP H0732174B2 JP 60168544 A JP60168544 A JP 60168544A JP 16854485 A JP16854485 A JP 16854485A JP H0732174 B2 JPH0732174 B2 JP H0732174B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ultrasonic
wire
output
state
ultrasonic wave
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP60168544A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS6231134A (en
Inventor
富雄 樫原
規真 青木
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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 Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP60168544A priority Critical patent/JPH0732174B2/en
Publication of JPS6231134A publication Critical patent/JPS6231134A/en
Publication of JPH0732174B2 publication Critical patent/JPH0732174B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01Means 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
    • H01L24/02Bonding areas ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/04Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L24/05Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01Means 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
    • H01L24/02Bonding areas ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/03Manufacturing methods
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/02Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/04042Bonding areas specifically adapted for wire connectors, e.g. wirebond pads
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/02Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/0554External layer
    • H01L2224/0555Shape
    • H01L2224/05556Shape in side view
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4807Shape of bonding interfaces, e.g. interlocking features
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481Disposition
    • H01L2224/48151Connecting 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
    • H01L2224/48221Connecting 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
    • H01L2224/48245Connecting 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 metallic
    • H01L2224/48247Connecting 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 metallic connecting the wire to a bond pad of the item
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/484Connecting portions
    • H01L2224/4845Details of ball bonds
    • H01L2224/48451Shape
    • H01L2224/48453Shape of the interface with the bonding area
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/484Connecting portions
    • H01L2224/48463Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/484Connecting portions
    • H01L2224/48463Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond
    • H01L2224/48465Connecting 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
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/78Apparatus for connecting with wire connectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/78Apparatus for connecting with wire connectors
    • H01L2224/7825Means for applying energy, e.g. heating means
    • H01L2224/783Means for applying energy, e.g. heating means by means of pressure
    • H01L2224/78301Capillary
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85Methods 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
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85Methods 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
    • H01L2224/8512Aligning
    • H01L2224/85148Aligning involving movement of a part of the bonding apparatus
    • H01L2224/85169Aligning 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
    • H01L2224/8518Translational movements
    • H01L2224/85181Translational movements connecting first on the semiconductor or solid-state body, i.e. on-chip, regular stitch
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85Methods 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
    • H01L2224/852Applying energy for connecting
    • H01L2224/85201Compression bonding
    • H01L2224/85205Ultrasonic bonding
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01015Phosphorus [P]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01082Lead [Pb]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/1015Shape
    • H01L2924/1016Shape being a cuboid
    • H01L2924/10162Shape being a cuboid with a square active surface

Landscapes

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

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、超音波ワイヤボンディング方法および装置に
関する。
The present invention relates to an ultrasonic wire bonding method and apparatus.

[従来の技術] 従来、例えばIC、LSI等の製造は、リードフレームのア
イランド部に半導体ペレットを装着し、次いで半導体ペ
レットの電極部とリードフレームのリード端子とをAu線
等のワイヤによりワイヤボンディングすることで行なっ
ている。ワイヤボンディングの行なわれたリードフレー
ムは、該ボンディング部分に対して樹脂封止が行なわ
れ、樹脂封止の行なわれたリードフレームは各チップご
とに切断し、分離される。この結果、複数の接続端子を
備えたチップ状のICまたはLSIが製造されることとな
る。
[Prior Art] Conventionally, for example, in the manufacture of ICs, LSIs, etc., a semiconductor pellet is mounted on an island portion of a lead frame, and then an electrode portion of the semiconductor pellet and a lead terminal of the lead frame are wire-bonded with a wire such as an Au wire. It does by doing. The lead frame subjected to wire bonding is resin-sealed at the bonding portion, and the resin-sealed lead frame is cut and separated for each chip. As a result, a chip-shaped IC or LSI having a plurality of connection terminals is manufactured.

電極部およびリード端子の間のワイヤボンディングに
は、例えば特公昭59-19463号に示す超音波ワイヤボンデ
ィング装置が用いられる。すなわち、超音波ワイヤボン
ディング装置を用いてのワイヤボンディングは、ボンデ
ィングツールに支持されるワイヤを、超音波発振手段よ
り出力される超音波により振動させ、振動されるワイヤ
の各端部をペレットの電極部とテーブル上に載置され前
記ペレットを装着するリードフレームのリード端子のそ
れぞれに押付けて圧着させるようにしている。これによ
り、電極部とリード端子の間をワイヤにより接続するよ
うにしている。
For wire bonding between the electrode portion and the lead terminal, for example, an ultrasonic wire bonding device shown in Japanese Patent Publication No. 59-19463 is used. That is, in wire bonding using an ultrasonic wire bonding apparatus, a wire supported by a bonding tool is vibrated by ultrasonic waves output from ultrasonic oscillating means, and each end of the vibrated wire is attached to a pellet electrode. And the lead terminals of the lead frame mounted on the table and on which the pellets are mounted, are pressed and crimped. Thereby, the electrode portion and the lead terminal are connected by the wire.

ところで、ワイヤの端部を電極部またはリード端子に対
してボンディングする際、該ワイヤの端部が確実に電極
部またはリード端子に圧着される必要がある。第8図
(A)〜(C)は、それぞれワイヤ端部のペレットの電
極部に対する圧着状態を示す断面図である。このうち、
第8図(A)は、ボンディングツールによる適切な圧着
力の付与により、ワイヤ10の端部が加熱テーブル11上の
リードフレームの載置されたペレット13の電極部14に確
実に圧着される状態である。これに対して、ボンディン
グツールにより、過大に圧着力が付与されると第8図
(B)に示すように、ワイヤ10の端部のツブレが過多と
なり、溶融される金属が電極部14以外の部分、例えば配
線パターン上に流出する恐れがある。さらに、ボンディ
ングツールによる圧着力の付与が不足すると、第8図
(C)に示すように、ワイヤ10の端部が、電極部14に対
して接合不良を生じる恐れがある。
By the way, when the ends of the wires are bonded to the electrodes or the lead terminals, the ends of the wires need to be securely crimped to the electrodes or the lead terminals. FIGS. 8 (A) to (C) are cross-sectional views showing a state in which the pellet of the wire end portion is crimped to the electrode portion. this house,
FIG. 8A shows a state in which the end portion of the wire 10 is securely crimped to the electrode portion 14 of the pellet 13 on which the lead frame is placed on the heating table 11 by applying an appropriate crimping force by the bonding tool. Is. On the other hand, if excessive bonding force is applied by the bonding tool, as shown in FIG. 8 (B), the wire 10 is excessively displaced, and the metal to be melted is other than the electrode part 14. There is a risk of leakage onto a portion, for example, the wiring pattern. Further, if the application of the crimping force by the bonding tool is insufficient, the end portion of the wire 10 may cause a bonding failure with the electrode portion 14 as shown in FIG. 8 (C).

第8図(C)に示すような接合不良状態が生じる場合と
して、加熱テーブル11に対するリードフレームの浮上り
がある。リードフレームの浮上りの原因としては、該リ
ードフレームの型抜きの際に生ずる曲がり、搬送途中で
生ずる曲がり等が考えられ、これらの曲がりにより、リ
ードフレームの全体が加熱テーブルより浮上る状態とな
る。すなわち、リードフレームに浮上りが生じると、ボ
ンディングツールにより加えられる圧着力がワイヤの端
部から電極部あるいはリード端子に対して確実に伝達さ
れなかったり、加熱テーブルからの熱伝導が悪くなり、
これによりワイヤ端部の接合不良が生ずることとなる。
この結果、ひどい場合には、ワイヤのはがれを起こし、
製品の歩留り低下、信頼性の低下につながることとな
る。
As a case where a defective joint state as shown in FIG. 8 (C) occurs, the lead frame floats above the heating table 11. The cause of floating of the lead frame is considered to be bending that occurs during die cutting of the lead frame, bending that occurs during transportation, etc., and the bending causes the entire lead frame to float above the heating table. . That is, when the lead frame floats, the crimping force applied by the bonding tool is not reliably transmitted from the end of the wire to the electrode part or the lead terminal, or the heat conduction from the heating table deteriorates.
As a result, defective joining of the wire ends will occur.
As a result, in severe cases, wire peeling occurs,
This will lead to lower product yield and lower reliability.

[発明が解決しようとする問題点] 上記のような不具合を解消するものとして、従来例えば
特開昭59-227134号に示すようにリードフレームを押え
板によりテーブル上に押え付け、これにより、リードフ
レームの浮上りを防止するものがある。
[Problems to be Solved by the Invention] In order to solve the above-mentioned problems, a lead frame is conventionally pressed onto a table by a pressing plate as shown in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 227134/1984, whereby the leads are There is something that prevents the frame from rising.

しかしながら、押え板の押え付けのみにより、リードフ
レームの浮上りを防止することは困難であり、これらリ
ードフレームの浮上りが生じるにもかかわらず、確実か
つ安定したワイヤ端部の圧着状態を確保する超音波ワイ
ヤボンディング方法および装置の開発が望まれている。
However, it is difficult to prevent the lead frame from floating only by pressing the pressing plate. Even if the lead frame floats, a reliable and stable crimping state of the wire end is secured. Development of an ultrasonic wire bonding method and apparatus is desired.

本発明は、リードフレームの浮上りが生じていたとして
も、ワイヤボンディングを確実かつ安定した状態で行な
うことを目的とする。
It is an object of the present invention to perform wire bonding in a reliable and stable state even if the lead frame floats.

[課題を解決するための手段] 請求項1記載の本発明は、超音波発振手段より出力され
る超音波により振動するボンディングツールを用い、ボ
ンディングツールに支持されるワイヤを、ペレットの電
極部とテーブル上に載置され前記ペレットを装着するリ
ードフレームをリード端子のそれぞれに押付けて圧着
し、該電極部とリード端子の間をワイヤにより接続する
超音波ワイヤボンディング方法において、テーブルに対
するリードフレームの浮上り状態を検出し、上記浮上り
状態に応じて、超音波発振手段による超音波の出力状態
を調整するようにしたものである。
[Means for Solving the Problem] The present invention according to claim 1 uses a bonding tool that vibrates by ultrasonic waves output from an ultrasonic wave oscillating means, and uses a wire supported by the bonding tool as an electrode portion of a pellet. In an ultrasonic wire bonding method in which a lead frame placed on a table and mounting the pellet is pressed against each of the lead terminals and crimped, and a wire is connected between the electrode portion and the lead terminal, the lead frame is floated to the table. The state of the ultrasonic wave is detected, and the output state of the ultrasonic wave by the ultrasonic wave oscillating means is adjusted according to the floating state.

請求項2に記載の本発明は、請求項1に記載の本発明に
おいて更に、前記超音波の出力状態が振幅であるように
したものである。
According to a second aspect of the present invention, in addition to the first aspect of the present invention, the output state of the ultrasonic wave is amplitude.

請求項3に記載の本発明は、請求項1に記載の本発明に
おいて更に、前記超音波の出力状態が出力時間であるよ
うにしたものである。
According to a third aspect of the present invention, in addition to the first aspect of the present invention, the output state of the ultrasonic waves is an output time.

請求項4に記載の本発明は、超音波発振手段より出力さ
れる超音波により振動するボンディングツールを用い、
ボンディングツールに支持されるワイヤを、ペレットの
電極部とテーブル上に載置され前記ペレットを装着する
リードフレームのリード端子のそれぞれに押付けて圧着
し、該電極部とリード端子の間をワイヤにより接続する
超音波ワイヤボンディング装置において、テーブルに対
するリードフレームに浮上り状態を検出する検出手段
と、検出手段が検出した上記浮上り状態に応じて、超音
波発振手段による超音波の出力状態を調整する超音波出
力調整手段とを有してなるようにしたものである。
The present invention according to claim 4 uses a bonding tool that vibrates by ultrasonic waves output from ultrasonic wave oscillating means,
The wire supported by the bonding tool is pressed against each of the electrode part of the pellet and the lead terminal of the lead frame mounted on the table and mounted with the pellet to be crimped, and the electrode part and the lead terminal are connected by the wire. In the ultrasonic wire bonding apparatus, the detecting means for detecting the floating state on the lead frame with respect to the table, and the ultrasonic wave adjusting means for adjusting the ultrasonic wave output state by the ultrasonic oscillating means according to the floating state detected by the detecting means. And a sound wave output adjusting means.

請求項5に記載の本発明は、請求項4に記載の本発明に
おいて更に、前記超音波出力調整手段が、振幅調整手段
であるようにしたものである。
According to a fifth aspect of the present invention, in addition to the fourth aspect of the present invention, the ultrasonic wave output adjusting means is an amplitude adjusting means.

請求項6に記載の本発明は、請求項4に記載の本発明の
おいて更に、前記超音波出力調整手段が、超音波の出力
時間調整手段であるようにしたものである。
According to a sixth aspect of the present invention, in addition to the fourth aspect of the present invention, the ultrasonic wave output adjusting means is an ultrasonic wave output time adjusting means.

[作用] 本発明によれば、テーブルに対するリードフレームの浮
上り状態に応じて、超音波の出力状態を調整するものと
なり、この超音波の出力調整によりワイヤの圧着を行な
うための最良の振動状態をボンディングツールに与える
ことが可能となる。これにより、リードフレームの浮上
りが生じていたとしても、ワイヤボンディングを確実か
つ安定した状態で行なうことが可能となる。
[Operation] According to the present invention, the output state of the ultrasonic wave is adjusted according to the floating state of the lead frame with respect to the table, and the optimum vibration state for crimping the wire by adjusting the output of the ultrasonic wave. Can be given to the bonding tool. As a result, even if the lead frame floats, wire bonding can be performed reliably and stably.

[実施例] 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。EXAMPLES Examples of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明の第1実施例に係る超音波ワイヤボンデ
ィング装置を示す断面図、第2図は超音波ワイヤボンデ
ィング装置により、ワイヤボンディングする状態を示す
斜視図、第3図は同平面図、第4図は第1図の要部回路
図、第5図(A)はボンディングツールとしてのキャピ
ラリの駆動変位状態を示す状態図、第5図(B)はボン
ディングが正常に行なわれている場合、第5図(C)は
キャピラリが無負荷状態の場合のそれぞれの電流波形を
示す波形図、第6図(A)、(B)は超音波出力調整手
段のうち振幅制御回路に基づき制御される各電流信号を
示す波形図、第7図(A)、(B)は超音波出力調整手
段のうち出力時間調整回路により調整される各電流信号
を示す波形図である。
FIG. 1 is a sectional view showing an ultrasonic wire bonding apparatus according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing a state of wire bonding by the ultrasonic wire bonding apparatus, and FIG. 3 is a plan view of the same. 4, FIG. 4 is a circuit diagram of a main part of FIG. 1, FIG. 5 (A) is a state diagram showing a driving displacement state of a capillary as a bonding tool, and FIG. 5 (B) shows normal bonding. In this case, FIG. 5 (C) is a waveform diagram showing respective current waveforms when the capillary is in an unloaded state, and FIGS. 6 (A) and 6 (B) are control based on the amplitude control circuit in the ultrasonic output adjusting means. FIG. 7A and FIG. 7B are waveform charts showing the respective current signals that are generated, and FIG. 7A and FIG. 7B are waveform charts showing the respective current signals that are adjusted by the output time adjusting circuit of the ultrasonic wave output adjusting means.

超音波ワイヤボンディング装置20は、加熱テーブル21の
上面に第2図に示すICリードフレーム22を順次供給し、
載置可能としている。載置されるICリードフレーム22
は、中心部分にアイランド部23を備えてなり、該アイラ
ンド部23には、略正方形状の半導体ペレット24が装着さ
れてなる。半導体ペレット24の周部には、複数の電極部
25が備えられ、一方ICリードフレーム22には、上記電極
部25と接続可能な複数のリード端子26が備えられる。
The ultrasonic wire bonding apparatus 20 sequentially supplies the IC lead frame 22 shown in FIG.
It can be placed. Mounted IC lead frame 22
Is provided with an island portion 23 in the central portion, and the island portion 23 is equipped with a substantially square semiconductor pellet 24. A plurality of electrode parts are provided around the semiconductor pellet 24.
On the other hand, the IC lead frame 22 is provided with a plurality of lead terminals 26 that can be connected to the electrode portions 25.

加熱テーブル21の内部にはヒータ27が収納され、該ヒー
タ27はテーブル21の上面を加熱するようにしている。こ
の結果、加熱テーブル21上のICリードフレーム22は、ヒ
ータ27により加熱されることとなり、複数の電極部25お
よびリード端子26も同様に加熱されることとなる。加熱
テーブル21上に載置されるICリードフレーム22は、第3
図に示す枠状の押え板28によりテーブル21の上面に押付
けられる状態となり、半導体ペレット24および各リード
端子26が枠状の押え板28の内部に配置される状態とな
る。
A heater 27 is housed inside the heating table 21, and the heater 27 heats the upper surface of the table 21. As a result, the IC lead frame 22 on the heating table 21 is heated by the heater 27, and the plurality of electrode portions 25 and the lead terminals 26 are also heated similarly. The IC lead frame 22 placed on the heating table 21 is the third
The frame-shaped holding plate 28 shown in the figure is pressed against the upper surface of the table 21, and the semiconductor pellets 24 and the lead terminals 26 are arranged inside the frame-shaped holding plate 28.

加熱テーブル21の上方には、ボンディング装置本体29が
配設され、該装置本体29は、XYテーブル30の駆動によ
り、XY方向に移動可能とされる。装置本体29は支持台31
を備えてなり、該支持台31には、ツールリフターアーム
32が配設される。ツールリフターアーム32は軸部33を中
心とし、リニアモータ34に駆動されて上下方向〔A方
向〕に揺動自在に支持されている。このリニアモータ34
は装置本体29に配設される電磁石35と上記ツールリフタ
ーアーム32の下面に下向きに取付けられ、上記電磁石35
のギャップ36の間を上下方向に揺動する可動輪37とから
構成されている。
A bonding apparatus body 29 is arranged above the heating table 21, and the apparatus body 29 is movable in the XY directions by driving the XY table 30. The device body 29 is a support base 31
The support base 31 includes a tool lifter arm.
32 are provided. The tool lifter arm 32 is driven by a linear motor 34 about a shaft 33, and is supported swingably in the vertical direction [direction A]. This linear motor 34
Is attached downward to the lower surface of the electromagnet 35 disposed in the apparatus main body 29 and the tool lifter arm 32, and the electromagnet 35
And a movable wheel 37 that swings up and down in the gap 36.

ツールリフターアーム32の下方には、ツールアーム38が
配設され、該ツールアーム(本実施例においてはホーン
として働く)38の先端部には、ボンディングツールとし
てのキャピラリ40が配設される。キャピラリ40は、スプ
ール41に巻回されれるAu線等からなるワイヤ42を挿通可
能とし、該ワイヤ42を先端部側に送り出すようにしてい
る。ツールアーム38の基端側は、アームホルダ43に保持
され、該アームホルダ43は、板ばね44を介してツールリ
フターアーム32の下部に取着される、これにより、ツー
ルアーム38もツールリフターアーム32の揺動に伴ない矢
示A方向に揺動可能とされる。
A tool arm 38 is provided below the tool lifter arm 32, and a capillary 40 as a bonding tool is provided at the tip of the tool arm (which functions as a horn in this embodiment) 38. The capillary 40 allows a wire 42 made of an Au wire or the like to be wound around the spool 41 to be inserted therethrough, and sends the wire 42 to the tip end side. The base end side of the tool arm 38 is held by an arm holder 43, and the arm holder 43 is attached to the lower part of the tool lifter arm 32 via a leaf spring 44. As a result, the tool arm 38 is also attached to the tool lifter arm. It is possible to swing in the direction of arrow A along with the swing of 32.

上記アームホルダ43はその一端が上方に延長され、その
上部には、初期張力調節装置45が設けられている。この
初期張力調節装置45は、張力機構46と調節機構47を備え
てなる。このうち、張力機構46は上記アームホルダ43と
これに対向するように上記ツールリフターアーム32上に
設けられたばね支柱48との間に設けられるばね49とで構
成される。一方、調節機構47は、アームホルダ43とばね
支柱48との間に配設される。この調節機構47は先端部が
球面状のねじ杆50を不図示のばねにより常時その球面状
の先端部を上記アームホルダ43の内側に当接させるとと
もにナット51を前後方向に移動させることによりツール
アーム38の初期張力を調節するようになっている。
One end of the arm holder 43 is extended upward, and an initial tension adjusting device 45 is provided on the upper part thereof. The initial tension adjusting device 45 includes a tension mechanism 46 and an adjusting mechanism 47. Of these, the tension mechanism 46 is composed of the arm holder 43 and a spring 49 provided between the arm support 43 and a spring support 48 provided on the tool lifter arm 32 so as to face the arm holder 43. On the other hand, the adjusting mechanism 47 is arranged between the arm holder 43 and the spring support column 48. This adjusting mechanism 47 is a tool in which a screw rod 50 having a spherical tip is always brought into contact with the inside of the arm holder 43 by a spring (not shown) and the nut 51 is moved in the front-rear direction. The initial tension of the arm 38 is adjusted.

ツールリフターアーム32の先端部には、ギャップセンサ
52がツールアーム38と対向する状態で配設される。ギャ
ップセンサ52は、ツールアーム38との間の間隔T1を常時
検出可能とし、ギャップ検出回路53は、間隔T1の変化を
検出可能としている。すなわち、ツールアーム38がA方
向に揺動され、例えばキャピラリ40の先端部と電極部25
またはリード端子26が接触すると間隔T1が小さく変化さ
れることとなる。このような間隔T1の変化は、ギャップ
検出回路53からボンダ制御手段54における中央処理装置
55(以下CPU55と称す)に出力される。
The gap sensor is attached to the tip of the tool lifter arm 32.
52 is disposed so as to face the tool arm 38. The gap sensor 52 can always detect the interval T1 with the tool arm 38, and the gap detection circuit 53 can detect a change in the interval T1. That is, the tool arm 38 is swung in the A direction, and, for example, the tip of the capillary 40 and the electrode portion 25
Alternatively, when the lead terminals 26 come into contact with each other, the interval T1 is changed to be small. Such a change in the interval T1 is caused by the central processing unit in the bonder control means 54 from the gap detection circuit 53.
It is output to 55 (hereinafter referred to as CPU55).

一方、軸部33を中心に矢示A方向に揺動されるツールリ
フターアーム32は、支持台31に配設されるエンコーダ56
によりその揺動角度θが常時検出可能とされる。エンコ
ーダ56にて検出される揺動角度θは、ツール揺動位置検
出回路57に出力される。ツール揺動位置検出回路57は、
ツールリフターアーム32の揺動角度θを常時CPU55に出
力可能としている。CPU55は、ギャップ検出回路53より
入力される間隔T1の変化、ツール揺動位置検出回路57よ
り入力されるツールリフターアーム32の揺動角度θに基
づき、モータドライバ58へ駆動制御信号を送信可能とし
ている。すなわち、CPU55は、所定の揺動量に基づく駆
動制御信号を送信することで、モータドライバ58の駆動
量を制御可能としている。リニアモータ34は、モータド
ライバ58の駆動に基づき作動され、この結果、ツールリ
フターアーム32が所定の位置に揺動されることとなる。
On the other hand, the tool lifter arm 32, which is swung in the direction of the arrow A around the shaft portion 33, has an encoder 56 mounted on the support base 31.
Thus, the swing angle θ can be always detected. The swing angle θ detected by the encoder 56 is output to the tool swing position detection circuit 57. The tool swing position detection circuit 57
The swing angle θ of the tool lifter arm 32 can always be output to the CPU 55. The CPU 55 is capable of transmitting a drive control signal to the motor driver 58 based on the change in the interval T1 input from the gap detection circuit 53 and the swing angle θ of the tool lifter arm 32 input from the tool swing position detection circuit 57. There is. That is, the CPU 55 can control the drive amount of the motor driver 58 by transmitting a drive control signal based on a predetermined swing amount. The linear motor 34 is operated based on the drive of the motor driver 58, and as a result, the tool lifter arm 32 is swung to a predetermined position.

先端にキャピラリ40を取着してなるツールアーム(ホー
ン)38には、振動子としてのトランスジューサ60によっ
て矢示Y方向に微振動が加えられ、トランスジューサ60
は、超音波発振器61より出力される駆動電流Pにより矢
示Y方向に超音波振動を起こすようにしている。超音波
発振器61は、ボンダ制御手段54におけるCPU55によりそ
の駆動が制御可能とされ、例えばCPU55より発信される
出力指令に基づき、60KHzの発振がスタートする。超音
波発振機61では60KHzの発振信号を電力増幅し、出力ト
ランス62を経て、トランスジューサ60を矢示方向に微発
振させる。出力トランス62の2次側には流れる電流を検
出するための抵抗70が介在されており、その両端の電圧
降下から電流検出を行なう。
The tool arm (horn) 38 having the capillary 40 attached to the tip thereof is slightly vibrated in the Y direction shown by the arrow by the transducer 60 as a vibrator.
Drives ultrasonic waves in the Y direction indicated by the arrow by the drive current P output from the ultrasonic oscillator 61. The drive of the ultrasonic oscillator 61 can be controlled by the CPU 55 in the bonder control means 54, and the oscillation of 60 KHz starts based on an output command transmitted from the CPU 55, for example. The ultrasonic oscillator 61 power-amplifies the oscillation signal of 60 KHz, and slightly oscillates the transducer 60 in the arrow direction through the output transformer 62. A resistor 70 for detecting a flowing current is interposed on the secondary side of the output transformer 62, and the current is detected from the voltage drop across the resistor 70.

なおツールアーム(ホーン)38およびキャピラリ40の発
振幅は上記電流とほぼ比例関係にあることは実験により
わかっている。
Experiments have shown that the oscillation amplitudes of the tool arm (horn) 38 and the capillary 40 are approximately proportional to the above current.

出力トランス62の2次側回路に流れる電流はモニタリン
グ回路65を介して、CPU55に帰還される。すなわち、電
流信号Qは、先ず第4図に示すモニタリング回路65に入
力され、ダイオード66で整流される。整流された電流信
号Qは、抵抗67、コンデンサ68を経てAD変換器69へ出力
される。AD変換器69へ出力される電流信号Qは、積分さ
れた状態とされる。さらにAD変換器69へ入力される電流
信号Qは、デジタル化された状態でCPU55に出力され
る。なお、モニタリング回路65中71はアースである。
The current flowing in the secondary side circuit of the output transformer 62 is fed back to the CPU 55 via the monitoring circuit 65. That is, the current signal Q is first input to the monitoring circuit 65 shown in FIG. 4 and rectified by the diode 66. The rectified current signal Q is output to the AD converter 69 via the resistor 67 and the capacitor 68. The current signal Q output to the AD converter 69 is in an integrated state. Further, the current signal Q input to the AD converter 69 is output to the CPU 55 in a digitized state. Incidentally, 71 in the monitoring circuit 65 is grounded.

上記超音波ワイヤボンディング装置20によるボンディン
グ作業は、先ずCPU55の指令に基づきXYテーブル駆動制
御部72を作動させ、XYテーブル30を所定量移動させる。
これにより、ツールアーム38の先端のキャピラリ40を対
応する電極部25の上方へ位置決めすることが可能とな
る。この状態で次にCPU55よりモータドライバ58に駆動
制御信号を出力する。これにより、リニアモータ34が駆
動され、ツールリフターアーム32およびツールアーム38
が下方へ揺動されることとなる。ツールアーム38の揺動
状態はツール揺動位置検出回路57からCPU55へフィード
バックされる状態となる。ツールアーム38の下方揺動に
より、キャピラリ40の先端部が電極部25に接触される。
この状態はギャップセンサ52で検出される。するとCPU5
5はモータドライバ58への駆動信号の送信を停止し、キ
ャピラリ40の先端部が電極部25に接触される状態で停止
することとなる。この際、キャピラリ40の揺動停止位置
は圧着調整手段73により予め設定される。この結果、揺
動停止されるキャピラリ40の先端部により、規定のボン
ディング荷重が電極部25に対して加えられることとな
る。すなわち、規定のボンディング荷重は、キャピラリ
40が電極部25に接触してからさらにツールリフターアー
ム32を揺動させ、ばね49の変形量を制御することにより
設定する。上記のようにして、キャピラリ40の先端部が
電極部25に接触されると、CPU55は、超音波発振器61に
対し出力指令を行なうこととなる。超音波発振器61は該
出力指令に基づき、予め超音波出力調整手段74により設
定された所定の振幅値に係る駆動電流Pを出力可能とし
ている。この結果、トランスジューサ60の超音波振動を
介してツールアーム38が矢示Y方向に微振動され、よっ
てキャピラリ40の先端部に保持されるワイヤ42も矢示Y
方向に微振動されることとなる。ワイヤ42が微振動され
ると、ばね49の張力を介し電極部25に圧着されるワイヤ
42の端部が摩擦される。さらにヒータ27の加熱力と組合
わされてワイヤ42の端部が溶融することとなる。これに
より、ワイヤ42の先端部が所定の電極部25に圧着される
こととなる。
In the bonding work by the ultrasonic wire bonding apparatus 20, first, the XY table drive control unit 72 is operated based on a command from the CPU 55 to move the XY table 30 by a predetermined amount.
This makes it possible to position the capillary 40 at the tip of the tool arm 38 above the corresponding electrode portion 25. In this state, the CPU 55 next outputs a drive control signal to the motor driver 58. As a result, the linear motor 34 is driven, and the tool lifter arm 32 and the tool arm 38 are driven.
Will be swung downward. The swing state of the tool arm 38 is fed back from the tool swing position detection circuit 57 to the CPU 55. The tip end of the capillary 40 is brought into contact with the electrode part 25 by the downward swing of the tool arm 38.
This state is detected by the gap sensor 52. Then CPU5
At 5, the transmission of the drive signal to the motor driver 58 is stopped, and the capillary 40 is stopped when the tip end portion of the capillary 40 is in contact with the electrode portion 25. At this time, the rocking stop position of the capillary 40 is preset by the pressure-bonding adjusting means 73. As a result, a prescribed bonding load is applied to the electrode portion 25 by the tip portion of the capillary 40 which is stopped to swing. That is, the specified bonding load is
This is set by further swinging the tool lifter arm 32 after the 40 comes into contact with the electrode portion 25 and controlling the deformation amount of the spring 49. When the tip portion of the capillary 40 is brought into contact with the electrode portion 25 as described above, the CPU 55 gives an output command to the ultrasonic oscillator 61. Based on the output command, the ultrasonic oscillator 61 can output the drive current P associated with the predetermined amplitude value set by the ultrasonic output adjusting means 74 in advance. As a result, the tool arm 38 is slightly vibrated in the Y direction indicated by the arrow through the ultrasonic vibration of the transducer 60, so that the wire 42 held at the tip of the capillary 40 is also indicated by the Y direction.
It will be slightly vibrated in the direction. When the wire 42 is slightly vibrated, the wire is crimped to the electrode portion 25 through the tension of the spring 49.
The ends of 42 are rubbed. Further, in combination with the heating power of the heater 27, the end of the wire 42 will be melted. As a result, the tip portion of the wire 42 is crimped to the predetermined electrode portion 25.

ワイヤ42の一端部が電極部25に圧着されると、CPU55の
指令により、超音波発振器61より出力されていた駆動電
流Pが停止される。これと同時にリニアモータ34の駆動
により、ツールリフターアーム32およびツールアーム38
が上方に揺動されることとなる。ツールアーム38が所定
の上方位置に揺動されるとCPU55は、XYテーブル駆動制
御部72を作動させ、XYテーブル30はXY方向に所定量移動
される。これにより、ツールアーム38の先端のキャピラ
リ40が対応するリード端子26の上方に位置決めされるこ
ととなる。この状態でCPU55の指令に基づき、再びリニ
アモータ34が作動され、ツールリフターアーム32および
ツールアーム38は下方へ揺動されることとなる。ツール
アーム38の揺動によりキャピラリ40の先端部がリード端
子26に接触されると、この状態がギャップ検出回路53か
らCPU55へ発信され、CPU55はリニアモータ34を停止する
ようにする。なお、キャピラリ40の揺動停止位置は、電
極部25におけるボンディングで説明したと同様、規定の
ボンディング荷重を加えることのできるように圧着調整
手段73により予め設定される。次いでCPU55は、超音波
発振器61に対し出力指令を行なうこととなる。超音波発
振器61は該出力指令に基づき、所定の振幅値に係る駆動
電流Pを出力可能としている。この結果、トランスジュ
ーサ60の超音波振動を介してツールアーム38が矢示Y方
向に微振動される。よってキャピラリ40に保持されるワ
イヤ42も矢示Y方向に微振動されることとなる。キャピ
ラリ40に保持されるワイヤ42が微振動されると、ばね49
の張力により、リード端子26に圧着するワイヤ42がリー
ド端子26との間で摩擦される状態となる。摩擦されるワ
イヤ42は、ヒータ27の加熱力と組合わされて溶融され、
これにより該ワイヤ42がリード端子26に圧着されること
となる。この状態でキャピラリ40に保持されるワイヤ42
が該圧着部分で切断され、ワイヤ42の一端部が電極部25
に、他端部がリード端子26にそれぞれ圧着されることと
なる。
When one end of the wire 42 is crimped onto the electrode portion 25, the drive current P output from the ultrasonic oscillator 61 is stopped in response to a command from the CPU 55. At the same time, by driving the linear motor 34, the tool lifter arm 32 and the tool arm 38 are
Will be swung upwards. When the tool arm 38 is swung to a predetermined upper position, the CPU 55 operates the XY table drive control unit 72, and the XY table 30 is moved in the XY direction by a predetermined amount. As a result, the capillary 40 at the tip of the tool arm 38 is positioned above the corresponding lead terminal 26. In this state, the linear motor 34 is operated again based on the command from the CPU 55, and the tool lifter arm 32 and the tool arm 38 are swung downward. When the tip of the capillary 40 comes into contact with the lead terminal 26 due to the swing of the tool arm 38, this state is transmitted from the gap detection circuit 53 to the CPU 55, and the CPU 55 stops the linear motor 34. The rocking stop position of the capillary 40 is preset by the pressure adjustment means 73 so that a prescribed bonding load can be applied, as described in the bonding in the electrode section 25. Next, the CPU 55 will issue an output command to the ultrasonic oscillator 61. The ultrasonic oscillator 61 can output the drive current P having a predetermined amplitude value based on the output command. As a result, the tool arm 38 is slightly vibrated in the Y direction shown by the arrow through the ultrasonic vibration of the transducer 60. Therefore, the wire 42 held by the capillary 40 is also slightly vibrated in the Y direction shown by the arrow. When the wire 42 held by the capillary 40 is slightly vibrated, the spring 49
The tension of the wire 42 causes the wire 42 crimped to the lead terminal 26 to be rubbed with the lead terminal 26. The wire 42 to be rubbed is melted in combination with the heating power of the heater 27,
As a result, the wire 42 is crimped to the lead terminal 26. The wire 42 held by the capillary 40 in this state
Is cut at the crimped portion, and one end of the wire 42 is
Then, the other end portions are crimped to the lead terminals 26, respectively.

このようにして、1つの電極部25と対応するリード端子
26がワイヤボンディングされると、CPU55の指令により
超音波発振器61より出力されていた駆動電流Pの出力が
停止され、これと同時にリニアモータ34の駆動により、
ツールリフターアーム32およびツールアーム38が所定の
上方位置に揺動されることとなる。
In this way, the lead terminal corresponding to one electrode portion 25
When 26 is wire-bonded, the output of the drive current P output from the ultrasonic oscillator 61 is stopped by the command of the CPU 55, and at the same time, the linear motor 34 is driven,
The tool lifter arm 32 and the tool arm 38 are swung to a predetermined upper position.

上記1サイクルのワイヤボンディングの過程をキャピラ
リ40の先端部の高低変位状態で表わすと第5図(A)に
示す図で表わされる。この図中で、キャピラリ40の先端
部がツールアーム38の下降駆動により電極部25に接触さ
れる時間領域がB1で、リード端子26に接触される時間領
域はB2でそれぞれ表わされる。また、各時間領域B1およ
びB2に対応する超音波の発振時間領域は、第5図(B)
におけるC1およびC2で表わされ、該領域においてボンデ
ィングが正常に行なわれている場合の電流信号Qの波形
は第5図(B)に示される。一方キャピラリ40がペレッ
ト24に接触していない状態、すなわち無負荷状態では第
5図(C)のような波形が得られる。両波形を比較して
みてわかることは、時間領域B1、およびB2のそれぞれ
で、第5図(B)に示される波形が第5図(C)に示さ
れる波形より減衰されており、また時間領域B1およびB2
以外においても、両波形の振幅R1、R2とそれぞれ対応す
る振幅S1、S2とがほぼ同じ値を示すことがある。これ
は、キャピラリ40により、ワイヤ42を電極部25またはリ
ード端子26に摩擦し、圧着する際、キャピラリ40の先端
に負荷(機械的拘束力)がかかり、ツールアーム(ホー
ン)38の共振状態が変化し、したがって電流、変位とも
小さくなるためである。
The process of wire bonding in one cycle described above is represented in the state of high and low displacement of the tip of the capillary 40 as shown in FIG. 5 (A). In this figure, the time region in which the tip end portion of the capillary 40 is brought into contact with the electrode portion 25 by the downward drive of the tool arm 38 is represented by B1, and the time region in which it is brought into contact with the lead terminal 26 is represented by B2. Also, the ultrasonic wave oscillation time region corresponding to each time region B1 and B2 is shown in FIG. 5 (B).
FIG. 5B shows the waveform of the current signal Q, which is represented by C1 and C2 in FIG. On the other hand, when the capillary 40 is not in contact with the pellet 24, that is, when there is no load, the waveform as shown in FIG. 5C is obtained. It can be seen by comparing the two waveforms that the waveform shown in FIG. 5 (B) is attenuated more than the waveform shown in FIG. 5 (C) in each of the time regions B1 and B2, and Areas B1 and B2
Even in other cases, the amplitudes R1 and R2 of both waveforms and the corresponding amplitudes S1 and S2 may show substantially the same value. This is because the capillary 40 rubs the wire 42 to the electrode portion 25 or the lead terminal 26 and applies pressure (mechanical restraining force) to the tip of the capillary 40 when crimping the wire 42, causing the tool arm (horn) 38 to resonate. This is because the current changes and therefore the current and displacement also decrease.

次に、ICリードフレーム22のうちのリード端子26の底部
または、電極部25下方のリードフレーム22の底部が第1
図Z部に示すように加熱テーブル21に対して浮上ってい
る場合について説明する。ICリードフレーム22に上記の
ような浮上がりが生じていると、ボンディングを行なう
際、上記のことからモニタリング回路65に第5図(C)
に示す無負荷波形に近い電流信号が入力されることとな
る。これは、ワイヤ42を電極部25およびリード端子26に
圧着を行なう際、ICリードフレーム22に上記浮き上りが
生じているためであり、圧着の際の負荷抵抗が小さいこ
とに起因する。すなわち、圧着の際に、駆動電流Pに基
づき出力される超音波振動エネルギーが、電極部25また
はリード端子26の負荷抵抗が小さいために減衰されない
状態となるためである。このため、このままの状態でワ
イヤボンディングが行なわれるとワイヤ42の圧着不良を
生じさせることとなる。
Next, the bottom of the lead terminal 26 of the IC lead frame 22 or the bottom of the lead frame 22 below the electrode portion 25 is the first.
Description will be given of a case where the surface is floating with respect to the heating table 21 as shown in the Z portion of FIG. If the IC lead frame 22 is lifted as described above, the bonding is performed by the monitoring circuit 65 shown in FIG.
A current signal close to the no-load waveform shown in is input. This is because when the wire 42 is crimped onto the electrode portion 25 and the lead terminal 26, the IC lead frame 22 is lifted up as described above, and the load resistance during crimping is small. That is, at the time of crimping, the ultrasonic vibration energy output based on the drive current P is not attenuated because the load resistance of the electrode portion 25 or the lead terminal 26 is small. Therefore, if the wire bonding is performed in this state, the wire 42 will be defectively crimped.

このようなことから、モニタリング回路65に入力される
電流信号Qの振幅が、キャピラリ40が無負荷状態の時の
振幅S1、S2と同じかまたはそれに近い一定値以上とされ
ると、CPU55がICリードフレーム22に浮上りが生じてい
るものと判断し、ボンダ制御手段54の超音波出力調整手
段74に制御信号Uが送信される。超音波出力調整手段74
は、入力される制御信号Uに基づき、キャピラリ40先端
による超音波の出力状態を調整する。この際、ICリード
フレーム22の加熱テーブル21に対する浮上り状態は、モ
ニタリング回路65に入力される電流信号Qのうち、振幅
値を検出することで行なわれ、検出は、時間領域B1およ
びB2のうちの最初の5msの時点で検出される。すなわ
ち、第6図(A)に示す電流信号Qの入力波形は、モニ
タリング回路65のダイオード66で整流され、さらに抵抗
67、コンデンサ68を経ることにより第6図(B)で示す
積分値で表わされることとなる。この積分値が一定のス
ライスレベルDを超えると、これらの状態がAD変換器69
を介してボンダ制御手段54のCPU55へ出力され、CPU55が
ICリードフレーム22の浮上り状態を検出することとな
る。このようにして、検出された浮上り状態は、CPU55
から超音波出力調整手段74へ出力される。超音波出力調
整手段74は、CPU55の指令に基づき超音波発振器61より
出力される駆動電流Pの振幅または出力時間を可変にす
ることにより、ツールアーム38およびキャピラリ40に付
与される超音波振動の振幅または振動時間を可変に調整
可能としている。
For this reason, when the amplitude of the current signal Q input to the monitoring circuit 65 is set to a value equal to or larger than the amplitude S1 and S2 when the capillary 40 is in the no-load state or a certain value close thereto, the CPU 55 causes the IC It is determined that the lead frame 22 is lifted, and the control signal U is transmitted to the ultrasonic output adjusting means 74 of the bonder controlling means 54. Ultrasonic output adjusting means 74
Adjusts the output state of ultrasonic waves by the tip of the capillary 40 based on the input control signal U. At this time, the floating state of the IC lead frame 22 with respect to the heating table 21 is performed by detecting the amplitude value in the current signal Q input to the monitoring circuit 65, and the detection is performed in the time regions B1 and B2. Is detected at the first 5ms of. That is, the input waveform of the current signal Q shown in FIG. 6 (A) is rectified by the diode 66 of the monitoring circuit 65 and
By passing through the condenser 67 and the condenser 68, the integral value shown in FIG. 6 (B) is obtained. When this integrated value exceeds a certain slice level D, these states are detected by the AD converter 69.
Is output to the CPU 55 of the bonder control means 54 via
The floating state of the IC lead frame 22 will be detected. In this way, the detected floating state is
Output to the ultrasonic output adjusting means 74. The ultrasonic output adjusting means 74 changes the amplitude or the output time of the drive current P output from the ultrasonic oscillator 61 based on the command of the CPU 55, thereby changing the ultrasonic vibration applied to the tool arm 38 and the capillary 40. The amplitude or vibration time can be adjusted variably.

駆動電流Pの振幅調整は、超音波出力調整手段74に内蔵
される振幅制御回路の作動により行なわれる。すなわ
ち、モニタリング回路65の積分値が第6図(B)に示す
ように一定のスライスレベルDを超えると、この状態を
CPU55が浮上り状態が発生しているものとして検出する
こととなる。するとCPU55は振幅制御回路に出力するこ
ととなり、該回路は、超音波発振器61より出力する駆動
電流Pの振幅を増幅調整可能としている。駆動電流Pに
振幅が調整されると、それに応じて電流信号Qの振幅も
第6図(A)に示すように調整される。したがって、出
力される駆動電流Pが増幅されると、キャピラリ40に加
えられる超音波振動エネルギーもその分増大されること
となり、この結果、該振動エネルギーの増大により、ワ
イヤ42と電極部25またはリード端子26との間で適正な摩
擦状態が得られることとなる。したがって、第1図のZ
部が示すように、たとえICリードフレーム22が加熱テー
ブル21に対して浮上る状態においても、キャピラリ40に
加えられる振動エネルギーの増大により安定したワイヤ
42の摩擦圧着状態が得られることとなる。
The amplitude of the drive current P is adjusted by the operation of the amplitude control circuit built in the ultrasonic output adjusting means 74. That is, when the integrated value of the monitoring circuit 65 exceeds a certain slice level D as shown in FIG.
The CPU 55 will detect that the floating state has occurred. Then, the CPU 55 outputs the amplitude to the amplitude control circuit, and the circuit can amplify and adjust the amplitude of the drive current P output from the ultrasonic oscillator 61. When the amplitude of the drive current P is adjusted, the amplitude of the current signal Q is adjusted accordingly as shown in FIG. 6 (A). Therefore, when the output drive current P is amplified, the ultrasonic vibration energy applied to the capillary 40 is also increased by that amount. As a result, the increase in the vibration energy causes the wire 42 and the electrode portion 25 or the lead to be increased. An appropriate frictional state can be obtained with the terminal 26. Therefore, Z in FIG.
As shown in the section, even when the IC lead frame 22 floats above the heating table 21, a stable wire is obtained due to an increase in vibration energy applied to the capillary 40.
Thus, 42 friction-bonded state is obtained.

一方、駆動電流Pの出力時間調整は、超音波出力調整手
段74に内蔵される出力時間調整回路の作動により行なわ
れる。すなわち、モニタリング回路65の積分値が第7図
(B)に示すように一定のスライスレベルDを超える
と、この状態をCPU55が浮上り状態が発生しているもの
として検出することとなる。するとCPU55は出力時間調
整回路に制御信号Uを出力することとなり、該回路は超
音波発振器61より出力する駆動電流Pの出力時間tを第
7図(A)に示すようにt1の状態からt2の状態に延長す
るようにしている。出力される駆動電流Pの出力時間t
が延長されると、それに対応してキャピラリ40の振動時
間tが延長され、通常のキャピラリ40の振動時間t1に比
べてワイヤ42と電極部25またはリード端子26との間で適
正な摩擦状態が得られることとなる。したがって、第1
図のZ部が示すように、たとえICリードフレーム22が加
熱テーブル21に対して浮上る状態においても、キャピラ
リ40の振動時間tが延長されるので安定したワイヤ42の
圧着状態が得られることとなる。
On the other hand, the output time of the drive current P is adjusted by the operation of the output time adjusting circuit incorporated in the ultrasonic wave output adjusting means 74. That is, when the integrated value of the monitoring circuit 65 exceeds a certain slice level D as shown in FIG. 7 (B), the CPU 55 detects this state as a floating state. Then, the CPU 55 outputs the control signal U to the output time adjusting circuit, and the circuit changes the output time t of the drive current P output from the ultrasonic oscillator 61 from the state of t1 to t2 as shown in FIG. 7 (A). I am trying to extend to the state of. Output time t of output drive current P
Is extended, the vibration time t of the capillary 40 is extended correspondingly, and an appropriate friction state between the wire 42 and the electrode portion 25 or the lead terminal 26 is compared with the normal vibration time t1 of the capillary 40. Will be obtained. Therefore, the first
As indicated by Z in the figure, even when the IC lead frame 22 floats above the heating table 21, the vibration time t of the capillary 40 is extended, so that a stable crimping state of the wire 42 can be obtained. Become.

なお、本実施例においては、超音波出力調整手段74に内
蔵される各回路のうち、振幅制御回路または出力時間調
整回路のいずれか一方を作動させ、電極部25またはリー
ド端子26に対するワイヤ42の安定した圧着状態を得るよ
うにしているが、上記振幅制御回路および出力時間調整
回路の両者を作動させ、さらに安定した圧着状態を得る
こととしてもよい。
In the present embodiment, of the circuits built in the ultrasonic output adjusting means 74, either the amplitude control circuit or the output time adjusting circuit is operated to operate the wire 42 for the electrode portion 25 or the lead terminal 26. Although a stable crimping state is obtained, it is also possible to operate both the amplitude control circuit and the output time adjusting circuit to obtain a more stable crimping state.

次に上記実施例の作用を説明する。Next, the operation of the above embodiment will be described.

上記実施例に係るワイヤボンディング装置20によれば、
ICリードフレーム22の加熱テーブル21に対する浮上り状
態が、モニタリング回路65に入力される電流信号Qの振
幅状態に基づき、CPU55にて検出されることとなる。こ
の結果、該CPU55による浮上り状態の検出に基づき、超
音波出力調整手段74が作動され、超音波発振器61より出
力される駆動電流Pの振幅、出力時間が可変に調整され
る。したがって、該調整により圧着を行なうための最良
の振幅状態をキャピラリ40に保持されるワイヤ42の部分
に与えることが可能となり、ワイヤボンディングを確実
かつ安定した状態で行なうことが可能となる。
According to the wire bonding apparatus 20 according to the above embodiment,
The floating state of the IC lead frame 22 with respect to the heating table 21 is detected by the CPU 55 based on the amplitude state of the current signal Q input to the monitoring circuit 65. As a result, based on the detection of the floating state by the CPU 55, the ultrasonic wave output adjusting means 74 is operated to variably adjust the amplitude and output time of the drive current P output from the ultrasonic wave oscillator 61. Therefore, the adjustment makes it possible to give the best amplitude state for crimping to the portion of the wire 42 held by the capillary 40, and wire bonding can be performed reliably and stably.

なお、上記実施例においては、ICリードフレーム22の浮
上り状態を検出する手段として、モニタリング回路65を
用いることとしているが、モニタリング回路65に変えて
赤外線センサ、ITV等のギャップ視認手段を用いること
としてもよい。
In the above embodiment, the monitoring circuit 65 is used as a means for detecting the floating state of the IC lead frame 22, but an infrared sensor, a gap visual recognition means such as an ITV, etc. is used instead of the monitoring circuit 65. May be

[発明の効果] 本発明によれば、リードフレームの浮上りが生じていた
としても、ワイヤボンディングを確実かつ安定した状態
で行なうことができる。
[Effect of the Invention] According to the present invention, wire bonding can be performed in a reliable and stable state even if the lead frame is lifted.

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

第1図は本発明の第1実施例に係る超音波ワイヤボンデ
ィング装置を示す断面図、第2図は超音波ワイヤボンデ
ィング装置により、ワイヤボンディングする状態を示す
斜視図、第3図は同平面図、第4図は第1図の要部回路
図、第5図(A)はボンディングツールとしてのキャピ
ラリの駆動変位状態を示す状態図、第5図(B)はボン
ディングが正常に行なわれている場合、第5図(C)は
キャピラリが無負荷状態の場合のそれぞれにおける電流
波形を示す波形図、第6図(A)、(B)は超音波出力
調整手段のうち振幅制御回路に基づき制御される各電流
信号を示す波形図、第7図(A)、(B)は超音波出力
調整手段のうち出力時間調整回路により調整される各電
流信号を示す波形図、第8図(A)、(B)、(C)
は、それぞれワイヤ端部の電極部に対する圧着状態を示
す断面図である。 20…ワイヤボンディング装置、21…加熱テーブル、22…
ICリードフレーム、24…半導体ペレット、25…電極部、
26…リード端子、38…ツールアーム、40…キャピラリ
〔ボンディングツール〕、42…ワイヤ、54…ボンダ制御
手段、55…CPU、61…超音波発振器、65…モニタリング
回路、74…超音波出力調整手段。
FIG. 1 is a sectional view showing an ultrasonic wire bonding apparatus according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing a state of wire bonding by the ultrasonic wire bonding apparatus, and FIG. 3 is a plan view of the same. 4, FIG. 4 is a circuit diagram of a main part of FIG. 1, FIG. 5 (A) is a state diagram showing a driving displacement state of a capillary as a bonding tool, and FIG. 5 (B) shows normal bonding. In this case, FIG. 5 (C) is a waveform diagram showing current waveforms when the capillary is in an unloaded state, and FIGS. 6 (A) and 6 (B) are control based on the amplitude control circuit of the ultrasonic output adjusting means. 7 (A) and 7 (B) are waveform diagrams showing respective current signals to be generated, and FIG. 8 (A) is a waveform diagram showing each current signal adjusted by the output time adjusting circuit in the ultrasonic output adjusting means. , (B), (C)
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a crimped state of the wire end portions to the electrode portions. 20 ... Wire bonding equipment, 21 ... Heating table, 22 ...
IC lead frame, 24 ... Semiconductor pellet, 25 ... Electrode part,
26 ... Lead terminal, 38 ... Tool arm, 40 ... Capillary [bonding tool], 42 ... Wire, 54 ... Bonder control means, 55 ... CPU, 61 ... Ultrasonic oscillator, 65 ... Monitoring circuit, 74 ... Ultrasonic output adjusting means .

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】超音波発振手段より出力される超音波によ
り振動するボンディングツールを用い、ボンディングツ
ールに支持されるワイヤを、ペレットの電極部とテーブ
ル上に載置され前記ペレットを装着するリードフレーム
のリード端子のそれぞれに押付けて圧着し、該電極部と
リード端子の間をワイヤにより接続する超音波ワイヤボ
ンディング方法において、 テーブルに対するリードフレームの浮上り状態を検出
し、 上記浮上り状態に応じて、超音波発振手段による超音波
の出力状態を調整することを特徴とする超音波ワイヤボ
ンディング方法。
1. A lead frame in which a wire supported by the bonding tool is placed on an electrode portion of a pellet and a table and the pellet is mounted by using a bonding tool vibrated by an ultrasonic wave output from an ultrasonic wave oscillating means. In the ultrasonic wire bonding method of pressing and crimping each of the lead terminals, and connecting the electrode portion and the lead terminal with a wire, the floating state of the lead frame with respect to the table is detected, and depending on the floating state, An ultrasonic wire bonding method characterized by adjusting an output state of ultrasonic waves by ultrasonic wave oscillating means.
【請求項2】前記超音波の出力状態が振幅である請求項
1記載の超音波ワイヤボンディング方法。
2. The ultrasonic wire bonding method according to claim 1, wherein the output state of the ultrasonic wave is amplitude.
【請求項3】前記超音波の出力状態が出力時間である請
求項1記載の超音波ワイヤボンディング方法。
3. The ultrasonic wire bonding method according to claim 1, wherein the output state of the ultrasonic wave is an output time.
【請求項4】超音波発振手段より出力される超音波によ
り振動するボンディングツールを用い、ボンディングツ
ールに支持されるワイヤを、ペレットの電極部とテーブ
ル上に載置され前記ペレットを装着するリードフレーム
のリード端子のそれぞれに押付けて圧着し、該電極部と
リード端子の間をワイヤにより接続する超音波ワイヤボ
ンディング装置において、 テーブルに対するリードフレームの浮上り状態を検出す
る検出手段と、 検出手段が検出した上記浮上り状態に応じて、超音波発
振手段による超音波の出力状態を調整する超音波出力調
整手段とを有してなることを特徴とする超音波ワイヤボ
ンディング装置。
4. A lead frame on which a wire supported by the bonding tool is mounted on a pellet electrode part and a table and the pellet is mounted by using a bonding tool vibrated by an ultrasonic wave output from an ultrasonic wave oscillating means. In the ultrasonic wire bonding apparatus in which each of the lead terminals is pressed and crimped, and the electrode portion and the lead terminal are connected by a wire, the detection means for detecting the floating state of the lead frame with respect to the table and the detection means An ultrasonic wire bonding apparatus comprising: an ultrasonic wave output adjusting means for adjusting an ultrasonic wave output state of the ultrasonic wave oscillating means according to the floating state.
【請求項5】前記超音波出力調整手段が、振幅調整手段
である請求項4記載の超音波ワイヤボンディング装置。
5. The ultrasonic wire bonding apparatus according to claim 4, wherein the ultrasonic output adjusting means is amplitude adjusting means.
【請求項6】前記超音波出力調整手段が、超音波の出力
時間調整手段である請求項4記載の超音波ワイヤボンデ
ィング装置。
6. The ultrasonic wire bonding apparatus according to claim 4, wherein the ultrasonic wave output adjusting means is an ultrasonic wave output time adjusting means.
JP60168544A 1985-08-01 1985-08-01 Ultrasonic wire bonding method and device Expired - Fee Related JPH0732174B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60168544A JPH0732174B2 (en) 1985-08-01 1985-08-01 Ultrasonic wire bonding method and device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60168544A JPH0732174B2 (en) 1985-08-01 1985-08-01 Ultrasonic wire bonding method and device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6231134A JPS6231134A (en) 1987-02-10
JPH0732174B2 true JPH0732174B2 (en) 1995-04-10

Family

ID=15869981

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60168544A Expired - Fee Related JPH0732174B2 (en) 1985-08-01 1985-08-01 Ultrasonic wire bonding method and device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0732174B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0777229B2 (en) * 1988-10-28 1995-08-16 株式会社新川 Ultrasonic wire bonding equipment
JP2879270B2 (en) * 1991-04-16 1999-04-05 株式会社新川 Bonding equipment
US5493775A (en) * 1994-01-21 1996-02-27 International Business Machines Corporation Pressure contact open-circuit detector
EP3570318A1 (en) * 2018-05-15 2019-11-20 Infineon Technologies AG Method for bonding an electrically conductive element to a bonding partner

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55105339A (en) * 1979-02-07 1980-08-12 Toshiba Corp Ultrasonic bonding method

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6231134A (en) 1987-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4546576B2 (en) Bump bonding determination apparatus and method, and semiconductor component manufacturing apparatus and method
JP3276421B2 (en) Control system
US8800843B2 (en) Bonding apparatus
WO2018110417A1 (en) Wire bonding device and wire bonding method
US5230458A (en) Interconnect formation utilizing real-time feedback
JP6715402B2 (en) Wire bonding method and wire bonding apparatus
US5494207A (en) Wire bonder transducer arrangement and method
US5607096A (en) Apparatus and method for ultrasonic bonding lead frames and bonding wires in semiconductor packaging applications
JPH0732174B2 (en) Ultrasonic wire bonding method and device
US7464851B2 (en) Wire bonding method and apparatus therefor
US20080093416A1 (en) Wire bonding and wire bonding method
US5626276A (en) Linkage drive mechanism for ultrasonic wirebonding
JPH0533534B2 (en)
JPH08181175A (en) Wire bonding method
JP2003258021A (en) Wire bonding device
US6079607A (en) Method for high frequency bonding
JPS63257238A (en) Wire bonding device
EP0655815B1 (en) an instrument for the electrical connection of integrated circuits
JP4337042B2 (en) Joining method
JP2725116B2 (en) Wire bonding apparatus and method
KR20210033909A (en) Wire bonding device and wire bonding method
JPS609664B2 (en) sonic wire bonder
JP2877771B2 (en) Wire bonding equipment
JPH0831886A (en) Wire bonding method and apparatus
JPH08203955A (en) Bonding equipment

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees