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JP2017216314A - Bonding device, bonding method and program - Google Patents

Bonding device, bonding method and program Download PDF

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JP2017216314A
JP2017216314A JP2016108103A JP2016108103A JP2017216314A JP 2017216314 A JP2017216314 A JP 2017216314A JP 2016108103 A JP2016108103 A JP 2016108103A JP 2016108103 A JP2016108103 A JP 2016108103A JP 2017216314 A JP2017216314 A JP 2017216314A
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air ball
wire
bonding
electrode
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泰元 富樫
Yasumoto TOGASHI
泰元 富樫
雄平 伊藤
Yuhei Ito
雄平 伊藤
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Shinkawa Ltd
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Shinkawa Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a bonding device capable of detecting an abnormal crush of a free air ball more accurately than a conventional configuration in which the abnormal crush of the free air ball is detected by using a load sensor, an abnormal crush discrimination method and a program for discriminating the abnormal crush.SOLUTION: A wire bonding device 1 comprises: an ultrasonic horn 31 including a vibrator 32 to which a drive voltage having a predetermined frequency is applied, thereby generating ultrasonic vibrations; a capillary 33 which is held in a tip of the ultrasonic horn 31 and to which the ultrasonic vibrations are applied, such that a free air ball B is crushed and bonded to electrodes 101 and 201; and discrimination means 53 for discriminating a crush state of the free air ball B based on a value of the drive voltage and a value of a drive current relative to the drive voltage when the capillary 33 crushes the free air ball B.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、ボンディング装置、ボンディング方法及びプログラムに関する。   The present invention relates to a bonding apparatus, a bonding method, and a program.

半導体装置の製造工程において、半導体チップの電極であるパッドとリードフレームの電極であるリードとの間を金属細線であるワイヤで接続するワイヤボンディング装置が多く用いられている。ワイヤボンディング装置は、駆動モータにより上下方向に揺動駆動されるボンディングアームと、ボンディングアームに取り付けられた超音波ホーンと、超音波ホーンの先端に取り付けられたキャピラリと、超音波ホーンに取り付けられた振動子とを備え、ボンディングアームを回転駆動させてキャピラリをパッドまたはリードに対して接離方向に移動させ、キャピラリ先端に形成されたフリーエアーボールをパッドに、ワイヤをリードに押しつけて圧着すると共に、振動子によって超音波ホーンを共振させ、キャピラリ先端に超音波振動を付与してボンディングを行うことが多い。   In a manufacturing process of a semiconductor device, a wire bonding apparatus that connects a pad that is an electrode of a semiconductor chip and a lead that is an electrode of a lead frame with a wire that is a thin metal wire is often used. The wire bonding apparatus is attached to an ultrasonic horn, a bonding arm driven to swing up and down by a drive motor, an ultrasonic horn attached to the bonding arm, a capillary attached to the tip of the ultrasonic horn A vibrator is driven to rotate the bonding arm to move the capillary in contact with and away from the pad or lead. The free air ball formed at the tip of the capillary is pressed against the pad and the wire is pressed against the lead to be crimped. In many cases, an ultrasonic horn is resonated by a vibrator and ultrasonic vibration is applied to the tip of the capillary for bonding.

ワイヤボンディング装置によってボンディングを行う場合、キャピラリに挿通されたワイヤの先端に形成されたフリーエアーボールはある速度をもってパッドに衝突した後に一定荷重でパッドに押圧されてパッドに圧着されて圧着ボールとなるが、衝突の影響で後の一定荷重での押圧期間においてもワイヤとキャピラリとが押し付け方向に振動し、この振動により押圧荷重が変動して圧着ボールの形状や圧着ボール径等がバラツキ、ボンディング不良を生じる場合がある。   When bonding is performed by a wire bonding apparatus, a free air ball formed at the tip of a wire inserted into a capillary collides with the pad at a certain speed, and then is pressed against the pad with a constant load to be pressed against the pad to become a pressure-bonded ball. However, the wire and capillary vibrate in the pressing direction even during the subsequent pressing period with a constant load due to the impact, and the pressing load fluctuates due to this vibration, resulting in variations in the shape and diameter of the pressed ball, bonding failure, etc. May occur.

そこで、ボンディングの際に荷重センサによってボンディングツールに加わるボンディング対象に接離方向の荷重を連続的に検出し、検出した荷重の最大値を衝撃荷重とし、衝撃荷重に基づいてボンディング良否の判定を行うことで圧着ボールの形状や圧着ボール径のバラツキによるフリーエアーボールの異常潰れを検出する方法が提案されている(引用文献1参照)   Therefore, the load sensor detects the load in the contact / separation direction continuously on the bonding target applied to the bonding tool by the load sensor, and determines the bonding quality based on the impact load with the detected maximum load value as the impact load. Thus, there has been proposed a method for detecting abnormal crushing of a free air ball due to variations in the shape of the pressure-bonded ball and the diameter of the pressure-bonded ball (see Reference 1).

特開2010−27699号公報JP 2010-27699 A

しかし、特許文献1の方法では、荷重センサが検出する荷重によって検出された荷重量によりフリーエアーボールの異常潰れを検出しているが、異常潰れ発生時にボンディングツールに加わる荷重量が正常時と大きく変わらない場合には異常潰れが検出できないという問題がある。さらに、荷重センサは、荷重により生じた歪量により荷重を検出しており、ボンディングツールと離れたフランジに設けられていることからも、荷重変動に対する応答性が悪いという問題がある。   However, in the method of Patent Document 1, abnormal crushing of the free air ball is detected based on the load amount detected by the load detected by the load sensor. However, the load amount applied to the bonding tool when the abnormal crushing occurs is larger than that in the normal state. If it does not change, there is a problem that abnormal collapse cannot be detected. Furthermore, since the load sensor detects the load based on the amount of strain caused by the load and is provided on the flange away from the bonding tool, there is a problem that the responsiveness to the load fluctuation is poor.

また、特許文献1の方法では、フリーエアーボールが電極に接触した際の衝撃荷重に基づいてフリーエアーボールの異常潰れを検出しているため、フリーエアーボールが電極に接触した後に異常潰れが発生した場合には、異常潰れを検出できないという問題があった。   In addition, in the method of Patent Document 1, abnormal crushing of the free air ball is detected based on the impact load when the free air ball contacts the electrode. Therefore, the abnormal crushing occurs after the free air ball contacts the electrode. In such a case, there is a problem that abnormal crushing cannot be detected.

そのため、本発明は、従来の荷重センサを用いてフリーエアーボールの異常潰れを検出する構成よりも、精度よくフリーエアーボールの異常潰れを検出できるボンディング装置、異常潰れ判定方法及び異常潰れを判定するプログラムを提供することを目的とする。   For this reason, the present invention provides a bonding apparatus, an abnormal collapse determination method, and an abnormal collapse determination that can detect an abnormal collapse of a free air ball with higher accuracy than a configuration that detects an abnormal collapse of a free air ball using a conventional load sensor. The purpose is to provide a program.

[1]先端にフリーエアーボールが形成されたワイヤをボンディングステージ上に載置されたチップ又は基板の電極に接合するワイヤボンディング装置であって、所定の周波数を有する駆動電圧が印加されることで超音波振動する振動子を有する超音波ホーンと、超音波ホーンの先端部で保持されて超音波振動が印加され、フリーエアーボールを押し潰して電極に接合するキャピラリと、キャピラリがフリーエアーボールを押し潰す際に駆動電圧の値及び駆動電圧に対する駆動電流の値に基づいて、フリーエアーボールの潰れ状態を判定する判定手段とを備える、ボンディング装置。 [1] A wire bonding apparatus for bonding a wire having a free air ball formed at the tip thereof to a chip or substrate electrode placed on a bonding stage by applying a driving voltage having a predetermined frequency. An ultrasonic horn having a vibrator that vibrates ultrasonically, a capillary that is held at the tip of the ultrasonic horn and applied with ultrasonic vibration, crushes the free air ball and joins the electrode, and the capillary A bonding apparatus comprising: a determination unit that determines a collapse state of a free air ball based on a value of a drive voltage and a value of a drive current with respect to the drive voltage when crushing.

[2]駆動電圧と駆動電流との位相差を算出する算出手段をさらに備え、判定手段は、位相差に基づいて、フリーエアーボールの潰れ状態を判定する[1]に記載のボンディング装置。 [2] The bonding apparatus according to [1], further including a calculation unit that calculates a phase difference between the drive voltage and the drive current, and the determination unit determines a collapsed state of the free air ball based on the phase difference.

[3]駆動電圧と駆動電流との位相差及び位相差の標準偏差を算出する算出手段をさらに備え、前記判定手段は、前記標準偏差に基づいて、フリーエアーボールの潰れ状態を判定する、[1]に記載のボンディング装置。 [3] A calculation unit that calculates a phase difference between the driving voltage and the driving current and a standard deviation of the phase difference is further provided, and the determination unit determines a collapsed state of the free air ball based on the standard deviation. 1].

[4]所定の周波数を有する駆動電圧が印加されることで超音波振動する振動子を有する超音波ホーンと、超音波ホーンの先端部で保持されて超音波振動が印加され、ワイヤの先端に形成されたフリーエアーボールを押し潰してボンディングステージ上に載置されたチップ又は基板の電極に接合するキャピラリとを備え、フリーエアーボールが形成されたワイヤを電極に接合するワイヤボンディング装置を用いたワイヤボンディング方法であって、キャピラリによってフリーエアーボールを押し潰し、ワイヤを電極に接合する工程と、ワイヤを電極に接合する際に振動子に印加される駆動電圧及び駆動電圧に対する駆動電流を計測し、駆動電圧及び駆動電流に基づいて、フリーエアーボールの潰れ状態を判定する工程とを備える、ボンディング方法。 [4] An ultrasonic horn having a vibrator that vibrates ultrasonically when a drive voltage having a predetermined frequency is applied, and ultrasonic vibration is applied to the tip of the wire held by the tip of the ultrasonic horn. And a capillary for crushing the formed free air ball to join the chip or substrate electrode placed on the bonding stage and joining the wire on which the free air ball is formed to the electrode. A wire bonding method in which a free air ball is crushed by a capillary and a wire is bonded to an electrode, and a driving voltage applied to the vibrator when the wire is bonded to the electrode and a driving current with respect to the driving voltage are measured. And a step of determining a collapse state of the free air ball based on the driving voltage and the driving current. Method.

[5]駆動電圧と駆動電流との位相差、及び位相差の標準偏差を算出する工程を更に備え、判定する工程は、標準偏差に基づいてフリーエアーボールの潰れ状態を判定する、[4]に記載のボンディング方法。 [5] The method further includes a step of calculating a phase difference between the driving voltage and the driving current and a standard deviation of the phase difference, and the step of determining determines a collapsed state of the free air ball based on the standard deviation. [4] The bonding method described in 1.

[6]コンピュータを、所定の周波数を有する駆動電圧が印加されることで超音波振動する振動子を有する超音波ホーンと、超音波ホーンの先端部で保持されて超音波振動が印加され、ワイヤの先端に形成されたフリーエアーボールを押し潰してボンディングステージ上に載置されたチップ又は基板の電極にボンディングするキャピラリと、前記超音波ホーンを高さ方向に駆動させる駆動モータとを備え、フリーエアーボールが形成されたワイヤを電極にボンディングするワイヤボンディング装置を制御する制御部として機能させるプログラムであって、制御部は、駆動モータを駆動させてキャピラリによってフリーエアーボールを押し潰し、ワイヤを電極にボンディングする駆動手段と、ワイヤをチップに接合する際に振動子に印加される駆動電圧及び駆動電圧に対する駆動電流を計測し、駆動電圧及び駆動電流に基づいて、フリーエアーボールの潰れ状態を判定する判定手段とを含む、プログラム。 [6] An ultrasonic horn having a vibrator that ultrasonically vibrates when a drive voltage having a predetermined frequency is applied thereto, and a ultrasonic vibration that is held by the tip of the ultrasonic horn and applied to the computer. A free air ball formed on the tip of the substrate and crushing the capillary on the chip or substrate electrode mounted on the bonding stage, and a drive motor for driving the ultrasonic horn in the height direction. A program that functions as a control unit for controlling a wire bonding apparatus that bonds a wire on which an air ball is formed to an electrode. The control unit drives a drive motor to crush the free air ball with a capillary, and the wire is electroded. The driving means for bonding to the vibrator and applied to the vibrator when bonding the wire to the chip The driving current for the dynamic voltage and the drive voltage is measured, on the basis of the drive voltage and the drive current, and a determination means for determining state collapse of free air ball program.

[7]駆動電圧と駆動電流との位相差、及び位相差の標準偏差を算出する算出手段を更に備え、判定手段は、標準偏差に基づいてフリーエアーボールの潰れ状態を判定する、[6]に記載のプログラム。 [7] A calculation unit that calculates a phase difference between the drive voltage and the drive current and a standard deviation of the phase difference is further provided, and the determination unit determines a collapse state of the free air ball based on the standard deviation. [6] The program described in.

本発明によれば、従来の荷重センサを用いてフリーエアーボールの異常潰れを検出する構成よりも、精度よくフリーエアーボールの異常潰れを検出できる   According to the present invention, the abnormal collapse of the free air ball can be detected with higher accuracy than the configuration of detecting the abnormal collapse of the free air ball using the conventional load sensor.

図1は、本発明の実施の形態におけるワイヤボンディング装置の要部を示す構成図及びブロック図である。FIG. 1 is a configuration diagram and a block diagram showing a main part of a wire bonding apparatus according to an embodiment of the present invention. 図2は、超音波ホーンの構造を示す上面図である。FIG. 2 is a top view showing the structure of the ultrasonic horn. 図3は、ボンディングステージ上の基板及びチップをウインドクランパで固定した状態を上面から示す模式図である。FIG. 3 is a schematic view showing a state in which the substrate and the chip on the bonding stage are fixed by the wind clamper from the upper surface. 図4は、ワイヤボンディング装置の動作の一例を示すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing an example of the operation of the wire bonding apparatus. 図5は、駆動電圧の値を示すグラフであり、(a)は、異常潰れが発生していない場合(正常時)の値、(b)は、異常潰れが発生した場合(異常時)の値である。FIG. 5 is a graph showing drive voltage values, where (a) is a value when no abnormal crushing occurs (normal time), and (b) is a value when abnormal crushing occurs (abnormal time). Value. 図6は、駆動電流の値を示す図であり、(a)は、正常時の値、(b)は、異常時の値である。6A and 6B are diagrams showing values of drive currents, where FIG. 6A is a value at normal time, and FIG. 6B is a value at abnormal time. 図7は、駆動電圧と駆動電流との位相差を示すグラフであり、(a)は、正常時の位相差、(b)は、異常時の位相差である。FIG. 7 is a graph showing the phase difference between the drive voltage and the drive current, where (a) shows the phase difference when normal and (b) shows the phase difference when abnormal. 図8は、駆動電圧の周波数の変動を示す図であり、(a)は、正常時の値、(b)は、異常時の値である。FIGS. 8A and 8B are diagrams showing fluctuations in the frequency of the drive voltage, in which FIG. 8A is a normal value and FIG. 8B is an abnormal value. 図9は、振動子のインピーダンスの変動を示す図であり、(a)は、正常時の値、(b)は、異常時の値である。FIG. 9 is a diagram showing fluctuations in the impedance of the vibrator, where (a) is a value at normal time and (b) is a value at abnormal time. 図10は、ボンディング後のチップ電極を上面視した模式図であり、(a)は、正常時、(b)は、異常時を示している。10A and 10B are schematic views of the chip electrode after bonding as viewed from above. FIG. 10A shows a normal state and FIG. 10B shows an abnormal state. 図11は、図10に示すチップ電極の断面図であり、(a)は、正常時を示すA−A線断面図であり、(b)は、異常時を示すB−B線断面図である。11 is a cross-sectional view of the chip electrode shown in FIG. 10, (a) is a cross-sectional view taken along line AA showing a normal time, and (b) is a cross-sectional view taken along line BB showing a normal time. is there.

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は、ワイヤボンディング装置の要部を示す構成図及びブロック図である。図2は、超音波ホーンの構造を示す上面図である。   Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram and a block diagram showing a main part of the wire bonding apparatus. FIG. 2 is a top view showing the structure of the ultrasonic horn.

ワイヤボンディング装置1は、XY方向に移動可能に設けられたXYテーブル21と、XYテーブル21上に配置された駆動モータ22と、駆動モータ22の駆動によりZ軸方向に移動するボンディングアーム30と、ボンディングアーム30に固定保持される超音波ホーン31と、ボンディング対象であるチップ100や基板200を吸着固定するボンディングステージ41と、ワイヤWとの間でスパークを発生させてワイヤWの先端にフリーエアーボールBを形成する電気トーチ23と、ボンディングステージ41上に設けられ、基板200を上面から固定するウインドクランパ42とを備える。ワイヤボンディング装置1は、ボンディングステージ41上に載置されたチップ100又は基板200に先端にフリーエアーボールBが形成されたワイヤWを接合する装置である。なお、基板200には、リードフレーム、プリント基板、シリコン基板等を含む。   The wire bonding apparatus 1 includes an XY table 21 movably provided in the XY direction, a drive motor 22 disposed on the XY table 21, a bonding arm 30 that moves in the Z-axis direction by driving of the drive motor 22, Free air is generated at the tip of the wire W by generating a spark between the ultrasonic horn 31 fixedly held on the bonding arm 30, the bonding stage 41 for adsorbing and fixing the chip 100 or the substrate 200 to be bonded, and the wire W. An electric torch 23 for forming the ball B and a wind clamper 42 which is provided on the bonding stage 41 and fixes the substrate 200 from above. The wire bonding apparatus 1 is an apparatus for bonding a wire W having a free air ball B formed at the tip thereof to a chip 100 or a substrate 200 placed on a bonding stage 41. The substrate 200 includes a lead frame, a printed circuit board, a silicon substrate, and the like.

さらに、ワイヤボンディング装置1は、CPU等で構成されたコンピュータ等であって、プログラムにしたがって装置の各部を制御する制御部50と、ハードディスクやメモリで構成され、プログラムや各種装置データ等が記憶される記憶部61と、後述する振動子32に印加される駆動電圧及び駆動電流等を測定する測定部62と、装置の各部に電力を供給する電源63とを備える。   Furthermore, the wire bonding apparatus 1 is a computer or the like configured by a CPU or the like, and includes a control unit 50 that controls each unit of the apparatus according to a program, a hard disk, and a memory, and stores programs, various apparatus data, and the like. A storage unit 61, a measurement unit 62 that measures a drive voltage and a drive current applied to the vibrator 32, which will be described later, and a power source 63 that supplies power to each unit of the apparatus.

ボンディングアーム30は、駆動モータ22の回転軸Oに回転自在に取り付けられ、駆動モータ22の駆動によりZ方向(上下方向)に移動する。ボンディングアーム30の回転軸Oはボンディングステージ41の上に吸着された基板200の表面、又は基板200に実装されたチップ100の表面と同一面上にある。   The bonding arm 30 is rotatably attached to the rotation axis O of the drive motor 22 and moves in the Z direction (up and down direction) by the drive of the drive motor 22. The rotation axis O of the bonding arm 30 is on the same plane as the surface of the substrate 200 adsorbed on the bonding stage 41 or the surface of the chip 100 mounted on the substrate 200.

超音波ホーン31は、図2に示すように、複数枚の圧電素子を重ね合わせた振動子32、キャピラリ33を保持する貫通穴35、及び超音波ホーン31の中間部から側方に突出するフランジ34を備える。超音波ホーン31は、フランジ34によってボンディングアーム30の先端部のフランジ取付面301にボルト302によって固定される。振動子32は、超音波ホーン31の中間部に設けられ、超音波ホーン31の側壁に囲まれた領域に格納されている。   As shown in FIG. 2, the ultrasonic horn 31 includes a vibrator 32 in which a plurality of piezoelectric elements are stacked, a through hole 35 that holds a capillary 33, and a flange that protrudes laterally from an intermediate portion of the ultrasonic horn 31. 34 is provided. The ultrasonic horn 31 is fixed to the flange mounting surface 301 at the tip of the bonding arm 30 by a bolt 34 by a flange 34. The vibrator 32 is provided in an intermediate portion of the ultrasonic horn 31 and is stored in a region surrounded by the side wall of the ultrasonic horn 31.

振動子32は、電源63から所定の周波数を有する駆動電圧が印加されることで超音波振動し、キャピラリ33に超音波振動を印加する。キャピラリ33は、振動子32から印加された超音波振動をフリーエアーボールBに伝達するとともに、駆動モータ22の駆動によるボンディングアーム30及び超音波ホーン31の下降動作にしたがってフリーエアーボールBをチップ100に荷重をかける。キャピラリ33は、荷重及び超音波によってフリーエアーボールBをチップ電極に接合する。振動子32に印加される駆動電圧は、例えば±30Vの範囲であり、その周波数は、例えば50kHz〜160kHzの範囲である。   The vibrator 32 ultrasonically vibrates when a drive voltage having a predetermined frequency is applied from the power supply 63, and applies ultrasonic vibrations to the capillary 33. The capillary 33 transmits the ultrasonic vibration applied from the vibrator 32 to the free air ball B, and also moves the free air ball B to the chip 100 according to the lowering operation of the bonding arm 30 and the ultrasonic horn 31 by the drive motor 22. Apply a load to The capillary 33 joins the free air ball B to the chip electrode by a load and ultrasonic waves. The drive voltage applied to the vibrator 32 is, for example, in the range of ± 30 V, and the frequency thereof is, for example, in the range of 50 kHz to 160 kHz.

制御部50は、駆動モータ22及びXYテーブル21の駆動を制御する駆動手段51と、測定部62から駆動電圧の電圧値及び駆動電流の電圧値を取得し、電圧値と電流値とから駆動電圧と駆動電流との位相差及び位相差の標準偏差を算出する算出手段52と、算出手段52が算出した標準偏差に基づいて、フリーエアーボールBの異常潰れが発生したか否かを判定する判定手段53とを有する。判定手段53の詳細については、後述する。なお、駆動手段51、算出手段52及び判定手段53は、ハードウェアにより各機能を実行するものであってもよい。   The control unit 50 acquires the voltage value of the drive voltage and the voltage value of the drive current from the drive unit 51 that controls the drive of the drive motor 22 and the XY table 21, and the measurement unit 62, and the drive voltage is obtained from the voltage value and the current value. And the calculation means 52 for calculating the phase difference between the driving current and the standard deviation of the phase difference, and the determination for determining whether or not the abnormal collapse of the free air ball B has occurred based on the standard deviation calculated by the calculation means 52 Means 53. Details of the determination unit 53 will be described later. Note that the drive unit 51, the calculation unit 52, and the determination unit 53 may execute each function by hardware.

超音波ホーン31は、駆動電圧の周波数に基づいて振動子32によって当該超音波ホーン31の長手方向に沿ったY方向に超音波振動をする。超音波ホーン31の超音波振動は、縦振動であり、縦振動とは、振動の伝わる方向と振幅の方向が同一方向の振動をいう。   The ultrasonic horn 31 performs ultrasonic vibration in the Y direction along the longitudinal direction of the ultrasonic horn 31 by the vibrator 32 based on the frequency of the drive voltage. The ultrasonic vibration of the ultrasonic horn 31 is longitudinal vibration, and the longitudinal vibration refers to vibration in which the direction of vibration and the direction of amplitude are the same.

図3は、ボンディングステージ41上の基板200及びチップ100をウインドクランパ42で固定した状態を上面から示す模式図であり、ワイヤWを接合した後のチップ100及び基板200を示している。ウインドクランパ42は、チップ電極101と基板電極201とをワイヤWで接続する際に、基板200に実装されたチップ100上面を開口421によって露出させるように、1つまたは複数のチップ100が実装された基板200をボンディングステージ41に押さえつけて固定する。ワイヤボンディング装置1は、開口421によって露出されたチップ電極101と、基板電極201とを接続する。   FIG. 3 is a schematic view showing a state in which the substrate 200 and the chip 100 on the bonding stage 41 are fixed by the wind clamper 42 from above, and shows the chip 100 and the substrate 200 after the wires W are bonded. The wind clamper 42 is mounted with one or a plurality of chips 100 so that the upper surface of the chip 100 mounted on the substrate 200 is exposed by the opening 421 when the chip electrode 101 and the substrate electrode 201 are connected by the wire W. The substrate 200 is pressed against the bonding stage 41 and fixed. The wire bonding apparatus 1 connects the chip electrode 101 exposed through the opening 421 and the substrate electrode 201.

ワイヤWは、一方がフリーエアーボールBを接合した第1の接合部W1によってチップ電極101に接合され、他方がフリーエアーボールBを形成せずにキャピラリ33でワイヤWを接合した第2の接合部W2に接合されて、それぞれの電極101、201間を接続している。なお、フリーエアーボールBを基板電極201に接合する、いわゆる逆ボンディングによりチップ電極101と基板電極201とをワイヤWで接続してもよい。   One of the wires W is bonded to the chip electrode 101 by the first bonding portion W1 where the free air ball B is bonded, and the other is bonded to the chip electrode 101 without forming the free air ball B, and the second bonding is performed. It joins to the part W2, and connects between each electrode 101,201. Note that the chip electrode 101 and the substrate electrode 201 may be connected by the wire W by so-called reverse bonding in which the free air ball B is bonded to the substrate electrode 201.

(ボンディング装置の動作)
次に、本発明のワイヤボンディング装置1の動作について詳細に説明する。図4は、ワイヤボンディング装置1の動作の一例を示すフローチャートである。
(Operation of bonding equipment)
Next, the operation of the wire bonding apparatus 1 of the present invention will be described in detail. FIG. 4 is a flowchart showing an example of the operation of the wire bonding apparatus 1.

ワイヤボンディング装置1は、図示しない基板搬送装置によりチップ100が実装された基板200がボンディングエリアに到達すると、ウインドクランパ42により基板200及びチップ100をボンディングステージ41に固定してチップ電極101と基板電極201とをワイヤWで接続するワイヤボンディングを開始する。   When the substrate 200 on which the chip 100 is mounted by a substrate transport device (not shown) reaches the bonding area, the wire bonding apparatus 1 fixes the substrate 200 and the chip 100 to the bonding stage 41 by the wind clamper 42 and fixes the chip electrode 101 and the substrate electrode. Wire bonding for connecting 201 to the wire 201 is started.

ワイヤボンディングを開始すると、ワイヤボンディング装置1は、図示しないワイヤスプールからワイヤWを繰り出し、電気トーチ23とワイヤWとの間でスパークを発生させてワイヤWの先端にフリーエアーボールBを形成する(ステップS1)。   When the wire bonding is started, the wire bonding apparatus 1 feeds the wire W from a wire spool (not shown), generates a spark between the electric torch 23 and the wire W, and forms a free air ball B at the tip of the wire W ( Step S1).

ワイヤWの先端にフリーエアーボールBを形成すると、制御部50の駆動手段51は、駆動モータ22を駆動させて超音波ホーン31及びキャピラリ33をZ方向に下降させ、フリーエアーボールBをチップ電極101に接触させる(ステップS2)。   When the free air ball B is formed at the tip of the wire W, the drive means 51 of the control unit 50 drives the drive motor 22 to lower the ultrasonic horn 31 and the capillary 33 in the Z direction, so that the free air ball B is moved to the tip electrode. 101 is contacted (step S2).

フリーエアーボールBをチップ電極101に接触させると、制御部50は、電源63を制御して振動子32に所定の周波数を有する駆動電圧を印加し、駆動電圧によって超音波ホーン31を超音波振動させる。これと同時に、駆動手段51は、キャピラリ33を更に下降させてチップ電極101に荷重をかけ、超音波及び荷重によりフリーエアーボールBをチップ電極101に接合する(ステップS3)。   When the free air ball B is brought into contact with the chip electrode 101, the control unit 50 controls the power source 63 to apply a driving voltage having a predetermined frequency to the vibrator 32, and the ultrasonic horn 31 is ultrasonically vibrated by the driving voltage. Let At the same time, the driving means 51 further lowers the capillary 33 to apply a load to the chip electrode 101, and joins the free air ball B to the chip electrode 101 by the ultrasonic wave and the load (step S3).

さらに、制御部50の算出手段52は、フリーエアーボールBを接合する期間内において駆動電圧の電圧値及び駆動電流の電流値を測定部62から取得し、取得した電圧値及び電流値を記憶部61に記憶する。チップ電極101への接合が終了した後、算出手段52は、フリーエアーボールBを接合する期間内において電圧値と電流値との位相差を演算し、位相差の標準偏差を算出する(ステップS4)。   Further, the calculation means 52 of the control unit 50 acquires the voltage value of the drive voltage and the current value of the drive current from the measurement unit 62 within the period of joining the free air ball B, and stores the acquired voltage value and current value in the storage unit. 61 is stored. After the joining to the chip electrode 101 is completed, the calculation means 52 calculates the phase difference between the voltage value and the current value within the period during which the free air ball B is joined, and calculates the standard deviation of the phase difference (step S4). ).

制御部50の判定手段53は、算出された標準偏差が予め定めた閾値を超えているか否かに基づいて、フリーエアーボールBの異常潰れが発生したか否かを判定する(ステップS5)。閾値は、例えば、2.5であり、標準偏差が閾値以上であれば、判定手段53は、フリーエアーボールBの異常潰れが発生したと判断する(S5:YES)。   The determination means 53 of the control unit 50 determines whether or not the abnormal collapse of the free air ball B has occurred based on whether or not the calculated standard deviation exceeds a predetermined threshold (step S5). The threshold value is 2.5, for example, and if the standard deviation is equal to or greater than the threshold value, the determination unit 53 determines that the abnormal collapse of the free air ball B has occurred (S5: YES).

フリーエアーボールBの異常潰れが発生したと判断すると、制御部50は、ワイヤボンディング装置1のボンディング動作を停止し、装置画面やブザー等によりユーザに異常潰れが発生したことを通知する(ステップS6)。なお、ワイヤボンディング装置1は、ボンディング動作を停止せずに、異常潰れが発生したチップ100及びボンディング箇所を記憶し、当該箇所を参照可能にする構成としてもよい。   If it is determined that the abnormal crushing of the free air ball B has occurred, the control unit 50 stops the bonding operation of the wire bonding apparatus 1 and notifies the user that the abnormal crushing has occurred via the apparatus screen, a buzzer, or the like (step S6). ). Note that the wire bonding apparatus 1 may be configured to store the chip 100 where the abnormal crush has occurred and the bonding location without stopping the bonding operation so that the location can be referred to.

異常潰れが発生していないと判断すると(S5:NO)、ワイヤボンディング装置1は、ワイヤWを基板電極201に接続してチップ電極101と基板電極201とをワイヤWで接続する。制御部50は、基板200に実装されたチップ100の全てについてワイヤを接続したか否かを判断し(ステップS7)、完了していないと判断すると当該チップ100の次の電極101又は次のチップ100の電極101にフリーエアーボールBを接合する(S7:NO)。制御部50は、全てのチップ100についてワイヤWを接続したと判断すると、当該基板200についてのボンディング処理を終了する(S7:YES)。   If it is determined that no abnormal collapse has occurred (S5: NO), the wire bonding apparatus 1 connects the wire W to the substrate electrode 201 and connects the chip electrode 101 and the substrate electrode 201 with the wire W. The control unit 50 determines whether or not the wires are connected to all the chips 100 mounted on the substrate 200 (step S7). If it is determined that the wiring is not completed, the control unit 50 determines whether the next electrode 101 or the next chip of the chip 100 is complete. Free air ball B is joined to 100 electrodes 101 (S7: NO). When determining that the wires W are connected to all the chips 100, the control unit 50 ends the bonding process for the substrate 200 (S7: YES).

(異常潰れの検出)
次に、フリーエアーボールBの異常潰れの検出について、詳細に説明する。図5は、駆動電圧の電圧値を示すグラフであり、(a)は、異常潰れが発生していない場合(正常時)の値、(b)は、異常潰れが発生した場合(異常時)の値である。図6は、駆動電流の電流値を示す図であり、(a)は、正常時の値、(b)は、異常時の値である。
(Detection of abnormal crushing)
Next, detection of abnormal crushing of the free air ball B will be described in detail. FIG. 5 is a graph showing the voltage value of the drive voltage, where (a) is a value when no abnormal crush occurs (normal time), and (b) is a case where an abnormal crush occurs (abnormal time). Is the value of 6A and 6B are diagrams showing the current value of the drive current, in which FIG. 6A is a normal value, and FIG. 6B is an abnormal value.

さらに、図7は、駆動電圧と駆動電流との位相差を示すグラフであり、(a)は、正常時の位相差、(b)は、異常時の位相差である。図8は、駆動電圧の周波数の変動を示す図であり、(a)は、正常時の値、(b)は、異常時の値である。図9は、振動子32のインピーダンスの変動を示す図であり、(a)は、正常時の値、(b)は、異常時の値である。   Further, FIG. 7 is a graph showing the phase difference between the drive voltage and the drive current, where (a) is the phase difference at the normal time, and (b) is the phase difference at the abnormal time. FIGS. 8A and 8B are diagrams showing fluctuations in the frequency of the drive voltage, in which FIG. 8A is a normal value and FIG. 8B is an abnormal value. FIG. 9 is a diagram showing fluctuations in the impedance of the vibrator 32, where (a) is a normal value and (b) is an abnormal value.

図10は、ボンディング後のチップ電極101を上面視した模式図であり、(a)は、正常時、(b)は、異常時を示している。図11は、図10に示すチップ電極101の断面図であり、(a)は、正常時を示すA−A線断面図であり、(b)は、異常時を示すB−B線断面図である。   10A and 10B are schematic views of the chip electrode 101 after bonding when viewed from the top. FIG. 10A shows a normal state and FIG. 10B shows an abnormal state. 11 is a cross-sectional view of the chip electrode 101 shown in FIG. 10, (a) is a cross-sectional view taken along line AA showing a normal state, and (b) is a cross-sectional view taken along line BB showing an abnormal state. It is.

図5及び図6に示すように、駆動電圧の値及び駆動電流の値は、正常時は、振動子32を振動させた立ち上がり時を除いて、ほぼ一定の値を示しているのに対し、異常潰れが発生した場合においては、立ち上がり後においても、大きく不規則に変動している。   As shown in FIGS. 5 and 6, the value of the drive voltage and the value of the drive current are substantially constant except for the rising time when the vibrator 32 is vibrated at the normal time. When abnormal crushing occurs, it fluctuates largely and irregularly even after rising.

また、図7に示すように、駆動電圧と駆動電流との位相差も、正常時は立ち上がり時を除いてほぼ0度(deg)であるのに対し、異常時は立ち上がり後も10度を超えて大きく変動している。さらに、図8に示すように、駆動電圧の周波数も異常時において、大きく変動し、図9に示すように、振動子32のインピーダンスも異常時において大きく変動している。なお、図7において、(a)に示す正常時の標準偏差は、0.16であり、(b)に示す異常時の標準偏差は、5.55である。   Further, as shown in FIG. 7, the phase difference between the drive voltage and the drive current is almost 0 degrees (deg) except for the rising time at the normal time, but exceeds 10 degrees after the rising at the abnormal time. Have fluctuated greatly. Further, as shown in FIG. 8, the frequency of the drive voltage also fluctuates greatly when abnormal, and as shown in FIG. 9, the impedance of the vibrator 32 also fluctuates greatly when abnormal. In FIG. 7, the standard deviation at normal time shown in (a) is 0.16, and the standard deviation at abnormal time shown in (b) is 5.55.

さらに、図10、図11に示すように、異常潰れが発生した場合は、正常時と比較して、フリーエアーボールBがチップ電極101に潰された潰れ面WAの面積が広く、かつ潰れ面の周縁が不均一である。さらに、異常時においては、正常時と比較して接合ボールの高さが低くなっている。   Furthermore, as shown in FIGS. 10 and 11, when abnormal crushing occurs, the area of the crushing surface WA where the free air ball B is crushed by the chip electrode 101 is large and the crushing surface is larger than in the normal case. The periphery of the is non-uniform. Further, the height of the bonded ball is lower in the abnormal time than in the normal time.

図5から図9に示すグラフ、及び図10、図11に示す模式図から検討すると、フリーエアーボールBをチップ電極101に接合するときに、異常時においては、正常時と比較してフリーエアーボールBがXY方向に広範囲に振動し、その振動も不規則であることが推測される。   Examining from the graphs shown in FIGS. 5 to 9 and the schematic diagrams shown in FIGS. 10 and 11, when the free air ball B is joined to the chip electrode 101, the free air is more abnormal than the normal. It is presumed that the ball B vibrates in a wide range in the XY directions, and the vibration is irregular.

図5から図9において、異常時に各値が変動するのは、以下のように推測される。すなわち、フリーエアーボールBが不規則に振動することにより、振動子32による超音波振動とは異なる不規則振動が振動子32に伝わる。不規則振動が振動子32の圧電素子に伝わり、圧電素子に圧力が加わることで起電力が発生する。この起電力により、振動子32のインピーダンスが図9に示すように変動することで、電圧値及び電流値、さらには、駆動電圧と駆動電流との位相差、周波数も変動する。   In FIG. 5 to FIG. 9, it is estimated as follows that each value fluctuates at the time of abnormality. In other words, when the free air ball B vibrates irregularly, irregular vibration different from the ultrasonic vibration caused by the vibrator 32 is transmitted to the vibrator 32. Irregular vibration is transmitted to the piezoelectric element of the vibrator 32, and an electromotive force is generated by applying pressure to the piezoelectric element. Due to this electromotive force, the impedance of the vibrator 32 fluctuates as shown in FIG. 9, so that the voltage value and current value, as well as the phase difference and frequency between the driving voltage and driving current also fluctuate.

フリーエアーボールBが正常時と比較してXY方向に広範囲に振動するのは、以下のように推測される。すなわち、基板200は、図3に示すように、チップ電極101及び基板電極201が露出するようにウインドクランパ42で固定されるが、ウインドクランパ42による固定が十分でなく、チップ100が傾いたり、基板200がボンディングステージ41から浮いたりすることがある。ウインドクランパ42によるチップ100及び基板200の固定が十分でない場合には、フリーエアーボールBをチップ電極101に押し潰すときの振動により、チップ100又は基板200がフリーエアーボールBともに振動する。または、チップ電極101に荷重が十分に加わらずフリーエアーボールBがチップ電極101の表面を滑りながら振動する。このとき、フリーエアーボールBは、チップ電極101からの反力が小さくなるために正常時よりも広範囲、不規則に振動することになる。   It is estimated as follows that the free air ball B vibrates in a wide range in the XY direction compared with the normal time. That is, as shown in FIG. 3, the substrate 200 is fixed by the wind clamper 42 so that the chip electrode 101 and the substrate electrode 201 are exposed, but the fixing by the wind clamper 42 is not sufficient, and the chip 100 is tilted, The substrate 200 may float from the bonding stage 41. When the chip 100 and the substrate 200 are not sufficiently fixed by the wind clamper 42, the chip 100 or the substrate 200 vibrates together with the free air ball B due to vibration when the free air ball B is crushed to the chip electrode 101. Alternatively, the free air ball B vibrates while sliding on the surface of the chip electrode 101 without a sufficient load being applied to the chip electrode 101. At this time, since the reaction force from the chip electrode 101 becomes small, the free air ball B oscillates irregularly over a wider range than normal.

さらに、チップの割れ、カケ等によるチップ100の不良やチップ100と基板200との接合不良がある場合にも、フリーエアーボールBの異常潰れが発生し得る。また、接合時の荷重によりチップ100が割れた場合等にも異常潰れが発生し得る。   Furthermore, abnormal crushing of the free air ball B can also occur when there is a defect in the chip 100 due to chip cracking, chipping, or the like, or a bonding defect between the chip 100 and the substrate 200. Also, abnormal crushing may occur when the chip 100 is cracked by a load at the time of joining.

フリーエアーボールBの異常潰れが発生した場合には、ワイヤWがチップ電極101に十分に接合していないため、後の樹脂封止工程等でワイヤWがチップ電極101から剥がれる可能性が高くなり当該チップ100を用いた半導体装置が不良となる。さらに、異常潰れが発生した場合には、潰れ面WAがチップ電極101からはみ出して他のチップ電極101等と接触することも考えられる。   If the free air ball B is abnormally crushed, the wire W is not sufficiently bonded to the chip electrode 101, so that the possibility that the wire W will be peeled off from the chip electrode 101 in a later resin sealing step or the like increases. A semiconductor device using the chip 100 becomes defective. Furthermore, when abnormal crushing occurs, the crushing surface WA may protrude from the chip electrode 101 and come into contact with another chip electrode 101 or the like.

(実施の形態の効果)
本実施の形態よれば、以下の効果を奏する。
(a)振動子32を駆動させる駆動電圧及び駆動電流に基づいてフリーエアーボールBの異常潰れを検出することにより、正常時と異常時とで押圧荷重が変化しない場合でもフリーエアーボールBの異常潰れを検出することができる。また、駆動電圧及び駆動電流に基づいてフリーエアーボールBの異常潰れを検出することにより荷重センサにより検出した荷重により異常潰れを検出する構成よりも、応答性のよい検出データを得ることができる。そのため、従来の荷重センサにより異常潰れを検出する構成よりも高精度にフリーエアーボールBの異常潰れを検出することが可能である。
(Effect of embodiment)
According to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(A) By detecting abnormal crushing of the free air ball B based on the driving voltage and driving current for driving the vibrator 32, the abnormality of the free air ball B even when the pressing load does not change between normal and abnormal Crushing can be detected. Also, detection data with better responsiveness can be obtained than the configuration in which abnormal crushing is detected by the load detected by the load sensor by detecting the abnormal crushing of the free air ball B based on the driving voltage and the driving current. Therefore, it is possible to detect abnormal crushing of the free air ball B with higher accuracy than a configuration in which abnormal crushing is detected by a conventional load sensor.

(b)振動子32を駆動させる駆動電圧及び駆動電流に基づいてフリーエアーボールBの異常潰れを検出することにより、チップ電極101にフリーエアーボールを接触させた後、超音波振動を印加させながらフリーエアーボールを接合する際の潰れ状態を評価することができる。そのため、従来の方法では検出できなかった超音波振動の影響による異常潰れを検出することが可能である。 (B) By detecting abnormal crushing of the free air ball B based on the driving voltage and driving current for driving the vibrator 32, the free air ball is brought into contact with the chip electrode 101 and then ultrasonic vibration is applied. The crushing state at the time of joining free air balls can be evaluated. Therefore, it is possible to detect abnormal crushing due to the influence of ultrasonic vibration that could not be detected by the conventional method.

(c)駆動電圧と駆動電流との位相差の標準偏差に基づいて接合後にフリーエアーボールBの異常潰れを検出することにより、押圧期間全体における振動状態、押圧状態について評価することができる。これにより、ノイズや立ち上がり時の影響による異常潰れの誤検出を抑制することができる。   (C) By detecting abnormal crushing of the free air ball B after joining based on the standard deviation of the phase difference between the driving voltage and the driving current, it is possible to evaluate the vibration state and the pressing state over the entire pressing period. Thereby, it is possible to suppress erroneous detection of abnormal crushing due to noise and the effect of rising.

(d)駆動電圧及び駆動電流に基づいてフリーエアーボールBの異常潰れを検出することにより、ソフトウェアの変更のみで荷重センサを用いない簡素な構成においてもフリーエアーボールBの異常検出をすることができる。   (D) By detecting the abnormal collapse of the free air ball B based on the drive voltage and drive current, it is possible to detect the abnormality of the free air ball B even in a simple configuration that does not use a load sensor only by changing the software. it can.

(e)ボンディング工程においてフリーエアーボールBの異常潰れを検出することができるので、異常潰れが発生したときにワイヤボンディング装置1を停止又は異常個所を記憶することができる。これにより、異常潰れが発生したチップ100を除外又は修理をすることができるので、半導体装置の歩留まりを向上させることができる。   (E) Since the abnormal collapse of the free air ball B can be detected in the bonding process, the wire bonding apparatus 1 can be stopped or the abnormal location can be stored when the abnormal collapse occurs. Thereby, since the chip | tip 100 in which abnormal crushing generate | occur | produced can be excluded or repaired, the yield of a semiconductor device can be improved.

(変形例)
実施の形態は、ワイヤボンディング装置1について説明したが、本発明は、チップ電極101と基板電極201とをワイヤWで接続するワイヤボンディング装置1に限らず、バンプのみをチップ電極101又は基板電極201に接合するバンプボンダ装置にも適応することができる。
(Modification)
Although the embodiment has been described with respect to the wire bonding apparatus 1, the present invention is not limited to the wire bonding apparatus 1 that connects the chip electrode 101 and the substrate electrode 201 with the wire W, and only the bumps are connected to the chip electrode 101 or the substrate electrode 201. The present invention can also be applied to a bump bonder device that is bonded to the substrate.

また、実施の形態において、判定手段53は、電圧値と電流値との差分の標準偏差に基づいて異常潰れを検出すると説明したが、電圧値と電流値との差分に限らず、電圧値及び電流値の数値や周波数の変動等によって異常潰れを検出してもよい。さらに、標準偏差に限らず、他の方法で電圧値及び電流値の差分等を評価してもよい。   In the embodiment, it has been described that the determination unit 53 detects abnormal crushing based on the standard deviation of the difference between the voltage value and the current value. However, the determination unit 53 is not limited to the difference between the voltage value and the current value. You may detect abnormal crushing by the numerical value of an electric current value, the fluctuation | variation of a frequency, etc. Furthermore, not only the standard deviation but also other methods may be used to evaluate the difference between the voltage value and the current value.

また、実施の形態において、判定手段53は、異常潰れが発生しているか否かについて判断していたが、異常潰れについて複数の段階の判断をしてもよいし、異常潰れについて評価値を算出する構成としてもよい。   In the embodiment, the determination unit 53 determines whether or not abnormal crushing has occurred. However, the determination unit 53 may determine a plurality of stages for the abnormal crushing and calculate an evaluation value for the abnormal crushing. It is good also as composition to do.

また、実施の形態では、荷重センサを有しないワイヤボンディング装置1について説明したが、勿論、荷重センサを有するワイヤボンディング装置に本発明を適用することができる。   Moreover, although the wire bonding apparatus 1 which does not have a load sensor was demonstrated in embodiment, of course, this invention is applicable to the wire bonding apparatus which has a load sensor.

1…ワイヤボンディング装置、21…XYテーブル、22…駆動モータ、23…電気トーチ、30…ボンディングアーム、31…超音波ホーン、32…振動子、33…キャピラリ、34…フランジ、301…、フランジ取り付け面、302…ボルト、41…ボンディングステージ、42…ウインドクランパ、50…制御部、51…制御手段、52…算出手段、53…判定手段、61…記憶部、62…測定部、63…電源、100…チップ、101…チップ電極、200…基板、201…基板電極、W…ワイヤ、W1…第1の接合部、W2…第2の接合部、WA…潰れ面、B…フリーエアーボール、O…回転軸   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Wire bonding apparatus, 21 ... XY table, 22 ... Drive motor, 23 ... Electric torch, 30 ... Bonding arm, 31 ... Ultrasonic horn, 32 ... Vibrator, 33 ... Capillary, 34 ... Flange, 301 ..., Flange attachment Surface ... 302 ... Bolt 41 ... Bonding stage 42 ... Wind clamper 50 ... Control unit 51 ... Control unit 52 ... Calculation unit 53 ... Determination unit 61 ... Storage unit 62 ... Measurement unit 63 ... Power source DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Chip, 101 ... Chip electrode, 200 ... Substrate, 201 ... Substrate electrode, W ... Wire, W1 ... First joint, W2 ... Second joint, WA ... Fracture surface, B ... Free air ball, O …Axis of rotation

Claims (7)

先端にフリーエアーボールが形成されたワイヤをボンディングステージ上に載置されたチップ又は基板の電極に接合するワイヤボンディング装置であって、
所定の周波数を有する駆動電圧が印加されることで超音波振動する振動子を有する超音波ホーンと、
前記超音波ホーンの先端部に保持されて前記超音波振動が印加され、前記フリーエアーボールを押し潰して前記電極に接合するキャピラリと、
前記キャピラリが前記フリーエアーボールを押し潰す際に前記駆動電圧の値又は前記駆動電圧に対する駆動電流の値に基づいて、前記フリーエアーボールの潰れ状態を判定する判定手段とを備える、
ボンディング装置。
A wire bonding apparatus for bonding a wire having a free air ball formed at a tip thereof to a chip or substrate electrode placed on a bonding stage,
An ultrasonic horn having a vibrator that vibrates ultrasonically when a drive voltage having a predetermined frequency is applied;
A capillary that is held at the tip of the ultrasonic horn and is applied with the ultrasonic vibration, crushing the free air ball and joining the electrode;
Determination means for determining a collapse state of the free air ball based on a value of the drive voltage or a drive current with respect to the drive voltage when the capillary crushes the free air ball,
Bonding equipment.
前記駆動電圧と前記駆動電流との位相差を算出する算出手段をさらに備え、
前記判定手段は、前記位相差に基づいて、前記フリーエアーボールの潰れ状態を判定する、
請求項1に記載のボンディング装置。
A calculation means for calculating a phase difference between the drive voltage and the drive current;
The determination means determines a collapse state of the free air ball based on the phase difference.
The bonding apparatus according to claim 1.
前記駆動電圧と前記駆動電流との位相差及び位相差の標準偏差を算出する算出手段をさらに備え、
前記判定手段は、前記標準偏差に基づいて、前記フリーエアーボールの潰れ状態を判定する、
請求項1に記載のボンディング装置。
A calculation means for calculating a phase difference between the drive voltage and the drive current and a standard deviation of the phase difference;
The determination means determines a collapsed state of the free air ball based on the standard deviation.
The bonding apparatus according to claim 1.
所定の周波数を有する駆動電圧が印加されることで超音波振動する振動子を有する超音波ホーンと、前記超音波ホーンの先端部に保持されて前記超音波振動が印加され、ワイヤの先端に形成されたフリーエアーボールを押し潰してボンディングステージ上に載置されたチップ又は基板の電極に接合するキャピラリとを備え、前記フリーエアーボールが形成された前記ワイヤを前記電極に接合するワイヤボンディング装置を用いたワイヤボンディング方法であって、
前記キャピラリによって前記フリーエアーボールを押し潰し、前記ワイヤを前記電極に接合する工程と、
前記ワイヤを前記電極に接合する際に前記振動子に印加される前記駆動電圧及び前記駆動電圧に対する駆動電流を計測し、前記駆動電圧又は前記駆動電流に基づいて、前記フリーエアーボールの潰れ状態を判定する工程とを備える、
ボンディング方法。
An ultrasonic horn having a vibrator that vibrates ultrasonically when a driving voltage having a predetermined frequency is applied, and the ultrasonic vibration is applied to the tip of the ultrasonic horn and formed at the tip of the wire. A wire bonding apparatus for joining the wire on which the free air ball is formed to the electrode, comprising a capillary for crushing the formed free air ball and joining the chip or substrate electrode mounted on the bonding stage. A wire bonding method used,
Crushing the free air ball by the capillary and bonding the wire to the electrode;
When the wire is bonded to the electrode, the driving voltage applied to the vibrator and the driving current with respect to the driving voltage are measured, and the collapse state of the free air ball is determined based on the driving voltage or the driving current. A step of determining,
Bonding method.
前記駆動電圧と前記駆動電流との位相差、及び前記位相差の標準偏差を算出する工程を更に備え、
前記判定する工程は、前記標準偏差に基づいて前記フリーエアーボールの潰れ状態を判定する、
請求項4に記載のボンディング方法。
A step of calculating a phase difference between the driving voltage and the driving current, and a standard deviation of the phase difference;
The step of determining determines a collapse state of the free air ball based on the standard deviation.
The bonding method according to claim 4.
コンピュータを、所定の周波数を有する駆動電圧が印加されることで超音波振動する振動子を有する超音波ホーンと、前記超音波ホーンの先端部で保持されて前記超音波振動が印加され、ワイヤの先端に形成されたフリーエアーボールを押し潰してボンディングステージ上に載置されたチップ又は基板の電極に接合するキャピラリと、前記超音波ホーンを高さ方向に駆動させる駆動モータとを備え、前記フリーエアーボールが形成された前記ワイヤを前記電極にボンディングするワイヤボンディング装置を制御する制御部として機能させるプログラムであって、
前記制御部は、前記駆動モータを駆動させて前記キャピラリによって前記フリーエアーボールを押し潰し、前記ワイヤを前記電極に接合する駆動手段と、
前記ワイヤを前記チップに接合する際に前記振動子に印加される前記駆動電圧及び前記駆動電圧に対する駆動電流を計測し、前記駆動電圧及び前記駆動電流に基づいて、前記フリーエアーボールの潰れ状態を判定する判定手段とを含む、
プログラム。
An ultrasonic horn having a vibrator that vibrates ultrasonically when a drive voltage having a predetermined frequency is applied to the computer, and the ultrasonic vibration is applied while being held at the tip of the ultrasonic horn, A capillary for crushing a free air ball formed at a tip to join a chip or substrate electrode placed on a bonding stage; and a drive motor for driving the ultrasonic horn in a height direction. A program for functioning as a control unit for controlling a wire bonding apparatus for bonding the wire on which an air ball is formed to the electrode,
The control unit drives the drive motor to crush the free air ball by the capillary, and a drive unit that joins the wire to the electrode;
When the wire is bonded to the chip, the driving voltage applied to the vibrator and the driving current with respect to the driving voltage are measured, and the collapse state of the free air ball is determined based on the driving voltage and the driving current. Determination means for determining,
program.
前記駆動電圧と前記駆動電流との位相差、及び前記位相差の標準偏差を算出する算出手段を更に備え、
前記判定手段は、前記標準偏差に基づいて前記フリーエアーボールの潰れ状態を判定する、
請求項6に記載のプログラム。
A phase difference between the drive voltage and the drive current, and a calculation means for calculating a standard deviation of the phase difference;
The determination means determines a collapse state of the free air ball based on the standard deviation.
The program according to claim 6.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2024195812A1 (en) * 2023-03-22 2024-09-26 株式会社新川 Wire bonding device and method for calibrating same

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