JP3519322B2 - Wire bonding apparatus and wire bonding method - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ワイヤーボンディ
ング装置およびワイヤーボンディング方法に関し、特
に、レーザ照射を利用したワイヤーボンディング装置お
よびワイヤーボンディング方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wire bonding apparatus and a wire bonding method, and more particularly to a wire bonding apparatus and a wire bonding method using laser irradiation.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来のワイヤーボンディング方法を図1
0,図11に示す。2. Description of the Related Art A conventional wire bonding method is shown in FIG.
0, shown in FIG.
【0003】図10は、ワイヤー材に金を使用した従来
のワイヤーボンディング方法の概略を示す斜視図であ
る。従来のボンディング方法では、図10に示すよう
に、超音波によりツールの円錐部に引き込まれた金ボー
ル1aを振動させながら、デバイスのパッド2上に上方
より加圧し、デバイス下部からは熱を与えることにより
金ボール1aとデバイスのパッド2とを接合させてい
る。FIG. 10 is a perspective view showing an outline of a conventional wire bonding method using gold as a wire material. In the conventional bonding method, as shown in FIG. 10, while vibrating the gold ball 1a drawn into the conical portion of the tool by ultrasonic waves, pressure is applied to the pad 2 of the device from above and heat is applied from the bottom of the device. Thus, the gold ball 1a and the pad 2 of the device are joined.
【0004】図11は、図10の従来のボンディング方
法のツール先端拡大部を示す断面図である。上述したよ
うに熱を加えることにより、チップ4とリードフレーム
アイランド部6を接合しているAgペースト5が熱によ
り再軟化し、ボンディング時に超音波によりチップが振
動してしまい、超音波が逃げてしまう。更にこのとき、
チップ4のサイズが小さいと、リードフレームアイラン
ド部6との接合面積が小さいため、超音波の逃げが顕著
となり、不着による不良が発生する。また、付着による
不良を防ぐために超音波のパワーや、上方からの加圧を
上げると、超音波によりパッド2上層部のAl層を破壊
してしまう不良であるAlハガレや、上方からの加圧に
よるパッドの更にその下層部にあるSi層を破壊してし
まう不良であるVクラックが発生する。また、従来のボ
ンディング工程で、エラーで設備が停止した場合、通常
より長い時間、リードフレームアイランド部が高温にさ
らされ、表面に酸化膜が生ずる場合がある。このような
場合、酸化膜によりアイランド部と封止樹脂との密着性
が悪くなり、この部分より樹脂ハガレが発生し、パッケ
ージの信頼性が低下する。FIG. 11 is a sectional view showing a tool tip enlarged portion of the conventional bonding method of FIG. By applying heat as described above, the Ag paste 5 that joins the chip 4 and the lead frame island portion 6 is re-softened by heat, and the chip vibrates by ultrasonic waves during bonding, and the ultrasonic waves escape. I will end up. Furthermore, at this time,
If the size of the chip 4 is small, the bonding area with the lead frame island portion 6 is small, so that the escape of ultrasonic waves becomes significant and a defect due to non-adhesion occurs. Further, if the power of ultrasonic waves or pressure from above is increased to prevent defects due to adhesion, Al peeling, which is a defect that destroys the Al layer in the upper layer portion of the pad 2 by ultrasonic waves, and pressure from above. V crack, which is a defect that destroys the Si layer in the lower layer of the pad, is generated. Further, in the conventional bonding process, when the equipment is stopped due to an error, the lead frame island portion may be exposed to high temperature for a longer time than usual, and an oxide film may be formed on the surface. In such a case, the oxide film deteriorates the adhesion between the island portion and the sealing resin, and resin peeling occurs from this portion, which lowers the reliability of the package.
【0005】また、特開昭63−078543号公報の
ワイヤーボンディング方法は、パッド部にレーザを照射
し加熱した後に金ボールをボンディングしている若しく
はボンディング中に対してのみレーザを照射し、パッド
部を加熱しているのみであり、金線若しくは金ボールに
はレーザが照射されない、レーザにより加熱されないこ
とを示している。Further, in the wire bonding method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 63-078543, a pad portion is irradiated with a laser and heated, and then a gold ball is bonded, or a laser is irradiated only during the bonding, and the pad portion is heated. Indicates that the gold wire or the gold ball is not irradiated with the laser, and is not heated by the laser.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
従来のボンディング方法では、図10,図11で説明し
たように、ボンディング工程での不良が発生するという
問題があった。As described above,
The conventional bonding method has a problem that a defect occurs in the bonding process, as described with reference to FIGS.
【0007】また、パッケージ自体の信頼性が低下する
という問題があった。There is also a problem that the reliability of the package itself is lowered.
【0008】このような問題点を解決するには、従来の
設備,方法では解決不可能であった。In order to solve such a problem, it is impossible to solve it by the conventional equipment and method.
【0009】そこで、本発明の目的は、上記問題を解決
するために、ボンディング工程での不良発生を防止する
ことにある。Therefore, an object of the present invention is to prevent the occurrence of defects in the bonding process in order to solve the above problems.
【0010】また、本発明の他の目的は、パッケージ自
体の信頼性を向上させることにある。Another object of the present invention is to improve the reliability of the package itself.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のワイヤーボンディング装置は、チップ上の
パッドおよびリードフレーム上のリードとワイヤーとの
接合に使用するボンディングツールと、ワイヤーの接合
界面にレーザを照射するレーザ照射器とを備え、チップ
上のパッドとリードフレーム上のリードとをワイヤーで
電気的に結線するワイヤーボンディング装置において、
接合界面がボンディング時に移動しても、接合界面が局
部的に加熱されるように、レーザ照射器のレーザの照射
位置および照射角度を制御する手段を備えたことを特徴
とする。In order to achieve the above object, a wire bonding apparatus of the present invention comprises a bonding tool used for bonding a pad on a chip and a lead on a lead frame to a wire, and the bonding of the wire.
In a wire bonding device that includes a laser irradiator that irradiates a laser on the interface, and electrically connects the pad on the chip and the lead on the lead frame with a wire,
Be moved during the bonding interface is bonded, the bonding interface is to be heated locally, characterized by comprising means for controlling the laser irradiation position and the irradiation angle of the laser irradiator.
【0012】また、照射位置および照射角度を制御する
手段は、ボンディングツールの高さ情報により制御する
のが好ましい。The means for controlling the irradiation position and the irradiation angle are preferably controlled by the height information of the bonding tool.
【0013】さらに、レーザ照射器は、ボンディングツ
ールを囲むように配置されるのが好ましい。Further, the laser irradiator is preferably arranged so as to surround the bonding tool.
【0014】また、本発明のワイヤーボンディング方法
は、チップ上のパッドおよびリードフレーム上のリード
とワイヤーとの接合に使用するボンディングツールと、
前記ワイヤーの接合界面にレーザを照射するレーザ照射
器とを用いて、チップ上のパッドとリードフレーム上の
リードとをワイヤーで電気的に結線するワイヤーボンデ
ィング方法において、前記接合界面がボンディング時に
移動しても、前記接合界面を局部的に加熱できるよう
に、前記レーザ照射器のレーザの照射位置および照射角
度を制御することを特徴とする。Further, the wire bonding method of the present invention comprises a bonding tool used for bonding a pad on a chip and a lead on a lead frame to a wire,
Laser irradiation for irradiating a laser on the bonding interface of the wire
With the vessels, the lead on the pad and the lead frame on the chip in the wire bonding method for electrically connecting a wire, even if the bonding interface moves during the bonding, can locally heat the bonding interface Thus, the irradiation position and the irradiation angle of the laser of the laser irradiator are controlled.
【0015】また、制御は、ボンディングツールの高さ
情報により制御するのが好ましい。Further, the control is preferably controlled by the height information of the bonding tool.
【0016】さらに、レーザを、ボンディングツールの
四方から照射するのが好ましい。Further, it is preferable to irradiate the laser from four sides of the bonding tool.
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】次に、図面を参照して本発明をワ
イヤー材に金を使用し、ワイヤーの先端にボールを形成
するボールボンディングに適用した実施例について詳細
に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the present invention is applied to ball bonding in which gold is used as a wire material and a ball is formed at the tip of the wire will be described in detail with reference to the drawings.
【0018】まず、図1〜図3を参照して、本発明のワ
イヤーボンディング装置の実施例について説明する。First, an embodiment of the wire bonding apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS.
【0019】図1は、本発明のワイヤーボンディング装
置の実施例の構成を示す概略図である。この図は、特
に、ワイヤーボンディング装置のボンドヘッド部分を示
す。この装置は、ボンディングツール11,超音波ホー
ンを支えボンディングツール11を上下させるボンディ
ングアーム13,ボンディングツール11を上下に駆動
するツール上下駆動装置14,超音波発生部15,超音
波ホーン12,ボンディングワイヤーを把持するワイヤ
ークランパ16,レーザ照射器21からなる。このう
ち、レーザ照射器21は、位置,角度がボンディングツ
ール11の高さ情報より制御され、ボンディングツール
11の先端方向にレーザ31が照射する向きに、ボンデ
ィングツール11を囲むように配置され、その数は1個
以上で構成される。FIG. 1 is a schematic diagram showing the construction of an embodiment of the wire bonding apparatus of the present invention. This figure particularly shows the bond head portion of a wire bonding apparatus. This apparatus includes a bonding tool 11, a bonding arm 13 that supports an ultrasonic horn and moves the bonding tool 11 up and down, a tool vertical drive device 14 that vertically moves the bonding tool 11, an ultrasonic wave generator 15, an ultrasonic horn 12, and a bonding wire. It is composed of a wire clamper 16 for gripping the laser and a laser irradiator 21. The position and angle of the laser irradiator 21 are controlled by the height information of the bonding tool 11, and the laser irradiator 21 is arranged so as to surround the bonding tool 11 in the direction in which the laser 31 irradiates the tip of the bonding tool 11. The number is composed of one or more.
【0020】図2,図3は、本発明のワイヤーボンディ
ング装置の実施例の動作を示す概略図である。図2は、
本発明のワイヤーボンディング装置の実施例におけるパ
ッドとワイヤーとの接合を示す拡大図であり、図3は、
ワイヤーとリードとの接合を示す拡大図である。2 and 3 are schematic views showing the operation of the embodiment of the wire bonding apparatus of the present invention. Figure 2
FIG. 4 is an enlarged view showing the bonding between the pad and the wire in the embodiment of the wire bonding apparatus of the present invention, and FIG.
It is an enlarged view showing joining of a wire and a lead.
【0021】まず、図2に示すように、ボンディングツ
ール11をパッドとワイヤーとを接合する場合は、レー
ザ照射器21からレーザ31をパッド2とボール1aと
の接合界面2aに照射し、接合界面2aを活性化させる
ことでボンディングワイヤー1と接合対象であるパッド
2とを接合させる。First, as shown in FIG. 2, when the bonding tool 11 bonds the pad and the wire, the laser irradiator 21 irradiates the laser 31 to the bonding interface 2a between the pad 2 and the ball 1a to bond the bonding interface. By activating 2a, the bonding wire 1 and the pad 2 which is the bonding target are bonded.
【0022】また、図3に示すように、ボンディングツ
ール11をワイヤーとリードとを接合する場合は、レー
ザ照射器21からレーザ31をリード3とボール1aと
の接合界面3aに照射し、接合界面3aを活性化させる
ことでボンディングワイヤー1とリード3とを接合させ
る。Further, as shown in FIG. 3, when bonding the wire and the lead with the bonding tool 11, a laser 31 is irradiated from the laser irradiator 21 to the bonding interface 3a between the lead 3 and the ball 1a to bond the bonding interface. The bonding wire 1 and the lead 3 are joined by activating 3a.
【0023】次に、図4〜図8を参照して、本発明のワ
イヤーボンディング方法の実施例について説明する。本
発明のワイヤーボンディング方法の実施例においては、
特に、チップ上の電極端子であるパッドと、リードフレ
ームの電極であるリードとを金線(ワイヤー)で接合す
る工程を含む。図4〜図6にパッド側接合方法を、図
7,図8にリード側接合方法を示す。Next, an embodiment of the wire bonding method of the present invention will be described with reference to FIGS. In the embodiment of the wire bonding method of the present invention,
Particularly, it includes a step of joining a pad, which is an electrode terminal on the chip, and a lead, which is an electrode of the lead frame, with a gold wire. 4 to 6 show a pad side joining method, and FIGS. 7 and 8 show a lead side joining method.
【0024】まず、図4〜図6を参照して、本発明のワ
イヤーボンディング方法の実施例におけるパッドとワイ
ヤーとの接続方法について説明する。図4は、パッドと
ワイヤーとの接続方法を示すフローチャートであり、図
5は、図4の(b),(c)におけるパッドとワイヤー
との接続方法の概略を示す斜視図であり、図6は、図4
の拡大図であり、図6(b),図6(c)は、それぞれ
図4(b),図4(c)の拡大図である。First, a method of connecting a pad and a wire in an embodiment of the wire bonding method of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 is a flowchart showing a method of connecting the pad and the wire, and FIG. 5 is a perspective view showing an outline of the method of connecting the pad and the wire in FIGS. 4B and 4C. Is shown in FIG.
6 (b) and 6 (c) are enlarged views of FIG. 4 (b) and FIG. 4 (c), respectively.
【0025】まず、図4を参照して、本発明のワイヤー
ボンディング方法におけるパッド側接合方法を工程順に
説明する。図4(a)にツールを降下させる工程を、図
4(b)に接触検出してボンディングを開始するまでの
工程を、図4(c)にボンディング工程を、図4(d)
にツールを上昇させる工程を示す。まず、図4(a)に
おいて、ワイヤー1先端に形成されたボール1aがボン
ディングツール11と共に降下し、それと連動してボー
ル1aの最下端にレーザ31が当たるようにレーザ照射
器21が位置,角度を調整する。次に、図4(b)にお
いて、ボール1aのボンディングパッド2との接触を感
知すると、ボール1aの最下端、即ちボール1aとボン
ディングパッド2との接触部(接合界面2a)に向かっ
てレーザ31が照射される。このレーザ31の照射によ
る熱エネルギーにより接合界面2aが活性化し、ボール
1aと、ボンディングパッド2との接合界面2aが接合
され易くなる。この後、図4(c)において、ボンディ
ングツール11に荷重をかけながら、超音波を印加する
ことで徐々にボンディングツール11の高さが下がり、
それに伴いボール1aがつぶれるとともに、ボール1a
とボンディングパッド2との接合界面は、図4(a),
(b)に示すとおりに移動する。このとき、ボンディン
グツール11の高さと連動して、レーザ照射器21の位
置,照射角度を制御し、レーザ31がボール1aとボン
ディングパッド2との接合境界2aに常に照射されるよ
うにする。ボール1aが接合に十分なツブレ径となった
ときにレーザ照射及び超音波の印加を停止し、図4
(d)に示すようにボンディングツール11を上昇し、
接合完了となる。First, with reference to FIG. 4, the pad side joining method in the wire bonding method of the present invention will be described in the order of steps. FIG. 4A shows a step of lowering the tool, FIG. 4B shows a step of detecting contact and starting bonding, FIG. 4C shows a bonding step, and FIG.
The process of raising the tool is shown in. First, in FIG. 4 (a), the ball 1a formed at the tip of the wire 1 descends together with the bonding tool 11, and the laser irradiator 21 is positioned and angled so that the laser 31 hits the lowest end of the ball 1a in conjunction with it. Adjust. Next, in FIG. 4B, when the contact of the ball 1 a with the bonding pad 2 is sensed, the laser 31 is directed toward the lowermost end of the ball 1 a, that is, the contact portion (bonding interface 2 a) between the ball 1 a and the bonding pad 2. Is irradiated. The bonding interface 2a is activated by the thermal energy generated by the irradiation of the laser 31, and the bonding interface 2a between the ball 1a and the bonding pad 2 is easily bonded. After that, in FIG. 4C, the ultrasonic wave is applied while applying a load to the bonding tool 11, so that the height of the bonding tool 11 is gradually reduced.
As a result, the ball 1a is crushed and the ball 1a
The bonding interface between the bonding pad 2 and the bonding pad 2 is shown in FIG.
Move as shown in (b). At this time, the position and the irradiation angle of the laser irradiator 21 are controlled in conjunction with the height of the bonding tool 11 so that the laser 31 is always irradiated onto the bonding boundary 2a between the ball 1a and the bonding pad 2. When the ball 1a has a sufficient deviation diameter for joining, the laser irradiation and the application of ultrasonic waves are stopped.
Raise the bonding tool 11 as shown in (d),
Joining is completed.
【0026】次に、図5を参照して、図4の(b),
(c)の工程におけるパッドとワイヤーとの接合方法に
ついて説明する。この方法は、半導体組立工程のボンデ
ィング時において、レーザ照射器21からレーザ31を
接合界面2aに照射し、接合界面2aを活性化させるこ
とでボンディングワイヤー1とパッド2とを接合させる
ことを特徴とする。Next, referring to FIG. 5, (b) of FIG.
A method of joining the pad and the wire in the step (c) will be described. This method is characterized in that the bonding wire 1 and the pad 2 are bonded by irradiating the bonding interface 2a with the laser 31 from the laser irradiator 21 and activating the bonding interface 2a during bonding in the semiconductor assembly process. To do.
【0027】また、図6(b),図6(c)は、それぞ
れ図4(b),図4(c)の接合部の拡大図である。本
発明のワイヤーボンディング方法の実施例では、ボンデ
ィング時においてレーザ31を接合時に移動する接合界
面2aに接合過程の間、照射するようにレーザ照射器2
1の位置,角度を制御することを特徴とする。6 (b) and 6 (c) are enlarged views of the joints of FIGS. 4 (b) and 4 (c), respectively. In the embodiment of the wire bonding method of the present invention, the laser irradiator 2 is configured to irradiate the bonding interface 2a that moves during bonding with the laser 31 during bonding during the bonding process.
It is characterized by controlling the position and angle of 1.
【0028】次に、図7を参照して、ワイヤーとリード
との接続方法におけるリード側接続方法を工程順に説明
する。図7は、パッド2に接続されたワイヤー1とリー
ド3との接続の動作を工程順に示す図である。図7
(a)において、パッド2に接続されたワイヤー1がボ
ンディングツール11に通った状態で、ワイヤー1と共
にリード3上に降下し、それと連動してワイヤー1のリ
ード3との接続部にレーザ31が当たるようにレーザ照
射器21が位置,角度を調整する。図7(b)において
ワイヤー1のリード3との接触を感知すると、ワイヤー
1とリード3との接触部(接合界面3a)に向かってレ
ーザ31が照射される。このレーザ31の照射による熱
エネルギーにより接合界面3aが活性化し、ワイヤー1
と、リード3との接合界面3aが接合され易くなる。こ
の後、図7(c)において、ボンディングツール11に
荷重と超音波をかけることで徐々にボンディングツール
11の高さが下がり、それに伴いワイヤー1がつぶれ、
ワイヤー1とリード3との接合界面3aは、ボンディン
グツール11の中心から徐々に移動する。このとき、ボ
ンディングツール11の高さと連動するように、レーザ
照射器21の位置・照射角度を調整し、レーザ31がワ
イヤー1とリード3との境界を常に照射するように制御
する。ワイヤー1が接合に十分な形状となったときにレ
ーザ照射及び超音波の印加を停止し、図7(d)で示す
ようにボンディングツール11を上昇し、図7(e)で
示すようにワイヤーテールが十分な長さになったところ
で、ワイヤークランプを閉じ、そのままボンディングツ
ール11を上昇させワイヤー1をカットして接合完了と
なる。接合完了後、図7(f)に示すようにパッド2側
接合のためのボール1aを電気スパークなどで形成しボ
ンディングサイクルが完了する。Next, referring to FIG. 7, a lead side connecting method in the method of connecting the wire and the lead will be described in the order of steps. FIG. 7 is a diagram showing the operation of connecting the wire 1 and the lead 3 connected to the pad 2 in the order of steps. Figure 7
In (a), the wire 1 connected to the pad 2 passes through the bonding tool 11 and drops onto the lead 3 together with the wire 1, and in conjunction with this, the laser 31 is connected to the connection portion of the wire 1 with the lead 3. The laser irradiator 21 adjusts the position and angle so as to hit. When the contact of the wire 1 with the lead 3 is sensed in FIG. 7B, the laser 31 is emitted toward the contact portion (bonding interface 3 a) between the wire 1 and the lead 3. The bonding interface 3a is activated by the thermal energy generated by the irradiation of the laser 31, and the wire 1
Then, the bonding interface 3a with the lead 3 is easily bonded. After that, in FIG. 7C, by applying a load and ultrasonic waves to the bonding tool 11, the height of the bonding tool 11 is gradually reduced, and the wire 1 is crushed accordingly.
The bonding interface 3 a between the wire 1 and the lead 3 gradually moves from the center of the bonding tool 11. At this time, the position and irradiation angle of the laser irradiator 21 are adjusted so as to interlock with the height of the bonding tool 11, and the laser 31 is controlled so as to constantly irradiate the boundary between the wire 1 and the lead 3. When the wire 1 has a sufficient shape for bonding, the laser irradiation and the application of ultrasonic waves are stopped, the bonding tool 11 is raised as shown in FIG. 7 (d), and the wire 1 as shown in FIG. 7 (e). When the tail has become sufficiently long, the wire clamp is closed, the bonding tool 11 is lifted as it is, and the wire 1 is cut to complete the bonding. After the bonding is completed, the ball 1a for bonding on the pad 2 side is formed by electric spark or the like as shown in FIG. 7F, and the bonding cycle is completed.
【0029】次に、図8を参照して、図7(b),
(c)の工程におけるワイヤーとリードとの接続方法に
ついて説明する。この方法は、半導体組立工程のボンデ
ィング時において、レーザ照射器21からレーザ31を
接合界面3aに照射し、接合界面3aを活性化させるこ
とでボンディングワイヤー1とリード3とを接合させる
ことを特徴とする。Next, referring to FIG. 8, as shown in FIG.
A method of connecting the wire and the lead in the step (c) will be described. This method is characterized in that at the time of bonding in the semiconductor assembly process, the bonding wire 3 and the lead 3 are bonded by irradiating the bonding interface 3a with the laser 31 from the laser irradiator 21 and activating the bonding interface 3a. To do.
【0030】次に、図9は、本発明のワイヤーボンディ
ング装置の実施例におけるレーザ照射を示すフロー図で
ある。図9に示すように、レーザZ制御系として、位
置,速度,加速度がある。これらをレーザ制御処理系に
て処理し、レーザ照射器高さZ,レーザ照射器角度θ,
レーザ出力を調整する。Next, FIG. 9 is a flow chart showing laser irradiation in the embodiment of the wire bonding apparatus of the present invention. As shown in FIG. 9, the laser Z control system includes position, velocity, and acceleration. These are processed by the laser control processing system, and the laser irradiator height Z, the laser irradiator angle θ,
Adjust the laser power.
【0031】次に、本発明の他の実施例について説明す
る。Next, another embodiment of the present invention will be described.
【0032】本発明のボンディング方法の第2の実施例
としては、超音波を使用しない熱圧着式ボンダーに適用
した例であり、上記実施例に記載された動作の説明同様
に動作するが、超音波を用いずに熱圧着により接続す
る。接合界面がレーザ照射により十分に活性化すること
で超音波を用いずに接合することが可能となる。The second embodiment of the bonding method of the present invention is an example applied to a thermocompression bonder which does not use ultrasonic waves, and operates in the same manner as the description of the operation described in the above embodiment. Connect by thermocompression without using sound waves. When the bonding interface is sufficiently activated by laser irradiation, bonding can be performed without using ultrasonic waves.
【0033】また、本発明の第3の実施例は、ウエッジ
ボンダーへ適用した例である。ウエッジボンダーにおい
ては、決められた一方向のみにワイヤーで結線する動作
ができないため、デバイス側を回転させる機能が付いて
いる。その為、熱エネルギーを併用するために下方から
加熱をする機能を付加する為には、機構が複雑であるヘ
ッド自体が可動テーブルごと回転動作するロータリーヘ
ッド式とするしかなかった。しかしながら本発明を適用
することで、上方からの加熱が可能となり、機構が複雑
であるロータリーヘッドを使用することなく熱エネルギ
ーを併用したウエッジボンディングが可能となる。これ
により、超音波のパワーを小さくしたボンディングを行
うことで、Alハガレ、Vクラックなどの不良の発生を
防ぐことが出来る。Further, the third embodiment of the present invention is an example applied to a wedge bonder. The wedge bonder has a function to rotate the device side because it cannot connect with a wire in only one predetermined direction. Therefore, in order to add the function of heating from below in order to use thermal energy in combination, the head itself, which has a complicated mechanism, has to be a rotary head type in which the movable table rotates together with the movable table. However, by applying the present invention, heating from above can be performed, and wedge bonding using thermal energy can be performed without using a rotary head having a complicated mechanism. As a result, it is possible to prevent the occurrence of defects such as Al peeling and V cracks by performing bonding with the ultrasonic power reduced.
【0034】[0034]
【発明の効果】以上説明したように、本発明のボンディ
ング方法では、レーザで局部的に加熱をすることでリー
ドフレーム下方よりヒーターで加熱する従来の方法と比
較して効率よく熱エネルギーを接合エネルギーとして使
用することができ、リードフレームアイランド部とチッ
プを接合しているAgペーストを加熱することなく、ボ
ンディングが可能となるという効果を奏する。As described above, according to the bonding method of the present invention, the heat energy is more efficiently bonded to the bonding energy than the conventional method in which the laser is locally heated and the heater is heated from below the lead frame. As a result, it is possible to perform bonding without heating the Ag paste that joins the lead frame island portion and the chip.
【0035】また、従来よりも超音波のパワーを下げて
ボンディングが可能となるという効果を奏する。Further, there is an effect that the power of ultrasonic waves can be lowered as compared with the conventional case to perform bonding.
【0036】さらに、上記のことから、パッドへのダ
メージ(Alハガレ,Vクラック)、超音波のロス
(接合部の固定が不十分の時)や他の原因による接合不
良(Aハガレ,Eハガレ)、リードフレームの酸化に
よる封入後のモールドの剥離などの不良を押さえること
が可能となるという効果を奏する。Further, from the above, the damage to the pad (Al peeling, V crack), the loss of ultrasonic waves (when the joint is not fixed sufficiently), and other defective bonding (A peeling, E peeling). ), It is possible to suppress defects such as peeling of the mold after encapsulation due to oxidation of the lead frame.
【図1】本発明の実施例におけるボンドヘッドの構成を
示す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a bond head in an example of the present invention.
【図2】本発明の実施例におけるツール先端拡大図(パ
ッド側接合時)である。FIG. 2 is an enlarged view of a tool tip (at the time of pad side bonding) in the embodiment of the present invention.
【図3】本発明の実施例におけるツール先端拡大図(リ
ード側接合時)である。FIG. 3 is an enlarged view of a tool tip (at the time of joining on the lead side) in the example of the present invention.
【図4】本発明の実施例におけるパッド側接続方法を
(a)〜(d)と工程順に示す断面図である。4A to 4D are cross-sectional views showing a pad-side connection method in the embodiment of the present invention in the order of steps (a) to (d).
【図5】図4の(b),(c)の工程における、本発明
のパッド側接続方法を示す概略図である。FIG. 5 is a schematic view showing a pad side connection method of the present invention in the steps of (b) and (c) of FIG.
【図6】本発明の実施例におけるパッド側接続方法を示
す拡大断面図である。図6(b),(c)は、それぞれ
図4(b),(c)に対応する図である。FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view showing a pad-side connection method in the embodiment of the present invention. 6B and 6C are diagrams corresponding to FIGS. 4B and 4C, respectively.
【図7】本発明の実施例におけるリード側接続方法を
(a)〜(f)と工程順に示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a lead side connecting method in the embodiment of the present invention in the order of steps (a) to (f).
【図8】図7の(b),(c)の工程における、本発明
のリード側接続方法を示す斜視図である。FIG. 8 is a perspective view showing a lead-side connection method of the present invention in steps (b) and (c) of FIG.
【図9】本発明の実施例におけるレーザ照射制御を示す
フロー図である。FIG. 9 is a flowchart showing laser irradiation control in the example of the present invention.
【図10】従来例におけるパッド側接続方法を示す図で
ある。FIG. 10 is a diagram showing a pad side connection method in a conventional example.
【図11】従来例におけるツール先端拡大図(パッド側
接合時)である。FIG. 11 is an enlarged view of the tool tip in the conventional example (at the time of pad side bonding).
1 ワイヤー 1a ボール 2 ボンディングパッド 2a ボール・パッド接合界面 3 リード 3a ワイヤー・リード接合界面 4 チップ 5 Agペースト 6 リードフレームアイランド部 11 ボンディングツール 12 超音波ホーン 13 ボンディングアーム 14 ツール上下駆動装置 15 超音波発生装置 16 ワイヤークランパ 21 レーザ照射器 31 レーザ光 1 wire 1a ball 2 Bonding pad 2a Ball-pad interface 3 leads 3a Wire / lead joint interface 4 chips 5 Ag paste 6 Lead frame island 11 Bonding tool 12 ultrasonic horn 13 Bonding arm 14 Tool vertical drive 15 Ultrasonic generator 16 wire clamper 21 Laser irradiator 31 laser light
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/60 301 B23K 1/005 B23K 26/00 Continuation of front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/60 301 B23K 1/005 B23K 26/00
Claims (6)
のリードとワイヤーとの接合に使用するボンディングツ
ールと、前記ワイヤーの接合界面にレーザを照射するレ
ーザ照射器とを備え、チップ上のパッドとリードフレー
ム上のリードとをワイヤーで電気的に結線するワイヤー
ボンディング装置において、前記接合界面 がボンディング時に移動しても、前記接合
界面が局部的に加熱されるように、前記レーザ照射器の
レーザの照射位置および照射角度を制御する手段を備え
たことを特徴とするワイヤーボンディング装置。1. A bonding tool used to bond a pad on a chip and a lead on a lead frame to a wire, and a laser for irradiating a bonding interface of the wire with a laser.
A wire irradiator for electrically connecting a pad on a chip and a lead on a lead frame with a wire, including a laser irradiator, even if the bonding interface moves during bonding.
A wire bonding apparatus comprising means for controlling the irradiation position and irradiation angle of the laser of the laser irradiation device so that the interface is locally heated.
段は、前記ボンディングツールの高さ情報により制御す
ることを特徴とする、請求項1に記載のワイヤーボンデ
ィング装置。2. The wire bonding apparatus according to claim 1, wherein the means for controlling the irradiation position and the irradiation angle is controlled by height information of the bonding tool.
ールを囲むように配置されたことを特徴とする、請求項
1または2に記載のワイヤーボンディング装置。3. The wire bonding apparatus according to claim 1, wherein the laser irradiator is arranged so as to surround the bonding tool.
のリードとワイヤーとの接合に使用するボンディングツ
ールと、前記ワイヤーの接合界面にレーザを照射するレ
ーザ照射器とを用いて、チップ上のパッドとリードフレ
ーム上のリードとをワイヤーで電気的に結線するワイヤ
ーボンディング方法において、前記接合界面 がボンディング時に移動しても、前記接合
界面を局部的に加熱できるように、前記レーザ照射器の
レーザの照射位置および照射角度を制御することを特徴
とするワイヤーボンディング方法。4. A bonding tool used for bonding a wire on a pad on a chip and a lead on a lead frame, and a laser for irradiating a bonding interface of the wire with a laser.
In a wire bonding method in which a pad on a chip and a lead on a lead frame are electrically connected by a wire using a laser irradiator, even if the bonding interface moves during bonding,
A wire bonding method characterized in that the irradiation position and irradiation angle of the laser of the laser irradiation device are controlled so that the interface can be locally heated.
さ情報により制御することを特徴とする、請求項4に記
載のワイヤーボンディング方法。5. The wire bonding method according to claim 4, wherein the control is performed according to height information of the bonding tool.
四方から照射することを特徴とする、請求項4または5
に記載のワイヤーボンディング方法。6. The laser according to claim 4, wherein the laser is emitted from four sides of the bonding tool.
The wire bonding method described in.
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| CN105458434B (en) * | 2015-12-04 | 2018-08-03 | 王伟 | A kind of lead welding procedure for semiconductor power device encapsulation |
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