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CN113785386B - 打线接合装置、半导体装置的制造方法以及半导体装置 - Google Patents

打线接合装置、半导体装置的制造方法以及半导体装置 Download PDF

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CN113785386B
CN113785386B CN201980096062.8A CN201980096062A CN113785386B CN 113785386 B CN113785386 B CN 113785386B CN 201980096062 A CN201980096062 A CN 201980096062A CN 113785386 B CN113785386 B CN 113785386B
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wire
nozzle
ball
joint
porcelain nozzle
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吉野浩章
手井森介
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Shinkawa Ltd
Original Assignee
Shinkawa Ltd
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Abstract

本发明提供一种打线接合装置、半导体装置的制造方法以及半导体装置，可降低弧高度。打线接合装置具备瓷嘴、使瓷嘴移动的移动机构、及控制移动机构的驱动的控制部，控制部至少执行：第一处理(轨迹a)，在形成有FAB后使瓷嘴向第一接合点下降至压接高度，由此在第一接合点形成压接球及圆柱部；第二处理(轨迹b)，在执行第一处理后使瓷嘴在压接高度水平移动，由此以瓷嘴将圆柱部削去；及第三处理(轨迹c～k)，在执行第二处理后使瓷嘴向前进方向移动，且在移动的中途反复执行一次以上的压扁动作，所述压扁动作为了以瓷嘴将重叠于压接球上的导线部分压扁而使瓷嘴暂且下降。

Description

打线接合装置、半导体装置的制造方法以及半导体装置
技术领域
本说明书中公开一种以导线(wire)将设于被安装体的第一接合点与第二接合点之间连接的打线接合装置、半导体装置的制造方法以及半导体装置。
背景技术
近年来，伴随移动信息终端或数字声频-视频(Audio-Video，AV)机器、集成电路(Integrated Circuit，IC)卡等的高功能化，要求所搭载的半导体芯片的小型化、薄型化、高集成化。尤其层叠的存储器装置(memory device)等中通过可层叠的芯片数而谋求存储器容量。因此，在所决定的封装高度内可层叠量更多的半导体芯片变得重要。为了满足此种要求，需要将由打线接合所形成的线弧(wire loop)的高度抑制得低。因此，之前以来提出有大量的抑制弧高度的低弧技术。
此处，在将第一接合点及第二接合点连接的导线的一端，具有扁平圆板状的压接球、及重叠于压接球上的圆柱部。现有的低弧技术大多在圆柱部直接残留于压接球上的状态下弯弧(looping)，故而难以充分减小弧高度。
此处，在专利文献1中公开有可形成低弧的打线接合方法。具体而言，专利文献1中执行下述步骤：第一步骤，将瓷嘴前端的无空气球(free air ball)压接于第一接合点而形成所需压接厚的压接球后，使瓷嘴上升之后使瓷嘴向第二接合点侧移动，由此将压接球的上部(圆柱部)的侧面按压，形成压接球的头顶部；以及第二步骤，在第一步骤之后，使瓷嘴上升后一方面向第二接合点侧移动一方面下降，将导线自斜上方按压。根据所述专利文献1的技术，压接球的上部(圆柱部)的一部分被瓷嘴挤塌，故而可在某程度上降低弧高度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第4625858号公报
发明内容
发明所要解决的问题
然而，专利文献1的技术中，仅将圆柱部的一部分挤塌，故而难以充分降低弧高度。因此，本说明书中公开一种可进一步降低弧高度的打线接合装置、半导体装置的制造方法以及半导体装置。
解决问题的技术手段
本说明书中公开的打线接合装置以导线将设于被安装体的第一接合点与第二接合点之间连接，且包括：瓷嘴，保持所述导线；移动机构，使所述瓷嘴相对于被安装体而移动；以及控制部，控制所述移动机构的驱动，且所述控制部至少执行下述处理：第一处理，在所述导线的前端形成无空气球之后，使所述瓷嘴向所述第一接合点下降至规定的压接高度，由此在所述第一接合点形成压接球及位于所述压接球上的圆柱部；第二处理，在执行所述第一处理之后，使所述瓷嘴在所述压接高度水平移动，由此以所述瓷嘴将所述圆柱部削去；以及第三处理，在执行所述第二处理之后，使所述瓷嘴在较所述压接高度更高的移动高度向作为接近所述第二接合点的方向的前进方向移动，并且在移动的中途反复进行一次以上的压扁动作，所述压扁动作为了以所述瓷嘴将重叠于所述压接球上的导线部分压扁而使所述瓷嘴暂且下降。
在设为所述结构的情形时，圆柱部由瓷嘴切削，另外重叠于压接球上的导线部分由瓷嘴压扁，故而可进一步降低弧高度。
在所述情形时，所述控制部也可在所述第二处理中，使所述瓷嘴向作为远离所述第二接合点的方向的后退方向水平移动。
另外，所述控制部也可在所述第二处理中，使所述瓷嘴至少水平移动所述圆柱部的直径以上。
通过设为所述结构，可将圆柱部大致可靠地切削。
另外，所述控制部也可在所述第三处理中，为了以所述瓷嘴将重叠于所述压接球上的导线部分全部按压，而一方面变更所述瓷嘴的水平位置，一方面进行两次以上的所述压扁动作。
通过设为所述结构，可进一步降低第一接合部的厚度、甚至弧高度。
另外，所述控制部也可基于所述瓷嘴的形状信息、所述压接球的目标形状信息及所述导线的信息，生成所述瓷嘴的移动顺序。
通过设为所述结构，可减轻操作员的工时。
作为另一本发明的半导体装置的制造方法，通过利用瓷嘴以导线将第一接合点与第二接合点之间连接而制造半导体装置，包括下述步骤：第一步骤，在穿插至所述瓷嘴的所述导线的前端形成无空气球之后，使所述瓷嘴向所述第一接合点下降至规定的压接高度，由此在所述第一接合点形成压接球及位于所述压接球上的圆柱部；第二步骤，在执行所述第一步骤之后，使所述瓷嘴在所述压接高度水平移动，由此以所述瓷嘴将所述圆柱部削去；以及第三步骤，在执行所述第二步骤之后，使所述瓷嘴在较所述压接高度更高的移动高度向作为接近所述第二接合点的方向的前进方向移动，并且在移动的中途反复进行一次以上的压扁动作，所述压扁动作为了以所述瓷嘴将重叠于所述压接球上的导线部分压扁而使所述瓷嘴升降。
在设为所述结构的情形时，圆柱部由瓷嘴削去，另外重叠于压接球上的导线部分由瓷嘴压扁，故而可进一步降低弧高度。
作为另一本发明的半导体装置是半导体芯片上的第一接合点、与安装有所述半导体芯片的引线框架上的第二接合点经线弧连接而成，所述线弧具有形成于第一接合点的第一接合部、及形成于所述第二接合点并且经由所述导线而连接于第一接合部的第二接合部，所述第一接合部为在扁平圆板状的压接球上以既定间隔载置有向所述压接球被挤塌的所述导线的一部分的形状，所述导线自所述第一接合部的端部大致水平地伸出。
在压接球上直接载置有被挤塌的导线的一部分，故而第一接合部的厚度、甚至弧高度变小，可实现半导体装置的进一步的薄型化。
在所述情形时，作为自所述半导体芯片的上表面至所述线弧的最高点为止的距离的弧高度也可小于所述压接球的厚度与所述导线的直径的合计值，或与所述合计值相同。
通过设为所述结构，第一接合部的厚度、甚至弧高度变小，可实现半导体装置的进一步的薄型化。
发明的效果
根据本说明书中公开的打线接合装置、半导体装置的制造方法及半导体装置，圆柱部由瓷嘴削去，另外重叠于压接球上的导线部分由瓷嘴压扁，故而可进一步降低弧高度。
附图说明
图1为表示打线接合装置的结构的图。
图2为表示瓷嘴前端的形状的图。
图3为表示线弧形状的一例的图。
图4为表示瓷嘴的移动轨迹的图。
图5为表示第一接合部形成时的状况的图。
图6为表示第一接合部形成时的状况的图。
图7为表示实验结果的表。
图8为表示由本说明书中公开的技术所形成的第一接合部的一例的照片。
图9为表示现有的第一接合部形成的状况的图。
图10为表示现有的第一接合部形成的状况的图。
符号的说明
10：打线接合装置
12：瓷嘴
14：接合臂
16接合头
18：XY台
20：平台
21：夹头
22：放电电极
24：控制部
40：孔
42：倒角面
44：朝向面
50：导线
54：第一接合部
58：第二接合部
60：压接球
62：圆柱部
110：半导体芯片
112：衬垫
120：引线框架
122：引线
具体实施方式
以下，参照附图对打线接合装置10的结构进行说明。图1为表示打线接合装置10的结构的图。所述打线接合装置10为以导线50将第一接合点P1与第二接合点P2之间连接的装置，一般而言，第一接合点P1设定于半导体芯片110的衬垫112上，第二接合点P2设定于安装有半导体芯片110的引线框架120的引线122上。
打线接合装置10具备接合头16、及平台20，所述平台20供载置安装有半导体芯片110的引线框架120(以下，在将两者归总的情形时称为“被安装体”)。接合头16还具备作为超声波焊头发挥功能的接合臂14、及安装于所述接合臂14的前端的瓷嘴12。接合臂14为自接合头16在水平方向突出的臂，在其内部组入有超声波振子。通过使用设于打线接合装置10的超声波振荡器(未图示)对所述超声波振子施加电压，可向位于接合臂14的前端的瓷嘴12赋予超声波振动。
瓷嘴12以与平台20上下相向的方式安装于接合臂14的前端。在瓷嘴12形成有在轴向贯通的贯通孔(以下称为“孔40”，图1中未图示)，在所述孔40穿插金线等导线50。瓷嘴12根据所使用的导线50的种类、或所需要的压接球60的形状等而适当更换。
在瓷嘴12的附近配置有放电电极22。放电电极22是为了在导线50的前端形成所述导线50熔融而成的无空气球(以下称为“FAB52”)而设置。若在所述放电电极22与导线的前端之间施加高电压而发生放电，则通过其放电能量而导线50的前端部熔融。而且，通过所述熔融而在导线50的前端形成FAB52。
在瓷嘴12的上方配置有夹头21。夹头21具有配置于导线50的两侧的一对握持构件，通过使所述握持构件接近/远离而将导线50夹持或松开。
接合臂14经由未图示的升降机构而安装于接合头16。另外，接合头16设置于XY台18，可进行水平方向的移动。而且，伴随接合头16的水平移动及接合臂14的垂直移动，瓷嘴12可相对于被安装体而在水平方向及垂直方向相对移动。即，升降机构及XY台18作为使瓷嘴12相对于被安装体相对移动的移动机构发挥功能。再者，本例中使瓷嘴12移动，但也可设为使平台20而非瓷嘴12移动的结构。
平台20供载置如下被安装体，即，作为安装有半导体芯片110的引线框架120。在所述平台20内置有将引线框架120加热的加热器(未图示)。在执行打线接合时，通过所述加热器将引线框架120加热。
控制部24控制打线接合装置10的各部的驱动。控制部24例如具备存储各种数据的存储器、及进行各种运算的中央处理器(Central Processing Unit，CPU)。作为存储于控制部24的存储器的数据，包含用于执行接合处理的控制程序、或生成后述的瓷嘴12的移动顺序所需要的数据等。
控制部24具体而言，通过驱动控制XY台18及升降机构而控制瓷嘴12相对于被安装体的位置。另外，控制部24根据接合处理的进行状况，也进行夹头21的开闭控制、放电电压的施加控制、平台20的加热器的驱动控制。另外，控制部24也作为生成瓷嘴12的移动顺序(XY台18及升降机构的驱动顺序)的生成部发挥功能。为了生成移动顺序，在控制部24的存储器存储有与瓷嘴12的形状有关的信息、与后述的压接球60的目标形状有关的信息等，对此将于后述。
图2为表示瓷嘴12的前端部的一例的图。在瓷嘴12形成有作为在其轴向贯通的贯通孔的孔40。在所述孔40内穿插导线50。因此，孔40的直径(孔径H)大于导线50的直径(导线径)孔40的下端以圆锥状扩展。所述以圆锥状扩展的锥面被称为倒角面42。另外，所述圆锥状的空间中最大直径(即最下端的直径)被称为倒角径CD。
瓷嘴12的下端面成为按压FAB52的朝向面44。所述朝向面44可为平坦的水平面，也可为随着接近外侧而向上方行进那样的倾斜面。以下，将朝向面44的宽度、即自孔40下端的内周缘至瓷嘴12下端的外周缘为止的距离称为“朝向宽度W”。在将瓷嘴12的外径设为T的情形时，朝向宽度W为W＝(T-CD)/2。
图3为通过打线接合装置10所形成的线弧的概念图。在半导体芯片110配设有多个衬垫112，在引线框架120配设有多根引线122。打线接合装置10以导线50将位于所述衬垫112上的第一接合点P1、与位于引线122上的第二接合点P2连接。
在第一接合点P1，形成有将导线50的一端按压于衬垫112而形成的第一接合部54，自所述第一接合部54伸出的导线50延伸至第二接合点P2。在第二接合点P2，形成有将导线50的另一端按压于引线122而形成的第二接合部58。此处，第二接合部58通常为将导线50按压于引线122并压塌的针脚式接合(Stitch Bond)。
为了使半导体装置薄型化，需要降低所述线弧的高度，尤其是从衬垫112的上表面起至线弧的最上点为止的垂直方向距离、即弧高度HL。本说明书中，为了降低所述弧高度HL，通过特殊的步骤来形成第一接合部54。关于此方面，与现有技术比较来进行说明。再者，以下的说明中，自第一接合点P1观看，将接近第二接合点P2的方向称为“前进方向”，将远离第二接合点P2的方向称为“后退方向”。
首先，对现有的第一接合部54的形成加以简单说明。图9为表示现有的第一接合部54形成的流程的概念图。在形成第一接合部54的情形时，首先在位于半导体芯片110的衬垫112上的第一接合点P1形成压接球60。具体而言，首先如图9的(a)所示，在导线50的前端形成FAB52。继而如图9的(b)所示，使瓷嘴12向第一接合点P1下降，以瓷嘴12的朝向面44将FAB52按压于第一接合点P1。再者，在所述按压时，也可经由接合臂14向瓷嘴12赋予振动。伴随所述按压，FAB52变形为扁平，而在衬垫112上形成扁平圆板状的压接球60。另外，构成FAB52的材料的一部分填充于瓷嘴12的孔40内。所述填充于孔40内的材料构成较压接球60更为小径且较导线50更为大径的圆柱部62。而且，通过所述按压，而在第一接合点P1形成于扁平圆板状的压接球60上载置有圆柱部62的第一接合部54。
若形成有第一接合部54，则控制部24使瓷嘴12移动，使导线50向第二接合点P2弯弧。具体而言，控制部24如图9的(b)的箭头所示，使瓷嘴12向上方、后退方向、上方移动，使导线50弯曲后，使瓷嘴12向第二接合点P2移动。继而，在第二接合点P2，通过将瓷嘴12按压于引线122而形成将导线50挤塌的第二接合部58(针脚式接合)。若形成有第二接合部58，则控制部24使瓷嘴12向上方移动后，在锁紧夹头21的状态下使瓷嘴12进一步向上移动，将导线50拉断。
由以上的顺序形成的第一接合部54周边如图9的(c)那样，导线50成为如下形状：自第一接合部54的上端向上方延伸后，描画平缓的圆弧而向斜下方延伸。在所述情形时，弧高度HL成为压接球60的厚度、圆柱部62的厚度、及自圆柱部62以大致U字状伸出的导线50的高度的合计。所述弧高度HL相对较高，为导线径的2倍～4倍。所述大的弧高度HL妨碍半导体装置的薄型化、甚至半导体装置的小型化、薄型化、高集成化。
因此，之前以来正研究可进一步降低弧高度HL的低弧化技术。例如，目前提出有下述技术，即：如图10所示，在第一接合点P1形成压接球60后，在所述压接球60上使导线50折回后，以瓷嘴12按压所述折回的导线。具体而言，控制部24若形成有压接球60及圆柱部62，则使瓷嘴12如图10的(a)的箭头所示那样向上方、后退方向、下方、上方移动后，再次向前进方向移动，在所述地点再一次向下方移动。由此，在压接球60上使导线50折回。继而，以后与通常的弯弧动作同样地，使瓷嘴12向上方、后退方向、上方移动，弯曲后向第二接合点P2移动。
根据所述技术，导线50不自第一接合部54垂直上升，而在大致水平方向延伸，因而与图9所示的技术相比可降低弧高度HL。然而，所述技术中，使圆柱部62横向倾倒，在所述横向倾倒的圆柱部62上载置有导线50。所述圆柱部62及所述导线50虽由瓷嘴12按压，但仅简单地按压的情况下难以充分降低其高度。尤其，圆柱部62因由形成压接球60所致的加工硬化而变得较其他部分更硬。所述圆柱部62在仅以瓷嘴12按压的情况下难以充分降低厚度。其结果，由图10的技术所得的弧高度HL大多成为压接球60的厚度Bt与导线径的合计程度，例如在导线径为18μm、压接球60的厚度Bt为7μm的情形时，由图10的技术所得的弧高度HL成为25μm左右。
本说明书中公开的打线接合装置10进一步降低弧高度HL。具体而言，本装置中，形成压接球60及圆柱部62后，使瓷嘴12直接水平移动而不向上方移动，由此利用瓷嘴12将圆柱部62切削，由此实现低弧化。参照图4～图6对此进行说明。图4为表示第一接合部54形成时的瓷嘴12的移动轨迹的图。另外，图5、图6是表示形成第一接合部54时的瓷嘴12及导线50的活动的图。再者，对图5、图6的各图标注的字母a～字母l与图4所示的轨迹a～轨迹m对应。
在形成第一接合部54的情形时，控制部24首先松开夹头21，在所述状态下驱动控制XY台18及升降机构，使瓷嘴12移动至第一接合点P1的正上方。继而，控制部24对放电电极22与导线50的前端之间施加高电压而发生放电，在导线50的前端形成FAB52。
若形成有FAB52，则控制部24使瓷嘴12向第一接合点P1下降。此时，自衬垫112的上表面至瓷嘴12的下端为止的距离(以下称为“压接高度H1”)是基于压接球60的厚度Bt的目标值而决定。
图4的轨迹a表示使所述瓷嘴12下降至压接高度H1时的轨迹。另外，图5的上段左端表示所述轨迹a的瓷嘴12及导线50的状况。另外，所述下降时，也可对瓷嘴12经由接合臂14赋予超声波振动。
伴随瓷嘴12的下降，FAB52由瓷嘴12的朝向面44按压而扁平化。另外，构成FAB52的材料的一部分填充于瓷嘴12的孔40内。结果，如图5的上段左端所示，在第一接合点P1形成有扁平圆板状的压接球60、及载置于所述压接球60上的圆柱部62。形成所述压接球60及所述圆柱部62的步骤、处理为第一步骤、第一处理。
若形成有压接球60，则继而控制部24使瓷嘴12在压接高度H1水平移动，利用瓷嘴12将圆柱部62削去。具体而言，控制部24如图4的轨迹b所示，不使瓷嘴12上升，换言之保持圆柱部62存在于瓷嘴12的孔40内的状态，使瓷嘴12向后退方向水平移动。图5的上段中央为表示此时的状况的图。在所述情形时，理所当然孔40的内周面与圆柱部62发生干扰。瓷嘴12一方面干扰圆柱部62一方面水平移动，由此圆柱部62由瓷嘴12切削。经切削的圆柱部62的材料如图5的上段中央中加深阴影所示，一部分逐渐横向避让，一部分逐渐避让至孔40的内部。总之，瓷嘴12在形成压接球60后水平移动而不上升，由此将圆柱部62削去。所述削去圆柱部62的步骤、处理相当于第二步骤、第二处理。
此处，所述瓷嘴12的水平移动的距离(轨迹b的移动距离)并无特别限定。然而，所述第二步骤(轨迹b)是以切削圆柱部62为目的，故而所述第二步骤中，较理想为使瓷嘴12水平移动圆柱部62的直径以上。另外，关于瓷嘴12的水平移动的方向，只要将圆柱部62削去，则可为后退方向，也可为前进方向。另外，瓷嘴12只要将圆柱部62削去，则也可在后退方向及前进方向进退一次以上。另外，为了顺利地进行所述削去动作，也可在轨迹b的移动中也对瓷嘴12赋予超声波振动。
若第二步骤结束，则继而控制部24执行下述第三步骤(第三处理)，即：使瓷嘴12在较压接高度H1更高的移动高度H2向前进方向移动，并且在所述移动的中途反复进行一次以上的使瓷嘴12升降的压扁动作。轨迹c～轨迹k表示所述第三步骤的瓷嘴12的移动轨迹。另外，图5的上段右端至图6的下段中央表示所述第三步骤的状况。
加以具体说明，若削去圆柱部62，则控制部24使瓷嘴12向上方移动(轨迹c)后，向前进侧移动既定距离(轨迹d)。由此，如图5的上段右端及下段左端所示，导线50向前进侧折回，载置于压接球60上。若成为所述状态，则控制部24使瓷嘴12向下方移动(轨迹e)，如图5的下段中央所示，以瓷嘴12的朝向面44将压接球60上的导线50压扁。由此，经压塌的导线50的材料的一部分避让至瓷嘴12的外侧，另一部分避让至瓷嘴12的孔40的内部。另一方面，朝向面44的正下方的第一接合部54的厚度大幅度地减小。
此处，在所述折回的导线部分，包含构成圆柱部62的材料(加深阴影部位)。圆柱部62如上文所述，与其他部位相比而变硬。因此，原本的圆柱部62在仅由瓷嘴12压扁的情况下难以变形，厚度也难以减小。然而，在所述时间点，圆柱部62由瓷嘴12切削而被破坏。因此，通过利用瓷嘴12进行压扁而容易变形，厚度也减小。
再者，在以朝向面44压扁导线50时，也可对瓷嘴12赋予超声波振动。总之，以下将如此使瓷嘴12暂且下降的动作(轨迹e、轨迹h、轨迹k的动作)称为“压扁动作”。
控制部24一方面变更水平位置，一方面反复进行多次所述压扁动作，直至导线50到达压接球60的前进侧端部为止。本例中，控制部24进行3次压扁动作。图4的轨迹e、图5的下段中央表示第一次压扁动作。另外，图4的轨迹h、图6的上段中央表示第二次压扁动作，图4的轨迹k、图6的下段中央表示第3次压扁动作。如由图5、图6所表明，通过反复进行压扁动作直至导线50到达压接球60的前进侧端部为止，可在保持第一接合部54的厚度薄的状况下，使导线50自压接球60的前进侧端部伸出。
此处，进行所述压扁动作的次数、及水平间隔(轨迹d、轨迹g、轨迹j的距离)较理想为以如下方式设定，即：利用较孔40更靠后退侧的朝向面44，将载置于压接球60上的导线50整体全部压扁。
另外，移动高度H2是以导线50可折回的范围而设定。即，若移动高度H2与导线径相比而过小，则导线50难以倾倒，无法使导线50折回。另一方面，若移动高度H2大至必要以上的程度，则相应地耗费多余时间。此处，较理想为预先通过实验等而求出与所使用的导线50的线径或材质相应的移动高度H2的合适的值，并预先存储于控制部24。
压扁时的瓷嘴12的高度、即压扁高度H3较理想为与压接高度H1大致相同。然而，实际上由于来自被瓷嘴12压扁的导线50的阻力等，而难以设定为H3＝H1，实际上成为H3＜H1。压扁高度H3与压接高度H1的差值ΔH大幅度地影响第一接合部54的厚度。因此，较理想为依所使用的导线50的每种线径或材料，预先通过实验等而也求出差值ΔH的合适的值，并预先存储于控制部24。
若第三步骤完成，则控制部24执行使导线50向第二接合点P2伸出的弯弧动作。具体而言，若最后的压扁动作完成，则控制部24在压扁高度H3使瓷嘴12向前进方向移动(图4的轨迹l)后，向上方移动(图4的轨迹m)，使导线50弯曲。然后，控制部24使瓷嘴12向第二接合点P2向斜下方移动。
若瓷嘴12到达第二接合点P2，则控制部24使瓷嘴12向第二接合点P2下降，将导线50按压于引线122。此处，视需要对瓷嘴12赋予超声波振动。通过所述按压而在第二接合点P2(引线122)形成作为第二接合部58的针脚式接合。若成为所述状态，则控制部24使瓷嘴12稍许上升后，将夹头21锁紧。继而，在锁紧夹头21的状态下使瓷嘴12横向移动，将导线50拉断。
如由以上的说明所表明，本说明书中公开的打线接合装置10中，在形成压接球60及圆柱部62后，使瓷嘴12以压接高度H1水平移动，由此将位于压接球60上的圆柱部62削去。进而，将圆柱部62削去后，以瓷嘴12将折叠于压接球60上的导线50压扁。由此，可大幅度地减小第一接合部54的厚度，甚至可大幅度地降低线弧的弧高度HL。
图7为表示利用本说明书中公开的打线接合装置10进行的打线接合的实验结果的表。实验中，使用的金线导线形成30次线弧，测量各线弧的压接球60的厚度Bt、弧高度HL及拉力强度(pull strength)。
如图7所示，根据本说明书所公开的技术，压接球60的厚度Bt为6.6μm～7.2μm(平均6.9μm)，弧高度HL成为19.8μm～21.5μm(平均20.5μm)。另一方面，图10所示的现有技术的弧高度HL如上文所述，为压接球60的厚度与导线径的合计值程度，在的情形时为25μm左右。即，根据本说明书所公开的技术，与图10所示的现有技术相比，也可将弧高度HL降低约20％。另外，线弧的拉力强度如图7所示，为2.0gf～2.4gf，可知虽为低弧但具有充分的强度。
图8为表示由本说明书所公开的技术形成的第一接合部54的一例的图像。如图8所示，本例的第一接合部54中，在扁平圆板状的压接球60上，载置有以既定间隔向压接球60被挤塌的导线50的一部分。另外，可知导线50自压接球60的前进侧端部大致水平地伸出，弧高度HL可抑制为导线径的1.1倍～1.2倍左右。
继而，对由控制部24进行的瓷嘴12的移动顺序的自动生成的流程进行说明。如上文已述，控制部24自动生成瓷嘴12的移动顺序。为了所述移动顺序的自动生成，操作员预先至少输入瓷嘴12的尺寸信息、导线信息、压接球60的尺寸信息。此处，作为瓷嘴12的尺寸信息，包含瓷嘴12前端部的各部的尺寸值，即孔径H、倒角径CD、外径T、朝向宽度W等。另外，操作员也可仅输入瓷嘴12的识别信息(例如型号)代替此种各部的尺寸值。在所述情形时，控制部24预先将多种瓷嘴12的尺寸值与识别信息相对应地存储，基于由操作员输入的识别信息而确定实际使用的瓷嘴12的尺寸值。
作为导线信息，包含所使用的导线的线径及材质等。另外，作为压接球60的尺寸信息，包含欲形成的压接球60的直径D及厚度Bt的目标值。再者，压接球60的直径D及厚度Bt的目标值也可由控制部24基于其他信息而自动算出。例如，控制部24也可预先依所使用的每种瓷嘴12的形状及导线的线径，存储可形成的压接球60的直径D及厚度Bt，根据由操作员输入的瓷嘴12的尺寸信息及导线信息，自动确定压接球60的直径D及厚度Bt。
另外，控制部24在顺序的生成之前，也获取第一接合点P1及第二接合点P2的位置信息，即半导体芯片110的衬垫112及引线框架120的引线的位置信息。此种位置信息可由操作员输入，也可在控制部24中自动获取。即，例如也可在接合臂14的附近预先设置与所述接合臂14一并移动的照相机，控制部24基于由所述照相机拍摄所得的图像而算出第一接合点P1及第二接合点P2的位置。
若可获取这些信息，则控制部24算出各移动轨迹的瓷嘴12的移动位置。此处，尤其对用以形成第一接合部54的轨迹b～轨迹k的移动位置的算出进行说明。控制部24为了算出瓷嘴12的移动位置，而算出高度H1～高度H3及水平移动量Lb、水平移动量L1～水平移动量L3等。
具体而言，控制部24根据压接球60的厚度Bt而算出第一步骤(压接球60及圆柱部62的形成时)中的、作为自衬垫112上表面至瓷嘴12的下端为止的距离的压接高度H1。另外，控制部24基于导线50的种类(线径、材质等)而决定在第三步骤中作为使瓷嘴12水平移动时的高度的移动高度H2。进而，控制部24基于压接高度H1及导线50的种类(线径、材质)而决定在第三步骤中作为以瓷嘴12将导线50压扁时的高度的压扁高度H3。即，压扁高度H3成为对压接高度H1附加由导线50的种类等决定的富余量ΔH而得的值。
进而，控制部24基于圆柱部62的最大直径(即倒角径CD)，决定第二步骤中的水平移动距离Lb。另外，控制部24基于瓷嘴12的形状及压接球60的形状而算出第三步骤中的压扁动作的次数N、及压扁动作的水平间隔L1～水平间隔LN。这些值N、L1～LN是以如下方式设定，即，可利用瓷嘴12的朝向面44将载置于压接球60上的导线50全部压扁。
若可算出各轨迹的高度H1～高度H3、水平移动量Lb、水平移动量L1～水平移动量LN，则控制部24将这些值与第一接合点P1、第二接合点P2的位置信息等组合，生成瓷嘴12的移动顺序。
如由以上的说明所表明，根据本说明书中公开的打线接合装置10，可形成降低了弧高度HL的线弧。另外，根据本说明书中公开的打线接合装置10，可实现此种低弧的瓷嘴12的移动顺序可基于瓷嘴12的形状信息、导线信息、压接球60的形状信息而自动生成。由此，可减轻操作员的工时。
再者，至此为止说明的结构为一例，只要具有至少执行下述处理的控制部24，则其他结构也可适当变更，所述处理为形成压接球60及圆柱部62的第一处理(第一步骤)、为了切削圆柱部62而使瓷嘴12水平移动的第二处理(第二步骤)、及在使瓷嘴12向前进方向移动的中途进行一次以上的压扁动作的第三处理(第三步骤)。

Claims (8)

1.一种打线接合装置，以导线将设于被安装体的第一接合点与第二接合点之间连接，其特征在于，包括：
瓷嘴，保持所述导线；
移动机构，使所述瓷嘴相对于被安装体而移动；及
控制部，控制所述移动机构的驱动，且
所述控制部至少执行：
第一处理，在所述导线的前端形成无空气球之后，使所述瓷嘴向所述第一接合点下降至规定的压接高度，由此在所述第一接合点形成压接球及位于所述压接球上的圆柱部；
第二处理，在执行所述第一处理后，使所述瓷嘴在所述压接高度水平移动，由此以所述瓷嘴将所述圆柱部削去；以及
第三处理，在执行所述第二处理后，使所述瓷嘴在较所述压接高度更高的移动高度向作为接近所述第二接合点的方向的前进方向移动，并且在移动的中途反复进行一次以上的压扁动作，所述压扁动作为了以所述瓷嘴将重叠于所述压接球上的导线部分压扁而使所述瓷嘴暂且下降。
2.根据权利要求1所述的打线接合装置，其特征在于，
所述控制部在所述第二处理中，使所述瓷嘴向作为远离所述第二接合点的方向的后退方向水平移动。
3.根据权利要求1或2所述的打线接合装置，其特征在于，
所述控制部在所述第二处理中，使所述瓷嘴至少水平移动所述圆柱部的直径以上。
4.根据权利要求1或2所述的打线接合装置，其特征在于，
所述控制部在所述第三处理中，为了以所述瓷嘴将重叠于所述压接球上的导线部分全部按压，而一方面改变所述瓷嘴的水平位置，一方面进行两次以上的所述压扁动作。
5.根据权利要求1或2所述的打线接合装置，其特征在于，
所述控制部基于所述瓷嘴的形状信息、所述压接球的目标形状信息及所述导线的信息，生成所述瓷嘴的移动顺序。
6.一种半导体装置的制造方法，通过利用瓷嘴以导线将第一接合点与第二接合点之间连接而制造半导体装置，其特征在于，包括：
第一步骤，在穿插至所述瓷嘴的所述导线的前端形成无空气球之后，使所述瓷嘴向所述第一接合点下降至规定的压接高度，由此在所述第一接合点形成压接球及位于所述压接球上的圆柱部；
第二步骤，在执行所述第一步骤后，使所述瓷嘴在所述压接高度水平移动，由此以所述瓷嘴将所述圆柱部削去；以及
第三步骤，在执行所述第二步骤后，使所述瓷嘴在较所述压接高度更高的移动高度向作为接近所述第二接合点的方向的前进方向移动，并且在移动的中途反复进行一次以上的压扁动作，所述压扁动作为了以所述瓷嘴将重叠于所述压接球上的导线部分压扁而使所述瓷嘴升降。
7.一种半导体装置，是半导体芯片上的第一接合点、与安装有所述半导体芯片的引线框架上的第二接合点经线弧连接而成，其特征在于，
所述线弧具有：
第一接合部，形成于第一接合点；及
第二接合部，形成于所述第二接合点并且经由导线而连接于第一接合部，
所述第一接合部为如下形状，即，在扁平圆板状的压接球上，以既定间隔载置有向所述压接球被挤塌的所述导线的一部分，
所述导线自所述第一接合部的端部大致水平地伸出。
8.根据权利要求7所述的半导体装置，其特征在于，
作为自所述半导体芯片的上表面至所述线弧的最高点为止的距离的弧高度小于所述压接球的厚度与所述导线的直径的合计值，或与所述合计值相同。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115954275B (zh) * 2022-12-28 2023-07-14 无锡市宏湖微电子有限公司 基于热压球形键合的芯片封装方法、装置及芯片封装结构

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04184947A (ja) * 1990-11-20 1992-07-01 Fujitsu Miyagi Electron:Kk ワイヤボンディング装置

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4625858Y1 (zh) 1967-03-10 1971-09-06
JP2657709B2 (ja) * 1990-05-16 1997-09-24 株式会社カイジョー ワイヤボンディング装置並びにその方法
JPH05235002A (ja) * 1992-02-24 1993-09-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd バンプ形成方法
US6001724A (en) * 1996-01-29 1999-12-14 Micron Technology, Inc. Method for forming bumps on a semiconductor die using applied voltage pulses to an aluminum wire
DE69737621T2 (de) * 1996-10-01 2007-12-20 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma Halbleiterelement mit einer Höckerelektrode
US6180891B1 (en) * 1997-02-26 2001-01-30 International Business Machines Corporation Control of size and heat affected zone for fine pitch wire bonding
IT1305646B1 (it) * 1998-08-07 2001-05-15 St Microelectronics Srl Formazione di globuli d'oro saldati su piazzuole di collegamento esuccessiva coniatura della loro sommita'
JP4365292B2 (ja) * 2004-09-02 2009-11-18 株式会社カイジョー ワイヤボンディングにおけるボール圧着厚の測定方法
JP4298665B2 (ja) * 2005-02-08 2009-07-22 株式会社新川 ワイヤボンディング方法
JP4509043B2 (ja) * 2006-02-14 2010-07-21 株式会社新川 スタッドバンプの形成方法
JP4625858B2 (ja) * 2008-09-10 2011-02-02 株式会社カイジョー ワイヤボンディング方法、ワイヤボンディング装置及びワイヤボンディング制御プログラム
JP4344002B1 (ja) * 2008-10-27 2009-10-14 株式会社新川 ワイヤボンディング方法
JP4616924B2 (ja) * 2009-10-30 2011-01-19 株式会社新川 半導体装置
JP2014140074A (ja) * 2014-04-17 2014-07-31 Toshiba Corp 半導体装置
JP5930423B2 (ja) * 2014-05-09 2016-06-08 株式会社カイジョー ボンディング装置
CN107124904B (zh) * 2015-12-25 2020-04-21 华祥股份有限公司 打线接合装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04184947A (ja) * 1990-11-20 1992-07-01 Fujitsu Miyagi Electron:Kk ワイヤボンディング装置

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