[發(fā)明專利]引線接合裝置以及半導(dǎo)體裝置的制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380024890.3
• 申請日: 2013-09-18
• 公開（公告）號: CN104813455B
• 公開（公告）日: 2017-11-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 關(guān)根直希;中澤基樹;長島康雄
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社新川
• 主分類號: H01L21/60
• 分類號: H01L21/60
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11205
• 代理人: 馬雯雯,臧建明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及使用毛細(xì)管進(jìn)行引線接合的裝置以及方法。

背景技術(shù)

引線接合(wire bonding)裝置例如是用于通過細(xì)線的導(dǎo)線(wire)使基板的引線(lead)與半導(dǎo)體晶片的焊墊(pad)之間連接。引線接合是以如下的方式進(jìn)行。亦即，使引線接合用的工具與導(dǎo)線一同朝著引線下降。一開始以高速下降，接近引線后則轉(zhuǎn)換為低速。此低速下降稱為第1查找(search)(1st查找)。接著，通過工具的前端將導(dǎo)線壓接至引線，并一面施加超聲波振動一面使兩者接合，以完成第1接合(bond)(1st接合)。在第1接合后，將工具拉升以使導(dǎo)線延展(extend)，并一面形成適當(dāng)?shù)幕芈?loop)一面移動至焊墊的上方。若來到焊墊的上方，則使工具下降。一開始以高速下降，接近焊墊后則轉(zhuǎn)換為低速。此低速下降為第2查找(search)(2nd查找)。接著，通過工具的前端將導(dǎo)線壓接至焊墊，并一面施加超聲波振動一面使兩者接合，以進(jìn)行第2接合(bond)(2nd接合)。在第2接合后，一面通過導(dǎo)線夾鉗(clamper)停止導(dǎo)線的移動一面拉升工具并在第2接合點(diǎn)的地方將導(dǎo)線切斷。重復(fù)上述步驟，以進(jìn)行基板的多個引線與半導(dǎo)體晶片的多個焊墊之間的連接。另外，在第1接合、第2接合時，亦可進(jìn)行適當(dāng)?shù)募訜帷Ａ硗猓嗫蓪雍虾笁|進(jìn)行第1接合，并對引線進(jìn)行第2接合。

如上所述，在引線接合中進(jìn)行第1接合與第2接合的兩個接合，但此第1接合或第2接合卻有不會正常進(jìn)行的情況。而且，會有因?yàn)榈?接合不充分而在移至第2接合的形成回路的階段等發(fā)生導(dǎo)線從引線剝落的情況，而且，即使第1接合正常，在形成回路的過程中也會有導(dǎo)線斷開的情況。若總結(jié)上述現(xiàn)象并稱為未附著，則有必要在早期進(jìn)行未附著的檢測。在未附著的檢測中，在基板側(cè)與工具的導(dǎo)線側(cè)之間施加電壓，或使電流流通，并進(jìn)行基板側(cè)與工具的導(dǎo)線側(cè)之間的電阻成分、二極體(diode)成分、電容(capacitance)成份正常與否的判斷(例如，專利文獻(xiàn)1、2)。

此外，作為引線接合的方式，目前已知有球形接合法(ball bonding)與楔形接合法(wedge bonding)。

關(guān)于球形接合法，使用可通過高電壓火花等以形成自由空氣球(free air ball，F(xiàn)AB)的金線等，并使用在前端具有對工具的長邊方向軸的周邊呈現(xiàn)旋轉(zhuǎn)對稱形的倒角(chamfer)部的毛細(xì)管(capillary)作為工具。

關(guān)于楔形接合法，其不使用鋁線等以形成FAB，且并非使用毛細(xì)管作為接合用的工具，而是使用在前端具有導(dǎo)線導(dǎo)引元件(wire guide)與壓接面的楔形接合用的工具。在楔形接合中，在工具前端，傾斜地沿著導(dǎo)線導(dǎo)引元件將導(dǎo)線放出到壓接面?zhèn)龋⑼ㄟ^壓接面將導(dǎo)線側(cè)面壓接至接合對象物以進(jìn)行接合。因此，在工具的前端，導(dǎo)線成為從壓接面來看呈現(xiàn)水平的型態(tài)，工具的前端對其長邊方向軸的周邊并沒有呈現(xiàn)旋轉(zhuǎn)對稱形(例如，專利文獻(xiàn)3)。

楔形接合用的工具的前端并沒有呈現(xiàn)旋轉(zhuǎn)對稱形，因此隨著焊墊、引線的配置，在不做任何更動的狀態(tài)下會產(chǎn)生導(dǎo)線導(dǎo)引元件的方向與導(dǎo)線的連接方向不一致的情形。因此，目前進(jìn)行了將保持工具的接合頭(bonding head)設(shè)為旋轉(zhuǎn)式(例如，專利文獻(xiàn)4)，或使保持接合對象物的接合平臺(bonding stage)旋轉(zhuǎn)。于此，目前提出了使用前端為旋轉(zhuǎn)對稱形的毛細(xì)管，并通過毛細(xì)管前端壓接導(dǎo)線側(cè)面以進(jìn)行接合的方法(例如，專利文獻(xiàn)5)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1:日本專利第3335043號公報

專利文獻(xiàn)2:日本專利特開2000-306940號公報

專利文獻(xiàn)3:日本專利特開昭58-9332號公報

專利文獻(xiàn)4:日本專利特開昭55-7415號公報

專利文獻(xiàn)5:美國專利申請公開第2005/0167473號說明書

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明欲解決的課題

通過使用前端為旋轉(zhuǎn)對稱形的毛細(xì)管，無論導(dǎo)線的連接方向?yàn)楹危钥赏ㄟ^毛細(xì)管前端壓接導(dǎo)線側(cè)面以進(jìn)行接合。在此情形，若在進(jìn)行于第2接合點(diǎn)的接合后，將導(dǎo)線沿著導(dǎo)線的連接方向切斷，則在接下來的引線接合的第1接合點(diǎn)中，被壓接的導(dǎo)線側(cè)面的延伸方向朝著之前的引線接合的導(dǎo)線的連接方向。于此若導(dǎo)線在朝向接下來的引線接合的第2接合點(diǎn)的連接方向延伸，則在第1接合點(diǎn)中，在被壓接的導(dǎo)線側(cè)面的延伸方向與導(dǎo)線的連接方向之間具有一角度。若在第1接合點(diǎn)中，導(dǎo)線在角度改變的狀態(tài)下延伸，則在此第1接合點(diǎn)的接合強(qiáng)度下降。在第1接合點(diǎn)中，較佳為被壓接的導(dǎo)線側(cè)面的延伸方向與導(dǎo)線的連接方向一致。