[發明專利]打線裝置以及打線方法

在審

• 申請號: 201380059828.8
• 申請日: 2013-11-12
• 公開（公告）號: CN104813457A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: 關根直希;中澤基樹;杜湧
• 申請（專利權）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權代理有限公司 11205
• 代理人: 陶敏;臧建明

技術領域

本發明涉及一種使用毛細管(capillary)進行打線(wire?bonding)的裝置以及方法。

背景技術

打線裝置例如用以將基板的導線(lead)與半導體芯片(chip)的襯墊(pad)之間以細線的金屬線(wire)連接。打線是以如下方式進行。即，使金屬線與打線用工具(tool)一并朝向導線下降。最初以高速下降，當靠近導線時變為低速。該低速下降被稱為第一搜索(first?search)。繼而，利用工具前端將金屬線壓抵于導線，一面施加超聲波振動一面使兩者接合，而成為第一接合(first?bond)。在第一接合后，提拉工具而一面使金屬線延出而形成適當的線弧(loop)一面移動至襯墊的上方。當到達襯墊的上方時使工具下降。最初以高速下降，當靠近襯墊時變為低速。該低速下降為第二搜索(second?search)。繼而，利用工具前端將金屬線壓抵于襯墊，一面施加超聲波振動一面使兩者接合而進行第二接合(second?bond)。在第二接合后，一面利用線夾(wire?clamper)停止金屬線的移動一面提拉工具而將金屬線在第二接合點處切斷。重復該操作，而進行基板的多根導線與半導體芯片的多個襯墊之間的連接。此外，在第一接合、第二接合時，也可進行適當的加熱。此外，也可對襯墊進行第一接合，對導線進行第二接合。

如上所述，在打線時進行第一接合與第二接合該兩種接合，但存在未正常地進行該第一接合或第二接合的情況。另外，有在第一接合尚不充分便轉移至第二接合的線弧形成的階段等中金屬線自導線剝離的情況，此外也有即便第一接合正常，金屬線也在線弧形成的中途被切斷的情況。將這些現象統稱為未接合，必須及早地檢測出未接合。在進行未接合檢測時是對基板側與工具的金屬線側之間施加電壓或使兩者之間流通電流，而判斷兩者之間的電阻成分、二極管(diode)成分、電容成分是否正常(例如專利文獻1、專利文獻2)。

不過，作為打線方式，已知有球形接合(ball?bonding)方式及楔形接合(wedge?bonding)方式。

球形接合方式是使用可利用高電壓火花(spark)等而形成無空氣球(Free?Air?Ball，FAB)的金線等，且使用前端具有繞長度方向軸成旋轉對稱形的倒角(chamfer)部的毛細管作為工具。

楔形接合方式是使用鋁線等且不形成FAB，并且不使用毛細管而使用前端具有金屬線導引器(wire?guide)及按壓面的楔形接合用工具作為接合用工具。在楔形接合時，在工具前端，使金屬線沿金屬線導引器斜向地伸出至按壓面側，以按壓面將金屬線側面壓抵于接合對象物而進行接合。因此，成為在工具的前端處金屬線自按壓面橫向伸出的形式，且工具的前端并非為繞其長度方向軸成旋轉對稱形(例如專利文獻3)。

由于楔形接合用工具的前端并非旋轉對稱形，故而因襯墊、導線的配置，而產生在該狀態下金屬線導引器的方向與金屬線的連接方向不一致的情況。因此，將保持工具的接合頭(bonding?head)設為旋轉式(例如專利文獻4)，或者使保持接合對象物的接合平臺(bonding?stage)旋轉。于是，提出有使用前端為旋轉對稱形的毛細管，且以毛細管前端按壓金屬線側面而進行接合的方法(例如專利文獻5)。

[現有技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]日本專利第3335043號公報

[專利文獻2]日本專利特開2000-306940號公報

[專利文獻3]日本專利特開昭58-9332號公報

[專利文獻4]日本專利特開昭55-7415號公報

[專利文獻5]美國專利申請案公開第2005/0167473號說明書

發明內容

發明要解決的課題

在楔形接合方式中是使用延伸性小于金線的鋁線。因此，可能產生如下情況：在正常地進行第一接合點的打線后，使金屬線朝向第二接合點延出的中途金屬線被切斷。金屬線的未接合或切斷可通過對接合對象物與金屬線之間賦予電氣信號，根據該電氣信號的響應而進行判斷。

該未接合或切斷的判斷是用于判斷在賦予超聲波能量而進行接合形成處理之后是否正常地形成接合，因此通常在第一接合點或第二接合點處進行。如上所述，若在第一接合點與第二接合點之間金屬線被切斷，只要在第二接合點的接合處理之前進行未接合判斷即可檢測到。但，若在使毛細管下降以進行第二接合點的接合處理時，因中途切斷而自毛細管突出的金屬線也下降而接觸于接合對象物，則可能產生誤判斷為金屬線與接合對象物相接合的情況。